CARTA #1 TECNICA
 
 
COMPRENSIONE DI                             
                            STIRLING MOTORI
 
 
 
 
                                  Da
                             William Beale
 
 
                             Illustrated Da
                            Fred L. Heltsley
 
                          Recensori Tecnici
                          David M. Berchowitz
                           Michael F. Feeney
                           Robert C. Wagman
                         FRANCIS E. WOODLING
 
 
 
 
 
                               VITA
 
                            Published Da
                  VOLUNTEERS IN ASSISTENZA TECNICA
     1600 Boulevard di Wilson, Seguito 500, Arlington Virginia i 22209 Stati Uniti
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                  Telex: 440192 VITAUI, Cavo: VITAINC
Internet di          : vita@gmuvax.gmu.edu, Bitnet. vita@gmuvax
 
 
 
                     Understanding i Motori di Stirling
                         ISBN: 0-86619-200-X
             [C]1984, Volontarii in Assistenza Tecnica
 
 
 
 
 
                           PREFACE
 
 
Questa carta è una di una serie pubblicata da Volontarii in
Assistenza tecnica per provvedere un'introduzione a specifico
le tecnologie all'avanguardihe di interesse a persone nello sviluppare
paesi. Si intende che le carte siano usate come orientamenti,
aiutare persone a scegliere tecnologie alle quali sono appropriate
le loro situazioni. Non si intende che loro provvedano costruzione,
o dettagli di realizzazione. Persone sono esortate per contattare
VITA o un'organizzazione simile per informazioni ulteriori e
assistenza tecnica se loro trovano che una tecnologia particolare
sembra soddisfare le loro necessità.
 
Le carte nella serie furono scritte, furono fatte una rassegna, e furono illustrate
quasi completamente da VITA Volunteer esperti tecnici su
un puramente base volontaria. Alcuni 500 volontarii furono comportati
nella produzione dei primi 100 titoli pubblicata, mentre offrendo
approssimativamente 5,000 ore del loro tempo. VITA fornisce di personale
Leslie Gottschalk incluso come redattore primario, Julie Berman
typesetting che maneggia e configurazione, e Margaret Crouch come
proietti direttore.
 
William Beale, autore di questa carta è presidente di Sunpower
Incorporato. Lui ha disegnato, sviluppò, fabbricò, e
motori di Stirling introdotti sul mercato nel Bangladesh e sviluppare altro
paesi, e ha pubblicato estesamente nell'energia solare
campo. Recensori David M. Berchowitz, Michael F. Feeney
Robert C. Wagman, e Francesco E. Woodling sono anche specialisti
nell'area. Artista Fred Heltsley ha un'ingegneria
sfondo e è un illustratore tecnico e professionale su un
base di consulente.
 
VITA è un'organizzazione privata, disinteressato che sostiene
persone che lavorano su problemi tecnici in paesi in sviluppo.
VITA offre informazioni ed assistenza puntate ad aiutando
individui e gruppi per selezionare e    perfeziona le tecnologie
appropri alle loro situazioni. VITA mantiene un internazionale
Servizio di indagine, un centro di documentazione specializzato
ed un elenco computerizzato di dia volontariamente consulenti tecnici;
maneggia progetti di campo a lungo termine; e   pubblica una varietà di
manuali tecnici e carte.
 
 
               STIRLING MOTORI PER PAESI IN SVILUPPO
 
                    di VITA William Beale Spontaneo
 
 
IO. INTRODUZIONE
 
I motori di Stirling sono motori di combustone esterni che usano aria
o benzine altre come lavorando fluido. Loro possono bruciare alcuno solido o
combustibile liquido come la loro fonte di calore. Questo li fa molto
attraente, particolarmente in situazioni dove convenzionale
combustibili sono costosi e duri per ottenere. Perché dei tipi di
Il motore di Stirling è così semplice per fare ed ancora così effettivo,
loro sono scelte eccellenti per generazione di potere nello sviluppare
paesi.
 
Questa carta descrive il motore di Stirling di base, così come
alcune delle varietà moderne e più promettenti. L'intenzione qui
è diffondere persone in paesi in sviluppo col
l'operazione di motore e serie di domande.
 
 
STORIA
 
Il motore di Stirling fu inventato da Robert Stirling, un scozzese
amministri, nel 1816. Il motore di Stirling primo aveva una storia
di servizio buono e la vita lunga (su a 20 anni). Era
usato come un relativamente basso-potere che acqua-pompa motore dal
medio del diciannovesimo secolo ad approssimativamente 1920, quando il
motore di combustone interno ed il motore elettrico sostituirono
esso. Il motore di caldo-aria fu conosciuto per il suo agio di operazione;
la sua abilità di usare alcun materiale di burnable come combustibile; la sua cassaforte,
acquieti, operazione modestamente efficiente; e la sua durabilità e
requisiti di manutenzione bassi. Era molto grande per suo piccolo
comunque, produzione di potere ed aveva un costo di acquisto alto. Ciononostante,
la sua spesa d'esercizio bassa giustificò scegliendolo di solito
sul motore di vapore--l'alternativa unica alla durata--
quale bruciò molto più combustibile per lo stesso motorizzi e richiese
attenzione continua per evitare esplosioni pericolose o altro
fallimenti.
 
