PAPIER #1 TECHNIQUE
 
 
LA COMPRÉHENSION                             
LES                             STIRLING MOTEURS
 
 
 
 
                                  Par
                             William Beale
 
 
                             Illustrated Par
                            Fred L. Heltsley
 
                          Critiques Techniques
                          David M. Berchowitz
                           Michael F. Feeney
                           Robert C. Wagman
                         FRANCIS E. WOODLING
 
 
 
 
 
                               VITA
 
                            Published Par
                  VOLUNTEERS DANS ASSISTANCE TECHNIQUE
     1600 Wilson Boulevard, Suite 500, Arlington, Virginia 22209 USA
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          Internet: vita@gmuvax.gmu.edu, Bitnet. vita@gmuvax
 
 
 
                     Understanding Moteurs Stirling
                         ISBN: 0-86619-200-X
             [C]1984, Volontaires dans Assistance Technique,
 
 
 
 
 
                           PREFACE
 
 
Ce papier est une d'une série publiée par les Volontaires dans
Assistance technique fournir une introduction à spécifique
technologies dernier cri d'intérêt à gens dans développer
les pays. Les papiers sont projetés d'être utilisé comme directives
aider des gens à choisir des technologies à qui sont convenables
leurs situations. Ils ne sont pas projetés de fournir la construction
ou détails de la mise en oeuvre. À gens sont conseillés vivement de contacter
VITA ou une semblable organisation pour les renseignements complémentaires et
l'assistance technique si ils trouvent qu'une technologie particulière
paraît satisfaire leurs besoins.
 
Les papiers dans les séries ont été écrits, examinés, et illustrés
presque tout à fait par VITA Volunteer experts techniques sur
une base purement volontaire. Quelques 500 volontaires ont été concernés
dans la production des 100 titres premiers publiée, en contribuant
approximativement 5,000 heures de leur temps. VITA recrutent du personnel
Leslie Gottschalk inclus comme éditeur fondamental, Julie Berman
maniant composition et disposition, et Margaret Crouch comme
projetez le directeur.
 
William Beale, auteur de ce papier, est président de Sunpower
Incorporé. Il a conçu, a développé, a fabriqué, et
moteurs Stirling vendus au Bangladesh et autre développement
les pays, et a publié dans l'énergie solaire largement
le champ. Les critiques David M. Berchowitz, Michael F. Feeney,
Robert C. Wagman, et Francis E. Woodling sont aussi des spécialistes
dans la région. Artiste Fred Heltsley a un génie
l'origine et est illustrateur technique professionnel sur un
la base du consultant.
 
VITA est soldat, organisation sans but lucratif qui supporte,
gens qui travaillent sur les problèmes techniques au pays en voie de développement.
VITA offre information et assistance visées aider
individus et groupes sélectionner et    rendent effectif des technologies
approprié à leurs situations. VITA maintient un international
Service de l'enquête, un centre de la documentation spécialisé,
et un tableau de service informatisé de volontaire consultants techniques;
dirige des projets de champ à long terme; et   publie une variété de
manuels technique et papiers.
 
 
               STIRLING MOTEURS POUR LES PAYS EN VOIE DE DÉVELOPPEMENT
 
                    par VITA Volontaire William Beale
 
 
JE. L'INTRODUCTION
 
Les moteurs Stirling sont des moteurs de la combustion externes qui utilisent de l'air
ou autres gaz comme fluide actif. Ils peuvent brûler tout solide ou
combustible liquide comme leur source de la chaleur. Cela les fait très
attirant, en particulier dans les situations où conventionnel
les combustibles sont chers et durs d'obtenir. Parce que quelques types de
Le moteur Stirling est si simple faire et toujours si efficace,
ils sont d'excellents choix pour génération du pouvoir dans développer
les pays.
 
Ce papier décrit le moteur Stirling de base, aussi bien que
quelques-unes des variétés modernes les plus prometteuses. L'intention ici
est se familiariser des gens au pays en voie de développement avec le
l'opération de moteur et gamme de candidatures.
 
 
L'HISTOIRE
 
Le moteur Stirling a été inventé par Robert Stirling, un écossais,
secourez, en 1816. Le moteur Stirling tôt avait une histoire
de bon service et longue vie (jusqu'à 20 années). C'était
utilisé comme un moteur eau - pompant de relativement bas pouvoir du
milieu du dix-neuvième siècle à approximativement 1920, quand le
le moteur à combustion interne et le moteur électrique ont remplacé
il. Le moteur à air chaud était connu pour sa facilité d'opération;
sa capacité d'utiliser toute matière du burnable comme combustible; son coffre-fort,
apaisez, opération modérément effective; et sa durabilité et
les basses exigences de l'entretien. C'était très grand pour son petit
cependant, puissance de sortie et avait un haut coût de l'achat. Néanmoins,
son bas charges d'exploitation a justifié le choix il habituellement
sur la machine à vapeur--la seule alternative au moment--
lequel a brûlé beaucoup plus de combustible pour le même propulsez et a demandé
attention constante éviter des explosions dangereuses ou autre
les échecs.
 
L'autre inconvénient majeur du moteur à air chaud tôt était
sa tendance à manquer si la tête de l'appareil de chauffage était devenue trop chaud. This  ;as
un résultat de la relativement basse résistance à la chaleur du jet
repassez la tête de l'appareil de chauffage. Le problème a été vaincu en redessinant le
brûleur qui a prévenu le moteur de surchauffer. Ce
l'amélioration a résulté en coffre-fort, mais même baisse, opération du pouvoir.
En dépit de cette amélioration, le moteur Stirling ne pourrait pas
rivalisez avec la meilleur marché, plus puissante combustion interne
le moteur, et il a disparu de la scène commerciale.
 
