STEAM

Die Nachnutzung der in Wärmekraftmaschinen oder anderen industriellen Prozessen anfallenden (Ab)wärme kann einen wesentlichen Beitrag zur Effizienzsteigerung solcher Prozesse und Anlagen leisten. Ein Konzept, durch welches die Umwandlung von Prozesswärme in höherwertige Energieformen dargestellt werden kann, ist der Organic Rankine Cycle (Dampfturbinen‐Kreislauf) mit eingebettetem Drehflügelkolbenmotoren, mit deren Hilfe Prozesswärme über einen Generator in elektrische Energie umgewandelt wird. Die Drehflügelkolbenmotoren werden als Expansionsmaschinen eingesetzt; Ziel des Projektes STEAM ist, gemeinsam mit dem Partner Mahle König, eine Neuentwicklung der Expansionsmaschine für die Leistungsklasse 30-60 kW und den Betrieb mit Wasser als Arbeitsmedium.

Beim Mahle König Drehflügelkolbenmotor rotieren zwei gegeneinander gelagerte, flügelartig ausgebildete Kolben in einem gemeinsamen Gehäuse, welche sich mit zyklisch ändernden Drehgeschwindigkeiten relativ zueinander bewegen. Dadurch kommt es zu einer ständigen Veränderung der vier Flügelkammervolumina mit einer damit einhergehenden Expansion bzw. Kompression. Mit dieser technischen Lösung kann ein Teil der im Arbeitsmedium gespeicherten Enthalpie in mechanische Arbeit umgesetzt werden. Die Umwandlung der zyklischen Drehbewegung in eine gleichförmige Drehbewegung erfolgt mittels eines Unrundgetriebes. Dadurch werden die beiden konzentrischen Wellen mit jeweils zyklisch unterschiedlicher Drehgeschwindigkeit bewegt, wodurch eine Relativbewegung der beiden Läufer entsteht.