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Stirlingmotor

Baulexikon

Der Stirlingmotor ist nach der Dampfmaschine die zweitälteste Wärmekraftmaschine. Vom Prinzip her hat der Stirlingmotor einen höheren Wirkungsgrad als die Dampfmaschine oder als ein Benzin- oder Dieselmotor.

Im Stirlingmotor wird Wärmeenergie in mechanische Arbeit umgesetzt. Die erforderliche Wärmeenergie wird von außen an den Stirlingmotor herangeführt. Er ist also nicht wie der Benzin- oder Dieselmotor auf die "innere" Verbrennung eines besonderen Kraftstoffes angewiesen, sondern kann mit beliebigen Wärmequellen arbeiten, wie z. B. mit Restwärme aus industriellen Prozessen, mit Solarenergie, mit Wärme aus der Verbrennung von Deponiegas oder mit Wärme aus der Verbrennung von festen und flüssigen Brennstoffen.

Funktionsprinzip des Stirlingmotors

Im Stirlingmotor bewegen sich zwei Kolben, der so genannte Verdrängerkolben und der Arbeitskolben. Beide Kolben sind etwas versetzt an einem Schwungrad, mit dem mechanische Arbeit verrichtet werden kann, befestigt. Die Funktionsweise des Stirlingmotors:

1.	Der Druck im Inneren des Heizzylinders steigt und die Luft dehnt sich aus. Der Verdrängerkolben bewegt sich wegen seiner Versetzung zum Arbeitskolben um 90° kaum. Deshalb strömt die erhitzte Luft an ihm vorbei in den Kühlzylinder und schiebt den Arbeitskolben nach hinten.
2.	Durch die Bewegung des Verdrängerkolbens, aufgrund der Drehung des Schwungrades, wird die gerade erhitzte Luft in den Kühlzylinder verdrängt. Dort gibt sie Energie in Form von Wärme an den Kühlzylinder ab. Ihre Temperatur sinkt. Der Arbeitskolben bewegt sich dabei kaum.
3.	Fast die gesamte Luft aus dem Heizzylinder ist jetzt im Kühlzylinder. Durch das Schwungrad schiebt sich der Arbeitskolben nach vorn und komprimiert dabei die Luft. Diese erwärmt sich dadurch aber nicht, sondern gibt weiter Energie an den Kühlzylinder ab. Ihre Temperatur bleibt konstant. Der Verdrängerkolben bewegt sich kaum.
4.	Der Arbeitskolben ist nun an seiner inneren Position. Der Verdrängerkolben bewegt sich wieder zurück, wobei er die abgekühlte Luft aus dem Kühlzylinder in den Heizzylinder verdrängt. Dort wird die Luft erwärmt. Der Stirlingmotor kann als Kühler oder als Wärmepumpe eingesetzt werden.

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