Stirling Configurazione Alfa SV2_MKII_by Kirk Engine

[GM71]

Buongiorno a tutti sono nuovo di questo fantastico forum e con gran passione per i motori Stirling.
Navigando su Youtube ho trovato uno dei pochi motori Stirling config. alfa artigianali che riesce ad ottenere qualche centinaio di watt
all'albero reciclando un vecchio compressore bicilindrico RV2 per l'aria condizionata della Crysler in servizio presso queste grandi auto americane degli anni 60-70,il progetto è davvero invitante se il video descrive la realtà, e con un buon tornio e fresa a disposizione ci si potrebbe cimentare per la sua costruzione. Il compressore l'ho già acquistato su ebay ed è fantastico.
Al di là dei complessi calcoli termodinamici e dei volumi massimi e minimi, del dimensionamento accurato del rigeneratore caldo, freddo e dei volumi morti, della tenuta perfetta dei pistoni ecc. , la mi domanda è :
se osservate bene il video :

https://www.youtube.com/watch?v=z7lUzKfdHd4

lui inserisce un manometro con valvola snifer su una luce del carter laterale, quella luce finisce nel carter dove c'è l'albero e l'olio di lubrificazione dalla parte opposta del volano, e carica aria fino a 85-90 PSI = 4,5 bar circa . . quindi oltre la pressurizzazione delle camere di lavoro -cilindro caldo e freddo, pressurizza anche la parte sotto per annullare la forza sovrastante, in quanto altrimenti non girerebbe mai, pressurizzando soltanto il circuito di lavoro ?
In effetti ha due pistoni con alesaggio di 58,7 mm e una corsa di 33,4 mm, pressurizzando a 4 bar solo il circuito di lavoro avremo una pressione di circa 200 Kg e più ! e sotto quella atmosferica . . . e come lo muovi anche se invii calore al riscaldatore del cilindro caldo a 600-700 gradi ?
Non sò se mi sono spiegato . . fatemi sapere . .
Grazie a tutti !

. . .se l'uomo un giorno smetterà di voler sapere . . cesserà di esistere .. .

GM71

[GM71]

Costruzione Stirling alfa_GM71


. . Ecco alcune foto di come procede la lavorazione dello Stirling Alfa 250 cc. . c'è ancora un pò da fare ma . .
a breve la prima prova .

Saluti a tutti

GM71
. . . se l'uomo un giorno smetterà di voler sapere . . cesserà di esistere

[mgc]

Hai finito?

[GM71]

Ho finito da un pezzo, come vedrai dalle foto allegate.
Ho inserito due cuscinetti in più sull'albero per ridurre gli attriti al minimo,
ho ridotto i volumi morti al minimo indispensabile, a parte i tubi di rame di collegamento,
l'ho provato a pressione atmosferica e pressurizzato fino a 7 bar, gli o-ring tengono molto bene . . temperatura
del cilindro caldo con Gpl fino a 650 gradi . . .
eppure non funziona maledizione !!
Qualsiasi consiglio o delucidazione è ben accetto .
Grazie infinite .
P.s.: secondo me devo eliminare un pistone e dalla parte del cilindro caldo devo inserire un astina fine per il collegamento solo del lungo Dislocatore,
trasformandolo così in un Gamma . . . per ridurre ancora gli attriti . . .


* Se l'uomo un giorno smetterà di voler sapere . . cesserà di esistere *

[mgc]

Ho inserito due cuscinetti in più sull'albero per ridurre gli attriti al minimo,

Hai aumentato gli attriti, non diminuito.

trasformandolo così in un Gamma

L'esempio da cui sei partito è un Gamma. Riportalo alla configurazione dell'esempio e arriva al punto di farlo funzionare, da lì puoi sperimentare per migliorare.

[GM71]

Per gli attriti ti dico di no . . . anzi prima con un solo cuscinetto sull'albero, quando lo giravo a vuoto aveva molto più attrito ( neanche 1 giro )
ora invece arriva a fare 2-3 giri a vuoto .
Infatti vorrei eliminare il pistone sottostante al dislocatore del cilindro caldo collegando sul gomito un astina di 3-4 mm di diametro
in modo da ridurre ancora di più gli attriti . . . il problema è quando dici : sperimentare per migliorare . . .
ma per migliorare deve prima funzionare !

Grazie della risposta e se hai qualche idea in più fammela sapere.