Lo svantaggio notevole ed altro del motore di caldo-aria primo era
la sua tendenza a fallire se la testa di calorifero diventasse troppo calda. This  ;as
un risultato del relativamente resistenza di calore bassa del getto
stiri testa di calorifero. Il problema fu superato ridisegnando il
bruciatore che impedì al motore di surriscaldare. Questo
miglioramento dato luogo a cassaforte, ma anche abbassa, operazione di potere.
Nonostante questo miglioramento, il motore di Stirling non poteva,
competa col più conveniente, combustone interno e più potente
motore, e scomparve dalla scena commerciale.
 
L'avvento di acciai senza macchia e più nuovi ed anticipi nel
capendo del processo termodinamico complesso del motore
attenzione nuova e portata al motore durante e dopo Mondo
Guerra II. Lo spettacolo del motore di caldo-aria vecchio fu migliorato
e la sua taglia e costo furono ridotti. La sua semplicità di
costruzione ed operazione, e più importante, la sua abilità
usare combustibili grezzi fu trattenuto. Questi sforzi su Stirling
motori pressocché furono tirati esclusivamente domande difficili
quello non era adatto per paesi in sviluppo--vale a dire,
il motore automobilistico ed avanzato, potere spaziale e
cuori artificiali. Pressocché nessun sforzo fu messo nel relativamente
compito facile di disegnare un motore per usi all'ordine del giorno.
L'estremamente i paesi industrializzati in che il motore di Stirling
lavoro era fatto non abbia bisogno di un motore semplice, così là
non era nessun incentivo economico di disegnare uno.
 
Questa situazione cambiata nel 1980, quando l'Agenzia Americana per
Sviluppo internazionale (USAID) consolidato lo sviluppo di un
motore di Stirling semplice specificamente intese per prodotto
ed usa in paesi in sviluppo. Il motore fu disegnato,
costruito, esaminò, e consegnò a Bangladesh, e copie di lui
fu costruito e mise in operazione là. Questo dimostrò
la Possibilità del prodotto del motore in macchina semplice
negozi del tipo trovati in molte regioni dell'Africa, Asia e
L'America Latina.
 
Come un risultato di questo e sviluppi recenti ed altri, il precedentemente
prospettive fioche per la domanda dei motori di Stirling
in paesi in sviluppo ha migliorato enormemente. Piani sono
ora in moto portare un disegno nuovo del motore di Stirling
in produzione commerciale in un molto migliorò forma. Questo
versione moderna sarà molto più potente per il suo peso e
molto più efficiente; alla durata stessa, sarà come quieto,
facile usare, affidabile, ed accidentato come il motore originale.
Modelli supplementari, capace di generare l'elettricità, rinfrescando,
acqua che pompa, e non servendo in modi utili ed altri
possibile col motore di caldo-aria vecchio, sta venendo anche in
produzione commerciale.
 
NECESSITÀ SERVITE DA LA TECNOLOGIA
 
Anche se il motore di Stirling sia una macchina vecchia, moderno
materiali e metodi di disegno lo fanno molto più attraente
che mai prima. La manovella-passeggiata che il motore di Stirling è definitivamente
utile a chiunque che ha combustibile solido. Questo tipo di
Il motore di Stirling può bruciare alcun combustibile locale come la sua fonte di calore
produrre l'elettricità, acqua di pompa o compie compiti richiedendo
il potere meccanico come lavorazione di cibo.
 
Macchine molto semplici che usano aria atmosferica come lavorando fluido
può essere costruito da materiali locali come contenitori di metallo.
Persone che sono inclinate per provare tali disegni hanno un buono
l'opportunità del successo.
 
II. PRINCIPI CONDUZIONE
 
TEORIA DI BASE DI LA TECNOLOGIA
 
Il ciclo di Stirling è mostrato nel diagramma in Figura 1. Il

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l'idea di base è che quando benzina in un cilindro chiuso si è mossa
nella parte calda del cilindro, espande, la sua pressione
aumenti, e fare funziona. Quando la benzina si muove nel
parte fredda del cilindro, la sua pressione è ridotta. Una volta il
portate di benzina la pressione più bassa, è compresso posteriore a suo
volume originale. La benzina compie più lavoro durante la sua espansione
che è costretto ad essere messo in lui durante la sua compressione.
Così, il ciclo intero dà luogo alla rete positivo
produzione di lavoro.
 
Come mostrato in Fase 1 di Figura 1, il pistone è fuori (il fondo
centro morto), ed il displacer è in come lontano come può andare.
La benzina è nello spazio freddo, e la pressione di benzina è bassa.
(La nota che la benzina è alla pressione stessa ad alcuno immediato in
ogni parte del motore, ma che questa pressione sta cambiando
con time.  Perché la pressione è bassa, il pistone può essere
si mosso facilmente in per comprimere la benzina alla temperatura bassa.
Alla fine di questo processo di compressione, il motore ha,
Fase 2 arrivata, come mostrato in Figura 1.
 
