Historia del motor Stirling

 

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MOTORES DE STIRLING.

HISTORIA DE APARICIÓN, DESARROLLO, OLVIDO

Y RENACIMIENTO.

Ahora éste tipo de motores térmicos atraviesan su fase de Renacimiento y se llaman Motores de Stirling. Pero su nacimiento, como el producto de evolución industrial, hay que buscar en las épocas relativamente lejanas. Entre la aparición de máquina de vapor y su pleno esplendor y su sustitución por el motor de Otto, o de gasolina, como lo llaman y, posterior Diesel. Hablamos de motores de pistón. Dejamos de momento los motores eléctricos y turbinas hidráulicas, turbinas de vapor, y las de gas.

Los llamaban motores de "Aire caliente", o "Motores Caloríficos". La máquina de vapor, la conoce toda la gente. Está presente en todas las enciclopedias y manuales. Los motores de gasolina y los de Diesel son triunfadores indiscutibles. Pero un periodo de historia del motor térmico, que era una fase intermediaria en la metamorfosis de la maquina de vapor a las maquinas de gasolina y de fuel, el motor de aire caliente, se ha hecho invisible, como si no estuviese jamás.

Cuando la radio firma PHILIPS, Eindhoven, Holanda, buscaba para sus aparatosos de radio y emisoras para el ejercito una fuente silenciosa de alimentación, es cuando ha sido descubierto el "Mundo perdido", cuando encontraron en los archivos las descripciones y las patentes de uno motores de aire caliente. Ésta época, desde el año 1934, la llamaremos Renacimiento. Con renacimiento y desarrollo contemporáneo de los motores de aire caliente, ahora llamados motores de Stirling, las sorpresas no han terminado. Según uno de los mejores historiadores del tema: Dr. T. Finkelstein, (1), una vez por error o por curiosidad, uno de los técnicos del laboratorio Philips ha puesto en marcha el motor eléctrico, que era el freno para tomar las características del Stirling, obligando el eje del motor a girar. Pues, la cabeza del motor, su parte caliente, donde se sitúa el desplazador, se ha cubierto de escarche, se ha puesto fría. Era el año 1954. éste fenómeno ha confirmado que la maquina Stirling es fácilmente reversible y Philips empezó la segunda línea de investigación paralela sobre las maquinas criogenicas.

Fuente: el articulo "Air Engines" de Dr. T. Finkelstein, "The Engineer", Nº 5383; 5384; 5388:5389, año 1959

Motores de aire.

Existe distinta manera denominar estos motores térmicos: Motores caloríficos, Motores de aire cliente, Motores de Gas, y, por fin motores de Stirling. La maquina de vapor, como la fuente de energía mecánica estaba muy desarrollada y ampliamente utilizada ya en el principio del siglo XIX y era la única fuente de la energía mecánica, si no tener en cuenta los molinos de agua o de viento. La historia de desarrollo de los motores de aire caliente demuestra la transformación, que había experimentado la maquina de vapor, y la ingeniería de motores en general, primero convirtiéndose en el motor de aire caliente, y después en los motores de combustión interna de Otto, (gasolina) y de Diesel, (fuel). Los últimos eran el producto de las transformaciones de petróleo en su desarrollo en diferentes tipos de combustibles, derivados de fuel, y rápidamente han ocupado, prácticamente todo el mercado de transporte y otras aplicaciones, expulsando por completo a sus antepasados, y la máquina de vapor y el motor de aire caliente.

Esta impresionante transformación de la máquina de vapor, ha empezado primero por el invento de Watt de introducir el condensador en la salida del cilindro de trabajo, que ha permitido subir el rendimiento de la máquina y su potencia. El paso siguiente era la introducción de la bomba de agua condensada para alimentación de la caldera. Esto permitía recuperar el agua, inyectándola a la caldera cada vez con la presión más alta, siguiendo la demanda constante de la potencia, que conseguían subiendo la presión en la caldera. Treviathick con sus invenciones ha elevado la presión aun más, después de Watt. Con que ha crecido el problema de seguridad. Los ingenieros empezaron a buscar la forma de sustituir el vapor por el aire. Con cierta seguridad, se puede imaginar la bomba de alimentación de la máquina de vapor inyectando en lugar de agua, los productos de combustión, como un cilindro de compresión, aspirándolos del horno e inyectándolos directamente al cilindro de expansión, o cilindro principal, cilindro de trabajo. Es decir deshacerse de la caldera de vapor.

Los libros y revistas de época nos indican, que entre los primeros inventores, que construyo con el éxito un motor de aire caliente, era Sir Geoge Caley, en 1807. Parece, que no ha dejado bien escritos sus inventos. Se conoce que en el 1837, recibe la patente, y bajo esta patente se inicia la producción de sus motores en "Caloric Engine Compani". Es muy curioso ver su forma de accionar, es una conexión directa entre el horno donde se quemaba el carbón y el cilindro. Faltaba un pequeño paso mas para llegar al motor de combustión interna: combustible inyectado o aspirado con el aire directamente al cilindro. Lo ha hecho mas tarde Otto. Después Diesel.

Si observamos la literatura técnica desde el periodo de inicio los años 1930, ya no encontramos el motor de aire caliente, ninguno de la gran cantidad y variedad, que existía desde los 1800 hasta 1930. De la máquina de vapor todavía se sabía algo, las locomotoras de vapor y barcos todavía se movían por los ferrocarriles y mares. 1955…1960 debe ser el período de la desaparición completa de la maquina de vapor. Salvo, la turbina de vapor, con el desarrollo de la energía nuclear, ésta turbina resultó la maquina mas apropiada. Pero volvemos a la época de la maquina de vapor.

Hay muchos nombres en la historia de los motores de aire caliente. Pero los mas destacados, por el éxito de sus maquinas, son Sir Cayley, Robert Stirling y John Ericsson:

Cada uno de estos genios han inventado y han construido sus tipos de máquinas diferentes y, por tanto, importantes por su funcionamiento. Existía una gran cantidad de los motores de aire caliente, que llenaron espacio entre la máquina de vapor y los motores de combustión interna. Esta gran variedad de mecanismos y ciclos térmicos fue clasificada por el Dr. T. Finkelstein en tres grupos:

    I. Los motores con el ciclo abierto con el calentamiento por medio del horno donde el gas de trabajo era el producto de combustión, producido fuera del cilindro de trabajo dentro del horno. El combustible era o carbón minera, o vegetal, o, bien, leña. El aire para combustión entraba al horno aspirado por el pistón de la maquina y posteriormente impulsado al horno. Desde el horno los productos de combustión entraban como gas de trabajo del horno al cilindro y se expandían, produciendo el trabajo.

Según el l Dr. Finkelstein el primer motor, que representa el motor de este grupo, con el ciclo abierto es el de Sir. Cayley. La cronología de esta clase de máquinas empieza en el año 1807, cuando el Sir Cayley lo construyo. (Ver la maquina de Cayley arriba). No han podido encontrar ni discreción, ni planos de ésta máquina. Pero, mas tarde, Sir Cayley patento su motor, mejorándolo, probablemente y en el 1837 empresa "Caloric Engine Company" lo construyo. La foto siguiente, es un ejemplo de desarrollo de este tipo de maquinas.

Sir Cayley:

Para la historia de motores de aire caliente es el inventor de los motores del ciclo abierto y con el calentamiento por medio del horno donde gas de trabajo era el producto de combustión de carbón o leña fuera del cilindro. Está clasificado como grupo I. Pero desde punto de vista de su aportación como inventor y ingeniero, Sir Cayley  ha influido al proceso industrial en general como autor de varios inventos entre cuales se encuentra el aeroplano y tractor de cadenas.

Fuente de la información:

http://www.geocities.com/CapeCanaveral/8809/hist3.htm

 

 

 

 

 

 

Sir Cayley

Su proyecto de aeroplano 1849

 

 

 

 

 

Los croquis del mismo Sir Cayley y su dibujo esquemático correspondiente a su invento original 1820.

Su motor de aire caliente, 1807. En la imagen tenemos el plano del motor de éste tipo, pero construido en el 1880 para propulsar una bomba de agua.  El motor se llamaban: "Gradual Combustion Engine"

 

Sir Cayley ha iniciado el proceso de transformación de la maquina de vapor a las maquinas con gas de trabajo como humos de combustión. Desde este momento podemos observar la evolución de las maquinas térmicas en dos caminos: Uno es el desarrollo de diferentes tipos de motores de aire caliente de ciclo abierto y otro que ha conducido a la aparición y el desarrollo de los motores de combustión interna. Los del  ciclo de Diesel y otros del ciclo Otto.  Analizando el invento del Sr. Cayley, encontramos dos conceptos comunes para las maquinas de gas: el ciclo que se forma por cuatro procesos clásicos: Compresión, Calentamiento, Expansión y Refrigeración, y el gas de trabajo es el producto de combustión de un combustible orgánico con el aire.

