A2移氣器
如果我們放入一個移氣器(Displacer)到容器內(圖4)，而這個移氣器的直徑比容器的內徑小一些，當移氣器自由上下移動時，即可以把容器內的氣體擠下或擠上。這個時候，如果我們在容器底端加熱，而在容器上端冷卻，使上下兩端具有足夠的溫差，即可看見此時橡皮會不斷膨脹及收縮。其原理如下：
當移氣器上移，容器內的氣體被擠至容器底端，此時由於容器底端加熱，因此氣體受熱，壓力變大，此壓力經由活塞與容器間的空隙傳到橡皮，使得橡皮會膨脹(圖5)。
相反的，若施以適當?shù)牧α堪岩茪馄飨乱?，則容器內的氣體被擠至容器上端，此時由於容器上端為冷卻區(qū)，因此氣體被冷卻，使氣體溫度降低，壓力變小，而使得橡皮會縮收(圖5)。
如此，不斷使移氣器自由上下移動，即可看見此時橡皮會不斷膨脹及收縮。
由此，可知移氣器的功用主要在於移動氣體，使氣體在冷熱兩端之間來回流動。國立成功大學航太系鄭金祥教授把 Displacer 命名為 ”移氣器”，實在更為貼切，也比較不容易混淆，比較不會使人誤以為它的作用跟輸出功率的動力活塞一樣。
A3 曲柄機構
要讓移氣器上下移動，只要將移氣器與一曲軸連結(圖6) 。當曲軸旋轉時，移氣器就會被帶上及帶下。將移氣器與曲軸連結完畢之后，在容器底端加熱上端冷卻，只要用手轉動曲軸，使得移氣器移上及移下，此時橡皮便會重復膨脹及收縮(圖7)。
A4 動力活塞
橡皮的膨脹及收縮運動，可以轉換為動力輸出，此時，橡皮的作用即如同一動力活塞。我們可以另加一根連桿接到上述的曲軸上，便可將橡皮的膨脹及收縮運動轉換為曲軸的旋轉運動。連接到移氣器的曲軸部位與連接到動力活塞的曲軸部位必須呈固定的角度差，一般是90度(圖8,9)。橡皮的膨脹及縮收所產生的曲軸的旋轉運動提供了移氣器上下移動的力量，多餘的力量則可以輸出。必須注意的是，移氣器本身不會動，而是被曲軸帶動，動力來源是動力活塞。
為何相位角是 90 度?
如圖 9 當移氣器移到最頂點的位置時，底部加熱空間最大，此時所產生的壓力也最大，當移氣器移到最底點的位置時，頂部冷卻空間最大，此時所產生的壓力也最小，如把動力活塞的曲柄連接到曲軸水平位置最遠的地方時可產生最大的扭力，此時可看到連接到移氣器的曲軸部位與連接到動力活塞的曲軸部位呈90度的角度差，該角度稱為 相位角。曲柄連接到曲軸水平的位置也決定了引擎旋轉方向 。
上述的條件為靜態(tài)環(huán)境的結果，當隨著引擎的轉速、負載、溫度及使用氣體的不同則會有不同的最佳相位角，一般以 90度作為通用的相位角。
A5 飛輪
如果只有上述的零件，引擎還是不能運轉。因為利用橡皮的膨脹或收縮 (圖8,9)，并無法讓曲軸旋轉一整圈。因此，必須加上一個有旋轉慣性的設備，即“飛輪”，才能達成連續(xù)的運轉。
一般採用的飛輪，最常見的是圓形飛輪，如圖10所示。如果除了慣性需求外，還要考慮平衡問題，則在曲軸旋轉面的另一端加一配重物充當飛輪，便可解決平衡問題(圖11)。
B. 進階篇
史特靈引擎是一種高效率的能量轉換裝置，系採用封閉氣體循環(huán)（Closed gas cycle）及再生器（Regenerator）設計。理論上，理想史特靈引擎的熱效率(Thermal efficiency)與卡諾引擎(Carnot engine)相當，二者皆屬可逆熱機（Reversible cycle），具最高熱力循環(huán)轉換效率。史特靈引擎的使用的工作氣體可為高壓之空氣、氮氣、氦氣、或氫氣。一般而言，大致分為兩種可能的配置：第一種配置利用一個動力活塞（Piston）壓縮或膨脹氣體，另利用一個移氣器（Displacer）使工作氣體在氣缸內來回流動；第二種配置則不用移氣器，完全利用兩個活塞來達到壓縮膨脹氣體與來回驅趕氣體的目的。當氣缸內部氣體被驅趕至加熱部而受熱時，即因膨脹推動動力活塞而對外作功。
