Kompetenzen
Turbomaschinen-Entwicklung aus einer Hand
Auslegung, Lagerung und Antrieb, Verbrennung, Wärmeübertragung und die Planung der Serienfertigung: Bei ClinX Energy Systems liegt die ganze Kette für kleine, schnelldrehende Turbomaschinen in einem Team. Sie beauftragen uns einzeln oder mit der kompletten Entwicklung.
01 · Auslegung und Simulation
Auslegung und Simulation von Turbomaschinen
Wir legen Mikrogasturbinen, Verdichter, Turbinen und Rotoren mit eigenen Werkzeugen aus: vom Kreisprozess über Aerodynamik und Rotordynamik bis zur Festigkeit.
Bei kleinen Turbomaschinen beeinflussen sich Verdichter, Turbine, Lager, Generator und Kühlung gegenseitig. Wir rechnen deshalb das ganze System gemeinsam und gleichen jede Annahme mit Messwerten von unseren Prüfständen ab.
Was wir können
- Kreisprozess- und Leistungsrechnung
- Aerodynamik von Verdichter und Turbine
- Rotordynamik mit Campbell-Diagramm
- Strömung (CFD) und Festigkeit (FEM)
- Thermalmanagement und Sekundärluftsystem
- Toleranzketten und Fertigungsfolge
02 · Folienlager
Folienlager für schnelldrehende Turbomaschinen
Ein Folienlager trägt die Welle auf einem dünnen Luftfilm. Es braucht weder Öl noch Kühlmittel und läuft dort, wo Wälzlager an ihre Grenzen kommen.
Steht die Welle still, liegt sie auf der Deckfolie. Ab der Abhebedrehzahl schwimmt sie auf einem Luftfilm von wenigen Mikrometern. Die gewellte Federfolie darunter gibt dem Lager Steifigkeit und dämpft Schwingungen. Wie steif und wie stark gedämpft das Lager ist, legen wir für jede Maschine neu fest.
So entsteht ein Lager
- Lasten: Rotormasse, Drehzahl, Unwucht, Umgebung
- Tragkraft: Durchmesser und Länge mit eigenen Werkzeugen
- Dynamik: Steifigkeit, Dämpfung, Rotordynamik
- Kühlung: im Sekundärluftsystem ausgelegt
- Fertigung: Folien im eigenen Haus, Gehäuse bei qualifizierten Partnern
- Prüfung: Lagerprüfstand und Abnahmelauf vor Auslieferung
0 ml Öl
kein Schmier- und Kühlmittel im Folienlager
100.000 min⁻¹
Drehzahl, für die wir Folienlager und Generatoren auslegen
inhouse
Lagerfolien: Bearbeitung, Wärmebehandlung, Beschichtung
3
eigene Lagerprüfstände: Lift-Off, Airborne, Abnahmelauf
03 · High-Speed-Generator
High-Speed-Generator und Leistungselektronik
Ein schnelldrehender Generator sitzt direkt auf der Welle der Turbine, ganz ohne Getriebe. Permanenterregte Generatoren für Drehzahlen bis 100.000 min⁻¹ machen die Turbogruppe kompakt und leicht.
Wir legen Generator, Umrichter und Steuerung zusammen aus. Die Leistungselektronik wandelt den hochfrequenten Strom in netzfähigen Strom und regelt Anlauf, Last und Abschaltung, im Insel- und im Netzbetrieb.
Was wir können
- Basisdesign und Parametrierung des Generators
- Lagerung und Kühlung
- Umrichter und Steuerung (ECU)
- Insel- und Netzbetrieb
- Prüfung unter Last auf unserem Prüfstand
04 · Brennkammern und Wasserstoff
Brennkammern für Wasserstoff und Sonderbrennstoffe
Wir entwickeln Brennkammern für kleine Gasturbinen, die mehr können als Erdgas: Wasserstoff, Schwachgas, Fuselöl und Stäube. Wasserstoff verbrennt schneller und heißer als Erdgas, Schwachgase und Stäube dagegen träge und ungleichmäßig. Die Brennkammer muss dazu passen.
