【実験日誌３】スターリングエンジンの製作　－外燃機関－

スターリングエンジンのポイント 2種類の温度環境があり、空気の膨張・収縮を利用しピストンの往復運動を得、タイヤを回す。

タイヤ径23mm→16mm

空気の膨張率はおよそ4/3倍と決まっており、加熱後の低温側シリンダー内・高温側シリンダー内の空気の体積をそれに従って設定しなくてはならないが、これまでピストンの振幅が大きすぎたために膨張・収縮後の空気の体積の適切な設定が出来ていなかった。そこでピストンの振幅をより小さくして適切な設定をするため、振幅を決める要素であるタイヤの直径を小さくした。

問題浮上

タイヤ径を小さくしたことによりピストンの振幅はもちろんのこと、タイヤ自体の重量も軽くなった。その結果的として、行程ⅠからⅡ、途中で加熱をやめることで行程Ⅲまで進行したが、何度実験しても行程Ⅳに行くことはなかった。スターリングエンジンのポイントに挙げられるように2種類の温度環境をつくらなくてはならないが、その内の低温側シリンダーが低温側たる役割を果たしていない、つまり加熱された空気の"冷却"が足らず、膨張と収縮のバランスがとれていないという問題が浮き彫りになった。

今後の課題

低温側シリンダーの冷却力を増やすため、氷水に浸す必要がある。しかし、その前に全体の装置が、ダンボールに両面テープでシリンダーを仮止めしているなど、実験装置としては大変使い勝手が悪い物になっているため、より実験しやすい装置に作り変える必要がある。また可動部のブレを防止するためにコンロッドに金属を使用していこうと考えている。