La venue de plus nouveaux aciers inoxydables et avances dans le
comprendre du processus thermodynamique complexe du moteur
nouvelle attention apportée au moteur pendant et après Monde
La guerre II. La performance du vieux moteur à air chaud était améliorée
et sa dimension et coût ont été réduits. Sa simplicité de
construction et opération, et plus important, sa capacité
utiliser des combustibles rugueux ont été retenus. Ces efforts sur Stirling
des moteurs ont été visés à candidatures difficiles presque exclusivement
ce n'était pas approprié pour les pays en voie de développement--à savoir,
le moteur à traction avancé, pouvoir de l'espace, et
les coeurs artificiels. Presque aucun effort n'a été mis dans le par rapport
tâche facile de concevoir un moteur pour les usages ordinaires.
Les pays très développés dans qui le moteur Stirling
le travail était fait n'ayez pas eu besoin d'un moteur simple, donc là
n'été pas aucune motivation économique pour en concevoir un.
 
Cette situation a changé en 1980, quand l'Agence Américaine pour
Le Développement International (USAID) investi le développement d'un
le moteur Stirling simple a prévu pour fabrication spécifiquement
et utilise au pays en voie de développement. Le moteur a été conçu,
construit, a testé, et a délivré à Bangladesh, et copies de lui
été construit et a mis dans opération là. Cela a démontré
la Possibilité de la fabrication du moteur dans machine simple
les magasins du type ont trouvé dans beaucoup de régions d'Afrique, Asie, et
Amérique latine.
 
Par suite de ce et autres développements récents, l'autrefois
perspectives faibles pour la candidature de moteurs Stirling
au pays en voie de développement ayez amélioré énormément. Les plans sont
maintenant dans mouvement apporter un nouveau dessin du moteur Stirling
dans production commerciale dans une forme beaucoup améliorée. Ce
la version moderne sera beaucoup plus puissante pour son poids et
beaucoup plus effectif; en même temps, ce sera comme tranquille,
facile utiliser, fiable, et accidenté comme le moteur original.
Les modèles supplémentaires, capable d'électricité génératrice, refroidir,
la pompant eau, et servir dans les autres chemins utiles pas
possible avec le vieux moteur à air chaud, vient aussi dans
la production commerciale.
 
BESOINS SERVIS PAR LA TECHNOLOGIE
 
Bien que le moteur Stirling soit une vieille machine, moderne,
les matières et méthodes du dessin le rendent beaucoup plus attirant
que jamais avant. La manivelle promenade que le moteur Stirling est sans aucun doute
utile à n'importe qui qui a le combustible solide. Ce type de
Le moteur Stirling peut brûler tout combustible local comme sa source de chaleur
produire électricité, eau de la pompe, ou exécute le tâches exiger
pouvoir mécanique tel que traitement de la nourriture.
 
Machines très simples qui utilisent de l'air atmosphérique comme fluide actif
peut être construit de matières locales tel que récipients du métal.
Les gens qui sont inclinés pour essayer de tels dessins ont un bon
chance de succès.
 
II. LES PRINCIPES OPÉRATIONNELS
 
THÉORIE DE BASE DE LA TECHNOLOGIE
 
Le cycle Stirling est montré dans le diagramme dans Chiffre 1. Le

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l'idée de base est que quand asphyxie dans un cylindre fermé est déplacé
dans la partie chaude du cylindre, il étend, sa pression
les augmentations, et il faire travaille. Quand le gaz déplace dans le
partie froide du cylindre, sa pression est réduite. Une fois le
les portées du gaz la pression inférieure, il est comprimé arrière au sien
le volume original. Le gaz exécute plus de travail pendant son expansion
qu'est exigé pour être mis dans lui pendant sa compression.
Donc, les résultats du cycle entiers dans le positif net
production de travail.
 
Comme montré dans Phase 1 de Chiffre 1, le piston est dehors (fond
le point mort), et le displacer est dans aussi loin qu'il peut aller.
Le gaz est dans l'espace froid, et la pression de gaz est basse.
(Note que le gaz est à la même pression à tout immédiat dans
chaque partie du moteur, mais que cette pression change
avec time.  Parce que la pression est basse, le piston peut être
emménagé pour comprimer le gaz à la basse température facilement.
À la fin de ce processus de la compression, le moteur a
la Phase 2 atteinte, comme montré dans Chiffre 1.
 
Maintenant c'est temps pour augmenter la pression de gaz. Cela n'est pas fait
en brûlant un combustible à l'intérieur du gaz comme est fait dans un interne
le moteur de la combustion. Le gaz est déplacé de l'espace froid
à travers une série d'échangeurs de chaleur qui le causent d'entrer
l'espace chaud à un surchauffage. La note qui le gaz dans le
l'appareil de chauffage, glacière, régénérateur, et espaces chauds et froids, est
toujours à la même pression à tout immédiat, depuis le gaz
les passages du courant sont grands et ne restreignent pas le passage de
le gaz.
 
