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Moteur Stirling

Tombé par hasard sur le site de Hubert Roussel http://perso.wanadoo.fr/hubert.roussel/ , je me suis lancé dans la réalisation d'un moteur stirling... pour voir :-)

Principe de fonctionement

Traduction approximative de la page de Koichi Hirata
Un gaz se dilate une fois chauffé, et se contracte une fois refroidi. Les moteurs de Stirling déplacent le gaz du côté chaud du moteur, où il augmente, au côté froid, où il se contracte.

Le déplaceur

Quand il y a une différence de la température entre la plaque supérieure et inférieure,  la pression à l'intérieur du cylindre est changée par le mouvement du déplaceur. Le maximum de pression est atteind lorsque le déplaceur est en position haute (air chaud), la pression diminue quand le déplaceur est en position basse (air froid). Le rôle du déplaceur est de déplacer l'air et de changer la pression dans le cylindre, il n'entraine pas le moteur en rotation.

Le piston moteur

Quand la pression de moteur est arrivée à son maximum sous l'effet du déplaceur, le piston moteur fournit un mouvement de rotation à l'axe du moteur. Le déphasage entre le déplaceur et le piston est de 90 degrés.

Réalisation

Voici quelques photos de mon premier moteur stirling largement inspiré des réalisations d'Hubert Roussel, il demande à être aidé d'un verre rempli de (3) glaçons pour fonctionner 3 heures, posé sur l'unité centrale de mon ordinateur. Par temps froid, il arrive encore à fonctionner bien au chaud sur les genoux (en short bien sûr !)

Vidéo du moteur en fonctionnement (DivX 900Ko)

Moteur stirling

Caractéristiques

- Plaques : Aluminium, diam 150mm x 4mm ép; entretoises de 16mm en Pvc, perçées/taraudées M3.
- Cylindre : Plastique transparent, diam 122mm (récup d'un boîtier de Cd vierges)
- Déplaceur : Matériau d'isolation (genre styrodur ?), diam 114mm x 9mm ép, course de 6mm.
- Piston : Membrane en latex entre deux rondelles en Pvc (diamètre 22mm), monté sur une boîte de pellicule photo.
- Les bielles sont en corde à piano de 0.6mm, les axes en 0.8mm + perles de verre.
- L'axe du moteur (diam 5mm) est monté sur roulements à billes.
- Le support est réalisé en laiton de 3mm d'épaisseur puis soudé à l'étain.

En fonctionnement... (environ 55t/min)

En fonctionnement... (environ 55t/min)


coulisseau déplaceur

Vue du coulisseau déplaceur


piston-bielle moteur

Vue arrière, piston-bielle moteur

Remarques

Le diamètre du cylindre (et des plaques) est plus petit que ce qui est prévu dans les montages d'Hubert Roussel ce qui semble demander plus de différence de température entre les deux plaques, la prochaine évolution va être de réaliser un membrane thermoformée et de diminuer la course du piston ou de fabriquer un piston plus petit à partir de deux tores de ferrite dans un cylindre en plexiglass.

 Vidéos

(chaque vidéo pèse entre 400 et 550Ko, en divX)
      
Moteur en fonctionnement sur un verre d'eau chaude, 120t/min