Silnik beztłokowy - rewelacyjna technologia z Polski

Andrzej Wąsowski - to człowiek, którego nazwisko radzę zapamiętać, ponieważ może trafić ono wkrótce do encyklopedii. Dlaczego? Otóż jest to wynalazca silnika beztłokowego, dzięki któremu być może będziemy już w niedalekiej przyszłości będziemy mogli tanio i efektywnie ogrzewać całe domy.

Auto z włókien węglowych

Wszystko zaczęło się ponad trzy dekady temu, gdy pan Wąsowski był akurat w klasie maturalnej i miał za zadanie przygotować materiał na temat termodynamiki. Przeczytał w "Młodym techniku" dogłębny artykuł na temat silnika Stirlinga, którego historia sięga połowy XIX wieku, zaś w latach 50-tych XX został wykorzystany przez Philipsa w przenośnym generatorze prądu. Stirling w swoim silniku wykorzystał znane powszechnie zjawisko fizyczne - jeżeli zamknięty szczelnie pojemnik podgrzejemy - gaz w środku zwiększy swoje ciśnienie.

Jeżeli ten sam pojemnik ochłodzimy - ciśnienie się zmniejszy. Stirling dodał do owego pojemnika ruchomy tłok, nie stykający się ze ściankami pojemnika. Tłok służył tylko do "przepychania" powietrza od ścianki zimnej do ogrzewanej. Należało jeszcze połączyć "pojemnik" z klasycznym siłownikiem pneumatycznym oraz za pomocą kół zamachowych i korbowodów połączyć tłoczyska wypornika z tłoczyskiem siłownika roboczego, realizującego klasyczne dodatnie sprzężenie zwrotne. Genialnie proste, prawda?

Niesamowity pociąg z silnikiem turbospalinowym [wideo]

Silniki Stirliga służyły jako napęd tokarek, szlifierek, pomp, wentylatorów a nawet  pierwszych gramofonów! Na początku XX wieku wyparły je silniki elektryczne oraz spalinowe. Jak wspomniano, Philips w latach 50-tych przywrócił silnik do życia - wdrożył na krótką metę do produkcji przenośny generator prądu zasilany silnikiem Stirlinga. Nie było tam zbiornika na paliwo, ale mała szuflada gdzie mieścił się palnik prymusa zasilanego benzyną. Aby uruchomić silnik, należało rozpalić prymus, odczekać aż silnik osiągnie właściwą różnicę temperatur i pociągnąć za linkę rozrusznika. Urządzenie dawało mu moc 200 watów i mimo że było wręcz rewolucyjne w swoim pomyśle, szybko zaniechano jego produkcji.

Technologia komunikacyjna w służbie ludzkości

Przy okazji pisania referatu panu Wąsowskiemu wpadł do głowy pomysł, aby w klasycznym silniku Stirlinga wyeliminować wszelkie korbowody i tłoki a spowodować, by działał, wykorzystując tylko ruch obrotowy jego części składowych. Napisał o tym pomyśle, a potem zapomniał o temacie - podobnie jak i świat techniki znowu porzucił silniki Stirlinga, jednak ostatnie dwudziestolecie znowu ożywiło koncepcję z XIX wieku.

Przykłady? Proszę bardzo -  Szwedzi zbudowali kilka okrętów podwodnych napędzanych silnikiem Stirlinga. Część "ciepła" tego silnika jest ogrzewana chemiczną reakcją egzotermiczną łączenia chloru z sodem do postaci soli kuchennej. Oprócz tego NASA opracowała silnik według interesującej nas koncepcji ogrzewany reakcją promieniotwórczego pierwiastka. Silniki takie są już montowane do sond kosmicznych, które polecą w odległe od Słońca rejony naszego układu.

Gadżety dla lekarzy, czyli gabinet XXI wieku

Nadto prowadzone są prace nad wykorzystaniem omawianych silników w przemysłowych układach kogeneracji, czyli wszędzie tam, gdzie dysponujemy medium o wysokiej temperaturze, a w dalszym cyklu produkcyjnym musimy to medium schłodzić, np. w klasycznej chłodni kominowej.  Rozpoczęto także produkcję domowych generatorów z klasycznym silnikiem Stirlinga. Gaz dostarczany do domu w celu jego ogrzewania, wpierw ogrzewa silnik, który produkuje energię elektryczną na potrzeby domowe. Mamy więc dwa w jednym - medium energetyczne, którym jest gaz służy i do ogrzewania, i do „świecenia”.