Additiv gefertigte Brenner sparen deutlich Gewicht und erlauben Kühl- und Mischgeometrien, die sich anders nicht herstellen lassen. Getestet wird vom Einzelbrenner bis zur ganzen Brennkammer auf unserem Verbrennungsprüfstand.
Was wir können
- Brennstoffanalyse und Konzept
- Auslegung mit CFD
- Additiv gefertigte Brenner
- Versuche vom Einzelbrenner bis zur Gesamtbrennkammer
- Messprotokoll mit Emissionen und Temperaturen
05 · Wärmetauscher
Hochtemperatur-Wärmetauscher
Wir legen Wärmetauscher für hohe Temperaturen aus und begleiten sie bis zur Fertigung. Grundlage ist immer eine Analyse des ganzen Prozesses, damit Wärmetauscher, Turbine und Brennstoff zusammenpassen.
Hohe Temperaturen, große Temperaturunterschiede und wechselnde Lasten belasten Werkstoffe und Fügestellen. Mit Strömungs- und Festigkeitsrechnung finden wir den besten Kompromiss aus Wärmeübertragung, Druckverlust, Baugröße und Lebensdauer.
Was wir können
- Prozessanalyse und Konzept
- Thermische und strömungstechnische Auslegung
- Festigkeit und Lebensdauer
- Konstruktion und Fertigungsbegleitung
- Prüfung im Gesamtsystem
06 · Serienfertigung
Serienfertigung für Mikrogasturbinen konzipieren
Ein Prototyp läuft auf dem Prüfstand, nun soll die Maschine in Stückzahlen gebaut werden. Wir konzipieren die Serienfertigung für Mikrogasturbinen und vergleichbare Turbomaschinen und begleiten sie bis zum Serienanlauf.
Dazu passen wir die Konstruktion an Fertigung und Montage an, planen Montageablauf, Takt und Vorrichtungen und legen Prüfplätze aus, auf denen jede Maschine am Bandende geprüft wird. Fertigungspartner wählen wir mit Ihnen aus und qualifizieren sie.
Was wir können
- Fertigungs- und montagegerechte Konstruktion
- Montagekonzept, Taktung und Vorrichtungen
- Toleranzmanagement und Prüfpläne
- Prüfplätze am Bandende (End-of-Line)
- Auswahl und Qualifizierung von Fertigungspartnern
- Begleitung von Nullserie und Serienanlauf
Alles zusammen
Unsere Mikrogasturbinen
In einer Mikrogasturbine greifen alle Kompetenzen ineinander. Schauen Sie mit Röntgenblick in unseren Powerhead, drehen Sie ihn hoch und zerlegen Sie ihn in seine Bauteile.
Fragen zu unseren Kompetenzen
Welche Brennstoffe können Ihre Brennkammern verbrennen?
Je nach Auslegung Erdgas, Wasserstoff, Schwach- und Ultraschwachgase, LNG und LPG, flüssige Sonderbrennstoffe wie Fuselöle und Stäube. Multi-Fuel-Brenner können im Betrieb zwischen Brennstoffen wechseln.
Was ist der Unterschied zwischen Folienlager und Luftlager?
Folienlager sind eine Form des Luftlagers. Sie erzeugen den Luftfilm selbst durch die Drehung der Welle (aerodynamisch). Aerostatische Luftlager, etwa in Werkzeugmaschinen, brauchen dagegen Druckluft von außen.
Was passiert beim Anfahren und Abschalten eines Folienlagers?
Bis zur Abhebedrehzahl läuft die Welle kurz auf der Deckfolie. Eine reibungsmindernde Beschichtung schützt Folie und Welle in dieser Phase.
Wo werden Folienlager eingesetzt?
Überall, wo Wellen sehr schnell drehen und kein Öl in den Prozess gelangen darf: in Mikrogasturbinen, Turbogeneratoren, Verdichtern und Luftversorgungen von Brennstoffzellen.
Fertigen Sie Folienlager auch für fremde Maschinen?
Sprechen Sie uns mit Ihren Lasten und Drehzahlen an. Wir prüfen, ob ein Folienlager passt, und legen es für Ihre Maschine aus.
Erzählen Sie uns von Ihrer Maschine.
Lastenheft, Skizze oder nur eine Idee: Wir melden uns mit einer ersten technischen Einschätzung.
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