American Stirling Company

Modern gebruik van Stirlingmotoren

hun praktische toepassingen vandaag

je zegt waarschijnlijk iets als dit tegen jezelf: “als Stirling motoren zo cool zijn, waar worden ze vandaag voor gebruikt?”

de huidige toepassingen van Stirling-motoren variëren van speelgoed en houtkachelventilatoren tot warmtekrachtcentrales voor bedrijven, tot het aandrijven van de meest stille en dodelijkste onderzeeërs in de zeeën.

welke toepassingen zijn in dit artikel opgenomen?

deze pagina omvat alleen Stirlingmotoren die direct verkrijgbaar zijn. Het omvat geen onderzoeksproject of historische Stirling motoren.

ik heb ook geschreven over de reden waarom sommige specifieke toepassingen van Stirling motoren, zoals motoren voor uw auto en efficiënte solar Stirling motoren waarschijnlijk niet aan te slaan op beide.

klik of tik op de onderstaande links om naar die sectie te gaan:

1. Speelgoed
2. leermiddelen
3. Houtkachel Fans
4. Gecombineerde Warmte en Kracht
5. Cool 3D Printing Voorbeeld
6. Onderzeeër Vermogen
7. Airconditioning en Koeling
8. cryogene koelers
9. Welzijn voor Wetenschappers en Ingenieurs
10. Investering Oplichting
11. Stirling Motoren voor Auto ‘ s Nooit
12. Zonne-energiecentrales – Efficiënte en te Duur
13. de Diepe Ruimte, Nucleaire Macht Stirling Motoren

Speelgoed

Stirling-motor speelgoed kan worden betoverende en dit is al zo sinds sinds Robert Stirling ze uitvond.

er zijn nog steeds antieke Stirling motoren speelgoed dat werd gebouwd kort nadat Robert Stirling de motor uitvond.

oudste bestaande antieke Stirling-motor

gewoonlijk draaien ze op een alcoholvlam en er zijn duizenden variaties van mogelijke motorontwerpen.

mijn persoonlijke favorieten vanuit een visueel oogpunt zijn degenen die gewoon veel bewegende delen hebben.

Lagetemperatuurverschilspeelgoed

ik ben ook een grote fan van stirlingmotoren met lage temperatuurverschil die kunnen draaien op de warmte van een kopje warm water of op de warmte van je hand.

prijzen beginnen rond $ 30 en stijgen tot het bedrag dat u wilt betalen.

leermiddelen

Stirling-motoren helpen leerlingen op een veilige manier te betrekken

Stirling-motoren hebben een speciale plaats in de klaslokalen van universiteiten en scholen.

dit geldt met name voor de Stirling-motoren met lage temperatuurverschillen die kunnen worden gebruikt zonder dat uw klas wordt gevuld met koolmonoxidedampen.

er is iets inspirerend aan het zien van een motor die loopt op de hitte van een kopje heet water of de hitte van je hand. Deze motoren trekken wetenschap en techniek studenten in een diepere interesse in en begrijpen van, alle soorten motoren.

fysica-en ingenieurslaboratoria kunnen met name profiteren van een geïnstrumenteerde Stirling-laboratoriummotor die zonder afzuigkap en zonder risico op koolmonoxidelekken kan worden uitgevoerd.

Houtkachelventilatoren

een van de grote problemen bij het gebruik van een houtkachel om een huis te verwarmen is dat het meestal te warm is in de buurt van de kachel, terwijl andere delen van de kamer te koud zijn.

het is duidelijk dat u een manier nodig hebt om de lucht in het huis te verplaatsen en in sommige gevallen zult u de houtkachel gebruiken in een ruimte waar geen elektriciteit beschikbaar is of waar u hem om de een of andere reden gewoon niet wilt gebruiken.

dat is waar Stirling motor houtkachel fans schitteren. We hebben een gedetailleerde pagina over antieke en moderne Stirling fans die je zou kunnen genieten.