El motor del Sir Cayley tenia un cilindro de trabajo, sistema de válvulas de aspiración y escape y el horno, en el interior de que se quemaba constantemente un combustible orgánico, para su tiempo era el carbón o leña. El gas de trabajo para el ciclo térmico de cuatro tiempos era el aire, en el inicio y los productos de combustión a continuación. El pistón aspiraba el aire por medio de la válvula de aspiración, lo comprimía y lo inyectaba al horno como aire de combustión. Después los productos de combustión, dirigidos por sistema de válvulas, entraban al cilindro, se expandían en forma muy parecida al funcionamiento de la maquina de vapor. pero ya desaparece la caldera de vapor y el mismo!

Otro ejemplo de este tipo de maquinas es esta, por ejemplo, Buckett "Furnace gas engine"

 

 La máquina "Furnace gas engine" de Buckett, construida entre 1875 y 1885. Corresponde al grupo I de clasificación. Es decir es el motor de combustión externa y el ciclo abierto. Su gas de trabajo es el producto de combustión de carbón mineral o vegetal en el horno.

 

La Compañía: " Caloric Engine Company" fabricaba durante largo periodo de tiempo los motores de aire caliente. Se trata de período, posiblemente desde 1830 a 1920. Como ésta habia muchas mas, en todos países del mundo.

Otros ejemplos con uan descripción hecha por "Enciclopedia Universal Ilustrada", tomo 3, ESPAÑA-CALPE, S.A., Madrid, 1988:

 

Maquina de Burnier

Maquina de Benier. Se compone de un pie, o base A , en el cual se sitúe el cilindro "CC" , cuyo émbolo P mueve el eje del volante "V" , mediante la biela "F" , la palanca "F1" y la biela "G1". En el horno "X", recubierto de grafito y situado en la parte inferior del cilindro, arde el carbón de cocción sobre las parillas y mediante la entrada de aire comprimido, que suministra la bomba "G".

El funcionamiento de la maquina se efectúa de modo, que los gases, producidos por la combustión del carbón de coque, se expansionan dentro del cilindro "C" y empujan el émbolo "P" hacia arriba y transmiten su movimiento al volante, y siguen transmitiéndolo el movimiento, al descender el émbolo. Piezas muy importantes y originales son la válvula corredera "b1" y la válvula de escape de gases "h", las dos se ven en la sección vertical a la derecha. La primera permite entrada de aire en el momento adecuado al cilindro compresor "G", y la misma regula entrada de aire comprimido al cilindro "CC". La segunda válvula, la "h", da paso a la chimenea para los gases que terminan de trabajar. El aire, que comprime el compresor, o bomba de aire "G", entra parcialmente al horno debajo de las parillas para la combustión, y otra parte de aire entra al cilindro. La parte superior del émbolo se ajusta muy fino al cilindro "CC", mientras su parte inferior tiene el diámetro un poco menos. El aire, que entra en el espacio lateral entre el embolo y cilindro por el canal b impide que los gases de combustión y las partículas de polvo de carbón penetren el la superficie de fricción del pistón.

Para la distribución de aire comprimido maquina tiene los grifos: "n1", controlados por el regulador "L", para disminuir o aumentar el aire, que va a las parillas. Alimentación del horno se efectúa automáticamente mediante una tolva "Il" El carbón se cae constantemente al cajón "J", desde el cual es depositado en el horno mediante una válvula "S" con movimiento de vaivén. En el momento, que la boca "O" de la válvula abre el canal "K", el orificio de inspección "U" indica el estado del fuego. La refrigeración consiguiente del cilindro se efectúa, como en las maquinas de gas, mediante de una camisa de agua "W".

                              

 

 

 

Maquina de Hock

 

 

La maquina de Hock demuestra otro ejemplo de los motores de este clase, el motor de Hock. Se compone del cilindro de trabajo "A", el cilindro de bombeo de aire "P". Los ambos cilindros están montados sobre un carter "G". Los dos émbolos, o pistones, están unidos entre si por medio de varillas, como si fuera vástago. La parte "M" del motor es el horno, donde se quema el carbón, suministrado por medio de un mecanismo con embudo "T". El funcionamiento del motor es siguiente: en el horno se halla cierta cantidad de aire, correspondiente a su volumen. Con éste aire se quema constante mente el carbón, situado en la parrilla. Aire se renueva por funcionamiento del pistón "P" , que inyecta por debajo de la parrilla del horno por el conducto "R" y la válvula "F" . El carbón arde en la parrilla y los gases calientes, producto de combustión, se recogen en el espacio "M", poseyendo de una elevada presión, producida por el calor. Atravesando otra válvula, el aire comprimido y calienta, entra en el cilindro "A", por debajo del pistón "B" y lo empuja hacía arriba. Al mismo tiempo, el pistón "P", movido por las varillas, comprime el aire dentro del cilindro y, cuando se abre la válvula "F", por medio del distribuidor, lo conduce al horno "M". Terminando el movimiento hacia arriba, el distribuidor abre la válvula de admisión "E", los dos pistones bajo su peso y la inercia del volante, van hacia abajo, nueva ración de aire entra en el cilindro "P". Los gases de combustión abandonan el cilindro "A", atravesando una válvula, abierta por el distribuidor, y se dirigen a la chimenea.

    II. Los motores con el ciclo abierto, pero con el calentamiento externo, sin mezclarse los gases de combustión con el aire de interior de los cilindros. Se calentaba el aire por medio de intercambiadores entre el humo de combustión y el aire de trabajo. Intercambio calorífico, se realizaba a través de la pared de los cilindros, en algunas ocasiones por medio de unos intercambiadores. El gas de trabajo era el aire, que entraba en los cilindros, se comprimía, se calentaba, realizaba la expansión con producción del trabajo mecánico, y se expulsaba al exterior para repetir el ciclo de trabajo.

John Ericsson:

Fuentes: 1. el articulo "Air Engines" de Dr. T. Finkelstein, "The Engineer", Nº 5383; 5384; 5388:5389, año 1959

              2. http://fr.wikipedia.org/wiki/Image:USSMonitor1862.2.ws.jpg  Su aportación al mundo de ingeniería es enorme. Invento la hélice para propulsión de barcos, el torpedo como arma maritima. Sus motores de aire caliente ocuparon un lugar muy importante en la técnica de sus tiempos. Ha puesto inicio de un concepto nuevo y único para su tiempo para los buques de guerra acorazados, con línea de flotación muy baja y torreta giratoria con cañones. Les llamaban "Monitor". 

 

"Monitor", Construido en 100 días en el 1861 durante la gurra civil en America.El diseño y la dirección de construcción de J. Ericsson. (Retorno a MONITOR)

 

  "Virginia", el acorazado de la marina del Sur.

 

 

 

El "Monitor" recibió la llegada del acorazado "Virginia" de la marina de los Estados del Sur, que iba a destruir la flota de los yanquis. La batalla duro 4 horas entre dos blindados, que nadie ha visto jamás...

 

El diseño ha abierto una etapa nueva en la filosofía de un buque de guerra, el acorazado con la torre giratoria, que protegía a los cañoneros.

                            En la foto se ve un Monitor con dos torretas en el puerto de Bilbao en la época de la III Guerra Carlista, 1875. Buques de este tipo los utilizaban para la defensa costera.(Fuente: Zazpika, 462 ZK, 2 abenduak 2007.)

 

En general se observa una estrecha relación entre los motores de aire caliente o los motores de Stirling, con la marina....Marina de guerra, submarinos militares...En el concepto de los sistemas de Independencia del aire.

 

El Industrial Ericsson Engine, 1869. John Ericsson entro en historia como el constructor de los barcos blindados, inventor de la hélice propulsora y los motores caloríficos, que construyo mucho y para los barcos, las minas y para los faros marítimos, para sustituir al burro, que no pudo 24 horas girar el foco...

 

 

 

Esquema de funcionamiento de los éste tipo de motores del Ingeniero John Ericsson.

 

Uno de sus motores con dos cilindros de 4 m de diámetro el instaló en un barco que llevaba su nombre: "Ericsson"

    III. los motores con el ciclo cerrado y calentamiento externo. La sustancia de trabajo, o gas de trabajo, es el mismo en cada uno de los procesos. Los espacios internos de los cilindros son herméticos, lo que ha permitido, mas tarde, subir la presión inicial y, gracias a esto, la potencia.

Robert Stirling:

 

              Rev'd Dr. Robert Stirling, 1876
              from "Stirling Engines" by G. Walker , 1980, Universidad de Canada

 

 

 

La famosa Patente Nº 4081 de 1816 de Robert Stirling

 

 

 

Motor, construido entre 1843 y 1845. Dos cilindros desplazadores, un cilindro de trabajo de doble acción, 40 hp de potencia. En el dibujo se ve la figura humana como referencia de escala de esta máquina. Es labor de los dos hermanos Stirling: Robert, según diferentes fuentes, cura y ministro de educación, y James, Ingeniero de minas. Fuente: L. Merrick Lockwood "How I Built a 5 Hp Stirling Engine, American Stirling Company, 2726 Shelter Island Dr. 172, San Diego, CA 92106.

La aportación de R. Stirling para el desarrollo de aquellas maquinas de aire caliente era el invento del regenerador y del pistón desplasador. Esto ha llevado el concepto del motor del aire caliente a su forma mas perfecta, que le ha permitido sobrevivir la época de olvido casi absoluto y ser renacido en los 1934..36.

