Stirling Freikolben Motoren

Wenn das Licht ausgeht

Elmar Battlogg

• Verlag: Books on Demand
• Jahr: 2022
• ISBN drucken:
  9783755783251
• eBook-ISBN:
  9783756251094
• Auflage: 1
• Thema: Technology & Engineering
• Thema: Engineering General

Stirling Freikolben MotorErfahrungsbericht einer NeuentwicklungNach zahlreichen Anfragen zu seinem Stirling-Freikolben-Motor hat sich Elmar Battlogg dazu entschlossen, ein Buch darüber zu schreiben. Darin beschreibt er seine neueste Entwicklung, einen Stromgenerator den er mit einem Teelicht betreibt. Auf einfache Art und Weise baute er sich mit Dosen eine Maschine die Wärme in mechanische Energie umwandelt. Ein eigens für den Motor entwickelter Generator liefert den Strom mit dem er LED-Lichter eindrucksvoll zum Leuchten bringt.

Generator

Linear Generator

Die großen Freikolben-Stirling-Maschinen benötigen normalerweise einen linearen Generator mit Eisenkern zur Stromerzeugung. Bei meinen Stromgeneratoren die ich gebaut habe genügte eine Induktionsspule bei der sich innen ein Dauermagnet auf und ab bewegte. Durch die geringe Leistung von 2 Watt konnte ich mir eine weitere Entwicklung ersparen. Damit jedoch eine Sinuswelle heraus kam, musste darauf geachtet werden, dass der Nord- wie auch der Südpol in die Spule eintauchte. Bewährt haben sich Neodym Magnete mit einer länglichen Bauform. Die Spule sollte so konstruiert werde, dass beide Pole etwas herausragen. Es waren doch einige Spulen notwendig bis die passende Form gefunden wurde. Geeignet hat sich eine flache Spule mit einem 0.01mm Kupferdraht mit sehr viel Windungen. Eine genaue Windungszahl kann ich nicht angegeben. Der Draht wurde mit einer Bohrmaschine aufgewickelt. Ein weiterer Vorteil von dieser schmalen Spule war ein ruhiger Lauf beim Stirlingmotor, er reagiert nicht auf jeden Lastwechsel, wenn LED, s zu oder abgeschaltet wurden. Bei einer weiteren Entwicklung ist der Stirlingmotor sogar auch bei einem Kurzschluss weitergelaufen. Die Frequenz hat sich etwas gesenkt, jedoch ist er nicht stehen geblieben. Eine flache Konstruktion der Spule die weniger effektiv ist wurde aus weiteren Gründen notwendig. Während der Startphase, wenn die Flamme von Maxi Teelicht noch nicht die volle Leistung erbrachte, ist der Motor trotzdem angelaufen. Auch ein Luftzug der die Flamme zum Flackern brachte, konnte den Stirlingmotor nicht aus der Ruhe bringen, er ist einfach weitergelaufen. Die LED, s gingen so lange aus, bis die Flamme wieder genügend Wärmeleistung brachte, die der Stirlingmotor benötigt um den elektrischen Strom zu erzeugen.

Induktionsspulen zur Stromerzeugung haben den Vorteil, dass sie keinen Eisenkern brauchen. Sie können bei kleinen Leistungen gut eingesetzt werden. Der bauliche Aufwand ist gering. Benötigt wird ein Spulenkörper auf dem ein dünner Kupferdraht aufgewickelt wird. Je höher die Windungszahl ist, um so höher ist die Ausgangsspannung. Eine Induktion funktioniert nur wenn ein elektrischer Leiter in einem Magnetfeld bewegt wird. Bei meinen Stirling Freikolben Motoren wird jedoch ein Dauermagnet in einer Spule bewegt. Das hat den Vorteil das die zwei Drähte die von der Spule kommen nicht bewegt werden müssen. Damit können sie einen Leiterbruch vermeiden. Sie können über ein kleines Loch die Leiter oder ein Kabel aus dem Gehäuse führen und luftdicht verkleben.

Neodym Magnete

Neodym Magnete können heutzutage relativ günstig erworben werden. Der Online Handel bietet sie in allen Größen und Formen an. Die Befestigung an einer Membran stellte sich jedoch als eines der größten Herausforderung heraus. Die Blechdosen sind aus Eisen und deshalb magnetisch, weshalb der Dauermagnet einen gewissen Abstand vom Gehäuse haben musste. Damit der Neodym Magnet nicht vom Eisen beeinflusst wurde musste ein Abstandhalter der nicht magnetisch war, zwischen Membran und Spule eingesetzt werden. Der Generator konnte so ungestört elektrischen Strom erzeugen. Neodym Magnete sind sehr stark und das ist gut so. Damit der Magnet nicht den Spulenkörper berührt, musste auch hier ein Spalt von 2 mm eingehalten werden. Einer der Nachteile, je größer der Spalt ist um so weiter ist der Magnet vom von der Kupferspule entfernt und kann damit nicht die volle Kraft auf die Spule ausüben. Ist der Spalt zu klein, dann könnte der Magnet die Spulenkörper berühren und so durch Reibung wiederum Kraft verlieren.

Abb: ©Mikiemike (talk) 20:27, 11 February 2008 (UTC) - Eigenes Werk (Originaltext: self-made) A linear motor or alternator

Weitere Konstruktionen

Aufladung von Stirlingmotoren

Bei dieser Abbildung handelt es sich um einen hermetisch abgedichteten Prototyp. Mit dieser Anordnung konnte ich erstmals Tests mit Überdruck durchführen. Getestet wurde Luft, Stickstoff und Helium als Arbeitsgas. Aus Sicherheitsgründen wurde der Mitteldruck auf maximal 10 Bar begrenzt. Ein Schwachpunkt war der Erhitzer, er war aus zwei Teilen mit Hartlot zusammengelötet. Ein ...

Inhaltsverzeichnis

• Inhaltsverzeichnis
• Einleitung
• Stirling-Freikolben-Generator W 2
• Erhitzer
• Luftkühlung
• Verdränger
• Stirling Kreisprozess
• Wärmequellen
• Generator
• Schlusskommentar
• Impressum