Comme montré dans Phase 3 de Chiffre 1, le gaz est comprimé, chaud,
et à haute pression. À ce point c'est prêt à étendre et
travailler sur le piston. Comme les mouvements du piston hors du cylindre,
le displacer déplace avec lui pour rester autant
du gaz comme possible dans l'espace chaud afin que la pression
est resté aussi haut que possible pour faire le montant maximal de travail
sur le piston. Cette expansion et mouvement de l'extérieur du
le piston résulte en l'acquisition de Phase 4, comme montré dans
Représentez-en 1.
 
Le pas prochain est réduire la pression de gaz en le déplaçant de
l'espace chaud à travers les échangeurs de chaleur à l'espace froid.
Cela est fait en déplaçant le displacer de sa place, comme
montré dans Phase 4, en arrière à sa place intime, comme montré dans
Synchronisez-en 1. Le cycle est maintenant complet. L'avis qui le piston
a étendu le gaz en déplaçant l'extérieur quand le gaz est chaud
et à haute pression, et a comprimé le gaz quand c'est
froid et à basse pression. Donc, le plan original a été
accompli, et le cycle a produit travail net au
dehors.
 
Pour ce quatre phase processus continuer indéfiniment, chaleur,
doit être ajouté à l'échangeur de chaleur chaud de quelques-uns continuellement
dehors source comme un feu ou un collecteur solaire, et le rhume
la fin doit être refroidie par un ruisseau d'eau ou air continuellement.
 
Vous pouvez vous demander maintenant comme les mouvements du piston et le
les displacer sont des accomplished,  depuis they  clairement ne peut pas continuer
leur propre. La réponse est qu'il y a au moins deux chemins à
faites les deux composants du Stirling moteur mouvement simple comme
nous souhaitons: (1) nous pouvons les attacher aux manivelles à travers connecter
les tringles, comme est fait dans les moteurs d'automobile communément; ou (2) nous
utiliser des forces du gaz dans un chemin avec soin conçu afin qu'ils
rebondissez sur les printemps du gaz, avec le displacer toujours en avant du
piston dans son oscillation de l'entrées et sorties. Des deux méthodes, le
l'usage de manivelles a appelé la manivelle promenade, ou Stirling cinématique,
est la méthode facilement comprise. La deuxième méthode,
lequel utilise des mouvements oscillants du piston et displacer sur
les sources, est appelé le Stirling de piston libre. La manivelle promenade
Stirling est plus facile de comprendre pour faire toujours plus difficilement, pendant que
le Stirling de piston libre est plus dur de comprendre toujours plus facile
faire dans au moins quelques-uns de ses formes.
 
III. CONCEVEZ DES VARIATIONS
 
Cette section du papier décrit une variété de promettre
Les moteurs Stirling. Il accentue leurs caractéristiques physiques,
avantages et inconvénients, candidatures, et combustible
les efficacités.
 
TYPES DE MOTEURS STIRLING
 
La manivelle promenade Moteur Stirling
 
Un schéma de la manivelle promenade dans que le moteur Stirling est montré
Représentez-en 2, et une manivelle promenade que le moteur Stirling qui pompe de l'eau est

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montré dans Chiffre 3. Pendant que ce moteur est exceptionnellement grand pour

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la petite quantité de pouvoir (5 kilowatts) il produit, c'est
néanmoins très simple faire et opérer. Il n'utilise pas d'huile
dans le fond de carter; ici c'est important d'éviter d'obtenir de l'huile
dans les parties actives chaudes du moteur, parce qu'il pourrait
bloquez le courant d'air à travers les échangeurs de chaleur et aussi
causez une explosion. En du suivant trois types de
les portées peuvent être utilisées: portées du rouleau scellées, portées de la balle,
ou les bagues de l'unlubricated ont fait d'un même Téflon plastique. Si
nécessaire, la balle et portées du rouleau peuvent être remplacées par
les portées du journal et a scellé dans la graisse.
Depuis que le moteur est pressurisé légèrement, jusqu'à au sujet de
les atmosphères (atm), il utilise un cachet de l'arbre de la manivelle simple pour rester
l'air dans, et une petite pompe à air maintenir la pression
contre fuite lente devant le cachet. La pompe à air aussi bien que
toutes les autres garnitures qui ont besoin de pouvoir sont conduites de directement
l'arbre du moteur tournant.
 
Autres accessoires qui exigent le pouvoir de l'arbre. est l'alimentation de la tarière
le combustible, le ventilateur de l'air de combustion, et l'eau refroidissante
pompe et ventilateur du radiateur.. Avec ces accessoires, le moteur est
capable travailler sans any  autre source d'énergie, et besoins
seulement alimentez pour opérer.
 
Les mode d'emploi typiques sont comme suit:
 
1. Assurez-vous le moteur est dans bonne condition d'exploitation et
   le sauteur est plein de combustible.
 
2. Commencez un feu dans le brûleur avec allumer (par exemple, rasages du bois,
   a séché des permissions), et opère la soufflerie d'air à la main
   jusqu'à l'intérieur du brûleur est suffisamment chaud à
   reçoivent et allument le combustible de l'alimentation du combustible.
 
3. La main opère le ventilateur de l'air de combustion et la tarière du combustible
   jusqu'à la tête de l'appareil de chauffage du moteur arrive à un modéré
La température    (approximativement 300[degrees]C). Le moteur est maintenant prêt à
   commencent.
 
4. Rendez le volant, et le moteur commencer à courir
   sur son propre pouvoir immédiatement (le début facile est un du
   caractérise de ce moteur le mieux).
 