En su articulo dr. Finkelshtein ha llegado a una conclusión que los hermanos Stirling han diseñado una maquina sencilla y funcional, pero los de mas ingenieros durante otros 100 años la complicaban para conseguir mejores resultados, pero solo la empeoraban mas y mas.

Dr. Finkelshtein mas adelante, analizando esta paradoja, ha llegado a la conclusión, que la explicación esta en la época. Los primeros motores de aire caliente han empezado a aparecer en el 1807...Sadi Carnot ha encontrado y ha formulado los principios del ciclo termodinámico reversible en el 1824. La madurez de la teoría de transformaciones de calor había conseguida en el 1849, cuando Joule ha establecido el equivalente entre el trabajo mecánico e el calor, o energía térmica.

 

Analizando todos estos motores, se ve bastante bien la metamorfosis de los motores térmicos. Primero la maquina de Vapor, después los motores de aire caliente. Los ingenieros, que seguían el camino, mejoraban la mecánica, cinemática, diseño. Utilizaban regulador centrífugo de Watt. Poco a poco se acercaron a la idea de sustituir el carbón y leña por el gas de iluminación o, ya existentes, queroseno y gasolinas.

La idea de unir el horno con el cilindro, es decir preparando la mezcla de combustible con el aire, aspirar la mezcla al cilindro y encendiéndolo, se produce la expansión de trabajo. El Ingeniero Otto ha conseguido los mejores resultados.

Diesel ha ido mas adelante, utilizo el combustible mas barato, fuel, lo inyecto al cilindro y consiguió encenderlo por el calor de compresión de aire dentro del cilindro.

Clasificación de motores de Stirling.

Los años 50, el mismo Dr, T, Finkelstein ofreció su forma de clasificar los motores de ciclo Stirling en tre grupos:

Alfa: su característica principal es que los dos pistones se encuentran en diferentes cilindros, y los intercambiadores se sitúan uno detrás de otro entre dos pistones.  Fácilmente se adapta a esta clasificación el motor, que tiene 2 pistones en V y un cigüeñal común para los dos npistones. El motor con varios cilindros en serie, pero "Doble acción" también corresponde a la clasificación alfa. Son los motores con cinemática de Wobble Yoke como en Whispergen, o mecánica de plato inclinado como el de STM, diseñado por Dr. R. Meijer, uno de los principales personajes de Philips en su rama de investigación en los motores de Stirling. El Mr. R. Meijer en los años 70 fue delegado a USA para en colaboración con Ford fundar la empresa STM, Stirling Thermical Motor. Actualmente no existe. Ha sido vendida y transformada en la empresa Stirling Bio Power los años de la última decada y por fin desaparece. Posiblemente aparecerá su producto: el motor de doble acción con el plato inclinado de 43 kw eléctricos generados en alguna empresa, por ejemplo, en China...

Betta: su característica principal es, que los dos pistones siempre están en el mismo tubo-cilindro. El de trabajo tiene un casquillo –reten-guía, por donde pasa el vástago, que mueve el pistón desplazador. Esta esquema fue utilizada por Stirling en sus maquinas, y patentada en su famoso patente Nº 4081 en el año 1816. esta esquema ha sido elegida para sus primeros motores por Philips, mejorado por Dr. R. Meijer con su mecanismo rómbico. Esta configuración se utiliza hasta ahora en las máquinas criogenicas de Philips, de su empresa de seguimiento del tema criogenica: Striling Criogenics y en el dioseño ruso de los años 60 de sus maquinas criogenicas ZIF 700 y ZIF 1000.

Gamma: se diferencia del Betta, solo en su separación en dos cilindros. Uno es para trabajo y el otro es Desplazador. El volumen de trabajo en el cilindro frió, por encima del pistón de trabajo, (zona fría) se comunica con otro cilindro, el caliente, con desplazador, en manera, que el gas comprimido, expulsado fuera, pasa por el regenerador y entra por debajo del desplazador.

 

En el dibujo están presentes los tres tipos de motores de Stirling, según clasificación de Finkelstein: a) Beta, b) gama, c) alfa

 

TENEMOS QUE AGRADECER A LA RADIO FIRMA PHILIPS Y SU GRUPO DE INGENIEROS, ENCABEZADOS POR EL DR. RINIA, QUE EN EL AÑO 1934 EMPEZARON EL LARGO PROCESO DE RENACIMIENTO DE ESTAS MAQUINAS.

 

Año 1938, el primer prototipo de Philips, 15 w

Type 10, dibujo y foto. Ha servido de base para Type 19, Type 102-electro generador de 300 w eléctricos y la maquina criogénica Philips 700

 

 

 

 

 

 

 

 

1941, motor de doble acción de 4 cilindros. La base de los cilindros ha servido el Type 10.

 

Motor Stirling, diseño, comercializado en los años 1953, de Philips, Type 102 con generador eléctrico de 300 w, modelo Camping. Era un "betta", desarrollo posterior del Type 10. Observamos el depósito de gasolina, ventilador de aire, que suministraba por un conducto el aire para la cámara de combustión, y, por el otro el flujo de refrigeración de la zona fría. En el mismo carter, en sentido horizontal se encontraba el tercer pistón, era mini compresor incorporado! Que mantenía la presión del aire, el gas de trabajo, interior del motor entre 6 y 8 bares! El bastidor tubular, que se ve en la fotografía, es , a la vez, el calderín de aire comprimido. En esta manera el motor mismo auto compensaba la perdida de la presión interior. Detrás de este objeto de antigüedad, se ve un ventilador. Es un ventilador movido por un motor de aire caliente, probablemente es una antigüedad aún mas valiosa! Puede tener origen en los años 1860...También puede ser el modelo Type 3, construido por el Philips en el 1938.

Este ejemplar estaba expuesto en 1999 en la exhibición de 99 Dream Machine Show" en UUSS.

Ver abajo, el texto sobre Jim Symanski. El también estaba en esta exposición al aire libre.

MAQUINAS CRIOGENICAS.

Resulta que la máquina de Stirling es fácilmente invercible. Los ingenieros de Philips en el 1946 ya tenían un diseño comercial a base del Type 10:

 

 

P:\CRIOGENIA\Compra de ZIF 1002 Philips en Moscú\20091214 ZIF 1002 en Eskola Mondragon\DSC03655.JPG

 

 

 

 

 

 

 

A la izquierda la máquina criogénica de Philips y a la derecha la máquina criogénica rusa ZIF 1000,(ЗИФ 1000, Завод имени Фрунзе, Арсенал, Санкт Петербург)

 

 

MÁQUINAS POCO ESTUDIADAS O POCO CONOCIDAS.

Stirling de J. Malone

 

Poco se sabe de los motores (14) de J. Malone Figura 38. Se conoce que el fluido de trabajo era el agua. En su tiempo J. Malone, (1880-1959), ha construido sus motores y funcionaban los prototipos (14). El agua teóricamente no es comprensible, por esta razón los cilindros, según la patente suya (15), (no se encuentra mucha información por el momento) Figura 40 eran muy largos para poca elasticidad del agua conseguir una carrera relativamente larga, suficiente para realizar el trabajo y mover los cigüeñales. El patento su invento (15) en el 1924 y en el 1925 construyo una maquina de 50 Hp. La patente había comprada y archivada.

John Fox Jennens Malone, 1880-1959. Un personaje extraordinario. Se sabe poco de el. La biografía ha sido escrita por *** se conoce que tenia una juventud misteriosa que le obligo afilarse a la marina en 19 años. Participo en varias batallas. Tuvo heridas. Acabo los estudios en***. Construyó un motor de 50 Hp con agua en calidad de gas de trabajo! Motor funcionaba. ha sido inspeccionado por una comisión independiente de Ingenieros de***. Se conoce su patente. Nadie hasta ahora  a repetido sus experimentos. Para funcionar con agua que tiene el modulo de elasticidad muy alto y casi no es comprensible, los cilindros deberían ser muy largos. Y así era, como se ve en los dibujos de la patente de Malone.

Los años 70 un tal John Weatley construyo una maquina de frió que funcionaba con el ciclo de Malone .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Se ve que es un gama, el motor de Malone.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dibujos de la patente de Malone, 1924. Se ve que los cilindros son muy largos para trabajar con el agua.

Como empezaba Yo

El tema de motores de Stirling me atraye desde pequeño, unos 12 años tenia yo, cuando en una revista " Técnik Júnior" del año 1965-66 han publicado un articulo sobre unos motores de aire caliente, mejor dicho, eran motores de combustión externa..... Pues, me ha impresionado mucho la idea. Empecé a preguntar a todo el mundo y encontré un vacío absoluto de información. Pregunté a mi profesor de física, y éste se enfadó y dijo, que no existe un motor de combustión externa, solo hay motores de combustión interna!

Ahora el autor de aquellos artículos sigue colaborando con la revista "Técnica de la Juventud". La editorial ha sobrevivido la "Transición" del régimen soviético y sigue con sus tareas de promoción de las ideas y noticias técnicas del mundo contemporáneo...

Герман Владимирович Смирнов German Vladimirovich Smirnov
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(Nacido en el 1936, las fotos son de la revista "Tecnica de la Juventud" de 2001). Sus articulos se encuentran y hoy.

A El estoy muy agradecido por aquellos dos artículos sobre los motores de Stirling en el 1966...67 que ha influido sobre toda mi vida...

