స్టిర్లింగ్ యంత్రం
స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ (స్టిర్లింగ్ యంత్రం; Stirling Engine) అనేది ఒక ఉష్ణ యంత్రం, వివిధ ఉష్ణోగ్రతా స్థాయిల వద్ద చక్రీయ సంపీడనం మరియు గాలి లేదా ఇతర వాయువు, కార్యకారి ద్రవం (వర్కింగ్ ఫ్లూయిడ్) యొక్క వ్యాకోచం ద్వారా ఈ యంత్రం పనిచేస్తుండటంతో, ఉష్ణ శక్తి యాంత్రిక పనిగా నికర మార్పిడి జరుగుతుంది.[1]
ఈ యంత్రం కూడా ఒక ఆవిరి యంత్రం మాదిరిగానే పనిచేస్తుంది, దీనిలో కూడా యంత్రం గోడ ద్వారానే మొత్తం ఉష్ణ బదిలీ జరుగుతుంది. దీనిని సాంప్రదాయికంగా బాహ్య దహన యంత్రంగా గుర్తిస్తారు, అంతర్గత దహన యంత్రానికి ఇది విరుద్ధంగా ఉంటుంది, అంతర్గత దహన యంత్రంలో కార్యకారి ద్రవం యొక్క భాగం లోపల ఒక ఇంధనాన్ని మండించడం ద్వారా ఉష్ణం జనిస్తుంది. ఆవిరి యంత్రం నీటినే తన యొక్క ద్రవ మరియు వాయు దశల్లో కార్యకారి ద్రవంగా ఉపయోగించుకుంటుంది, దీనికి విరుద్ధంగా స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ గాలి లేదా హీలియం వంటి శాశ్వత వాయుసంబంధ ద్రవాన్ని నిర్దిష్ట పరిమాణంలో కలిగివుంటుంది. అన్ని ఉష్ణ యంత్రాల్లో మాదిరిగానే, దీని యొక్క సాధారణ చక్రంలో కూడా శీతల వాయువు సంపీడనం, వాయువును వేడిచేయడం, వేడి వాయువు వ్యాకోచించడం మరియు చివరకు చక్రాన్ని పునరావృతం చేసే ముందు వాయువును చల్లబరిచే దశలు ఉంటాయి.
ఆవిరి యంత్రానికి బదులుగా ఒక పారిశ్రామిక ప్రధాన కారకంగా దీనికి సంబంధించిన ఆలోచన మొదలైంది, అయితే దీని యొక్క ఆచరణాత్మక ఉపయోగం శతాబ్దానికిపైగా ఎక్కువగా తక్కువ-శక్తికి సంబంధించిన గృహ అనువర్తనాలకు పరిమితమైవుంది.[2] అధిక సమర్థతకు (40%[3] వరకు), పెద్ద శబ్దాలు లేకుండా పనిచేయడం, దాదాపుగా ఎటువంటి ఉష్ణ మూలాన్నైనా ఉపయోగించుకునే వెసులుబాటు ద్వారా స్టిర్లింగ్ యంత్రం ప్రత్యేక గుర్తింపు పొందింది. ప్రత్యామ్నాయ మరియు పునరుత్పాదక శక్తి మూలాలతో అనుగుణ్యత కారణంగా సంప్రదాయ ఇంధన ధరలు పెరిగిపోవడంతోపాటు, పీక్ ఆయిల్ (గరిష్ఠ స్థాయిలో పెట్రోలియం వెలికితీసే దశను ఇది సూచిస్తుంది) మరియు వాతావరణ మార్పులు వంటి ఆందోళనల ఫలితంగా దీనికి ప్రాముఖ్యత పెరిగింది. మైక్రో కంబైన్డ్ హీట్ అండ్ పవర్ (CHP) యూనిట్‌ల యొక్క ప్రధాన భాగంగా ప్రస్తుతం ఈ యంత్రం ఉపయోగించబడుతుంది, ఈ యూనిట్‌లలో ఆవిరి యంత్రం కంటే ఇది మరింత సమర్థవంతంగా పనిచేస్తుంది, అంతేకాకుండా దీనిని సురక్షితంగా ఉపయోగించవచ్చు.[4][5] స్టిర్లింగ్ యంత్రాలను (ముఖ్యంగా పిస్టన్ రహిత రకాలు) అంతరిక్ష అన్వేషణలో కూడా ఉపయోగించేందుకు సాధ్యాసాధ్యాలను NASA (నాసా) పరిశీలిస్తుంది.[6]
స్కాట్లాండ్ పరిశోధకుడు రాబర్ట్ స్టిర్లింగ్ 1816లో ఒక సంవృత చక్ర వాయు యంత్రం యొక్క మొట్టమొదటి ఆచరణాత్మక ఉదాహరణను కనిపెట్టారు, ఫ్లెమింగ్ జెంకిన్ 1884లోనే ఇటువంటి యంత్రాలన్నింటినీ సాధారణంగా స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లుగా సూచించారు. ఈ పేరు ప్రతిపాదనకు తక్కువ ఆదరణ లభించింది, మార్కెట్‌లో అందుబాటులో ఉన్న వివిధ రకాల యంత్రాలను వాటి రూపకర్తలు లేదా తయారీదారుల పేరుతోనే పిలవబడటం కొనసాగింది, రైడర్, రాబిన్సన్ లేదా హెన్రిసి యొక్క (ఉష్ణ) వాయు యంత్రాలు దీనికి ఉదాహరణలు. 1940వ దశకంలో, ఫిలిప్స్ కంపెనీ తమ సొంత "వాయు యంత్రం" కోసం అనువైన పేరు కోసం అన్వేషణ ప్రారంభించింది, ఈ కంపెనీ ఆ సమయానికే తమ యంత్రాన్ని ఇతర వాయువులతో పరీక్షించి చూసింది, చివరకు ఏప్రిల్ 1945న దీనికి "స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్" అనే పేరు పెట్టాలని నిర్ణయం తీసుకుంది.[7] అయితే, సుమారుగా ముప్పై సంవత్సరాల తరువాత కూడా గ్రాహం వాకర్ "ఉష్ణ వాయు యంత్రం" వంటి పదాలను "స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌"కు మారుపేరుగా ఉపయోగించడం కొనసాగడంపై అసంతృప్తితో ఉన్నారు, ఇదిలా ఉంటే స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ పేరు కూడా వాటికి విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుండేది. ఈ పరిస్థితి ఇప్పుడు కొంతవరకు మెరుగుపడింది, కనీసం విద్యావిషయక పాఠ్యాంశాల్లో ఇప్పుడు వీటిని వేర్వేరుగా సూచిస్తున్నారు, ఇప్పుడు సాధారణంగా స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ అనే పదాన్ని ప్రత్యేకంగా ఒక శాశ్వత వాయు కార్యకారి ద్రవంతో ఉన్న సంవృత-చక్ర పునరుత్పాదక ఉష్ణ యంత్రాన్ని సూచించేందుకు ఉపయోగిస్తున్నారు, దీనిలో సంవృత చక్రాన్ని ఒక ఉష్ణగతిక వ్యవస్థగా నిర్వచించవచ్చు, ఇందులోని వ్యవస్థలో కార్యకారి ద్రవం శాశ్వతంగా నిలిచివుంటుంది, పునరుత్పాదకత అనేది ఒక నిర్దిష్ట రకపు అంతర్గత ఉష్ణ వినిమాయకం మరియు రీజెనరేటర్ (పునరుత్పాదకం)గా తెలిసిన థర్మల్ స్టోర్ ఉపయోగాన్ని వర్ణిస్తుంది. వాయుసంబంధ ద్రవానికి బదులుగా ఒక ద్రవాన్ని ఉపయోగిస్తూ ఇదే సిద్ధాంతంపై పని చేసే యంత్రాన్ని 1931లో కనిపెట్టారు, దీనిని మాలోన్ ఉష్ణ యంత్రంగా పిలిచేవారు.[8]
ఇది కూడా సంవృత చక్ర కార్యకలాపాన్ని అనుసరిస్తుంది, స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ ఒక బాహ్య దహన యంత్రంగా పనిచేసి ఒక బాహ్య ఉష్ణ మూలం ద్వారా లోపలికి సరఫరా చేయబడిన శక్తి నుంచి కార్యకారి ద్రవాన్ని వేరు చేస్తుంది. స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌కు అనేక సాధ్యనీయ ఆచరణలు ఉన్నాయి, వీటిలో ఎక్కువ ఆచరణలు రెసిప్రోకేటింగ్ పిస్టన్ ఇంజిన్ విభాగంలోకి వస్తాయి.
సాధారణంగా కార్యకారి వాయువు యంత్రం యొక్క శీతల భాగంలో కుదించబడి ఉండేలా మరియు వేడిగా ఉండే భాగంలోకి వ్యాపించేలా ఈ యంత్రానికి రూపకల్పన చేయబడింది, తద్వారా పని రూపంలోకి ఉష్ణం యొక్క నికర మార్పిడి జరుగుతుంది.[9] ఒక అంతర్గత పునరుత్పాదక ఉష్ణ వినిమాయకం స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ యొక్క ఉష్ణ సమర్థతను పెంచుతుంది, సాధారణ ఉష్ణ వాయు యంత్రాలు ఈ గుణాన్ని కలిగివుండవు.
సంవృత చక్ర కార్యకలాపం కారణంగా, స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌ను పనిచేయించే ఉష్ణం తప్పనిసరిగా ఒక ఉష్ణ మూలం నుంచి కార్యకారి ద్రవానికి మరియు చివరగా ఒక ఉష్ణ వాహకానికి (హీట్ సింక్) ఉష్ణ వినిమాయకాలు ద్వారా బదిలీ కావాలి. స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ వ్యవస్థకు కనీసం ఒక ఉష్ణ మూలం మరియు ఒక హీట్ సింక్ మరియు ఐదు వరకు ఉష్ణ వినిమాయకాలు అవసరమవతాయి. కొన్ని రకాల యంత్రాలు వీటిలో కొన్ని భాగాలతో కలిసి ఉండటం లేదా సహకరిస్తాయి.
ఒక ఇంధనాన్ని దహనం చేయడం ఉష్ణ మూలంగా ఉండవచ్చు, కార్యకారి ద్రవంతో దహన ఉత్పత్తులు మిశ్రమం కాదు (అంటే, బాహ్య దహనం) మరియు యంత్రం యొక్క అంతర్గత చలన భాగాలను తాకదు, కావున యంత్రాలలోపల భాగాలకు నష్టం కలిగించే ఇంధనాలపై (అంటే అంతర్గత దహనం) కూడా స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ పనిచేయగలదు, దీనికి సిల్‌ఆక్సేన్‌ను కలిగివుండే ల్యాండ్‌ఫిల్ గ్యాస్‌ను ఉపయోగించవచ్చు.
సాంద్రీకృత సౌర శక్తి, భూఉష్ణ శక్తి, అణుశక్తి, వ్యర్థ ఉష్ణం లేదా జీవసంబంధ శక్తి మూలాలను కూడా కొన్ని ఇతర అనుగుణ్యమైన ఉష్ణ మూలాల్లో భాగంగా ఉన్నాయి. ఉష్ణ మూలం సౌర శక్తి అయినట్లయితే, సాధారణ సౌర అద్దాలు మరియు సౌర పాత్రలను ఉపయోగించవచ్చు. అంతేకాకుండా, ఫ్రెస్నెల్ అద్దాలు కూడా ఉపయోగించవచ్చు (ఉదాహరణకు, గ్రహఉపరితల అన్వేషణకు).[10] సౌర శక్తితో పనిచేసే స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లకు నానాటికీ ప్రాధాన్యత పెరుగుతోంది, శక్తిని ఉత్పత్తి చేసేందుకు ఇవి మరింత పర్యావరణ స్నేహపూర్వక ప్రత్యామ్నాయంగా ఉన్నాయి. అంతేకాకుండా, కొన్ని నమూనాలు ప్రాజెక్టుల అభివృద్ధిలో తక్కువ వ్యయంతో ముడిపడివున్న ఉన్న కారణంగా ఆర్థికంగా ఆకర్షణీయంగా ఉన్నాయి.[11]
ఒక ప్రత్యామ్నాయ ఉష్ణ వినిమాయకాన్ని రెక్యుపెరేటర్ అని పిలుస్తారు, దహన ఇంధన ప్రవేశకం నుంచి యాంత్రిక శక్తి నిర్గతం వరకు అధిక సమర్థత అవసరమైనప్పుడు దీనిని ఉపయోగిస్తారు. అధిక సామర్థ్యంతో ఇంధనాన్ని-మండించే ఒక యంత్రాన్ని వేడెక్కించే సాధనం తప్పనిసరిగా ఒక తదేక అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద నిర్వహించబడాలి, దహనానికి అవసరమైన వాయువును ముందుగా వేడిచేయడం ద్వారా దహన వాయువులను శీతలపరచనట్లయితే, బర్నర్ నుంచి బయటకు వచ్చే ఈ దహన వాయువుల నుంచి గణనీయమైన స్థాయిలో ఉష్ణ నష్టం జరుగుతుంది. సమయోజిత ఉష్ణ మరియు శక్తి వ్యవస్థల్లో ఉపయోగించే యంత్రాలు దీనికి బదులుగా యంత్రం యొక్క "శీతల" భాగం వద్ద ఖాళీ అయ్యే వాయువులను చల్లబరుస్తాయి.
చిన్న, తక్కువ శక్తి యంత్రాల్లో వేడి ప్రదేశాల గోడలు ఉన్న భాగాన్ని హీటర్ అంటారు, అయితే భారీ శక్తి యంత్రాల్లో తగిన ఉష్ణాన్ని బదిలీ చేసేందుకు పెద్ద ఉపరితల ప్రదేశం అవసరమవుతుంది. అంతర్గత మరియు బాహ్య ఫిన్‌లు లేదా పలు చిన్న బోర్ ట్యూబ్‌లు ప్రత్యేక ఆచరణలుగా ఉంటాయి.
తక్కువ వాహకనిరోధకత సరఫరా నష్టాలతో అధిక ఉష్ణ బదిలీ మరియు తక్కువ డెడ్ స్పేస్ మధ్య ఒక సమతుల్యతను పాటించడం ద్వారా స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ ఉష్ణ వినిమాయకాలకు రూపకల్పన చేస్తారు. అధిక శక్తి మరియు పీడన స్థాయిల వద్ద పనిచేసే యంత్రాల్లో, ఉష్ణ వినిమాయకాలు వేడిగా ఉండే భాగంవైపు ఉంటాయి, వీటిని మిశ్రమలోహాలతో తయారు చేయాలి, తుప్పుపట్టకుండా లేదా కాలక్రమేణా నశించకుండా అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద గణనీయమైన పటుత్వాన్ని కలిగివుండే మిశ్రమలోహాలతో వీటిని తయారు చేస్తారు.
స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లో, రీజెనరేటర్ అనేది ఒక అంతర్గత ఉష్ణ వినిమాయకం మరియు ఉష్ణ మరియు శీతల భాగాల మధ్య ఉండే తాత్కాలిక ఉష్ణ నిల్వప్రదేశం, అందువలన కార్యకారి ద్రవం మొదట ఒక దిశలో, తరువాత వ్యతిరేక దిశలో దీని గుండా వెళుతుంది. వ్యవస్థలో ఉష్ణాన్ని నిలిపివుంచడం దీని ఉద్దేశం, లేకపోయినట్లయితే ఈ ఉష్ణం గరిష్ఠ మరియు కనిష్ఠ చక్ర ఉష్ణోగ్రతలకు మధ్యంతర ఉష్ణోగ్రత వద్ద పర్యావరణంతో వినిమయం చెందుతుంది,[12] అందువలన ఉష్ణ గరిష్ఠ మరియు కనిష్ఠాల ద్వారా నిర్వచించబడే కార్నోట్ సామర్థ్యాన్ని పరిమితం చేసేందుకు చక్రం యొక్క ఉష్ణ సామర్థ్యానికి వీలు ఏర్పడుతుంది.
