Gamma-Konfiguration-Stirlingmotor

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Der Gamma-Konfiguration-Stirlingmotor ist ein Stirlingmotor, bei dem Arbeits- und Verdrängerkolben in verschiedenen miteinander verbundenen Zylindern untergebracht sind.

Die Gamma-Konfiguration kann auch als Abwandlung der Beta-Konfiguration gesehen werden. Bei der Abgrenzung gibt es unterschiedliche Meinungen. Die hier beschriebenen Niedertemperatur-Stirlingmotoren werden teilweise auch als Beta-Konfiguration angesehen.[1]

Modellmotoren[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Niedertemperatur-Stirlingmotoren[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Heute sind kleine Gamma-Konfiguration-Stirlingmotoren [2] im Handel erhältlich, die z. B. mit der Wärme einer Handfläche betrieben werden. Die Motoren werden auch Handwärme Stirling oder Kaffee-Stirlingmotor[3] genannt. Als Energiequelle reichen die Körperwärme oder eine Tasse warmer Kaffee aus. Legt man Eiswürfel auf die obere Platte, läuft der Motor auch mit Umgebungswärme. Die ersten Autoren der Studien auf niedrigen Temperaturdifferenz Stirlingmotoren sind Ivo Kolin und James Senft. Theoretisch kann die Temperaturdifferenz auch von nur einem Kelvin sein.[4][5]

Pumpen-Design[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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Stirlingmodellmotoren für den Schreibtisch verwenden oft das „Pumpen-Design“. Der Name kommt daher, dass der oben liegenden Kipphebel an eine (handbetriebene) Pumpe erinnert.

Der Verdrängerkolben und -zylinder können aus Glas sein[6] oder Metall[7] und ist horizontal ausgerichtet. Der Verdrängerkolben ist in der Regel hohl, um Gewicht zu sparen.

Der Arbeitskolben ist vertikal ausgerichtet und über einen Kipphebel mit der Kurbelwelle verbunden. Mit der Kurbelwelle verbunden ist ebenfalls ein Schwungrad.[8]

Liegender Stirling Motor[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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Bei der liegenden Bauweise sind Arbeits- und Verdrängerkolben über eine gemeinsame Kurbelwelle verbunden. Auf der Kurbelwelle ist auch ein Schwungrad.

Der Gasweg zwischen Arbeits- und Verdrängerzylinder wirkt als Totvolumen/Schadraum.

Alternative Namen:

  • liegender Stirlingmotor[9]
  • Inline Runner[10]

Andere Formen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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Vorteile[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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  • mechanisch Einfacher als Alpha- und Beta-Typ[11]
  • Unterschiedlich große Zylinder möglich[12]
  • Theoretisch effizienter aufgrund der größeren Wärmeaustauschfläche.

Nachteile[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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  • eine der Pleuelstangen muss abgedichtet sein[13]
  • großes ungenutztes Volumen[13]/Totvolumen[14]
  • Kompressionsverhältnis geringer als Alpha- und Beta-Typ[13]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Kongtragool, Bancha, and Somchai Wongwises. "A review of solar-powered Stirling engines and low temperature differential Stirling engines." Renewable and Sustainable energy reviews 7.2 (2003): 131-154.
  • Senft, James R. An introduction to low temperature differential Stirling engines. Moriya Press, 1996.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Gamma Stirling engines – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
 Commons: Low enthalpy Stirling engines – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. http://www.stirling-fette.de/howdo.htm
  2. Animationen
  3. http://www.boehm-stirling.com/blog-detail/items/kaffee-stirling.html
  4. "Ever seen an engine powered by a hot cup of coffee? You have now." [1]
  5. Senft, James R. An introduction to low temperature differential Stirling engines. Moriya Press, 1996.
  6. Hog Stirling Motoren, siehe zum Beispiel dieses Foto: Commons:File:Stirlingmotor 3.jpg
  7. Boem Stirling Motoren
  8. http://www.boehm-stirling.com/hb11.html
  9. http://www.boehm-stirling.com/hb7.html
  10. http://www.boehm-stirling.com/hb7.html
  11. http://www.okofen-e.com/de/stirlingmotor/
  12. http://www.stirling-und-mehr.de/Definition_Stirlingmotor_Ridermotor.html
  13. a b c https://hps.hs-regensburg.de/~elm39139/BWK_FD.pdf
  14. [2]