Ⅱ－１－４
スターリングエンジンの原理について説明し、カルノーサイクルと比較して特徴を論じよ。
１．スターリングエンジンの原理
スターリグエンジンは、シリンダー内のガスを外部から加熱・冷却し、その体積変化により仕事を得る外燃機関である。スターリングエンジンのP-V線を図-１に示す。
P-V線図
1-2：等容加熱過程
容積一定で加熱されます。エンジン内のガス圧力が高まります。
2-3：等温膨張過程
温度を一定に保ちながら膨張させます。エンジンは外部に仕事を行います。
3-4：等容冷却過程
容積一定で冷却します。エンジン内のガス圧力は下がります。
4-1：等温圧縮過程
温度を一定に保ちながら圧縮します。エンジンは外部に熱を捨てます。
２．カルノーサイクルとの比較、及び特徴
スターリングエンジンの熱効率は、熱機関の中で理論上最も高いカルノーサイクルの熱効率と理論上等しくなる。しかし、カルノーサイクルは損失を考慮していないため、同じ熱効率にはならない。
スターリングエンジンは騒音や振動が少ない等の特徴があるが、カルノーサイクルとは異なり損失がある。また、大出力を得ようとすると、設備が大きくなりその損失も大きくなる。