Ora è ora per aumentare la pressione di benzina. Questo non è fatto
bruciando un combustibile nella benzina come è fatto in un interno
motore di combustone. La benzina si è mossa dallo spazio freddo
attraverso una serie di exchangers di calore che lo causa per entrare
lo spazio caldo ad una temperatura alta. Nota che la benzina nel
calorifero, refrigerante, rigeneratore, e spazi caldi e freddi sono
sempre alla pressione stessa ad alcuno immediato, fin dalla benzina
passaggi di flusso sono grandi e non restringono il passaggio di
la benzina.
 
Come mostrato in Fase 3 di Figura 1, la benzina è compressa, caldo,
ed a pressione alta. A questo punto è pronto espandere e
lavorare sul pistone. Come le mosse di pistone fuori del cilindro,
il displacer si muove con lui per tenere così tanto
della benzina come possibile nello spazio caldo così che la pressione
è tenuto come alto come possibile fare l'ammontare di massimo di lavoro
sul pistone. Questa espansione e movimento esterno del
pistone dà luogo al conseguimento di Fase 4, come mostrato in
Figuri 1.
 
Il passo prossimo è ridurre la pressione di benzina trasportandolo da
lo spazio caldo attraverso l'exchangers di calore allo spazio freddo.
Questo è fatto trasportando il displacer dalla sua posizione, come
mostrato in Fase 4, indietro alla sua posizione interna come mostrato in
Metta in fase 1. Il ciclo ora è completo. Avviso che il pistone
ha espanso la benzina muovendosi esterno quando la benzina ha calda
ed a pressione alta, e ha compresso la benzina quando è
freddo ed a pressione bassa. Così, il piano originale è stato
compiuto, ed il ciclo ha prodotto lavoro netto al
fuori.
 
Per questo processo di quattro-fase per continuare indefinitamente, calore
deve essere aggiunto all'exchanger di calore caldo da alcuni continuamente
fuori fonte come un fuoco o un raccoglitore solare, ed il raffreddore
fine deve essere rinfrescata da un ruscello di acqua o aria continuamente.
 
Lei ora si meraviglierebbe come i movimenti del pistone ed il
displacer chiaramente sono accomplished,  fin da they  non può muoversi su
loro proprio. La risposta è che ci sono almeno due modi a
faccia i due componenti della mossa di motore di Stirling semplice come
noi desideriamo: (1) noi possiamo legarli a manovelle attraverso connettendo
verghe, come è fatto comunemente in motori di automobile; o (2) noi
usare forze di benzina in un modo attentamente disegnato così che loro
rimbalzo in primavere di benzina, col displacer sempre avanti del
pistone in suo in-e-fuori l'oscillazione. Dei due metodi, il
uso di manovelle chiamato la manovella-passeggiata, o kinematic Stirling,
è il più facilmente metodo capito. Il secondo metodo,
quali usi moti oscillanti del pistone e displacer su
primavere, è chiamato il libero-pistone Stirling. La manovella-passeggiata
Stirling è più facile capire ancora più sodo fare, mentre
il libero-pistone Stirling è più duro capire ancora più facile
fare in almeno alcune delle sue forme.
 
III. DISEGNI VARIAZIONI
 
Questa sezione della carta descrive una varietà di promettere
Motori di Stirling. Enfatizza le loro caratteristiche fisiche,
vantaggi e svantaggi, domande, e combustibile
efficienze.
 
TIPI DEI MOTORI DI STIRLING
 
Manovella-guidi il Motore di Stirling
 
Un schematico della manovella-passeggiata il motore di Stirling è mostrato in
Figuri 2, ed una manovella-passeggiata che motore di Stirling che pompa acqua è

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mostrato in Figura 3. Mentre questo motore è insolitamente grande per

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la piccola quantità del potere (5 chilowatt) produce, è
ciononostante molto semplice fare ed operare. Non usa petrolio
nel crankcase; qui è importante per evitare trovare petrolio
nel caldo lavorando parti del motore, perché poteva
renda impraticabile il flusso di aria attraverso l'exchangers di calore ed anche
provochi un'esplosione. Alcuno del seguente tre tipi di
portante possono essere usati: portante di chi arrotola sigillati, portante di palla
o unlubricated bushings fecero di un di plastica come Teflon. Se
necessario, la palla e portante di chi arrotola possono essere sostituiti da
portante di diario e sigillato nel grasso.
Da quando il motore è pressurizzato leggermente, su a circa
atmosfere (l'atm), usa un sigillo di asta instabile e semplice per tenere
l'aria in, ed una pompa pneumatica piccola per mantenere la pressione
contro perdita lenta oltre il sigillo. La pompa pneumatica così come
tutti gli accessori altri che hanno bisogno del potere sono guidati direttamente da
l'asta di motore che ruota.
 
Accessori altri che richiedono il potere di asta. è il cibo di trivella
il combustibile, il soffiatore di aria di combustone, e l'acqua di raffreddamento
pompa e ventilatore di radiatore.. Con questi accessori, il motore è,
capace lavorare senza any  fonte altra del potere, e le necessità
solamente alimenti operare.
 
