空き缶スターリングエンジンの作り方【その３】

　
パワーピストンは機密性が重要です。
本来は非常に高精度に擦り合わせされたピストが必要ですが、空き缶では無理です。
今回は簡単な方法としてゴムの膜を使ったパワーピストを作ります。

１００均に売ってる極うすの手袋が調度良いと思います。
６枚も入ってるので実験に使うのなら一生分あると思います。
コンさんじゃありませんのでお間違いなく。（笑）

ここからはお勉強の時間です。
スターリングエンジンの熱交換タイミングを理解しましょう。

今回のスターリングエンジンはシリンダの下から熱を加えます。
上部の蓋の部分には水や氷を入れて冷却します。
つまりシリンダの下部がホットゾーンで上部がクールゾーンです。

その間の空気を強制的に交換するのがディスプレーサで、それにタイミングを同調してパワーピストが動きます。
この時、パワーピストンはディスプレーサのタイミングより約９０度（1/4サイクル）遅れて動作します。
ここがスターリングエンジンが動作するミソです。

１．下部の温かい空気が上部の冷たいゾーン送られた状態です。
２．上部の空気が急に冷えることでバキューム力が発生すると同時に空気が入れ替わり始めます。
３．上部の冷たい空気が下部のホットゾーンに送られ温められます。
４．下部で温められた空気が上部に送られ上部の気圧が上がり空気が入れ替わり始めます。
この１～４のサイクルを繰り返します。

つまり下で温められた空気が上部に送られると、上部の気圧が上がりパワーピストを押し上げます。
直後に暖かい空気は冷却されるため体積の収縮が起こりパワーピストを引き下げます。
この動作がスターリングエンジンを動かす原理です。

よって回転する方向に意味があることに注意してください。
逆回転はしません。

ということでこのクランクが重要なのです。
クランクシャフトは大きめのゼムクリップ、リンケージロッドは小さいゼムクリップを伸ばして作りました。

もう一つエンジンになくてはならないのがフライホイールです。
フライホイールはピストンの垂直往復運動を回転運動としてパワーを一時的に蓄えるバッテリーのようなものです。
この機構がなければどれだけ高性能なガソリンエンジンでも動きません。
回転式エンジンのサイクル連携の原理的な構造部品です。

今回は要らなくなったＣＤを使っています。
効率的なフライホイール効果を生むために、ある程度の重量とサイズが必要です。
２枚組にしてもいいかもしれませんね。

以上で一応完成です。

To Be Continued...