DE19700034A1 - Rotationskolbenmaschine mit exzentrisch zum Zylinder angeordnetem Drehkolben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenmaschine mit exzentrisch zum Zylinder angeordnetem Drehkolben, Ein- und Auslaßöffnungen an der Engstelle zwischen Kolben und Zylin­ der, einem Dichtschieberelement zur Abgrenzung zweier Kammer­ volumina und in Nuten von Kolben oder Zylinder geführten Dichtleisten, welche nur an der Engstelle abdichten und pro Umdrehung lediglich mit der Umfangsdifferenz von Zylinder und Kolben abgleiten.

Aus der US-PS 19 69 192 ist eine solche Rotationskolbenma­ schine bekannt, bei welcher ein exzentrisch angeordneter Kol­ ben und ein konzentrisch angeordneter Zylinder gemeinsam rotieren und Dichtleisten in Nuten des Kolbens eingelegt sind, die nur an der Engstelle zwischen Kolben und Zylinder abdichten. Diese Maschine zeichnet sich durch geringe Rela­ tivbewegung zwischen Kolben und Maschine aus, so daß geringer Dichtungsverschleiß und lange Lebensdauer auch bei hoch­ tourigem Betrieb zu erwarten ist.

Aus der DE-PS 33 03 906 ist eine Rotationskolbenmaschine bekannt, welche Flügelzellenschieber mit Durchbruch ver­ wendet, um einen nachteiligen Schmierfilmabriß der obigen US-Variante zu vermeiden.

Aus der DE-OS 30 16 837 ist eine Ringkolbenmaschine be­ kannt, bei welcher ein c-förmiger Ringkolben in einem festen Zylinder Kreisschiebebewegungen ausführt. Dieses kreisförmige Abwälzen des Ringkolbens wird durch einen integrierten Antriebsmotor hervorgerufen. Drei gleichmäßig phasenversetzte Induktionswicklungen im Zylindergehäuse und drei 2 polige phasenversetzte Permanentmagnete im Inneren des Ringkolbens versetzten die Maschine in Bewegung, vorzugsweise als hydrau­ lische Pumpe. Bemerkenswert ist, mit wie wenig Teilen diese Konstruktion auskommt, um elektrische Energie in hydraulische Arbeit umzuformen.

Eine Rotationskolbenmaschine nach dem Flügelzellenprinzip, insbesondere zur Verwendung als Expansionsmotor in Dampf­ kraftanlagen, ist in der DE-OS 34 33 762 beschrieben. Das Haupteinsatzgebiet dieser Maschine ist es, anfallende Ab­ wärmeströme - meist aus Brennkraftmaschinen - zur Erzeugung elektrischer Energie zu nutzen.

