空き缶スターリングエンジンを作ろう
空き缶スターリングエンジンはロウソクの炎で回るスターリングエンジンです。この エンジンは空き缶やゴム風船などの簡単に手に入れることができる材料を使っています。
空き缶スターリングエンジンを作る際に準備する材料は、木材(厚さ10mm)、バルサ材(厚さ10mm)、針金(直径1.5mm)、釣り糸、ゴム風船、割りばし、画びょう、クリップ、粘土、空き缶(200ml)、ボール紙、ロウソク、釘または木ねじ、輪ゴムです。必要な工具はペンチ、ハサミ、ノコギリ、キリ、木工用ボンド、週間接着剤、両面テープ、機械油です。 |
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Step 1 準備する材料と空き缶エンジンの構造
空き缶スターリングエンジンは右図のようにとても簡単な構造です。木材で組み立てたフレーム、針金を曲げて作るクランクシャフト、空き缶のシリンダ、ゴム風船のダイヤフラムなど簡単に手に入れることができる材料を使っています。また、木製ピストン(バルサ材)は釣り糸を使ってクランクシャフトと連結して往復運動させます。
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空き缶スターリングエンジンの構造 |
Step 2 木材を切り出す
右図のように厚さ1cmの木材を切り出します。クランクシャフトが通る穴は少し大きめにあけます。
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木材を切り出す |
Step 3 木製ピストンを作る
丸く切ったバルサ材を重ねて木工用ボンドで接着します。ピストンの中心に瞬間接着
剤で釣り糸を接着します。
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木製ピストンを作る |
Step 4 ダイヤフラムを作る
ゴム風船を使ったダイヤフラムを作ります。右図のようにゴム風船を切り、ボール紙を貼り付けて補強します。さらに中心に針で釣り糸が通る穴をあけます。穴が大きくなりすぎないように注意してください。
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ダイヤフラムを作る |
Step 5 コンロッド,クランクシャフトを作る
右図のように割りばしでコンロッドを作ります。クランクシャフトが通る穴は少し大きめにあけます。針金を曲げてクランクシャフトを作ります。このときにコンロッドを取り付けながら曲げていきます。
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コンロッドとクランクシャフト |
Step 6 ダイヤフラムを組み立てる
右図のように画びょうでダイヤフラムをコンロッドに取り付けます。
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ダイヤフラムの組み立て |
Step 7 フレームを組み立てる
Step 2で切り出したフレームを組み立てます。このときにクランクシャフトが軽く回ることを確認してください。
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フレームの組み立て |
Step 8 木製ピストンを組み立てる
木製ピストンに接着した釣り糸をダイヤフラムの穴に通したあと、クランクシャフト
に取り付けたクリップに仮止めします。
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木製ピストンの組み立て |
Step 9 空き缶を取り付ける
上面を切り取った空き缶をフレームにしっかりと固定します。ダイヤフラムを空き缶にかぶせて輪ゴムでとめます。木製ピストンが空き缶の上下面にぶつからないように釣り糸の長さを調整します。最後に空気の漏れをとめるためにダイヤフラムの穴に機械油を1滴たらせば完成です。
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空き缶の取り付け |
Step 10 回してみよう
完成したら空き缶の下面をロウソクであぶってみましょう。しばらくして十分に暖まったら手でおもりを回してみてください。コトンコトンと回り始めましたか。 模型スターリングエンジンを回すコツは中の空気が外に漏れないようにすること、そして駆動部分に引っかかりがないことです。もし回らないときはこの2つの点を見直してください。
ゴム風船の中心の穴から空気が漏れていませんか。木製ピストンと空き缶シリンダとがぶつかっていませんか。
[Stirling Engine Dictionary]
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