스털링 기관

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스털링 엔진(영어: stirling engine)은 닫힌 공간 안의 가스를 서로 다른 온도에서 압축·팽창시켜 열에너지를 운동에너지로 바꾸는 장치이다. 스털링 엔진은 이제까지 여러 열기관 가운데, 이론에 따르는 가장 높은 열효율을 가질 수 있으며, 또 가스를 태울 때 폭발행정이 없기 때문에 엔진의 떨림, 소음이 낮다. 또한, 밖에서 열을 대 주는 외연기관이기 때문에 석탄 따위의 화석연료뿐 아니라 석유, 천연가스를 비롯하여 땔나무, 공장에서 버리는 열, 햇볕 따위 모든 열원을 부려 쓸 수 있는 열기관이다.

스터링엔진은 열역학 이론상 가장 높은 열효율을 가지며, 또 연소할 때 폭발행정이 없기 때문에 엔진의 진동, 소음이 낮다. 또한, 외연기관이기 때문에 화석연료뿐 아니라 석유, 천연가스를 비롯하여 목질계 연료, 공장 폐열, 태양열 등 모든 열원을 이용할 수 있는 열기관이다.

스털링엔진의 원리는 1816년 영국의 목사 스터링이 고안한 것으로 알려져 있다. 그러나 증기기관과 내연기관의 급속한 발전으로 빛을 받지 못하다가 근래에 와서 관련기술, 특히 내열재료(내열재료)와 실(seal) 기술의 발전, 그리고 에너지절약과 대체에너지의 중요성이 강조되면서 다시 개발되기 시작했다. 고효율성이라는 특징을 살린 소형발전기, 연료의 다양성이라는 특징을 활용한 바이오매스 또는 폐열을 이용하는 시스템을 실현할 수 있는 엔진으로 기대를 모으고 있다.

원리[편집]

  1. 가열부의 공기가 팽창되어 피스톤을 밀어 낸다.
  2. 롬빅기구에 의해 디스플레이서가 가열부의 공기를 밀어낸다.
  3. 냉각부로 이동한 공기가 수축되어 피스톤을 끌어당긴다.
  4. 롬빅기구에 의하여 디스플레이서가 냉각부로 이동하기 시작하며 한 사이클을 마무리한다.

종류[편집]

  • 알파(α) 스털링 엔진: 디스플레이서가 없다. 시스템 밀폐성이 높아야 된다. 세 갈래 중 가장 효율이 높다.
알파 스털링 엔진. 푸른색은 온도가 낮음을 뜻한다.
  • 베타(β) 스털링 엔진: 디스플레이서로 가열 및 냉각의 시기를 조절한다. 피스톤과 디스플레이서가 같은 축 위에 자리한다. 감마 스털링 엔진에 견주어 부피가 작다.
베타 스털링 엔진
  • 감마(γ) 스털링 엔진: 기본 얼개는 베타 스털링 엔진과 같다. 피스톤과 디스플레이서가 같은 축 위에 있지 않으므로 설계의 자유도가 높다. 피스톤의 크기를 자유롭게 할 수 있으므로 낮은 온도에서 움직이도록 설계할 수 있다.

같이 보기[편집]

바깥 고리[편집]