Soluzione Martini? Se ti riferisci al diplacer elettrocomandato il brevetto e' di un certo Walsh e risale al 1984.
Nel caso che citi, ma non ho visto il libro e non ho trovato riferimenti su altri siti, il pistone seguira' il displacer dopo una fase di avviamento +- lunga +- stentata), ed il massimo output verra' raggiunto ad un ben preciso numero di giri ...
Nella patent linkata sotto e' la backemf dallo stesso attuatore lineare del diplacer che viene usata come segnale di controllo.
http://www.freepatentsonline.com/4458489.pdf
Nulla impedirebbe di usare la stessa tecnica anche nel "Martini" con i dovuti adattamenti, cosa peraltro molto stimolante ...

Edited by Elektron - 29/8/2007, 00:57

Ciao a tutti ">

Ciao axl2 bentrovato! Esiste una versione più semplice totalmente meccanica per variere l'angolo di sfasamento tra il pistone motore e il displacer, è assimilabile ad una meccanica tipo differenziale.



Salutoni
Furio57 ">

Ciao Furio, l'utilizzo che volevo fare di un meccanismo elettrico per muovere il displacer non era per variare l'angolo di sfasamento ed avere veloci cambiamenti della velocità di rotazione, ma per semplificare la costruzione.
All'inizio pensavo ad un motore elettrico collegato con la classica manovella e testa a croce, quindi progettualmente la complessità era la stessa con l'aumento di ingombro dovuto al motore esterno.
Poi oggi pomeriggio l'intevento di elektron mi ha messo all'orecchio gli attuatori lineari. In pratica due solenodi che fanno muovere l'asta del displacer in un senso o nell'altro. Un sistema praticamente uguale a quello impiegato nei teleruttori. Non ho idea di quale velocità di oscillazione sia possibile raggiungere, poi rimane il mio dubbio atroce se questo attuatore debba comandare la corsa del displacer in fase con il pistone di potenza oppure se quest'ultimo si porti in equilibrio "seguendo il displacer" come sembra dire il libro (la spiegazione non è molto chiara). Se fosse necessario mantenere la fase servirebbe un encorder sull'albero del motore e un circuito elettronico dovrebbe misurare la posizione del pistone, e fare in modo che il displacer viaggi in ritardo di 90°. Insomma una roba non troppo semplice.
Saluti. A.

Edited by axl2 - 28/8/2007, 23:15

Il pistone segue il displacer ... sulla velocita' si puo' andare veloci con attuatori opportuni ...
BIT: Non servirebbe neanche l'encoder ma basterebbe un contagiri "accoppiato" ad un regolatore (anche PWM) che piloti il motorino che citi nella soluzione M...

Ciao Elektron se il pistone segue il displacer allora il contagiri con l'alimentatore PWM non serve, variando la velocità di oscillazione del displacer il pistone dovrebbe variare la sua velocità automaticamente e mettersi in equilibrio dopo un certo tempo di stabilizzazione. Almeno teoricamente. Ho cercato sul sito che mi hai postato qualcosa su Walsh e il suo brevetto ma non ho trovato nulla a parte alcune righe con il titolo "Free piston stirling engine control". Su google ho trovato il brevetto completo con qualche disegno ma non ci ho capito molto http://www.wipo.int/patentscopedb/en/wads....PE=PAMPH&PAGE=1
PS I teleruttori credo funzionano con un solo solenoide che spinge il contatto, il ritorno è a molla. Si potrebbe vedere una applicazione del genere sul displacer solo non so come possa uscire il moto finale, sicuramente molto lontano dall'onda sinusoidale.
Saluti.A.

Edited by axl2 - 29/8/2007, 12:49

Serve registrarsi sul sito altrimenti vedi solo l'abstract, e' gratuito e si possono scaricare i pdf completi.

Nello Stirling con displacer il pistone deve seguire il displacer per forza ... solo che lo fara' fino ad un determinato numero di giri.
Una bella animazione e' qui': http://auto.howstuffworks.com/stirling-engine2.htm
Se si usa l'albero a manovella il pistone di potenza ed il diplacer sono per forza sempre in fase, ma se il diplacer e' libero rispetto al pistone quest'ultimo seguira' il comando (dato dal diplacer) solo fino ad un certo numero di giri oltrepassato il quale "stalla" ...
Per questo motivo proponevo un semplice controllo della velocita' di rotazione (siamo nel caso volano manovellismo) per capire "quando fermarsi". Poi, in una applicazione dimostrativa si puo' regolare manualmente la tensione all'attuatore (motorino in cc che gira a seconda della tensione applicata) ed e' fatta...

