自制斯特林发动机制作教程及斯特林发动机原理、图纸
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自制斯特林发动机制作教程及斯特林发动机原理、图纸

一杯咖啡不能化身为一杯汽油,但是它一样可以用来驱动一个发动机,只不过这个发动机有点特别,是用硬纸板做成的小型发动机,当然也不是全部用硬纸板做成,还包括黄金冲件,激光切割的铝片,低摩擦的塑料轴承以及弹性钢丝。来自德国一家叫作Astromedia,以生产硬纸板小发明和小玩意为主的公司。

这个能在一杯热咖啡上就能转起来的发动机,正是斯特林发动机(Stirlingengine),由于能源,环境和可持续发展等人类问题的影响,人们开始热衷发展斯特林发动机,由RobertStirling(罗伯特斯特林)在1816年发明的外燃发动机。前不久我们网络文摘收过一篇文章,讲著名的发明家DeanKamen(Segway的发明者)也在挪威成立一个公司,投身于他的下一个大项目,就是使用斯特林发动机的交通工具的计划。

斯特林发动机是活塞式热气发动机,在外部加热密封气室,里面的气体(氢气或氦气)膨胀推动活塞做功,膨胀后的气体在冷气室冷却,然后进入下一个流程。同样只要有一定值的温度差存在,都可以形成斯特林发动机,比如上面这个咖啡杯上的斯特林发动机,如果下面是冰块,它也能转起来,而且比里面是热咖啡(或热水)还要持久,一个小时左右。斯特林发动机可以使用多种的燃料(手艺人好听的名字),各种可燃气体估计是最佳材料,DeanKamen还用牛粪来作过燃料。而且排气洁净,还有一个优势相对于内燃机来说,因为没有气体爆炸,所以大大降低了噪音污染。

这个“玩意”是不是设计也没什么值得讨论的,以前人们总是很难分辨设计师或者发明家,但现在来说好像足够分明了,设计师是明星,艺术家……,而在国内发明家基本都是农民。如果你既是设计师,又是发明家,那么肯定会得到更多人的敬佩(人人喜欢hardcore),如果你还有商业头脑,那你就是下一个Dyson了。虽然说学科细分很难让普通人精通几般武艺,但这不是100%的,因为一方面设计本来就是知识面广泛的学科,有深入钻研的机会,另外还有想成为非普通人的普通人呢。下面是这个咖啡杯上的斯特林发动机一个gif小动画。

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斯特林发动机简介:斯特林引擎(Stirling Engine)的优势特色与问题

  从 Stirling Engine 的原理与结构来看,它有几项颇具优势的特点:

  1.、其使用外部热源,因此只要是能够产生热,皆可用来做为推动的能源,

  所以并不仅限于可燃烧的燃料。而由于内燃机常令人诟病其排放的废气,会产环境污染的问题,因此能够使用地热、太阳能等自然的能源来运作StirlingEngine,显然在此方面是具有优势的。

自制斯特林发动机制作教程及斯特林发动机原理、图纸斯特林发动机原理

  2.、虽然Stirling Engine 常被归类于外燃机,但实际上,只要能够产生温差,

  就能够成为运作的能源,因此使用低温流体,如乾冰、或冰水,同样可使Stirling Engine 进行运作。

  3.、由于Stirling Engine 外部热源与工作气体(Working gas)是分开的,因

  此没有燃烧废弃物堆积于内部的问题,使用的润滑油周期较持久。

  4、由于热源位于外部,因此在调整控制上,比内燃机容易得多。

  5、 热源的提供是连续性的,较不会有燃料燃烧不全的情形。

  6、比起其他引擎,它的构造很简单,不需要阀门,也没有化油器等机构。

  7、运作的温度与压力比起蒸气引擎或内燃式引擎要低且安全的多,因此引擎强度与重量不需要很要求很高。

  8、没有燃烧爆炸的作用,运作也很安静(手艺人好听的名字),没有剧烈的震动。

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