Verplaats lucht zonder elektriciteit

u kunt houtkachelventilatoren kopen om de lucht zachtjes door de kamer te laten bewegen zonder elektriciteit.

zet de ventilator op de houtkachel, wacht tot deze heet wordt, draai de ventilatorbladen om en u hebt een ventilator die de lucht zachtjes en stil door de kamer beweegt.

verwacht niet dat dit de lucht beweegt zoals een sterke elektrische ventilator zou doen. Maar als u een houtkachel hebt en dit leest, kunt u misschien genieten van het gebruik van een Stirling motorventilator om de temperatuur in uw kamer gelijkmatiger te maken.

warmtekrachtkoppeling

een van de problemen met alle typen motoren is dat ze niet efficiënt genoeg zijn. Elke keer als een motor hete gassen uit de uitlaatpijp heeft, is die hete uitlaatstroom energie die je hebt betaald, maar niet hebt gebruikt.

maar wat als u een motor kon opzetten zodat u twee dingen deed die u tegelijkertijd waardevol vonden? Bijvoorbeeld, het genereren van elektriciteit terwijl en ook het maken van warm water om uw huis te verwarmen.

er zijn verschillende bedrijven met producten op de markt die elektriciteit produceren en ook warm water produceren voor de verwarming van woningen en gebouwen of voor huishoudelijke of commerciële warmwaterbehoeften.

u kunt genieten van het lezen van onze aanbevolen Warmtekrachtkoppelingsmotoren.

Cool 3D-printen voorbeeld

toen 3D-printers voor het eerst beschikbaar kwamen, realiseerde ik me meteen dat ze konden worden gebruikt om een Stirling-engine te bouwen. Veel andere mensen deden dat ook.

de enige vraag was hoeveel van de motor kon je eigenlijk afdrukken? Het is duidelijk dat het meest interessante en het moeilijkste om te doen zou zijn om de hele motor af te drukken zonder niet-gedrukte onderdelen nodig.

gedeeltelijk gedrukte motoren

de eerste paar gedrukte Stirling-motoren die ik zag waren slechts gedeeltelijk gedrukt.

ze gebruikten kogellagers voor het vliegwiel en een paar metalen onderdelen, samen met een zeer gladde grafietzuiger van het merk Airpot die in een glazen cilinder liep.

er waren veel dure gekochte onderdelen in de eerste 3D geprinte Stirling-motoren.

ik wist dat het veel interessanter zou zijn als iemand een manier kon vinden om de gehele engine af te drukken.

ik heb ook veel tijd besteed aan het ontwikkelen van mijn eigen 3D geprinte Stirling motoren. Het was niet makkelijk.

coolste 3D-Print voorbeeld ooit

Gelukkig ontdekte Don Clucas van Christ Church, Nieuw-Zeeland, hoe een hele Stirling-motor kon worden afgedrukt zonder gebruik te maken van gekochte onderdelen.Don had eerder de Whispergen Stirling-motor ontworpen, dus hij was een ervaren Stirling-motorontwerper en het was bijna wonderbaarlijk om een hele Stirling-motor te printen zonder extra onderdelen te hoeven kopen.

druk een Engine af voor elke leerling

als uw school nu een 3D-printer heeft en u wilt een experiment met Stirling-motoren in de klas uitvoeren, kunt u er gewoon een afdrukken voor elke leerling in de klas.

dat is veel interessanter dan alleen een paar motoren voor de leerlingen om naar te kijken.

Don ‘ s Oplossing voor het afdrukbare Zuigerprobleem

het moeilijke deel met het afdrukken van een volledige 3D Stirling motor is de zuiger. Met de huidige printers kunt u een zuiger met een kleine diameter niet nauwkeurig genoeg afdrukken om het te laten werken.

Don ‘ s oplossing was het afdrukken van een zuiger die werkt als een balg. In de afbeelding hierboven is de zuiger Wit. Zijn website heet Projects to Print en er is een link naar het hier van onze Stirling engine links pagina.