స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లో రీజెనరేషన్ యొక్క ప్రధాన ప్రభావం ఏమిటంటే అంతర్గత ఉష్ణాన్ని పునర్వినియోగపరచడం ద్వారా ఉష్ణ సామర్థ్యాన్ని గరిష్ఠంగా పెంచడం, ఇలా జరగనట్లయితే అంతర్గత ఉష్ణం యంత్రం గుండా అప్రత్యావర్తకంగా (తిరిగి ఉపయోగించడానికి వీలు లేకుండా) వెళ్లిపోతుంది. దీని యొక్క రెండో ప్రభావం ఏమిటంటే, ఇచ్చిన ఉష్ణ మరియు శీతల భాగాల ఉష్ణ వినిమాయకాల నుంచి పెరిగిన ఉష్ణ సామర్థ్యం అధిక శక్తి నిర్గతాన్ని అందిస్తుంది (సాధారణంగా ఇవి యంత్రం యొక్క ఉష్ణ నిర్గతాన్ని పరిమితం చేస్తాయి), అయితే ఆచరణలో ఈ అదనపు శక్తి పూర్తిగా సాకారం కాదు, ఎందుకంటే డెస్ స్పేస్ (అపరిశుభ్ర పరిమాణం) మరియు ఆచఱణ రీజెనరేటర్‌లలో స్వతఃసిద్ధమైన సరఫరా నష్టం ద్వారా వ్యతిరేక ప్రభావం ఉంటుంది.
రీజెనరేటర్ ఒక ఉష్ణ ధారణి (కెపాసిటర్)గా పనిచేస్తుంది. ఒక ఉత్తమ రీజెనరేటర్‌కు బాగా ఎక్కువ ఉష్ణ సామర్థ్యం మరియు ద్రవం ప్రవాహానికి సమాంతరంగా అతి తక్కువ ఉష్ణ వాహకత, ద్రవ ప్రవాహానికి లంబంగా బాగా ఎక్కువ ఉష్ణ వాహకత ఉంటుంది, అంతేకాకుండా దాదాపుగా ఎటువంటి పరిమాణం ఉండదు, కార్యకారి ద్రవానికి ఎటువంటి ఘర్షణను కల్పించదు. రీజెనరేటర్ ఉత్తమ స్థాయిలకు చేరుకొనేకొద్ది, స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ సమర్థత పెరుగుతుంది.[13]
బాగా ఎక్కువగా అదనపు అంతర్గత పరిమాణాన్ని (డెడ్ స్పేస్) లేదా ప్రవాహ నిరోధకతను ప్రవేశపెట్టాల్సిన అవసరం లేకుండా తగిన ఉష్ణ బదిలీ సామర్థ్యాన్ని అందించడం స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ రీజెనరేటర్‌కు రూపకల్పన చేయడంలో సవాలుగా ఉంది, ఈ రెండు లక్షణాలు శక్తిని మరియు సామర్థ్యాన్ని తగ్గిస్తాయి. ఆచరణలో స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌ల యొక్క సమర్థతను పరిమితం చేస్తున్న అనేక కారకాల్లో ఈ స్వతఃసిద్ధ రూపకల్పన వైరుధ్యాలు కూడా భాగంగా ఉన్నాయి. సున్నితమైన లోహ తీగ వలయాల దొంతిగా, డెడ్ స్పేస్‌ను తగ్గించేందుకు తక్కువ సచ్ఛిద్రత మరియు వాయు ప్రవాహ దిశలో వాహకతను తగ్గించేందుకు మరియు సంవహన ఉష్ణ బదిలీని గరిష్ఠం చేసేందుకు లంబంగా తీక అక్షాలతో దీని యొక్క విలక్షణ నమూనా ఉంటుంది.[14]
రాబర్ట్ స్టిర్లింగ్ కనిపెట్టిన కీలకమైన భాగం రీజెనరేటర్, నిజమైన స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌ను మిగిలిన అన్ని సంవృత చక్ర ఉష్ణ వాయు యంత్రాల నుంచి ఈ రీజెనరేటర్ ప్రత్యేకంగా ఉంచుతుంది. అయితే, ఎటువంటి స్పష్టమైన రీజెనరేటర్ లేని అనేక యంత్రాలు ప్రస్తుతం స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లుగా వర్ణించబడుతున్నాయి, వదులుగా బిగించిన డిస్‌ప్లేసెర్‌తో ఉన్న సాధారణ బీటా మరియా గామా విన్యాసాల్లో, డిస్‌ప్లేసెర్ యొక్క ఉపరితలాలు మరియు దాని యొక్క సిలిండర్ చక్రీయంగా కార్యకారి ద్రవంతో ఉష్ణ వినిమయం జరుపుతాయి, ఈ చర్య ముఖ్యంగా చిన్న, తక్కువ-పీడన యంత్రాల్లో ఇది గణనీయమైన పునరుత్పాదక ప్రభావాన్ని కలిగిస్తుంది. వాస్తవానికి ఆల్ఫా విన్యాస యంత్రంలో వేడి మరియు చల్లని సిలిండర్‌ల మార్గ అనుసంధానం విషయంలో దీనిని ఉపయోగిస్తారు.
చిన్న, తక్కువ శక్తి యంత్రాల్లో శీతలకరణి (కూలర్) అనేది చల్లని ప్రదేశ గోడలు కలిగివున్న భాగం, అయితే భారీ శక్తి యంత్రాలకు తగిన ఉష్ణాన్ని బదిలీ చేసేందుకు నీరు లాంటి ద్రవాన్ని ఉపయోగించే ఒక కూలర్ అవసరమవుతుంది.
పరిసరాల ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉన్న పర్యావరణాన్ని హీట్ సింక్ (ఉష్ణ వాహకం) అంటారు. మధ్యతరగతి నుంచి అధిక స్థాయి శక్తి యంత్రాల్లో, యంత్రం నుంచి పరిసరాల గాలిలోకి ఉష్ణాన్ని బదిలీ చేసేందుకు ఒక రేడియేటర్ అవసరమవుతుంది. నౌక యంత్రాలు పరిసరాల నీటిని ఉపయోగించుకుంటాయి. సమయోజిత ఉష్ణ మరియు శక్తి వ్యవస్థల్లో, యంత్రాన్ని చల్లబరిచే నీటిని ప్రత్యక్షంగా లేదా పరోక్షంగా వేడిచేయడం కోసం ఉపయోగిస్తారు.
ప్రత్యామ్నాయంగా పరిసర ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉష్ణం బదిలీ కావొచ్చు మరియు క్రయోజెనిక్ ఫ్లూయిడ్ (లిక్విడ్ నైట్రోజెన్ ఎకానమీ చూడండి) లేదా గట్టగట్టిన నీరు ద్వారా హీట్ సింక్ ఒక తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద నిర్వహించబడుతుంది.
సిలిండర్ వెచ్చటి మరియు చల్లటి భాగాల మధ్య వాయువు చలనాలను బట్టి స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లను రెండు ప్రధాన రకాలుగా విభజించవచ్చు.
రెండు పిస్టన్‌ల ఆల్ఫా రకపు నమూనాలో స్వతంత్ర సిలిండర్‌లలో రెండు పిస్టన్‌లు ఉంటాయి, వాయువు వెచ్చటి మరియు చల్లటి ప్రదేశాల మధ్య ప్రసరిస్తూ ఉంటుంది. స్థానభ్రంశ రకం స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లు, వీటిని బీటా మరియు గామా రకాలుగా గుర్తిస్తారు, సిలిండర్ యొక్క వెచ్చటి మరియు చల్లటి భాగాల మధ్య కార్యకారి ద్రవాన్ని నెట్టేందుకు ఈ యంత్రాలు ఒక బంధిత యాంత్రిక డిస్‌ప్లేసెర్‌ను ఉపయోగిస్తాయి. సిలిండర్ యొక్క వెచ్చటి మరియు చల్లని భాగాలను ఉష్ణపరంగా వేరుచేసేందుకు మరియు భారీ పరిమాణంలో వాయువును స్థానభ్రంశం చెందించేందుకు వీలుగా పెద్ద ఆకృతిలో డిస్‌ప్లెసెర్ ఉంటుంది. డిస్‌ప్లేసెర్ చుట్టూ సులభంగా వాయువు ప్రవహించేందుకు వీలుగా డిస్‌ప్లేసెర్ మరియు సిలిండర్ గోడ మధ్య కావాల్సినంత ఖాళీ ఉంటుంది.
ఆల్ఫా స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌ లో ఉండే వేర్వేరు సిలిండర్‌లలో రెండు పవర్ పిస్టన్‌లు ఉంటాయి, ఒకటి వెచ్చడి మరియు రెండోది చల్లని పిస్టన్. వెచ్చడి సిలిండర్ అధిక ఉష్ణోగ్రత ఉష్ణ వినిమాయకం లోపల ఉంటుంది, చల్లని సిలిండర్ తక్కువ ఉష్ణోగ్రత ఉష్ణ వినిమాయకం లోపల ఉంటుంది. ఈ రకపు ఇంజిన్‌కు అధిక శక్తి-పరిమాణ నిష్పత్తి ఉంటుంది, అయితే సాధారణంగా వెచ్చటి పిస్టన్ యొక్క అధిక ఉష్ణోగ్రత మరియు వాటి యొక్క అతుకుల మన్నిక కారణంగా సాంకేతిక సమస్యలు ఉత్పన్నమవతాయి.[15] ఆచరణలో, ఈ పిస్టన్ సాధారణంగా ఒక భారీ సంలగ్న తలతో ఉంటుంది, కొద్దిగా అదనపు డెడ్ స్పేస్ ఇవ్వడం ద్వారా అతుకులను వెచ్చడి ప్రదేశం నుంచి దూరంగా ఉంచేందుకు దీనిని ఉపయోగించడం జరుగుతుంది.
సంపీడన మరియు వ్యాకోచ ప్రదేశాల్లో అంతర్గత ఉష్ణ వినిమాయకాలను ఈ కింది చిత్రాలు చూపించడం లేదు, శక్తిని ఉత్పత్తి చేసేందుకు ఈ ఉష్ణ వినిమాయకాలు అవసరమవతాయి. రెండు సిలిండర్‌లను అనుసంధానం చేసే గొట్టంలో ఒక రీజెనరేటర్‌ను అమరుస్తారు. ఈ కింది చిత్రాల్లో క్రాంక్‌షాప్ట్‌ను కూడా మినహాయించడం జరిగింది.
బీటా స్టిర్లింగ్ యంత్రం లో ఒక డిస్‌ప్లేసెర్ పిస్టన్‌గా షాప్ట్‌పై సిలిండర్‌లో ఒకే పవర్ పిస్టన్ అమర్చబడి ఉంటుంది. డిస్‌ప్లేసెర్ పిస్టన్ వదలుగా అమర్చబడి ఉంటుంది మరియు ఇది వ్యాకోచించే వాయువు నుంచి ఎటువంటి శక్తిని సేకరించదు, అయితే ఇది కార్యకారి వాయువును వెచ్చని ఉష్ణ వినిమాయకం నుంచి చల్లని ఉష్ణ వినిమాయకానికి పంపేందుకు మాత్రమే ఉపయోగపడుతుంది. కార్యకారి వాయువు సిలిండర్ యొక్క వెచ్చని భాగానికి నెట్టబడినప్పుడు ఇది వ్యాకోచించి పవర్ పిస్టన్‌ను నెడుతుంది. సిలిండర్ యొక్క చల్లని భాగానికి నెట్టబడినప్పుడు, ఇది సంకోచిస్తుంది, సాధారణంగా ఫ్లైవీల్ చేత ప్రేరేపించబడే యంత్రం యొక్క కదలిక వాయువును అణిచివేసేందుకు పవర్ పిస్టన్‌ను మరోవైపు నెడుతుంది. ఆల్ఫా రకం మాదిరిగా, బీటా రకం యంత్రంలో ఉష్ణ చలన అతుకుల యొక్క సాంకేతిక సమస్యలు ఏర్పడవు.[16]
ఈ కింది చిత్రాల్లో అంతర్గత ఉష్ణ వినిమాయకాలు లేదా రీజెనరేటర్ చూపించలేదు, ఇవి డిస్‌ప్లేసెర్ చుట్టూ వాయు మార్గంలో ఉంటాయి.
గామా స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ అనేది ఒక బీటా స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ మాదిరిగానే ఉంటుంది, దీనిలో పవర్ పిస్టన్ ఒక ప్రత్యేక సిలిండర్‌లో ఉంటుంది, దీనితోపాటు డిస్‌ప్లేసెర్ పిస్టన్ సిలిండర్ కూడా ఉంటుంది, అయితే ఇది కూడా అదే ఫ్లైవీల్‌కు అనుసంధానం చేయబడి ఉంటుంది. రెండు సిలిండర్‌లలో వాయువు వాటి మధ్య స్వేచ్ఛగా ప్రవహించగలదు, తద్వారా ఇది ఒకే భాగం మాదిరిగా ఉంటుంది. ఈ విన్యాసం తక్కువ సంపీడన నిష్పత్తిని సృష్టిస్తుంది, అయితే యాంత్రికంగా అతి సాధారణంగా ఉంటుంది, తరచుగా బహు-సిలిండర్ స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లలో దీనిని ఉపయోగిస్తారు.
ఇతర స్టిర్లింగ్ విన్యాసాలు సాంకేతిక నిపుణులకు మరియు పరిశోధకులకు ఇప్పటికీ ఆసక్తికర అంశాలుగానే ఉన్నాయి. టాప్ పీట్ ఒక విన్యాసాన్ని రూపొందించి, దానిని "డెల్టా" రకపు యంత్రంగా పిలిచారు, అయితే ప్రస్తుతం దీనికి విస్తృత గుర్తింపు లేదు, దీనిలో ఒక డిస్‌ప్లేసెర్ మరియు రెండు పవర్ పిస్టన్‌లు, అంటే ఒక వెచ్చని పిస్టన్ మరియు ఒక చల్లని పిస్టన్ ఉంటాయి.[17]
స్టిర్లింగ్ చక్రం నుంచి శక్తిని నేరుగా టార్క్ (పురిశక్తి)గా మార్చే భ్రమణ స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ కూడా ఉంది, ఇది భ్రమణ దహన యంత్రం మాదిరిగా ఉంటుంది. ఉపయోగించడానికి వీలైన ఎటువంటి యంత్రం ఇప్పటివరకు నిర్మించబడలేదు, అయితే అనేక భావాలు, నమూనాలు మరియు మేధోసంపత్తి హక్కులు సృష్టించబడ్డాయి, ఉదాహరణకు క్వాసిటర్బైన్ ఇంజిన్.[18]
మరో ప్రత్యామ్నాయం ఏమిటంటే ఫ్లూయిడైన్ ఇంజిన్ (ఫ్యూయిడైన్ హీట్ పంప్ ), స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌ను అమలు పరిచేందుకు ఇది హైడ్రాలిక్ పిస్టన్‌లను ఉపయోగిస్తుంది. ఫ్లూయిడైన్ ఇంజిన సృష్టించిన పని ద్రవాన్ని పంప్ చేసేందుకు ఉపయోగించబడుతుంది. సాధారణ రూపంలో, ఈ యంత్రం ఒక కార్యకారి వాయువును, ఒక ద్రవాన్ని మరియు రెండు వెనక్కురాని వాల్వ్‌లు ఉంటాయి.
