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ボトル缶スターリングエンジンの作り方

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ボトル缶の空き缶で、下記のスターリングエンジンを作成します。


ボトル缶スターリングエンジン

材料

材料名 個数、長さ 大きさなど
ペットボトルキャップ 1個 -
ゴムチューブ 10cm程度 内径5mm、外径8mm
ひのき工作材 30cm程度 幅20mm、厚さ2mm
プラ板 3cm×15cm程度 厚み0.5mm
ステンレスバネ線 15cm程度 径0.8mm
薄いゴム手袋 1枚 -
釣り糸(道糸) 30cm程度 径0.165mm
丸いコルクコースター 1個 直径10cm程度
洗車用スポンジ 1個 厚み35mm程度
ボトル缶 1個 内容量400g
ビニールテープ - 幅19mm
接着剤 少々 木材とゴムの接着が可能なもの
ろうそく 2個 -
金網台 1個 園芸用の金属鉢網を使用

必要工具

  • ピンバイス
  • ラジオペンチ
  • 丸やすり
  • カッター
  • 千枚通し

手順

必要部材切り出しと穴あけ

工作材を下図の長さに切り、黒丸位置にピンバイスで1mmの穴をあける

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プラ板を縦30mm、横145mmに切り取り、ボトル缶の飲み口に合わせて筒状にしてビニールテープでとめる

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ゴムチューブを長さ70mmを1個、5mm程度のモノを4個切り出す

穴あけ

ボトル缶のフタ中央とコルクコースターの中心にピンバイスで1mmの穴をあける

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ボトル缶の肩のあたりにピンバイスで2.5mm穴をあけ、丸やすりで5mm程度に広げ、ラジオペンチの先端を入れて回して穴を広げ、ゴムチューブをねじ込める程度まで拡大する

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ペットボトルのキャップにピンバイスで穴をあけて丸やすりで広げ、カッターで少しずつ削るように穴を拡大し、ゴムチューブをねじ込める程度まで穴を広げる

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ディスプレーサーの作成と取り付け

スポンジをボトル缶より小さなサイズに切って面取りを行う

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釣り糸の末端にビニールテープを巻き付けてスポンジの中央に針で釣り糸を通し、スポンジ裏の中央部分にカッターで切り込みを入れ、末端のビニールテープを押し込む

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スポンジをつぶしてボトル缶に入れ、ボトル缶のフタ中央の穴から釣り糸を出す。フタを閉じたら糸を上下させてスポンジがスムーズに動くことを確認する

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ダイヤフラム作成と取り付け

ゴム手袋の指部分(中指を使用)を切り取り、先端に工作材55mmを接着する

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ゴム手袋の奥までキャップを押し込む

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クランクシャフトの作成と取り付け

バネ線を下図のように折り曲げてクランクシャフトを作る

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組み立て

ボトル缶のダイヤフラム取付穴の反対側に80mmの板をテープで取り付ける

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クランクシャフトに15mm、80mmの板を通し、シャフトが地面と平行になるように80mmの板をテープでとめて、ダイヤフラムのチューブをボトル缶にねじ込む

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ダイヤフラムの位置を調整してテープでとめて、板の上部穴を5mmゴムチューブではさむようにクランクシャフトに通す。5mmのゴムチューブは千枚通しで穴をあけてシャフトが通るようにしておく

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上記写真のように釣り糸を15mmの板の下部側の穴に通してテープでとめる。あまりピンと張りすぎないで、ディスプレーサーが最下部の状態のときに少し糸がたるむ程度が良い模様

コルクコースターをクランクシャフトにゴムチューブではさんで取り付けてシャフトに固定する

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以上で完成です。組みあがったらコースターを軽く回して、こすったり途中で不自然に止まらないか確認します。

スムーズに回らないときは、ゴムチューブを出し入れしてダイヤフラムの位置調整または張り調整、ディスプレーサーの釣り糸の張り調整などをします。

熱源にかけ、数十秒あたためてから指でフライホイール(コルクコースター)を回し、動くことを確認。ビニールテープは熱に弱いので、連続で動かし続けると剥がれたり溶けたりする可能性があるので注意してください。