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Porträt

Der Kompressor neu gedacht

| Autor / Redakteur: Claudia Ziegler / Simone Käfer

Steve Lindsey ist mit seiner neuen Kompressortechnik für den Europäischen Erfinderpreis 2017 nominiert.
Steve Lindsey ist mit seiner neuen Kompressortechnik für den Europäischen Erfinderpreis 2017 nominiert. (Bild: Heinz Troll/EPO)

Seit über 80 Jahren befinden sich Kompressoren auf dem gleichen technischen Stand. Dem setzt Steve Lindsey ein Ende. Der britische Chemiker und Erfinder meldete einen Luftkompressor zum Patent an, der mit einer einzelnen, im Kreis bewegten Klinge besonders energiesparend arbeitet und auch noch ölfrei ist.

Egal ob Haushalt, öffentliches Leben oder Industrie – dort wo Gas verdichtet wird, sind Kompressoren nicht weit. Sie machen 10 % des europäischen industriellen Stromverbrauchs aus. Allerdings befindet sich die Technik seit mehr als 80 Jahren im Stillstand. Dem setzt Steve Lindsey ein Ende. Er erfand einen Luftkompressor, der durch eine einzelne, sich im Kreis bewegenede Klinge besonders energiesparend arbeitet. Für diese Leistung wurde Lindsey als einer von drei Finalisten für den Europäischen Erfinderpreis 2017 des Europäischen Patentamts (EPA) in der Kategorie „Kleine und Mittlere Unternehmen“ nominiert. Am 15. Juni wird die Auszeichnung in Venedig verliehen. „Weil Kompressoren in vielen Industriezweigen genutzt werden, hat die Erfindung das Potenzial, den weltweiten Energieverbrauch zu beeinflussen und die CO2-Bilanz zahlreicher ener­gie­intensiver Branchen zu verbessern“, ist sich EPA-Präsident Benoît Battistelli sicher.

Rotierender Kompressor = mehr Effizienz

Kolbenkompressoren sind energetisch ineffizient: Nur die Hälfte der aufgewendeten Energie – nämlich die, mit welcher der Kolben aufwärts bewegt wird – erzeugt Druckluft. Die andere Hälfte wird beim Einsaugen der Luft verschwendet. „Als ich erfuhr, dass etwa 10 % des Stroms, der in den Industrien Europas verbraucht wird, Kompressoren antreibt, dachte ich mir: Könnte ich da etwas verändern, müsste sich dies gravierend auf den Energieverbrauch in ganz Europa auswirken!“, erinnert sich Lindsey. Dass das Prinzip kreisförmiger Kompressoren vorteilhaft für eine kontinuierliche Verdichtung der Luft ist, war bereits bekannt. Doch bei diesen Kompressoren entströmt zu viel Luft, da sie undicht sind. Außerdem verlieren sie viel Öl. Lindsey musste also eine Geometrie entwerfen, die wirklich hermetisch war.

Der Komproessor arbeitet mit einer kontunierlich rotierenden Klinge.
Der Komproessor arbeitet mit einer kontunierlich rotierenden Klinge. (Bild: EPO)

Im Jahr 2003 reichte der Chemiker das Patent für einen ölfreien Klingenkompressor mit verbesserter Motorentechnik ein. Der Zylinder, in dem sich bei einem konventionellen Kompressor der Kolben bewegt, ist in Lindseys Modell kreisförmig. Statt mit einem Kolben arbeitet er mit einer kontinuierlich rotierenden Klinge. Hinter ihr wird permanent Luft eingesaugt. Eine rotierende Scheibe teilt den Kreis­zylinder in zwei Kammern. Damit die Klinge die Scheibe, ohne zu stoppen, passieren kann, ist diese mit einem Schlitz versehen. Sobald die Klinge die An­saug­öffnung passiert, versperrt die Scheibe den Zylinder. Die Luft vor der Klinge wird ab diesem Zeitpunkt verdichtet, bis sie durch ein Ventil entweicht und die Klinge erneut durch die Scheibe hindurchfährt. Sofort beginnt der nächste Verdichtungsvorgang. Gleichzeitig startet auch ein neuer Ansaugprozess.

