何でも実習生の実習日誌

電子工作、模型スチームエンジン工作など、何でも工作が大好きです。
手持ちの工作機械は卓上ボール盤だけ、全て手作りです。

1号機と2号機の違いは・・・・・

2017-03-21 16:20:34 | エンジン工作

2017/03/21(火曜日) 雨


珍しく一日中雨降りだ。
何だか憂鬱な気分になってしまう。
まっ、こんな時には楽しかったスターリングエンジン工作を振り返って整理してみよう。


今から約7年前に工作したスターリングエンジン1号機と昨日完成した2号機を並べてみた。
このスターリングエンジンはオイらが「(スチーム)エンジン工作」にのめり込むきっかけとなった
記念作品でもある。 2台は機構的には全く同じ。 ただ2号はロウ付けや軸受など7年間の工作で
得た技術を使って体裁よく、高性能に工作した(つもりです。)


このスターリングエンジン工作で、一番、難しいところはディスプレイサになる試験管を
保持する部分だ。
なにしろ相手がガラス製だからちょっと無理をすれば割れてしまうし、穴も開けられないので
ねじ止めなどはできない。 半田付けももちろんできない。
7年前の工作では締付バンドで試験管を締め付けて固定した。(この時はうまくいった。)


締付バンドに「小さなアングル」を4か所取付てそれをベースにして部品を取り付けた。
小さなアングルをバンドにリベットで固定して緩まないようにハンダ付けした。
当時はまだロウ付けはしたことがなかったのでこんな方法で取り付けた。


その裏面。 駆動棒(シャフト)を支えるスリーブは直径3mm(内径2mm)の真鍮パイプ。
肉厚が0.5mmしかないのでヤワだった。



今回の2号機では爪はロウ付けで固定した。 アングルをリベットで止めるよりはスマートになった。
しかし、締付バンド部分はそれなりの厚みを持った真鍮板にしなくてはならず、円形に曲げるのが
難しくて歪んだバンドになってしまい、それをきつく締めたので試験管が割れてしまった。
そこで締付バンド方式は中止して「接着剤」で固定することにした。
接着剤は何かヤワなイメージしかなくてあまり使ったことはなかったが、7年間の工作でその強度や
便利さを知った。 今回これを使ってとても具合がよかった。 


ロウ付と接着剤使用でスマートになった取付基部。



その裏側。 シャフトを支えるスリーブも外径3mm、4mm、5mmの真鍮パイプをはめて
内径2mm、肉厚1.5mmのスリーブにした。(バウムクーヘン工法?)
空気取り出し口のパイプも直角曲げのパイプ(ロウ付工法)にして体裁よくした。



1号機のパワー・ピストン周り。
初めてのシリンダーとピストン工作で様子がわからず、たまたま手にした直径15mmのアルミ丸棒に
ピッタリはまる、外径18mm内径15mmのアルミパイプを組み合わせてある。
アルミ材は半田付けができない(できても非常に難しいらしい)ので真鍮製の「タガ」をはめて、
それに部品を固定する方式(鉢巻工法)にした。




これも「小さなアングル」をリベット止めして半田付けで緩まないように固定した。



アルミパイプの口にゴムパッキンを当てて四角い板で押させて蓋にした。



今回の2号機のパワーピストンも基本的には1号機と変わらないが、アルミパイプに内径18mmの
真鍮パイプを被せて外観を真鍮製にしている。(アルミパイプと真鍮パイプは接着剤で密着させてある)
固定部は2mm厚真鍮板をロウ付けでくっつけてある。
取付や位置調整がやりやすくしてある。


真鍮材は半田付が可能なので丸く削ったフランジを半田付けしてある。


そのフランジと蓋の間にゴムパッキンをかませてねじ止めして気密にしてある。
円形の蓋とねじ止めはスマートになった。



1号機の工作中は軸受もまだ「軸受」を使うなど思いつかず、固い金属(真鍮板)をコの字に曲げて
穴をあけてシャフト(ステン丸棒)を支えた。



その後の工作でプラスチック製の軸受を知り、使うようになった。
今回は軸穴が2mmφの小さな軸受を使った。
これで柔らかくて工作しやすいアルミ板を支えに使えるようになった。
軸受は回転部分だけではなく、ピストン棒の直線運動支え部分にも使用した。



こんな工夫をした効果かどうかは不明だけど2号機は1号機より性能が良いように思える。
ランプに点火して加熱を始めて18秒ほどで起動できるようになった。
(1号機では30秒以上かかる。)
最高回転数も秒12.8回転がでた。
(1号機では12.1ぐらい)

その比較の様子を動画でご覧ください。






まぁ、今回は二度目でも同じように動くエンジンができるか・・・が主眼だった。
(1号機が動作するのは「まぐれ(運よく)」なのかを検証したかったのだ。
2台目を同じように作ってそれもうまく動けば「まぐれ」ではないだろう。
(実習生の工作は「まぐれ」が多いからね(笑い))
それともう少し見栄えをよくしてみたかった。
1号機よりは見栄えはよくなった。(と思います。 これは好みの問題だからそれぞれですが)

物置で眠っていた試験管を見つけたのがきっかけで始めた工作で半月ほどが
楽しめました。
この記事にお付き合いくださったみなさま、誠に有りがとうございました。
これからもご愛読のほどよろしくお願いいたします。





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2 コメント

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改良型エンジン (団塊工房)
2017-03-22 09:02:35
 エンジンの回転の様子、確かに改善されていますね。
試験管の取り付けには色々なノウハウがあることを知りました。外観の美しさも追及することで結果として製作精度も上がり性能も向上するということですね・・・・。
良く回るようになりました (実習生)
2017-03-22 14:38:26
団塊工房さん、こんにちは。
2号はなんとか良く回るようになりました。
このスターリングエンジンは本当に非力です。
自分自身が回るだけで精いっぱいみたいですから、摩擦が発生すると回らなくなってしまいます。
試験管の固定と中で動くスチールウールを中心に水平に動かす・・・これが一番難しです。
今回は接着剤(エポキシ)を使いましたがこれは良いですね。 接着剤も大したものですね。
今度は「真空エンジン」に挑戦してみたいです。

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