Jak napisał wynalazca:

[cytat]Jakieś dwa lata temu, zupełnie przypadkowo natrafiłem na stronę poświęconą silnikom Stirlinga. Zacząłem szukać, z wielką ciekawością oczekując, że gdzieś trafię na "mój" pomysł. I im dłużej szukałem, tym bardziej byłem zdumiony, że nigdzie tego znaleźć nie mogę. Jednocześnie rozpocząłem próby "hobbystyczne" niejako, prowadzące do sprawdzenia praktycznego mojego pomysłu.[/cytat]

Jak będzie wyglądała nasza cywilizacja za 1000 lat?

Przełom przyszedł wiosną ubiegłego roku, gdy Adam Wąsowski nawiązał kontakt z osobą znającą się na rzeczy i podesłał jej rysunki, schematy i informacje beztłokowego silnika Stirlinga. Osobie tej tak spodobała się koncepcja, że poradziła opatentować pomysł - procedura patentowa właśnie trwa, więc przedstawmy wynalazek. Beztłokowy rotacyjny silnik według koncepcji Wąsowskiego (wersja nr 2 = WASE2) jest rodzajem silnika cieplnego zewnętrznego spalania. Różnica temperatur na powierzchniach silnika jest przetwarzana na pracę mechaniczną. Ideą pomysłu jest łatwe łączenie szeregowo-równoległe poszczególnych modułów do postaci płaskich paneli. Każdy panel posiada indywidualną prądnicę (alternator).

Panel może być wykorzystany do odzyskiwania energii traconej w produkcji przemysłowej (kogeneracja), jako źródło zasilania hybrydowego pojazdu samochodowego, a także jako generator prądotwórczy, który może być łatwo wykorzystany i w gospodarstwie domowym, a nawet na ... na Księżycu! Silnik jest niezwykle prosty w budowie, dlatego jego koszt wytwarzania będzie bardzo mały (wysoki koszt był podstawową wadą dotychczasowych rozwiązań). Zastosowana: układy kogeneracji, samochody hybrydowe, przenośne generatory prądu elektrycznego.

Gadżety z filmów science fiction – które można kupić?

Źródłem ciepła może być każdy rodzaj energii cieplnej: od wszelkich klasycznych paliw organicznych, poprzez energię nuklearną, geotermalną, chemiczną reakcję egzotermiczną (np. łączenie sodu z chlorem do postaci soli kuchennej). Silnik Stirlinga potrzebuje chłodzenia - z uwagi na to, iż jest to silnik "różnicowy" - czyli jego sprawność zależy od różnicy temperatur na jego powierzchniach roboczych. Chłodzić można wodą, powietrzem lub każdą inną endotermiczną reakcją chemiczną. Oddaję głos wynalazcy:

[cytat]Trwają prace nad wykonaniem "pół-przemysłowego" silnika. Oceniam, iż powinno się udać osiągnąć moc na wyjściu około 800-1000 W. Ten pierwszy silnik, posłuży do optymalizacji kilku parametrów, co w kolejnych modelach poprawi jego osiągi. Silnik, nad którym pracuję jest "mutacją" mojego pomysłu silnika sprzed 30 lat. Pierwowzór (WASE1) jest także opatentowany. Pracę nad nim rozpocznę po zdobyciu doświadczeń nad obecnie wykonywanym modelem. WASE1  - w stosunku do WASE2, jest dużo prostszy, zawiera ponad połowę mniej elementów. Powinien być także zdecydowanie tańszy w masowej produkcji. Wymaga jednak ogromnej precyzji wykonania, niemożliwej do osiągnięcia "domowym sposobem"[/cytat]

Teoretycznie możliwe, że odpowiedni panel złożony z tych silników mógłby służyć do ogrzewania czy chłodzenia domów czy hal produkcyjnych. Ale to tylko teoria. Jednak sprawa cały czas jest w toku i mamy nadzieję, że będziemy mogli zaprezentować kolejne etapy prac pana Wąsowskiego na łamach Gadżetomanii.