Riguardo agli attuatori lineari ... non credo che un semplice teleruttore abbia una corsa sufficiente alla bisogna. Nel brevetto che ti ho menzionato gli attuatori lineari assomigliano a dei motori passo passo "svolti" cioe' linearizzati per un breve tratto che pur breve e' sempre di qualche centimetro ... a differenza del teleruttore che ha una corsa di pochi mm (2-5).
Per dire ... una semplice meccanica da stampante fuori servizio .. si attacca il displacer dove era il carro portatestine ed hai gia' fatto meta' del lavoro ... solo per dire ...

Ciao Elektron non avevo capito a cosa servivano il contagiri e l'alimentatore. Per un contagiri artigianale si può usare un semplice contachilometri da bicicletta. Per avere i giri al minuto bisogna impostare nel set up 1666 per la circonferenza del volano dove è montato il sensore. L'idea dei motori passo passo non è male,si potrebbero impostare i numeri di giri da fare in un senso, dopo quanti arrestarsi e quanti farne nel ritorno senza nessun tipo di interruttori di fine corsa.
Altrimenti ci sono dei motori lineari tipo questo: http://www.servotecnica.it/download2/Tecno.../leaflet_uc.pdf
Mi sembra che la corsa sia di 67 mm con una velocità massima di 5m/s. Bisognerebbe vedere il comportamento al cambio di direzione però e come progettare un circuito in grado di pilotarlo correttamente.
La simulazione che mi hai postato è di un gamma LTD dove il displacer è mosso da biella e manovella, cinematismi complicati, oltretutto da lubrificare ipotizzando un impiego continuo, che vorrei riuscire a eliminare.
Ciao .A.

Mhmmm hh g gh hai idea del costo? Mi sa' che ti viene lo Sterling gia' montato con uno di quelli ....

NAturalmente quoto in pieno quanto dici (e lo ho quotato !) ... l'idea del passo passo e' fattibile senza dubbio ... in piu' CD rom e/o vecchi floppy da buttare avrebbero +- gia' tutto pronto. Anche il 'galvanometro' che muove le testine degli HD andrebbe bene (pero' consumerebbe di + di un pasoo passo)

Ciao Elektron non conosco i costi dei vari motori lineari in commercio, domani provo a informarmi. La mia idea era quella di realizzare una configurazione semplice riutilizzando vecchi compressori o motori 4 tempi aggiungendo un cilindro del displecer completamente indipendente. L'unica cosa che rimarrebbe da fare è il collegamento tra la camera del displacer e quella del pistone. Per evitare il cinematismo manovella/biella tra motore elettrico e displacer si potrebbe utilizzare una cremegliera solidale al perno del displacer, e montare una ruota dentata su un motore passo passo. Quelli delle stampanti o dei lettori CD sono piccolini, l'anno scorso su e-bay ne ho comprato 3 di media potenza (hanno un diametro esterno di circa 10 cm). Per alimentarli ho un circuito di Nuova Elettronica. In pratica con un interruttore lo accendi, con un potenziomentro regoli la velocità e con un secondo interruttore scegli il moto di rotazione orario o antiorario. Per il nostro caso servirebbe un relais che quando il displacer ha raggiunto il suo "Pmi" si ecciti e faccia cambiare rotazione al motorino, stessa cosa al Pms.
Saluti.A.

Ciao a tutti, spulciando sul libro "La macchina di Stirling" dell'Ing Naso, ho trovato una pagina dove si mettevano a confronto tre motori uguale ma con manovellismi diversi. L'ultimo, aveva un moto del displacer di tipo discontinuo, azionato tramite una rotellina che girava attorno al volano a forma di camma.
Sul diagramma P-V calcolato con la teroria di Shmith il ciclo era piuttosto bello pieno rispetto a quelli con moto sinusiodale, dice perchè il displacer durante un ciclo di 360 gradi passa molto tempo al pmi e al pms e la transizione è velocissima mentre nel moto sinudoidale il displacer rimane ai punti estremi per poco tempo. Ruiscendo a realizzare un sitema elettrico di azionamento del displacer non dovrebbe essere difficile impostarlo per un moto discontinuo, anzi, forse l'inerzia dell'attuatore che deve fermarsi e invertire il senso della corsa favorirebbe la cosa facendo rimanere il displacer ai punti morti più tempo rispetto ai classici cinematismi manovella/biella aumentando il rendimento generale della macchina, insomma dando più tempo al gas per espandersi e per comprimersi.
Saluti.A:

