Der Flachplatten-Stirlingmotor ist ein Stirlingmotor, der mit diskontinuierlicher Steuerung bereits mit sehr niederer Temperaturdifferenz arbeitet. Diese Variante ist recht einfach im Aufbau und mit wenigen Bauteilen herstellbar. Das Flachplattensystem hat im Verhältnis zum Volumen eine grössere Wärmeübertragungsfläche. Die Vorderwand wird beheizt (z.B. Sonneneinstrahlung, Warmwasser oder andere Brennstoffe). Die als Membran ausgeführte Rückseite ist Luft- oder auch Wassergekühlt. Der Verdränger wirkt gleichzeitig als Regenerator.
Durch die diskontinuierliche Steuerung des Plattensystems wird die von der Kurbelwelle herrührende sinusförmige Bewegung, in zwei ruckartige Bewegungen vom Verdränger aufgeteilt. Durch die verstellbaren Anschläge ist es regelungstechnisch gelungen eine Totzeit einzustellen. Dadurch wird der Kreisprozess in den Ecken besser ausgefahren, der Totraum wird geringer. Es ergeben sich somit neue Einsatzmöglichkeiten für umgebungsnahe Temperaturbereiche.Mögliche Energiequellen für Niedrig-Temperatur-Anwendungen sind direkte Sonneneinstrahlung, heisses Wasser aus Flachkollektoren, geothermisch erhiztes Wasser und industrielle Restwärme.
Vorteile
- Gegenüber den mit Kolben betriebenen Stirlingmotoren bietet die Membranabdichtung eine wesentlich einfachere Abdichtung des Gasraumes (keine Kolbenringe, weniger Reibungsverluste).
- Flache Gehäuse ermöglichen, dank dünner Verdränger, die Verwendung von mehr Arbeitsgas und die Vergrösserung der Wärmeaustauschfläche.
Geschichte
Seit 1970 baute Prof. Ivo Kolin (UNI Zagreb) 16 Versuchsmotoren.
1983 ereichte er mit Motor Nr. 16 erstmals Betriebsbereich mit Temperaturdiffernz von 16 Kelvin. 1989 referierte Kolin in San Francisco über seine Entwicklungen auf der 19. Intersociety Energy Conversion Engineering Conference (IECEC).