Su biografía: En el 1959 acabo sus estudios en el Instituto de Construcción de Barcos de Leningrado, ahora San Petersburgo. Trabajo 2 años en un Instituto de Fisica Nuclear muy prestigioso en su tiempo. Empezó a colaborar con la revista "Técnica de la Juventud". Esta colaboración le absorbió totalmente y se quedo en la editorial como periodista de los avances de técnica y ciencias. Escribió una cantidad inmersa de artículos y libros sobre científicos rusos.

«Техника - молодежи», 2001, №2: ...Окончив в 1959 г. Ленинградский кораблестроительный институт, он, после двух лет работы в промышленности, был приглашен в журнал «Техника - молодежи», где прошел все ступени редакционной службы от заведующего отделом до заместителя главного редактора. Отдав «ТМ» около 17 лет жизни, Смирнов работал и в ряде других изданий: в Агентстве печати «Новости», в журналах «Огонек», «Техника и наука», «ВДНХ СССР», еженедельнике «Голос Родины». В 1990 г. он вошел в группу журналистов, собранных бывшим главным редактором «ТМ» В.Д.Захарченко для создания журнала «Чудеса и приключения» - издания нового для России типа. С момента его основания Смирнов был заместителем Захарченко, а после его смерти в 1999 г. - возглавляет «ЧиП».
Главный круг творческих интересов Германа Смирнова - термодинамика, гидромеханика, судостроение, транспорт, история отечественной науки и техники, история военной техники вообще и военно-морского флота в частности. Его перу принадлежат книги: «Менделеев» (в серии ЖЗЛ), «Преемники Архимеда», «Под знаком необратимости», «Рожденные вихрем», «Рассказы об оружии», «Корабли и сражения» и другие, а также более тысячи статей в ведущих журналах страны.
Смирнов - лауреат ряда литературных премий, доктор Международной академии общественного развития, член-корреспондент Всероссийской академии космонавтики...

 

Pasaba tiempo, y, una vez, un compañero de clase me dijo, que sí, conoce los motores de Stirling! Y que ha hecho uno, pequeño. Le pedí enseñármelo. Pero nada. Siempre olvidaba, o tenía alguna excusa para evitar la demostración. Era fantásticamente mentiroso... Pero su mentira me ha propulsado a seguir buscando la información  y seguir soñando de fabricar uno yo mismo. Tiempo pasaba, yo no tenía ni medios , ni herramienta adecuada para fabricar un modelo de un motor. Ha llegado la época de mis estudios en la Escuela de Ingeniería Superior, en la Facultad de motores de Automóviles y Tractores, en el 1969.  Y en una de las lecciones, el profesor y jefe de la cátedra de motores, Dr. Dobrogaev R.P. hablando sobre una gran variedad de motores térmicos, de vapor, turbina, motores con turbocompresor, de gasolina, de diesel, etc. pronuncio las palabras: "motores de Stirling".

Era el año 1972. Impacientemente aguanté hasta el final de la lección y le pregunté sobre estos  motores -fantasmas, que nadie conocía. Y me dijo, que si, que hay gente que está investigando. Me dejó un teléfono de contacto. Contacté con un científico que estaba haciendo su doctorado con el tema de motor Stirling. Empece relacionar con el, Guenkin Vladimir Mijaylovich. Ahora jubilado, (pero acordó de mi cuando le encontré por teléfono hace unos seis, ocho. Estoy hablando de tiempos recientes, primavera de 2011).  Un poco mas tarde, Dobrogaev, mi profesor de motores de combustión interna, me ofreció el tema de motores de Stirling como Tema para mi Proyecto de Fin de Carrera. Al mismo tiempo encontré por casualidad, una revista checa con un articulo sobre los motores de Stirling. En aquella época en nuestra Escuela Técnica Superior de Automoción estudiaban muchos estudiantes de otros países: Vietnam, Hungría, Nigeria, Kenia, Checoslovaquia, etc. A un estudiante checo pedí yo que me traduzca el articulo. Lo hizo y se interesó. Ya éramos dos. Después otro estudiante de nuestro grupo se interesó también y hemos formado un equipo de aficionados, y el Dr. Dobrogaev nos apoyó en la idea de construir un motor Stirling, dejando en nuestra disposición una parte de la financiación, destinada al desarrollo de sus propios temas científicas, y acceso al taller mecánico con maquinas herramientas y personal muy cualificado!

Cuando llego el tiempo de presentar nuestros Proyectos el modelo ya tenía éste aspecto en la foto a la derecha, con el mecanismo  "rómbico" y dos pistones axiales , arquitectura llamada Betta. En la foto a la Izquierda se ve uno de los planos de la sección frontal del Proyecto de un Stirling de 200 CV para un autobús urbano. Este era el Proyecto de Fin De Carrera de Zdenek Kaplan, mi compañero y amigo de Chekoslovakia. Es curioso, repasando las paginas Web de algunas empresas importantes en el mudo de motor, encuentro entre las fotos y planos contemporáneos un parecido impresionante con nuestros planos , elaborados para el Proyecto de Fin de Carrera. Estábamos en un camino correcto.

En la fabricación aportó mucho Zdenek Kaplan, que trajo de Checoslovaquia dos cigüeñales y bielas de una motocicleta, y dos engranajes le hicieron en una fabrica en Brno. V. Matrosov, quien encontró en una chatarrería un trozo de tubo, que ha servido de cárter, y, es el, quien ha aplicado mucho mano de obra en la fabricación del modelo. Yo he realizado el diseño y cálculo.

La presentación ha sido todo un éxito. El modelo no hemos conseguido terminar, pero lo hemos traído y lo hemos expuesto ante el jurado científico.

                                                

Ésta foto, hecha en 1974 , es muy valiosa para mi. Es el modelo de nuestro Stirling motor, fabricado en la Cátedra de Los motores de Combustión Interna de la Escuela Superior de Automoción de Moscú, МАМИ. No llegamos hacrle funcionar. Hemos terminado la carrera antes de terminar el modelo. Lo dejamos en la cátedra para un grupo de estudiantes, los que iban detrás de nosotros para que sigan con el Proyecto. No tengo ninguna noticia mas de la suerte del modelo.

 

 

 

Ésta vieja foto de la primavera de 1974 también tiene un gran valor para mi. Aquí estamos nosotros, los tres entusiastas de los motores de Stirling, apasionados por el tema. Este motor tiene una magia especial, una fantástica influencia sobre la mente humana! Una vez visto o conocido el motor se queda implantado en el cerebro para siempre...

Somos tres estudiantes de la última etapa de estudios, falta poco para el día de Presentación de nuestros Proyectos de Fin de Carrera. Promoción 1974.

El primero de la derecha a izquierda, es Zdenék Kaplán, estudiante de la antigua Checoslovaquia,  de la ciudad Brno, Chéquia. El siguiente: Volodia Matrosov. Después de acabar la carrera trabajó en una empresa estatal y se afiló al ejercito con el rango de Teniente-Ingeniero. Desconozco su suerte posterior. El último, a la derecha soy Yo, Eugenio Sangüesa, todos tenemos 22 años...

A ver, si alguien de ellos verán ésta página, y contestará a mi correo: teploysila@yahoo.es Esto es mi dirección de contacto. Esta abierto para todos!

     Al terminar los estudios Zdenék ha vuelto a Brno. Acabó el doctorado, siguiendo el tema de motores de Stirling. Nos visito en el año en el 1976. Ya era el profesor de la Escuela superior Politécnica de Brno. Manteníamos el contacto por correo durante varios años pero después se ha perdida la comunicación.

 

http://www.fme.vutbr.cz/en/prdetail.html?pid=1346

 

14 de febrero de 2007 por fin le he encontrado a Zdenek: Debe ser algún estudiante suyo publicó en la red su biografía:

 

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Brno UT
 

  FA
FCE
FEEC
FIT
   FCh
FFA
FBM
 

Ministry of Education
 

 

Notes:   www@.....
©  P. Heriban, J. Roupec

doc. Ing. Zdenek KAPLAN, CSc.
 