GM

[mgc]

Più che idee, è incoraggiamento e curiosità. Ho due modellini Stirling e mi diverto vederli girare.
Per quanto riguarda l'attrito, non sono d'accordo. Senza altri problemi, 3 cuscinetti fanno più attrito di uno. Probabilmente era mal proporzionato il primo.

[GM71]

In teoria per gli attriti hai ragione, ma poi è la pratica che conta, il primo cuscinetto è quello di fabbrica del compressore RV2_Crysler, molto grande rispetto agli altri 2 che ho montato, ma ben oliato gira bene anche questo, infatti riesce a fare 2 giri in più a vuoto rispetto a prima.
Ho forse sbagliato il calcolo dei volumi tra il cilindro caldo e freddo . . .devo ridurre ancora i volumi morti ? Chissà . . .
Anch'io di modellini Stirling_Gamma ne ho uno è gira benissimo con la sola differenza di 2-3 gradi di temperatura,
ma come hai visto dalle foto, questo è un altra cosa, i pistoni hanno un alesaggio di 58,7 mm ed una corsa di 34,7 mm,
il compressore RV2 in origine ha una cilindrata di circa 180 cc è non è uno scherzo farlo girare . . .
mi piange il cuore anche perché ho speso tante di quelle ore di lavoro e soldi . . . e se hai visto l'ho fatto bellino anche a livello estetico, con i migliori materiali : acciaio AISI 316, lega di alluminio 6082 anticorodal , ergal 7075 . . .
ma purtroppo non dà segni di vita . . .
Qualcun altro mi può aiutare ?
Thanks mgc

GM

[mgc]

Nel forum ci sono persone che conoscono bene lo Stirling e sono presenti in varie sezioni. Prova a contattarli nei loro angoli. Tenere viva questa discussione è difficile, se loro non vengono da te, vai tu da loro, magari considerano questo 3d una replica di altri.

[ian_solo]

Come fai ad avere un dislocatore e un pistone sulla stessa biella?

[Furio57]

Ciao a tutti

...purtroppo non dà segni di vita...qualcun' altro mi può aiutare ?

Ciao GM71 bentrovato anche se la tua richiesta è vecchia, mi auguro che tu legga il mio intervento. (Sono stato via per un po' a causa di troppi r0mpic0gli0ni).
Qui di seguito una prova empirica, ma semplice e funzionale.
Prima scollega il cilindro motore e sul tubo di uscita del displacer inserisci un palloncino e scaldane la testa, quando è in temperatura gira il volano e verifica se il palloncino si gonfia e si sgonfia.
Se lo fa significa che in qualche il modo funziona, se non lo fa il problema è il displacer. Se funziona allora riduci il diametro del pistone "motore". E' la cosa più semplice anche se impegnativa visto com'è complicata la realizzazione del tuo motore. Forse ho capito perché non funziona, ma prima prova quanto ti ho descritto, comunque mi serve vedere dentro come è stato realizzato.
Salutoni
Furio57

[GM71]

Grazie infinite delle risposte sia a Jan_solo che a Furio57.
Ho seguito più o meno il progetto di Dave Kirk e comunque il dislocatore è collegato direttamente al pistone, senza volumi
aggiuntivi, come dovrebbe essere un Alfa . . . credo . .
del cilindro caldo, ho lasciato solo 1 mm di differenza tra il diametro del dislocatore e quello dello stesso cilindro,
e quando arriva al PMS ho lasciato solo 1,5 mm di vuoto.
Nel cilindro freddo invece non ho lasciato nessuna tolleranza proprio per evitare ulteriori volumi morti.
Farò la prova del palloncino come dici tu e ti farò sapere.
Purtroppo, anche aggiungendo 2 cuscinetti in più sull'albero motore, eliminando la bronzina, con 2 pistoni e 2 o-ring ( solo 1 per ogni pistone ) molto ben lubrificati,
riesce a fare un paio di giri a vuoto, non di più. Secondo me devo trasformarlo in gamma, ma posso sbagliare sicuramente . . .
Vi allego alcune foto delle parti interne, se ve ne servono altre fatemelo sapere.



