Una settimana fa per curiosità ho cominciato a approfondire su questo forum la tecnica dei motori stirling. Una prima sensazione, la tecnologia attuale con macchine a pistoni ha raggiunto un vicolo cieco perchè qualunque miglioria per aumentare il rendimento è molto complessa e appesantisce il sistema con risultati modesti. Secondo me il problema è che nel ciclo stirling le parti attive devono essere anche degli ottimi scambiatori di calore e il cilindro è la seconda figura geometrica con il più basso rapporto superficie/volume (dopo la sfera!). Messo da parte cilindri e pistoni ho cominciato a pensare e dopo un'oretta ho trovato una soluzione ( sono felice ho battuto ogni mio record inventivo!) vi allego un disegno schematico.
Praticamente ho sostituito i pistoni con una struttura ermetica in metallo a soffietto costruita con più dischi a membrana metallica messi in serie. come si vede nel disegno.

Ogni disco quando è messo in pressione non può dilatarsi (gonfiarsi) troppo perchè altrimenti il metallo si deformerebbe, ma deve lavorare entro il limite di elasticità del metallo, quindi con un movimento molto piccolo. Ma mettendo in serie molti dischi la corsa aumenta in proporzione, eee..... se notate la struttura simile a un soffietto diventa un ottimo scambiatore di calore. Cosa ho ottenuto?

1. Sia la parte calda che la parte fredda sono ottimi scambiatori di calore, costruiti in metallo quindi adatti a lavorare ad alte temperature e discrete pressioni (ma qui la cosa è un pò più complicata).
2. Il sistema è completamente ermetico, non ci sono guarnizioni di tenuta in movimento, puoi usare un gas come l'idrogeno o l'elio senza problemi di perdite e necessità di ricariche.
3. I volumi morti sono ridotti al minimo, i due soffietti quello caldo e quello freddo sono affacciati e in mezzo si pùò mettere un rigeneratore delle dimensioni più opportune.
4. Agendo sul fulcro dei rinvii a leva che trasmettono il moto dei soffietti all'albero a gomito si può variare la volumetria del motore.

Difetti: costruire un disco che sopporti pressioni anche medie non è così semplice, la cornice deve essere molto robusta per non collassare a causa degli sforzi trasmessi dalla membrana metallica. Tutta il perimetro della membrana deve essere saldato alla cornice per avere una tenuta perfetta, quindi la membrana deve essere fatta con una lamiera metallica abbastanza grossa (più di 3 millimetri?). Comunque anche con una lamiera grossa più di 3 mm, una pressione di alcune atmosfere esercita una forza che farà gonfiare il disco in misura apprezzabile. Dimenticavo sto parlando di un disco largo almeno 50 cm! per avere un movimento apprezzabile.

Visto che quando comincio a pensare non la smetto più, vi allego un'altra idea che ho avuto il giorno dopo (molto più teorica).
Un ciclo tipo stirling con un movimento del gas a pulsazioni (pulso-stirling). Adesso vi spiego: il ciclo stirling ha già un andamento pulsante con il riscaldamento (aumento di pressione) e raffreddamento (diminuzione di pressione), mettendo un motore a palette tra il punto caldo e il punto freddo, l'andamento pulsante della portata di un motore a palette (soprattutto se a due sole palette) si può sommare all'effetto precedente, arrivando ad un punto in cui la pressione nella camera fredda per alcuni istanti supera la pressione nella camera calda, e i gas freddi entrano nella camera calda attraverso una valvola a diaframma (tipo pulsoreattore), che si richiude quando la pressione aumenta per il riscaldamento dei gas.
Non sono sicuro che possa funzionare ed inoltre dubito che possa raggiungere un rendimento decente.