రింగ్‌బామ్ ఇంజిన్ భావన 1907లో ప్రచురించబడింది, దీనిలో డిస్‌ప్లేసెర్‌కు ఎటువంటి భ్రమణ విధానం లేదా బంధం ఉండదు. ఇది దీనికి బదులుగా ఒక చిన్న సహాయక పిస్టన్‌ను ఉపయోగించుకుంటుంది, సాధారణంగా ఒక పలచని డిస్‌ప్లేసెర్ కడ్డీ ఇందుకు ఉపయోగిస్తారు, మజిలీలతో దీని చలనం పరిమితం చేయబడుతుంది.[19]
రాస్ యోక్‌తో ఉన్న రెండు సిలిండర్‌ల స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ అనేది ఒక ప్రత్యేక యోక్ (కాడి) ఉండే రెండు-సిలిండర్‌లు ఉండే స్టిర్లింగ్ యంత్రం (ఈ రెండు సిలిండర్‌లు 90° కోణంతో కాకుండా, 0° కోణంతో అమర్చబడి ఉంటాయి). యంత్రపు విన్యాసం/కాడి అమరికను ఆండీ రాస్ కనిపెట్టారు.[20]
"స్వేచ్ఛా పిస్టన్" స్టిర్లింగ్ యంత్రాలు ద్రవ పిస్టన్‌లతో ఉంటాయి, వీటిలో పిస్టన్‌లుగా పొరలను ఉపయోగిస్తారు. స్వేచ్ఛా పిస్టన్ పరికరంలో, ఒక విద్యుత్ సరళ అల్టెర్నేటర్, పంప్ లేదా ఇతర సహాక్షక పరికరం ద్వారా శక్తి జోడించడం లేదా తొలగించబడటం జరుగుతుంది. ఈ పక్కదారులు బంధం ఏర్పాటు చేయడానికి మరియు కదిలే భాగాల సంఖ్యను తగ్గించడానికి అవసరమవతాయి. కొన్ని నమూనాల్లో ఘర్షణ మరియు ధారణ నాన్-కాంటాక్ట్ గ్యాస్ బర్నింగ్‌లు లేదా అతి సున్నితమైన వ్యాక్షేప సమతల స్ప్రింగ్‌ల ఉపయోగం ద్వారా దాదాపుగా తొలగించబడుతుంది.
1960వ దశకం ప్రారంభంలో, W.T. బెయ్లే ఒక స్వేచ్ఛా పిస్టన్ స్టిర్లింగ్ యంత్రాన్ని కనిపెట్టారు, క్రాంక్ యంత్రిక విధానంలో కందెన ఇబ్బందిని అధిగమించేందుకు దీనిని సృష్టించడం జరిగింది.[21] సాధారణంగా ప్రాథమిక స్వేచ్ఛా పిస్టన్ స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌ను బెయ్లే కనిపెట్టినప్పటినట్లు పరిగణిస్తున్నప్పటికీ, ఇటువంటి రకం యంత్రాల యొక్క స్వతంత్ర ఆవిష్కరణలను E.H. కుకీ-యార్‌బారోగ్ మరియు C. వెస్ట్‌లు UKAEREలోని హార్‌వెల్ లాబోరేటరీస్‌లో సృష్టించారు.[22] G.M. బెన్సన్ కూడా ప్రాథమిక పరిశోధనల్లో కీలక పాత్ర పోషించారు, అనేక నావెల్ ఫ్రీ-పిస్టన్ విన్యాసాలకు సంబంధించి ఆయన మేధోసంపత్తి హక్కులు కలిగి ఉన్నారు.[23]
స్వేచ్ఛగా కదిలే భాగాలతో స్టిర్లింగ్ సైకిల్ మిషిన్ యొక్క మొదటి ప్రస్తావన 1876లో బ్రిటీష్ పేటెంట్ ప్రకటనలో కనిపించింది.[24] ఈ యంత్రాన్ని ఒక రిఫ్రిజెరేటర్‌గా భావించారు (అంటే రివర్స్‌డ్ స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్). స్వేచ్ఛా పిస్టన్ స్టిర్లింగ్ పరికరాన్ని ఉపయోగించుకున్న మొదటి వినియోగదారు ఉత్పత్తిగా ఒఖ పోర్టబుల్ రిఫ్రిజెరేటర్ పరిగణించబడుతుంది‌, దీనిని జపాన్‌కు చెందిన ట్విన్‌బర్డ్ కార్పొరేషన్ తయారు చేసింది, దీనిని 2004లో USలో కోలెమాన్ అందించింది.
ఉష్ణధ్వని పరికరాలు స్టిర్లింగ్ పరికరాలకు బాగా భిన్నంగా ఉంటాయి, అయితే ప్రతి కార్యకారి వాయు బణువు ప్రయాణించే వ్యక్తిగత మార్గం ఒక వాస్తవ స్టిర్లింగ్ చక్రాన్ని పోలివుంటుంది. ఈ పరికరాలకు ఉదాహరణలు థర్మోఎకౌస్టిక్ ఇంజిన్ మరియు థర్మోఎకౌస్టిక్ రిఫ్రిజెరేటర్. అధిక-ప్రవర్ధమాన ధ్వని స్థాయీ తరంగాలు సంపీడనం మరియు విస్తరణకు కారణమవతాయి, ఇవి స్టిర్లింగ్ పిస్టన్‌కు సదృశంగా ఉంటాయి, దశ బయటి ధ్వని ప్రయాణిక తరంగాలు ఒక ఉష్ణోగ్రత ప్రవణతవ్యాప్తంగా స్థానభ్రంశానికి కారణమవతాయి, ఇది స్టిర్లింగ్ డిస్‌ప్లేసెర్ పిస్టన్‌కు సదృశంగా ఉంటుంది. అందువలన ఉష్ణధ్వని పరికరంలో బీటా లేదా గామా స్టిర్లింగ్ యంత్రాల్లో కనిపించే విధంగా, ప్రత్యేకంగా డిస్‌ప్లేసెర్ ఉండదు.
స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌ను రాబర్ట్ స్టిర్లింగ్ 1816లో కనిపెట్టారు, దీనికి సంబంధించిన మేధోసంపత్తి హక్కులను కూడా ఆయన పొందారు (స్టిర్లింగ్స్ వాయు యంత్రం అని కూడా ఆ సమయంలో దీనిని గుర్తించేవారు).[25] ఒక వాయు యంత్రాన్ని తయారు చేసేందుకు జరిగిన ప్రారంభ ప్రయత్నాలు తరువాత ఇది కనిపెట్టబడింది, అయితే బహుశా ఆచరణలోకి తీసుకొచ్చిన మొట్టమొదటి యంత్రం ఇదే కావొచ్చు, 1818లో స్టిర్లింగ్ రూపొందించిన ఒక యంత్రాన్ని గనిలో నీటిని పంప్ చేసేందుకు ఉపయోగించారు.[26] స్టిర్లింగ్ యొక్క అసలు మేధోసంపత్తి హక్కు యొక్క ప్రధాన అంశంలో ఒక ఉష్ణ వినిమాయకం ఉంది, ఆయన దీనిని "ఎకనోమైజెర్" అని పిలుచారు, వివిధ అనువర్తనాల్లో ఇంధన మితవ్యయాన్ని (ఎకానమీ) విస్తరించడంతో దానికి ఆయన ఈ పేరు పెట్టారు. ఈ మేధోసంపత్తి హక్కులో ఆయన యొక్క సంవృత-చక్ర వాయు యంత్రం నమూనా[27]లో ఒక రకపు ఎకనోమైజెర్ అమలు వివరించబడింది, ఈ అనువర్తనంలో ఇప్పుడు దీనిని సాధారణంగా రీజెనరేటర్‌గా గుర్తిస్తున్నారు. రాబర్ట్ స్టిర్లింగ్ మరియు అతని సోదరుడు ఇంజనీర్ జేమ్స్ యొక్క తదుపరి అభివృద్ధి కార్యకలాపాలు ద్వారా అసలు యంత్రం యొక్క వివిధ మెరుగుపరిచిన విన్యాసాలకు మేధోసంపత్తి హక్కులు పొందారు, దీనిలో ప్రెజరైజేషన్ కూడా భాగంగా ఉంది, 1843నాటికి డుండీ ఇనుప కొలిమిలో గణనీయమైన స్థాయిలో శక్తి నిర్గతాన్ని పెంచింది.[28]
ఇది వివాదాస్పదంగా ఉన్నప్పటికీ[29] ఇంధన ఆదా, మరికొన్ని ఇతర కారణాలు అనేక మంది పరిశోధకులకు స్ఫూర్తిదాయకంగా నిలిచాయి, ఆ కాలానికి చెందిన ఆవిరి యంత్రానికి సురక్షితమైన ప్రత్యామ్నాయాన్ని సృష్టించేందుకు వారిని ప్రోత్సహించింది,[30] ఆవిరి యంత్రంలో ఉపయోగించే బాయిలర్‌లు తరచుగా పేలిపోయి కార్మికులకు గాయాలు మరియు ప్రాణనష్టాలు కలిగించేవి.[31][32] గరిష్ఠ శక్తిని పొందేందుకు స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లను బాగా అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద పనిచేయించాల్సిన అవసరం మరియు ఆ రోజుకు అందుబాటులో ఉన్న పదార్థాలకు సామర్థ్యం విషయంలో ఉన్న పరిమితుల కారణంగా ప్రారంభ సంవత్సరాల్లో నిర్మించిన కొన్ని యంత్రాలు తరచుగా విఫలమయ్యేవి (అయినప్పటికీ బాయిలర్ పేలుడు కంటే చాలా తక్కువ దుష్ప్రభావాలు ఎదురయ్యేవి[33]) - ఉదాహరణకు, డుండీ కొలిమిలో యంత్రాన్ని నాలుగేళ్లలో మూడు సార్లు వెచ్చటి సిలిండర్ వైఫల్యాలు ఎదురుకావడంతో దాని స్థానంలో ఒక ఆవిర యంత్రాన్ని అమర్చారు.[34]
డుండే కొలిమి యంత్రం విఫలమైన తరువాత, స్టిర్లింగ్ సోదరులు యావు యంత్రం అభివృద్ధిలో పాలుపంచుకున్నట్లు ఎటువంటి ఆధారాలు లేవు, స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ తరువాత ఎన్నడూ ఆవిరి యంత్రంతో ఒక పారిశ్రామిక స్థాయి శక్తి మూలంగా (ఆవిరి బాయిలర్లు సురక్షితంగా మారడం[35] మరియు ఆవిరి యంత్రాలు మరింత సమర్థవంతంగా పని చేయడంతో అవి ప్రధాన ప్రత్యర్థి సాధనాలకు లక్ష్యంగా మారలేదు) పోటీ పడలేదు. ఇదిలా ఉంటే, 1860 నుంచి చిన్న స్టిర్లింగ్/ఉష్ణ వాయు రకపు యంత్రాలు గణనీయమైన సంఖ్యలో ఉత్పత్తి చేయబడ్డారు, వీటిని ఉపయోగించే అనువర్తనాలు రూపుదిద్దుకున్నాయి, తక్కువ స్థాయి నుంచి మధ్యతరగతి స్థాయి వరకు ఆధారపడదగిన శక్తి అవసరమైన ప్రతి అనువర్తనంలో వీటిని ఉపయోగించడం మొదలైంది, ఉదాహరణకు నీటిని పైకి తీసుకురావడానికి లేదా చర్చి విభాగాలకు గాలి అందించడానికి వీటిని ఉపయోగించారు.[36] ఇవి సాధారణంగా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద నిర్వహించబడేవి, అందువలన ఇవి అసమర్థమైనవిగా నిలిచాయి. అయితే వీటిని విక్రయించేందుకు అనుకూలమైన అంశం ఏమిటంటే, ఆవిరి యంత్రం మాదిరిగా కాకుండా, వీటిని సులభంగా నిర్వహించవచ్చు, నిప్పును ఉపయోగించడం తెలిసిన ఎవరికైనా దీని నిర్వహణ సులభంగా ఉంటుంది.[37] అనేక రకాల యంత్రాలు ఈ శతాబ్దం ముగిసే వరకు ఉత్పత్తి చేయబడ్డాయి, అయితే కొన్ని చిన్నస్థాయి యాంత్రిక మెరుగుదలలు మినహా, స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ నమూనాలో ఎటువంటి పెద్ద మార్పులు చోటుచేసుకోలేదు.[38]
20వ శతాబ్దపు ప్రారంభ కాలంలో గృహవినియోగ మోటార్‌గా స్టిర్లింగ్ యంత్రం పాత్ర[39]ను క్రమక్రమంగా విద్యుత్ మోటార్ మరియు చిన్న అంతర్గత దహన యంత్రాలు ఆక్రమించాయి. 1930వ దశకం చివరినాటికి, వీటిని దాదాపుగా మర్చిపోయారు, వీటిని బొమ్మలు మరియు కొన్ని చిన్న వెంటిలేటర్ ఫ్యాన్‌ల కోసం మాత్రమే వీటిని ఉత్పత్తి చేయడం జరిగింది.[40] ఈ సమయంలో ఫిలిప్స్ తన యొక్క రేడియాల విక్రయాలను విద్యుత్ లేని ప్రదేశాలు మరియు బ్యాటరీల సరఫరాలో అనిశ్చితి ఉన్న ప్రదేశాల్లో కూడా పెంచుకోవడంపై దృష్టిపెట్టింది. ఫిలిప్స్ యాజమాన్యం తక్కువ-శక్తిని ఉత్పత్తి చేసే చిన్న జెనరేటర్‌ను సృష్టించడం ద్వారా రేడియోల విక్రయాలను పెంచాలని నిర్ణయించింది, దీనికి సంబంధించిన ప్రత్యామ్నాయాలను పరిశోధించే బాధ్యతలను ఇండ్‌హోవెన్‌లోని కంపెనీ యొక్క పరిశోధన కేంద్రంలో శాస్త్రవేత్తల బృందానికి అప్పగించింది.
వివిధ ప్రధాన కారకాలను (ప్రైమ్ మువర్స్) క్రమపద్ధతిలో పోల్చిన తరువాత, స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ యొక్క ఆశాజనక పనితీరు (శ్రవణ మరియు రేడియోకు అడ్డుతగలడం రెండింటిపరంగా) మరియు వివిధ రకాల ఉష్ణ మూలాలపై పనిచేయగల సామర్థ్యం (సాధారణ చమురు దీపం - తక్కువ వ్యయంతోపాటు అన్ని ప్రదేశాల్లో దొరికే దీనికి మొగ్గుచూపారు) ఉండటాన్ని గుర్తించారు, చివరకు బృందం స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌ను ఈ పనికి ఎంపిక చేసింది.[41] ఆవిరి మరియు అంతర్గత దహన యంత్రాలు మాదిరిగా కాకుండా, ఈ స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌పై అనేక సంవత్సరాలుగా ఎటువంటి ముఖ్యమైన అభివృద్ధి పనిని నిర్వహించలేదని కూడా వారికి తెలుసు, ఆధునిక పదార్థాలు మరియు వాటి సామర్థ్యం ఈ యంత్రాన్ని మెరుగుపరిచేందుకు వీలు కల్పిస్తాయని వారు హామీ ఇచ్చారు.[42]
మొదటి ప్రయోగాత్మక యంత్రం ఇచ్చిన ప్రోత్సాహంతో,[43] ఫిలిప్స్ ఒక అభివృద్ధి కార్యక్రమాన్ని ప్రారంభించింది, ఈ మొదటి యంత్రం ఒక బోర్ మరియు 30mm × 25mm అఘాతం‌తో 16 w (వాట్‌ల) షాఫ్ట్ శక్తిని ఉత్పత్తి చేసింది. ఈ అభివృద్ధి కార్యక్రమం రెండో ప్రపంచ యుద్ధం సమయంలో కూడా కొనసాగింది, 1940వ దశకం చివరికాలానికి డోర్‌డ్రెంచ్‌లోని ఫిలిప్స్ అనుబంధ సంస్థ జోహాన్ డి విట్‌కు టైప్ 10 అప్పగించబడింది, ఇది దానిని ఉత్పత్తి చేసి, ఒక సాధారణ రేడియో సెట్‌లో అమర్చింది. దీని ఫలితంగా, ఒక బోర్ మరియు 55 mm x 27 mm అఘాతం నుంచి 200 W శక్తిని ఉత్పత్తి చేయగల MP1002CA అనే రేడియో తయారైంది (దీనిని బంగ్లా సెట్‌గా గుర్తిస్తారు). మొదటి బ్యాచ్‌లో 250 రేడియోల ఉత్పత్తి 1951లో మొదలైంది, అయితే పోటీతత్వ ధర వద్ద వీటిని తయారు చేయడం సాధ్యంకాదని స్పష్టమైంది, అతితక్కువ శక్తి అవసరమైన ట్రాన్సిస్టర్ రేడియోలు అందుబాటులోకి రావడంతో ఈ రేడియోలను సమర్థించదగిన కారణం కనుమరుగైంది. సుమారుగా ఇటువంటి 150 రేడియోలు ఉత్పత్తి చేయబడ్డాయి.[44] వీటిలో కొన్ని ప్రపంచవ్యాప్తంగా విశ్వవిద్యాలయ మరియు కళాశాల ఇంజినీరింగ్ విభాగాల్లో చేరాయి,[45] ఇవి తరువాతి తరాల విద్యార్థులకు స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌ను పరిచయం చేసేందుకు విలువైన వస్తువులుగా ఉపయోగపడుతున్నాయి.
