Les moteurs STIRLING

Comme le dit bien le maître en la matière Rudy Mémin, ce sont "des moteurs à rien", mais quel plaisir de voir tourner ces petites choses, et côté communication, ils sont vraiment efficaces: n'étant pas très connus, ils intriguent le visiteur qui pose beaucoup de questions, comment ça marche? Evidemment, c'est tout simple, mais assez difficile à expliquer, j'ai eu, moi aussi ma période de perplexité devant ces machines à "air chaud".

Je viens de me lancer, je ne suis donc pas une référence, j'avoue que je m'amuse bien et ce n'est pas fini, je l'espère, entre deux moteurs à vapeur, ça relaxe.

       

  Quelques photos glanées sur des sites intéressants.


Maintenant, le mien.

Les moyens du bord: tube transparent Ø100x110, tôle d'alu ép1, du Dépron ép6, du CTP ép1, un CD, deux roulements Ø2, des perles, de la corde à piano, un cylindre en tube de verre rôdé, piston en graphite, entretoises plastique, et autres bricoles.

Avec des plans téléchargés sur un site super: http://www.photologie.fr, que j'ai adaptés aux matériaux que je possédais, j'ai réalisé cette petite chose amusante, elle a déjà intrigué pas mal de monde!

         

Tout ne s'est pas fait tout seul, c'est vrai qu'il a tourné tout de suite, mais pas longtemps, problème. Après d'autres essais, rien ne s'arrangeait, puis je me suis aperçu que la face supérieure chauffait vite, ça venait des entretoises verticales en laiton qui faisaient pont thermique, je les ai remplacées par du plastique, et maintenant il tourne un bon quart d'heure sur une chope d'eau chaude. Reste à l'améliorer en modifiant l'épaisseur du déplaceur et diminuer sa course.

Une petite vidéo:


Et le suivant....

Dans l'enthousiasme, je continue par un autre type, horizontal à chauffage à alcool, sur un plan de Rudy Mémin, paru sur Bateau Modèle août-septembre 1997 multiplié par deux, puisque ce sera un bicylindre.

Mon ami Francis avait eu la gentillesse de me fournir deux jeux de tubes Pyrex coupés à longueur, me restait qu'à lancer la partie mécanique: la partie froide avec ses saignées assez profondes, la plaque support avec sa dérivation et fixation du cylindre piston (ces deux pièces et les trois piliers supports paliers, m'ont donné pas mal de boulot, je ne parle pas encore des volants, on verra plus tard)

Les cylindres piston avaient été prévus en tubes de verre avec pistons graphite, mais l'un d'eux, rodé avec beaucoup de patience est tombé et s'est cassé, dégoûté, je les ai remplacés par du laiton. Quelques photos des éléments:

       

       

       

   

Une petite astuce sur cette dernière photo: la masselotte d'équilibrage est encastrée sur l'élément vilebrequin et fixée par une vis. On peut l'écarter ou la rapprocher suivant l'épaisseur de la petite bague entretoise (quand on en a marre de percer des trous dans la bielle pour gagner du poids!)

 Le montage fait, les essais avec mèche d'alcool ne sont pas très concluants, j'ai donc bricolé deux petits brûleurs céramique avec gicleurs de 0.1 (buses de Rotring), pression environ 0.2 bar, il va falloir encore fabriquer un détendeur.

 Je vais essayer d'améliorer en plaçant une plaque inox entre les tubes et le corps, un petit ventilo sous les parties froides, entraîné par courroie, et plus tard, si l'engin se trouve dans une coque, un refroidissement par eau.

       

   

 Après des essais sur longue durée, le moteur s'arrêtait au bout d'un moment, la partie froide devenant très chaude. Encore un problème de "pont thermique" provoqué par la plaque support en alu, je l'ai donc coupée et remplacée par un morceau de plaque bakélisée (récup sur du matériel électronique ancien), ce qui m'a permis à l'occasion de baisser la hauteur des brûleurs, ça chauffe ces trucs là! tellement que je me suis aperçu que les tubes déplaceurs étaient fendus par la dilatation de leurs embases, je les ai donc remplacés par leur copie en alu, maintenant, ça tourne vite, approximativement comme prévu par Mr Mémin: environ 1500-1700 trs/mn, il me tarde de pouvoir faire des corps froid creux refroidis à l'eau!