Istruzioni conduzione e tipiche sono come segue:
 
1. Si assicuri il motore è in condizione di funzionamento buon e
   la cavalletta è piena di combustibile.
 
2. Avvii un fuoco nel bruciatore col facendo accendere (e.g., rasature di legno,
   asciugò foglie), ed aziona il soffiatore di aria da mano
   fino a che l'interno del bruciatore ha sufficientemente caldo a
   riceve ed infiamma il combustibile dall'alimentazione di combustibile.
 
3. Mano aziona il soffiatore di aria di combustone e la trivella di combustibile
   fino a che la testa di calorifero del motore giunge ad un moderato
Temperatura di    (approssimativamente 300[degrees]C). Il motore ora è pronto a
   comincia.
 
4. Diventi i flywheel finito, ed il motore debba cominciare a correre
   su suo proprio immediatamente motorizzi (inizio facile è uno del
   caratteristiche migliori di questo motore).
 
5. Permetta un tempo corto il motore per pressurizzarsi e
   per guidare il bruciatore finché è a pressione conduzione e piena
   e temperatura. Durante questa volta, la volontà di motore gradualmente
   cresce più forte e più capace lavorare. Il carico
   può essere aumentato come il motore cresce più forte. Accade questo
   automaticamente se il motore è legato a carichi così
   come pompe di acqua centrifughe o generatori, ma carichi così
   come seghe e macinando macchine ha la capacità per temporeggiare
   il motore se il loro carico è applicato troppo rapidamente. Se il
Il motore di    è temporeggiato, immediatamente può essere ricominciato da
   scaricandolo e girando di nuovo il flywheel.
 
6. Una volta il motore è su al potere pieno e facendo il suo lavoro,
   l'operatore ha bisogno di tenere solamente la cavalletta di combustibile pieno e
   mantiene un carico. Se il carico è rimosso per alcuna ragione,
   l'accelerazione di volontà di motore, ma non ad un grado dannoso; esso
   giungerà rapidamente ad una velocità a che le sue gocce di produzione di potere
   per azzerare, e continuerà a correre.
 
7. Quando è ora per chiudere via il motore, semplicemente tagli il
   alimenta ed il motore verrà lentamente ad una fermata. Può essere
   fermò più rapidamente ad alcuna durata rilasciando l'interno
Pressione di    che riduce il potere ad un valore basso.
 
 
Ci sono da allora rettifiche critiche e molto poche di combustibile, aeri,
o flusso di acqua, e non ci sono nessun iniettore di combustibile o sistema di scintilla,
la manovella-passeggiata il motore di Stirling è estremamente affidabile e
facile correre. Ma per realizzare spettacolo di massimo esso
è importante per fare rettifiche corrette di questi flussi,
quale qualcuno con solamente un'esperienza piccola può fare facilmente,
 
A causa del suo agio di operazione, la durabilità, manufacturability locale
e l'abilità di usare alcun combustibile locale come il suo calore
fonte, il moderno manovella-guidi il motore di Stirling è notevolmente
bene andò bene per generazione di potere in paesi in sviluppo.
Piani per questo motore di Stirling saranno disponibili di USAID
nel 1984 o 1985. Produzione commerciale del motore, o versioni
di lui, si è aspettato cominciare nel 1984.
 
Motore di Libero-pistone semplice
 
Figuri 4 ritrae un motore di libero-pistone di lento-velocità che è un

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versione semplice del motore di Stirling. Questo motore pressocché è
l'ultimo in semplicità comparata a motore di Stirling altro
disegni. È il così definito affaticato configurazione in
quale il displacer è stato a galla da primavere e si è mosso spontaneamente
o su o in giù sotto l'influenza del
slightest costringono o disturbo della pressione nel
motore. Il vantaggio grande di questa sistemazione è che il
motore non solo sta stesso-cominciando (richiedendo solamente che un buono
la differenza di temperatura sia stabilita tra il calda e
spazi freddi), ma aggiusterà ad alcun carico, anche un completo
fermando del pistone, ed ancora va in bicicletta su ed in giù. Così,
il motore è molto. perdonando e facile operare. Il suo maggiore
svantaggio è che è troppo grande per la sua produzione di potere piccola;
questo è perché usa aria atmosferica come lavorando fluido
ed opera ad una frequenza molto bassa. Controbilanciando questo
svantaggio è la capacità di ascensore molto alta ed efficienza
della pompa di dislocamento positiva e semplice che può il motore
operi.
 
 
Dimensioni
 
Il displacer e diametro di pistone possono essere lo stessi. Il
displacer dovrebbero essere almeno finché il suo diametro, con un
lunghezza di massimo di tre volte il suo diametro, ed il berretto di fine
debba. sia coperto con una cupola per permettere della forza contro crollo. Il
apertura tra il displacer ed il cilindro dovrebbe essere circa
uno a due centesimo del diametro, con una preferenza per
l'apertura più piccola. Per tenere il displacer concentrato, esso
avrebbe dovuto elevare colpi sordi della grossezza di apertura che strofina
leggermente contro il cilindro nella sua sezione fredda.
 
La lunghezza di sezione di calorifero dovrebbe essere approssimativamente una quarto del
diametro di displacer, ed il refrigerante circa lo stesso. Questo
foglie uno la metà del displacer comportarsi come un rigeneratore,
quale serve ad immagazzinare il calore dell'aria come viene da
il calorifero al refrigerante, e lo rilascia all'aria come esso
ritorna dal refrigerante al calorifero. Questa azione aumenta
l'efficienza di combustibile del motore.
 