5. Autorisez pour le moteur à le pressuriser peu de temps et
   conduire le brûleur jusqu'à ce que ce soit à pression du fonctionnement pleine
   et température. Pendant ce temps, le moteur veut progressivement
   deviennent plus fort et plus capable travailler. La charge
   peut être augmenté comme le moteur devient plus fort. Cela se passe
   automatiquement si le moteur est attaché aux charges tel
   comme pompes à eau centrifuges ou générateurs, mais charge tel
   comme scies et moudre des machines a la capacité pour caler
   le moteur si leur charge est appliquée trop rapidement. Si le
Le moteur    a calé, il peut être recommencé par immédiatement
   le décharger et tourner encore le volant.
 
6. Une fois le moteur est jusqu'à pouvoir discrétionnaire et faire son travail,
   l'opérateur a besoin de garder le sauteur du combustible plein seulement et
   maintiennent une charge. Si la charge est enlevée pour toute raison,
   en haut que le moteur s'hâtera, mais pas à un degré malfaisant; il
   arrivera à une vitesse rapidement à qui ses gouttes de la puissance de sortie
   mettre à zéro, et il continuera à courir.
 
7. Quand c'est temps pour couper le moteur, simplement bras mort le
   alimentent et le moteur viendra à un arrêt lentement. Ce peut être
   a arrêté en publiant plus rapidement n'importe quand l'interne
   contraignent qui réduit le pouvoir à une valeur faible.
 
 
Depuis il y a très peu d'ajustements critiques de combustible, aérez,
ou courant de l'eau, et il n'y a aucun injecteur ou system de l'étincelle,
la manivelle promenade le moteur Stirling est extrêmement fiable et
facile courir. Mais pour accomplir la performance maximale il
est important de faire des ajustements corrects de ces courants,
lequel quelqu'un avec seulement une petite expérience peut faire facilement,
 
À cause de sa facilité d'opération, durabilité, manufacturability local,
et la capacité d'utiliser tout combustible local comme sa chaleur
source, la manivelle promenade moderne que le moteur Stirling est remarquablement,
bien conveni pour génération du pouvoir au pays en voie de développement.
Les plans pour ce moteur Stirling seront disponibles d'USAID
dans 1984 ou 1985. Production commerciale du moteur, ou versions
de lui, est attendu commencer en 1984.
 
Le Moteur de Piston Libre simple
 
Représentez 4 portraits un moteur de piston libre à faible débit qui est un

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version simple du moteur Stirling. Ce moteur est presque
l'ultime dans simplicité comparée à autre moteur Stirling
les dessins. C'est la configuration surcontrôlée soi-disant dans
lequel les displacer ont flotté par les printemps et déplaceront spontanément
non plus en haut ou sous l'influence du
force la plus légère ou trouble de la pression à l'intérieur du
le moteur. Le grand avantage de cet arrangement est que le
le moteur est auto - commençant pas seul (exiger seulement qu'un bon
que la différence de la température soit établie entre le chaud et
les espaces froids), mais il ajustera à toute charge, même un complet
arrêter du piston, et encore fait du vélo au-dessus et en bas. Donc,
le moteur est même. pardonner et facile opérer. Son majeur
l'inconvénient est que c'est trop grand pour sa petite puissance de sortie;
c'est parce qu'il utilise de l'air atmosphérique comme fluide actif
et opère à une fréquence bas même. Contrebalancer ceci
l'inconvénient est la très haute capacité de l'ascenseur et efficacité
de la pompe volumétrique positive simple que le moteur peut
opérez.
 
 
Les dimensions
 
Le displacer et diamètre du piston peuvent être le même. Le
les displacer devraient être au moins aussi long que son diamètre, avec un
la longueur maximale de trois chronomètre son diamètre, et la casquette de la fin
devez. soyez bombé pour autoriser quelque force contre chute subite. Le
l'intervalle entre le displacer et le cylindre devrait être au sujet de
un à deux centième du diamètre, avec une préférence pour
le plus petit intervalle. Pour garder le displacer centré, il
aurait dû élever des bosses de l'épaisseur de l'intervalle qui frottement
légèrement contre le cylindre dans sa section froide.
 
La longueur de la section de l'appareil de chauffage devrait être approximativement une quatrièmes du
le diamètre du displacer, et la glacière au sujet du même. Ce
les permissions un demi du displacer agir comme un régénérateur,
lequel sert pour entreposer la chaleur de l'air comme il vient de
l'appareil de chauffage à la glacière, et parutions il à l'air comme il
vient de la glacière à l'appareil de chauffage en arrière. Cette action augmente
l'efficacité du combustible du moteur.
 
Le mouvement du displacer disponible devrait être approximativement un troisièmes de
sa longueur.
 
Les displacer conduisent la tringle devrait couvrir 15 pour cent d'approximativement le
région du cylindre du displacer. La tringle de la promenade devrait aller parfaitement
attentivement dans sa manche mais est libre de déplacer.
 
Les matières
 
La bonne matière pour le displacer la fin chaude est toute une du
300 aciers inoxydables de la série, tel que 304, 316, ou 321. Ceux-ci
est aussi appelé 18-8 type sans tache, le genre a utilisé dans cuire
les pots. La fin chaude du cylindre du displacer doit être de sans tache
l'acier aussi, or  peut-être céramique s'il peut être rendu étanche.
Bien sûr, si seulement expériences de courte durée sont le but,
alors le drap de l'acier du carbone ordinaire peut être utilisé pour les deux displacer
et tête de l'appareil de chauffage.
 
