スターリングエンジンはどのように機能しますか？

ロバートスターリング-彼の発明の歴史

• 1816年、スコットランドの聖職者ロバートスターリングが断続的な熱機関を発明しました。
• この初期燃焼エンジンの興味深い点は、作動媒体、つまりガスです。 もともとは空気が使われていましたが、後に水素やヘリウムも使われました。
• このドライブの背後にある原理は簡単に理解できます。作動媒体としてのガスは、交互に強く加熱および冷却され、それによって2つのピストンを前後に押します。 物理的な観点から、熱エネルギーは機械的エネルギーに変換されます エネルギー （ピストン）変換。
• その発明者に敬意を表して、このタイプのドライブはスターリングエンジンと呼ばれ、その機能原理に従って、熱空気エンジンとしても知られています。

スターリングエンジン-アイデアは今や定着しつつあります

• エンジンに必要な熱は外部で発生し、原則として考えられるあらゆる燃料を許容します。


断熱圧縮-物理学からの説明

ほとんどの人はまだ圧縮、言い換えれば「圧迫」に精通しています。 しかし …

• しかし、スターリングエンジンは確実に機能しましたが、そのために当時は可能でした。 蒸気機関とその後の内燃機関に対してではなく、低効率（当時はわずか3％） 押し通します。
• しかし、このアイデアは数年前から再び議論されています。 エンジンに必要な熱は外部で発生し、原則として考えられるあらゆる燃料を許容します。 その結果、環境に害の少ない燃料や代替エネルギー（太陽熱など）を使用できます。 したがって、燃料は必ずしも石油製品である必要はありません。
• そして：その単純な構造はまた、スターリングエンジンを原材料の少ない発展途上国にとって興味深いものにします。 したがって、熱空気エンジンは、効率が大幅に向上した車両の推進にも使用できます（この意味ですでにテストされています）。

これが熱空気エンジンの仕組みです-物理サイクル

しかし、スコットランドの牧師の発明はどのように機能しますか？

• 作動媒体「空気」はこのエンジンの閉回路にあり、消費されません。
• 原理は既知のものと似ています カルノーサイクル から 物理（理想的な）作動媒体が定期的に加熱および冷却され、それによって熱機関のピストンを駆動する。
• スターリングプロセスでも、2つのピストンが動くシリンダーは常に2つです。 左右の蓄熱（高温T1、低温T2） リンク。 高温範囲は外部熱源によって維持されます。
• T1のシリンダー内の空気またはガスの量が、激しい加熱によって圧力を高めた場合、作動ピストンを動かします。 空気がリラックスして冷えます。
• 変位ピストンとも呼ばれる2番目のピストンは、作動ピストンに対して時間遅延（より正確には、90°の位相シフト）で作動します。 名前が示すように、それはガスが高温と低温の貯蔵タンクに交互に流れることを可能にするディスプレーサとして機能します。 これは、いくつかのミシン目または多孔質膜によって保証されます。
• 動作中、ピストン間に閉じ込められた空気の圧力、温度、および体積は周期的に変化します。
• サイクル中に想定されるすべての状態は、いわゆるポイントとして分類できます。 圧力-体積図を表します。 カルノープロセスと同様に、この図のプロセスは、何度も実行される閉じた曲線を表しています。
• ピストンは、単一のセクションでのみ空気の膨張によって移動します。 ここでのみ、必要なエネルギー変換が行われます。