Leider sind Rotationskolbenmaschinen als Expansionsmaschi­ nen in Dampfprozessen für die elektrische Energieerzeugung aus dem Prototypenstadium nicht herausgekommen. Wesentliche Gründe hierfür sind, daß sich die Abdichtung von rotatori­ scher Bewegung aus geometrischen Gründen schwieriger und sich der Dichtungsverschleiß höher als bei vergleichbaren Maschi­ nen translatorischer Bewegung gestaltet. Ein weiterer Grund liegt darin, daß sich durch Turbinen im Leistungsbereich von ca. 1 bis 1500 MW gute isentrope Wirkungsgrade mit relativ geringen Kosten realisieren lassen. Unter 1 MW Wellenleistung verlieren solche Strömungsmaschinen jedoch stark an Wirkungs­ grad und Kostenvorteil, so daß hier die Kolbendampfmaschinen Vorzüge hätten. Allerdings wurde die klassische Dampfmaschine durch den Elektromotor und die Brennkraftmaschinen in diesem Jahrhundert völlig verdrängt. Bei der elektrischen Energieer­ zeugung mit höchstem Brennstoffnutzungsgrad werden allerdings Arbeitsmaschinen im kW-Leistungsbereich benötigt, da sich hier anfallende Abwärmeströme leicht zur Gebäudeheizung ver­ wenden lassen. Demnach gibt es durchaus Chancen, daß es die Kolbendampfmaschine nach dem Rotationsprinzip vermag, weite Anwendungsbereiche zu erschließen mit ihren Vorteilen der direkten Erzeugung von Drehbewegung sowie der kompakten und relativ einfachen Bauweise.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine universelle und langlebige Rotationskolbenmaschine zur Kompression bzw. Ex­ pansion von Gasen oder Dämpfen zu schaffen, in welcher auf einfache Weise ein elektrisches Aggregat integriert ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für die Rotationskolbenmaschine eine Bauart gewählt wird, welche bei einer Umdrehung die Dichtungen nur mit der Umfangsdiffe­ renz von Zylinder und Kolben aneinander abgleiten läßt. Dies bedeutet, daß bei einer Exzentrizität von 5% des Zylinder­ durchmessers die Dichtschieber des Kolbens pro Umdrehung 10mal weniger Gleitstrecke zurücklegen als beim Flügelzellenmo­ tor trotz etwa gleichen Verdrängungsvolumens. Dieser Vorteil läßt auf eine längere Haltbarkeit der Dichtungen schließen. Fast immer werden Rotationskolbenmaschinen am Stromnetz be­ trieben und benötigen so als Kompressor oder Expansionsma­ schine einen elektrischen Motor oder Generator. Normalerweise werden diese elektrischen Maschinen separat an das Gehäuse der Rotationskolbenmaschinen angeflanscht und über eine Wel­ lenverbindung angetrieben. Das Drehmoment wird hier aller­ dings über eine größere Strecke geleitet, was mit größerem Material- und Lagerungsaufwand verbunden ist. Dies läßt sich vermeiden, indem das elektrische Aggregat innerhalb der Zy­ linderlänge angeordnet ist und sich der Rotor konzentrisch um die Hauptachse der thermodynamischen Arbeitsmaschine dreht.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden anhand der Zeichnungen weitere Ausführungsarten beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Quer- und Längsschnitt einer Rotationskolben­ maschine nach dem Wälz- bzw. Rollkolbenprinzip,

Fig. 2 einen Quer- und Längsschnitt einer Rotationskolben­ maschine nach dem Wälz- bzw. Rollzylinderprinzip,

Fig. 3 einen Quer- und Längsschnitt einer Rotationskolben­ maschine mit rotierendem Zylinder und Kolben,

Fig. 4 ein Schema einer Dampfkraftanlage mit integrierter erfindungsgemäßer Rotationskolbenmaschine,

Fig. 5 einen detaillierten Längsschnitt einer Rotations­ kolbenmaschine mit Dampfzuführung über die Achse,

Fig. 6 einen detaillierten Querschnitt als Ergänzung zur Fig. 5.

In Fig. 1 bis 3 werden drei konstruktive Ausführungsvarian­ ten dargestellt, die den einheitlichen Merkmalen des Haupt­ anspruchs folgen.

Die in Fig. 1 in Quer- und Längsschnitt schematisch darge­ stellte Rotationskolbenmaschine besitzt einen festen Außen­ zylinder 2 mit integrierten Dichtleisten 9. Darin wälzt oder rollt ein Kolben 1 kreisförmig um die Exzentrizität der Ma­ schine ab, der mit einem Dichtschieber das Verdrängungsvolu­ men in zwei Kammern aufteilt. Im Kolbeninneren befindet sich konzentrisch um die Achse 5 ein Rotor 3 als Außenpolläufer. Fest mit der Achse 5 ist der Stator 4 verbunden, der die elektrischen Anschlußleitungen über eine Bohrung der Achse nach außen freigibt. Der Rotor 3 erhält eine Auswuchtmasse 8, welche die Unwucht der Kolbenrotation kompensiert. In zwei Rotorträgerstücken 6, welche mit dem Rotor 3 zusammenhängen, sind jeweils zwei exzentrisch angeordnete Wälzlager unterge­ bracht. Einlaß- 10 und Auslaßöffnung 11 befinden sich an der Engstelle des Zylinders 2, der auch die Gehäusefunktion über­ nimmt.

