Двигатель Стирлинга или рывок «эпохи пара»
Молодость обычного скромного шотландского священника Роберта Стирлинга пришлась на начало 19 века. Это было время индустриальной революции, паровых машин и ужасных условий труда. Роберт своими глазами видел, как страдают люди, как много взрослых людей и детей погибает в угольных шахтах от взрывов паровых машин, которые обеспечивали работу насосов для откачивания воды.
Поскольку юный Роберт был знаком с инженерным делом и увлекался устройством машин, он решил создать такую машину, которая была бы безопасной и работала с наименьшим давлением.
Законы термодинамики были неизвестны, но Стирлинг знал, что при нагревании газ расширяется, а при охлаждении - сжимается. Это свойство он решил положить в основу своего изобретения.
27 сентября 1816 года Роберт Стирлинг получил патент на тепловой двигатель. Устройство было простым и включало в себя 2 поршня- рабочий и вытеснительный, маховик, теплообменный цилиндр и охлаждающую рубашку. Источник тепла располагался отдельно под теплообменным цилиндром.
Принцип работы был простым: в основании цилиндра от источника тепла происходило нагревание воздуха, который под давлением двигал рабочий поршень вверх. Это приводило в работу маховик, который отправлял вытеснительный поршень вниз. Маховик также обеспечивал синхронную работу обоих поршней. Вытеснительный поршень выдавливал разогретый воздух вверх, где температура за счет охлаждающей камеры низкая, там воздух остывал и сжимался. Благодаря этому рабочий поршень опускался вниз. Тем временем вытеснительный поршень двигался вверх и вытеснял охлажденный воздух в основание цилиндра, где он снова нагревался и цикл повторялся.
Такой тип двигателя стал прекрасной заменой паровой машине из-за невысокого внутреннего давления.
Двигатель Стирлинга был безопасным, что и было конечной цель уже далеко не простого шотландского священника.
В дальнейшем были запатентованы несколько вариаций такого двигателя, но суть оставалась та же.
Из-за низкого КПД такие двигатели уступили своё место лидера двигателям внутреннего сгорания.