Двигатель Стирлинга или рывок «эпохи пара»

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.