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기술

감마형 스털링 기관

감마형 스털링 기관기술
영문명
Gamma-type Stirling engine
분류
스털링 기관의 기계적 구성
주요 구성
디스플레이서·동력 피스톤·열교환부
특징
두 실린더의 분리 배치
디스플레이서와 동력 피스톤을 서로 다른 실린더에 배치한 스털링 기관의 한 형식이다.

개요

감마형 스털링 기관은 디스플레이서와 동력 피스톤을 별도 실린더에 배치하는 형식이다. 같은 실린더에 두 요소를 배치하는 베타형과 구별된다. 두 공간은 작동 기체가 압력을 전달할 수 있도록 연결된다.

디스플레이서와 동력 피스톤

디스플레이서는 작동 기체를 고온부와 저온부 사이로 옮기는 역할을 한다. 동력 피스톤은 기체의 압력 변화에 따라 움직여 축에 일을 전달한다. 두 부품은 같은 역할을 하는 피스톤이 아니다. 기체를 이동시키는 구조와 팽창·압축으로 부피를 바꾸는 구조를 구별해야 한다.

기구와 위상

크랭크로 구동하는 대표적인 모형은 디스플레이서와 동력 피스톤의 왕복 운동에 약 90도의 위상 차이를 둔다. 그러나 모든 감마형이 동일한 연결 기구를 쓰는 것은 아니다. 링봄형처럼 디스플레이서가 기체 압력으로 움직이는 변형도 있다.

일부 모형은 동력 피스톤에 유연한 다이어프램을 사용한다. 이 경우 막의 장력, 마찰과 누설이 작동에 영향을 준다. 미국 스털링사의 MM-5 조립 설명서는 막이 과도하게 늘어나지 않고 기구가 자유롭게 움직이도록 조정할 것을 설명한다.

구조적 특징

실린더를 분리하면 두 부분의 치수와 열교환 구조를 독립적으로 설계하기 쉽다. 반면 기체 통로 등에서 생기는 사체적이 알파형이나 베타형보다 커지기 쉬우며 비출력에 불리할 수 있다. 외형이 감마형이라는 사실만으로 실제 기관의 성능이나 작동 여부가 결정되지는 않는다.

참고 자료