Die in Fig. 2 in Quer- und Längsschnitt schematisch darge­ stellte Rotationskolbenmaschine müßte man korrekterweise Ro­ tationszylindermaschine nennen, da der Zylinder 13 um den fest mit der Achse 16 verbundenen Kolben 12 wälzt oder rollt. Hier werden die Dichtleisten 22 zweckmäßigerweise in den Kol­ ben 12 eingebaut. Der Rotor 14 des elektrischen Aggregats verläuft konzentrisch um die Achse 16 der Maschine und be­ sitzt gegebenenfalls zwei Auswuchtmassen 17 zum Ausgleich der Unwucht des Zylinders 13. Der Stator 15 ist fest mit dem Maschinengehäuse 18 verbunden. Der Rotorträgerzylinder 19 enthält an den Stirnseiten jeweils zwei Wälzlager, die den Zylinder 13 kreisförmig um die Exzentrizität der Maschine drehen. Die Einlaßöffnung 20 kann hier z. B. durch den Kolben und die Auslaßöffnung 21 durch den Zylinder geführt werden, wobei es je nach Ausführungsart auch umgekehrt möglich ist.

Die in Fig. 3 in Quer- und Längsschnitt schematisch darge­ stellte Rotationskolbenmaschine besitzt zwei um die Exzentri­ zität versetzte feste Drehachsen für Kolben 23 und Zylinder 24, die beide in der Lage sind, sich zu drehen. Die Dicht­ leisten 29 sind am Kolbenumfang angeordnet und gleiten am Zylinderinnendurchmesser ab. Der Rotor 25 wird fest am Zylin­ deraußendurchmesser angebracht und dreht sich konzentrisch mit diesem. Der Stator 26 liegt an der Innenwand des Gehäuses 27 verdrehsicher an. Die zwei seitlichen Gehäusedeckel 28 enthalten die zwei exzentrisch angeordneten Wälzlager, die die Lage von Zylinder 24 und Kolben 23 definieren. Die Ein­ laßöffnung 30 wird auch hier durch den Kolben 23 und die Aus­ laßöffnung 31 durch den Zylinder 24 geführt, wobei es je nach Ausführungsart auch umgekehrt sein kann.

In Fig. 4 ist ein Schema einer Dampfkraftanlage dargestellt, in welcher ein Rotationskolbenmotor mit den Merkmalen der Patentansprüche praktisch angewendet wird. Als Wärmequelle dient hier ein Verbrennungsmotor 32, z. B. Diesel- oder Gas­ motor als Blockheizkraftwerk, welcher mit seinen ca. 500°C heißen Abgasen das Arbeitsmedium des Dampfprozesses in einem Wärmetauscher 33 erwärmt und verdampft. Der Wärmestrom könnte ebenso von industriellen Prozessen oder sogar von konzentrie­ renden Solarabsorbersystemen stammen, nur sollte die obere Prozeßtemperatur oberhalb von ca. 150°C liegen. Das verdampf­ te Arbeitsmittel gelangt nun durch die Frischdampfleitung 34 in ein Umschaltventil 35, welches wahlweise den Dampf dem Rotationskolbenmotor 38 oder dem Kondensator 39 zuführt. Wird der Frischdampf über die Zuleitungen 36 dem Rotations­ kolbenmotor 38 übertragen, entspannt dieser das isentrope Dampfgefälle auf Kondensationsdruck und erzeugt mechanische Arbeit, welche mittels des eingebauten Generators sofort in elektrische Energie umgewandelt wird. Der unter dem Rota­ tionskolbenmotor 38 angeordnete Kondensator 39 entzieht dem entspannten Naßdampf seine restliche Wärmeenergie und verflüssigt das Arbeitsmedium vollständig. Eine unter dem Kondensator 39 montierte Speisepumpe 40 bringt das flüssige Arbeitsmittel wieder auf Dampfdruckniveau und fördert es durch die Speisewasserleitung 41 wieder in Richtung Wärme­ quelle zurück. Die Kondensationswärme des Arbeitsmediums muß selbstverständlich abgeführt werden. Das geschieht in diesem Beispiel durch einen Rohrbündelwärmetauscher im Kondensator, wobei die Wärme mittels Kühlwassers über eine Heizungsvor­ laufleitung 43 und -rücklaufleitung 42 abtranssportiert wird. Die Kühlwasservorlauftemperatur kann ca. 60°C betragen und zur Gebäudetemperierung mit Heizkörpern 44 oder zur Brauch­ wassererwärmung 45 genutzt werden. Da aber nicht immer ein gleichmäßiger Wärmebedarf zum Heizen insbesondere in den Sommermonaten besteht, muß eine zusätzliche Kondensationswär­ meabfuhr vorgesehen werden. Dazu ist in diesem Beispiel ein Grundwasserwärmetauscher 46 vorgesehen, der durch einen Saug­ brunnen 47 ca. 10°C kaltes Grundwasser erhält, dieses erwärmt und anschließend einem Schluckbrunnen 48 zuführt. Ebenso kann die Kondensationswärme mit Naß-, Trockenkühlturm, Flußwasser- oder Erdreichkühlung an die Umwelt abgegeben werden. Das Umschaltventil 35 erlaubt auch über die Zuführleitung 37 eine direkte Wärmeabgabe des Dampfes an den Kondensator 39 zur Einspeisung ins Heizungssystem.

