Κίνηση χωρίς μόλυνση με μία ριζοσπαστική γεννήτρια που για καύσιμο θα καίει ...οτιδήποτε!

Σκοπός δεν είναι να παρουσιαστεί μία λύση για το πρόβλημα μόλυνσης του πλανήτη μας, αλλά το τί θα μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για μετακινήσεις στο Νέο Σύστημα. Βέβαια ο Ιεχωβά θα μας υποδείξει ακόμη πιο απλές και οικολογικές λύσεις χωρίς μόλυνση. Τότε θα δούμε το μεγαλείο του και στον τομέα αυτό. Δείτε λοιπόν την εδώ και 2 αιώνων τεχνολογία κίνησης Stirling χωρίς μόλυνση, που προσπαθούν να θέσουν σε εμπορική εκμετάλλευση εταιρίες για τις σημερινές ανάγκες μετακίνησης.

Όποιος θυμάται τα κατορθώματα της Segway δεν θα  εκπλαγεί με το υβριδικό scooter του ιδιοκτήτη και εμπνευστή των  Segway, του Dean Kamen.
Ο απίστευτα εμπνευσμένος αυτός άνθρωπος είναι έτοιμος να βγάλει στην παραγωγή ένα scooter που συνδυάζει ένα ηλεκτροκινητήρα με μία ριζοσπαστική γεννήτρια που για καύσιμο θα καίει ...οτιδήποτε!
Με αυτό τον τρόπο ο απίστευτος Μr Segway αποδεικνύει το μοναδικό ταλέντο του να αναζητά λύσεις για  καθημερινές εφαρμογές, σε εντελώς διαφορετικούς δρόμους από  τους υπόλοιπους.

Στο πρωτοποριακό scooter που προτείνει ο Kamen χρησιμοποιούνται σχετικά συμβατικές μπαταρίες και μία γνωστή διάταξη ηλεκτροκινητήρα  -η εμπειρία άλλωστε υπήρχε ήδη από τα Segway-αλλά το πραγματικά ριζοσπαστικό είναι η παρέμβαση στο κύκλωμα ενός κινητήρα εξωτερικής καύσης Stirling (εξωτερικής καύσης) που θα επαναφορτίζει τις μπαταρίες.
Ο κινητήρας Stirling είναι πιο κοντά σε ότι αφορά στις αρχές λειτουργίας του σε ένα ατμοκινητήρα αφού η καύση γίνεται εξωτερικά και μην έχοντας την ανάγκη ενός καυσίμου που θα καίγεται αστραπιαία μέσα σε ένα θάλαμο καύσης. Πρακτικά, αυτή η διάταξη μπορεί να χρησιμοποιήσει για καύσιμο οτιδήποτε μπορεί να καεί αποδεσμεύοντας έτσι το όχημα από την χρήση συγκεκριμένου καυσίμου. Με όποιες κοσμογονικές αλλαγές θα μπορούσε να σημάνει αυτό για την καθημερινότητά μας...