Eine weitere Innovation liegt im Winkel, in dem der Flügel auf dem umlaufenden Ring aufgesetzt ist: Er ist nicht rechtwinklig oder parallel zur Scheibe in der Mitte angeordnet, sondern leicht schräg versetzt. Damit überlappen Induktions- und Kompressions­zyklen einander. Der neue Kompressor benötigt etwa 20 % weniger Energie als herkömmliche Kolben- oder Schraubenkompressoren.

Ein Leben im Takt der Motoren

Motorentechnik beeinflusste Lindseys Leben in vielfältiger Weise. Das Interesse für physikalische Zusammenhänge wurde bereits in frühester Kindheit gefördert: Sein Vater arbeitete im National Physical Laboratory und widmete sich in der Freizeit gemeinsam mit seinem Sohn mechanischen und technischen Fragen. Lindsey studierte Chemie an der Universität Bristol, bevor er im technischen Projektmanagement und dann in der Unternehmensberatung für einige große Unternehmen tätig war. Außerdem blickt der bekennende Motorsport-Enthusiast auf eine lange Rennkarriere zurück, unter anderem auch für Audi.

Lindsey war sogar schon für Audi auf der Rennstrecke.
Lindsey war sogar schon für Audi auf der Rennstrecke. (Bild: Heinz Troll/EPO)

Im Jahr 2004 gründete der Chemiker sein Unternehmen Lontra, das sein geistiges Eigentum lizenziert und den Einsatz der Technik für Klingenkompressoren in verschiedenen Branchen steuert. Der Kompressor liefert Druckluft genau in dem von der Industrie benötigten Druckbereich. Mitte 2016 eröffnete Lindsey ein Technologiezentrum, um die Entwicklung seines ölfreien Kompressors weiter voranzutreiben. Lindsey ist ein leidenschaftlicher Unterstützer des Unternehmertums kleiner und mittlerer Firmen. Im Jahr 2015 gewann er den britischen Manufacturing Entrepreneur of the Year Award. Sein Klingenkompressor wurde als „innovativste neue Technik des Jahres“ bei den Water Industry Achievement Awards (2013) ausgezeichnet und als „Top Energie Produkt/Service“ bei den Environment and Energy Awards (2015) gekürt. Ein Ende ist für ihn längst nicht in Sicht: „Ich denke das Entscheidende bei Kompressoren ist, dass sie überall im modernen Leben arbeiten. Kompressoren öffnen Türen in Zügen oder Bussen, sie treiben Werkzeuge in Fabriken an und sie stecken in Klimaanlagen und Kühlschränken. Unser Kompressor kann im Prinzip alle ersetzen.“

200.000 Haushalte und 180.000 Pkws einsparen

Mit seinem energiesparenden Ansatz haucht Lindsey dem zwar riesigen, technisch jedoch stagnierenden Markt der Kompressoren frisches Leben ein. Sein Unternehmen Lontra beschäftigt rund 20 Personen. Der erste Lizenznehmer des Lontra-Designs war 2014 der Schweizer Pumpenhersteller Sulzer. In einem Vertrag mit einem geschätzten Wert von 717 Mio. Euro wurde die Nutzung des Kompressors in der kommunalen und staatlich regulierten Abwasserbehandlungsbranche vereinbart. Mit der Technik lassen sich Motoren verkleinern und Kraftstoff einsparen. Der Weltmarkt für Luftkompressoren wird auf jährlich circa 23,5 Mrd. Euro geschätzt. Laut Lontra lassen sich allein in Europa mit dem Flügelkompressor 2 TWh Strom pro Jahr einsparen. Das entspricht dem Energiebedarf von etwa 200.000 Privathaushalten. Gleichzeitig könnte der CO2-Austoß um 860.000 t reduziert werden, was in etwa dem jährlichen CO2-Austoß von 180.000 Pkw entspricht: „Ein enormer Wandel im Energieverbrauch, hervorgerufen durch eine verhältnismäßig einfache Veränderung“, so Lindsey.

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