Dieses Anlagenschema ist dem in der Stromerzeugung sehr effizienten Gas- und Dampf-Prozeß nachempfunden und soll elektrische Wirkungsgrade von mehr als 50% sowie Brennstoff­ nutzungsgrade bei Heizwärmeentnahme von mehr als 80% errei­ chen. Prinzipiell ist der Wirkungsgrad des Clausius-Rankine-Prozesses dann am günstigsten, wenn die mittlere Wärmezufuhr­ temperatur möglichst hoch und die Kondensationstemperatur möglichst niedrig ist. Die Kondensationstemperatur wird mit der Umgebungstemperatur bzw. Heizungsvorlauftemperatur fest­ gelegt. Die mittlere Temperatur der Wärmezufuhr wird hauptsächlich durch die Verdampfungsenthalpie des Arbeits­ mittels beim oberen Prozeßdruck bestimmt. Unterhalb einer mittleren Wärmezufuhrtemperatur von 250°C lohnt sich weder eine ein- oder mehrmalige Dampfüberhitzung für eine Mehrfach­ expansion noch einen kontinuierliche Speisewasservorwärmung durch Dampfentnahme während der Expansion. Oberhalb von 250°C beginnen solche Maßnahmen, den Wirkungsgrad zu verbessern, der aber den damit verbundenen erhöhten technischen und finanziellen Aufwand solcher kleinen Anlagen wahrscheinlich kaum rechtfertigen kann. Der Vorteil des einfachen Clausius-Rankine-Prozesses besteht darin, daß mit realtiv niedriger Maximaltemperatur und damit verbundener geringer thermischer Materialbelastung der Anlagenteile trotzdem ein ziemlich guter Wirkungsgrad im Vergleich zum Maximum des Carnot-Prozesses erreicht wird. Praktisch wird man in den meisten Fällen zu einfachen Dampfkraftanlagen greifen, wobei hier Umschaltventil 35 mit Dampfzuführleitungen 36/37, Expansions­ motor 38, Kondensator 39 und Speisewasserpumpe 40 in einem Gehäuse zu einer transportablen Einheit zusammengefaßt werden können. Das Arbeitsmedium soll in der Dampfkraftanlage herme­ tisch dicht zur Umwelt abgeschlossen sein und im Normalfall reines Wasser sein. Bei Frostgefahr könnte Methanol eine sinnvolle Alternative sein.

