American Stirling Company

Stirling-moottoreiden moderni käyttö

niiden käytännön käyttö nykyään

saatat sanoa itsellesi jotain tällaista: ”Jos Stirlingin moottorit ovat niin siistejä, mihin niitä nykyään käytetään?”

Stirlingin moottoreiden nykyiset käyttötavat vaihtelevat leluista ja puuhellatuulettimista yrityksille tarkoitettuihin lämpö-ja voimalaitoksiin sekä merten hiljaisimpiin ja tappavimpiin sukellusveneisiin.

mitä käyttötarkoituksia tähän artikkeliin sisältyy?

Tämä sivu sisältää vain Stirling-moottorit, jotka ovat helposti saatavilla olevia tuotteita. Se ei sisällä tutkimusprojektia tai historiallisia Stirlingin moottoreita.

olen myös kirjoittanut siitä, miksi jotkin Stirling-moottoreiden Erityiset käyttötavat, kuten oman auton moottorit ja tehokkaat solar Stirling-moottorit, eivät todennäköisesti tartu kumpaankaan.

siirry kyseiseen osioon napsauttamalla tai napauttamalla alla olevia linkkejä:

1. Lelut
2. opetusvälineet
3. Puuhellatuulettimet
4. yhdistetty lämpö ja sähkö
5. viileä 3D – Tulostusesimerkki
6. Vedenalainen teho
7. ilmastointi ja jäähdytys
8. kryojäähdyttimet
9. tutkijoiden ja insinöörien hyvinvointi
10. Sijoitushuijaukset
11. Stirling – moottorit autoihin-ei koskaan
12. Aurinkosähkögeneraattorit-tehokkaat ja ylihintaiset
13. Deep Space Nuclear Power Stirling-moottorit

Lelut

Stirling-moottorilelut voivat olla lumoavia, ja tämä on ollut totta, koska Robert Stirlingin keksimästä.

jäljellä on vielä antiikkisia Stirling-moottorileluja, jotka rakennettiin pian Robert Stirlingin keksittyä Moottorin.

vanhin olemassa oleva Antiikkinen Stirling-moottori

tyypillisesti ne toimivat alkoholiliekillä ja mahdollisista moottorimalleista on tuhansia variaatioita.

omat suosikkini visuaalisesta näkökulmasta ovat ne, joissa on vain paljon liikkuvia osia.

Low-Temperature Difference Toys

olen myös suuri fani matalan lämpötilan ero Stirling-moottoreille, jotka voivat toimia kupillisen kuumaa vettä tai käden lämpöä.

hinnat alkavat noin 30 dollarista ja nousevat niin paljon kuin haluaa maksaa.

opetusvälineet

Stirling-moottorit auttavat sitouttamaan oppilaita turvallisesti

Stirling-moottoreilla on erityinen asema yliopiston ja koulun luokkahuoneissa.

tämä pätee erityisesti matalan lämpötilan Stirling-moottoreihin, joita voidaan käyttää täyttämättä luokkahuonetta häkähöyryillä.

Moottorin pyörimisessä kuuman vesikupin lämmössä tai käden lämmössä on jotain innostavaa. Nämä moottorit vetää tieteen ja tekniikan opiskelijoiden syvempää kiinnostusta ja ymmärtää, kaikenlaisia moottoreita.

erityisesti fysiikan ja tekniikan laboratoriot voivat hyötyä instrumentoidusta Stirlingin laboratoriomoottorista, jota voidaan käyttää ilman liesituuletinta ja ilman hiilimonoksidivuotojen riskiä.

Puuhellatuulettimet

yksi suurimmista ongelmista puuhellan käytössä talon lämmittämiseen on se, että lieden lähellä on yleensä liian kuuma, kun taas muualla huoneessa on liian kylmä.

ilman liikuttamiseen tarvitaan ilmeisesti keino, ja joissakin tapauksissa puuhella on käytössä alueella, jossa sähköä ei ole tai sitä ei vain jostain syystä halua käyttää.

siellä Stirlingin moottoripuukiukaan puhaltimet loistavat. Meillä on yksityiskohtainen sivu antiikkisista ja moderneista Stirling-faneista, joista saatat pitää.

siirrä ilma ilman sähköä

voit ostaa puuhellatuulettimia, joilla voit liikuttaa ilmaa kevyesti ympäri huonetta ilman sähköä.

aseta tuuletin vain puuhellan päälle, odota, että se kuumenee, käännä Tuulettimen lapoja ympäri, niin sinulla on tuuletin, joka liikuttaa ilmaa kevyesti ja äänettömästi ympäri huonetta.