Il movimento di displacer disponibile dovrebbe essere approssimativamente uno terzo di
la sua lunghezza.
 
I displacer guidano verga dovrebbe coprire approssimativamente 15 percento del
area del cilindro di displacer. La verga di passeggiata dovrebbe andare bene
da vicino nella sua manica ma è libero per muoversi.
 
Materiali
 
Il materiale migliore per il displacer fine calda è alcuna uno del
300 serie acciai senza macchia, come 304, 316, o 321. Questi
è chiamato anche 18-8 tipo senza macchia, qualche genere usato nel cucinare
pentole. La fine calda del cilindro di displacer deve essere di senza macchia
ricopra d'acciaio anche, or  possibilmente relativo alla ceramica se può essere fatto ermetico.
Chiaramente, se esperimenti solamente a breve termine sono lo scopo,
poi foglio di acciaio di carbone all'ordine del giorno può essere usato per ambo il displacer
e testa di calorifero.
 
Il displacer stesso può essere piuttosto sottile, purché che un
non-ritorni valvola è installata nella sua fine fredda per permettere il
interno giungere alla pressione di ciclo di massimo e soggiorno là.
Altrimenti, i displacer potrebbero crollare sotto pressione. È
anche importante fare il displacer aprire spesso abbastanza a
prevenga il suo crollo sotto fuori di pressione.
 
Il resto del motore può essere di acciaio, ferro di getto, alluminio
o qualunque cosa è localmente disponibile, siccome non è esposto
calore. Cura dovrebbe essere pressi fare il displacer come leggero come
è pratico. Risponderà troppo lentamente altrimenti, gassare
pressione e non svilupperà sul piombo in moto il
pistone necessario portare a termine il ciclo di Stirling.
 
Produzione di energia
 
Un motore di libero-pistone semplice con un displacer di diametro di 60-cm,
operando ad un ciclo per secondo, può essere aspettatsi produrre
approssimativamente 500 watt del potere (50 litro-meter/sec) di pompò
acqua. Chiaramente, come con alcuno prima tentativo, l'attuale
produzione potrebbe essere molta meno.
 
 
Motore di libero-cilindro
 
Un altro candidato eccellente per uso in paesi in sviluppo
è il motore di libero-cilindro. Divide molte delle virtù di
la manovella-passeggiata il motore di Stirling e è anche più semplice per fare.
Inoltre, perché è sigillato ermeticamente, è impervio
danneggiare da fuori di contaminante. Comunque, perché è
fondamentalmente una macchina di produzione alternativa, deve ne avere
genere di potere-trasformare apparecchiatura come una passeggiata di dente d'arresto e
gearbox per provvedere moto rotante se tale è avuto bisogno.   There sono
molti usano per moto alternativo e semplice, come acqua
pompando, ed in questi usi il motore di libero-cilindro è un
scelta eccellente.
 
Figuri 5 show che un modello di un motore di libero-cilindro tipico ha usato

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come una pompa di acqua. Il potere è preso dall'oscillante
cilindro del quale si muove in reazione al moto opposto
il pistone pesante in. Il displacer è guidato dalla benzina
pressione sulla sua verga che è legata al pistone.
 
Il motore di libero-cilindro, come tutti i motori di Stirling può
operi su alcuna fonte di calore. Uso di un licenze di passeggiata di dente d'arresto
l'alto-frequenza corto-liscia motore di libero-cilindro per guidare
alcun carico che richiede un'asta che ruota, e così grandemente migliora
la sua utilità.
 
Il motore di libero-cilindro usato come un reciprocator può facilmente
non solo guidi pompe fluide ma aria o compressori di benzina come
bene. Può guidare anche pompe refrigeranti per conservazione di cibo.
 
Avviare il motore di libero-cilindro può essere automatico se il
motore è in una posizione verticale; altrimenti, un disdegni vaso è
necessario avviare i moti iniziali dopo che il
motore correrà vigorosamente finché le temperature prescrissero
per la fine calda e la fine fredda del cilindro,
è mantenuto. La temperatura richiesta è da 400 di solito
a 700[degrees]C sulla fine calda e su a 100[degrees]C sul raffreddamento
giacca.
 
Ci sono da allora solamente due parti commoventi nel cilindro,
il motore di libero-cilindro è anche più facile fare che il
manovella-guidi motore di Stirling descritto più primo in questa carta.
Inoltre, da quando il cilindro è sigillato ermeticamente, il
motore non ha bisogno di una pompa pneumatica o un sigillo scorrevole contenere
la sua benzina che lavora. Perciò, il motore può operare ad un alto
pressione, dice su a 15 atm, mentre facendolo molto il patto e conveniente
per il suo potere.
 