Non posso che quotarti in pieno ... nel caso di attuatori lineari la cosa sarebbe anche relativamente semplice da realizzare ... nel caso di motorino elettrico (ancora nel caso di displacer non linkato al pistone meccanicamente) e cinematismo biella manovella mmm .... temo impossibile o quasi ...

Tuttavia i giri x massimo del rendimento sarebbero minori che nel caso sinusoidale, come dici tu stesso: maggior tempo al gas per ... quindi occhio ai nuovi parametri !!! Se si vuole generare direttamente fem dal pistone puo' essere un punto da valutare attentamente. (meno speed meno tensione, stessa speed per previa tensione -> + spire, + spire minor rendimento causa effetto Joule) etc ...

In ogni caso sarebbe un grande miglioramento alla tipologia Stirling, talmente significativo da giustificare persino una produzione in serie ... dati i vantaggi ... la semplicita' e l'affidabilita'.

Ciao Elektron magari ci fosse qualche azienda che producesse Stirling in serie, poi magari in Italia! Ci sarebbe un bel abbattimento dei costi , non credo che si spenderebbe molto di più che costruire motori a c.i. Anzi. Purtroppo noi dobbiamo rimanere con i piedi ben saldi a terra, sopratutto io che non sono ancora riuscito a realizzare un motore funzionante. Quando riuscirò a farlo girare, se ci riuscirò, sarebbe molto interessante provare a fare di questi esperimenti. Credo che guardare avanti lontano sia una buona cosa, a differenza di chi non riesce a vedere oltre la punta dei piedi. Vedi per esempio quei tizi al parlamento con la contorta vicenda dei CIP6 che inserivano all'interno delle sovvenzioni anche l'energia prodotta dai rifiuti, al posto di investire sul termodinamico solare. Bah.
Scusami ma non ho ben capito il discorso del numero di giri e delle spire. Dici che con il discontinuo i giri sono meno del sinusoidale ma perchè? I limiti sono riferiti all'attuatore lineare e al massimo delle oscillazioni che riesce a fare e quella che tu hai chiamato la velocità in cui il motore stalla, cioè quando il pistone di potenza non riesce più a stare dietro al displacer non essendo collegati tra di loro. Sbaglio?
Non ho ancora avuto il tempo di fare una ricerca su un attuatore lineare che vada bene per i nostri scopi, ho provato ad iscrivermi a quel sito per scaricare il brevetto ma niente da fare. Era molto interessante quella cosa sul motore passo passo "linearizzato".
Saluti.A.

Ciao a tutti...

Trovo molto interessante realizzare uno stirling con displacer elettrico, e a dir la verità è già un pò che mi ci vorrei mettere a farlo, però come per ogni esperimento fatto seriamente servono attrezzi e materiali non facili da reperire e costosi, come minimo un tornio e un pò di alluminio.....

Però credo che questa sia una buona strada, infatti oltre al displacer elettrico si può anche fare a meno del pistone, avete presente quelle torce che si ricaricano agitandole? ecco, lo stesso sistema si può applicare allo stirling, e tra l'altro offrirebbe anche il vantaggio di poter funzionare con poca differenza di temperatura, perchè trattandosi solo di creare un'oscillazione di un magnete attorno ad una bobina, non è detto che si debba perforza raggiungere una certa velocità, diciamo che più veloci sono le oscillazioni e più corrente si tira fuori, ma anche a oscillazioni più basse si ha una certa corrente.