älä odota, että tämä liikuttaisi ilmaa niin kuin vahva sähköpuhallin tekisi. Mutta jos sinulla on puuhella ja luet tätä, saatat nauttia Stirling-moottoripuhaltimen käytöstä, jotta huoneesi lämpötila olisi tasaisempi.

sähkön ja lämmön yhteistuotanto

valmistama kodin Yhteistehomoottori yksi kaikenlaisten moottorityyppien ongelmista on se, että ne eivät ole tarpeeksi tehokkaita. Aina kun moottorissa on kuumia kaasuja, jotka menevät ulos pakoputkesta, tuo kuuma pakokaasuvirta on energiaa, josta maksoit, mutta jota et saanut käyttää.

mutta mitä jos saisit Moottorin viritettyä niin tekisit kahta itselle arvokasta asiaa yhtä aikaa? Esimerkiksi tuottaa sähköä samalla ja myös tehdä kuumaa vettä lämmittää talosi.

markkinoilla on nykyään useita yrityksiä, joiden tuotteet tuottavat sähköä ja tuottavat myös kuumaa vettä kotien ja rakennusten lämmitykseen tai kotitalouksien tai kaupallisten kuumavesitarpeisiin.

voit nauttia lukemasta suositelluista sähkön ja lämmön Yhteistuotantomoottoreistamme.

Cool 3D-Tulostusesimerkki

kun 3D-tulostimet tulivat ensimmäisen kerran saataville, tajusin heti, että niistä voisi rakentaa Stirling-Moottorin. Moni muukin uskoi.

ainoa kysymys oli, kuinka paljon moottorista pystyi oikeasti tulostamaan? Kiinnostavinta ja vaikeinta olisi tietysti tulostaa koko moottori ilman painamattomia osia.

osittain painetut moottorit

ensimmäiset näkemäni Stirling-moottorit olivat vain osittain painettuja.

he käyttivät Vauhtipyörän kuulalaakereita ja muutamaa metalliosaa sekä Airpot-merkkistä erittäin liukasta lasisylinterissä toimivaa grafiittimäntää.

fist 3D-tulostetuissa Stirling-moottoreissa oli paljon kalliita ostettuja komponentteja.

tiesin, että olisi paljon mielenkiintoisempaa, jos joku keksisi tavan tulostaa koko Moottorin.

käytin myös paljon aikaa omien 3D-tulostettujen Stirling-moottoreiden kehittämiseen. Se ei ollut helppoa.

siistein 3D-Tulostusesimerkki koskaan

onneksi Uuden-Seelannin Christ Churchin Don Clucas keksi painaa kokonaisen Stirling-Moottorin käyttämättä lainkaan ostettuja komponentteja.

Don oli aiemmin suunnitellut Whispergenin lämmön ja voiman yhdistetyn Stirling-Moottorin, joten hän oli kokenut Stirling-Moottorin suunnittelija ja sen selvittäminen, miten tulostaa kokonainen Stirling-moottori tarvitsematta ostaa lisäosia, oli lähes ihmeellistä.

tulosta Moottori jokaiselle oppilaalle

nyt jos koulussasi on 3D-tulostin ja haluat tehdä luokkahuoneessa kokeen Stirling-moottoreilla, voit tulostaa yhden jokaiselle oppilaalle luokassa.

se on paljon kiinnostavampaa kuin se, että oppilailla olisi vain muutama Moottori katsottavana.

Donin ratkaisu tulostettavaan Mäntäongelmaan

vaikea osa kokonaisen 3D-Stirling-Moottorin tulostuksessa on mäntä. Nykyiset tulostimet eivät anna sinun tulostaa halkaisijaltaan pientä mäntää riittävän tarkasti, jotta se toimisi.

Donin ratkaisu oli tulostaa mäntä, joka toimii palkeiden tavoin. Yllä olevassa kuvassa mäntä on valkoinen. Hänen verkkosivunsa on nimeltään Projects to Print ja siihen on linkki täällä meidän Stirling engine links-sivulta.

