"Lamina Flow Stirling" - Thermoakustischer Motor

    • "Lamina Flow Stirling" - Thermoakustischer Motor

      Guten Abend miteinander !

      Nun da die Tage wieder kürzer werden, es draußn kälter und ungemütlich wird beginnt ja wieder für die meisten die "Werkstatt-Hochsaison" :thumbup:

      Da ich dieses Jahr nun doch nicht mehr mit dem V2 anfange wohl aber Lust auf ein bisschen Werkeln verspürte, musste etwas her das vom Aufwand noch überschaubar war. Die Wahl viel auf meine alten Bekannten, die Stirlingmotoren ^^. Nun ist es aber ja nicht immer recht angenehm, die Sache mit dem Verdränger... der will ebenfalls nen Platz an der Kurbelwelle, Gestänge usw. ... Halt - moment mal, gabs da nicht mal was das nur einen einzigen Zylinder benötigte.... hehe nein ich denke nu nicht an eine Dampfmaschine XD - jaa genau, ich rede von diesem Paradox, der Stirlingmotor OHNE verdränger, dem lautlosen akustischen Wunderding von dem noch immer nicht 100% raus ist wie er nun läuft - im engl. Sprachraum überwiegend bezeichnet als "Lamina Flow Engine". Die Idee dahinter sollte bekannt sein. Der Aufbau an sich relativ unspektakulär: Ein Arbeitskolben, ein Pleuel, ein Schwungrad, ein bisschen "Eisenwolle" und ein Reagenzglas mehr braucht es nicht um das Modellbauer-Herz höher schlagen zu lassen.

      Hier einmal ein paar Bilder von dem, was nach 1 1/2 Tagen aus meiner Werkstatt "gekrochn" ist ^^









      Wie man sieht ist wirklich nicht viel dran. Ich habe versucht alles so kompackt wie nur möglich aufzubaun. Ursprünglich war angedacht das RG auch gleich als Zylinder zu nehmen aber da hat mir das mistige Glas einen Strich durch die Rechnung gemacht... es war nicht recht rund :/ Aber ich würd sagen der Messing-Zylinder kann sich auch sehn lassn ! Das ganze war natürlich - wie sollte es bei mir anders sein- ein Projekt frei Schnauze, natürlich sämtliche Risiken dabei - sprich es wurde ncihts gerechnet o.ä. lediglich die Grundidee wurde aus einem Video übernommen ! Dieser Motor-Typ scheint hier nicht sehr vertreten zu sein, ich denke aber doch der ein oder andere wird sich bei genauerem Betrachten der Bilder wundern - ZU RECHT ! Es ist nicht ganz die normale Anordnung der Flamme und des Resonators ! Das gaze konnte ich einem Chinesischen Video entnehmen. Anders als bei den üblichen Motoren ist die Flamme nicht inder Mitte sondern am ende - Was natürlich enorme Vorteile mit sich bringt !!! Es wird im Gegensatz zum üblichen Typ nur ein zusätzliches Rohr benötigt, das ist der ganze Trick ^^.

      Ich habe einige Versuche mit versch. Reagenzglaslängen unternommen. Wie zu erwarten steigt die Frequenz und damit die Drehzahl mit sinkender Länge. Allerdings kommt damit die Hitzequelle auch wieder näher an den Zylinder was wir ja nicht wollten. Zudem scheint es so als ob ein höherer Druck vorherscht. Das letzte RG hats mir doch glat durchgebrann oO Aber mit der gewählten Länge läuft er zufriedenstellend ! Ist ja auch nicht schön wenn man die Schraubzwinge auspacken muss weil die 50g Grundplatte für die Unwucht bei 20k Umin nicht ausreichend ist ^^ Ich schätze die Drezahl mal so auf 500. Der Spiritusbrenner ala "Aladin" versorgt den leider fast etwas zu weit unten liegenden Motor mit der benötigten Hitze. Ein Dauerbetrieb von über 20min ist somit möglich. (derzeit eher unwahrscheinlich da ich leider zu viel Spiel zwischn Pleuel und Kolben habe und sich der Gute leider eher wie ein Schlepper anhört mit dem lauten Genagel ;( ) aber das bekomm ich auch noch hin.

      Bei gelegenheit möcht ich auch noch bessere Bilder nachreichen ! Wenn jemand Interesse hat und sich Fragen auftun nur raus damit !

      lg, Andi
    • Moin Andi,

      erst mal eine Frage - warum mißachtest Du die Bilderspeicherfunktion dieses Forums? Die ist extra dafür da, dass Mitglieder ihre Bilder da ablegen können und aller Sorgen was die Aktualität und Verfügbarkeit ihrer Bilder in ihren Beiträgen betrifft enthoben sind.

      Zu Deinem Motor - der sieht schick aus, aber etwas ins Detail darfst Du schon gehen. Allein deshalb, weil er ja ziemlich selten ist.

