Frühwarnsystem für Verdichterinstabilitäten
Patent 16060/TUB

Die Erfindung ermöglicht die Vorhersage einer Instabilität in einem Verdichter und erlaubt so zuverlässig eine Frühwarnung im Falle einer Störung. Angewendet werden kann das Frühwarnsystem in thermischen Turbomaschinen, zum Beispiel in Flugtriebwerken.

Vorteile
  1. Ermittlung der Pumpgrenze ohne diese zu überschreiten --> Zerstörungsfreie Messung
  2. Frühzeitige Identifikation und Quantifizierung von Störungen
  3. Letzter stabiler Arbeitspunkt vor einer möglichen Instabilität anzeigbar
Anwendungsmöglichkeiten

Das Verfahren kann bei thermischen Turbomaschinen wie bspw. Axial- oder Radialverdichtern angewendet werden, wobei Axialverdichter eine zentrale Komponente in Flugtriebwerken bilden.

Hintergrund

Leistungsdaten von neu entwickelten Verdichtern werden bislang auf Prüfständen vermessen und anschließend in ein Kennfeld eingetragen. Wesentlicher Bestandteil eines solchen Kennfeldes ist dabei die Pumpgrenze, da diese für die Gewährleistung eines sicheren Betriebs essentiell ist. Bei ihrer Überschreitung entstehen im Verdichter Instabilitäten, welche eine extrem hohe aerodynamische Belastung für den Verdichter darstellen und erhebliche strukturelle Schäden hervorrufen können. Da die Pumpgrenze jedoch nur nach ihrem Überschreiten identifizierbar ist, werden bislang kostspielige Totalausfälle der getesteten Verdichter in Kauf genommen. Aufgabe der Erfindung war es daher, ein Verfahren zur Bestimmung eines Indikators für eine Vorhersage einer Instabilität in einem Verdichter bereitzustellen, das zuverlässig eine Frühwarnung für das mögliche Auftreten einer Verdichterinstabilität, insbesondere das Erreichen der Pumpgrenze, erlaubt.

Technische Beschreibung

Bei dem Verfahren handelt es sich um ein Frühwarnsystem für Verdichterinstabilitäten bei dem der Verdichter auf einem Prüfstand allmählich an seine Pumpgrenze gefahren wird. Dabei werden zeitlich hochaufgelöste Druckmessdaten erhoben aus denen dann anschließend ein integraler Parameter berechnet werden kann. Wird dieser anschließend über alle vermessen Betriebspunkte aufgetragen, erhält man eine sichere Möglichkeit die Betriebsgrenze und damit die Pumpgrenze vorherzusagen und damit eine rechtzeitige Früherkennung von Brennerinstabilitäten zu ermöglichen. Die Funktion und das Potential des Verfahrens wurden bereits an einen Versuchsstand der Fachgebietes der TU Berlin nachgewiesen.

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Ina Krüger

Lizenzmanagerin

+49 (0)30 314-75916
ina.krueger@tu-berlin.de

Technischer Reifegrad
TRL 6

Prototypensystem

Schutzrechte

in Anmeldung: PCT
erteilt: DE

Patentinhaber

Technische Universität Berlin

Möglichkeiten der Zusammenarbeit
  • F&E Kooperation
  • Patentkauf
  • Lizenzierung