Sukellusvenevoima

Sukellusvenevoima – ilmasta riippumaton Käyttövoima

Stirling-moottorit kunnostautuvat kaikissa sovelluksissa, joissa hiljaisuudelle annetaan erittäin suuri arvo.

koska Stirlingin moottorit voidaan rakentaa pääosin äänettömiksi, ne sopivat luontevasti sukellusveneiden voimanlähteeksi.

ruotsalainen sukellusveneenrakentaja SAAB (entinen Kockums) lisäsi Gotland-ja Södermanland-luokan sukellusveneisiin Stirling-Moottorin.

Diesel + akut + Stirling

nämä sukellusveneet käyttävät niin sanottua ilmasta riippumatonta työntövoimaa, jonka avulla ne voivat pysyä täysin toimintakykyisinä veden alla jopa useita viikkoja.

ne ovat pohjimmiltaan dieselsähköisiä sukellusveneitä, jotka yksinkertaisesti voivat pidentää käyttöaikaansa (jopa kahdella viikolla) Stirling-moottorilla akut pois päältä.

Stirling-moottoreiden voimanlähteenä on myös japanilainen Soryu-luokan sukellusvene, ja niiden huhutaan käyttävän voimanlähteenään joitakin uusia kiinalaisia sukellusveneitä2.

Ilmastointi

sitä ei heti huomaa, kun katsoo Stirling-moottoria, mutta jokainen Stirling-moottori voidaan muuttaa lämpöpumpuksi kiinnittämällä sähkömoottori lähtöakseliin ja pyörittämällä sähkömoottoria.

tietenkin matalan lämpötilan Stirling-moottorit, jotka on suunniteltu toimimaan pienillä lämpötilaeroilla, tuottavat vain pieniä lämpötilaeroja, kun niitä käyttää Moottori.

joten älä yritä tehdä tätä pienen lämpötilaeron Stirling-moottorilla.

yritä ajaa Liekkilämmitteisellä moottorilla

, mutta jos kiinnität sähkömoottorin minkä tahansa Stirling-Moottorin lähtöakseliin, joka on suunniteltu toimimaan suuremmilla lämpötilaeroilla, ja pyörität sähkömoottoria, toinen puoli kuumenee ja toinen kylmenee.

tämän voi tehdä hyvin yksinkertaisillakin malleilla, joten kokeile.

Stirling-moottoreita voidaan käyttää Ilmastointilaitteina

on selvää, että tarkoitukseen rakennetut jäähdyttimet toimivat paremmin kuin jäähdyttimiksi muunnetut moottorit.

jos sellaisen haluaa rakentaa talon ilmastointia varten, kilpailee se vakiintunutta höyrykiertojäähdytystekniikkaa vastaan, jonka hinta on alentunut useiden tuotantosukupolvien aikana.

joten koska useimmat ihmiset tekevät ostopäätöksensä uusien jääkaappien ja ilmastointilaitteiden osalta pitkälti alkuperäisen hankintahinnan perusteella ja koska uusi Stirling-Moottorin ilmastointilaite olisi todennäköisesti aluksi kalliimpi, tämä ei ole sovellus, jota tulet todennäköisesti näkemään Laajassa käytössä lähiaikoina.

mutta Stirlingin moottorien ilmastointilaitteet ja jääkaapit on rakennettu.

mutta missä Stirling cycle-tekniikka todella loistaa, on se, missä muut teknologiat eivät helposti pärjää esimerkiksi kryojäähdyttimissä.

Kryojäähdyttimet

jos jäähdytyselektroniikassa halutaan saavuttaa erittäin kylmiä lämpötiloja suprajohtavuuden saavuttamiseksi tai tutkimustarkoituksiin, erityisesti jäähdyttimiksi suunnitellut Stirling-moottorit ovat erinomainen valinta.

tällaiset Jäähdyttimet kehitettiin alun perin Phillips Electronicsilla 1950-luvulla, ja niitä myydään ja käytetään edelleen.

jos tarvitset sellaista teollisiin käyttökohteisiisi, niitä on saatavilla.

kaksivaiheiset Stirling-jäähdyttimet voivat tuottaa noin 20 Kelvin-asteen lämpötilan, joka on tarpeeksi kylmä nesteyttääkseen vedyn ja neonin.