Αν και το πρωτότυπο όχημα (δεν είναι σίγουρο αν πρόκειται για μοτοσυκλέτα ή scooter) δεν έχει ακόμη παρουσιαστεί ακόμη στο κοινό - αντίθετα με το ανάλογης τεχνολογίας αυτοκίνητο του Kamen- ο ίδιος ο Dean Kamen χρησιμοποιεί το πρωτότυπο για να κινείται στο σπίτι του (σ.σ. ένα ολόκληρο νησί κοντά στη Nέα Υόρκη...). Όπως φαίνεται και στα σχήματα της πατέντας με νούμερο US7,469,760 B2 που κατατέθηκε στις 30/12/08 το όχημα φαίνεται εξωτερικά σαν ένα συνηθισμένο scooter με τον κινητήρα Stirling και το δοχείο καυσίμων να είναι τοποθετημένα αμφότερα κάτω από την σέλα, οι επαναφορτιζόμενες μπαταρίες στο πάτωμα (στα πόδια του αναβάτη) και ένα ψυγείο στο μπροστινό μέρος. Αν και ένας κινητήρας Stirling δεν μπορεί να δώσει υψηλές επιδόσεις (γύρω στους 5hp) είναι σημαντικό ότι ακόμη και με αυτή την ιπποδύναμη θα μπορεί να κινήσει μόνος του το όχημα αλλά και να φορτίζει τις μπαταρίες του ηλεκτροκινητήρα ακόμη και όταν το όχημα δεν κινείται! Η επιπλέον ιπποδύναμη του ηλεκτροκινητήρα θα προστίθεται σε αυτή του Stirling με αποτέλεσμα επιπλέον επιδόσεις. Αλλά το σημαντικότερο είναι ότι αφήνοντας τον Stirling "αναμμένο" ακόμη και όταν το scooter είναι παρκαρισμένο αυτός θα φορτίζει τις μπαταρίες ώστε ουσιαστικά οι μπαταρίες του να μην μένουν ποτέ από ενέργεια!

Ο Kamen πιστεύει τόσο πολύ στην τεχνολογία Stirling που έχει διαθέσει ήδη 50 εκατ. δολάρια στην εξέλιξή του και εφαρμογή σε αυτοκίνητα, μοτοσυκλέτες ακόμη και σε εξυγιαντές νερού που θα χρησιμοποιηθούν στον αναπτυσσόμενο κόσμο.

ΚΙΝΗΤΗΡΑΣ STIRLING: Επαναστατική ιδέα ηλικίας ...200 ετών!
Αν και ο Robert Stirling πίσω στις αρχές του 19ου αιώνα ήταν ο  εφευρέτης του πρώτου "κινητήρα αέρα" μέχρι την δεκαετία του 1940 αυτού του είδους οι κινητήρες ήταν γνωστοί από τα ονόματα των κατασκευαστών τους (Rider's, Robinson's και Heinrici's). Tότε, η Philips που είχε πειραματισθεί με το ζήτημα κατέληξε στην διάταξη του Stirling τον Απρίλιο του 45 αφήνοντας αυτό το όνομα να χαρακτηρίζει αυτού του είδους τους κινητήρες.

ΠΩΣ ΑΚΡΙΒΩΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΕΙ ΕΝΑΣ ΚΙΝΗΤΗΡΑΣ STERLING;

Aν και η συγκεκριμένη διάταξη έχει εμφανιστεί το 1816 ποτέ δεν μπήκε στην παραγωγή με αποτέλεσμα να μην είναι γνωστή στους περισσότερους η λειτουργία του. Έχουμε λοιπόν και λέμε: Οπως και στους ατμοκινητήρες και τους κινητήρες εσωτερικής καύσης που χρησιμοποιούμε σήμερα ο Stirling χρησιμοποιεί ένα πιστόνι το οποίο κινεί ένα στρόφαλο. Εδώ όμως δεν υπάρχουν βαλβίδες αφού δεν μπαίνει ούτε φεύγει κάποιο καύσιμο από τους κυλίνδρους. Αντίθετα, η ιδέα είναι ότι το καύσιμο διαστέλλεται όταν είναι ζεστό και συστέλλεται όταν είναι κρύο.
Δαμάζοντας αυτό το φυσικό χαρακτηριστικό επιτυγχάνεται η κίνηση.
Υπάρχουν διάφορες εκδοχές στην δομή του αλλά σε αυτή του Kamen (σύμφωνα με την Wikipedia ορίζεται σαν Alpha Stirling) χρησιμοποιούνται δύο κύλινδροι με το ένα πιστόνι/κύλινδρο να είναι θερμαινόμενο και το άλλο να ψύχεται. Μπαίνοντας το όποιο καύσιμο (κανονικά ήλιο) στο θερμαινόμενο πιστόνι διαστέλλεται προκαλώντας την κίνηση του πρώτου εμβόλου που με την σειρά του κινεί τον στρόφαλο.
Μέχρι εδώ όλα μοιάζουν γνωστά. Στην φάση που το πιστόνι επανέρχεται (λόγω της κεκτημένης στροφορμής του στροφαλοφόρου άξονα) σ' αυτό που θα λέγαμε Άνω Νεκρό Σημείο σε ένα κινητήρα εσωτερικής καύσης τότε τα διασταλμένα αέρια διοχετεύονται μέσω μίας οδού (αντί για την ατμόσφαιρα μέσω εξάτμισης) στο δεύτερο πιστόνι όπου ο κρύος κύλινδρος αναλαμβάνει την συστολή των αερίων και την περαιτέρω προώθησή τους στον "θερμό" κύλινδρο. Φυσικά τα πιστόνια λειτουργούν αντίθετα σπρώχνοντας τα αέρια μπρος πίσω ενώ οι όποιες απώλειες του συστήματος αντιμετωπίζονται με την επανατροφοδότηση με τα καύσιμα μόνο που χάνονται από τις απώλειες. Πραγματικά απλό. Υπάρχει όμως και απλούστερο σύστημα (Beta Stirling όπου έχουμε ένα κύλινδρο με το "κρύο" πιστόνι να έχει τέτοιες ανοχές σε σχέση με τα τοιχώματα του κυλίνδρου που να επιτρέπουν την απρόσκοπτη πορεία των αερίων γύρω του.
Ας δούμε τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά του.

ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ
Συγκρινόμενος με ένα κινητήρα εσωτερικής καύσης o Stirling δίνει μικρή ιπποδύναμη και ροπή σε συνάρτηση με το μέγεθος και το βάρος του. Του χρειάζεται κάποιος χρόνος μέχρι να ζεσταθεί για να λειτουργήσει και δεν μπορεί να αντιδράσει γρήγορα στον χειρισμό του γκαζιού. Αυτό εξηγεί γιατί ποτέ δεν αντικατέστησε τον ατμοκινητήρα (ακόμη πιο αργό στο "ζέσταμα" αλλά πιο δυνατό) ή τον εσωτερικής καύσης (πολύ δυνατό, με μηδενικό χρόνο προθέρμανσης και με άριστη απόκριση στο γκάζι).
Τοποθετώντας τον όμως στην αλυσίδα των μπαταριών και του ηλεκτροκινητήρα αυτά του τα μειονεκτήματα γίνονται αδιάφορα...

ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ
Επειδή δεν χρειάζεται εσωτερική συμπίεση από ένα πολύ εύφλεκτο καύσιμο που να καίγεται αστραπιαία μέσα στους κυλίνδρους μπορεί να  χρησιμοποιηθεί σχεδόν παντού (σε όλα τα είδη οχημάτων και μηχανημάτων) και ανεξάρτητα με τι καύσιμο θα χρησιμοποιηθεί.
 Για τις περισσότερες εκπομπές των σύγχρονων καυσίμων φταίνε οι άκαυστοι υδρογονάνθρακες κι εδώ ο Stirling είναι πραγματικά "άπαιχτος" στην πρότασή του που κυριολεκτικά χρησιμοποιεί όλη την δύναμή του στις διαδρομές από τον θερμό στον ψυχρό κύλινδρο.
Επίσης χρησιμοποιεί την θερμότητα για να παράγει ενέργεια και κίνηση, ενώ μέχρι τώρα οι μηχανικοί προσπαθούσαν να την αποβάλλουν από τον κύλινδρο όσο γρηγορότερα γινόταν! Και επιπλέον με το να λειτουργούν "καθαρά" και με σταθερό ρυθμό ο Sterling είναι ιδανικός για σύνδεση με ηλεκτροκινητήρα.

