Stirlingův motor

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Soustava Stirlingova motoru a generátoru s elektrickým výkonem 55kW. Klikněte na obrázek pro detailní popis v angličtině

Stirlingův motor v řezu

Stirlingův motor je druh tepelného motoru. Vynalezl jej v roce 1816 skotský pastor Robert Stirling. Jedná se o motor s vnějším spalováním.

Spolu s Ericsonovým motorem patří mezi teplovzdušné motory.

[editovat] Konstrukce

Stirlingův motor má dva pracovní prostory, mezi nimiž může volně proudit plyn (je v nich prakticky stejný tlak). Jeden z prostorů je studený, druhý horký. Toho je docíleno buď přímým ohříváním a chlazením komor (viz pracovní cyklus), nebo, a to častěji, vnějším ohřívačem a chladičem. Mezi ohřívačem a chladičem je obvykle zařazen ještě regenerátor, akumulující teplo plynu procházejícího z ohřívače do chladiče nebo naopak.

Tohoto motoru existuje mnoho modifikací - písty mohou být v samostatných válcích, nebo v jednom válci společném, kdy jeden z pístů pracuje v dvojčinném režimu.

[editovat] Pracovní cyklus


1. Oba písty se pohybují společně, expandující zahřátý plyn v horkém prostoru koná práci.	2. Řídící píst začíná vytlačovat plyn z horkého do studeného prostoru. Celkový objem se nemění, není tedy konána práce.	3. Pracovní píst začíná stlačovat plyn ve studeném prostoru. Tlak ochlazením klesl, proto je vykonávaná práce menší, než při expanzi.	4. Stlačený studený plyn proniká do horkého prostoru aby tam po zahřátí začal expandovat.

[editovat] Pracovní plyn

Jako plyn konající práci se dříve používal vzduch. Dnes se kvůli vyšší tepelné vodivosti a menším turbulentním ztrátám používá raději helium či vodík.

[editovat] Výhody a nevýhody

Hlavní výhodou je skutečnost, že tento motor může pracovat s nejrůznějšími zdroji vnější tepelné energie. Od geotermální či solární počínaje a konče fosilními palivy či biomasou. Termická účinnost se u motorů s výkonem 1 až 25 kW pohybuje v rozmezí 25 až 33%. Energetická účinnost v rozmezí 18 až 22%. Dalšími výhodami jsou tichý chod, vysoká životnost či minimální možnost poruchy.

Teoreticky by také tento motor mohl pracovat s větší účinností a tím přispět k šetření energie a ochraně přírody, v praxi se to ale moc nedaří, protože se dá těžko dosáhnout vysoká pracovní teplota.

Nevýhodou je špatná regulovatelnost a malá pohotovost k provozu. Potřebuje také poměrně velký chladič s výkonným ventilátorem a pro dosažení vysoké účinnosti musí pracovat s vysokými tlaky plynu. Používá se tedy většinou jako stacionární motor.