E-mail: kaplan@fme.vutbr.cz 
 
Dept.: Institute of Automotive Engineering
Dept. of Motor Vehicles and Tractors
 
Position: Head of Department
Room: A1/0628b
Phone: +420 54114 2267
 
Dept.: Institute of Automotive Engineering
Dept. of Motor Vehicles and Tractors
 
Position: Associate Professor
Room: A1/0628b
Phone: +420 54114 2267
 

Education and academic qualification:

  • 1974, Ing., The Moscow State Technical University - MAMI, SU, branch Combustion Engines
  • 1979, CSc., Faculty of mechanical engineering, BUT Brno, branch Transport and Handling Engineering
  • 2002, Doc., University of Defence Brno, branch Transport and Handling Engineering

 

Career overview:

  • 1974-1975, compulsory military service
  • 1975-1976, technical worker, PIKAZ
  • 1977-1979, CSc., doctoral study, Faculty of Mechanical Engineering, Brno University of Technology
  • 1980-2002, assistant professor, Institute of Transport Engineering, Faculty of Mechanical Engineering, Brno University of Technology
  • 2003-to date, associate professor, Institute of Transport Engineering, Faculty of Mechanical Engineering, Brno University of Technology

 

Pedagogic activities:

  • Theory of Internal Combustion Engines (QTS)
  • Gearing Devices of Motor Vehicles (QRU)
  • Alternative drives (QAP)
  • Road traffic and environment (QDZ)
  • Engines and drives (EPO)
  • Diploma Project I (M2335) (QDD)
  • Year Project - Motor Vehicles (QR1)

 

Scientific activities:

  • 1980 - to date, Study of ways and means to make use of thermodynamic cycles with regeneration end external supply of heat
  • 1985 - to date, Study of adverse effect of road traffics on environment
  • 1986 - to date, Study of ways and means to make use of alternative traffic, especially super light vehicle powered by a renewably energy
  • 1994 - to date, Building a laboratory of alternative transport and alternative sources of energy
  • 1995 Project FRVŠ 350715 Road traffic and environment
  • 1997 Project VUT FU 370025: Application of the Stirling thermodynamic cycles with renewable resources of energy
  • 2001 Human Powered Vehicle, FRVŠ F1 0007
  • 2001 Road traffic and environment, FRVŠ F1 0008
  • 2002 HPV II, FRVŠ 1711/2002
  • 2003 - 2005 Micro CHP Plant Based On External Heat Supply Engine, GAČR 101/03/0299
  • 2006 - 2008 Real Cycles of External Heat Supply Engines, GAČR 101/06/0402

 

 

    Mi vida profesional no me dejaba seguir mi tema favorito. Donde realizaban las investigaciones sobre el tema de Stirling, no me dejaban entrar, por ser español, no cumplía los requisitos de "pureza" en plan de seguridad estatal...

En el año 1991 he legalizado mi nacionalidad española. La vida en la Unión Soviética, por efectos de "Perestroyca", o Transición, se veía mas y mas complicada y desesperada y decidí emigrar a España con toda mi familia, a Zaragoza donde vive toda la familia de mi padre... 

    Aquí, en Zaragoza, empezamos una vida nueva, gracias al apoyo de mi familia, mis primos hermanos, hermanas, sus amigos. Totalmente absorbido por el proceso de integración en ésta vida nueva, trabajando en los trabajos lejos de mi anterior vida laboral, lejos de mi tablero de dibujo, de mi escritorio, lleno de catálogos, croquis, planos...me sentía triste, y, para deshacerse de estos pensamientos, decidí construir un motor Stirling...Era el 1992. Para la base elegí un motorcillo de dos tiempos de una moto: Movillette. Me servían el cárter, cigüeñal, cilindro... Conseguí otro cigüeñal del mismo motor, lo modifiqué para colocar otra biela con segundo pistón-desplazador, modifique el cilindro, (como los de motocicletas tienen ventanas de distribución, las tapé), elaborando un cilindro de hierro  fundido y lo introduje en el de la moto, previamente también mecanizado. Después he hecho una culata especial y otro  cilindro de hierro fundido, con aletas de refrigeración en la parte inferior y otras en la parte superior, para favorecer a calentamiento, para el pistón-desplazador. Así que monté dos cigüeñales con el mismo eje, y dos cilindros con sus pistones, desfasados a 90 º, según dirección de giro. Quien conoce el tema, sabe que esta composición se llama Gamma. La obra avanzaba muy lento. Un autónomo matricero, tenia su taller al lado de mi casa, fabricaba para mi algunas piezas según mis planos. La construción avanzaba lentamente durante los años 1992 y 1994, montaba poco a poco el motor sobre el bastidor hecho de tubos de cobre.

 

  El primer diseño de este motor 1993     

 

 

 

 

 

En el año 1994, conocí al Sr.  Jaime Gros. El organizo en éste periodo un grupo de unos 10...12 personas, aficionados al tema de motores de aire caliente. Y, una tarde, de 1994 en la Cámara de Comercio de Zaragoza, han celebrado una demostración de sus modelos. Todos cumplían la misma y única condición: funcionar de una vela o lámpara de alcohol. Estaba presente un grupo de la cúpula científica y técnica de Zaragoza, como el Rector de la Escuela Técnica Superior, y otra gente ilustre.

Después el ha visitado un pequeño local, que me prestaron los familiares míos para mis experimentos Le he enseñado el modelo mío en construcción. Hemos pasado un par de horas intentando ponerlo en marcha sin éxito. Entonces, Jaime ha decidido: Llevar el modelo en su taller, que tiene cerca de su casa. Allí, lo desmontamos, analizamos y Gros ha tomado una decisión histórica para la vida de mi modelo: Simplificar todo! Nos reuníamos cada sábado por la tarde. Nos ayudaba mucho su amigo Mariano, un excelente miniaturista. Su pasión era las armas de fuego en miniatura, hechas en escala, capaces de disparar! Tamaño de una caja de cerillas! cada pieza diseñada y fabricada con sus propias manos!

Hemos trabajado así todo el otoño e invierno. En el Mayo, una tarde, que nunca olvidaré, el motor funcionó! Una sensación impresionante! Me entenderá la gente, que la ha vivido alguna vez!

En la foto Jaime Gros, analizando algún plan de construcción de uno de sus múltiples diseños de Stirling, y mi motor, situado en la mesa de trabajo, en fase de montaje. Jaime Gros: Ingeniero superior, trabajaba en Eléctricas Reunidos de Zaragoza como director, después ha creado y ha puesto en marcha el proyecto empresarial de la Endesa, empresa "Auna" de telecomunicaciones por cable, actualmente ONO, después, en Chile monto una empresa de telefonía móvil. Siendo siempre un alto ejecutivo dentro de la estructura administrativa de ENDESA, es, a la vez, un apasionante aficionado al tema de motores Stirling. Ha hecho muchos, que perfectamente funcionaban de rayos solares, de calor de una vela, de calor de la mano, etc.  http://personales.able.es/jgros/ Para mi es un ejemplo de un Ingeniero nato: Sabiduría, capacidad analítica, la paciencia impresionante en las tareas como: "si no funciona volver a construir otro prototipo tantas veces que haga falta", la alta habilidad en manejo de herramienta básica y las maquinas herramienta universales, torno, fresadora, sierra, taladro. Muchas ha hecho el mismo!

Mariano, el antiguo amigo de J. Gros, gran artesano. Especialista aficionado en miniatura. Armas de fuego tamaño de una cerilla.

 

Pues ésta etapa ha sido histórica para mi. Colaboración estrecha en con J.  Gros y Mariano nos ha llevado al éxito!

En esta foto yo, mecanizando el cilindro del modelo.  Encima del torno se ven en la repisa algunos modelos del motor de Stirling y máquinas de vapor, que fabrico J. Gros durante varios años. Todas funcionan.           

 

 

 

En el diseño inicial el regenerador estaba formado en forma de relleno con muchos discos de una malla metálica muy fina, ubicada el el interior del desplazador en forma de un paquete compactado. En la base del desplazador tenia unos 6 o 8 orificios, que dejaban atravesar el gas de trabajo al interior del desplazador y salir por los orificios en la cúpula del mismo. En lugar de ubicar el regenerador en el interior del desplazador, como yo tenia previsto inicialmente, lo hemos eliminado, para quitarle el peso. El desplazador lo hicimos con una base de dural y un vaso muy fino, con la pared de unos 0,8 mm de espesor. La función del regenerado ahora, parcialmente realiza el mismo desplazador, con su diseño geométrico y el canal dentro de la culata, que une el espacio frio y el caliente, rellenado  con el "algodón de acero".

 

                             

  En las fotos mi modelo, terminado en 1996..97. Era la primera vez en mi vida, cuando el motor ha funcionado! Como fuente de la energía térmica utilice un soplete, hecho de tubos de cobre y alimentado de una botella de camping-gas.

 

 

 

 

 10 AÑOS DESPUÉS, 2007.

El mismo modelo hoy, 26 de Agosto de 2007, con un alternador de un turismo, presentado para su montaje.

 

 

 

31 Agosto de 2007, He rehabilitado el motor y ha funcionado unos 10 min.

  He desmontado el modelo. He cambiado el volante, que tenía por una polea para el alternador del coche.

 

 

Montaje terminado, se ve la llama del soplete!. Falta colocar el cabezal que recubre la cámara de combustión. Intento de poner en funcionamiento el generador del coche no ha servido de nada. El motor no ha podido moverlo. Se paraba.

Hay que reconocer, que la potencia del motor no era suficiente para girar el alternador.

11 AÑOS DESPUÉS

Encuentro en el taller de Jaime Gros 31 Marzo 2008

http://www.elperiodicodevillena.com/noticia.asp?idnoticia=68984

 

El 31 de Mayo del 2008 nos han visitado dos profesores de un centro de formación profesional de Villena, Valencia. Nos reunimos en el taller de Jaime Gros. Desde hace dos años es Director General de Endesa Aragón. Ellos han venido con dos modelos del motor Stirling, diseñados y construidos en el proceso de formación profesional de los alumnos de este centro de estudios. Intentamos poner uno de ellos en marcha, pero sin éxito. Es normal para un inicio...Pasando poco tiempo nos comunicaron, que gracias a esta reunión, han conseguido corregir pequeños fallos de montaje y ponerlo en funcionamiento. En la foto izquierda nosotros juntos, mirando los diseños de Jaime en la pantalla de su ordenador, en la del medio los numerosos prototipos de los motores de Stirling, construidos por Jaime Gros. Y a la derecha el intento fallido de puesta en marcha del motor de Villena.

