mise à jour
le 03/09/12
Moteur Stirling solaire
 

version 3.4

 

Améliorations par rapport à la version 3.2 :

plan échelle 1

1 - malgré son aspect bricolé, ce petit moteur Stirling est finalement plus résistant et endurant qu’on pourrait le croire à priori... Cependant, à force de le manipuler, de le bousculer et de le rattraper d’extrême justesse avant qu’il ne tombe, j’ai fini par décoller la glissière (f) fixée sur le plateau supérieur (a). C’est vrai aussi que cette liaison n’était pas très mécanique...

Pour améliorer les choses, on peut fabriquer un petit manchon épaulé constitué d’une bague de Ø 5 ou Ø 6 soudée à l’étain sur une rondelle de Ø ext 10. Une fois réalisé, on le collera avec de la colle cyanoacrylate ou de l’époxy à l’extrémité de la glissière. On prendra la précaution de laisser dépasser cette dernière d’1 ou 2 mm afin d’assurer le centrage de l’ensemble dans le plateau supérieur. (voir plan ci-contre).

2 - de même, afin de répartir de façon plus harmonieuse les contraintes entre le déplaceur en polystyrène (mou) et le coulisseau en corde à piano (dure), on pourra glisser, dans la chaîne des éléments qui les relient, un petit rivet en laiton Ø1 x Ø1,5 x 6 mm. On le collera à l’époxy dans le disque en contreplaqué d'épaisseur 3 mm, lui-même déjà assemblé de cette façon avec le déplaceur. Toujours fidèle à la même technique, on fixera à l’aide de colle thermique le coulisseau dans le rivet (voir plan échelle 1) - ce procédé permet, s'il le faut, de démonter facilement l’ensemble des pièces guidant le déplaceur - si la colle thermique se révélait insuffisante, par exemple lors d'une utilisation solaire un jour de canicule, il est possible aussi de braser les deux pièces à l'étain.

3 - pendant que l’on fait un peu de mécanique, on pourra aussi modifier la liaison de la bielle moteur avec l’extrémité de la vis qui porte la membrane. Il suffit de souder à l’étain l’extrémité de la corde à piano sur deux écrous M3 espacés de 5 à 7 mm. Cela permettra de régler à 5/10 près la longueur de la bielle afin de la centrer au mieux par rapport au débattement de la membrane (...brute de thermoformage et non détourée sur l'image au-dessus, à droite ...)


Est-ce dû à ces petites améliorations, à une meilleure étanchéité, ou à d'autres facteurs, mais la limite de fonctionnement est à présent inférieure à 5°C. A ce niveau, les mesures de température deviennent plus délicates, et bien que j’aie mesuré une fois un gradient inférieure à 4 °C, c'est plutôt autour des valeurs de 4,5°C ou 4,6°C que se situe la limite de fonctionnement.

* Installé sur la partie non ventilée d'un décodeur satellite, cette version tourne jours et nuits sans interruption depuis des semaines (la température du décodeur est d'environ 10° C supérieure à la température ambiante). Pour améliorer les échanges thermiques, j'ai posé sur la face froide quelques radiateurs pour transistors de puissance, mais ça fonctionne aussi sans cela.

** Avec un becher rempli de cubes de glaces (Ø 65 x 85 - bricolé en collant au mastic silicone un tube en plastique souple sur un plateau d’alu ep 0,5), j’obtiens une durée de fonctionnement de deux heures (animations Flash ci-contre).

De toute façon, au bout de deux heures, la totalité des glaçons s’est transformée en eau, que l’on pose le becher sur le Stirling ou sur la table, et je me demande bien comment la NASA peut faire fonctionner le sien comme ça pendant plusieurs heures : "will run it for hours" ?

*** On peut aussi envisager d'adjoindre une fonction régénératrice au déplaceur (A) en y insérant par exemple des parties en Scotch Brite (2). J ’ai fait l’essai et je dois malheureusement avouer que, dans ce cas, ce n’est pas très concluant...

Il est possible que cela apporte un gain en performances pour les modèles équipés de roulements à billes, ou pour le modèle simplifié qui utilise un déplaceur léger de petite taille - (B) ou (C) ci-contre.

Mais avec la technique des paliers lisses employée ici, les forces de frottement au niveau des axes de rotation étant directement proportionnelles au poids des éléments suspendus, le gain apporté par les inserts en Scotch Brite se trouve probablement annihilé par l'augmentation de poids. L'effet est même l'inverse de celui escompté : équipé du déplaceur (A), le moteur refuse de tourner posé sur la main comme il le faisait auparavant ! - (...et ce qu'il y a de bien en cette saison, c'est que plus on est grippé, plus ça tourne vite... ci-contre).

Conséquences de cette conception simple : pour obtenir un bon rendement, il est préférable que tout ce qui bouge (déplaceur, piston, bielles, volant d'inertie) soit aussi léger que possible...

 

 
Bonne réalisation...