Submarine Power

Submarine Power – Air Independent Propulsion

Stirling-motoren blinken uit in toepassingen waar mensen een zeer hoge waarde hechten aan stilte.

omdat Stirling-motoren kunnen worden gebouwd om in wezen stil te zijn, zijn ze een natuurlijke match voor het aandrijven van onderzeeërs.De Zweedse onderzeebootbouwer Saab (voorheen Kockums) voegde een Stirlingmotor toe aan hun Gotland-en Södermanland-onderzeeërklassen.

Diesel + batterijen + Stirling

deze onderzeeërs maken gebruik van een zogenaamde luchtonafhankelijke voortstuwing, zodat ze gedurende enkele weken volledig onder water kunnen blijven.

het zijn in wezen dieselelektrische onderzeeërs die hun operationele Tijd (met maximaal twee weken) kunnen verlengen wanneer de Stirling-motor de accu ‘ s afsluit.Stirling-motoren zijn ook geschikt voor de Japanse onderzeeër Soryu klasse onderzeeër en het gerucht gaat dat ze een aantal nieuwe Chinese onderzeeërs aandrijven.2

airconditioning

het is niet direct duidelijk wanneer je naar een Stirling-motor kijkt, maar elke Stirling-motor kan in een warmtepomp worden omgezet door een elektromotor aan de uitgaande as te bevestigen en de elektromotor te laten draaien.

natuurlijk zullen Stirling-motoren, die ontworpen zijn om op kleine temperatuurverschillen te draaien, alleen kleine temperatuurverschillen veroorzaken wanneer ze door een motor worden bediend.

probeer dit dus niet te doen met een Stirling-motor met een laag temperatuurverschil.

probeer een met vlammen verwarmde Motor

te besturen, maar als u een elektromotor bevestigt aan de uitgaande as van een Stirling-motor die is ontworpen om op hogere temperatuurverschillen te rijden, en de elektromotor laat draaien, wordt de ene kant warm en de andere koud.

u kunt dit zelfs met zeer eenvoudige modellen doen, dus probeer het.

Stirling-motoren kunnen worden gebruikt als airconditioners

uiteraard zullen speciaal gebouwde koelers beter presteren dan motoren die tot koelers zijn omgebouwd.

als u er een wilt bouwen om een huis te voorzien van airconditioning, zult u concurreren met gevestigde dampcycluskoelingstechnologie die in prijs is verlaagd gedurende vele generaties van productie.

aangezien de meeste mensen hun aankoopbeslissingen voor nieuwe koelkasten en airconditioners grotendeels baseren op de initiële aankoopprijs en aangezien een nieuwe airconditioner met Stirling-motor waarschijnlijk in eerste instantie duurder zou zijn, is dit geen toepassing die u waarschijnlijk binnenkort op grote schaal zult zien.

maar airconditioners en koelkasten van Stirlingmotoren zijn gebouwd.

maar waar Stirling cycle technologie echt schittert, is waar andere technologieën niet gemakkelijk kunnen concurreren, bijvoorbeeld in cryocoolers.

Cryokoelers

Als u zeer koude temperaturen wilt bereiken voor het koelen van elektronica om supergeleiding te bereiken of voor onderzoeksdoeleinden, zijn Stirling-motoren die speciaal zijn ontworpen als koelers een uitstekende keuze.

koelers zoals deze werden oorspronkelijk ontwikkeld door Phillips Electronics in de jaren 1950 en worden nog steeds verkocht en gebruikt.

als u er een nodig hebt voor uw industriële toepassingen, zijn deze beschikbaar.

tweetraps Stirling-koelers kunnen temperaturen produceren tot ongeveer 20 graden Kelvin, wat koud genoeg is om waterstof en neon vloeibaar te maken.

welzijn voor wetenschappers en ingenieurs

over dit onderwerp klinkt het alsof ik niet serieus ben, maar eigenlijk wel.

elk jaar wordt een deel van het onderzoeksbudget van de regering besteed aan projecten voor de ontwikkeling van nieuwe technologie. Dit is een kwestie van openbare orde.

in de vele jaren dat ik geïnteresseerd ben geweest in Stirling motoren, heb ik mensen zien aanvragen voor en ontvangen van overheidssubsidies voor onderzoek om Stirling motoren te ontwikkelen.