ΥΠΑΡΧΟΥΝ ΑΛΛΕΣ ΠΙΘΑΝΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ;
Άλλες νέες εφαρμογές που σχεδιάζονται με βάση το ηλεκτρικό σύστημα που θα φορτίζεται από κινητήρα Stirling είναι ένα αυτόνομο ρομπότ για τον αμερικανικό στρατό το ποίο θα τρέφεται με ξύλα και φύλλα (!) το οποίο θα μπορεί να έχει ενέργεια για χρόνια χωρίς ανάγκη επαναφόρτισης!

Ο Kamen όμως δεν είναι ο μόνος που ασχολείται με τον κινητήρα Stirling αν και με τόσα χρήματα που έχει επενδύσει μέχρι τώρα βρίσκεται πολύ μπροστά στο θέμα.

Η Honda έχει επίσης ψάξει τον Stirling αλλά όχι μέχρι το σημείο να κινήσει ολόκληρο όχημα αλλά σαν μέσο να δώσει περισσότερη ιπποδύναμη σε ένα συμβατικό κινητήρα. Για παράδειγμα έχει πατεντάρει τέτοια συστήματα εγκατεστημένα στην εξάτμιση που λειτουργούν σαν δωρεάν δύναμη για να δώσουν ρεύμα για την λειτουργία του ηλεκτρικού συστήματος.

Η εταιρία Prodrive έχει επίσης εξελίξει ένα κινητήρα Stirling, όχι για μετακίνηση αλλά για να λύσει τις ηλεκτρικές ανάγκες ενός σπιτιού! Συγκεκριμένα βρίσκεται στην διαδικασία τυποποίησης ενός συστήματος που χρησιμοποιεί τις αρχές του Stirling με μέγεθος μίας μικρής ντουλάπας.

Στην άλλη μεριά του κόσμου, στην Taiwan η τεχνολογία Stirling χρησιμοποιείται για να χρησιμοποιεί την θερμότητα από τα computer για να παράσχει δροσιά στους χρήστες τους...

Λέτε ο Stirling που εμφανίστηκε πριν σχεδόν 200 χρόνια να είναι η λύση για καθαρή ενέργεια? Γνώμη μας είναι πώς σε συνδυασμό  με άλλα συστήματα θα μπορούσε να κάνει πραγματικά θαύματα.

ΣΧΕΔΙΑΓΡΑΜΜΑ & ΕΠΕΞΗΓΗΣΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΚΙΝΗΤΗΡΑ STIRLING
1. Το περισσότερο από το αέριο ερχόμενο σε επαφή με τα ζεστά τοιχώματα του κυλίνδρου έχει διασταλεί και πιέσει το ζεστό πιστόνι στο βάθος της διαδρομής του κυλίνδρου (κόκκινο). Η? διαστολή συνεχίζεται στον κρύο κύλινδρο (μπλε) που βρίσκεται 90 μοίρες πίσω στον κύκλο του σε σχέση με τον ζεστό ο ποίος παράγει περισσότερο έργο από το ζεστό αέριο.

2. Το αέριο τώρα βρίσκεται στον μεγαλύτερο όγκο του. Το "ζεστό" πιστόνι αρχίζει να σπρώχνει το περισσότερο αέριο προς τον κρύο κύλινδρο όπου ψύχεται και η πίεση πέφτει.

3. Σχεδόν όλο το αέριο τώρα είναι στον ζεστό κύλινδρο και η ψύξη συνεχίζεται κρύο πιστόνι παίρνοντας δύναμη από την στροφορμή του στροφάλου συμπιέζει το εναπομείναν μέρος του αερίου.

4. Το αέριο φτάνει στο μικρότερο όγκο του και στην συνέχεια θα διασταλεί στον ζεστό κύλινδρο όπου θα θερμανθεί για μία ακόμη φορά οδηγώντας το ζεστό πιστόνι στην συμπίεσή του.



Πηγή: http://www.motorsite.gr/article_det.php?racename=Stirling010709 

http://pnevmatikostopos.blogspot.com/2010/06/blog-post_9156.html