tiedemiesten ja insinöörien Hyvinvointi

tästä aiheesta kuulostaa siltä, että en ole tosissani,mutta oikeasti olen.

valtion tutkimusbudjetista käytetään vuosittain tietty määrä uuden teknologian kehittämishankkeisiin. Tämä on yleisen järjestyksen asia.

niinä monina vuosina, jotka olen ollut kiinnostunut Stirlingin moottoreista, olen nähnyt ihmisten hakevan ja saavan valtion tutkimusapurahoja Stirlingin moottoreiden kehittämiseksi.

miksi tämä on ongelma?

tämän valtion rahoittaman tutkimuksen ongelma on se, että se harvoin johtaa uusien tuotteiden hankkimiseen ihmisille. Tuotteet on usein suunniteltu korkean tehokkuuden, monimutkaisuus, ja kustannukset, joka tekee niistä mahdotonta tuottaa ja myydä kaupallisesti.

otetaan esimerkiksi Ohion Ateenan SunPower-niminen yritys.

he ovat kehittäneet vuosien varrella paljon mielenkiintoisia tuotteita, mutta yrittävät löytää niistä mitään nykyään. Et todellakaan voi.

asiakas on seuraava Valtion tutkimusapuraha

Sunpower on käyttänyt niin monta vuotta sellaisten kiinnostavien tuotteiden luomiseen, jotka eivät koskaan päässeet markkinoille, että ainoa olettamukseni voi olla, että he eivät todellakaan aikoneet tuoda tuotteita markkinoille.

sen sijaan he loivat nämä tuotteet saadakseen seuraavan kierroksen valtion tutkimusrahaa.

siinä ei ole välttämättä mitään vikaa, kunhan muistaa, että valtionavustukset johtavat harvoin uusiin tuotteisiin.

jos olet kiinnostunut siitä, miksi tutkimushankkeet eivät useinkaan johda uusiin tuotteisiin, Lue sivultani, miksi Stirlingin moottorit eivät ole suositumpia.

Sijoitushuijauksia

paljon Stirlingin moottoriyhtiöitä on tullut ja mennyt vuosien varrella. Sekä teknologia että markkinat ovat vaikeita, joten oletan, että osa siitä on odotettavissa.

mutta on tullut ja mennyt tietynlainen yhtiö, jolla ei näytä koskaan olleen aikomustakaan tehdä mitään muuta kuin kerätä rahaa sijoittajilta ja maksaa korkeita palkkoja johtajille.

heillä on aina kauniit nettisivut ja kauniit toimistot. Usein heillä on jopa prototyyppi, jonka he ostivat kehittäjältä.

mutta Stirlingin moottoreita ei ilmeisesti ole yritetty tuoda markkinoille joidenkin näiden huijareiden/yhtiöiden kanssa.

miten he saavat sen näyttämään aidolta

prototyyppi ostetaan yleensä insinööriltä, joka käytti valtavasti aikaa sen kehittämiseen.

hän myy huijareille tarinan, että he aikovat tuoda hänen tuotteensa markkinoille ylivoimaisella markkinointiosaamisellaan.

he ottavat siitä kuvia, rakentavat kauniin nettisivun, julkaisevat kiiltäviä esitteitä, keräävät sijoittajilta paljon rahaa ja häipyvät historiaan.

huijauksen ja katoamisen kierre näyttää toistuvan

tämä on tapahtunut niin monta kertaa, että masennun vain joka kerta, kun näen uuden.

joten, huijarit, etsikää eri teknologiakeskus huijauksenne ympäriltä.

Stirlingin moottorien kehitystyöhön tarvitaan luonnollisesti uutta sijoittajarahaa, mutta yritykset, joilla on ollut hyvä markkinointihenkilöstö eikä yhtään suunnitteluhenkilökuntaa, eivät todennäköisesti ole niitä, jotka tuovat markkinoille uusia Stirlingin moottorituotteita.

miksi Stirling-moottorit autoissa ovat epätodennäköisiä

Stirling-moottorit ovat järkeviä moniin sovelluksiin, mutta autojen virrankulutus ei kuulu niihin.

miksi?

