Der Stirlingmotor

Stirlingmotoren sind Wärmekraftmaschinen, d.h. sie wandeln Wärme hoher Temperatur in mechanische Energie um. Ein im Motor eingeschlossenes Arbeitsgas wird dazu erwärmt. Im Heizteil wird die Wärme höher.

Temperatur in den Motor gebracht und durch den Arbeitsteil in mechanische Energie umgewandelt. Diese mechanische Energie wird an einem Schwungrad frei und lässt sich vielfältig nutzen, zum Beispiel zur Erzeugung von elektrischer Energie.

Die Geschichte des Stirlingmotors

Schottland zu Beginn des 19. Jahrhunderts: In der Gemeinde des Pfarrers Robert Stirling müssen selbst sechsjährige Kinder in den Kohlebergwerken arbeiten. Sie Er erhält als 26-jähriger ein Patent auf ein neues Verfahren zum Antrieb von Maschinen.

Der Stirlingmotor ist geboren.

Der erste Motor, der mit Robert Stirlings Prinzip arbeitete, war sehr einfach konstruiert. Er wurde später noch entscheidend weiterentwickelt. So wurde noch ein zweites Schwungrad hinzugefügt und das Arbeitsgas verändert bzw. dessen Druck erhöht.

Am Anfang des 20. Jahrhunderts waren weltweit ca. 250.000 Stirlingmotoren im Einsatz, als Tisch-Ventilatoren, Wasserpumpen und Antriebe für Kleingeräte. Sie versorgten Privathaushalte und kleine Handwerksbetriebe mit mechanischer Energie. Als sich Otto-, Diesel- und Elektromotoren immer weiter verbreiteten, wurden die Stirlingmotoren zunehmend vom Markt verdrängt.

Der Bau des Stirlingmotors

1. Der Kühlzylinder, wie der Name sagt, kühlt die erwärmte Luft wieder ab.

2. Der Heizzylinder erwärmt durch die ihm von außen zugeführte Energie die Luft in

seinem Inneren.

3. Der Verdrängerkolben hat die Aufgabe möglichst viel heiße Luft aus dem Heizzylinder

zu verdrängen. Das ist nur möglich, weil er nicht dicht an der Innenwand der

Zylinder anliegt.

4. Der Arbeitskolben liegt dicht an der Innenwand des Kühlzylinders an, und bildet

somit die abgeschlossene Luftmenge des Motors.

5. Die Pleuelstangen verbinden den Arbeits- bzw. Verdrängerkolben mit dem Schwungrad.

Die Stangen die am Schwungrad um 90° versetzt angebracht sind, lassen somit auch die Kolben versetzt arbeiten.

6. Das Schwungrad dient der Abnahme der erzeugten Energie.

Weiterhin bewegt es durch seinen Schwung die Kolben wieder zurück in ihre Ausgangslage.

7. Die Wärmequelle, die den Heizzylinder und somit die Luft erwärmt, liegt außerhalb des Motors.

Sie ist deshalb frei wählbar, soweit die Energiezufuhr ausreichend ist.

Die beschriebenen Bauteile sind die wesentlichen Elemente eines Stirlingmotors. Zusätze, wie ein zweites Schwungrad oder ein bestimmtes Arbeitsgas, können die Leistung des Motors erhöhen. Auch eine unterschiedliche Anordnung der Bauteile ist möglich. So kann anstatt der Versetzung der Pleuelstangen auch die Zylinder um 90° versetzt werden.