Le displacer lui-même peut être assez mince, à la condition qu'un
la valve du non - retour est installée dans sa fin froide pour permettre le
intérieur arriver à la pression du cycle maximale et rester là.
Autrement, les displacer pourraient s'écrouler sous pression. C'est
aussi important faire le displacer égrener la partie charnue assez à
prévenez sa chute subite sous pression extérieure.
 
Le reste du moteur peut être d'acier, fonte, aluminium,
ou quoi qu'est localement disponible, depuis qu'il n'est pas exposé à
la chaleur. Le soin devrait être pris pour faire le displacer aussi léger que
est pratique. Autrement, il répondra pour asphyxier trop lentement
la pression et ne développera pas le rôle principal dans mouvement partout le
le piston nécessaire accomplir le cycle Stirling.
 
La Production d'énergie
 
Un moteur de piston libre simple avec un displacer du diamètre de 60 centimètres,
opérer à un cycle par seconde, peut être attendu produire
approximativement 500 watts de pouvoir (50 liter - meter/sec) d'a pompé
l'eau. Bien sûr, comme avec toute tentative première, le réel
la production pourrait être beaucoup moins.
 
 
Le Moteur de cylindre libre
 
Un autre excellent candidat pour usage au pays en voie de développement
est le moteur de cylindre libre. Il partage beaucoup des vertus de
la manivelle promenade moteur Stirling et est plus simple faire même.
De plus, parce que c'est clos hermétiquement, c'est imperméable
endommager d'impuretés extérieures. Cependant, parce que c'est
fondamentalement une machine de la production à mouvement alternatif, il doit en avoir quelques-uns
sorte d'appareil pouvoir - transformant telle qu'une promenade de la roue d'encliquetage et
boîte de transmission fournir le mouvement rotatif si de tel est exigé.   There sont
beaucoup utilise pour mouvement à mouvement alternatif simple, tel qu'eau,
pomper, et dans c'utilise le moteur de cylindre libre est un
l'excellent choix.
 
Représentez 5 spectacles qu'un modèle d'un moteur de cylindre libre typique a utilisé

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comme une pompe à eau. Le pouvoir est pris de l'osciller
cylindre de qui installe la réaction au mouvement opposé
le piston lourd à l'intérieur de. Le displacer est conduit par le gaz
contraignez sur sa tringle qui est attachée au piston.
 
Le moteur de cylindre libre, comme tous les moteurs Stirling, boîte
opérez sur toute source de la chaleur. Usage d'un permis de la promenade de la roue d'encliquetage
le court moteur de cylindre coup - libre de haute fréquence conduire
toute charge qui exige un axe de rotation, et donc grandement rehausse
son utilité.
 
Le moteur de cylindre libre a utilisé comme une boîte du reciprocator facilement
la promenade pas seul pompes fluides mais air ou compresseurs du gaz comme
bien. Il peut conduire aussi des pompes réfrigérantes pour conservation de la nourriture.
 
Commencer le moteur de cylindre libre peut être automatique si le
le moteur est dans une place verticale; autrement, un pot léger est
nécessaire commencer les mouvements initiaux après qui le
le moteur courra vigoureusement aussi long que les températures ont prescrit
pour la fin chaude et la fin froide du cylindre
est maintenu. La température exigée est de 400 habituellement
à 700[degrees]C sur la fin chaude et jusqu'à 100[degrees]C sur le refroidissement
la veste.
 
Depuis il y a seulement deux pièces mobiles à l'intérieur du cylindre,
le moteur de cylindre libre est plus facile de faire même que le
manivelle promenade que le moteur Stirling a décrit dans ce papier plus tôt.
De plus, Depuis que le cylindre est clos hermétiquement, le
le moteur n'a pas besoin qu'une pompe à air ou un cachet glissant contiennent
son gaz du fonctionnement. Par conséquent, le moteur peut opérer à un haut
contraignez, dit jusqu'à 15 atm, en le rendant très compact et bon marché
pour son pouvoir.
 
Le Moteur Stirling double
 
Le moteur Stirling double est une machine refroidissante chaleur - commandée;
c'est, il rentre de la chaleur et des produits alimentaires froid sans produire
tout autre effet externe. C'est très simple, presque comme   simple
comme la pompe à eau de cylindre libre, et est même combustible - effectif
si a conçu avec soin. Représentez 6 spectacles un échantillon typique

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du moteur Stirling double conçu comme un chaleur - conduit
le réfrigérateur de la nourriture. Représentez 7 spectacles il dans opération.

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L'idée de base derrière l'opération du Stirling double
le moteur est que quand commandé, il devient une pompe de la chaleur. Dans le
Stirling double, un moteur Stirling est utilisé pour conduire un Stirling
la pompe de la chaleur. Cela peut être fait avec seulement trois déplacer
les parties--le displacer chaud, le piston qui agit comme le piston,
pour le moteur de la chaleur et la chaleur pompe, et le displacer froid.
Cette combinaison de parties fait un simple et efficace
chaleur promenade chaleur pompe qui peut être pesée à toute dimension ou
l'intervalle de température, de températures très froides nécessaire à
les liquify aèrent aux températures douces utile pour refroidissement de l'espace.
 
Le moteur Stirling double sera commercialement disponible
dans les années prochaines, probablement comme un portatif, foodstoring
réfrigérateur de congélateur dans les petites dimensions.
 