Motore di Stirling duplice
 
Il motore di Stirling duplice è una macchina di raffreddamento calore-controllato;
ovvero, prende nel calore e produce raffreddore senza produrre
alcun effetto esterno ed altro. È molto semplice, pressocché come   semplice
come la pompa di acqua di libero-cilindro, e è molto combustibile-efficiente
se disegnò attentamente. Figuri 6 show una sezione trasversale tipica

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del motore di Stirling duplice disegnato come un calore-controllato
frigorifero di cibo. Figuri 7 show esso in operazione.

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L'idea di base dietro all'operazione dello Stirling duplice
motore è che quando controllato, diviene una pompa di calore. Nel
Stirling duplice, un motore di Stirling è usato per guidare un Stirling
pompa di calore. Questo che si muove può essere fatto con solamente tre
parti--il displacer caldo, il pistone che si comporta come il pistone
per il motore di calore ed il calore pompa, ed il displacer freddo.
Questa combinazione di parti fa un semplice ed effettivo
calore-guidi pompa di calore che può essere scalata a qualsiasi taglia o
serie di temperatura, da temperature molto fredde necessario a
liquify aerano a temperature miti utile per raffreddamento spaziale.
 
Il motore di Stirling duplice sarà commercialmente disponibile
fra gli anni prossimi, probabilmente come un portabile, foodstoring
congelatore-frigorifero in taglie piccole.
 
 
Motore dell'Alternatore del libero-pistone
 
Sforzi recenti di sviluppare il motore di alternatore di libero-pistone
ha prodotto risultati notevoli. Mentre il motore non vuole
succeda come rapidamente come la manovella-passeggiata Stirling un articolo commerciale
motore, seguirà solamente con sulla dilazione di un anno.
Quello la maggior parte sviluppata al momento è una macchina di produzione del 1-kW
quell'ha efficienza di combustibile eccellente, promesse la vita lunga, e
è molto il patto. Comunque, questa macchina non è semplice e
richiede procedure manifatturiere ed estremamente sofisticate e
materiali. D'altra parte perché è ermeticamente
sigillato, non può essere danneggiato da alcun genere di renda ruvido trattamento,
anche se il sistema di controllo ed auxiliaries altri non sono così
invulnerabile.
 
Il motore di alternatore di libero-pistone è andato bene idealmente il
compito di svilupparsi l'elettricità da energia solare, specialmente
quando adeguò ad un concentratore di film di plastica ed a buon mercato del
batta a macchina ora venendo al mercato. Tali macchine attivamente stanno essendo
sviluppato su in taglie a 10 kW, e potrebbe essere disponibile
in taglie anche più grandi in alcuni anni. Quello mostrato in Figura 8

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ha una produzione del 10-kW.
 
 
USI DI IL MOTORE DI STIRLING
 
Irrigazione con Biomassa
 
Ambo la manovella-passeggiata il motore di Stirling ed il libero-cilindro
motore è pratico per irrigazione con biomassa, purché
quella biomassa ampia è disponibile per combustibile così come conveniente
lavori alimentare il motore con combustibile e prendersi cura della sua operazione.
Il motore di manovella-passeggiata è pratico da approssimativamente 500 watt a
tens di chilowatt del potere consegnato, ma nel potere sopra 3 kW
costringerà un carrello a ruote a trasportarlo. Il libero-cilindro
motore inventa una pompa irrigatoria e buona ad approssimativamente 500
watt. Entrambi motore può guidare si abbassi bene e profondo
bene le pompe, così come basso-alzi pompe di fossa. Anche, l'elettrico
generatore pistone gratis può essere legato un elettrico
pompi per questo servizio.
 
Generazione di elettricità--Taglie Piccole--Combustibile Solido
 
Ambo la manovella-passeggiata il motore di Stirling ed il libero-pistone
motore di alternatore è pratico per questo uso. Il libero-pistone
motore di alternatore ha il vantaggio di rumore molto basso e
vita lunga, ma è più duro riparare nel campo. La manovella-passeggiata
Il motore di Stirling è semplice, facile per riparare, e più conveniente,
e può essere fabbricato in semplice ripari negozi; comunque, esso
non è come combustibile efficiente.
 
Generazione di elettricità--il Potere di Villaggio--Combustibile Solido
 
Qui di nuovo, ambo la manovella-passeggiata il motore di Stirling ed il
motore di alternatore di libero-pistone servirebbe per alcun potere su a
approssimativamente 100 kW. I motori di Stirling di produzione di potere più alta non sono
probabilmente nel vicino a futuro, anche se sia possibile a sempre
combini unità più piccole in un'unità più grande per più potere.
 
In questa domanda, presenza continua è richiesta a
assicuri l'operazione corretta dell'alimentazione di combustibile ed auxiliaries altro.
Sottoprodotti utili includono acqua calda dal raffreddamento
sistema e cenere dal bruciatore.
 
Grano che Tratta--Grano Spreca come Combustibile
 
Questa è una domanda ideale a causa della disponibilità di
il sottoprodotto di biomassa come combustibile per il motore. L'USAID-consolidato,
motore di caldo-aria semplice, citato più primo in questo
tappezzi come stato stato sviluppato per prodotto in Bangladesh,
è un esempio eccellente. Figuri 9 show questo motore di caldo-aria

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riso di millng. Brucia la buccia di riso prodotta dal mulino esso
passeggiate. Solamente una frazione della buccia prodotta dal mulino è
avuto bisogno di alimentare il motore, ammontari così ampi sono andati via su per
il motore per usare mentre pompando acqua irrigatoria per il prossimo
raccolto di riso. In così, energia solare, nella forma di biomassa
è usato come il contributo di energia primario per il riso-crescente
tratti, e nessuno fuori di combustibile è necessario.
 
