年次大会市民フォーラム

5組限定2017年型低温度差スターリングエンジンの組立実習

 

生々しい現実をみせてしまった

2017年9月3日（日）に埼玉大学で実施した「5組限定」2017年型低温度差スターリングエンジンの組立実習は、企画の意図がスターリングエンジンの内部を生々しく公開することであったが、参加者5組中2組しか動作せず、「動かないスターリングエンジンが珍しくない」という生々しい現実をさらけ出した。

使用したスターリングエンジン

写真1のスターリングエンジンを組立てた。このエンジンは一台当たりの費用（部品加工アルバイト代と材料費）を2,000円以下に抑え、組み立てに際して微妙な調整が必要ないように設計した^（1）。手工業的に複数台を製造するため、個人が一点物で製作するスターリングエンジン^（2）とは異なる。

今回の組立実習では、事前に途中まで組立てたもの^（3）を使用し、主にディスプレーサチャンバの組み立てを抜粋して行った。

写真１　組み立てたスターリングエンジン

5台中3台の失敗

冒頭で述べたとおり、参加者には申し訳ないことに、意図した動作は叶わなかった。後日確認した不具合の原因をここで報告する。

1台は後日正常に動作しており、熱源の電気ヒータと加熱側伝熱面の接触の悪さが、当日の不具合の原因であった。お湯を熱源にするのが最も良い方法であるが、遠隔地での開催では濡れティッシュを電気ヒータとの間に挟んで対処している。

もう1台は、当日の部品加工で判断の誤りがあり、「ディスプレーサ」と呼ばれる部品のサイズが大きく、内部で接触があったためである。

最後の1台は、配布したフライホイルに不具合があった。本来は長さ10cmの塩ビ板2枚が、M3のナット1個分の隙間をあけて留められたものである。たわみにより、隙間が広くなり、摩擦を増やしていた。フライホイルのたわみは、これまで問題を起こすと認識していなかった。これは、組立手順で改善できるため、マニュアルを改善することになった。

工作は子供の遊びか？

年次大会の市民フォーラムでは、開催が1回に限られるため、限られた時間でスターリングエンジンに触れて、中を見てもらうことに焦点を絞っている。

年齢や立場、目的で参加者の選別をする必要がないのが、本会の市民フォーラムの長所だと感じる。写真2のように、未成年の参加者は半分以下である。

なお、本企画全体については、技術と社会部門のニュースレターで報告予定である。

加藤 義隆（大分大学）

写真2　実習の様子

 

---

参考文献：

（1）加藤義隆, 組み立ての微調整を排する低温度差スターリングエンジンの設計, 第20回スターリングサイクルシンポジウム講演論文集, （2017）, M06.

（2）加藤義隆, An introduction to DIY by handicraft of a low temperature differential Stirling engine written in Japanese スターリングエンジンの手作りでDIY入門, （2017） , pp.168, デザインエッグ社.

（3）加藤義隆, 5組限定低温度差スターリングエンジンの組立実習, 2016年度年次大会講演論文集, C201001.