 
Le Moteur de l'Alternateur de piston libre
 
Efforts récents de développer le moteur de l'alternateur de piston libre
a produit des résultats remarquables. Pendant que le moteur ne veut pas
devenez un article commercial Stirling aussi rapidement que la manivelle promenade
le moteur, il suivra avec au sujet du délai d'une année seulement.
Celle que la plupart a développé au moment est une machine de la production de 1 kWs
cela a l'excellente efficacité du combustible, promet la longue vie, et
est très compact. Cependant, cette machine n'est pas simple et
exige des procédures industrielles très sophistiquées et
les matières. En revanche, parce que c'est hermétiquement
scellé, il ne peut pas être endommagé par toute sorte de traitement rugueux,
bien que les system du contrôle et autres auxiliaires ne soient pas donc
invulnérable.
 
Le moteur de l'alternateur de piston libre est conveni à idéalement le
tâche de développer électricité d'énergie solaire, surtout,
quand a égalé à un film plastique bas-prix concentrateur du
écrivez à la machine venir maintenant sur le marché. Les telles machines sont activement
développé dans les dimensions jusqu'à 10 kW, et pourrait être disponible
dans même plus grandes dimensions dans quelques années. Celui montré dans Chiffre 8

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a une production de 10 kWs.
 
 
USAGES DU MOTEUR STIRLING
 
Irrigation avec la Biomasse
 
Les deux la manivelle promenade moteur Stirling et le cylindre libre
le moteur est pratique pour irrigation avec la biomasse, à condition
cette biomasse ample est disponible pour combustible aussi bien que bon marché
travaillez dur nourrir le moteur avec combustible et soigner son opération.
Le moteur de la manivelle - promenade est pratique d'approximativement 500 watts à
dizaines de kilowatts de pouvoir délivré, mais dans pouvoir au-dessus 3 kW
il exigera qu'une charrette à roues le transporte. Le cylindre libre
le moteur compose une bonne pompe de l'irrigation approximativement 500
les watts. L'un et l'autre moteur peut conduire bien et profondément les deux peu profond
bien pompes, aussi bien que pompes du fossé de bas ascenseur. Aussi, l'électrique
le générateur le piston libre peut être attaché à un électrique
pompez pour ce service.
 
La Génération de l'électricité--Petites Dimensions--combustible solide
 
Les deux la manivelle promenade moteur Stirling et le piston libre
le moteur de l'alternateur est pratique pour cet usage. Le piston libre
le moteur de l'alternateur a l'avantage de faible bruit même et
la longue vie, mais est plus dur de réparer l'en campagne. La manivelle promenade
Le moteur Stirling est simple, facile réparer, et meilleur marché,
et peut être fabriqué dans les ateliers de réparations simples; cependant, il
n'est pas comme combustible effectif.
 
La Génération de l'électricité--Pouvoir de Village--combustible solide
 
Ici encore, les deux la manivelle promenade moteur Stirling et le
le moteur de l'alternateur de piston libre servirait pour tout pouvoir
approximativement 100 kW. Les moteurs Stirling de puissance de sortie supérieure ne sont pas
vraisemblablement dans le futur proche, bien que ce soit toujours possible à
combinez de plus petites unités dans une plus grande unité pour plus de pouvoir.
 
Dans cette candidature, l'assistance constante est exigée à
assurez l'opération adéquate de l'alimentation du combustible et autres auxiliaires.
Les sous-produits utiles incluent eau chaude du refroidissement
system et cendre du brûleur.
 
Grain qui Traite--Gaspillage du Grain comme Combustible
 
C'est une candidature idéale à cause de la disponibilité de
le sous-produit de la biomasse comme combustible pour le moteur. L'USAID - Consolidé,
moteur à air chaud simple, référencé dans ceci plus tôt,
tapissez comme eu été développé pour fabrication au Bangladesh,
est un excellent exemple. Représentez-en 9 montre ce moteur à air chaud

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le riz du millng. Il brûle la cosse du riz produite par le moulin il
les promenades. Seulement une fraction de la cosse produite par le moulin est
eu besoin d'alimenter le moteur, les montants si amples sont laissés partout pour
le moteur utiliser en pompant de l'eau de l'irrigation pour le prochain
la récolte du riz. Dans ce chemin, énergie solaire, dans la forme de biomasse,
est utilisé comme l'entrée d'énergie fondamentale pour le riz - grandissant
traitez, et aucun combustible extérieur n'est nécessaire.
 
Le Pouvoir solaire
 
C'est important de reconnaître que le moteur Stirling est un
machine.  de haute température Il ne peut pas courir bien sur le bas
les températures disponible de plaque plate simple collecteurs solaires.
Il doit utiliser un enrichissement de les minerais, soleil poursuite collecteur solaire.
Cet appareil ajoute au coût et entretien considérablement
exigences du system. Aussi, un tel appareil fait
ne faites pas usage du composant diffus d'énergie solaire, seulement,
le composant direct. Le soleil si brumeux n'est pas assez bon. Clair,
de cieux clairs sont exigés avant le collecteur de l'enrichissement de les minerais
développez le surchauffage nécessaire d'opérer le
Le moteur Stirling. Pour tous ces raisons, systems Stirling,
utilisant enrichissement de les minerais, soleil poursuite que les collecteurs solaires seront,
les and  beaucoup plus chers exigeront plus de soin dans leur
l'opération que ce qui utilisent le combustible comme leur source de la chaleur.
 