Immaginando un cilindro, il cui fondo viene riscaldato, e la parte alta funge da raffreddamento, il displacer è azionato elettricamente o in modo elettromagnetico tramite elettrocalamite, questo displacer sale e scende lungo il cilindro spostando in continuazione l'aria dalla zona calda a quella fredda, accade quindi che all'interno del cilindro ci sono delle variazioni di pressione proporzionali alla differenza di temperatura dei suoi due lati e alla velocità di spostamento del displacer, se al cilindro si applica un supporto in gomma morbida che a sua volta è applicato ad un magnete che si muove all'interno di un avvolgimento si crea elettricità........ sicuramente la corrente spesa per far muovere il displacer è nettamente inferiore a quella che può offrire l'oscillazione dell magnete nella bobina in presenza di una buona fonte di calore, infatti l'energia ch serve per muovere il displacer è sempre la stessa, la resa del sistema aumenta all'aumentare del calore apportato, ma il displacer sempre lo stesso movimento deve fare.....

Ciao Tecnonick ben trovato. Il supporto in gomma che sostiene il magnete se ho ben capito sarebbe una membrana collegata al cilindro del displacer. Solo che questa membrana deve essere sistemata nel lato freddo del cilindro, dove c'è anche lo stelo del displacer, quindi avresti grossi problemi di tenuta come sono classici della configurazione beta. Diverso sarebbe mettere questa membrana in un secondo cilindretto collegato al cilindro del displacer nella zona fredda. Così avresti eliminato anche la biella e la manovella del cilindro di potenza. Per il funzionamento non so dirti, prova a chiedere a qualcuno più esperto, il sistema che proponi con l'oscillazione del magnete è molto interessante, l'unica mia paura è quella membrana lasciata a se stessa. In vari modellini con barattoli che ho visto la membrana era sempre collegata con un perno all'albero a gomiti non solo per azionare il displacer (che noi risolviamo con un attuatore esterno) ma anche per essere collegata al volano e quindi avere l'energia accumulata per compiere il ciclo negativo, cioè la compressione, però come ti ripeto le mie conoscenze sono limitate.
Saluti .A.

Ciao axl2, forse non hai ben chiaro che accade all'interno del cilindro, la membrana di cui parli tu è utilizzata nei piccoli stirling giocattolo come fosse un pistone per muovere l'albero tramite una biella, questo albero quindi con sfasamento a 90° muove il displacer, ma questo a noi non serve e non è quello che si deve fare perchè se no tanto vale fare lo stirling originale..... Mi sono riferito ad una membrana perchè è la cosa più semplice che mi è venuta in mente, per esempio al posto di una membrana si potrebbe utilizzare una struttura a forma di fisarmonica, l'importante è che esternamente a questa sia applicato il magnete che sale e scende all'interno della bobina, oppure anche la bobina stessa che sale e scende intorno al magnete, dipende da qual'è il minor peso da spostare. Non ha importanza dove si applica la membrana ofisarmonica, la puoi collocare ovunque in tutta l'area del cilindro, questo perchè la variazione di pressione avviene nell'aria e l'aria è nel cilindro, il displace non ha alcun collegamento con l'esterno, il meccanismo che lo farà muovere su e giù deve essere collocato all'interno del cilindro, l'unica cosa che uscirà saranno i due fili che lo pilotanto. Se ci ragionate bene un attimo, capirete che questa soluzione è facile da fare ed avrà un buon rendimento, sarà priva di manutenzione nel caso in cui il perno che supporta il displacer sarà attivato in modo elettromagnetico e sarà sospeso su cuscinetti elettromegnetici, quindi anche questo non avrà alcun sfregamento. Per pilotare il displacer sarà sufficiente un oscillatore ad onda quadra che attiverà alternaivamente 2 elettromegneti opposti al displacer, con due sensori infrarossi posti alle estremità dei due elettromagneti si ricavano i due punti morti, non appena il displacer arriverà in un punto il sensore darà il consenso all'elettromegnete opposto per richiamare il displacer, e cosi via..... la massima velocità che potrà raggiungere il displacer sarà vincolata da: superficie d'aria che deve muovere e potenza degli elettromagneti, presumo che non sia difficile far raggiungere anche oltre i 3000 giri/m.

Però, come dicevo nell'altro messaggio, per realizzarlo deve essere fatto bene, e qui ragazzi, non ho ne il tempo e ne il tornio, mettermi a cercare pezzi che leggermente modificati potrebbero andar bene è un'impresa che occupa ancora più tempo di quel che servirebbe per farne uno decente, quindi lascio la realizzazione a chi ha il tempo e gli attrezzi....

