Fluidyne-Stirling-Pumpe

Erfinder: Dr. Colin West 1971 (Oak Ridge National Laboratory).

Prinzip: Stirlingmaschine, deren Verdrängerkolben eine im U-Rohr schwingende Wassersäule ist. Das Arbeitsgas ist Luft.

Über die Airpipe wird die Luft  zwischen dem heißen Bereich und dem kalten Bereich hin- und hergeschoben. Der Arbeitskolben ist die durch zwei Ventile geteilte Wassersäule in der Pumpeinheit.

Diese Maschine ist sehr einfach aufgebaut. Sie besteht aus Schläuchen, Rohren und zwei (Rückschlag-) Ventilen.

Durch dauerhaftes Heizen der roten Zone (etwa 90°C) wird pulsartig Wasser hochgepumpt.

Ein Zyklus dauert 1,2 Sekunden. Die Frequenz beträgt also etwa 0,8 Hz.

Pro Zyklus wird ein Volumen von 3,5 ml gepumpt. Das ergibt 10,5 Liter pro Stunde.

Die Förderhöhe beträgt 8,5 cm.

Funktion

a)

Wandert die linke Seite des Verdrängerkolbens (der nur aus Wasser besteht) im U-Rohr nach unten, so wandert die rechte Seite nach oben. Dabei wírd die darüber befindliche Luft mehr in den heißen Bereich gedrückt, sie erwärmt sich und dehnt sich aus. Dadurch wird Wasser in die Pumpeinheit gedrückt.

b)

Wandert die linke Seite des Verdrängerkolbens (der nur aus Wasser besteht) nach oben, so wandert die rechte Seite nach unten. Dabei wírd die darüber befindliche Luft mehr in den kalten Bereich gedrückt, sie kühlt sich ab und zieht sich dadurch zusammen. Dadurch wird Wasser aus der Pumpeinheit herausgesaugt.

Sehr schwierig zu erklären ist, warum die Schaukelbewegung im U-Rohr erhalten bleibt. Dabei muss Energie von der Pumpeinheit

zurück in das U-Rohr fließen. Dies wird durch die Trägheit des Wassers bewerkstelligt. (Zugegeben: Das ist sehr schwammig formuliert)

Geheizt wird hier mit einem Fön, der bei sehr geringem Abstand das Eisenrohr des heißen Bereiches auf etwa 90°C erwärmt.

Der Schlauch des U-Rohres hat einen Innendurchmesser von 19 bis 20 mm.

Die Rückschlagventile sind von der Firma "Gardena" (Saugfilter mit Rückflussstop, Saugschlauch-Anschlussstück)

(Pumpenzubehör, Baumarkt).

Das Eisenrohr ist ein Rohrnippel (3/4'', 10cm).

Sonstige Innendurchmesser betragen 6 bis 8mm.

Alternativ kann das Eisenrohr durch Sonnenlicht mit einer Fresnellinse und/oder einem Hohlspiegel geheizt werden.

Die Fresnellinse sollte einen Durchmesser von mindestens 30 cm haben. Außerdem sollte das Eisenrohr mit einer Kerze  eingerußt werden.

Hier ein Bild dazu!

Hier das Bild eines neuen Modells (geheizt mit einem Lötkolben, April 2004)!

Hier ein kleiner Film dazu (833 kB)!