 

Y aquí las fotos del nuevo proyecto, hecho por loss alumnos de Villena. Esperamos éste verano, 2009, ver éste motor en Zaragoza!

 

 

 

 

La vida sigue, muchas empresas en el mundo trabajan con el tema y aparecen unas autenticas joyas de ingeniería:

Por ejemplo éste:

Generador eléctrico, muy compacto,  con motor Stirling de 4 cilindros de doble acción. Todo el proyecto y el mecanismo cinemático Wobble Yoke estaba inventado y dirigido por Don Clucas en el 1989, fundador de Whisper Tech. Historia del Proyecto de Whispergen está muy bién expuesto en el libro de  Brent H. Van Arsdell: "Around the World by Stirling Engine".2003, American Stirling Company, 2726 Shelter Island Dr. 172, San Diego, CA 92106. Para la época contemporánea, es un modelo muy avanzado, sus raíces nos llevan a los años 1989. Diseño, tecnología, el éxito comercial. Sin duda es un paso adelante muy importante para el tema de Stirling.

Introducir su foto y breve presentación de EHE. Con el material de abajo desarrollar el tema de EHE y Centro Stirling y videos de You Tube

 

Según este autor el diseño ha iniciado en el 1989 y sigue en su desarrollo hasta el presente. Aquí la versión para yates.

 

Agradezco al Mr. Brent por permiso de publicar la información de sus libros. Aquí tenemos la fotografía de la maqueta explicativa  y el dibujo esquemático del motor-generador Whispergen.

 

Unidad de calefacción y generación eléctrica en la cocina de una casa, móvil para instalar en yates y para un kamping.

 

 

12 Volt DC Whispergen - WGEN12
This special offer price includes commissioning and a stainless steel exhaust silencer.

COMMISSIONING
Each unit must be commissioned by a Whispertech approved engineer. This process involves gas filling and general running checks. 
Each commissioning takes approximately 3 - 4 hours.

24 months or 2000 hours warranty.

DC Whispergen Product Brochure 
DC Whispergen User Manual  


Our Price :  £9,948.94 o €14,028.01 ( los precios, supuestamente, corresponden al año 2000).

 

Estos micro generadores fabricaba y comercializaba empresa Whisper Tech:

http://www.whispergen.com/index.cfm en  Nueva Zelanda http://www.whispergen.com

Las fotos y esquema del mecanismo motriz de éste motor de Stirling.

 

 

 

Otra rama de desarrollo del equipo de Whispergen es uso domestico con filosofía de cogeneración eléctrica con inyección a la red de distribución de la parte de la energía eléctrica generada.

       

Es la unidad de 1000 w de potencia eléctrica generada y a la vez es una caldera domestica de agua caliente sanitaria y calefacción de unos 8000...10000 w de potencia calorífica. Se alimenta de gas ciudad y, generando constantemente la energía eléctrica, adaptada a la corriente alterna de 230 V, está capaz de inyectar a la red la energía sobrante de propio consumo de la casa. .

 

 

En esta foto se ve como está incorporada la unidad de caldera co-generador en el mueble de una cocina.

Según la prensa local del Pais Vasko, como: ICOIN, 29/01/2008, o el Economista.es y otros medios locales, y propios medios de comunicación de la MCC la tecnología de Whisper Tech ha traspasado el océano y ha llegado de nueva Zelanda a España, aterrizando en el País Vasco y creando en los principios de 2008 una Empresa mixta entre una Compañía N. Zelanda estatal de generación eléctrica "Meridian" y la famosa en todo el mundo cooperativa del País Vasco, Cooperativa Mondragón. Actualmente es una Empresa a nivel europeo y, posiblemente, mundial, para fabricar y comercializar los equipos de micro cogeneración. El nuevo concepto de generación eléctrica a la vez con la producción de agua caliente sanitaria. El concepto de generación localizada a nivel de vivienda, granja o comunidad de vecinos, suministro de la energía eléctrica no distributiva.

Fuentes: 

1. "Foro-industrial.com" :  micro-cogeneración Whispergen,  http://www.foro-industrial.com/2008/02/micro-cogeneracion-whispergen/

2. "WhisperGen set up micro CHP manufacturing Joint Venture with MCC":http://microchp.blogspot.com/2008/01/whispergen-set-up-micro-chp.html

"Victron Energy" es una empresa de los equipos eléctricos, muy famosa actualmente en sus convertidores para conexión a la red eléctrica de distribución.:  http://www.onboardenergy.com/aboutus.httml  

3http://paisvasco.comercio.es/icex/cda/controller/pageDTS/0,5309,5262612_5263233_5265138_4057253_4,00.html

4http://www.mondragon.mcc.es/esp/noticias/gindustrial/n_0001.asp?id=2030

5http://www.eleconomista.es/empresas-finanzas/noticias/352852/01/08/Economia-Empresas-MCC-y-Meridian-Energy-crean-una-empresa-conjunta-para-fabricar-un-sistema-de-microcogeneracion.html

Esta empresa comercializa todo tipo de equipos para micro generación, incluyendo baterías, reguladores de carga y consumo, generadores 12 V y 24 V , por ejemplo este, de fabricación de Wishpergen

Actualmente, 2011, la caldera Whispergen se fabrica en Tolosa, Pais Vasco en la fabrica EHE http://www.ehe.eu/english.asp que es 100% de propiedad española. La parte de Whisperthec de Nueva Zelanda, donde nació el producto, se ha cerrado. El último terremoto y la nueva Junta directiva  de Meridian han terminado con ella.

http://www.ehe.eu/ehe/de/sobre-ehe-2371.asp?nombre=2371&cod=2371&sesion=1

La cogeneración o minicogeneración cada vez tiene mas presencia como una tendencia novedosa en el mercado contemporáneo. En el 2009 se creó otra empresa de I+D, Centro Stirling, S. Coop, a base de la Cooperativa Mondragón, dedicada a la tecnología Stirling, donde actualmente estoy trabajando: http://www.pologaraia.es/index.php?option=com_content&task=view&id=106&Itemid=45 .

Para micro-generación perfectamente esta adaptado otro producto similar:

Energieumwandlungsges mbH 
Nikolaus Schönbacher Strasse 7 
8052 Graz 
Fax: ++43 (316) 58 14 27 
http://www.stirlingpowermodule.com/

e-Mail: office@stirlingpowermodule.com

 

 

 

 

 

Este producto es a la vez la caldera de gas para calefacción y unidad de micro generación a nivel de una casa o piso. Unidad para la instalación en una casa, caldera de gas, Pellet, fuel, carbón vegetal y mineral, etc. para producción de agua caliente sanitaria, calefacción y con el motor Stirling con generador eléctrico incorporado. Micro generación local o micro generación conectada a la red eléctrica.

Aplicaciones:

Generación eléctrica por medio de uso de energías alternativas y renovables como biomasa y energía solar térmica.

 

 

 

Stirling "Solo" Alemania. Firma dedicada a fabricación de maquinaria de jardinería desde los años post guerra.

http://www.solo-germany.com/english/frames/frame_stirlingengine2.html

En esta fotos están presentes diferentes motores de Stirling en los equipos electrogenos. Firma  alemana SOLO,

       Firma SOLO, gmbH ha empezado los años post guerra fabricar a base de pequeños motores de motocicleta maquinaria de jardín, en los años 70 desarrollo un programa de motores de Stirling y con gran éxito practico en el mercado. Sus motores participan en muchos programas de desarrollo de uso de energías alternativas, solar, biomasa, etc.

Motor, probablemente, diseñado por ingeniería de Philips, es muy compacto, la cilindrada, o el volumen variable del pistón de trabajo es de 160 cc. Presión del gas de trabajo inicial es de 150 bares. Gas de trabajo helio. También se conoce, que han experimentado con el hidrogeno.

 

 

Aquí se ve la sección del motor alfa de diseño SOLO. Es SOLO Stirling 161. Su potencia térmica es de 8 a 26 kw, que permite generar la potencia eléctrica de 2 a 9,5 kw.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

En la imagen el banco de pruebas del SOLO 160 con los equipos de combustión de gas o fuel con instalaciones de medición y pruebas.

 

No tenemos que olvidar de la Empresa Philips, la famosa Philips de aparatos de Radio. Según la historia oficial escrita era la primera institución que a descubierto entre los polvos de los archivos el motor Stirling, en el año 1939! Motor, nacido en los años de pleno esplendor de máquinas de vapor, en 1816, el año de la Patente del cura Robert Stirling. Era una etapa intermedia entre las máquinas de vapor y los motores de Otto y Diesel. Pero es otro tema muy completa, el tema de historia. Es un tema encantadora, como cualquier otro tema de cualquier otro objeto técnico. Pues a los años 1930 el motor Stirling ha desaparecido del mapa. Pocos enciclopedias lo describían. Algo parecido a Atlántida. Era, existía, y ha desaparecido... Estas máquinas las diseñaban, las fabricaban, las vendían desde 1907 a 1920...Y después un vacío informativo absoluto! Entonces los ingenieros de Philips han hecho nacer de nuevo a esta máquina. Y no solo como motor térmico, si no y como maquina refrigeradora! Como maquina de licuadora de gases! Es uno de pocos motores térmicos, que son invertibles fácilmente en practica, no teóricamente.

