Stirlingmotor

Aufgabe

Der Stirlingmotor wandelt Wärmeenergie in mechanische Energie um und das mit einem sehr hohem Wirkungsgrad.
Die Wärmeenergie wird dabei auf verschiedene Arten erzeugt.
Der Stirlingmotor wurde von dem Pastor und Tüftler Robert Stirling (1790 - 1878) erfunden.
Er hat noch einen zusätzlich eingebautem Verdrängerkolben.
Der Stirlingmotor sollte mit seinen kleinen Drücken die wesentlich gefährlichere Dampfmaschine ablösen.

Funktionsweise

In dem Motor bewegen sich zwei Kolben übereinander, ein Arbeitskolben und ein Verdrängerkolben. Die beiden Kolben sind an einem Schwungrad, mit dem mechanische arbeit verrichtet werden kann, um 90 Grad versetzt angebracht. Der Verdrängerkolben wird nur mitgeschleppt um das Gas zu verschieben. Im unterem Bereich des kolbens wird das Gas von außen ständig erhitzt und im oberen Bereich ständig abgekühlt. Durch die Erwärmung dehnt sich das Gas aus und drückt den Arbeitskolben nach oben. Wegen der Trägheit dreht sich das Schwungrad weiter. Der Verdränger kolben drück jetzt das Gas vom heißem Bereich in den kalten Bereich, das Gas wird hier abgekühlt und es zieht sich wieder zusammen.Der Verdrängerkolben wirkt hier so wie ein Wärmespeicher da er etwas Wärme deM Gas entzieht und den damit etwas abkühlt. Jetzt wo kein Druck mehr da ist geht der Arbeitskolben durch den Luftdruck von außen wieder nach unten. Das Schwungrad dreht sich wieder wegen der Trägheit weiter und der Verdrängerkolben bewegt sich nach oben. Das hat zurfolge, dass das Gas vom kaltem Bereich in den heißen Bereich gedrückt wird. Hier bei gibt der Verdrängerkolben schon die geschpeicherte Wärme an das Gas ab und das Gas erwärmt sich schon etwas. Das Gas wird wieder im untere Bereich von außen erwärmt und der Zyklus beginnt von vorne.

Anwendungsbereiche

Der Stirlingmotor wir zum Beispiel zum Antrieb von Yachten und Booten bei großer Laufruhe verwendet.
Es wird daran gearbeitet das der Stirlingmotor als Wasserpumpe in der dritten Welt eingesetzt wird. Dabei wird als Hitzequelle die Sonnenstrahlung verwendet und Wasser zum abkühlen.
Er wird auch sehr oft als Wärmepumpe auf Sateliten und Raumschiffen und in der Medizintechnik als Pumpe für eine Hydraulikflüssigkeit, die wiederum die Blutpumpe antreibt, verwendet.