Potere solare
 
È importante per riconoscere che il motore di Stirling è un
alto-temperatura machine.  che non può correre bene sul minimo
temperature disponibile da piatto piatto e semplice raccoglitori solari.
Deve usare un concentrando, mentre sole-seguendo le tracce di raccoglitore solare.
Questa apparecchiatura aggiunge notevolmente al costo e manutenzione
requisiti del sistema. Anche, tale apparecchiatura
non si avvalga del componente diffuso di energia solare, solamente
il componente diretto. Sole così fosco abbastanza non è buono. Brillante,
di cieli chiari sono avuti bisogno di fronte al raccoglitore che concentra
sviluppi la temperatura alta necessario operare il
Motore di Stirling. Per tutte queste ragioni, sistemi di Stirling
usando concentrando, sole-seguire le tracce di che raccoglitori solari, sarà
and  molto più costosi richiederanno più cura in loro
operazione che quelli che usano combustibile come la loro fonte di calore.
 
Con quelle prenotazioni in mente, è giusto per indicare
che ci sono situazioni in che tali sistemi solare-controllato
è degno della considerazione: dove è luce del sole intensa il
domini, dove non c'è biomassa disponibile e nessuno derivabile
dagli effetti del motore (come là eventualmente sarebbe
se il motore stesse irrigando un precedentemente area di deserto), e
dove il costo del motore, raccoglitore battitore, monte e
thereof della manutenzione non è proibitivo. Tale situazione
esistere dove sono molti chilowatt dell'elettricità
avuto bisogno, ed il costo di sistemi di photovoltaic è troppo alto. Esso
è probabile che un sistema elettrico e solare basò su un libero-pistone
Il motore di Stirling costerà notevolmente meno per watt
consegnato che voglia un sistema di photovoltaic nel chilowatt
serie del potere.
 
Una nota cauzionale su sistemi di Stirling solari: anche se il
Il motore di Stirling sarà commercialmente disponibile nell'uno o due
anni, i raccoglitori che concentrano ed i loro auxiliaries sono
ancora della distanza via da produzione. Per tutti questi
ragioni, è probabile che sistemi di motore di Stirling solari siano molto
più costoso che sistemi altri omettono dove nulla altro è
disponibile, come sarebbe il caso in zone di deserto estreme.
 
Più spesso che non, un sistema solare diretto è pratico
che uno che usa biomassa cresciuto con l'aiuto di irrigazione
purché dal motore. Da questo vuole dire, terra che può altrimenti
cresca nulla potrebbe essere fatto concepibilmente per produrre cibo
così come combustibile per la pompa che irriga. Metta semplicemente, un campo
di erbacce, raccolse essere bruciato nel motore, è un molto
rotta più facile al potere solare che un sistema ottico ed elaborato,
monti, e battitore. Ed erbacce, diversamente da sole non nascondono
dietro a nubi o va via di notte.
 
ALIMENTI EFFICIENZA E PRODUZIONE DI POTERE
 
È probabile che il motore di Stirling bruci rudemente 10 chilogrammi
(il kg) per chilowattora (il kWh) di combustibile di biomassa, e 6 kg/kWh di
carbone. Questo è meno che la percentuale del consumo di combustibile di piccolo
vaporizzi motori. Dipendendo su come bene un operatore guida il
macchina, questa percentuale che brucia può variare facilmente tanto quanto 20
percento, su o in giù; con bene-disegnò e bene-frequentò
motori, potrebbe essere così tanto non più di metà.
 
La produzione di potere per unità di peso varia grandemente col
disegno. Generalmente, varia da approssimativamente .04 Kw/Kg per un semplice
manovella-guidi modello ad approssimativamente .07 Kw/Kg per una pubblicità
alto-tecnologia libero-pistone alternatore motore.
 
IV. COMPARANDO LE ALTERNATIVE
 
Il motore di Stirling è capace di accettare calore da alcuno
fonte sopra di approssimativamente 400[degrees]C e convertendo parte del calore in
lavoro utile. Questo lo fa capace di una varietà larga di usi.
Quali di loro sono pratici e la considerazione di valore rispetto
con le fonti altre di energia meccanica?
 
Se combustibili convenzionali e macchine sono disponibili e soddisfacenti,
non è probabilmente pratico per considerare sostituire
loro con un motore di Stirling. Solamente quando benzina o diesel o
combustibili gassosi e puliti sono scarsi, costosi, o altrimenti poco attraente,
e quando la scintilla-ignizione il combustone interno
motore o motore di diesel anche è vissuto brevemente o troppo costoso
mantenere o acquistare, è esso assennato considerare il
domanda del motore di Stirling. Se Lei considera presentare
il motore di Stirling, Lei deve valutare attentamente suo
la disponibilità, caratteristiche di spettacolo provate, ed economie
affinché non risultato di delusione.
 
CONCORRENTI DI IL MOTORE DI STIRLING
 
La competizione per il motore di Stirling è la combustone interna
motore, incluso lo scintilla-ignizione motore correre
su benzina, benzina naturale, alcol, biogas, o benzina di produttore, e
il motore di diesel che corre su combustibile di diesel, o una mistura di
diesel e combustibili gassosi o liquidi ed altri. Il vario solare
apparecchiature di cella così come il motore di vapore è considerato anche
essere la competizione per il motore di Stirling.
 
 
È molto probabile che il motore di Stirling sia la scelta migliore
dove è tra 100 watt e 20 kW il potere richiesto, e
alcuni ordinano di biomassa, carbone o torba è disponibile come combustibile. Se
combustibile gassoso o liquido è prontamente disponibile, un propriamente
è probabile che motore di combustone interno ed adattato sia più conveniente,
almeno nella corsa corta, anche se, dipendendo dal parente
costi dei combustibili, il motore di Stirling potrebbe essere più conveniente
a lungo andare, a causa di manutenzione più bassa e spese di combustibile.
 
Perché il motore di Stirling è stato solamente reintroduced
recentemente, è duro proiettare le spese di acquisto relative
dei molti tipi delle macchine di Stirling. È probabile che
il motore di Stirling costerà più della scintilla-ignizione
motore di combustone interno, e rudemente lo stesso come un slowspeed
motore di diesel della qualità stessa. Ma lo Stirling
è probabile che motore abbia manutenzione più bassa costa che o
di questi a causa della sua semplicità grande.
 
Il Produttore Motore di Benzina come un Concorrente dello Stirling
Motore
 
Il motore di benzina di produttore corre sulla benzina da vuole dire di una biomassa-a-benzina
convertitore chiamato un generatore di benzina di produttore. Il motore
usare la benzina di produttore può essere un motore di benzina convertito o un
motore di diesel usando principalmente benzina di produttore ma richiedendo anche un
piccola quantità di combustibile di diesel come igniter per la benzina di produttore.
Da quando questa combinazione può infatti faccia la cosa stessa come un
Motore di Stirling--ovvero, si sviluppi il potere meccanico da legno
e biomassa altra--uno è costretto per chiedere se lo Stirling
motore ha alcun vantaggio sulla combinazione di produttore
generatore di benzina ed il combustone interno e convenzionale
motore. In dei casi, la risposta è sì.
 
Il motore di Stirling ha tre vantaggi:   (1) può bruciare
combustibili con contenuto di cenere alto come riso sbucciano che il
sistema di benzina di produttore non può; (2) fin dai prodotti di combustone
non entri il motore di Stirling, loro non richiedono cleanup,
in contrasto alla benzina di produttore motore di combustone interno;
e (3) il motore di Stirling, in combinazione con un semplice
bruciatore di combustibile battuto, è un molto più semplice e più manutenzione-libero
sistema che la combinazione di generatore di benzina di produttore,
sistema di cleanup, e motore di combustone interno.
 
Il motore di Stirling raggiunge il produttore benzina motore sistema
se il combustibile per essere usato non è di qualità alta, come riso
bucce, e se il costo di mantenere il sistema di ignizione,
sistema di iniezione, lubrificazione ed altro relativamente delicato
componenti del motore di combustone interno ed il produttore di benzina
è un problema, come così spesso è.
 
Il Motore di Vapore come un Concorrente del Motore di Stirling
 
È logico per considerare il motore di vapore come competizione naturale
per il motore di Stirling, come esso infatti era alla durata
Giro. Stirling l'inventò. A quella durata il motore di vapore era
il produttore di potere dominante, mentre il motore di Stirling era
più combustibile efficiente, e molto più sicuro siccome è quasi impossibile
causare un motore di Stirling per soffiare su, e piuttosto
facile fare con un motore di vapore. Anche a quella durata, il grande
svantaggio del motore di Stirling era la temperatura povera
resistenza della getto ferro calorifero testa.
 
Oggi, la situazione è diversa. Il motore di vapore ha
caduto in disuso, e lo Stirling ha avanti leapt in spettacolo,
vita, e la disponibilità. Con l'uso di serie 300
acciaio senza macchia, un comunemente materiale disponibile, c'è nessuno
più lungo il pericolo di fallimento di testa di calorifero, almeno sotto
700[degrees]C, quale un combuster del combustibile solido e normale produce su un
motore di Stirling in marcia. E è fattibile per fare il
testa di calorifero di relativo alla ceramica, specialmente in basso-pressione molta
motori come il libero-pistone semplice innaffiano pumper.
 
Perciò, per domande di basso-potere sotto molto tens di
chilowatt, è probabile che il motore di Stirling sia molto più combustibile
efficiente, molto più facile operare, molto più sicuro, e richiede
molto meno manutenzione. È anche probabile che costi meno, da allora
il motore di Stirling ha così poco dividono ed uni così semplici in
paragone al motore di vapore. Per esempio, lo Stirling
motore ha bisogno di nessuno valvole, mentre il motore di vapore richiede
molti in ogni uno di che devono lavorare infallibilmente un caldo,
ambiente corrosivo.
 
 
 
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