เครื่องยนต์สเตอร์ลิงเป็น

เครื่องยนต์สเตอร์ลิงเป็นเครื่องยนต์ความร้อนระบบปิด 2 จังหวะใช้ความร้อนจากภายนอก 

และใช้ก๊าซเป็นสารท างาน ประดิษฐ์ขึ้นเป็นเครื่องแรกในปี 1816 โดย Robert Stirling ติดตั้งใน

โรงงานอุตสาหกรรม เครื่องยนต์สเตอร์ลิงรุ่นต่อมามีขนาดเล็กลงปลอดภัยและเงียบเป็นที่แพร่หลาย

ในอุตสาหกรรมขนาดเบาและตามบ้านเรือน เช่น พัดลม จักรเย็บผ้า และเครื่องสูบน้ า เครื่องยนต์

สเตอร์ลิงรุ่นแรก ๆ ใช้อากาศเป็นสารท างาน (Working substance) และเป็นที่รู้จักกันในชื่อ 

เครื่องยนต์อากาศร้อน (Hot air engine) อากาศจะบรรจุอยู่ในกระบอกสูบรูปทรงกระบอกเพื่อรับ

ความร้อน การขยายตัว การระบายความร้อน และการอัด โดยการเคลื่อนที่ของส่วนต่าง ๆ ใน

เครื่องยนต์ 

พัดลมท างานด้วยเครื่องยนต์สเตอร์ลิง เครื่องสูบน้ าท างานด้วยเครื่องยนต์สเตอร์ลิง 

รูปที่ 1

เครื่องยนต์อากาศร้อนขนาดเล็กยังคงผลิตใช้จนกระทั่งต้นทศวรรษที่ 1900 จึงถูกแทนที่ด้วย

เครื่องยนต์สันดาปภายในและความก้าวหน้าทางด้านไฟฟ้า ในปัจจุบันไม่มีการผลิตเครื่องยนต์สเตอร์

ลิงขนาดใช้งาน แต่ยังคงมีการวิจัยและพัฒนาเนื่องจากเป็นเครื่องยนต์ที่มีศักยภาพทางด้าน

ประสิทธิภาพสูง และเป็นเครื่องยนต์ท างานเงียบและสะอาด เครื่องยนต์สเตอร์ลิงรุ่นที่ทดลองใน

ปัจจุบันมีความส าเร็จทางด้านสมรรถนะในระดับที่น่าพอใจ จากการใช้โลหะอัลลอยด์ทนความร้อนสูง 

กลไกขับแบบใหม่ การใช้คอมพิวเตอร์ช่วยออกแบบอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน และบรรจุด้วยฮี

เลี่ยมหรือไฮโดรเจนที่ความดันสูงเป็นสารท างาน เครื่องยนต์สเตอร์ลิงรุ่นใหม่สามารถน าหน้า

เครื่องยนต์ก๊าซโซลีนและเครื่องยนต์ดีเซลขนาดเล็กได้ทางด้านประสิทธิภาพ และอัตราส่วนก าลังต่อ2

น้ าหนัก ในเรื่องของความเงียบและมลภาวะระดับต่ ายังไม่มีเครื่องยนต์แบบไหนเป็นคู่แข่งที่น่ากลัว 

ในอนาคตเครื่องยนต์สเตอร์ลิงสามารถที่จะใช้เป็นเครื่องยนต์สะอาด เครื่องตัดหญ้าที่เงียบ และ

เครื่องก าเนิดไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์

2. เครื่องยนต์ความร้อน

เครื่องยนต์ความร้อนคืออุปกรณ์ซึ่งท าหน้าที่แปลงผันพลังงานความร้อนหรือความร้อนเป็น

พลังงานกลหรืองานอย่างต่อเนื่อง ความร้อนจะถูกป้อนให้กับเครื่องยนต์ทางด้านใดด้านหนึ่งแล้ว

ผลิตงานออกมา เครื่องยนต์ความร้อนจะผลิตพลังงานกลออกมาตราบเท่าที่ยังคงมีความร้อนป้อนอยู่

รูปที่ 2 แผนภาพเครื่องยนต์ความร้อน

3. ส่วนประกอบของเครื่องยนต์สเตอร์ลิง

รูปที่ 3 แสดงส่วนประกอบของเครื่องยนต์สเตอร์ลิง

เครื่องยนต์สเตอร์ลิงมีลูกสูบ 2 อัน มีเฟสต่างกัน 90o

และมีบริเวณที่อุณหภูมิต่างกัน 2 แห่ง 

ก๊าซหรืออากาศซึ่งเป็นสารท างานจะถูกปิดไม่ให้มีการรั่วไหลออกมาภายนอก 3

ลูกสูบที่มีขนาดเล็กกว่าเป็นลูกสูบก าลัง (Power piston) ก าลังที่ออกจากเครื่องยนต์สเตอร์

ลิงทั้งหมดได้จากลูกสูบก าลัง ลูกสูบที่มีขนาดใหญ่กว่าเรียกว่า ลูกสูบไล่หรือดิสเพลสเซอร์ 

(Displacer piston) ลูกสูบไล่จะมีขนาดเล็กกว่าตัวกระบอกสูบเล็กน้อยอากาศภายในกระบอกสูบ

สามารถเคลื่อนที่ผ่านด้านข้างของลูกสูบไล่ได้ หน้าที่ของลูกสูบไล่ก็คือไล่อากาศในกระบอกสูบให้

เคลื่อนที่อยู่ระหว่างด้านร้อนกับด้านเย็น ลูกสูบไล่ไม่ได้สร้างก าลังให้กับเครื่องยนต์ 

4. หลักการท างานของเครื่องยนต์สเตอร์ลิง

หลักการพื้นฐานของเครื่องยนต์สเตอร์ลิงคือมี 2 กระบอกสูบ ปลายด้านหนึ่งของ กระบอก

สูบหนึ่งร้อนตลอดเวลา อีกกระบอกสูบหนึ่งเย็นตลอดเวลา มีล าดับการท างานง่าย ๆ อยู่ 4 ขั้นตอน 

เท่าที่ศึกษาดูพอจะแบ่งเครื่องยนต์สเตอร์ลิงตามแบบต่างๆได้ดังนี้ครับ

1) เครื่องยนต์สเตอร์ลิงแบบ Alpha จะมีกระบอกสูบ 2 สูบ ต่อข้อเหวี่ยงร่วมกัน ดังรูปด้านล่างครับ

2) เครื่องยนต์สเตอร์ลิงแบบ Beta จะมีกระบอกสูบ 1 สูบ แต่มีลูกสูบ 2 อันต่อข้อเหวี่ยงร่วมกัน ดังรูปด้านล่างครับ

3) เครื่องยนต์สเตอร์ลิงแบบ Gamma จะเหมือนกับแบบ Beta แต่แยกกระบอกสูบออกมาเป็น 2 สูบ ต่อข้อเหวี่ยงร่วมกัน ดังรูปด้านล่างครับ

 

Alpha Stirling Engine

Beta Stirling Engine