 Concernant les volants, il faut avoir du matériel pour les faire. Pour ceux qui, bien équipés seraient intéressés, ils peuvent télécharger ici un fichier Zip contenant les plans et quelques explications. Bon courage.

 Modif encore, ça n'est jamais fini ces trucs là! Les brûleurs céramique, ça chauffe vraiment fort, je me suis aperçu que le moteur faisait un bruit , ça claquait quelque part, j'ai cherché un bon moment jusqu'à trouver une petite trace à l'intérieur du fond d'un tube verre, c'était le déplaceur qui tapait, les tubes commençaient à fondre et s'aplatir!

 On n'est rien contre ces phénomènes, j'ai repris le bout des déplaceurs, et je me suis mis à fabriquer des brûleurs à alcool, même mieux: une part d'alcool à 90°, et une part de méthanol à 100°, ce qui fait 95° comme le vulgaire alcool à brûler qui pue vraiment trop, mais ATTENTION: PAS DE METHANOL PUR, sinon, vous avez deux flammes: la mèche, et le trou d'aération.

Problème aussi du côté des pistons en graphite, je ne dois pas employer la bonne matière, c'est du graphite genre mine de crayon qui sert en électroérosion, au bout d'un certain temps, ça colle au cylindre en laiton, idem sur le verre, j'ai donc osé faire des pistons en alu, bien graissés régulièrement à l'huile de paraffine pour lampes à huile. Si quelqu'un a des solutions à ce problème, j'accepte les conseils.

Du coup, le Stirling "coffee schop" s'est vu lui aussi retirer le piston en graphite remplacé par une membrane de gant vinyle, il tourne moins bien, mais il tourne.

Vu dans un salon en novembre, mon ami Christian Meyer s'étant payé un petit Stirling genre Conrad, avait installé dessus une petite génératrice (de luxe quand-même) et réussissait à allumer deux leds. L'idée m'a emballé, et le lendemain je faisais tourner tous les moteurs que je possédais sur la perceuse pour contrôler leur débit, j'en ai sélectionné un qui rendait 7volts en restant assez libre. Alors j'ai fait des essais en empilant à la suite des leds (rouges, ce sont les moins gourmandes) et fabriqué un tas de poulies pour arriver à allumer 5 leds sans trop ralentir la machine. La vitesse est bien descendue de moitié, ça fatigue moins la mécanique, à vide il tournait trop vite!

       

Une petite vidéo:


Encore un, j'aime ça!

Un ami m'ayant rapporté en plusieurs fois des morceaux de plexiglass en différentes épaisseurs, pour faire un Stirling un jour, les journées chaudes de ce mois de Juillet 2006 m'empêchaient, en extérieur de faire fonctionner le tasse à café, et le bicylindre avec ses brûleurs à alcool me posait des problèmes avec le vent, j'ai repris le livre de Rudy Mémin pour faire un "solaire". Le LTD N°22 a reçu toute mon attention. Sa base carrée de 220mm passant tout juste sur ma fraiseuse (250x160) j'ai passé un peu plus de temps pour usiner les deux plaques supérieure (en plexi) et inférieure (en alu), mais après, j'ai bossé! 3 semaines, et il est fini. Super, il est super!

Ses caractéristiques:

J'ai rajouté sous la plaque inférieure un radiateur de 125x115mm, parce que je veux aussi le poser sur l'eau dans les sorties sur bassin ou piscine, encastré dans une plaque de Roofmat bleu de 20mm.

Au premier essai, sous une lampe halogène de 50 Watts placée à 25 cm, il est parti au quart de tour, et n'ayant pas de compte tours, j'ai compté, avec un chrono sur vingt tours: 8 secondes, ce qui donne 130 à la minute, au soleil j'ai jeté l'éponge, je n'ai pas suivi. D'autres contrôles avec mesures de températures avec sondes collantes m'ont montré qu'avec un delta d'environ 2° (+/-0,5) il tourne à 14trs/min.

     

       

Une petite vidéo: