大学校及び設置科 中国職業能力開発大学校 附属福山職業能力開発短期大学校生産技術科
課題実習の前提となる科目または知識、技能・技術 力学、安全衛生、設計・製図、測定、機械加工、材料
課題に取り組む推奨段階 機械加工実習およびCAD実習終了後
課題によって養成する知識、技能・技術

課題を通して、主に機械設計製図、機械加工技術および組立・調整の実践力を身に付ける

製作の目的と概要

 スターリングエンジンは、吸熱部と放熱部の温度差によって空気を膨張・圧縮させて仕事を取り出す熱機関である。加熱と始動時の補助力だけで回転し、熱を仕事へ変換する。このエンジンの仕組みについて学ぶとともに加工技術の向上を目指す。α型スターリングエンジン(写真1)の設計を行い、製作に必要な材料や工具を準備後、旋盤やフライス盤等を用いて部品(写真2)を加工し組み立てる。試運転を行い調整する。エンジン出力が微小のため、作動ガスの漏れ防止や摩擦損失の低減などが重要である。

成果

 スターリングエンジンカーの設計・製作では、設計・製図・製作・組立て・調整の一連の作業を行った。部品の製作には、これまで学んだいろいろな加工技術を活用し、新たな知識・技能も習得できた。エンジン回転数1117min−1の設計値に対し、実際の460min−1と低かった。内部の空気の温度と加熱ヘッドとの温度差や回転部分の摩擦抵抗、表面精度・寸法精度不良等が原因であると考えられる。特に摺動部分での抵抗を減らすために粘度の低い潤滑剤を使用することにより、回転速度をさらに上げることが出きた。課題を製作するため、いろいろな加工を体験し、その構造や仕組みを理解させることかできた。
スターリングエンジンの設計・製作(H18)の画像1
写真1 α型スターリングエンジン
スターリングエンジンの設計・製作(H18)の画像2
写真2 スターリングエンジン部品