Der RotaTorque Range Extender nach Entwicklungsstufe 3 September 2009

Der offene Joule-Brayton-Zyklus: In Anlehnung an den Gasturbinenprozess wurde schon der RotaTorque Flügelzellenmotor in Entwicklungsstufe 2 mit externer, kontinuierlicher Verbrennung betrieben. Die Nutzung der katalytischen Oxidation garantiert geringst mögliche Abgasemissionen bei Temperaturen unter 900°C. Eine Abgasnachbehandlung kann entfallen.

Der Zyklus mit Regeneration: Ein großer Teil der Abgaswärme kann durch Regeneration in den Zyklus zurückgeführt werden, sofern die Verdichtung in der Kompressorstufe niedrig gehalten wird.

Der Zyklus mit Regeneration: Steigt das Druckverhältnis, um die Leistungsdichte zu erhöhen, verringert sich die Effektivität der Regeneration. Nur bei niedrigen Druckniveau sind thermische Wirkungsgrade im Bereich von 70- 80% möglich.

Umsetzung im RotaTorque Range Extender: Die für Turbinen üblichen hohen Drehzahlen erschweren die kostengünstige Anbindung an einen Starter/Generator. Darum verwendet der RotaTorque Range Extender in der 3ten Entwicklungsstufe separierte Kompressor- und Expanderstufen in Flügelzellen- oder Rollkolbenbauweise. Starter/Generator Kompressor Expander Brenner/Wärmetauscher Der RotaTorque Range Extender besteht aus 4 Basiseinheiten, wobei Kompressor, Generator und Expander auf einer gemeinsamen Welle montiert sind.

Umsetzung im RotaTorque Range Extender: Ein thermisch isolierter Expander sorgt für geringste Wärmeverluste und einen hohen Regenerationsgrad. Gleichzeitig kann auf eine Motorkühlung ganz verzichtet werden. Starter/Generator Kompressor Expander Brenner/Wärmetauscher

Umsetzung im RotaTorque Range Extender: Brennstoff/Luftgemisch oxidiertes Heißgas Umgebungsdruck + 20°C + 2 bar Druck bei 850°C Brenner Abgase 550°C Generator Kompressor Expander Wärmetauscher < 200°C Brennstoff/Luftgemisch + 2 bar Druck bei 100°C thermische Isolation Durch den hohen Grad an Regeneration muss der zugesetzte Brennstoff lediglich die letzte Temperaturstufe von ca. 450°C auf 850°C nach dem Wärmetauscher leisten. Die Abgastemperaturen liegen dabei unter 200°C

Brenner-Wärmetauschereinheit: Brennstoff/Luftgemisch Druckzulauf vom Kompressor 100°C oxidiertes Brennstoff/Luftgemisch Zulauf zum Expander 850°C Abgas Auslass < 200°C Abgas Einlass 550°C vom Expander Gegenstrom Wärmetauscher Katalytischer Brenner Der kombinierte Wärmetauscher-Brenner besteht aus Stahlblechlagen die spiralförmig aufgewickelt werden und seitlich durch Deckscheiben verschlossen sind. Zulauf vom Kompressor und der Auslass der Abgase befinden sich im Aussenumfang. Der heisse Bereich mit dem Zulauf zum Expander befindet sich im Zentrum der Spirale.

Vorteile gegenüber bestehenden Konzepten: der RotaTorque Range Extender arbeitet prinzipbedingt erheblich leiser als Hubkolben-, Linearkolben- oder Kreiskolbenkonzepte er erreicht höchste Wirkungsgrade die weder mit HKM noch mit KKM erreichbar sind die katalytische Oxidation sorgt für geringste Abgasmissionen + Stickoxide können bei Temperaturen unter 900°C nicht entstehen er benötigt kein Kühlsystem und die Restabgaswärme < 200°C kann zur Stand-, oder Fahrtheizung genutzt werden er ist kostengünstig herstellbar und benötigt nur ein einfaches Motormanagement er arbeitet Ölfrei und Wartungsfrei auf die gesamte Lebensdauer