      Grüße Dietrich
      Feinblechner können machen aus feinen Blechen feine Sachen
    • Guten Morgen Dietrich,

      Danke dir für deine Antwort ! Du meinst sicher die "Bild-Funktion" hier im Editor wenn ich den Text verfasse oder ? Das werde ich demnächst versuchen zu benutzen, ich vermute so bleiben die Bilder auch länger erhalten, kenne das wenn nach einem halben Jahr dann überall nur noch ein blauer Kasten steht ^^

      " Zu Deinem Motor - der sieht schick aus, aber etwas ins Detail darfst Du schon gehen. Allein deshalb, weil er ja ziemlich selten ist. "
      Da hast du allerdings recht, genau das möcht ich auch auf jeden Fall noch nachreichen ! Das ganze sollte erstmal ein kleiner Ausblick für euch sein, Bilder bei Tageslich sollten schon etwas besser werden. Evtl. für den Interessierten noch den Link zum Vid das ich beschrieben hatte youtube.com/watch?v=zphaqR7hNZs ah wobei ich gerade sehe das die Russn das wohl auch so praktizieren youtube.com/watch?v=70N3_Ec1wQk


      Vor ab noch ein paar technische Daten:


      Bohrung12mm
      Hub16mm
      Schwungrad-DM50mm
      Resonator-Länge45mm
      Reagenzgl. Länge75mm
      Reagenzgl.-DM16/13mm
      Innenrohr-DM6mm
      Abst. RG-Boden-Resonator10mm
      Abst. Resonator- Zylinder3mm
      TreibstoffSpiritus

      Weitere Werte müsste ich erst durch Messen ermitteln, wie die Drezahl oder das Gewicht...

      lg, Andi
    • Hatte mich auch schon mal an einem Thermoakustikstirling versucht habs aber schnell wieder aufgegeben.
      Ich habe ein Reagenzglas mit Stahlwolle genommen, Kolben und eine Prallplatte gedreht und das ganze in verschiedenen Längen und Heizpunkten versucht zum schwingen an zu regen. Der Aufbau sollte doch schon ohne Pleulstange und Schwungrad anfangen zu schwingen oder? Bei mir hat sich nix bewegt...
    • Morgen,

      Was ich feststellen konnte: der Kolben sollte so leichtgängig aber doch so dicht wie möglich sein (habe die Bohrung gerieben, super Oberfläche und Formhaltigkeit). Das Eisengeflecht sollte nicht übermäßig zusammengedrückt sein, eher luftig. Am Anfang - gerade wenn man diese feine Eisenwolle nimmt- entsteht eine Menge an Rauch was vermutlich von der "Beschichtung", wohl einfach ein Ölfilm, stammt der das schnelle Rosten verhindern soll. D.h. die Wolle erstmal etwas "freibrennen", sprich ohne kolben mal für ein paar Minuten durchheizen. Dieser Ölqualm schlägt sich zudem an Zylinder und Kolben ab und hinterlässt einen Klebrigen Film der die Bewegung stark hemmt... der Motor ging danach gar nicht mehr - und ich hab gesucht wie ein Verrückter xDD Am besten startet der Motor wenn der Kolben im hinteren Bereich ist, sprich wenn er sich nach dem Herausziehen und Loslassen wieder von selbst nach innen zieht. Anders hat er scheins zu viel Kompression, unterm Laufen pendelt sich das wohl selber ein !
      Ganz dicht bekommt man das wohl eh nie aber ab einer gewissn Umdrehungszahl macht das nicht mehr viel aus da es ja eine gewisse zeit braucht bis sich der Druck ausgleichen würde. (eine gewisse "Trägheit")

      Wie hattest du den deinen Kolben realisiert ? Diese Motoren brauchen nicht unbedingt ein Schwungrad um zu laufen, der Kolben würde oszilierend hin und her schwingen. Da aber eine solche Bewegung nicht so schön anzuschaun ist wie eine Drehbewegung dachte ich mir das SR + Pleuel bekommt er ah noch ;)

      Was auch noch viel bringen soll: Deine sog. Prallplatte sollte möglichst nahe an den Kolben. Wie das aber genau ausschaut mit Bohrungsdruchmesser.... mein Motor läuft miteinem 6mm Röhrchen, das RG hat innen 13 bzw. 13.5mm... evtl. war deine Bohrung einfach nur zu groß/klein ? Mit den Längen hatte ich so eig keine weiteren Probleme, lediglich die Drezhalt ging steil nach oben und die Wärme bis zu den O-Ringen war nicht unbedingt förderlich (sind mir geschmolzn).