Avec ces réservations dans esprit, c'est juste de signaler
qu'il y a des situations dans qui tel systems solaire commandé
est digne de considération: où la lumière du soleil intense est le
gouvernez où il n'y a pas de biomasse disponible et aucun derivable
des effets du moteur (comme là serait finalement
si le moteur irriguait un autrefois région désertique), et
où le coût du moteur, collecteur, traqueur, montagne, et
l'entretien n'est pas prohibitif de cela. Une telle situation
exister où plusieurs kilowatts d'électricité sont
eu besoin, et le coût de systems photovoltaïque est trop haut. Il
est possible qu'un system électriques solaires ont basé sur un piston libre
Le moteur Stirling coûtera moins par watt considérablement
délivré que veuillez un system photovoltaïque dans le kilowatt
gamme de pouvoir.
 
Une note avertisseuse sur systems Stirling solaire: bien que le
Le moteur Stirling sera commercialement disponible dans un ou deux
les années, les collecteurs de l'enrichissement de les minerais et leurs auxiliaires sont
encore quelque distance loin de production. Pour tout ceux-ci
les raisons, est possible que les Stirling moteur systems solaires soient beaucoup
plus cher que les autres systems exceptent où rien n'est autrement
disponible, comme peut être le cas dans les zone de désert extrêmes.
 
La plupart du temps, un système solaire direct est moins pratique
qu'un qui utilise le grand de la biomasse avec l'aide d'irrigation
à condition par le moteur. Par ceci signifie, terre qui veut autrement
grandissez rien ne pourrait être fait pour produire de la nourriture d'une façon concevable
aussi bien que combustible pour l'irriguant pompe. Mettez simplement, un champ
de mauvaises herbes, a moissonné pour être a brûlé dans le moteur, est un beaucoup
plus facile acheminez à pouvoir solaire qu'un system optique compliqué,
montez, et traqueur. Et les mauvaises herbes, contrairement au soleil, ne cachent pas
derrière nuages ou va loin le soir.
 
ALIMENTEZ EFFICACITÉ ET PUISSANCE DE SORTIE
 
Est possible que le moteur Stirling brûle 10 kilogrammes en gros
(kg) par kilowattheure (kWh) de combustible de la biomasse, et 6 kg/kWh de
le charbon. C'est plus petit que le taux de consommation du combustible de petit
les machines à vapeur. Selon comme bien un opérateur guide le
usinez, cette vitesse de combustion peut varier autant de 20 facilement
pour cent, en haut ou en bas; avec bien a conçu et bien a assisté
les moteurs, ce pourrait être aussi petit que demi comme beaucoup.
 
La puissance de sortie unitaire de poids varie avec grandement le
le dessin. Généralement, il aligne d'approximativement .04 Kw/Kg pour un simple
modèle de la manivelle - promenade à approximativement .07 Kw/Kg pour une annonce publicitaire
la technologie avancée moteur de l'alternateur de piston libre.
 
IV. COMPARER LES ALTERNATIVES
 
Le moteur Stirling est capable d'accepter la chaleur d'en
source au-dessus d'approximativement 400[degrees]C et convertir partie de la chaleur dans
le travail utile. Cela le rend capable d'une variété large d'usages.
Lesquels d'eux sont pratiques et considération de la valeur en comparaison
avec les autres sources d'énergie de la mécanique?
 
Si les combustibles conventionnels et machines sont disponibles et satisfaisantes,
ce n'est pas pratique de considérer remplacer probablement
ils avec un moteur Stirling. Seulement quand essence ou gas-oil ou
les combustibles gazeux propres sont rares, chers, ou autrement peu attrayant,
et quand l'étincelle ignition combustion interne
le moteur ou le moteur du gas-oil est vécu aussi brusquement ou trop cher
maintenir ou acheter, est il sensible à considérer le
candidature du moteur Stirling. Si vous considérez introduire
le moteur Stirling, vous devez évaluer le sien avec soin
disponibilité, données de rendement prouvées, et économie,
de peur que résultat de la déception.
 
CONCURRENTS DU MOTEUR STIRLING
 
La compétition pour le moteur Stirling est la combustion interne
moteur, y compris l'étincelle ignition moteur course,
sur essence, gaz naturel, alcool, biogaz, ou gaz de gazogène, et
le moteur diesel qui court sur combustible du gas-oil, ou un mélange de
le gas-oil et autre gazeux ou combustibles liquides. Le plusieurs solaire
les appareils cellulaires aussi bien que la machine à vapeur est aussi considérée
être compétition pour le moteur Stirling.
 
 
Le moteur Stirling est être le bon choix très probablement
où le besoin d'énergie est entre 100 watts et 20 kW, et
quelques-uns assortissent de biomasse, charbon, ou la tourbe est disponible comme combustible. Si
gazeux ou le combustible liquide est disponible aisément, un correctement
est possible que le moteur à combustion interne adapté soit meilleur marché,
au moins à court terme, bien que, selon le parent
coût des combustibles, le moteur Stirling pourrait être meilleur marché
à long terme, dû baisser entretien et dépens du combustible.
 
Parce que le moteur Stirling a été réintroduit seulement
récemment, c'est dur de projeter les coûts de l'achat relatifs
des plusieurs types de machines Stirling. C'est possible que
le moteur Stirling coûtera plus que l'étincelle ignition
le moteur à combustion interne, et en gros le même comme un slowspeed
moteur diesel de la même qualité. Mais le Stirling
est possible que le moteur ait des coûts de maintenance inférieurs que non plus
de ceux-ci à cause de sa grande simplicité.
 
