Een wonderbaarlijke motor

De Schotse predikant Robert Stirling heeft in 1816 de stirlingmotor uitgevonden. Een stirlingmotor heeft een erg hoog rendement en kan dus lang blijven werken zonder veel energie te verbruiken. Een ander voordeel van een stirlingmotor is dat hij geluidloos werkt. Deze motor wordt echter maar zeer weinig gebruikt, omdat hij zeer traag op gang komt. Je zult deze motor ook niet zomaar in een winkel of bedrijf kunnen kopen. Maar je kunt wel zelf heel gemakkelijk een mini-stirlingmotor maken!

De werking

De stirlingmotor is een zuigermotor die werkt op warmte. Het belangrijkste onderdeel is de cilinder die wordt afgesloten door een zuiger. Het gas in deze cilinder wordt verwarmd. Door de uitzetting van het gas zal de zuiger zich verplaatsen. Als de cilinder daarna door minder warme lucht wordt omringd, zal het gas weer terugtrekken en zal de zuiger zich in tegenovergestelde richting verplaatsen. Als de motor deze handelingen blijft herhalen, zal er een op- en neergaande of heen- en weergaande beweging ontstaan.

Stirlingmotor van blik

Een gemakkelijke stirlingmotor om te maken is de stirlingmotor van blik. Als de motor in elkaar is gezet, kan het blik draaien als het wordt verwarmd door een kaars.

Benodigdheden

• Een houten plank met een dikte van 10 mm
• Balsahout met een dikte van 10 mm
• IJzeren draad met een diameter van 1,5 mm
• Vierkant timmerhout met een dikte van 5 mm
• Een blik met een diameter van 50 mm en een hoogte van 100 mm en open aan de bovenkant
• Twee kopspijkers
• Een documentklem
• Een waxinelichtje
• Stevig elastiek
• Spijkers
• Visdraad
• Een ballon
• Karton
• Klei

Hulpmiddelen

• Scherpe buigtang
• Een schaar
• Een zaag
• Houtlijm
• Secondelijm
• Machineolie

Werkwijze

Het hout bewerken

• Zaag twee vlakken van 26 bij 8 cm uit de houten plank
• Maak in elk vlak een gat van 2 mm op 25 cm hoogte en 4 cm breedte
• Zaag één vlak van 10 bij 8 cm uit de houten plank
• Zaag twee vlakken van 10 bij 2 cm uit de houten plank

• Zaag zes cirkels met een diameter van 4,5 cm uit het balsahout
• Lijm de zes cirkels op elkaar met de houtlijm
• Lijm een uiteinde van dit visdraad vast in het midden van de bovenste cirkel

Het vlies maken

• Snij de ballon door in het midden zodat je een cirkel overhoudt
• Snij vier stukjes van 1,5 bij 0.5 cm uit het karton
• Maak een gaatje in het midden van de ballon iets breder dan het visdraad
• Plak de stukjes karton hier omheen, zodat er een + ontstaat

Maak het mechanisme

• Zaag twee stukken van 80 bij 5 mm uit het timmerhout
• Maak in beide stukken een gat met een diameter van 1,5 mm op 70 mm hoogte
• Schuif de stukken door het gat om het ijzerdraad.
• Buig het ijzer op 9 cm omhoog
• Dan: na 0,8 cm in de beginstand
• na 1 cm omlaag (zorg dat er zich op deze 1 cm draad een stuk hout bevindt )
• na 0,8 cm in de beginstand en naar voren.
• na 1,8 cm weer in de beginstand
• na 1 cm naar achteren
• na 1,8 cm omhoog
• na 0,8 cm in de beginstand
• na 1 cm omlaag (zorg dat er zich op deze 1 cm draad een stuk hout bevindt)
• na 0,8 cm in de beginstand (nu heb je nog 4 cm draad over)

Zorg dat het ijzerdraad omlaag gaat na het stukje hout en daarna naar voren.
Zorg ook dat het gat in de houtjes bovenaan zit en niet onderaan.

• Plaats de stukjes hout op het vlies (elk tussen twee stukjes karton in).
• Zet de stukjes vast met de kopspijkers.

Maak het frame

De grootste twee vlakken die je bij Het hout bewerken hebt gemaakt zijn de zijvlakken. Het stuk hout van 10 bij 8 cm dat je hebt gemaakt is het grondvlak.

• Haal beide uiteinden van het ijzerdraad door de gaten in de zijvlakken
• Plaats het grondvlak onderaan tussen de zijvlakken in en bevestig dit met spijkers
• Plaats het balsahout met het visdraad op het grondvlak
• Haal het visdraad door het gat in het vlies
• Knoop het vast aan het midden van het ijzerdraad (als het ijzerdraad op zijn hoogste punt is, moet het visdraad strak staan)
• Zet voor de zekerheid nog een paperclip op het ijzerdraad waar het visdraad is bevestigd

De laatste bewerkingen

• Plaats een vlak van 10 bij 2 cm op 18 cm hoogte tussen de zijvlakken (het gat aan de binnenkant)
• Bevestig dit vlak met spijkers (laat de ribbe van 10 cm recht op de beide zijvlakken staan)
• Bevestig het blik aan de ballon met een elastiek (zorg dat de ballon strak staat)
• Bevestig nu het andere vlak van 10 bij 2 cm aan de andere kant met spijkers
• Buig het langste stuk ijzerdraad dat uitsteekt naar beneden (1 cm van het zijvlak af)
• Bevestig een stukje klei aan het uiteinde
• Doe een druppel machineolie in het gat in het vlies

De stirlingmotor is klaar voor gebruik.

Gebruik

• Steek een waxinelichtje aan en plaats deze onder het blik
• Als de bodem van het blik goed verwarmd is, draai je aan het ijzerdraad

Nu blijft de motor uit zichzelf doordraaien. Is dit niet het geval? Controleer dan of alle onderdelen wel goed passen.