In Fig. 5 wird die aus Fig. 3 bekannte Rotationskolbenmaschi­ ne in einer Längsseitenansicht weiter detailliert. Der sich drehende Kolben 49 und der sich ebenfalls drehende Zylinder 50 erhalten ihre feste Drehachse durch zwei Gehäusedeckel 53, in welchen jeweils zwei Zylinderrollenlager angeordnet sind. Die Gehäusedeckel 53 sind mit dem kreisrunden Maschinen­ gehäuse 54 verschraubt, an dem innenseitig der Stator 52 des Generators befestigt ist. An der Außenseite des Rotationszy­ linders 50 ist der Rotor 51 als Innenpolläufer des Generators angebracht. Der Zylinder 50 wird an den Rändern jeweils mit zwei Zylinderseitenteilen 55 verschraubt, welche den Außen­ ring der Wälzlagerung des Zylinders enthalten und den Kolben durch eine Dichtfläche einfassen. Der Rotationskolben 49 ist so gefertigt, daß er an den Stirnseiten durch eine bestimmte Formgebung den Innenring des Wälzlagers trägt. Der Kolben 49 hat außerdem eine Innenbohrung durch die Symmetrieachse mit einheitlichem Durchmesser. Die Einlaßkanäle für den Frisch­ dampf werden als radiale Bohrlöcher durch den Kolbenmantel bis zur Innenbohrung hindurchgeführt. Auf der Symmetrieachse des Kolbens befindet sich eine rohrförmige Achsenbaugruppe, die die Frischdampfzufuhr steuert. Diese Baugruppe besteht aus der Achse 56, dem runden Abdichtblech 57 und einigen Ra­ dialdichtringen 58. Die Achse 56 ist ein Rohr unterschiedli­ cher Wandstärke mit 2 Rohrverbindungen außerhalb der Maschine (nicht gezeichnet), Auslaßbohrungen für den Frischdampf und Nuten für Radialdichtringe 58 und Abdichtblech 57. An den Gehäusedeckeln 53 wird die Achse 56 mittels Flachdichtungen mit den Abschlußdeckeln 59 hermetisch abgedichtet. Das Abdichtblech 57 ist durch eine Nut-Feder-Verbindung verdreh­ sicher mit der Achse 56 verbunden und schließt bzw. öffnet die Einlaßbohrungen des Kolbens mit einer durchgehenden parallelen Öffnung. Der Frischdampfdruck wird durch die Achse 56 angeliefert und verteilt sich entlang der Innenbohrung des Kolbens 49. An der Stirnseite des Kolbens 49 wird durch ra­ diale Dichtringe 58 ein Dampfverlust in den Gehäuseinnenraum weitgehend vermieden. Das Abdichtblech 57 erlaubt nur dann die Dampfzufuhr, wenn die Einlaßbohrungen des Kolben 49 die schlitzförmige Öffnung überfahren. Bei geschlossener Dampfzu­ fuhr liegt das Abdichtblech mit federelastischer Vorspannung und Druckkraft des Dampfes an der Wand der Kolbeninnenbohrung an. Durch den definierten Öffnungswinkel des Abdichtbleches, welcher dem Arbeitsmittel und dem Druckverhältnis des Kreis­ prozesses angepaßt sein muß, wird die Füllung für eine 360°- Umdrehung dosiert.