వివిధ రకాల అనువర్తనాలకు ప్రయోగాత్మక స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లను అభివృద్ధి చేయడంపై ఫిలిప్స్ దృష్టి పెట్టింది, 1970వ దశకం చివరికాలం వరకు ఈ విభాగంలో అభివృద్ధి కార్యకలాపాలు కొనసాగించింది, అయితే "రివర్స్‌డ్ స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్' క్రయోకూలర్ ద్వారా మాత్రమే వ్యాపార విజయం సాధించగలిగింది. ఇదిలా ఉంటే వారికి అనేక మేధోసంపత్తి హక్కులు దక్కాయి, అంతేకాకుండా అపార సమాచారం వారి సొంతమైంది, దీనిని ఇతర కంపెనీలు ఉపయోగించుకునేందుకు లైసెన్స్‌లు ఇచ్చింది, ఆధునిక యుగంలో అభివృద్ధి కార్యకలాపాలకు ఇది ప్రాతిపదికను ఏర్పాటు చేసింది.[46]
శతాబ్దం ముగిసే సమయానికి, అనేక కంపెనీలు మధ్యస్థాయి-శక్తి యంత్రాల యొక్క పరిశోధక నమూనాలను అభివృద్ధి చేశాయి, కొన్ని సందర్భాల్లో చిన్న ఉత్పాదక శ్రేణి రూపొందించబడింది. ఉత్పత్తి అధిక వ్యయంతో కూడుకొని ఉండటం మరియు కొన్ని సాంకేతిక సమస్యలు అపరిష్కృతంగానే ఉండటం వలన ఈ యంత్రాలు ఎన్నడూ భారీస్థాయి వ్యాపారాన్ని సృష్టించలేకపోయాయి. ఇప్పుడు 21వ శతాబ్దంలో, ఇవి కొంతవరకు వ్యాపార విజయం సాధించాయి, ఆచరణ యోగ్యంగా మారడం, ముఖ్యంగా సమయోజిత ఉష్ణ మరియు శక్తి భాగాలతో ఈ విజయం సాధ్యపడింది.
తక్కువ-శక్తి యంత్రాల రంగంలో, అనేక నమూనాలు, కిట్‌లు మరియు యంత్రాలు మార్కెట్‌లో అందుబాటులో ఉన్నాయి. సంప్రదాయ చిన్న నమూనాలు మాత్రమే కాకుండా, వాస్తవ ఉపయోగం కోసం కొన్ని పెద్ద యంత్రాలు, ఒక కొత్త రకం యంత్రం 1980వ దశకంలో పరిచయం చేయబడింది: అది తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత వద్ద పనిచేసే ఫ్లాట్ ప్లేట్ రకం.
ఒక ఉత్తమ స్టిర్లింగ్ చక్రంలో కార్యకారి ద్రవంపై పనిచేసే నాలుగు ఉష్ణగతిక ప్రక్రియలు ఉంటాయి:
సమతాప విస్తరణ. విస్తరణ-ప్రదేశం మరియు అనుబంధ ఉష్ణ వినిమాయకాలను ఒక స్థిరమైన అధిక స్థాయి ఉష్ణోగ్రత వద్ద నిర్వహిస్తారు, వాయువు సమీప-సమతాప విస్తరణకు గురై ఉష్ణ మూలం నుంచి ఉష్ణాన్ని గ్రహిస్తుంది. స్థిర-పరిమాణ (దీనిని సమపరిమాణ లేదా స్థిరపరిమాణ) ఉష్ణ-విమోచనం. వాయువు రీజెనరేటర్ గుండా వెళుతుంది, ఇక్కడ ఇది రీజెనరేటర్‌కు తరువాతి చక్రంలో ఉపయోగించుకునేందుకు బదిలీ అయ్యే ఉష్ణాన్ని చల్లబరుస్తుంది. సమతాప సంపీడనం. సంపీడన ప్రదేశం మరియు అనుబంధ ఉష్ణ వినిమాయకాలు ఒక స్థిరమైన కనిష్ఠ ఉష్ణోగ్రత వద్ద నిర్వహించబడతాయి, అందువలన వాయువు కోల్డ్ సింక్‌కు ఉష్ణాన్ని నిరోధించే సమీప-సమతాప సంపీడనానికి గురవుతుంది స్థిర-పరిమాణ (సమపరిమాణ లేదా స్థిరపరిమాణ) ఉష్ణ-సంకలనం. వాయువు తిరిగి రీజెనరేటర్ గుండా వెళుతుంది, ఇక్కడ వాయువు 2లో బదిలీ చేసిన ఉష్ణాన్ని తిరిగి పొందుతుంది, విస్తరణ ప్రదేశంలోకి వెళ్లేకొద్ది వేడెక్కుతుంది.
సిద్ధాంతపరమైన ఉష్ణ సమర్థత ఊహాకల్పిత కార్నోట్ చక్రానికి సాదృశ్యత కలిగివుంటుంది - అంటే ఏదైనా ఉష్ణ యంత్రం ద్వారా అత్యధిక సమర్థత సాధించవచ్చు. ఇదిలా ఉంటే, ఇది సాధారణ సిద్ధాంతాలను వివరించేందుకు ఉపయోగకరంగా ఉన్నప్పటికీ, ఒక ఆచరణలో ఉన్న స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ లోపల వాస్తవానికి ఏం జరుగుతుందో పాఠ్యపుస్తక చక్రంలో తెలియజేయడం చాలా సుదీర్ఘంగా ఉంటుంది, దీనిని విశ్లేషణకు ప్రాతిపదికగా గుర్తించరాదు. వాస్తవానికి ఇంజనీరింగ్ థర్మోడైనమిక్స్‌‌పై ప్రామాణిక పుస్తకాల్లో దీనియొక్క సామాన్య వినియోగం కారణంగా స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌పై అవగాహన విషయంలో ఒక అపచారం జరిగిందనే వాదన ఉంది.[47][48]
సంవహన ఉష్ణ బదిలీ మరియు సిగ్ధ ప్రవాహం (ఘర్షణ) యొక్క పరిమితుల కారణంగా ఇతర నిజ-ప్రపంచ సమస్యలు వాస్తవ యంత్రాల సమర్థతను తగ్గిస్తాయి. ఆచరణయోగ్యమైన యాంత్రిక పరిగణనలు కూడా ఉన్నాయి, ఉదాహరణకు, ఉత్తర చక్రాన్ని ప్రతిబింబించేందుకు అవసరమైన మరింత సంక్లిష్ట విధానానికి బదులుగా ఒక సాధారణ శుద్ధగతి బంధానికి మొగ్గుచూపే అవకాశం ఉంది, కార్యకారి ద్రవం యొక్క అస్థిర లక్షణాలు, ఉష్ణ వాహకత, తన్యత బలం, జారడం, పగులు బలం మరియు ద్రవీభవన బిందువు వంటి అందుబాటులో ఉన్న పదార్థాల ద్వారా ఏర్పడిన పరిమితులు దీనికి దోహదపడ్డాయి.
స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ ఒక సంవృత చక్రం కావడం వలన, దీనిలో కార్యకారి ద్రవంగా పిలిచే ఒక స్థిర వాయు ద్రవ్యరాశి ఉంటుంది, సాధారణంగా గాలి, హైడ్రోజన్ లేదా హీలియం వాయువులను దీనికి ఉపయోగిస్తారు. సాధారణ కార్యకలాపంలో, యంత్రం మూసివేయబడి ఉంటుంది, యంత్రంలోకి ఏ వాయువు ప్రవేశించదు లేదా దాని నుంచి బయటకురాదు. ఎటువంటి వాల్వ్‌లు అవసరం లేదు, ఇతర రకాల పిస్టన్ ఇంజిన్‌లకు ఇది విరుద్ధంగా ఉంటుంది. అనేక ఉష్ణ యంత్రాలు మాదిరిగా స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ చక్రాలు నాలుగు ప్రధాన ప్రక్రియల ద్వారా జరుగుతాయి: శీతలీకరణ, సంపీడనం, తాపనం మరియు విస్తరణ. వెచ్చని మరియు చల్లని ఉష్ణ వినిమాయకాలు మధ్య ముందుకు మరియు వెనక్కు వాయువు కదులుతుంది, తరచుగా హీటర్ మరియు కూలర్ మధ్య ఒక రీజెనరేటర్ ఉంటుంది. వెచ్చని ఉష్ణ వినిమాయకం ఒక బాహ్య ఉష్ణ మూలంతో ఉష్ణ సన్నికర్షత కలిగివుంటుంది, చల్లని ఉష్ణ వినిమాయకం గాలి రెక్కల వంటి ఒక బాహ్య హీట్ సింక్‌తో ఉష్ణ సన్నికర్షత కలిగివుంటుంది. వాయువు ఉష్ణోగ్రతలో మార్పు వాయు పీడనంలో మార్పుకు కారణమవుతుంది, ఇదిలా ఉంటే పిస్టన్ యొక్క చలనం వాయువు ప్రత్యామ్నాయంగా విస్తరించేందుకు మరియు అణిచివేయబడేందుకు కారణమవుతుంది.
వాయు సూత్రాలు సూచించే ప్రవర్తనను వాయువు అనుసరిస్తుంది, ఒక వాయువు యొక్క పీడనం, ఉష్ణోగ్రత మరియు పరిమాణం ఒకదానితోఒకటి సంబంధం కలిగివుంటాయని ఈ సూత్రాలు వివరిస్తున్నాయి. వాయువు వేడిచేయబడినప్పుడు, ఈ యంత్రం ఒక సంవృత వ్యవస్థ కావడం వలన, పీడనం పెరుగుతుంది, ఇది శక్తి అఘాతాన్ని సృష్టించేందుకు పవర్ పిస్టన్‌పై పనిచేస్తుంది. వాయువు చల్లబడినప్పుడు పీడనం తగ్గిపోతుంది, అంటే పిస్టన్ తిరిగి వచ్చే స్ట్రోక్‌లో వాయువును అణిచివేయడానికి తక్కువ పని అవసరమవుతుంది, అందువలన నికర శక్తి నిర్గతం వస్తుంది.
పిస్టన్ యొక్క ఒకవైపు వాతావరణంలోకి తెరిచివున్నప్పుడు, కార్యకలాపంలో కొద్దిగా వ్యత్యాసం ఉంటుంది. కార్యకారి వాయువు యొక్క సంవృత పరిమాణం వెచ్చని భాగంతో సన్నికర్షత కలిగివుండటంతో, వాయువు వ్యాకోచించి, పిస్టన్ మరియు వాతావరణం రెండింటిపై పనిచేస్తుంది. కార్యకారి ద్రవం చల్లని భాగంతో సన్నికర్షత కలిగివున్నప్పుడు, దీని యొక్క పీడనం వాతావరణ పీడనం కంటే తగ్గిపోతుంది, వాతావరణ పీడనం పిస్టన్‌పై ఒత్తిడి పెంచుతుంది మరియు వాయువుపై పనిచేస్తుంది.
సంగ్రహించేందుకు, స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ ఒక స్థిర వాయు ద్రవ్యరాశి, తాపనం మరియు విస్తరణ మరియు శీతలీకరణ మరియు సంపీడనాల యొక్క ఒక చక్రాన్ని ఏర్పాటు చేసేందుకు దాని యొక్క వెచ్చని మరియు చల్లని భాగాల మధ్య ఉష్ణోగ్రతల వ్యత్యాసాన్ని ఉపయోగించుకుంటుంది, తద్వారా ఉష్ణ శక్తిని యాంత్రిక శక్తిగా మారుస్తుంది. వెచ్చటి మరియు చల్లని మూలాల మధ్య ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం పెరిగేకొద్ది, ఉష్ణ సమర్థత కూడా పెరుగుతుంది. గరిష్ఠ సైద్ధాంతిక సమర్థత కార్నోట్ సైకిల్‌కు సమానంగా ఉంటుంది, అయితే వాస్తవ ఇంజిన్‌ల యొక్క సామర్థ్యం ఘర్షణ మరియు ఇతర నష్టాలు కారణంగా ఈ విలువ కంటే తక్కువగా ఉంటుంది.
0.5 K వంటి కనిష్ఠ ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం వద్ద కూడా పనిచేసే అతి కనిష్ఠ-శక్తి యంత్రాలు కూడా నిర్మించబడ్డాయి.[49]
అనేక అధిక శక్తి స్టిర్లింగ్ యంత్రాల్లో కార్యకారి ద్రవం యొక్క కనిష్ఠ పీడనం మరియు సగటు పీడనం రెండూ వాతావరణ పీడనం కంటే ఎక్కువగా ఉంటాయి. ఈ ప్రాథమిక యంత్ర ప్రెజరైజేషన్ ఒక పంప్‌పై లేదా ఒక సంపీడన వాయు ట్యాంకు నుంచి యంత్రాన్ని పూరించడంపై లేదా సగటు నిర్వహణ ఉష్ణోగ్రత కంటే సగటు ఉష్ణోగ్రత తక్కువ ఉన్నప్పుడు యంత్రాన్ని మూసివేయడంపై ఆధారపడివుంటుంది. ఉష్ణగతిక చక్రంలో ఈ పద్ధతులన్నీ కార్యకారి ద్రవం యొక్క ద్రవ్యరాశిని పెంచుతాయి. అవసరమైన ఉష్ణ బదిలీ రేట్‌ల కోసం అన్ని ఉష్ణ వినిమాయకాలను తగినవిధంగా మూసివేయాలి. ఉష్ణ వినిమాయకాలు ఉత్తమ శ్రేణికి చెందినవై మరియు సంవహన ఉష్ణ బదిలీ కోసం అవసరమైన ఉష్ణ అభిప్రవాహాన్ని సరఫరా చేయగలిగినట్లయితే, యంత్రం సగటు పీడనానికి అనుగుణంగా శక్తిని మొదటి అంచనా ప్రకారం ఉత్పత్తి చేయగలదు, అంటే వెస్ట్ నెంబర్ మరియు బెయ్లే నెంబర్‌ల ద్వారా అంచనా వేసిన విధంగా శక్తిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఆచరణలో, గరిష్ఠ పీడనం పీడన పాత్ర యొక్క సురక్షిత పీడనానికి కూడా పరిమితమై ఉంటుంది. స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ నమూనాలో అనేక కోణాలు మాదిరిగానే సంతృప్తీకరణ వివిధ అంశాలపై ఆధారపడివుంటుంది, తరచుగా ప్రయోజన వైరుధ్యాలు తలెత్తుతాయి.[50]
అధిక ఉష్ణోగ్రతలు మరియు పీడనాలు వద్ద, వాయు-సంపీడన క్రాంక్‌కేస్‌లలో ఆక్సిజన్ లేదా వేడి వాయు యంత్రాల యొక్క కార్యకారి ద్రవం యంత్రం యొక్క కందెన నూనెతో కలిసి పేలుడు సంభవించే అవకాశం ఉంది. ఇటువంటి పేలుడులో కనీసం ఒక వ్యక్తి మరణించినట్లు తెలుస్తోంది.[51]
కందెనలు ఉష్ణ వినిమాయకాలకు, ముఖ్యంగా రీజెనరేటర్‌కు కూడా అడ్డుతగులుతాయి. ఈ కారణాల వలన, రూపకర్తలు కందెనేతర, తక్కువ-ఘర్షణ గుణకం ఉన్న పదార్థాలను (అంటే రులోన్ లేదా గ్రాఫైట్), కదిలే భాగాలపై, ముఖ్యంగా జారే అతుకులపై తక్కువ సాధారణ బలాలతో ఉపయోగిస్తారు. సంవృత పిస్టన్‌లకు డయాఫ్రమ్‌లు ఉపయోగించడం ద్వారా కొన్ని నమూనాల్లో జారుడు ఉపరితలాలను లేకుండా చేస్తున్నారు. స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లకు తక్కువ నిర్వహణ అవసరాలు ఉండేలా చేసే మరియు అంతర్గత దహన యంత్రాల కంటే సుదీర్ఘ జీవితకాలం ఉండటానికి గల కారణాల్లో ఇవి కూడా ఉన్నాయి.