PS.
Ho cercato nei brevetti mondiali, il displacer elettrico è già brevettato, però non ho trovato nulla sul sistema di recupero energia tramite bobine mobili, se non quello stirling che lavora con caldo-suono-elettricità, è simile a quel che voglio fare, ma solo simile.......

Ciao Tecnonick sono convinto che solo lo spostamento del displacer senza un secondo elemento, sia pure una membrana, una struttura a fisarmonica o un semplice pistone dove l'aria può espandersi ed essere compressa tramite energia accumulata da un volano non otterrai nessun lavoro utile. Le uniche alternative al volano sono i sistemi utlizzati nei ringbom cioè molle o camere dove l'aria si comprime durante la fase attiva e forniscono lavoro durante la fase negativa del ciclo. Per tutto il resto concordo con te, l'unica cosa sull'attuatore messo dentro al cilindro occhio ai volumi morti e il sensore infrarosso messo al punto morto della zona calda deve essere di un materiale resistente al calore.
Ciao.A.

Invece di lavoro utile ne ottieni, e parecchio, si leggi le tabelle di pressione-temperatura aria ti rendi conto di quanti bar hai quando l'aria raggiunge una certa temperatura, quella pressione è in grado di spostare tutto ciò che ti pare, in base a quanto calore fornisci hai pressione.....

Ecco una bozza fatta velocemente per darvi un'idea:

Ciao Tecnonick la cosa non mi sfagiola. Non è tanto per l'espansione del gas che sicuro con l'aumento di pressione fa spostare il magnete, ma quando il displacer copre la parte calda e l'aria va nella zona fredda del cilindro, come fa il magnete e la sua struttura a tornare indietro? Col la sola forza del gas che diminuisce di volume? Si crea una depressione abbastanza grande? Per me rischieresti di avere il magnete che fa piccoli spostamenti nella zona finale della sua corsa. La forza prodotta dalla dilatazione del gas nella zona calda è troppo grande di quella che crea la depressione nel verso contrario. Almeno io penso così, poi non so.
La corrente che ottieni dall'oscillazione del magnete dici deve essere di più di quella spesa dal displacer. Sicuro. Ma quando vai a calcolare il rendimento bisogna tenere in considerazione anche, e sopratutto il calore fornito alla testa calda. L'energia impiegata per muovere il displcer è irrisoria in confronto a quest'ultima.
Saluti.A.

Allora, devi partire dal presupposto che lavori con una differenza di temperatura che può essere anche di 20 gradi, che accade: quando l'aria si scalda c'è un aumento di pressione, quando l'aria passa nella zona fredda c'è diminuizione, la diminuizione per essere ideale dovrebbe portare la pressione allo stato di partenza prima che l'aria veniva scaldata, per far questo è necessario che la zona fredda sia fatta in modo tale da raffreddare molto rapidamente l'aria, se non lo fa allora che succede: succede che all'interno del cilindro c'è sempre una certa pressione, per esempio 1 bar, e di conseguenza l'oscillazione potrebbe essere mettiamo da 1 a 2 bar, l'ideale è che deve essere da 0 a 2 bar, in questo modo il magnete riesce a compiere il ciclo completo, partendo dall'alto al basso e cosi via. Per renderti conto di ciò che dico fai una prova: prendi un tubo da 20-30mm lungo 20-30cm, tappalo da un lato e dall'altro mettici un palloncino, scalda il lato tappato finchè il palloncino si gonfia, ora se lo immergi in acqua vedrai il palloncino che si sgonfia immediatamente, mentre se lo lasci raffreddare in aria ovviamente il palloncino impiega più tempo a sgonfiarsi, quindi quel che conta è riuscire ad avere una buona dissipazione di calore del lato freddo, più si riesce a dissipare rapidamente il calore e più alta sarà la differenza di temperatura tra lato caldo e freddo, e quindi sarai certo che il magnete lavora correttamente ed il rendimento sarà più alto.....

Certo, non è un apparecchio che realizzi in 2 minuti, servono calcoli e pazienza, ma ricorda che questo principio (o quasi) è sfruttato negli stirling termoacustici, e questi stirling tirano oltre il 40% di resa e sono privi di manutenzione, ti danno subito corrente senza necessità di affiancare un alternatore o robe simili.

Per renderti conto che funziona devi costruirne uno, fidati di me, io una prova l'ho fatta, se no non starei qui a perdere tempo a spiegare questo sistema.....