W całym XIX wieku świat napędzany był parą. Nie była to jednak technologia doskonała – ze względu na duże zużycie paliwa i naturalne ryzyko związane z kotłami, które mogły powodować poważne wypadki. Silnik Stirlinga próbował zadomowić się w przemyśle, obiecując większą wydajność i bezpieczeństwo. Generalnie można powiedzieć, że spełnił te obietnice, ale znalazł zastosowanie głównie w aplikacjach o niskiej mocy, w tym w wentylatorach i gramofonach.
Dziś nie ma wątpliwości, że ropa i silniki spalinowe pochłonęły wszystko po drodze, ale para była «rozwiązaniem ostatecznym» w swoim czasie, a także spotkała się z pewną konkurencją w postaci silnika Stirlinga. Na początku września wyjaśniliśmy, jak zbudować tanią, domową i edukacyjną wersję a samo zobaczenie silnika w akcji ujawnia jego potencjał.
Jak działa silnik Stirlinga?
W istocie silnik ma zdolność przekształcania różnicy temperatur w pracę mechaniczną, wykorzystując płyn (w tym przypadku powietrze, ale można użyć innych gazów) dzięki jego rozprężaniu i sprężaniu. Wszystko zaczyna się od uszczelnionego cylindra wypełnionego powietrzem. Jeśli go podgrzejemy, ciśnienie wzrasta, a jeśli go schłodzimy – maleje. Jeśli na tym cylindrze umieścimy kolejny z małym tłokiem, to ruch tłoka «w górę» następuje wraz ze wzrostem ciśnienia, a «w dół» – z jego spadkiem.
Jeśli do głównego cylindra dodamy tarczę lub tłok, który przesuwa się wraz ze zmianą ciśnienia, i połączymy go z tłokiem tak, aby się wzajemnie napędzały (za pomocą koła zamachowego), cykl będzie utrzymywany, dopóki istnieje różnica temperatur.
To tylko jedna z odmian silnika Stirlinga. Powstały również wersje z większą liczbą tłoków, zawsze w celu optymalizacji ogólnej wydajności. Mimo tych wysiłków silnik Stirlinga nie zdołał przebić się w przemyśle ciężkim i na początku XX wieku stał się «silnikiem domowym». Jakie urządzenia go wykorzystywały? Przede wszystkim wentylatory:
Wentylatory Stirlinga
Model prezentowany na filmie został wykonany przez Huberta Raaba w Zeitz w Niemczech. Lampa, która na pierwszy rzut oka nie jest zbyt mała (zasilana naftą lub innym podobnym paliwem), służy jako źródło ciepła, a łopatki wentylatora są połączone bezpośrednio z kołem zamachowym za pomocą osi. Jego poziom hałasu nie jest wyższy niż w ówczesnej maszynie do szycia (1909-1910), a jego działanie robi wrażenie nawet po zdjęciu lampy.
Gramofon Paillard Maestrophone
Poniżej mamy pokaz tak zwanego «Paillard Maestrophone No. 205», gramofonu wprowadzonego na rynek w 1910 roku. W tamtych czasach były tylko dwie opcje: elektryczność (droga, ryzykowna i ograniczona) lub modele «na korbkę». Maestrophone próbował być «trzecią opcją» – z małym palnikiem na alkohol i obudową, która pozwalała użytkownikowi widzieć zarówno ruch mechanizmu, jak i płomień.
Niestety nie radził sobie dobrze. Choć był cichy i wydajny, niektóre egzemplarze kończyły w płomieniach mimo wentylacji i azbestowych płyt (ogień + alkohol + drewniana obudowa = zły pomysł). Maestrophone był też bardzo drogi i zaprzestano jego produkcji wraz z wybuchem I wojny światowej.
Muzyczne pudełka z silnikami Stirlinga niekoniecznie są stare. W rzeczywistości cieszą się pewną popularnością w środowisku DIY i są świetnymi projektami dla każdego, kto jest gotów podjąć takie wyzwanie. Niektóre gotowe projekty to prawdziwe piękności łączące mosiądz, szkło i drewno. Jednym z głównych celów jest redukcja hałasu, aby nie przeszkadzał w odtwarzaniu muzyki.
I pamiętaj – możesz kupić silnik Stirlinga i postawić go na biurku jako ozdobę. Dostępne od 15 euro w wielu konfiguracjach i rozmiarach. Na Amazonie dostępny jest model o kodzie B01N2G1WBR.
