Motore Stirling per microcogenerazione : sviluppo di una configurazione innovativa

The current scenario for domestic energy supply, is mainly composed of a network powered by large and centralized power plants which involving electricity generation or cogeneration. This way of production, however, is affected by high loss rates due to energy conversion and its distribution through the network. A possible development could be the production of both thermal and electrical power by distributed generators through the installation of micro-cogenerators. During the last decade, the technological development in this field has focused its attention in the characterization of the effectiveness of the Stirling engines. Therefore, in this thesis a new multi-cylinder layout for Stirling engine, with planetary mechanism and independent rocker arms based on the mechanism wobble yoke, is presented. As it possible to see, this configuration allows both the increase of the power extracted from the thermodynamic cycles and the resolution of some kinematic limitations of the layouts proposed by the literature.

L’attuale scenario relativo all’approvvigionamento energetico ad uso civile, è principalmente composto da una rete alimentata da unità di produzione centralizzate rappresentate da grandi centrali di generazione elettrica o di cogenerazione. Questa modalità di produzione risente però di elevate perdite percentuali, dovute alla conversione dell’energia ed alla distribuzione lungo la rete. Un possibile sviluppo potrebbe essere la generazione distribuita di potenza termica ed elettrica mediante l’installazione di microcogeneratori dovunque sia richiesta la concomitanza di fonti di calore ed elettricità. Lo sviluppo tecnologico dell’ultimo decennio, ha rivolto la propria attenzione a tale settore puntando anche sulle capacità dei motori Stirling. In questo lavoro di tesi verrà perciò presentata una nuova configurazione multicilindrica con meccanismo epicicloidale a bilancieri indipendenti per motori Stirling, basato sul manovellismo wobble yoke, che permette l’aumento del lavoro estraibile dai cicli termodinamici nonché la risoluzione di alcune limitazioni presenti nei cinematismi proposti in bibliografia.