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Fluidyne-Stirling-Pumpe

 

Erfinder: Dr. Colin West 1971 (Oak Ridge National Laboratory).
 
Prinzip: Stirlingmaschine, deren Verdrängerkolben eine in einem 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. Den Arbeitskolben bildet die durch zwei Ventile geteilte Wassersäule in der Pumpeinheit.
   Fluidyne Aufbau     Flyidnye1 

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

Phase 1:
Phase1
Schwingt die linke Seite des Verdrängerkolbens (der aus Wasser besteht) im U-Rohr nach unten, so schwingt die rechte Seite nach oben. Dabei wírd die darüber befindliche Luft in größerem Maße in den heißen Bereich gedrückt, die Luft erwärmt sich insgesamt und dehnt sich aus. Dadurch wird Wasser in die Pumpeinheit gedrückt, so dass Wasser über das obere Ventil abfließt.
Phase 2:

Phase 2
Schwingt die linke Seite des Verdrängerkolbens nach oben, so schwingt die rechte Seite nach unten. Dabei wírd die darüber befindliche Luft in größerem Maße in den kalten Bereich gedrückt, sie kühlt sich ab und zieht sich dadurch zusammen. Dadurch wird Wasser aus der Pumpeinheit herausgesaugt und damit wird Wasser aus der Schale hochgesaugt.
Schwierig zu erklären ist, wie die Schaukelbewegung im U-Rohr entsteht und warum sie erhalten bleibt.
Genauere  Untersuchung hierzu findet man im Buch: "Liquid Piston Stirling  Engines" von C.D.West aus dem Jahre 1983 (Oak Ridge National Laboratory) .
Fluidyne 5
Geheizt wird hier mit einem Fön, der bei sehr geringem Abstand das Eisenrohr des heißen Bereiches auf etwa 90°C erwärmt.
Fluidyne 1
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.
Hier wird das Eisenrohr durch Sonnenlicht mit einer Fresnellinse und/oder einem Hohlspiegel geheizt:
Solar Flyuidyne
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 das Bild eines neuen Modells (geheizt mit einem Lötkolben, April 2004):
Fluidyne rot

Hier ein kleiner Film dazu (833 kB)! 

Noch ein kleiner Film (mit Perlen)  (833 kB)! 

 

 

 

 


 Hier findet man eine ganz ähnliche Fluidyne (Seite aus Frankreich): La PES (pompe à eau Stirling)