La testata, quella destra nella prima foto, del cilindro freddo, noterete dei fori al centro, sono per far passare l'aria
e ridurre al minimo i volumi morti , nella seconda foto il dislocatore si collega tramite viti direttamente sul cielo del
primo pistone.
Cosa ho sbagliato ? Sicuramente un bel po' di cose . . .
Aiuto !
Fatemi sapere al più presto !
Grazie infinite
GM

( se l'uomo un giorno smetterà di voler sapere . . . cesserà di esistere . . )

[IlioM]

non sono un esperto, ma a sensazione vedendo i pezzi separati, tu non hai un dislocatore propriamente detto ma hai solo allontanato la tenuta del pistone caldo dalla camera calda.
Quindi hai sempre e solo uno stirling alfa con un bel po' di volume morto in più (l'area intorno al "dislocatore")... attenzione per "volume morto" si intende (da quel che ho capito) la somma di tutti gli spazi che non vengono variati (spazzolati dai pistoni)... quindi aumentare i fori nella testata del pistone freddo significa aumentare il volume morto.
Cosi come lasciare un millimetro, o più, nel cilindro caldo rispetto al pistone maggiorato (da quello che definisci erroneamente dislocatore)... e comunque far girare un alfa è complicato.
Comunque bella realizzazione.. e non demordere.

[mgc]

Ilio, il tuo schema mi sembra proprio quello di uno dei miei modelli:








Poi ne ho un'altro che non ha il pistone freddo ed è a circuito aperto.Funziona bene ed il costruttore ne ha fatto un brevetto, secondo lui, non ho investigato.

[IlioM]

Il mio è un alfa

mentre il primo tuo è un gamma (con differente manovellismo)

il secondo mi sembra quasi un beta (o forse un termoacustico)



trovato sul wikipedia
Motore Stirling - Wikipedia

[GM71]

Grazie IlioM delle risposte, gli schemi dell'alfa che hai postato li conosco bene,
il problema e che replicando l'alfa di Dave Kirk e girando sui forum americani, gli anno contestato
il fatto che lui ha prodotto un Gamma e non un Alfa, se vedrai attentamente il Video :


YouTube

lui dice che ha costruito un volume spazzato di 127 cc ( volume spazzato completo tra i 2 cilindri ? ) a circa 1800 rpm ha prodotto 700 watt . . . dice lui . . .
sui 700 watt ho forti dubbi . . . fatto stà che il suo gira, però se vedi le foto in fondo, purtroppo non ti fa vedere
il dislocatore o il prolungamento del pistone caldo, però all'esterno lo stesso cilindro e quasi 3 volte più lungo del freddo . . .perché ?

Grazie dei complimenti e non mi arrendo ci mancherebbe !
Furio 57 cosa ne pensì ?

[Furio57]

...gli anno contestatoil fatto che lui ha prodotto un Gamma e non un Alfa...Furio 57 cosa ne pensì ?

Ciao a tutti una tiratina di orecchi a IlioM che saluto, dopo tanti interventi, non conoscere le configurazioni degli stirling, non è accettabile, il termoacustico poi...

Pe me il migliore da realizzare con buoni risultati di funzionamento è la configurazione Beta, ma molto lontana dalla tua meccanica.
La differenza fra un Alfa ed un Gamma è sostanzialmente nel displacer che nel Gamma viene mantenuto il volume costante, mentre nell'Alfa cambia a seconda della posizione dell'albero a gomito ed è questo che secondo me lo rende più critico oltre al rigeneratore ed è la tua configurazione. In sostanza cosa succede? quando il displacer scende l'aria che si scalda aumenta di pressione o almeno dovrebbe, ma aumentando il volume del cilindro del displacer perché il pistone scende, la pressione rimane costante o addirittura scende e quindi il pistone motore non riceve nessuna spinta: come succede a te che non gira. Come ti dicevo prova col palloncino .

Salutoni
Furio57

[GM71]

Grande Furio57 !!Ti ringrazio del tuo intervento prezioso,entro il fine settimana farò la prova del palloncino e ti informerò al più presto.Verissimo, quando l'aria si scalda la pressione aumenta anche se di poco . . . perchè in contemporanea aumenta anche il suo volume,quindi la spinta sul cielo del pistone potrebbe esser insufficiente, anche se l'ago del manometro che ho inserito ( al centro del circuito però ) si muove . . . forse troppo poco . . .Mah . . . Ci aggiorniamo . Un salutoneThanks( se l'uomo un giorno smetterà di voler sapere, cesserà di esistere . . )

[IlioM]

non ho problemi ad essere ripreso.. ma bisogna leggere tutti i post se no c'è la possibilità che prenda fischi per fiaschi.
Io rispondevo al post precedente di mgc, e non aver scartato la possibilità che il 2° fosse un termoacustico per la disposizione della fiamma e aver scambiato il dislocatore per il rigeneratore non mi pare grave vista l'immagine che nascondeva il leverismo.

