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Ericssonmotor

Der Ericssonmotor (oder Ericsson-Maschine, nach dem Erfinder John Ericsson im 19. Jahrhundert) ist ein Heißluftmotor, der dem Stirlingmotor ähnelt und weniger bekannt ist als dieser. Wie der Stirlingmotor arbeitet diese Art von Wärmekraftmaschine mit einer Wärmezufuhr von außen, z. B. durch eine äußere Verbrennung, im Gegensatz zur inneren Verbrennung z. B. in einem Ottomotor. Dies ermöglicht den Betrieb mit Festbrennstoffen (z. B. Kohle, Holz oder anderer Biomasse) oder mit Solarwärme, was den wesentlichen Vorteil gegenüber Motoren mit innerer Verbrennung darstellt. Damit lassen sich beispielsweise Wasserpumpen herstellen, die mit erneuerbarer Energie betrieben werden; früher verwendete man häufig Kohle. Eine andere Anwendung wäre die Verstromung von Biomasse oder Solarwärme.

Das Funktionsprinzip des Ericssonmotors ist ziemlich einfach. Es ist ein Hubkolbenmotor, oft mit nur einem einzelnen Kolben und einem Schwungrad. Im Betrieb gibt es zwei abwechselnd betriebene Takte:

• Bei der Aufwärtsbewegung des Kolben wird dieser angetrieben durch den Druck der darunter liegenden Luft, der durch Wärmezufuhr erhöht wird. Die oberhalb des Kolbens befindliche kältere Luft wird mit geringerem Druck in einen Tank geschickt und kann von dort durch ein Ventil und einen Regenerator (Wärmespeicher) in den Raum unterhalb des Kolbens strömen.
• Wenn sich der Kolben wieder nach unten bewegt, gelangt die erhitzte Luft durch den Regenerator, der ihr einen Teil der Wärme entzieht, und das genannte Ventil nicht in den genannten Lufttank, sondern ins Freie, während in den oberen Bereich frische Außenluft einströmt.

Die Funktion dieses Motors lässt sich in grober Näherung auch durch den sogenannten Ericsson-Kreisprozess beschreiben, der vier Prozessphasen enthält – zwei isotherme und zwei isobare.

Im zweiten genannten Takt leistet der Motor keine Arbeit, sondern wird vom Schwungrad angetrieben. Das genannte Ventil wird über die Motorachse gesteuert, um jeweils zu den richtigen Zeiten die richtige Funktion wahrzunehmen.

Im Gegensatz zum Stirlingmotor handelt es sich um ein offenes System. Das Arbeitsmedium ist deswegen Luft und nicht etwa z. B. Helium wie in vielen Stirlingmotoren.

Ein technisches Problem ähnlich wie beim Stirlingmotor ist der langsame Wärmeübergang auf das Arbeitsgas. Dies begrenzt die mögliche Leistung und den Wirkungsgrad. Der Versuch, den Wärmeübergang durch große Wärmeübertragerflächen zu verbessern, erhöht leider den unerwünschten Totraum.

Siehe auch: Wärmekraftmaschine, Hubkolbenmotor, Verbrennungsmotor, Stirlingmotor