Waarom is dit een probleem?

het probleem met dit door de overheid gefinancierde onderzoek is dat het zelden leidt tot nieuwe producten die mensen kunnen kopen. Producten worden vaak ontworpen met een hoge mate van efficiëntie, complexiteit en kosten, waardoor ze niet commercieel kunnen worden geproduceerd en verkocht.

Neem bijvoorbeeld het bedrijf Sunpower uit Athene, Ohio.

ze hebben in de loop der jaren veel interessante producten ontwikkeld, maar proberen ze vandaag de dag op de markt te vinden. U kunt het echt niet.

de klant is de volgende overheidssubsidie voor onderzoek

Sunpower heeft zoveel jaren besteed aan het creëren van interessante producten die nooit op de markt zijn gekomen, dat mijn enige veronderstelling kan zijn dat ze echt niet van plan waren om producten op de markt te brengen.

in plaats daarvan creëerden ze deze producten om de volgende ronde van overheidsgeld voor onderzoek te krijgen.

daar is niet per se iets mis mee, maar bedenk wel dat overheidssubsidies zelden leiden tot nieuwe producten.

als u geïnteresseerd bent in waarom onderzoeksprojecten vaak niet resulteren in nieuwe producten, lees dan mijn pagina over waarom Stirling-motoren niet populairder zijn.

investeringszwendel

in de loop der jaren zijn er veel Stirling-motorenbedrijven gekomen en vertrokken. Zowel de technologie als de markten zijn moeilijk, dus ik veronderstel dat een deel daarvan verwacht mag worden.

maar er is een speciaal type bedrijf dat is gekomen en gegaan en dat nooit van plan lijkt te zijn geweest om iets anders te doen dan het aantrekken van geld van investeerders en het betalen van hoge salarissen aan de bestuurders.

ze hebben altijd mooie websites en mooie kantoren. Vaak hebben ze zelfs een prototype dat ze van een ontwikkelaar hebben gekocht.

maar er lijkt geen echte poging te zijn gedaan om Stirling-motoren op de markt te brengen met sommige van deze oplichters/bedrijven.

hoe ze het er echt laten uitzien

het prototype zal meestal worden gekocht van een ingenieur die veel tijd heeft besteed aan het ontwikkelen ervan.

hij verkoopt het aan de oplichters over het verhaal dat zij zijn product op de markt gaan brengen met hun superieure marketing expertise.

ze maken er foto ‘ s van, bouwen een mooie website, publiceren glossy brochures, zamelen veel geld in bij investeerders en vervagen in de geschiedenis.

de Scam and Vanish cyclus lijkt zichzelf te herhalen

Dit is zo vaak gebeurd dat ik gewoon depressief elke keer als ik zie een nieuwe.

dus, oplichters, vind een ander technologiecentrum uw oplichting rond.

er is duidelijk behoefte aan nieuw beleggersgeld om de juiste ontwikkeling van Stirling-motoren te doen, maar bedrijven met een geschiedenis van goed marketingpersoneel en geen engineeringpersoneel zijn waarschijnlijk niet degenen die nieuwe Stirling-motorproducten op de markt brengen.

waarom Stirling-motoren in auto ’s onwaarschijnlijk zijn

Stirling-motoren zijn zinvol voor veel toepassingen, maar het aandrijven van auto’ s is daar niet een van.

waarom?