అంతర్గత దహన యంత్రాలకు విరుద్ధంగా, స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లు పునరుత్పాదక ఉష్ణ మూలాలను మరింత సులభంగా ఉపయోగించుకునే సామర్థ్యం కలిగివున్నాయి, తక్కువ నిర్వహణతో తక్కువ ధ్వనితో పనిచేయడంతోపాటు, మరింత ఆధారపడదగిన యంత్రాలుగా గుర్తింపు పొందాయి. ఈ ప్రత్యేక ప్రయోజనాలు ఉపయోగపడే అనువర్తనాల్లో వీటికి ప్రాధాన్యత ఇస్తున్నారు, ముఖ్యంగా ఉత్పత్తి చేసిన యూనిట్ శక్తికి అయిన వ్యయం ($/kWh) ప్రతి యూనిట్ శక్తి ($/kW) ఉత్పత్తికి అయిన మూలధన వ్యయం కంటే ప్రాధాన్యకర అంశమైనప్పుడు దీనికి మొగ్గుచూపుతారు. ఈ ప్రాతిపదికపై, స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లు సుమారుగా 100kW (కిలోవాట్‌లు) వరకు వ్యయ సమర్థంగా ఉంటాయి.[52]
ఒకే విధమైన శక్తి ఉత్పత్తి స్థాయి ఉన్న అంతర్గత దహన యంత్రంతో పోల్చినప్పుడు, స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లు ప్రస్తుతం అధిక మూలధన వ్యయం కలిగివున్నాయి, సాధారణంగా పెద్దవిగా మరియు అధిక బరువుతో ఉంటాయి. అయితే, అనేక అంతర్గత దహన ఇంజిన్‌ల కంటే ఇవి బాగా సమర్థవంతమైనవిగా గుర్తింపు పొందాయి.[53] వాటి తక్కువ నిర్వహణ అవసరాలు మొత్తంమీద శక్తి వ్యయానికి సామ్యంతో ఉంటాయి. ఉష్ణ సామర్థ్యం కూడా మిగిలినవాటికి దీటుగా (చిన్న యంత్రాలకు) 15% నుంచి 30% వరకు ఉంటుంది.[52] మైక్రో-CHP వంటి అనువర్తనాలకు అంతర్గత దహన యంత్రం కంటే స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌కు ఎక్కువగా మొగ్గుచూపుతారు. వాటర్ పంపింగ్, ఆస్ట్రోనాటిక్స్ మరియు అంతర్గత దహన యంత్రంలో ఉపయోగించడానికి వీలులేని అనేక శక్తి వనరుల నుంచి విద్యుత్ ఉత్పత్తి వంటి ఇతర అనువర్తనాల్లో కూడా స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లను ఉపయోగిస్తున్నారు, సౌర శక్తి మరియు వ్యవసాయ వ్యర్థం, ఇతర గృహ వ్యర్థాల వంటి జీవద్రవ్యం నుంచి కూడా వీటి ద్వారా శక్తిని ఉత్పత్తి చేయవచ్చు. స్వీడన్‌కు చెందిన గాట్‌ల్యాండ్ శ్రేణి జలాంతర్గాముల్లో స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లను ఒక మెరైన్ ఇంజిన్‌గా కూడా ఉపయోగిస్తున్నారు.[54] ఒక ఆటోమొబైల్ ఇంజిన్ మాదిరిగా సాధారణంగా స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లు ధర విషయంలో పోటీపడలేవు, ప్రతి యూనిట్ శక్తి ఉత్పత్తికి అధిక వ్యయం, తక్కువ శక్తి సాంద్రత మరియు అధిక ముడిపదార్థ వ్యయాలు దీనికి ప్రతికూలాంశాలుగా ఉన్నాయి.
సంవృత రూప షమిడ్ విశ్లేషణ ఆధారంగా ప్రాథమిక విశ్లేషణ.[55][56]
దహనం ద్వారా ఉత్పత్తి అయ్యే ఉష్ణ మూలంపై మాత్రమే కాకుండా, అందుబాటులో ఉన్న అన్ని రకాల ఉష్ణ మూలాలను ఉపయోగించుకొని స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లు పనిచేస్తాయి, అందువలన సౌర, భూఉష్ణ, జీవసంబంధ, అణు మూలాలు లేదా పారిశ్రామిక ప్రక్రియల్లో ఏర్పడే వ్యర్థాల నుంచి జనించే ఉష్ణంతో కూడా ఇవి పని చేయగలవు. ఒక నిరంతర దహన ప్రక్రియను ఉష్ణాన్ని సరఫరా చేసేందుకు ఉపయోగించవచ్చు, అందువలన అనేక రకాల ఉద్గారాలను తగ్గించవచ్చు. అనేక రకాల స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లు యంత్రం యొక్క చల్లని భాగంపై బేరింగ్ మరియు అతుకులను కలిగివుంటాయి, వాటికి తక్కువ కందెన అవసరమవుతుంది, ఇతర అన్యోన్య యంత్ర రకాల కంటే ఎక్కువ కాలం పనిచేస్తాయి. ఇతర అన్యోన్య యంత్ర రకాల కంటే ఈ యంత్ర విధానాలు కొన్ని మార్గాల్లో సులభంగా ఉంటాయి. ఎటువంటి వాల్వ్‌లు (కవాటాలు) అవసరం లేదు, బర్నర్ వ్యవస్థ కూడా బాగా సాధారణంగా ఉంటుంది. ముడిచమురు స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌ను సాధారణ గృహ పదార్థాలను ఉపయోగించి తయారు చేయవచ్చు.[57] స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ ఏక-దశ కార్యకారి ద్రవాన్ని ఉపయోగించుకుంటుంది, ఇది నమూనా పీడనానికి సమీపంలో ఉండే ఒక అంతర్గత పీడనాన్ని కలిగివుంటుంది, అందువలన ఉత్తమ నమూనా వ్యవస్థకు పేలుడు సంభావ్యత తక్కువగా ఉంటుంది. ఒక ఆవిరి యంత్రం రెండు దశల వాయు/ద్రవ కార్యకారి ద్రవాన్ని ఉపయోగించుకుంటుంది, అందువలన వాల్వ్ సరిగా పనిచేయనట్లయితే పేలుడు సంభవించవచ్చు. కొన్ని సందర్భాల్లో, తక్కువ నిర్వహణ పీడనం తక్కువ బరువుండే సిలిండర్‌లను ఉపయోగించేందుకు వీలు కల్పిస్తుంది. నిశ్శబ్దంగా పనిచేసేందుకు మరియు వాయు సరఫరా అవసరం లేకుండా, జలాంతర్గాముల్లో వాయు-స్వతంత్ర చోదనం కోసం వీటిని ఉపయోగించవచ్చు. అవి సులభంగా ప్రారంభమవతాయి (అయితే నెమ్మదిగా ప్రారంభయి, తరువాత వేడెక్కుతాయి), శీతల వాతావరణంలో సమర్థవంతంగా పనిచేస్తాయి, అంతర్గత దహన యంత్రాలు వేడి వాతావరణంలో వేగంగా ప్రారంభమవతాయి, శీతల వాతావరణంలో దీనికి విరుద్ధంగా ఉంటాయి. నీటిని పంప్ చేసేందుకు ఉపయోగించే ఒక స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌ను సంపీడన ప్రదేశాన్ని నీరు చల్లబరిచే విధంగా అమర్చవచ్చు. చల్లని నీటిని పంప్ చేసే సమయంలో ఇది సమర్థవంతంగా పనిచేస్తుంది. వీటికి మంచి వశ్యత ఉంటుంది. శీతాకాలంలో CHP (కంబైన్డ్ హీట్ అండ్ పవర్)గా మరియు వేసవిలో కూలర్‌లుగా ఉపయోగించవచ్చు. వ్యర్థమయ్యే ఉష్ణాన్ని సులభంగా ఉపయోగించవచ్చు (ఒక అంతర్గత దహన యంత్రంలో వృధా అయ్యే ఉష్ణంతో పోల్చినప్పుడు), తద్వారా స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లు ద్వంద్వ-నిర్గత ఉష్ణ మరియు శక్తి వ్యవస్థలకు స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లు ఉపయోగకరంగా ఉంటాయి.
స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ నమూనాలకు ఉష్ణ ప్రవేశానికి మరియు ఉష్ణ నిర్గతానికి ఉష్ణ వినిమాయకాలు అవసరమవతాయి, కార్యకారి ద్రవం యొక్క పీడనాన్ని ఇవి తప్పనిసరిగా కలిగివుండాలి, వీటిలో యంత్రపు శక్తి నిర్దతానికి పీడనం అనులోమపాతంలో ఉంటుంది. అంతేకాకుండా, వ్యాకోచం-వైపు ఉష్ణ వినిమాయకం తరచుగా బాగా అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉంటుంది, పదార్థాలు ఉష్ణ మూలం నుంచి హరింపజేసే ప్రభావాలను తట్టుకోగలగాలి మరియు వాటికి తక్కువ క్రీప్ (విరూపణం) ఉండాలి. ఈ పదార్థ అవసరాలు యంత్రం యొక్క వ్యయాన్ని పెంచుతాయి. అధిక ఉష్ణోగ్రతా ఉష్ణ వినిమాయకం కోసం ఉపయోగించే పదార్థాలు మరియు దాని నిర్మాణ వ్యయాలు మొత్తం యంత్రం వ్యయంలో 40% ఉంటాయి.[51] సమర్థవంతమైన పనితీరుకు అన్ని ఉష్ణగతిక చక్రాలకు భారీ ఉష్ణోగ్రతా భేదాత్మకతలు అవసరమవతాయి. ఒక బాహ్య దహన యంత్రంలో, హీటర్ ఉష్ణోగ్రత ఎప్పుడూ వ్యాకోచ ఉష్ణోగ్రతకు సమానంగా లేదా ఎక్కువగా ఉంటుంది. అంటే హీటర్ పదార్థాలకు లోహసంబంధ అవసరాలు బాగా ఎక్కువగా ఉంటాయి. ఇది ఒక వాయు టర్బైన్ మాదిరిగా ఉంటుంది, అయితే ఒట్టో యంత్రం లేదా డీజిల్ ఇంజిన్‌కు విరుద్ధంగా ఉంటుంది, ఇక్కడ వ్యాకోచ ఉష్ణోగ్రత యంత్ర పదార్థాల యొక్క లోహసంబంధ పరిధిని దాటివుంటుంది, ప్రవేశ ఉష్ణ మూలం యంత్రం ద్వారా జరగదు కాబట్టి, యంత్ర పదార్థాలు కార్యకారి ద్రవం యొక్క సగటు ఉష్ణోగ్రత వద్ద నిర్వహించబడతాయి. వ్యర్థమయ్యే ఉష్ణం యొక్క దుర్వ్యయం సంక్లిష్టంగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే ఉష్ణ సామర్థ్యాన్ని గరిష్ఠం చేసేందుకు శీతలకరణి యొక్క ఉష్ణోగ్రతను సాధ్యమైంత తక్కువ స్థాయిలో ఉంచుతారు. ఇది రేడియేటర్‌ల పరిమాణాన్ని పెంచుతుంది, దీని వలన యంత్రం పరిమాణం పెరుగుతుంది. పదార్థ వ్యయాలతోపాటు, స్వయచాలక ప్రధాన చోదకాలుగా స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లను స్వీకరించకపోవడానికి ప్రధాన కారణాల్లో ఇది కూడా ఉంది. కంబైన్డ్ హీట్ అండ్ పవర్ (CHP)ను ఉపయోగించే షిప్ ప్రొపల్షన్ మరియు స్టేషనరీ మైక్రోజెనరేషన్ వ్యవస్థల వంటి ఇతర అనువర్తనాలకు అధిక శక్తి సాంద్రత అవసరం లేదు.[58]
స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లు, ముఖ్యంగా తక్కువ ఉష్ణోగ్రత భేదాత్మకతలపై పనిచేసే యంత్రాలు అవి ఉత్పత్తి చేసే శక్తి పరిమాణం కంటే భారీ పరిమాణంలో ఉంటాయి (అంటే వీటికి తక్కువ విశిష్ట శక్తి ఉంటుంది). వాయు సంబంధ సంవహనం యొక్క ఉష్ణ బదిలీ గుణకం కారణంగా ఈ పరిస్థితి ఏర్పడుతుంది, ఒక ఉత్తమ చల్లని ఉష్ణ వినిమాయకంలో సుమారుగా 500 W/ (m2·K) మరియు వెచ్చని ఉష్ణ వినిమాయకంలో 500–5000 W/ (m2·K) ఉష్ణ ప్రవాహాన్ని ఇది పరిమితం చేస్తుంది.[50] అంతర్గత దహన యంత్రాలతో పోల్చినప్పుడు, యంత్రం రూపకల్పనలో కార్యదారి ద్రవంలోకి ఉష్ణాన్ని బదిలీ చేయడం మరియు దానిలో నుంచి ఉష్ణాన్ని బయటకు తీసుకురావడం మరింత సవాలుతో కూడుకొని ఉంటుంది. ఉష్ణ సామర్థ్యం కారణంగా అవసరమైన ఉష్ణ బదిలీ తక్కువ ఉష్ణోగ్రతా వ్యత్యాసంతో పెరుగుతుంది, 1kW (కిలోవాట్) నిర్గతానికి ఉష్ణ వినిమాయక ఉపరితలం (మరియు వ్యయం) 1/డెల్టాT యొక్క ద్వితీయ శక్తితో పెరుగుతుంది . అందువలన బాగా కనిష్ఠ ఉష్ణోగ్రతా వ్యత్యాసం గల యంత్రాలకు విశిష్ట వ్యయం బాగా ఎక్కువగా ఉంటుంది . ఉష్ణోగ్రతా వ్యత్యాసం మరియు/లేదా పీడనం పెంచడం ద్వారా స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లు మరింత శక్తిని ఉత్పత్తి చేస్తాయి, అధిక ఉష్ణ భారం కోసం ఉష్ణ వినిమాయకాలు రూపొందిస్తారు, ఇవి అవసరమైన సంవహన ఉష్ణ ప్రవహాన్ని అందిస్తాయి. స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ తక్షణం ప్రారంభం కాదు: ఇది ప్రారంభం కావడానికి వేడెక్కాల్సిన అవసరం ఉంటుంది. అన్ని బాహ్య దహన ఇంజిన్‌లకు ఇది సాధారణమే అయినప్పటికీ, స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లకు వేడెక్కడానికి పట్టే సమయంలో ఆవిరి యంత్రాలు వంటి ఇతర యంత్రాలతో పోలిస్తే ఎక్కువగా ఉంటుంది. స్థిర వేగ యంత్రాల్లో ఉపయోగించేందుకు స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లు బాగా పనిచేస్తాయి. స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌ల యొక్క శక్తి నిర్గతం స్థిరంగా ఉంటుంది, దీనిని సర్దుబాటు చేసేందుకు కొన్ని సందర్భాల్లో ఈ యంత్రాలకు జాగ్రత్తగా రూపకల్పన చేయాలి మరియు అదనపు వ్యవస్థలు అవసరం కావొచ్చు. ఎక్కువగా నిర్గతంలో మార్పులను ఇంజిన్ యొక్క స్థానభ్రంశాన్ని మార్చడం ద్వారా సాధించవచ్చు (తరచుగా ష్వాష్‌ప్లేట్ క్రాంక్‌షాఫ్ట్ అమరికను ఉపయోగించడం ద్వారా) లేదా కార్యకారి ద్రవం యొక్క పరిమాణాన్ని మార్చడం ద్వారా లేదా పిస్టన్/డిస్‌ప్లేసెర్ దశ కోణాన్ని మార్చడం లేదా లేదా కొన్ని సందర్భాల్లో యంత్రపు భారాన్ని సవరించడం ద్వారా ఇది సాధ్యపడుతుంది. స్థిరమైన శక్తి నిర్గతం అవసరమైన హైబ్రిడ్ ఎలక్ట్రిక్ ప్రొపల్షన్ లేదా "బేస్ లోడ్" యంత్రాల తయారీలో ఈ లక్షణం ఒక ప్రతికూలతగా లేదు.