Zur optimalen Dampfentspannung ist es sinnvoll, das Ver­ drängungsvolumen der Rotationskolbenmaschine mit dem Expan­ sionsverhältnis zu befüllen und anschließend ohne weitere Frischdampfzufuhr das Arbeitsmittel einer isentropen Zu­ standsänderung auf Kondensationsdruck zu unterwerfen. Nur unter diesen Voraussetzung lassen sich Drosselverluste und eine Verminderung der Arbeitsfähigkeit des Dampfes größten­ teils vermeiden. Das bedeutet, daß pro Umdrehungsperiode die Einlaßkanäle zuerst voll geöffnet und dann vollkommen ge­ schlossen sein sollen. Bei klassischen Kolbendampfmaschinen übernehmen die durch die Kurbelwellen angetriebenen Schieber- und Ventilsteuerungen dieses Aufgabe, wobei die Öffnungs- und Schließzeiten mechanisch zur Leistungsregulierung verstellt werden können. Eine mechanische Verstellung der Füllung müßte bei der Rotationskolbenmaschine durch eine Veränderung der Öffnungsweite des Abdichtbleches erfolgen. Hierbei dürfte der Schlitz des Abdichtbleches an den Kolbeneinlaßbohrungen nicht mehr parallel, sondern trapezförmig verlaufen. Mit einer zusätzlichen Antriebseinheit könnte dann das Abdichtblech axial in der Innenbohrung der Maschine verschoben werden. Diese Vorgehensweise ist mit einem erhöhten Fertigung- und Kostenaufwand verbunden. Beim Betrieb der Rotationskolben­ maschine mit stets gleicher Drehzahl und gleichem Expansions­ verhältnis kann die optimale Füllung durch die Öffnungsweite des Abdichtbleches 57 fest eingestellt sein. Bei Dampfkraft­ anlagen, wo die Dampferzeugung durch eine unterschiedliche Wärmezufuhr und oft auch einen schwankenden Wirkungsgrad ge­ kennzeichnet ist, ist eine Füllungsverstellung notwendig, da sich Drehzahl, das Drehmoment der Maschine und teilweise das Druckverhältnis des Kreisprozesses ändern und stets ein Maximum an elektrischer Energie erzeugt werden soll. Die Dampffüllung ist variabel durch Drehzahl und Expansions­ verhältnis der Maschine. Diese beiden Parameter können über eine Bremsmomentveränderung des Generators geregelt werden. Das Generatormoment bestimmt die Drehzahl und dadurch, daß die Füllung mit steigender Drehzahl abnimmt auch die abgege­ bene Leistung der Maschine. Über die Erregerleistung des Rotors auf den Stator kann das Generatormoment beeinflußt werden. Beim Drehstromsynchronmotor wird dafür oftmals eine separate Erregermaschine direkt auf der Generatorwelle mon­ tiert. Beim Drehstromasynchrongenerator wird der Phasenwinkel der Blindleistungszufuhr der Hauptwicklungen verändert. Der Vorteil dieses Verfahrens ist, daß nur durch Einsatz von Elektronik die Erregung des Generators und Füllung der Ma­ schine geregelt werden kann. Der Nachteil ist, daß der Gene­ rator nicht mit Netzdrehzahl betrieben werden kann und der abgebene elektrische Strom wieder mittels Leistungselektronik netzkonform gemacht werden muß.

In Fig. 6 ist ein Querschnitt zum Längsschnitt der Fig. 5 zu sehen. Der Frischdampf, der durch die Achse in die Expan­ sionskammer des Rotationskolbenmotors einströmt, wirkt auf die Flächen des Kolbens 60, Zylinders 61 und des am Zylinder formschlüssig angebrachten Schiebers, der das resultierende Antriebsdrehmoment hervorruft. Der Schieber wird durch zwei halbkreisförmige Lagerschalen 62 abgedichtet, die mit Blatt­ federn 63 angepreßte Dichtungen 64 enthalten. Am Umfang des Kolben 60 sorgen t-förmige Dichtleisten 65, daß der Druckver­ lust in Grenzen bleibt. Blattfedern 66 zum Vorspannen der Dichtleisten 65 sind dann notwendig, wenn auf diese keine Zentrifugalkraft wirkt. Auf der Stirnseite des Kolbens 60 sorgen Ringe 67 für ausreichende Dichtheit. Nach Überfahren der Engstelle gelangt der entspannte Dampf in die Ausschub­ kammer. Durch Öffnungen neben dem Schieber strömt der Abdampf ins Innere des Gehäuses, nimmt anfallende Reibungswärme von Generator und Maschinenelementen auf und verläßt das Gehäuse durch zwei Gehäusestutzen 68 in Richtung Kondensator 69.

Die Rotationskolbenmaschine soll nach außen hermetisch dicht sein und kein Schmiermittel im Arbeitsmedium enthalten. Die Dichtungen müssen daher aus selbstschmierenden, reibungs­ armen und verschleißfesten Materialien bestehen, wie PTFE-Compounds, etc. Der bei der Dampfentspannung freiwerdende 10 bis 20%ige Flüssigkeitsanteil des Arbeitsmittels kann außer­ dem zur Schmierung herangezogen werden und vielleicht sogar die Dichtleisten 65 überflüssig machen, indem ein an der Zylinderwand durch Zentrifugalkraft befindlicher Flüssig­ keitsring Druckverluste durch den Engspalt ausreichend ver­ hindert. Bis auf die Dichtungen könnten alle weiteren Bau­ teile in klassischen Maschinenbaumaterialen, wie ferritischem Edelstahl, hergestellt werden, da Temperatur- und Druck­ belastung im Vergleich zu anderen thermodynamischen Arbeits­ maschinen klein sind.

