4月の上旬ころ、何気なくYouTubeでスターリングエンジンの動画を見て、これなら自分でも作れそうだと思い、それからずっと自由時間の多くをスターリングエンジンの工作に費やして、およそ6週間ほどかかり、ようやく動くものが完成しました。
見た目は大したことのない雑な工作で、得意な人なら数時間で作れそうですが、工作に関しては素人同然だったので、非常に多くの時間を費やしました。
作り方はボトル缶スターリングエンジンを作るに載せました。ディスプレーサーを入れるために、缶を切らないところが珍しいのではないかと思います。
最初に見た動画では、コップに注いだお湯の湯気を熱源としていましたが、いくつか試作を繰り返すうち、湯気を熱源とした場合、各部をかなり精巧に作りこまなければならないようだと感じ、熱源をろうそくの炎に変更しました。
5月の連休もほとんどスターリングエンジンに費やしましたが結果が出ず、もがいていた時にYouTubeで下記の動画を見て、火力を強めればある程度雑な作りでも動きそうだと思い、ろうそくを2個に増やしました。
DIY STIRLING ENGINE - soda can - Tutorial
作成している最中は、100円ショップとホームセンターを何度も往復し、見かけるものすべてがスターリングエンジンの材料にならないか検討するほど工作のことばかり考えていました。
そのような状態で食料品を買い物しているときにボトル缶を見つけ、なんとなくひらめいた感じがしたので何本か買って帰り、ボトル缶を利用してスターリングエンジンを作り始めました。
スターリングエンジンに関するサイトを見ても、ディスプレーサーの体積や上下幅などを割り出す計算式や数値情報は見つからないので、ある程度組み立てた段階でディスプレーサーを手動で上下して本当にダイヤフラムが膨らむのかテストしながら暗中模索、試行錯誤を繰り返しました。
そのため、設計図は存在せず、ラフスケッチというか大まかな構想図を元に、缶の大きさから逆算して部品の大きさを割り出して作成しました。
クランクシャフトのバネ線曲げやクランクシャフトを支える構造、ダイヤフラムとコンロッドの接続など苦労の連続でした。
YouTubeで海外の人が作成している動画を見ると、グルーガンが大活躍しているので買おうと思いましたが、初期の試作段階でビニールテープが想像以上に使えることが判明したので、ビニールテープを多用しました。
バルサ材（ヒノキ工作材）は人生で初めて使いましたが、カッターで切れるのでかなり便利で面白い素材だと今更感じました。工作道具では、ピンバイスが大活躍しました。
下記の写真は動かなかった試行錯誤の記録のうち、一応形になったものです。
試作1号
最初はコップに入れたお湯の湯気を熱源として考えていたので、工作用紙を使っていました。本体は300gのボトル缶を切断して使っていました。
試作2号
熱源をろうそくに変更。クランクシャフト中央にダイヤフラム、両側の二つでディスプレーサーを上下させる構想。ダイヤフラムを缶に取り付ける方法とクランクシャフトへの接続方法、微調整のやりづらさなどに悩む。
試作3号
ゴールデンウィークを費やしても動きそうで動かず、一番苦しんでいた時期。アルミ缶の切断が思うようにいかず、ダイヤフラムも思うように上下せず、制作を断念しようか検討していました。
試作4号
ついに動く。忘れないうちに寸法や作り方を記録し、再現できるか確認して手順化。
参考
- 『はじめてのスターリングエンジン』小林義行、2007、誠文堂新光社
- YouTube「スターリングエンジン 作り方」で検索