ఉపయోగించిన వాయువుకు తక్కువ ఉష్ణ సామర్థ్యం ఉంటుంది, అందువలన ఇచ్చిన పరిమాణంలో బదిలీ అయిన ఉష్ణం పీడనం భారీగా పెరిగేందుకు దోహదం చేస్తుంది. ఈ సమస్యను పరిగణలోకి తీసుకుంటే, హీలియం ఉత్తమమైన వాయువు అవుతుంది, ఎందుకంటే దీనికి అతి తక్కువ ఉష్ణ సామర్థ్యం ఉంటుంది. గాలి ఒక ఆచరణీయ కార్యకారి ద్రవం,[59] అయితే అధిక పీడన వాయు యంత్రంలో ఆక్సిజన్ చమురు పేలుళ్ల ద్వారా ప్రాణాంతక ప్రమాదాలకు కారణం కావొచ్చు.[51]
తక్కువ స్నిగ్ధత మరియు అధిక ఉష్ణ వాహకత ఉండటం వలన హైడ్రోజన్ అత్యంత శక్తివంతమైన కార్యకారి ద్రవంగా ఉంది, ముఖ్యంగా ఇతర వాయువుల కంటే యంత్రం వేగంగా పనిచేస్తుంది. అయితే, హైడ్రోజన్ శోషణం కారణంగా, ఈ కనిష్ఠ బణు భారం గల వాయువుకు సంబంధించిన అధిక విస్తరణ రేటు, ముఖ్యంగా అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, H2 హీటర్ యొక్క ఘన లోహం గుండా బయటకు వస్తుంది. కార్బన్ ఉక్కు ద్వారా విస్తరణం ఆచరణలో బాగా ఎక్కువగా ఉంటుంది, అయితే అల్యూమినియం లేదా స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ వంటి లోహాలకు తక్కువగా ఉంటుంది. కొన్ని సిరామిక్‌లు కూడా విస్తరణాన్ని బాగా తగ్గిస్తాయి. కోల్పోయిన వాయువును ప్రతిక్షేపించకుండా పీడనాన్ని యంత్రం లోపల నిలిపివుంచేందుకు గాలిచొరబడని పీడన పాత్ర అతుకులు అవసరమవతాయి. అధిక పీడన కార్యకారి ద్రవాన్ని నిర్వహించేందుకు అధిక ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం (HTD) గల యంత్రాలకు, సహాయక వ్యవస్థలు జోడించాల్సిన అవసరం ఏర్పడవచ్చు. ఈ వ్యవస్థలు ఒక వాయు నిల్వ సీసా లేదా ఒక వాయు ఉత్పాదకి రూపంలో ఉండవచ్చు. నీటి విద్యుద్విశ్లేషణ ద్వారా హైడ్రోజన్‌ను ఉత్పత్తి చేయవచ్చు, రెడ్ హాట్ కార్బన్-ఆధారిత ఇంధనంపై ఆవిరి చర్య, హైడ్రోకార్బన్ ఇంధనం యొక్క గ్యాసిఫికేషన్ లేదా లోహంపై ఆమ్లం చేత చర్య జరిపించడం ద్వారా కూడా దీనిని ఉత్పత్తి చేయవచ్చు. హైడ్రోజన్ లోహాలు పెళుసుదేరేందుకు కూడా కారణమవుతుంది. హైడ్రోజన్ ఒక మండే వాయువు, యంత్రం నుంచి ఇది బయటకు వస్తే భద్రతా ముప్పు ఏర్పడుతుంది. అమెరికా సంయుక్త రాష్ట్రాల ప్రభుత్వ ప్రయోగశాలల్లో అభివృద్ధి చేసినటువంటి, సాంకేతికంగా అధునాతన స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లు కార్యకారి వాయువుగా హీలియాన్ని ఉపయోగిస్తున్నాయి, ఇది సామర్థ్యానికి, హైడ్రోజన్ యొక్క శక్తి సాంద్రతకు దగ్గరగా పనిచేయడంతోపాటు, దీని వలన పదార్థ కాలుష్య సమస్యలు తక్కువగా ఉంటాయి. హీలియం ఒక జడవాయువు, ఇది దాదాపుగా జ్వలనశీలత ప్రమాదాన్ని నిజ మరియు ఊహాత్మక మార్గాలు రెండింటిలో పూర్తిగా తొలగిస్తుంది. అయితే హీలియం బాగా వ్యయంతో కూడుకొని ఉంటుంది, దీనిని సీసాలో ఉంచిన వాయువుగా సరఫరా చేయాల్సి ఉంటుంది. ఒక పరీక్షలో GPU-3 స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లో హీలియం కంటే (24%) హైడ్రోజన్ (సంపూర్ణ) 5% ఎక్కువ సమర్థవంతమైన వాయువుగా గుర్తించబడింది.[60] అలెన్ ఆర్గాన్ అనే ఒక పరిశోధకుడు ఒక ఉత్తమమైన గాలి యంత్రం సిద్ధాంతపరంగా హీలియం లేదా హైడ్రోజన్ యంత్రం మాదిరిగా సమాన సామర్థ్యాన్ని అందిస్తుందని, అయితే హీలియం మరియు హైడ్రోజన్ యంత్రాలు ప్రతి యూనిట్ పరిమాణానికి అనేక రెట్లు మరింత శక్తివంతంగా ఉంటాయని నిరూపించారు. కొన్ని యంత్రాలు గాలి లేదా నైట్రోజన్ వాయువును కార్యకారి ద్రవంగా ఉపయోగిస్తాయి. ఈ వాయువులకు తక్కువ శక్తి సాంద్రత (ఇది ఇంధన వ్యయాలను పెంచుతుంది) ఉంటుంది, అయితే ఉపయోగించేందుకు ఇవి అనుకూలంగా ఉండటంతోపాటు, వాయు కాలుష్యం మరియు సరఫరా (ఇది వ్యయాలను తగ్గిస్తుంది) సమస్యలను తగ్గిస్తాయి. కందెన చమురు వంటి మండే పదార్థాలు లేదా ద్రవ్యాలతో సన్నికర్షంతో సంపీడన వాయువును ఉపయోగించినప్పుడు పేలుడు ప్రమాదం ఏర్పడుతుంది, సంపీడన వాయువులో ఆక్సిజన్‌కు అధిక తటస్థ పీడనం ఉండటం పేలుడుకు కారణమవుతుంది. అయితే, ఒక ఆక్సీకరణ చర్య లేదా సీసాలో ఉంచిన నైట్రోజెన్‌ను ఉపయోగించడం ద్వారా గాలి నుంచి ఆక్సిజన్‌ను తొలగించవచ్చు, నైట్రోజన్ దాదాపుగా జడవాయువుగా ఉండటంతోపాటు, బాగా సురక్షితమైనది. గాలి కంటే తేలిగ్గా ఉండే ఇతర వాయువులు: మీథేన్, మరియు అమ్మోనియా.
యాంత్రిక శక్తి సరఫరా చేసినట్లయితే, స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ తాపనం (హీటింగ్) లేదా శీతలీకరణ కూలింగ్) కోసం ఒక హీట్ పంప్‌గా పనిచేయగలదు. పవన శక్తి ఆధారంగా పనిచేసే ఒక స్టిర్లింగ్ చక్ర హీట్ పంప్‌ను గృహ తాపనం మరియు శీతోష్ణనియంత్రణకు ఉపయోగించేందుకు ప్రయోగాలు జరిగాయి. 1930వ దశకం చివరికాలంలో, నెదర్లాండ్స్‌కు చెందిన ఫిలిప్స్ కార్పొరేషన్ విజయవంతంగా స్టిర్లింగ్ చక్రాన్ని క్రయోజెనిక్ అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించింది.[61]
ఎలక్ట్రిక్ గ్రిడ్‌పై తాప విద్యుత్ కేంద్రాలు విద్యుత్‌ను ఉత్పత్తి చేసేందుకు ఇంధనాన్ని ఉపయోగించుకుంటాయి, అయితే భారీ పరిమాణాల్లో వ్యర్థ ఉష్ణం ఉపయోగించకుండా వృధా అవుతుంది. ఇతర పరిస్థితుల్లో, తక్కువ ఉష్ణోగ్రత అనువర్తనం కోసం ఉత్తమ నాణ్యత గల ఇంధనాన్ని అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద మండిస్తుంటారు. ఉష్ణగతిక శాస్త్ర రెండో సూత్రం ప్రకారం, ఒక ఉష్ణ యంత్రం ఈ ఉష్ణోగ్రతా వ్యత్యాసం నుంచి శక్తిని సృష్టించగలదు. ఒక CHP వ్యవస్థలో, అధిక ఉష్ణోగ్రత కలిగివున్న ప్రధాన ఉష్ణం స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ హీటర్‌లోకి ప్రవేశిస్తుంది, తరువాత కొంత శక్తి యంత్రంలో యాంత్రిక శక్తిగా మార్చబడుతుంది, మిగిలినది శీతలకరణి గుండా వెళుతుంది, ఇక్కడ అది ఒక తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద దొరుతుంది. వాస్తవానికి యంత్రం యొక్క ప్రధాన శీతలకరణి మరియు బర్నర్ యొక్క ఎగ్జాస్ట్ వంటి ఇతర మూలాల నుంచి వ్యర్థ ఉష్ణం వస్తుంది.
సమయోజిత ఉష్ణ మరియు శక్తి (CHP) వ్యవస్థలో, యాంత్రిక లేదా విద్యుత్ శక్తి సాధారణ మార్గంలో సృష్టించబడుతుంది, అయితే యంత్రం వదిలిపెట్టే వ్యర్థ ఉష్ణాన్ని ఒక ద్వితీయ తాపన అనువర్తనానికి సరఫరా చేసేందుకు ఉపయోగించబడుతుంది. తక్కువ ఉష్ణోగ్రత గల ఉష్ణాన్ని ఉపయోగించే ఎటువంటి అనువర్తనానికైనా ఇది ఉపయోగపడుతుంది. ఇది తరచుగా ముందుగా-ఉన్న శక్తి ఉపోయోగంగా ఉంటుంది, అంటే వ్యాపార ప్రదేశ తాపనం, గృహ నీటి తాపనం లేదా ఒక పారిశ్రామిక ప్రక్రియ.
యంత్రం ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన శక్తిని పారిశ్రామిక లేదా వ్యవసాయ ప్రక్రియను నడిపించేందుకు ఉపయోగించవచ్చు, ఇది దీనికి బదులుగా జీవద్రవ్య వ్యర్థాన్ని సృష్టిస్తుంది, ఈ వ్యర్థాన్ని తిరిగి ఇంధనానికి ఉచిత ఇంధనంగా ఉపయోగించవచ్చు, దీని వలన వ్యర్థాలు తొలగించేందుకు అయ్యే వ్యయాలు తగ్గుతాయి. ఈ మొత్తం ప్రక్రియ సమర్థవంతంగా మరియు వ్యయ సమర్థంగా ఉంటుంది.
UKకు చెందిన డిసెంకో కంపెనీ తమ యొక్క సొంత విద్యుత్ కేంద్రాన్ని అభివృద్ధి చేస్తుంది, ఈ కేంద్రం ఏర్పాటు చివరి దశలో ఉంది. మార్కెట్‌లోకి వస్తున్న ఇతర m-CHP ఉపకరణాలు మాదిరిగా కాకుండా HPP 3 కిలోవాట్‌ల విద్యుత్ మరియు 15 కిలోవాట్‌ల ఉష్ణ శక్తిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, తద్వారా ఇది గృహ మరియు SME మార్కెట్‌లకు అనుకూలమైన ఉపకరణంగా గుర్తింపు పొందింది.
క్రైస్ట్‌చర్చ్‌లో కార్యాలయం ఉన్న విస్పెర్‌జెన్ అనే న్యూజీలాండ్ కంపెనీ AC మైక్రో కంబైన్డ్ హీట్ అండ్ పవర్ స్టిర్లింగ్ సైకిల్ ఇంజిన్‌ను అభివృద్ధి చేసింది. ఈ మైక్రోCHP కేంద్రాలను వాయువును-మండించే కేంద్ర తాపన బాయిలర్‌లుగా చెప్పవచ్చు, ఇవి ఉపయోగించని శక్తిని తిరిగి విద్యుత్ గ్రిడ్‌లోకి పంపుతాయి. విస్పెర్‌జెన్ 2004లో యునైటెడ్ కింగ్‌డమ్‌లో గృహ మార్కెట్ కోసం వీటిని 80,000 యూనిట్‌లు ఉత్పత్తి చేస్తున్నట్లు ప్రకటించింది. 2006లో జర్మనీలో 20 యూనిట్ పరీక్ష ప్రారంభమయింది.[62]
ఒక పరవలయ అద్దం యొక్క కాంతికేంద్రం వద్ద ఒక స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌ను అమర్చడం ద్వారా సౌర శక్తిని విద్యుత్‌గా మార్చవచ్చు, సాంద్రీకృతం కాని ఫోటోవోల్టాయిక్ ఘటాలు కంటే మెరుగైన సామర్థ్యంతో మరియు సాంద్రీకృతమైన ఫోటో వోల్టాయిక్‌లకు దీటుగా ఇవి విద్యుత్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. ఆగస్టు 11, 2005న స్టిర్లింగ్ ఎనర్జీ సిస్టమ్స్‌తో సదరన్ కాలిఫోర్నియా ఎడిసన్ ఒక ఒప్పందాన్ని ప్రకటించింది,[63] ఇరవై ఏళ్ల కాలంలో 850 MW (మెగావాట్‌ల) విద్యుత్‌ను సృష్టించగల సామర్థ్యం ఉన్న 30,000 సౌర శక్తి ఆధారిత స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లను ఉపయోగించి తయారు చేసిన విద్యుత్‌ను కొనుగోలు చేసేందుకు సదరన్ కాలిఫోర్నియా ఎడిసన్ ఈ ఒప్పందాన్ని కుదుర్చుకుంది. 8,000 ఎకరాల (19km2) సౌర క్షేత్రంలో ఏర్పాటు చేసిన ఈ వ్యవస్థలు యంత్రాలపైకి సూర్యకాంతిని గ్రహించేందుకు అద్దాలను ఉపయోగిస్తాయి, తద్వారా ఈ యంత్రాలు జనరేటర్‌లను నడుపుతాయి. ఈ సౌర క్షేత్రం యొక్క నిర్మాణం 2010లో ప్రారంభం కానుంది[64], ఈ ప్రదేశంలో నివసిస్తున్న జంతువులపై పర్యావరణ ప్రభావాలకు సంబంధించిన ఆందోళనలతో[65] ఈ ప్రాజెక్టుపై వివాదం నెలకొని ఉండటం గమనార్హం.
ఎటువంటి స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ అయినా ఒక హీట్ పంప్‌గా పనిచేస్తుంది; చలనాన్ని షాఫ్ట్‌కు అమలు చేసినప్పుడు, రిజర్వాయర్‌ల మధ్య ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం కనిపిస్తుంది. స్టిర్లింగ్ క్రయోకూలర్ యొక్క ముఖ్యమైన యాంత్రిక భాగాలు కూడా స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ మాదిరిగా ఉంటాయి. యంత్రం మరియు హీట్ పంప్ రెండింటిలో, ఉష్ణం విస్తరణ ప్రదేశం నుంచి సంపీడన ప్రదేశంలోకి ప్రవహిస్తుంది; అయితే ఉష్ణ ప్రవరణకు వ్యతిరేకంగా ఉష్ణం ప్రవహించేందుకు ఒక ప్రవేశిక పని అవసరమవుతుంది, ముఖ్యంగా వ్యాకోచ ప్రదేశం కంటే సంపీడన ప్రదేశం వెచ్చగా ఉన్నప్పుడు ఇది అవసరమవుతుంది. వ్యాకోచ-ప్రదేశం యొక్క బయటివైపు ఒక ఖాళీ ఫ్లాస్క్ వంటి ఉష్ణ నిరోధకత గల భాగంలో ఉష్ణ వినిమాయకాన్ని ఏర్పాటు చేస్తారు. దీని ఫలితంగా ఉష్ణం ఈ భాగం నుంచి క్రయోకూలర్ యొక్క కార్యకారి వాయువు గుండా మరియు సంపీడన ప్రదేశంలోకి పంపివేయబడుతుంది. సంపీడన ప్రదేశం పరిసర ఉష్ణోగ్రత కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతకు చేరుకుంటుంది, అందువలన ఉష్ణం పర్యావరణంలోకి వెళుతుంది.