Claims (13)

1. Rotationskolbenmaschine mit exzentrisch zum Zylinder angeordnetem Drehkolben, Ein- und Auslaßöffnungen bei der Engstelle zwischen Kolben und Zylinder, einem Dichtschieber­ element zur Abgrenzung zweier Kammervolumina und in Nuten von Kolben oder Zylinder geführten Dichtleisten, welche nur an der Engstelle abdichten und pro Umdrehung lediglich mit der Umfangsdifferenz von Zylinder und Kolben abgleiten, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisches Aggregat um die Haupt­ achse und Zylinderlänge der Maschine angeordnet ist und der Rotor mit Kolben oder Zylinder umläuft.

2. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Stator (4) fest mit der Achse (5) verbunden ist und der Rotor (3) als Außenpolläufer innerhalb des Kol­ bens (1), der exzentrisch an der Innenwand des Zylinders (2) abrollt oder abwälzt, angeordnet ist (Fig. 1).

3. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Zylinder (13) exzentrisch um den Kolben (12), der fest und konzentrisch mit der Achse (16) verbunden ist, umläuft und den Rotor (14), der innerhalb des Stators (15) liegt, dreht (Fig. 2).

4. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sowohl der Kolben (23) exzentrisch als auch der Zylinder (24) konzentrisch mit festen Drehachsen umlaufen, wobei der Rotor (25) auf dem Mantel des Zylinders (24) fest angebracht ist und den Innenpolläufer zum Stator (26) am Maschinengehäuse (27) bildet (Fig. 3).

5. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Aggregat ein Generator oder Motor ist, welcher vorzugsweise mit dreiphasigem Wech­ selstrom synchron oder asynchron betrieben wird.

6. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 5, insbesondere zur Verwendung als Expansionsmotor (38) in Dampfkraftanlagen nach dem Clausius-Rankine-Prozeß, dadurch gekennzeichnet, daß der Frischdampf in ein Umschaltventil (35) fließt, welches den Dampfstrom entweder in den Expansionsmotor (38) zur elek­ trischen Arbeitserzeugung oder in den Kondensator (39) zur Wärmeentnahme leitet (Fig. 4).

7. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Umschaltventil (35), Expansionsmotor (38), da­ runter befindlicher Kondensator (39) und Speisewasserpumpe (40) zu einer Baugruppe und transportablen Einheit zusammen­ gefaßt werden können (Fig. 4).

8. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß einer rohrförmigen Achse (56) der Frisch­ dampf ein- oder beidseitig zugeführt wird und durch achs­ parallele Bohrungen austreten kann (Fig. 5).

9. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß um die Achse (56) ein kreisförmig gebogenes Dichtungsblech (57) angeordnet ist, das durch eine Nut- Feder-Verbindung fest mit der Achse (56) verbunden ist (Fig. 5).

10. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsblech (57) mit seinem durchgehenden achsparallelen Spalt die Einlaßkanäle an der Innenbohrung des rotierenden Kolbens (49) einen bestimmte Zeit der Kolbenumdrehung öffnet und sonst dicht abschließt (Fig. 5).

11. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß radiale Dichtungsringe (58) zwischen Achse (56) und Innenbohrung des Kolbens (49) den Frischdampf am Entweichen ins Gehäuse hindern (Fig. 5).

12. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Verstellung des Drehmomentes des Gene­ rators eine Veränderung der Drehzahl und der Dampffüllung der Maschine zulassen.

13. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdampf den Zylinder (49) durch Öff­ nungen seitlich vom Dichtschieber verläßt und durch zwei Stutzen des Gehäuses (68), in den Kondensator (69) geleitet wird (Fig. 5, Fig. 6).