1. they ‘re slow to start
2. It’ s difficult to change power levels quickly
3. They don ‘ t accelerate quickly
4. ze zijn zwaarder en duurder

Stirling Engines Like to Run at a Constant Speed

al deze dingen, plus het feit dat ze duurder zijn dan een typische verbrandingsmotor, maken ze een slechte mix voor auto ‘ s.

hybride voertuigen

nu we meer hybride voertuigen zien, overwegen meer mensen welke impact een Stirling-motor zou kunnen hebben.

Stirlingmotoren zijn zinvol als energiebron in sommige hybride elektrische voertuigen, maar ook hier zijn ze vaak zwaar.

Als u het gewichtsprobleem kunt oplossen, kunnen ze een goede match zijn.

zonne-Energiegeneratoren

hoe zit het met Stirling-motoren voor zonne-energie?

het lijkt vrij duidelijk dat Stirlingmotoren kunnen worden gebruikt om op geconcentreerde zonne-energie te werken.

het probleem met deze aanpak is dat de technische programma ‘ s om deze motoren te ontwikkelen meestal een hoog rendement als doel hadden. Dit betekent dat dure hoge-temperatuur legeringen zullen worden gebruikt en tegen de tijd dat de motor draait zoals verwacht, Is het te duur om te concurreren met zonnecellen.

Concentrating sunshine produceert hogetemperatuurmotoren die dure hogetemperatuurmetalen moeten gebruiken en hoewel er op dit gebied veel onderzoek is gedaan, zijn er momenteel geen commerciële producten op de markt.

Stirlingmotoren

Stirlingmotoren kunnen op elke vorm van warmte draaien. Wat de motor betreft, is de warmte van een nucleaire isotoop net zo goed als elke andere vorm van warmte.

Dit is goed onderzocht in de zogenaamde Stirling Radio-isotoopgeneratoren voor gebruik in de ruimte.

Belangrijk Wanneer Satellieten niet Dicht bij de Zon

Het is gemakkelijk om te denken dat zonne-cellen kunnen worden gebruikt overal in de ruimte, maar ze kunnen niet.

Als een satelliet vliegt verder weg van de baan van de Aarde rond de Zon, de zonne-energie dichtheid is gewoon niet genoeg om de macht van de elektronica in de satelliet-en moet je een andere methode voor het produceren van stroom.

Stirling-motoren zijn voor deze toepassing ontwikkeld, waarbij gebruik wordt gemaakt van een radioactieve isotoop als warmtebron verbonden met een Stirling-motor.

meer vermogen van hetzelfde Plutonium

Stirlingmotoren die zo zijn geconfigureerd, kunnen ongeveer drie keer zoveel elektriciteit produceren als ze zouden krijgen met behulp van een thermo-elektrisch apparaat⁴.

de motoren kunnen worden ontwikkeld om vier jaar zonder onderhoud te draaien.

Sunpower van Athens Ohio, bouwt deze voor NASA⁵.

commentaar hieronder

Bedankt voor het lezen van deze pagina.

laat hieronder uw vragen, opmerkingen of suggesties achter.

Bekijk onze andere pagina ‘ s over Doe-het-zelf Stirling engines.

1foto: Ökofen

2Farley, R. (2018). “Air-Independent Propulsion Submarines: Stealthy, Cheap and the Future?”Het Nationale Belang. Washington, D. C. Centrum voor nationaal belang. Geraadpleegd op http://nationalinterest.org/blog/the-buzz/air-independent-propulsion-submarines-stealth-cheap-the-24245

3foto Credit: Janis

schschreiber, J., & Wong, W. (2007). Geavanceerde Stirling radio-isotoop Generator voor NASA ruimte wetenschap en exploratie missies. Cleveland, OH: National Aeronautics and Space Administration. Opgehaald uit: https://web.archive.org/web/20120929064709/http://www.grc.nasa.gov/WWW/TECB/RPS_ASRG_%20Handout.pdf

⁵ nationale luchtvaart-en Ruimtevaartadministratie. (April 2018). NASA Glenn Research Center. Verkregen uit https://tec.grc.nasa.gov/rps/stirling-research-lab/advanced-stirling-convertor/