క్రయోజెనిక్స్లో వాటి యొక్క ఒక ఆధునిక ఉపయోగం ఏమిటంటే కొద్దిస్థాయిలో వీటిని రిఫ్రిజిరేషన్‌కు వాడుతున్నారు. విలక్షణ రిఫ్రిజిరేషన్ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, స్టిర్లింగ్ కూలర్‌లు సాధారణంగా ఆర్థిక సమర్థత కలిగివుండవు, ఇవి ఈ విషయంలో తక్కువ వ్యయమయ్యే ప్రధానస్రవంతి రాంకైన్ శీతలీకరణ వ్యవస్థలతో పోటీపడలేవు, అంతేకాకుండా తక్కువ శక్తి సామర్థ్యం కలిగివుంటాయి. అయితే −40 ° నుంచి −30°C కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద రాంకైన్ శీతలీకరణ వ్యవస్థలు తక్కువ సమర్థత కలిగివుంటాయి, ఎందుకంటే ఇంత తక్కువ స్థాయి ఉష్ణోగ్రతల వద్ద బాష్పీభవన బిందువులు ఉన్న రిఫ్రిజెరాంట్‌లు అందుబాటులో లేవు. స్టిర్లింగ్ క్రయోకూలర్‌లు −200°C (73 K) వరకు కూడా ఉష్ణాన్ని ఉత్పత్తి చేయగల సామర్థ్యం కలిగివుంటాయి, ఇది గాలిని (ఆక్సిజన్, నైట్రోజన్ మరియు ఆర్గాన్) ద్రవీకరణకు సరిపోతుంది. నిర్దిష్ట నమూనా ఆధారంగా, ఇవి 40–60 K వరకు కూడా పనిచేయగలవు. ఈ ప్రయోజనం కోసం ఉద్దేశించిన క్రయోకూలర్‌లు ఇతర క్రయోకూలర్ సాంకేతిక పరిజ్ఞానాలకు ఎంతోకొంత పోటీ ఇస్తున్నాయి. క్రయోజెనిక్ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ప్రదర్శన గుణకం 0.04–0.05 (4–5% సమర్థతకు అనుగుణంగా) వద్ద ఉంటుంది. అనుభవంలో, COP = 0.0015 × Tc– 0.065 అయినప్పుడు పరికరాలు దీర్ఘ ధోరణిని ప్రదర్శిస్తాయి, ఇక్కడ T c అనేది క్రయోజెనిక్ ఉష్ణోగ్రత. ఈ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, ఘన పదార్థాలు తక్కువ విశిష్టోష్ణ విలువలు కలిగివుంటాయి, అందువలన రీజెనరేటర్‌ను పత్తి వంటి అనూహ్య పదార్థాలతో తయారు చేయాలి.
మొదటి స్టిర్లింగ్ సైకిల్ క్రయోకూలర్‌ను 1950వ దశకంలో ఫిలిప్స్ అభివృద్ధి చేసింది, ద్రవ వాయు ఉత్పాదక ప్లాంట్‌ల వంటి ప్రదేశాలకు వ్యాపార ప్రాతిపదికన వాటిని విక్రయించింది. విడిపోయే వరకు ఫిలిప్స్ క్రయోజెనిక్స్ వ్యాపారాన్ని కొనసాగించింది, 1990లో ఏర్పాటయిన కంపెనీ అనుబంధ సంస్థ స్టిర్లింగ్ క్రయోజెనిక్స్ BV, నెదర్లాండ్స్ చేతిలోకి ఈ కార్యకలాపాలు వచ్చాయి. స్టిర్లింగ్ క్రయోకూలర్‌లు మరియు క్రయోజెనిక్ కూలింగ్ వ్యవస్థల అభివృద్ధి మరియు తయారీ కార్యకలాపాలను ఈ కంపెనీ ఇప్పటికీ కొనసాగిస్తుంది.
వివిధ రకాల చిన్న స్థాయి స్టిర్లింగ్ క్రయోకూలర్‌లు మార్కెట్‌లో అందుబాటులో ఉన్నాయి, ఎలక్ట్రానిక్ సెన్సార్లు మరియు కొన్నిసార్లు మైక్రోప్రాసెసర్‌ల యొక్క శీతలీకరణ వంటి పనులకు వీటిని ఉపయోగిస్తున్నారు. ఈ అనువర్తనానికి, స్టిర్లింగ్ క్రయోకూలర్‌లు మాత్రమే బాగా ఆధారపడదగిన సాంకేతిక పరిజ్ఞానం కావడం గమనార్హం, అతి తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఉష్ణ సామర్థ్యాన్ని ఇవి పెంచగలవు. ధ్వనిలేకుండా, కంపనాలు లేకుండా పనిచేయడం, తక్కువ పరిమాణాల్లోకి కుదించే సౌలభ్యం, ఎక్కువగా ఆధారపడదగిన యంత్రాలుగా ఉండటం, తక్కువ నిర్వహణ ఫలితంగా వీటివైపు మొగ్గు చూపుతున్నారు. 2009నాటికి, క్రయోకూలర్‌లు మాత్రమే వ్యాపారంలో విజయవంతమైన స్టిర్లింగ్ పరికరాలుగా ఉన్నాయి.
స్టిర్లింగ్ హీట్ పంప్ కూడా స్టిర్లింగ్ క్రయోకూలర్ మాదిరిగానే ఉంటుంది, వీటి మధ్య ప్రధాన వ్యత్యాసం ఏమిటంటే, హీట్ పంప్ సాధారణంగా గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద పనిచేస్తుంది, దీని యొక్క ప్రధాన అనువర్తనం ఈ రోజు వరకు భవనం బయట నుంచి లోపలివైపుకు ఉష్ణాన్ని బదిలీ చేయడం, తద్వారా ఇది తక్కువ ఖర్చుతో తాపనానికి ఉపయోగపడుతుంది.
ఇతర స్టిర్లింగ్ పరికరాలు మాదిరిగా, ఉష్ణం విస్తరణ ప్రదేశం నుంచి సంపీడన ప్రదేశానికి ప్రవహిస్తుంది; అయితే, స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌కు విరుద్ధంగా, దీనిలో విస్తరణ ప్రదేశం సంపీడన ప్రదేశం కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రత కలిగివుంటుంది, అందువలన పనిని ఉత్పత్తి చేయడానికి బదులుగా, దీనికి వ్యవస్థ ద్వారా యాంత్రిక పని యొక్క ప్రవేశకం అవసరమవుతుంది (ఉష్ణగతిక శాస్త్ర రెండో సూత్రాన్ని సంతృప్తిపరిచేందుకు). రెండో స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ ద్వారా హీట్ పంప్‌కు యాంత్రిక పనిని అందించినప్పుడు, మొత్తం వ్యవస్థను "ఉష్ణంతో నడిచే హీట్ పంప్" అని పిలుస్తారు.
హీట్ పంప్ యొక్క వ్యాకోచించే భాగం తాపీయంగా ఉష్ణ మూలంతో కలపబడి ఉంటుంది, ఈ ఉష్ణ మూలం తరచుగా బాహ్య పర్యావరణంగా ఉంటుంది. స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ యొక్క సంపీడన భాగం వేడెక్కాల్సిన పర్యావరణంలో ఉంచుతారు, ఉదాహరణకు భవనంలో ఉంచుతారు, దీనిలోకి ఉష్ణం బదిలీ చేయబడుతుంది. ఎక్కువగా రెండు భాగాల మధ్య ఉష్ణ వ్యాప్తి నిరోధకం ఉంటుంది, అందువలన వ్యాప్తి నిరోధక ప్రదేశంలో ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతుంది.
హీట్ పంప్‌లు ఇప్పటివరకు అత్యంత ఇంధన-సమర్థ తాపీయ వ్యవస్థలుగా ఉన్నాయి. స్టిర్లింగ్ హీట్ పంప్‌లు తరచుగా సంప్రదాయ హీట్ పంప్‌ల కంటే అధిక ప్రదర్శన గుణకాన్ని కూడా కలిగివుంటాయి. ఈ రోజు వరకు, ఈ వ్యవస్థలు పరిమిత వ్యాపార ఉపయోగాన్ని మాత్రమే కలిగివున్నాయి; అయితే, శక్తి పరిరక్షణకు మార్కెట్ డిమాండ్ పెరిగేకొద్ది వీటి వినియోగం పెరుగుతుందని భావిస్తున్నారు, సాంకేతిక మెరుగుదలల ద్వారా వీటి స్వీకరణ పెరిగే అవకాశం ఉంది.
స్వీడన్‌కు చెందిన నౌకానిర్మాణ సంస్థ కోకుమ్స్ 1980వ దశకం నుంచి 8 విజయవంతమైన స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ ఆధారిత జలాంతర్గాములను నిర్మించింది.[54] ఇంధన దహనానికి వీలు కల్పించే సంపీడన ఆక్సిజన్‌ను అవి కలిగివుంటాయి, నీటిలో మునిగివున్నప్పుడు ఇవి స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌కు ఉష్ణాన్ని అందిస్తాయి. వీటిని ప్రస్తుతం గోట్‌ల్యాండ్ మరియు సోడెర్‌మాన్‌ల్యాడ్ తరగతి జలాంతర్గాముల్లో ఉపయోగిస్తున్నారు. స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ ఎయిర్-ఇండిపెండెంట్ ప్రొపల్షన్ (AIP) వ్యవస్థను ఉపయోగిస్తున్న మొదటి జలాంతర్గాములు ఇవే కావడం గమనార్హం, వీటియొక్క సముద్రగర్భ సహనశక్తి కొన్ని రోజుల నుంచి రెండు వారాలపాటు విస్తరించివుంటుంది.[66] ఈ సామర్థ్యం గతంలో అణు ఇంధన ఆధారిత జలాంతర్గాములకు మాత్రమే ఉండేది.
ఇటువంటి వ్యవస్థ ఆధారంగానే జపాన్‌కు చెందిన సోర్యు శ్రేణి జలాంతర్గామి నడుస్తుంది.[67]
విద్యుత్ శక్తి ఉత్పాదక ప్లాంట్‌లలో అణు ఇంధన ఆధారిత స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లకు ఉపయోగించేందుకు ఆస్కారం ఉంది. అణు విద్యుత్ శక్తి కేంద్రాల్లో ఆవిరి టర్బైన్‌ల స్థానంలో స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లు చేర్చడం ద్వారా ప్లాంట్‌లో కార్యకలాపాలు సులభతరమవతాయి, అంతేకాకుండా గరిష్ఠ సామర్థ్యాన్ని పొందడం మరియు రేడియోధార్మిక ఉపఉత్పత్తుల ఉద్గారాన్ని తగ్గించేందుకు వీలు ఏర్పడుతుంది. అనేక బ్రీడర్ రియాక్టర్ నమూనాలు ద్రవరూప సోడియాన్ని శీతలకారణి (కూలెంట్)గా ఉపయోగిస్తున్నాయి. ఒక ఆవిరి కేంద్రంలో ఉష్ణాన్ని ఉపయోగించాలంటే, ఒక నీటి/సోడియం ఉష్ణ వినిమాయకం అవసరమవుతుంది, సోడియం వేగంగా నీటితో చర్య జరపే లక్షణం ఆందోళనకరంగా ఉంది. స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ చక్రంలో ఎక్కడా నీరు అవసరం లేకుండా చేస్తుంది.
అమెరికా సంయుక్త రాష్ట్రాల ప్రభుత్వ ప్రయోగశాలలు ఒక ఆధునిక స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ నమూనాను అభివృద్ధి చేశాయి, దీనిని స్టిర్లింగ్ రేడియోఐసోటోప్ జెనరేటర్‌గా గుర్తిస్తున్నారు, అంతరిక్ష అన్వేషణ కోసం దీనిని తయారు చేశారు. దశాబ్దాల తరబడి కొనసాగే అంతరిక్ష అన్వేషక యాత్రల్లో విద్యుత్‌ను సృష్టించేందుకు దీనికి రూపకల్పన చేశారు. ఈ ఇంజిన్ ఒక డిస్‌ప్లేసర్‌ను ఉపయోగిస్తుంది, ఇది కదిలే భాగాలను తగ్గిస్తుంది, శక్తిని బదిలీ చేసేందుకు అధిక శక్తి అకౌస్టిక్స్ (శబ్దశ్రవణ పరికరాలు) ఉపయోగిస్తుంది. దీనికి ఉష్ణ మూలంగా ఒక పొడి ఘన రూప అణు ఇంధన స్లగ్ ఉంటుంది, దీనికి హీట్ సింక్‌గా అంతరిక్షం పనిచేస్తుంది.
స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌కు శక్తి/బరువు నిష్పత్తి అతి తక్కువగా ఉంటుంది, ఇదిలా ఉంటే అధిక వ్యయంతో కూడుకొని ఉండటంతోపాటు ఆటోమోటివ్ అనువర్తనాల్లో సుదీర్ఘ ప్రారంభ సమయం ఉంటుంది. వీటిలో సంక్లిష్ట మరియు వ్యయభరిత ఉష్ణ వినిమాయకాలు ఉంటాయి. ఒట్టో ఇంజిన్ లేదా డీజిల్ ఇంజిన్ రేడియేటర్‌ల కంటే స్టిర్లింగ్ కూలర్ రెండురెట్లు ఎక్కువ ఉష్ణాన్ని తిరస్కరించాల్సి ఉంటుంది. హీటర్‌ను తప్పనిసరిగా స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్, అసాధారణ మిశ్రమ లోహం లేదా సెరామిక్‌తో తయారు చేయాలి, అప్పుడే అది అధిక శక్తి సాంద్రతకు అవసరమైన అధిక తాపకి (హీటర్) ఉష్ణోగ్రతలకు మద్దతు ఇవ్వడంతోపాటు, హైడ్రోజన్ వాయువును నిలిపివుంచుతుంది, ఈ వాయువును తరచుగా స్టిర్లింగ్ యంత్రాల్లో గరిష్ఠ శక్తి కోసం ఉపయోగిస్తారు. ఒక ఆటోమోటివ్ అనువర్తనంలో స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌ను ఉపయోగించడంతో ముడిపడివున్న ప్రధాన ఇబ్బందులు ఏమిటంటే ప్రారంభానికి పట్టే సమయం, త్వరణ స్పందన, నిలిపివేత సమయం, బరువు, ఈ సమస్యలకు ఇప్పుటికిప్పుడు పరిష్కారాలు అందుబాటులో లేవు. అయితే ఒక మేధోసంపత్తి హక్కులు గల అంతర్గత-దహన యంత్రం నుంచి సేకరించిన భావాలను ఉపయోగించుకునే ఒక ఆధునిక స్టిర్లింగ్ యంత్రం ఇటీవల పరిచయం చేయబడింది, దీనికి పార్శ్వగోడ దహన గది (U.S. పేటెంట్ 7,387,093) ఉంటుంది, ఇది తక్కువ విద్యుత్-సాంద్రత మరియు విశిష్ట-విద్యుత్ సమస్యలతోపాటు, అన్ని స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లలో కనిపించే నెమ్మదైన త్వరణ-స్పందన సమస్యలకు పరిష్కారాలు చూపించింది.[68] సంప్రదాయ పిస్టన్ లేదా గ్యాస్ టర్బైన్ యంత్రం యొక్క ఖాళీ ప్రదేశం నుంచి వచ్చే వ్యర్థ ఉష్ణాన్ని ఉపయోగించుకునే సహ-ఉత్పాదక వ్యవస్థల్లో మాత్రమే ఉపయోగించడం సాధ్యపడుతుంది, దీనిని విద్యుత్‌కు సహాయకాలకు (ఉదాహరణకు: ఆల్టెర్నేటర్) లేదా క్రాంక్‌షాప్ట్‌కు విద్యుత్‌ను మరియు పురిశక్తిని జోడించే ఒక టర్బో-కాంపౌండ్ వ్యవస్థగా ఉపయోగించవచ్చు.
