Hochentwickelte Turbomaschinen für kryogene Anwendungen
Während die Nachfrage nach leistungsstarken Kryosystemen weiter steigt, werden die Anforderungen an kryogene Maschinen immer anspruchsvoller. Hoher Wirkungsgrad, geringe Vibration, kontaminationsfreier Betrieb und lange Lebensdauer sind entscheidende Faktoren für einen zuverlässigen Betrieb bei Temperaturen bis zu 20 K und darunter.
Celeroton erfüllt diese Anforderungen mit hochentwickelten, gasgelagerten Turbo kompressoren und -expandern, die speziell für kryogene Umgebungen entwickelt wurden. Das Portfolio umfasst zwei zentrale Technologielösungen: Turbomaschinen für Reverse Turbo-Brayton (RTB) Kryokühler sowie Hochleistungskaltkompressoren für die kryogene Gaszirkulation und Druckerhöhung.
Für RTB-Kryokühler liefert Celeroton ölfreie Turbo Kompressoren und Turbo Expander zusammen mit spezieller Leistungselektronik. Die Technologie ermöglicht eine hocheffiziente kryogene Kühlung unter Verwendung von Helium, Neon und anderen Prozessgasen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Lagersystemen arbeitet Celeroton mit ölfreier Gaslagertechnologie und ohne rotierende Dichtungen oder Verschleiss während des Betriebs. Dies ermöglicht einen kontaminationsfreien Betrieb, Wartungsfreiheit und aussergewöhnlich niedrige Vibrationwerte.
Ein charakteristisches Merkmal der RTB-Lösung ist die Integration von mit Generatoren ausgestatteten Turboexpandern. Die bei der Gasexpansion zurückgewonnene Energie kann in das Stromnetz zurückgespeist werden, wodurch sich der Gesamtwirkungsgrad des Kryokühlers verbessert. Eine fortschrittliche Regelung wird durch die unabhängige Drehzahlregelung sowohl des Kompressors als auch des/der Expander(s) erreicht, was eine Feinabstimmung des Massenstroms und der Expansionsverhältnisse ermöglicht. Die kompakte Bauweise ermöglicht zudem die direkte Integration des Expanders in die Kaltkammer und unterstützt so hochoptimierte Auslegungen kryogener Systeme.
Neben RTB-Kryokühlern entwickelt Celeroton auch Kaltkompressoren für Anwendungen im Bereich der Kryogashandhabung. Diese Systeme verbinden hohe Druckverhältnisse mit sehr geringen Vibrationswerten und eignen sich besonders für den direkten Einbau in kryogene Umgebungen. Die ölfreie, gasgelagerte Bauweise verhindert Kontaminationsrisiken und gewährleistet gleichzeitig einen zuverlässigen Langzeitbetrieb unter anspruchsvollen Bedingungen.
Die Technologie ist in einem breiten Spektrum kryogener Märkte einsetzbar. Beispiele hierfür sind Quantencomputer, supraleitende Magnete, Kabel, Motoren und Generatoren, Wasserstoffverflüssigungs- und -speichersysteme, wissenschaftliche Forschungsinfrastruktur, medizinische Kryosysteme und fortschrittliche Weltraummissionen. In diesen Anwendungen müssen kryogene Maschinen hohe Leistung erbringen und gleichzeitig die Sauberkeit, Zuverlässigkeit und Betriebsstabilität gewährleisten, die für empfindliche Prozesse und Anlagen erforderlich sind.
„Wir beobachten eine wachsende Nachfrage nach kryogenen Lösungen in den Bereichen supraleitende Systeme, Wasserstoffinfrastruktur, medizinische Anwendungen und Weltraummissionen“, sagt Raphael Moser, Sales Manager bei der Celeroton AG. „Kunden suchen zunehmend nach Lösungen, die hohen Wirkungsgrad, geringe Vibrationswerte und langfristige Zuverlässigkeit vereinen. Gasgelagerte Turbomaschinen ermöglichen genau diese Eigenschaften, selbst bei Temperaturen bis zu 20 K und darunter.“
„Viele neue kryogene Anwendungen erfordern eine Kombination aus hohem Wirkungsgrad, extrem geringen Vibrationswerten und wartungsfreiem Betrieb“, ergänzt Christof Zwyssig, CTO der Celeroton AG. „Gasgelagerte Turbomaschinen erfüllen diese Anforderungen auf einzigartige Weise und ermöglichen gleichzeitig einen zuverlässigen Betrieb von Umgebungstemperaturen bis zu 20 K und darunter.“
Aufbauend auf der Expertise im Bereich gasführender Turbomaschinen treibt Celeroton die Entwicklung von Kompressor- und Expandertechnologien voran, die effiziente, ölfreie und vibrationsarme Kryosysteme ermöglichen, die bei Umgebungstemperaturen bis zu 20 K und darunter betrieben werden können.