Invece mi sembra errato parlare di displacer in un alfa, semplicemente perché non mi pare proprio che ci sia.
Nel prototipo in questione c'è solo una diversa conformazione del pistone caldo che allontana le fasce di tenuta dalla zona ad alte temperatura (positivo) ma aumenta certamente i volumi morti (negativo).
Per GM71: un'altra cosa che potresti fare è ridurre il volume del tubo che collega i due pistoni, ad esempio ci potresti inserire dentro della paglietta di ferro che fungerà anche da rigeneratore.
Ottima la prova del palloncino.. tanto non è quella della stradale

[mgc]

Tanto per curiosità, ieri sera ho fatto una prova più estesa con il secondo modellino e ho trovato che l'alettatura si scalda e il motore rallenta. Non sono riuscito a farlo fermare poichè l'alcol è finito prima. Nel primo non succede, direi ovviamente, penso che il progetto di circuito aperto, con valvole, non sia completamente provato. Devo trovare i disegni.

[IlioM]

i motori funzionano perchè c'è una differenza di temperatura (l'altra faccia della pressione).. più è alta più rendono, se 0 non funzionano. Le alette sono la parte fredda che dissipa calore nell'ambiente... mcg: trai le conseguenze.

[mgc]

Applicherò un sistema criogenico per ottenere il differenziale.

[GM71]

Grazie IlioM dell'idea della riduzione dei 2 tubi di collegamento,

proverò , anche perché 13 mm di diametro interno . .
forse sono troppi.

Ci aggiorniamo dopo le due prove

Grazie ancora


GM71

[ian_solo]

Secondo me il problema è un altro

Hai entrambi gli scambiatori nello stesso cilindro, ma non c'è dislocatore.
In questo modo non funzionerà mai, e se fosse un problema di volumi morti non sarebbero quei pochi cm3 di tubo il problema.

[IlioM]

Applicherò un sistema criogenico per ottenere il differenziale.

Bene! vedrai che ti funziona anche senza alcol!

[GM71]

Caro jan_solo, il problema non sono gli scambiatori di calore, cioè il rigeneratore caldo-freddo,
anche perché Kirk li ha posizionati esattamente dove li ho posizionati io,
guarda il suo video :
YouTube

Il rigeneratore, serve ad aumentare l'efficienza della macchina Stirling, cioè a mantenere nel tempo il salto di temperatura
( e quindi quello Entalpico ) più alto possibile tra i 2 cilindri, in modo da avere le due sorgenti termiche " lontane " e quindi ottenere più lavoro utile
( secondo principio della termodinamica e carnot) . . . il problema, come ha postato Furio57, è che il fluido del mio Stirling non disloca,
non spazza, non si muove variando in modo sufficiente pressione e volume, parametri a mio avviso fondamentali per il suo funzionamento.
La sua configurazione originale, purtroppo è un Alfa, e tutti sappiamo che deve avere volumi millimetrici, molto ben dimensionati.
Certo il rigeneratore è ovviamente una parte fondamentale anche quella, ma secondaria perché prima devo farlo girare !!

Grazie comunque dei vostri consigli e entro questo fine settimana vi farò sapere . .

P.s.: nel video . . . perché quello di Kirk gira e anche tanto !!!!!!!


GM71

[mgc]

GM71,

Il rigeneratore, serve ad aumentare l'efficienza della macchina Stirling

direi che senza non funziona, più che altro.

[IlioM]

x GM71: ho guardato meglio il video e per me è un gamma... altrimenti non avrebbe senso raffreddare (ad acqua) la base del cilindro caldo.
x MGC: i tuoi modellini non hanno rigeneratore.

[mgc]

IlioM, che uno non abbia rigeneratore è scontato. Il goal dell'inventore era di non utilizzare un circuito chiuso e per un pò, và ma poi tende a rallentare e fermarsi, quando il dissipatore non riesce più a smaltire calore. Il secondo lo ha e continua a viaggiare senza rallentamenti. Il limite è la lubrificazione e bisogna smettere prima di grippare.

[IlioM]

Quindi

"Il rigeneratore, serve ad aumentare l'efficienza della macchina Stirling"... direi che senza non funziona, più che altro.

era una boutade... buttata là, a casaccio, su una affermazione vera e ineccepibile (salvo il fatto che tendenzialmente un rigeneratore aumenta gli attriti del fluido di lavoro i quali potrebbero superare il miglioramento dell'efficienza, motivo per cui in molti stirling low-delta non sono usati)
Se uno stirling si grippa è semplicemente progettato male, mentre se si ferma ha solo un dissipatore di calore sottodimensionato.