Dampfmotor

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche
Konstruktionszeichnung eines Dampfmotors

Ein Dampfmotor ist eine einfach oder doppelt wirkende Kolbendampfmaschine, schnelllaufend mit bis zu 1500 Umdrehungen/min. Im Gegensatz zur klassischen Dampfmaschine ist ein Dampfmotor samt allen Bestandteilen in einem kompakten Gehäuse sehr ähnlich dem eines Dieselmotors untergebracht. Mit einem Dampfmotor lässt sich unter anderem ein moderner, kupplungs- und getriebeloser Fahrzeugantrieb realisieren. Praktische Anwendung findet er heute vor allem als industrielle Dampfkraftanlage im kleineren Leistungsbereich (ca. 100 bis 1.000 kW) für Anwendungen unterhalb des typischen Leistungsbereichs von Dampfturbinen.

Bauprinzipien[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Kessel für Dampfmotoren können je nach Bauart mit allen gängigen flüssigen und festen Brennstoffen inklusive Holz und Biogas betrieben werden. Mit einem Porenbrenner lässt sich sehr geringer Schadstoffausstoß und fast freie Wahl des (flüssigen bzw. verdampfbaren) Brennstoffes mit einem relativ hohen Wirkungsgrad verbinden. Solche Anlagen sind in dieser Hinsicht einem modernen Dieselmotor vergleichbar. Dies wird durch Dampfdrücke bis 80 bar und Dampftemperaturen von ca. 450 bis 500 °C erreicht.

Durch die hohen Dampftemperaturen gab es zunächst Probleme wegen des notwendigerweise ölfreien Betriebes. Dies scheint dank spezieller Werkstoffe aus Kohlenstoff und Keramik inzwischen gelöst, aber die noch zu geringe Lebensdauer (bisher max. 3000 bis 5000 Stunden) des chemisch und physikalisch stark belasteten Porenbrenners (ein Keramik- oder Metallschwamm, in dem die Verbrennung ohne offene Flamme stattfindet) verhindert momentan noch eine breite Einführung auf dem Markt. Mehrere Firmen und Institute arbeiten in Kooperation intensiv an einer Lösung.

Bei neuartigen Dampfmotoren wird anstelle eines konventionellen Kolbens eine zur Rotationskolben-Expansionsmaschine umfunktionierte Flügelzellenpumpe verwendet. Das Wasser zirkuliert dabei in einem geschlossenen Kreislauf (Erwärmen per Durchlauferhitzer – Entspannen und damit Abkühlen des Dampfes im Dampfmotor – Verflüssigen des Dampfes in einem Kondensator – Wiedereinspeisen des Wassers mit Hilfe einer Pumpe). Diese Bauform kann als Kleinblockheizkraftwerk vor allem in Einfamilienhäusern eingesetzt werden.

Konkrete Anwendungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bereits seit 1826 gab es Dampfomnibusse. Mit der Zeit wurde die Nenndrehzahl der Antriebe immer weiter gesteigert. Hersteller von Dampfwagen (PKW wie die „Stanley Steamer“ oder White) waren um die Wende vom 19. zum 20. Jahrhundert wichtige Konkurrenten zu denen von elektrisch oder mit Benzin betriebenen Fahrzeugen. In den 1920er Jahren wurden erfolgreich dampfgetriebene LKW (s. Sentinel) gebaut. Für den Einsatz von Dampfmotoren in Schienenfahrzeugen bauten die Henschel-Werke 1941 eine Testlokomotive DR 19 1001. Zu einer Serienfertigung kam es hier jedoch nicht mehr. In England hatte die Midland Railway mit der Lok 2299 bereits zwischen 1908 und 1919 Versuche mit Dampfmotoren gemacht, wobei auf die erste und dritte Achse jeweils zwei Dampfmotoren wirkten, auf die mittlere vier. Die Schweizer SLM testete 1927 eine Hochdrucklokomotive mit 60 Bar Kesseldruck und Dampfmotoren. Hier lagen die Probleme aber vorwiegend beim Hochdruckkessel, auch bestand in der Schweiz durch die zunehmende Elektrifizierung kein Bedarf mehr an Dampflokomotiven.

1933 bauten die Brüder George D. und William J. Besler einen leichten Dampfmotor in einen modifizierten Travel-Air-2000-Doppeldecker und führten so am 20. April 1933 die ersten Flüge in der Öffentlichkeit durch. Bei nur 80 kg Eigengewicht war der 150-PS-Motor allen Benzinmotoren seiner Zeit überlegen. Durch die Möglichkeit der unmittelbaren Drehrichtungsumkehr des Dampfmotors wurden nur 30 m Pistenlänge für die Landung benötigt.[1][2] Siehe hierzu auch Dampfflugzeug.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Quellen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. The Besler Steam-Driven Aeroplane. flyingkettle.com. Abgerufen am 14. Juni 2009.
  2. Mit Hochdruck in den Himmel. Der Spiegel. Abgerufen am 14. Juni 2009.