    Con problemas de contaminación y problemas de falta de petróleo el tema de las energías alternativas a petróleo o carbón, el uso de la energía térmica solar o nuclear se ve cada vez más urgente. Y resulta que el motor de Stirling se adapta fácilmente a cualquiera que sea la fuente de calor!

Actualmente la herencia sobre el SOLO pertenece a la empresa sueca CleaNergy: http://www.cleanergy.com/ , que sigue con el proyecto en aplicaciones solares.

En la Escuela Superior de Sevilla y en la Plataforma Solar en Almería desde el 1983 están investigando la aplicación del motor Stirling con los concentradores parabolicos en plan de aprovechamiento de la energía solar térmica. Es un proyecto internacional con participación de SOLO.

"De Gros Stirling Solaires" y " Euro Dish"

Project Eurodish http://www.klst.com/projekte/eurodish/inabensa_page.html

 

En 1998, un Stirling SOLO 161, versión solar montado el el foco de un concentrador parabólico de 25 m2 hecho de segmentos de plástico. 

http://www.youtube.com/watch?v=Z4joQSkQ1_M Otro Euro Dish con el SOLO en Milan.

 

Uno de los moto generadores de SOLO con el concentrador parabólico en la Plataforma Solar de Almería. Fuente de la foto y información:http://www.ecotec2000.de:80/espanol/epas.htm


http://www.energy-solutions.co.uk/index.html
http://www.greenconsumerguide.com/powergenminisite/index.htm
http://www.onboardenergy.com/

 

SES Stirling energy systems, USA en colaboración con Kokums, Sweden.

 

 En la foto, que corresponde a los años 2004 o 2005 vemos una unidad de generación solar con el motor de la empresa SES stirling energy systems, parece ser una empresa conjunto con Kocums

http://www.kockums.se/Products/kockumsstirlingm.html  , en el foco del espejo parabólico en California y Arizona USA.

Es una central 500 Mw, compuesta de unos 20 unidades, instalados en una superficie de 4,6 acres, o 18.211 metros cuadrados.

http://blogs.business2.com/greenwombat/2007/07/pge-signs-world.html

http://blogs.business2.com/greenwombat/2007/06/big_solar_stirl.html

http://www.etopiamedia.net/emeenn/pages/sol/sol5-5551212.html

http://www.stirlingenergy.com/links.htm

 

 

 

 

El sistema de generación con el motor Stirling, de 4 cilidros, doble acción y con mecanismo motriz del cigüeñal tradicional, mejor decir dos cigüeñales, unidos con engranaje. Posiblemente un diseño común de UUSS y Sweden. United Stirling.  En algunas fuentes http://www.worldchanging.com/archives/003285.html para el mismo proyecto  indican como unidad térmica motor de Stirling de esta composición.

 

El motor de doble acción es un tema muy interesante.

El primer diseño , según algunas fuentes, como: William R. Martini, "Stirling Engine Design Manual", Edition 2004 by Univrsity Press of the

pacific, reprinted from the 1983 edition:

     Diseño del motor de doble acción de 4 cilindros, probablemente , el mas antiguo, o el primero! Sir William Siemes, 1863

            

Una presentación esquemática del ciclo Stirling, realizado en las maquinas de doble acción.

        

 

United Stirling, versión combustible tradicional, gas-oil, por ejemplo.

 

Es un Stirling contemporáneo de doble acción con el mecanismo de dos cigüeñales y de guiar los pistones por pistones auxiliares. Con varios cilindros en dos filas. Foto anterior es una versión solar, y , aquí, es una versión para combustión de algún hidrocarburo.

Miro la foto ésta y me sorprende, que nosotros, estudiantes del año 1974, estábamos muy cerca del diseño de un motor, que pudiera ser realizado...en nuestros proyectos de Fin de carrera, arriba.

 

En India desde ya hace muchos años fabrican y explotan motores de Stirling de 5 CV.

Este proyecto de 1981 ...1986, diseño de Sun Power, Inc. Athens, Ohio. Esta descrito en el libro de L. Merrick Lockwood: "How I Built a 5 Hp Stirling Engine. Este libro vende el mismo Sr. Brent H. Van Arsdell, American Stirling Company, 2726 Shelter Island Dr. 172, San Diego, CA 92106.

 

 

 

 

http://www.stirling-tech.com/

Los prototipos han sido fabricados en diferentes formas en búsqueda de perfección y para eliminar los errores casi sin medios! Materiales los mas habituales, el taller de mecanización con medios de los años 1890...1930. Todos trabajos artesanía pura. Hace falta mucha inteligencia para conseguir cualquier pequeño avance! Par los tiempos de Crisis, que no se sabe cuanto durará, es un ejemplo, que hay que conservar como un tesoro! Si German Smirnov, quien en el 1966 ha escrito el primer articulo sobre el Stirling en aquella antigua revista para juventud aficionada en técnica, tiene razón ahora, quien dice en su articulo, en la misma revista, pero editada en el 2009 sobre el futuro, que nos espera, mejor que conozcamos estas experiencias. Si tiene razón el Ing. Smirnov, los logros tecnológicos, que eran los últimos a aparecer, GPS, Telefonía móvil, PC, serán los primeros en desaparecer! La posible caída de producción provocará la caída de extracción de materias primas, efecto "domino"... déficit de petróleo provocará el déficit de su consumo...desaparecerá el transporte, desaparecerá la comunicación...Un día andando será la distancia de contacto entre pueblos...Los ingenieros de las generaciones recientes, los que saben diseñar con programas 3D no tendrán ni calculadoras...

La vida obligará a aprender dibujar a mano los croquis y calcular a mano las estructuras...La importancia de saber las bases, las ciencias básicas, los fenómenos naturales tendrá un valor incalculable. Pero los primeros que serán devorados por las bandas ambulantes, serán estos "bichos raros"...

No hay respuestas a muchas incógnitas, pero si nos queda tiempo, hay que desarrollar las maquinas para el presente con medios de futuro, pero en paralelo, hay que estar preparados a uso de medios primitivos de pasado!

 

Otro simpático generador solar de SANFLOWER  http://www.energyinnovations.com/

 

 

 

 

http://freeenergynews.com/Directory/Organizations/Idealabs/index.html

 

 

    En mis planes para el programa de Motores de Stirling y , a la vez, Submarino PIONER, tengo previsto fabricar un modelo de Stirling de doble acción con el mecanismo tipo "arandela inclinada", mas se usa el término: "plato inclinado".  Su diseño muy compacto me permitirá a instalar éste motor, como motor de propulsión en el Submarino:

Motores de Stirling con plato inclinado.

 

No soy el único loco

En las fotos de abajo se ven algunos motores, expuestos en el 2001 en USA en un encuentro temático de los modelos de Motores de Aire Caliente, o, como los llaman Stirling motores:http://users.moscow.com/oiseming/lc_ant_p/

 

Aquí podemos encontrar una magnifica bibliografía de Motores de Stirling

 2001 Southwest Regional Hot Air Meet

Entre otras cosas tienen una bibliografía de documentos sobre el motor de Stirling: http://www.oldengine.org/members/orrin/lnk_stir.htm

 

 

"Grupo de Trabajo de Motor Stirling en Munich"

(fundado en 1986)

http://www.odts.de/esg/ST5engl.html

Es una iniciativa de unos entusiastas, encabezados por el Ingeniero Dieter Viebach a base de una institución como Parroquia Evangélica en Munich ha iniciado un ambicioso proyecto de estudio, diseño y construcción de los varios prototipos de motores de Stirling para generación eléctrica. Llegaron a construir varios con generador de su propio diseño de 500 w.

Lo instalaron con una caldera de gas y de biomasas. Lo han comparado en sus talleres con el Whispergen en el 2001, que le habían prestado para el experimento.

Es sorprendente como han llevado a cabo el trabajo con medios casi caseros. Esto es un ejemplo impresionante y muy animador para todos entusiastas de la ingeniería y ciencia!

Uno de los motor ST 05 G Stirling Gama.

 

 

 

 

                            Otro con el generador sincrono de 500 w

 

 

 

 

Working gasair 
Pressure10 bar150 psi
Working piston bore80 mm3.149‘‘
Displacer diameter96 mm3.779‘‘
Stroke75 mm2.952‘‘
Rotating speed600 rpm 
Torque8 Nm 
Power output (mech)300 – 500 Watt0.4 to 0.67 hp
Power at 10 bar355 W0.475 hp
Gas consumption (propane)225 g/hour (at 300 W power output) 
Heat input (for 300 W output)2.862 kW9769 Btu/h

 

 

Un encuentro de aficionados en UUSS. Corresponde al año 1999

http://www.oldengine.org/members/orrin/pic_Ctn1.htm

 

                                                              

 En estas fotos el Sr. Alphonse Vassalo demuestra su motor de 4 cilindros. Supongo que tiene el esquema del mecanismo de pistones del tipo "Plato inclinado". Resulta que es un antiguo invento de Mr. Siemens!