      Hier, dieser Haag hat ein paar gute Skizzn mit auf seiner Seite und eine kleine Erklärung.
      w-haag.de/thermoaku.htm

      Nun den wünsch euch noch einen guten Tag !


      lg, Andi
    • Die Maße die her Haag beschreibt habe ich auch eingehalten. Der Kolben bestand aus Graphithaltigem PEEK (ein Teperaturbeständiger Kunststoff ähnlich Teflon) Er sank im Reagenzglas ganz lansam durch die Schwerkraft nach unten. Wenn er zu heiß wurde klemmte er irgendwann. Vielleicht war das auch mein Problem, die stehende Welle "wellt"erst so richtig bei höheren Temperaturen bei dem der Kolben schon klemmt?
      Ich hatte damals alles hingeschmissen wiel ich mir gesagt habe ich stecke keine große Energie in einen Motor dessen Funktionsweise ich nicht richtig nachvolziehen kann, deshalb wollte ich es erst mal so einfach wie möglich bauen. Vielleicht sollte ich doch noch mal einen ordentlichen Kolben und Zylinder aus metall drehen...
    • Guten Abend,

      Der Kolben wird zwar warm aber nicht so sehr als das er klemmen würde ! Die Paarung Messing + St52 hat sich bisher als recht zuverlässig rausgestellt. Das es eine höhere Temperatur braucht kann gut möglich sein, der Motor braucht relativ lange zum Aufheizen.

      Wen nur das Prinzip dahinter interessiert und es doch ein wenig veranschaulichen möchte, der kann sich ganz einfach ein Stück Schlauch zur hand nehmen, wasser und evtl. etwas Farbstoff


      Sieht auch schick aus oder ^^

      lg, Andi
    • Neu

      Guten Abend,

      Leider bin ich noch immer nicht dazu gekommen den Akku vom Drehzahlmesser zu laden, interessiert mich selber brennend wie schnell der kleine nu rennt ;) Ich konnte noch ein wenig optimieren in dem ich den Raum zwischn Wolle und RG -Boden kleiner gemacht habe !
      Nu werd ich um die Gummifüße aber nicht mehr rumkommen, die Grundplatte ist einfach zu leicht aber das ist ja nicht so wild.

      Ich habe auch schon ein weiteres Modell in Arbeit: Eine "Axial-Version" sprich Schwungrad 90Grad zum Reagenzglas, allerdings nicht einfach liegend auf der Grundplatte (diese Anordnung hab ich auch schon öfter gesehn). Die Idee dahinter: das Gehäuse-Profil ist ja relativ schnell aus einem Block Alu runtergezeilt. Lediglich die Bohrungen rund rum einbringen (Zylinder, RG anschluss, Lager..) Der Vorteil: Keine weiteren Teile wie Streben, Füße etc. ein Gehäuse, eine Grundplatte fertig ^^

      Nun bin ich leider auf ein paar unschöne Probleme gestoßn: die Passbohrung im Alu (hochfest) ist unrund, weiß der Geier wie das passiert ist, ich denke das 100 fache Reduzieren mit den MK Hülsn ist dran schuld, werd mir mal noch eine mit zylindrischem Schaft besorgen :/
      Da ich sonst leider keine andere Möglichkeit sah habe ich beherzt mit einem neuen Schaftfräser runtergestochn. Auf den 1. Blick sah das auch vielversprechend aus... aber leider war es auch nicht so dicht wie es eben sein muss...

      Klingt nu nicht so besonders motivierend aber ich denke mir ist da seine nette Lösung eingefalln : Ich stech das mittlerweile 15mm Loch noch auf 16mm auf und dreh mir eine Laufbuchse aus Messing, die ich in der Drehbank reibe, außn abdrehe und dann evtl. mit Schraubenfest einklebe, rumpressn möcht ich möglichst vermeiden da ich befürchte so die rundheit wieder zu zerstörn. fürs erst einpressn und dann reiben langt mir das "Fleisch" wohl nicht, da wirds die Hülse mitdrehn. Ich denke das es an der kleinen lumpigen Drehmaschine besser geht liegt dran, das die relativ lange Reibahle in verbindung mit dem windigen Reitstock genug nachgeben kann und dadurch keine seitlichen Kräfte auftreten- anders kann ich mir das nicht denken. Morgen mess ich auch mal den Rundlauf der Reibahle in der Fräsmaschine... das wurmt mich arg aber sei es drum. Im übrigen scheint ein Messingkolben in Alu auch nicht das gelbe vom Ei zu sein, drum werd ich mir zur neuen Buchse auch wieder einen Stahlkolben drehn bzw. möcht ich mal schaun wie sich ein weicher zylinderstift macht, würde eine menge arbeit sparn, das rangeschmirgel ist schon jedes mal ein harter Hund.

      Aber man kanns nur immer wieder anmerken, Dichtheit und Leichtgängigkeit sind das aller wichtigste bei diesen Motorn ! Ich bin jedoch zuversichtlich: Kolben + Pleuel konnte ich schon zum Oszillieren bewegen, grundsätzlich entsteht die "stehende Welle". Ich hoffe nur keine Probleme mit dem Hub zu bekommen, aber 10mm sollte aber zu schaffen sein. Dieser Haag schreibt zwar was von hub ca RG Durchmesser... aber es hat ja schon geschwungen. Ist immer traurig zu sehn das es "will" es aber nicht ganz schaft, wie gesagt vermutlich weill das System nicht perfekt dicht ist.

      Morgen mach ich mal nen Bild vom "Lautsprecher" Nr. 2 ^^ Ich halte euch natürlich auf deml Laufenden !

      lg, Andi