El principio de los motores de Robert Stirling, un reverendo escocés que en 1816 lo inventó, estaba basado en la contracción y expansión de un gas al llevarlo a un foco caliente que lo dilata y luego a otro foco frio que lo contrae.

“Esquema de la Stirling original”

-Teóricamente una máquina de este tipo funciona lo más cerca posible del ciclo de Carnot, resultando ser muy óptima.

-Consume cualquier tipo de combustible que produzca calor.

“Esquema del principio de funcionamiento”

-Actualmente hay infinidad de aparatos experimentales funcionando domesticamente, unos fabricados en plan bricolage y otros vendidos como juguetes (ver You-Tube, Google, etc).

-Uno de estos aparatos lo mostramos a continuación como ejemplo.

“Experimento doméstico”

-Con el simple calor emitido por una taza de café hace funcionar este tipo de motor.

-Hay muchos estudios y ensayos e incluso aplicaciones practicas de los principios de los motores Stirling.

“Motor romboico tipo Beta del Stirling”

-Existe la variante de motor Gamma y actualmente se ensayan en laboratorio motores como el siguiente.

“Otro ensayo actual”

-De hecho se utiliza en más de media docena de submarinos desde los años 1980’s en inmersión, haciendo girar una dinamo para mover el motor principal o cargar baterías.

-Pero en lo que a esta publicación atañe, se está estudiando su uso también en aviación. En la revista Airsport salió una presentación de varios conceptos de motor Stirling, de un módulo, dos acoplados, tres radiales y cuatro radiales.

“Versión de un cilindro”

“Versiones de dos, tres y cuatro cilindros”

Del Apéndice 6: La NASA y el DOE (Department of Energy) han trabajo en motores de 15 kW y para los futuros viajes interplanetarios, calentados con el calor solar (punto caliente) para mover el pistón libre y este un alternador lineal.

“Stirling de pistones libres y 15 kW”

“Stirling de piston libre y alternador lineal”

-A la izquierda vemos claramente los imanes permanentes y el estátor o bobinado fijo.

-Entre ambos, unas piezas polares se mueven alternativamente arrastradas por el pistón libre de la derecha. Se trata de un esquema teórico.

-A continuación un diseño real de este tipo de generadores de corriente alterna activados por el pistón libre de un Stirling. En este caso es el diseño de la Cummins.

-Los filamentos superiores son unos tubos de calentamiento (posiblemente expuestos al sol y/o con unos espejos lenticulares).

“El alternador lineal Cummins de pistón libre”

-Otra versión de pistón libre/hidráulico para usos espaciales también (ver Stirling).

“Motor Stirling/hidraulico”

-Los motores basados en el ciclo de aire caliente de Stirling han sido estudiados y ensayados continuamente, estando en continuo progreso.

-Una de las aplicaciones más estudiadas ha sido la de ir a bordo de vehículos espaciales aprovechando el calor del Sol.

-Hacia el último tercio del siglo anterior ya se hicieron estos motores con la unificación del ciclo Stirling con el Brayton y el Rankine dentro de estos motores, resultando máquinas como la siguiente.

“Uno de los últimos diseños Stirling” (PeT)

“Esquema con los tres ciclos” (PeT)

-Para optimizar el funcionamiento, el ciclo Brayton aporta unos recuperadores de calor, o “reheats”.

-Al mecanismo que hemos conocido en los anteriores capítulos de este motor y en esta misma publicación, con bielas han aparecido últimamente los platos oscilantes.

“Los dos mecanismos mencionados”

“Posibilidad de hacer motores multicilíndricos”

-Notar que la fuente de calor puede ser producida por innumerables medios y combustibles.

-Varios fabricantes como se ha dicho, han trabajado sobre los Stirlings, logrando motores factibles y de ciertas potencias que van aumentando con el tiempo. Philips tiene un prototipo de doble actuación y 60 CV

-Otro fabricante como la GM y su Research Laboratories tambien han trabajado con estos motores.

“El Stirling de Philips” (PeT)

“El GM, listo para el espacio” (PeT)

-El diseño del GM era con destino a ser utilizado en el espacio, donde fuera preciso un movimiento, como generadores, compresores, etc.

-Podemos ver mejor en un experimento donde se utiliza el calor de las radiaciones del Sol para hacer funcionar un Stirling, como sería en el espacio.

“Motor Stirling de juguete demostrador, energía solar”

-Como continuación del capitulo Stirling tenemos además otros desarrollos en los que observamos un mismo estilo con variantes propias para cada diseño de motor.

“Stirling monocilíndrico”

“De cuatro cilindros y dos cigüeñales interconectados”

“Aspecto real del anterior Stirling útil” (PeT)

“Motor Stirling de cuatro cilindros convergentes en V y un cigüeñal”

-Parece ser que el motor que presentamos a continuación funciona con este sistema. Puede funcionar con gas de alumbrado, gasolina o alcohol.

-Hacia los años 1910’s, época a la que pertenece, fue un ensayo pues la potencia era mínima y las revoluciones unas 500 por minuto.

“Pequeño motor de aire caliente”

-Arrastra un ventilador en este caso.

“Stirling sueco”