Le Moteur du gaz pauvre comme un Concurrent du Stirling
Le moteur
 
Le moteur du gaz pauvre court sur le gaz au moyen d'un biomasse - à - gaz
le convertisseur a appelé un générateur du gaz pauvre. Le moteur
utiliser le gaz pauvre peut être un moteur de l'essence converti ou un
moteur diesel utiliser gaz pauvre principalement mais exiger aussi un
petite quantité de combustible diesel comme allumeur pour le gaz pauvre.
Depuis que cette combinaison peut faire la même chose comme en fait un
Le moteur Stirling--c'est, développez le pouvoir mécanique de bois
et autre biomasse--on est contraint pour demander si le Stirling
le moteur a tout avantage sur la combinaison de producteur
gazogène et combustion interne conventionnelle
le moteur. Dans quelques cas, la réponse est oui.
 
Le moteur Stirling a trois avantages:   (1) il peut brûler
les combustibles avec haut taux de cendres tel que riz décortiquent qui le
les system du gaz pauvre ne peuvent pas; (2) depuis les produits de la combustion
n'entrez pas le moteur Stirling, ils n'exigent aucun nettoyage,
par contraste avec le moteur à combustion interne du gaz pauvre;
et (3) le moteur Stirling, dans combinaison avec un simple
le brûleur du combustible forgé, est un beaucoup plus simple et plus sans entretien
system que la combinaison de générateur du gaz pauvre,
system du nettoyage, et moteur à combustion interne.
 
Le moteur Stirling double le system du moteur du gaz pauvre
si le combustible être utilisé n'est pas de haute qualité, tel que riz,
les cosses, et si le coût de maintenir le system de l'ignition,
system injection, lubrification, et autre relativement délicat
composants du moteur à combustion interne et le générateur de gaz
est un problème, comme c'est si souvent.
 
La machine à vapeur comme un Concurrent du Moteur Stirling
 
C'est logique de considérer la machine à vapeur comme compétition naturelle
pour le moteur Stirling, comme c'était en fait au moment
Révérend Stirling l'a inventé. À ce temps la machine à vapeur était
le producteur du pouvoir dominant, alors que le moteur Stirling était
plus de combustible effectif, et beaucoup de plus sûr depuis que c'est presque impossible
pour causer un moteur Stirling d'exploser, et plutôt
facile faire avec une machine à vapeur. Aussi à ce temps, le grand
l'inconvénient du moteur Stirling était la température pauvre
résistance de la tête de l'appareil de chauffage de la fonte.
 
Aujourd'hui, la situation est différente. La machine à vapeur a
tombé dans désuétude, et le Stirling a leapt dans performance devant,
la vie, et disponibilité. Avec l'usage de séries 300
l'acier inoxydable, un communément matière disponible, il y a non
plus longtemps le danger d'échec de la tête de l'appareil de chauffage, au moins en dessous
700[degrees]C, lequel un combuster du combustible solide normal produit sur un
le moteur Stirling courant. Et c'est faisable de faire le
tête de l'appareil de chauffage de céramique, surtout dans très de basse pression
moteurs tels que le pumper de l'eau de piston libre simple.
 
Par conséquent, pour candidatures de bas pouvoir en dessous plusieurs dizaines de
les kilowatts, est possible que le moteur Stirling soit beaucoup plus de combustible
effectif, beaucoup de plus facile opérer, beaucoup de plus sûr, et exige
beaucoup moins d'entretien. C'est aussi possible qu'il coûte moins, depuis
le moteur Stirling a si peu de parties et tels simples dans
comparaison à la machine à vapeur. Par exemple, le Stirling
le moteur a besoin d'aucunes valves, alors que la machine à vapeur exige
beaucoup dans chacun de qui doit travailler infailliblement un chaud,
l'environnement corrosif.
 
 
 
LA BIBLIOGRAPHIE                     
    
 
Joshi, Profond; Seckler, David; et Jain, AVANT JÉSUS-CHRIST " Forêts Social,
Le Bois      Gasifiers et Irrigation de l'Ascenseur: Les Relations synergiques
     Entre Technologie et ressources naturelles dans
     Inde " Rurale. Janvier 1983, p. 1-16. (A ronéotypé)
 
Académie Nationale de Sciences. Les Moteurs " " Stirling. L'énergie pour
     Développement Rural. Washington, D.C.,: L'Académie Nationale
     Press, 1981, pp. 149-158.
 
Académie Nationale de Sciences. ' Moteurs de la Combustion externes--
     Rankine et Moteurs Stirling comme Pouvoir Peu important
Sources      pour les pays en voie de développement ". L'énergie pour Rural
Le Développement     . Washington, D.C.,: La Presse d'Académie Nationale,
     1976, Appendice 4, pp. 246-269.
 
Ross, A. Stirling Cycle Moteurs. Phénix, Arizona, 1977.
 
Urieli, je., et Berchowitz, D.M. Stirling Cycle Moteur
L'Analyse     . Bristol, Angleterre,: Hilger Adam, 1984.
 
Walker, G. Stirling Cycle Machines. Oxford, Angleterre,: Oxford
     Université Presse, 1973.
 
Walker, G. Stirling Moteurs. Oxford, Angleterre,: Oxford
     Université Presse, 1980.
 
Le bois, J. Gary; Chagnot, Bruce J.; et Penswick, Lawrence B.,
Dessin      " d'un Bas Moteur de l'Air de la Pression pour Troisième Monde
     Use ". Le Papier a présenté aux 17e Intersociety Annuels
     Conférence D'énergie, Los Angeles, Californie, août 1982.
 
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