ప్రత్యేకంగా స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లతో నడిచే కనీసం రెండు ఆటోమొబైల్‌లను NASA మరియు ఫోర్డ్ మోటార్ కంపెనీ అభివృద్ధి చేశాయి, ఫిలిప్స్ మరియు అమెరికన్ మోటార్స్ కార్పొరేషన్ అందించిన ఇంజిన్‌లతో వీటికి రూపకల్పన జరిగింది. NASA వాహనాలను కాంట్రాక్టర్లు రూపొందించారు, వాటిని MOD I మరియు MOD IIగా గుర్తిస్తున్నారు. MOD II 1985నాటి 4-డోర్‌ల చెవ్రోలెట్ సెలెబ్రటీ యొక్క నాట్చ్‌బ్యాక్లో సాధారణ నిప్పుకణంతో-మండే ఇంజిన్ స్థానంలో అమర్చబడింది. వాహన స్థూల బరువులో ఎటువంటి మార్పు లేకుండా రహదారి వాయు మైలేజ్ 40 నుంచి 58 mpgకి పెరిగినట్లు, పట్టణప్రాంత మైలేజ్ 26 నుంచి 33 mpgకు పెరిగినట్లు 1986 MOD II నమూనా నివేదిక (అనుబంధ భాగం ఏ) ఫలితాలు సూచించాయి. NASA వాహనంలో ప్రారంభమవడానికి పట్టే సమయం 30 సెకెన్లు, ఇదిలా ఉంటే ఫోర్డ్ పరిశోధక వాహనంలో వెంటనే ప్రారంభించేందుకు ఒక అంతర్గత ఎలక్ట్రిక్ హీటర్‌ను ఉపయోగించడం జరిగింది, కొన్ని సెకన్లలోనే ప్రారంభమయ్యేందుకు ఇది వీలు కల్పిస్తుంది.
హైబ్రిడ్ ఎలక్ట్రిక్ చోదన వ్యవస్థలో స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లు భాగంగా ఉన్నాయి, నమూనా సవాళ్లను లేదా నాన్-హైబ్రిడ్ స్టిర్లింగ్ ఆటోమొబైల్ వ్యవస్థలో ప్రతికూలతలను అధిగమించవచ్చు.
నవంబరు 2007లో, ఘనరూప జీవఇంధనాన్ని ఉపయోగించే ఒక నమూనా హైబ్రిడ్ కారు మరియు ఒక స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌ను అభివృద్ధి చేయనున్నట్లు స్వీడన్‌లో ప్రెసెర్ ప్రాజెక్టు ప్రకటించింది.[69]
ఫోర్డ్ థింక్‌ను ఉపయోగించి ప్లగ్-ఇన్ హైబ్రిడ్ కార్ల ఒక శ్రేణిని డీన్ కామెన్ అభివృద్ధి చేసినట్లు మాంచెస్టర్ యూనియన్ లీడర్ వెల్లడించింది.[70] మాంచెస్టర్ మిల్‌యార్డులో ఉన్న కామెన్ యొక్క టెక్నాలజీ కంపెనీ DEKA ఇటీవల ఒక విద్యుత్ కారును ప్రదర్శించింది, దాని పేరు DEKA రివోల్ట్, ఇది తన లిథియం బ్యాటరీని ఒకసారి ఛార్జ్ చేసుకొని, సుమారుగా 60 miles (97km) దూరం ప్రయాణించగలదు.[70]
స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లు సిద్ధాంతపరంగా విమాన ఇంజిన్‌ల పనులు కూడా చేయగలవు, అయితే అధిక శక్తి సాంద్రత మరియు తక్కువ వ్యయాలను సాధించాల్సి ఉంది. ఈ ఇంజిన్‌లు ధ్వనిలేకుండా, తక్కువ కాలుష్యంతో పనిచేయడంతోపాటు, తక్కువ పరిసరాల ఉష్ణోగ్రత వలన ఎత్తుతో సామర్థ్యాన్ని పెంపొందించుకోవడం, తక్కువ భాగాలు కారణంగా ఎక్కువగా ఆధారపడదగినవిగా ఉన్నాయి, ఒక జ్వలన వ్యవస్థ లేకపోవడం, తక్కువ కంపనాన్ని సృష్టించడం (ఎయిర్‌ప్రేమ్‌లు ఎక్కువ కాలం ఉంటాయి) మరియు సురక్షితమైన, తక్కువ పేలుడుకారక ఇంధనాలు ఉపయోగించే అవకాశం తదితర లక్షణాలు కూడా స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లకు ప్రత్యేకత కలిగిస్తున్నాయి. అయితే, స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లకు తరచుగా తక్కువ శక్తి సాంద్రత ఉంటుంది, సాధారణంగా ఉపయోగించే ఒట్టో ఇంజిన్ మరియు బ్రాయ్‌టోన్ సైకిల్ గ్యాస్ టర్బైన్‌లతో పోలిస్తే వీటి శక్తి సాంద్రత తక్కువగా ఉంటుంది. ఆటోమొబైల్స్‌లో కూడా ఈ సమస్య ప్రతికూలాంశంగా ఉంది, విమాన ఇంజిన్‌లకు వచ్చే సరికి ఇదే ప్రదర్శన లక్షణం మరింత క్లిష్టమైన ప్రతికూలాంశంగా పరిగణించబడుతుంది.
తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం (లో డెల్టా T, లేదా LTD) స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ ఎటువంటి కనిష్ఠ ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం వద్దనైనా పనిచేస్తుంది, ఉదాహరణకు అరిచేయి మరియు గది ఉష్ణోగ్రత లేదా గది ఉష్ణోగ్రత మరియు ఒక మంచు ముక్క మధ్య ఉన్న ఉష్ణోగ్రతా వ్యత్యాసంతో కూడా ఇది పనిచేయగలదు. కేవలం 0.5 K రికార్డును 1990లో సాధించడం జరిగింది.[71] చూడండి, దీనిలో ఈ రకానికి చెందిన ఒక యానిమేట్ చిత్రాన్ని కూడా చూడవచ్చు. సాధారణంగా వీటిని గామా విన్యాసంతో తయారు చేస్తారు, సాధారణత కోసం, రీజెనరేటర్ లేకుండా వీటిని రూపొందించినప్పటికీ, కొన్నింటిలో డిస్‌ప్లేసెర్‌లో స్లిట్‌లు ఉంటాయి, వీటిని పాక్షిక పునఃసృష్టి కోసం ఫోమ్‌తో తయారు చేస్తారు. ఇవి ఎక్కువగా పీడనం లేకుండా ఉంటాయి, 1 ఎట్మాస్పియర్‌కు సమీప పీడనం వద్ద పనిచేస్తాయి. ఉత్పత్తి అయిన విద్యుత్ 1 W కంటే తక్కువగా ఉంటుంది, ఇవి ప్రదర్శనల ప్రయోజనాలు మాత్రమే ఉద్దేశించబడ్డాయి. వీటిని బొమ్మలు లేదా విద్యా నమూనాలుగా కూడా విక్రయిస్తుంటారు.
పెద్ద (1 m స్క్వేర్) తక్కువ ఉష్ణోగ్రత యంత్రాలను కనిష్ఠంగా లేదా ఎటువంటి పెద్ద అవసరాలకు కాకుండా నేరుగా సూర్యకాంతిని ఉపయోగించుకొని నీటిని పంప్ చేసేందుకు నిర్మిస్తారు.[72]
సంబంధిత వ్యాసం థర్మోఎకౌస్టిక్ హాట్ ఎయిర్ ఇంజిన్
లాస్ అలామోస్ నేషనల్ లాబోరేటరీ ఒక అకౌస్టిక్ స్టిర్లింగ్ హీట్ ఇంజిన్‌ను అభివృద్ధి చేసింది.[73] దీనిలో ఎటువంటి కదిలే భాగాలు ఉండవు. ఇది ఉష్ణాన్ని బలమైన ధ్వని శక్తిగా మారుస్తుంది (ఇచ్చిన మూలంలో పేర్కొనబడింది) వీటిని అకౌస్టిక్ రిఫ్రిజిరేటర్‌లు లేదా పల్స్-ట్యూబ్ రిఫ్రిజిరేటర్‌లలో ఎటువంటి కదిలే భాగాలు లేని ఉష్ణ-ఆధారిత రిఫ్రిజిరేషన్‌కు నేరుగా ఉపయోగించవచ్చు, లేదా ... ఒక దీర్ఘ ప్రత్యామ్నాయం లేదా ఇతర ఎలక్ట్రో-అకౌస్టిక్ పవర్ ట్రాన్స్‌డ్యూసెర్ ద్వారా విద్యుత్‌ను సృష్టించేందుకు ఉపయోగించవచ్చు.
న్యూజీలాండ్‌కు చెందిన అనే కంపెనీ సహజ వాయువు లేదా డీజిల్ ఆధారంగా పనిచేసే స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లను అభివృద్ధి చేసింది. ఇటీవల మోడ్రాగాన్ కార్పొరేషన్ కోఆపరేటివ్ అనే స్పానిష్ సంస్థతో మైక్రోCHPను తయారు చేసేందుకు విస్పెర్‌జెన్ ఒక ఒప్పందంపై సంతకం చేసింది, ఈ ఒప్పందం ద్వారా విస్పెర్‌జెన్ ఐరోపాలో గృహ మార్కెట్‌కు వీటిని అందుబాటులోకి తీసుకురానుంది. కొంతకాలం క్రితం E.ON UK కంపెనీ ఇటువంటి కార్యక్రమాన్నే UKలో ప్రకటించింది. ఖాతాదారుకు వేడి నీరు సరఫరా చేసేందుకు, ప్రదేశ తాపనం మరియు విద్యుత్ గ్రిడ్‌లోకి ఎక్కువయిన విద్యుత్ శక్తి సరఫరా చేయడం కోసం స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్‌లను ఉపయోగిస్తామని వెల్లడించింది.
అయితే విస్పెర్‌జెన్ మైక్రోCHP యూనిట్‌ల యొక్క పనితీరును సమీక్షించిన ఒక ఇంధన ఆదా ట్రస్ట్ వెల్లడించిన ప్రాథమిక ఫలితాలు అనేక గృహాల్లో వీటి ద్వారా కలిగే ప్రయోజనాలు అంతంతమాత్రమేనని సూచించాయి.[74] అయితే మరో రచయిత స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ ఆధారిత మైక్రోజెనరేషన్ CO2ను తగ్గించడంలో వివిధ మైక్రోజెనరేషన్ సాంకేతిక పరిజ్ఞానాల కంటే మరింత వ్యయ సమర్థవంతమైనదని పేర్కొన్నారు.[62]
MSI (తైవాన్) ఇటీవల ఒక సూక్ష్మ స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ కూలింగ్ వ్యవస్థను అభివృద్ధి చేసింది, వ్యక్తిగత కంప్యూటర్ చిప్‌లను ఉద్దేశించి తయారు చేసిన ఈ వ్యవస్థ చిప్ నుంచి వచ్చే వ్యర్థ ఉష్ణాన్ని ఫ్యాన్‌ను పనిచేయించడానికి ఉపయోగిస్తుంది.[75]
ప్రత్యామ్నాయ ఉష్ణ శక్తి వ్యవసాయ పరికరాల్లో థర్మోజెనరేటర్‌ ఒకటి. థర్మోజెనరేటర్‌లు తక్కువ సమర్థ మార్పిడి (5-10%)కి వీలు కల్పిస్తాయి, అయితే తుది ఉత్పత్తి విద్యుత్ అయివుండాల్సిన పరిస్థితుల్లో ఇది ఉపయోగకరంగా ఉంటుంది, ఇక్కడ ఒక చిన్న మార్పిడి పరికరం ఒక కీలకమైన కారకంగా ఉంటుంది.
రుపాతన రైడర్ హాట్ ఎయిర్ ఇంజిన్‌ల యొక్క పరిరక్షిత ఉదాహరణలు - ఇది ఒక ఆల్ఫా విన్యాస స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్
థర్మోమెకానికల్ జెనరేటర్ బెయ్లే సంఖ్య కోజనరేషన్ వెస్ట్ నంబర్ షమిడ్ నంబర్ ఫ్లూయిడైన్ ఇంజిన్ స్టిర్లింగ్ రేడియోఐసోటోప్ జెనరేటర్ రిలెటివ్ కాస్ట్ ఆఫ్ ఎలక్ట్రసిటీ జెనరేటెడ్ బై డిఫెరెంట్ సోర్సెస్ డిస్ట్రిబ్యూటెడ్ జెనరేషన్
CS1 maint: date and year (link) డబ్ల్యూ.టి. బెయ్లే (1971). "స్టిర్లింగ్ సైకిల్ టైప్ థర్మల్ డివైస్", . గ్రాంటెండ్ టు రీసెర్చ్ కార్పొరేషన్, 5 జనవరి 1971. జి.ఎం. బెన్సన్ (1977). "థర్మల్ ఆసిలేటర్స్", . గ్రాంటెడ్ టు న్యూ ప్రాసెస్ ఇండ్, 30 ఆగస్టు 1977 . CS1 maint: multiple names: authors list (link) ఈ.హెచ్. కుక్-యార్‌బారోగ్ (1970). "హీట్ ఇంజిన్స్", . గ్రాంటెడ్ టు అటామిక్ ఎనర్జీ అథారిటీ UK, 22 డిసెంబరు 1970. ఈ.హెచ్. కుక్-యార్‌బారోగ్ (1967). "ఎ ప్రపోజల్ ఫర్ ఎ హీట్-పవర్డ్ నాన్‌రొటేటింగ్ ఎలక్ట్రికల్ అల్టర్నేటర్", హార్వెల్ మెమొరాండమ్ AERE-M881 . Check date values in: |year= (help) Check date values in: |year= (help) Check date values in: |year= (help) డి. పోస్టల్ (1873). "ప్రొడ్యూసింగ్ కోల్డ్ ఫర్ ప్రిజర్వింగ్ యానిమల్ ఫుడ్", బ్రిటీష్ పేటెంట్ 709, గ్రాంటెడ్ 26 ఫిబ్రవరి 1873. Check date values in: |year= (help) Check date values in: |year= (help) Check date values in: |year= (help) CS1 maint: multiple names: authors list (link) జి. వాకర్ (1971). "లెక్చర్ నోట్స్ ఫర్ స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్ సెమినార్", యూనివర్శిటీ ఆఫ్ బాత్. రీప్రింటెడ్ ఇన్ 1978. సి.డి. వెస్ట్ (1970). "హైడ్రాలిక్ హీట్ ఇంజిన్స్", హార్‌వెల్ మెమొరాండమ్ AERE-R6522 .
ఆర్.సి. బెలైరీ (1977). "డివైస్ ఫర్ డిక్రీజింగ్ ది స్టార్-అప్ టైమ్ ఫర్ స్టిర్లింగ్ ఇంజిన్స్", . గ్రాంటెడ్ టు ఫోర్డ్ మోటార్ కంపెనీ, 15 నవంబరు 1977.
at Curlie ఐ. యురీలీ (2008).
వర్గం:ప్రత్యామ్నాయ చోదన యంత్రాలు వర్గం:శీతలీకరణ సాంకేతిక పరిజ్ఞానం వర్గం:తాప పంప్‌లు వర్గం:వేడి వాయు యంత్రాలు వర్గం:పిస్టన్ ఇంజిన్‌లు వర్గం:స్కాటిష్ ఆవిష్కరణలు వర్గం:వీడియో క్లిప్‌లు ఉన్న వ్యాసాలు వర్గం:బాహ్య దహన యంత్రాలు