Silnik 'chwytający' fale dźwiękowe

Kanadyjski start-up Etalim proponuje bardzo ciekawe rozwiązanie, mające szansę na rozwój i zainteresowanie konsumentów. Opracowany został nowy typ silnika, zdolnego do generowania elektryczności z wydajnością zbliżoną do ogniw paliwowych, którego koszt byłby zbliżony do silnika spalinowego.

Mieszcząca się w Vancouver firma informuje, że jej silnik ma rozmiar piłki do koszykówki i może w znacznym stopniu poprawić ekonomikę produkcji energii i ciepła w domach dzięki wykorzystywaniu ciepła dostarczanego przez kolektory słoneczne. Na razie Etalim stworzył prototyp i dąży do osiągnięcia stopnia wydajności urządzenia na poziomie 40%. Komputerowy model układu wskazuje, że wszystko jest na dobrej drodze do celu.

Urządzenie korzysta z niektórych zasad silnika Stirlinga, gdzie zewnętrzne źródło ciepła jest wykorzystywane do rozszerzania objętości 'pracującego' gazu (z reguły jest to hel) , który następnie jest przemieszczany do zimniejszych komór. Proces podgrzewania/ochładzania, a w efekcie zwiększania/zmniejszania objętości gazu, powoduje wykonywanie mechanicznej pracy wprawiającej tłok w ruch.

Założyciel Elatim będący jednocześnie szefem grupy naukowej, Thomas Steiner mówi, że podstawowym problemem silnika Stirlinga jest to, że do pracy wymaga on bardzo wysokich temperatur i ciśnień, aby być efektywnym. Temperatura i ciśnienie są czynnikami, które sprawiają małe problemy ze szczelnym utrzymaniem gazu w komorze, w której porusza się tłok. W tak wysokich temperaturach nie można używać tradycyjnych metod uszczelniania gumą lub lubrykantami, ponieważ powierzchnia metal-metal musi pozostać sucha, co z kolei wymaga wysokiej precyzji wykonania komponentów, a to rzecz jasna przekłada się na koszt całego układu.

Steiner zauważył możliwość wyeliminowania wszystkich części gdzie występuje tarcie i zużywanie dzięki zastosowaniu projektu opierającego się o termoakustykę - wykorzystującą ciepło do kontrolowania intensywności fal dźwiękowych w zamkniętej komorze.

W rdzeniu silnika zamknięta została płytka metalowa spełniająca rolę tłoka w silniku konwencjonalnym. Gdy ciśnienie ponad metalową płytką rośnie podczas podgrzewania, fale dźwiękowe podróżujące przez gaz są wzmacniane, co wprawia płytkę w wibracje, a metalowa membrana oddzielająca zimniejszą część gazu przesuwa się w dół na wale. Wszystkie metalowe elementy trące zostały wyeliminowane. Wał jest połączony z alternatorem, który produkuje energię.

Wibracje płytki przesuwają wał zaledwie 0,2mm na cykl co wskazuje na to, że bardzo niewielkie ilości helu się przesuwane podczas cyklu. Lecz silnik wykonuje około 500 cykli na sekundę. Zmuszanie układu do pracy na wysokich częstotliwościach pozwala na osiągnięcie większych ilości generowanej mocy.

Komercyjny produkt działający z wydajnością rzędu 40%, pracujący w temperaturze 700°C jest zaplanowany na rok 2012. Będzie sprzedawany jako tania i długo wystarczalna alternatywa dla ogniw paliwowych. Firma wierzy, że jest w stanie produkować silniki w cenie niższej niż 1$/wat.

Etalim