1. ne ovat hitaita käynnistymään
2. tehotasoa on vaikea vaihtaa nopeasti
3. ne eivät kiihdy nopeasti
4. ne ovat raskaampia ja kalliimpia

Stirlingin moottorit tykkäävät kulkea vakionopeudella

kaikki nämä asiat sekä se, että ne ovat kalliimpia kuin tyypillinen polttomoottori, tekevät niistä huonon yhdistelmän autoille.

hybridiautot

nyt kun hybridiautoja on tulossa lisää, yhä useampi pohtii, millainen vaikutus Stirlingin moottorilla voisi olla.

Stirling-moottoreissa on kyllä järkeä voimanlähteenä jossain sähköhybridiautossa, mutta taas ne tuppaavat olemaan raskaita.

jos paino-ongelma ratkeaa, ne saattavat sopia hyvin yhteen.

Aurinkosähkögeneraattorit

entä Stirling-moottorit aurinkovoimaan?

vaikuttaa melko ilmeiseltä, että Stirlingin moottoreita voidaan käyttää keskitetyllä aurinkovoimalla.

Ongelmana tässä lähestymistavassa on se, että näiden moottoreiden kehittämiseen tähtäävissä suunnitteluohjelmissa on yleensä ollut tavoitteena korkea hyötysuhde. Tämä tarkoittaa, että kalliita korkean lämpötilan seoksia käytetään ja kun moottori on käynnissä odotetusti, se on liian kallista kilpailla aurinkokennojen kanssa.

auringonpaisteen Keskittäminen tuottaa korkean lämpötilan moottoreita, joissa on käytettävä kalliita korkean lämpötilan metalleja, ja vaikka alalla on tehty paljon tutkimusta, markkinoilla ei nykyään ole kaupallisia tuotteita.

syvän avaruuden Ydinkäyttöiset Stirling-moottorit

Stirling-moottorit voivat toimia millä tahansa kuumuudella. Moottorin kannalta isotoopin lämpö on yhtä hyvää kuin mikä tahansa muu lämpö.

tätä on tutkittu hyvin niin sanotuissa Stirlingin radioisotooppigeneraattoreissa, joita käytetään avaruustutkimuksessa.

tärkeää, kun satelliitit eivät ole lähellä Aurinkoa

on helppo ajatella, että aurinkokennoja voidaan käyttää kaikkialla avaruudessa, mutta ne eivät voi.

koska satelliitti lentää kauemmas Maan kiertoradalta Auringon ympäri, auringon tiheys ei yksinkertaisesti riitä antamaan virtaa satelliitin elektroniikalle ja tarvitaan toinen menetelmä voiman tuottamiseen.

Stirling-moottoreita varten on kehitetty Stirling-moottoriin liitetty radioaktiivinen isotooppi lämmönlähteenä.

enemmän tehoa samasta plutoniumista

näin konfiguroidut Stirling-moottorit voivat tuottaa noin kolme kertaa niin paljon sähköä kuin ne saisivat käyttämällä lämpösähköistä laitetta⁴.

moottorit voidaan kehittää toimimaan neljä vuotta ilman huoltoja.

Sunpower of Athens Ohio, rakentaa nämä NASADEJA varten.

kommentoi alle

kiitos tämän sivun lukemisesta.

jätä alla olevat kysymykset, kommentit tai ehdotukset.

muista tarkistaa tee-se-itse-Stirling-moottoreiden muut sivut.

1photo Credit: Ökofen

2farley, R. (2018). ”Ilmasta riippumattomat Propulsiosukellusveneet: salakavala, halpa ja tulevaisuus?”Kansallinen Etu. Washington, D. C. Center for National Interest. Retrieved from http://nationalinterest.org/blog/the-buzz/air-independent-propulsion-submarines-stealth-cheap-the-24245

3Photo Credit: Janis

⁴Schreiber, J., & Wong, W. (2007). Kehittynyt Stirlingin Radioisotooppigeneraattori Nasan avaruustieteeseen ja Tutkimuslentoihin. Cleveland, OH: National Aeronautics and Space Administration. Retrieved from: https://web.archive.org/web/20120929064709/http://www.grc.nasa.gov/WWW/TECB/RPS_ASRG_%20Handout.pdf

reportation National Aeronautics and Space Administration. Huhtikuuta 2018). Nasan Glenn-tutkimuskeskus. Retrieved from https://tec.grc.nasa.gov/rps/stirling-research-lab/advanced-stirling-convertor/