   Este motor Stirling de 4 cilindros debe ser de doble acción con mecanismo motriz de pistones tipo " Arandela Inclinada", mecanismo poco conocido en plan habitual de motores térmicos, pero bastante implantado en el mundo de óleo hidráulica. Este motor lo fue construido por el Mr. Alfonse Vassallo, en la foto. Se ve perfectamente un soplete de butano con 4 llamas, dirigidas a 4 cabezas, refrigeración por agua. Este tipo de composición de motores de Stirling es muy ventajosa en varios conceptos. Lo veremos adelante. Motores de Stirling con plato inclinado.

    Ya llevo tiempo pensando en construir un motor Stirling con ésta composición de pistones y el mecanismo motriz. Lo aré, como inicio del proyecto para mi submarino PIONER.  

  En la foto de abajo se ve mejor el motor. Sr. Alfonse Vassallo con un propeller o hélice, en calidad de volante, sobre el eje del motor para demostrar su capacitad dinámica.

 

Es curioso, que el mismo motor, abajo, a la izquierda, también aparece como producto de investigación y desarrollo de una empresa Tamin Corporation Dr Don Issac.:

 http://www.tamin.com/team.htm  12/10/2007 He entrado en la pagina de Tamin y encontrado una sorpresa triste. Lamentablemente se ha disuelto hace un par de años.       

Las Empresas de Tamin fueron fundadas en 1983 como una sociedad para desarrollar equipos de punto crucial. Durante los años, el negocio desarrollado para incluir máquinas diseñadas y desarrolladas a base de motor Stirling.
En 2001 las Empresas de Tamin crearon una compañía independiente, llamada Tamin  Corporation, ubicada en California.

La empresa TAMIN tenia dos motores de investigación en prueba - el TESE002 y el CAM001. El TESE002 es un motor de Stirling con el mecanismo de movimiento de pistones tipo rómbico y de un cilindro común para el pistón de trabajo y el desplazador. En el motor TESE002, de TAMIN, diseño y fabricación del Dr. Don Isaac. 

y el CAM001 es un motor Stirling de mecanismo de leva o de plato inclinado de cuatro cilindros. Segun la empresa TAMIN, ambos motores fueron desarrollados como el aprendizaje, eran como banco de pruebas para avanzar su conocimiento de la tecnología Stirling.

 

Este de 4 cilindros, exactamente el que representa el Mr. Vassallo en el 1999. Probablemente adquirido por la Firma TAMIN.

 

 

 

En éste motor del Dr. Don Isaac, se ve perfectamente un generador de coche en la foto izquierda. El motor estaba expuesto en una exhibición de aficionados, donde también estuvo Jim Symanski. Un personaje muy interesante. Intrevista con el se puede encontrar en el libro del Mr. Brent H. Van Arsdell: "Around the World by Stirling Engine".2003, American Stirling Company, 2726 Shelter Island Dr. 172, San Diego, CA 92106. Año de publicacón 2003.

 

Tamin CAM002 Una maqueta del Motor generador.
 

La empresa está disuelta. También he encontrado a Jim Shymanski (http://www.starspin.com/stirlings/index.html): En una de exhibiciones en '"99 Dream Machine Show", 25 Abril, 1999, en el pequeño aeródromo en el municipio Half Moon Bay, CA, USA. Con sus motores de aire caliente. Restaurados o construidos por El.

 

Hace un año y medio, he descubierto, que la pagina Tamin ha desaparecido. En su lugar había un anuncio sobre disolución. Ha desaparecido y la foto del grupo de ingenieros, encabezados por el Don Issac, que tenia la pagina. Empresa Tamin se ha cerrado. La fundo el Dr. Don Isaac con su esposa y cuatro compañeros mas para desarrollar la tecnología de motores de Stirling. No sabía que ha pasado hasta decidir a escribir el año pasado, 2008, al Mr. Brent, el autor de varias entrevistas con mucha gente y muchas empresas, (WhisperThec, con Don Clucas incluido). Me ha contestado:

 

I called Don Isaac, former operator of Tamin enterprises who knew Jim. He also hadn't talked to Jim for over a year.
Feel free to quote anything you like from my book.

Brent
 

Llamé a Don Isaac, el ex operador de Tamin empresas que conocía a  Jim. Asimismo, no ha hablado con Jim durante más de un año. 
Siéntase libre para citar a cualquier cosa que te gusta de mi libro. 

Brent

 

 

Jim Shymanski. Restaurador de antigua maquinaría. Ha recuperado muchas antiguas maquinas de aire caliente y ha construido mucho de su propio diseño. Un fenómeno, un brillante artesano! 
 

Brent H. Van Arsdell: "Around the World by Stirling Engine". American Stirling Company, 2726 Shelter Island Dr. 172, San Diego, CA 92106. Año de publicación 2003. En éste libro Mr. Brent ha entrevistado a Jim Symanski y ha dedicado un capitulo muy completo a El y sus obras.

http://www.starspin.com/stirlings/index.html

 

 

MIS NUEVOS PROYECTOS DESDE 1997 Y ADELANTE.

Esto es el compresor fabricado por BOGE en 1991 de 2 cilindros en V a 90º y 95 mm de diametro y 95 mm de carrera.

 

 

 

Este proyecto tendrá que esperar. Ahora no puedo seguir con el. Estoy lejos de Zaragoza y no puedo dedicarle tiempo. ¿O lo llevo al Centro Stirling S.Coop...?

Centro Stirling, S. Coop. http://www.centrostirling.com/ una ingeniería dentro de la Cooperativa Mondragón, del País Vasco. Empresa de I+D+I, dedicada a tecnología Stirling.

Hace poco, el Enero de 2012, he establecido un contacto con un ingeniero de Jarkov, Ucrania, que ha construido y sigue construyendo todo topo de modelos de los motores de Stirling, que funcionan perfectamente. Motores cinemáticas, con pistón libre, acústicos. Su pagina Web es un manual perfecto para cualquiera que decida empezar el tema de motores de Stirling:http://www.phisycstoys.narod.ru. Hace poco construyo para nuestra empresa un pequeño motor acústico o, como les llama el, termomecánico con generador lineal y 8 LED´s. Funciona de la llama de una lámpara de alcohol o, mejor, de una pequeña llama de un soplete de butano. Este artesano y ingeniero se llama Igor Beletskiy

Tengo que presentar a un Ingeniero español, especialista en energía eólica, quien dedico varios años a la tecnología Strililing. Desarrollo un excelente método de calculo del ciclo stirling. Construyo un prototipo de aplicación solar de 18 kw de energía eléctrica generada. Trabajo con su prototipo en Tudela, cerca de Zaragoza. Vive en Tarifa. Su email: chemacero@gmail.com

 

 

 

Son dos fotos que me envió José Maria Gallego Acero, Ingeniero de Tarifa. Su CV se presenta aqui:

FORMACIÓN ACADÉMICA

1978 Ingeniería Técnico Industrial

Escuela Técnica de Ingeniería de Barcelona

1988 Curso de “Vibraciones aplicado al cálculo de mecanismos”

CPE 1989 Curso: “Trabajo en grupo

ICT 1990 Curso: “Ergonomía”

ICT 2000 Curso: “Elementos finitos asistido por ordenador

INGECIBER Cataluña

2000 Curso: “SOLIDWORKS Diseño en 3D asistido por ordenador

2004 Curso: “ANSYS Curso elementos finitos aplicados a situaciones

no lineales

EXPERIENCIA PROFESIONAL

1970-1975: Delineante proyectista y responsable de mantenimiento

Fabrica de vidrio artesanal UNION VIDRIERA DE ESPAÑA (Badalona)

1976-1983: Ingeniero Técnico como diseñador y puesta en marcha de

instalaciones de manutención

Empresas HEXA y FATA ambas en Barcelona

1984-1986: Profesor en Nicaragua impartiendo clases

En ITESPAT (Ingeniería) de Managua y en INTECNA de Granada.

1987-1989: Director técnico

En la fábrica de vidrio mencionada (UNION VIDRIERA DE ESPAÑA),

reconvertida en Cooperativa.

1991-2000: Ingeniero de diseño mecánico y socio de la cooperativa

ECOTECNIA, dedicada a la energía cólica, participando en los

Desarrollos de las maquinas de 150,225,660,750,1300 y 1670 KW

- Instalación y puesta en marcha de un parque de 10 máquinas en la

India

- Instalación y puesta en marcha de un parque de 2 máquinas en

Turiguano Cuba (Proyecto de cooperación solidaria)

2001-2007: Ingeniero autónomo

Exclusividad para ECOTECNIA (Barcelona), desde Cádiz ,

2008: Ingeniero en libre ejercicio (autónomo)

En proyectos de instalaciones de calefacción y climatización para

ahorro de energía en viviendas.

Desde 2008-2010: Ingeniero en libre ejercicio (autónomo)

Desarrollo en un proyecto consistente en el desarrollo de un prototipo

de motor Stirling solar de 15 KW, dedicación esclusiva.

Desarrollo y calculo de un seguidor solar fotovoltaico de dos ejes para

la empresa Mecasolar

En la actualidad trabajando en:

Desarrollo y calculo de un seguidor solar fotovoltaico de dos ejes para

la empresa Eniber

.Tarifa 21 de Diciembre 2010

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