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Die Erfindung betrifft ein zylindrisches Dampfsieb, welches z. B. in einem Dampfeinlassbereich einer Dampfturbine einsetzbar ist.
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Ein solches Dampfsieb ist beispielsweise aus
DE 23 50 488 A1 bekannt, wobei das Dampfsieb eine zylindrische Siebflache hat, die aus hochkant um einen zylindrischen Stützkörper geführten metallischen Bändern besteht, wobei die Bänder teilweise gewellt sind, derart, dass nach Fertigstellung des Siebes jeweils ein gewellter Bandabschnitt neben einem ungewellten liegt. Die Siebfläche ist aus einem durchgehend gewellten Band und einem durchgehend glatten Band hergestellt, wobei die beiden Bänder jeweils nebeneinanderliegend hochkant auf den Stützkörper aufgewickelt sind.
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Ein weiteres solches Dampfsieb ist beispielsweise aus
EP 1 806 168 A1 bekannt, wobei das Dampfsieb aus einem rohrförmigen Grundkörper hergestellt ist, der an einer Innenseite einer Wandung dessen bzw. an einem Innenumfang dessen Quernuten für einen Dampfaustritt und an einer dazu gegenüber liegenden Außenseite der Wandung bzw. an einem Außenumfang dessen Längsnuten zur Bildung von Dampfdurchtrittsöffnungen aufweist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zylindrisches Dampfsieb bereitzustellen, welches bei hoher Funktionssicherheit einen geringen Strömungswiderstand aufweist.
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Dies wird mit einem Dampfsieb gemäß Anspruch 1 erreicht. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Gemäß der Erfindung weist ein zylindrisches Dampfsieb eine Mehrzahl von geraden länglichen Platten, eine Mehrzahl von gewellten länglichen Platten und ein Paar von Grundflächen des zylindrischen Dampfsiebes (bzw. des von dem Dampfsieb gebildeten Zylinders) bildenden Deckplatten auf, die mit vorbestimmtem Abstand voneinander einander gegenüberliegend auf einer gemeinsamen Achse und zueinander deckungsgleich angeordnet sind.
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Die geraden und die gewellten Platten sind zwischen den Deckplatten und in einer Umfangsrichtung des Dampfsiebes einander abwechselnd so angeordnet, dass eine Längserstreckung der Platten in einer Axialrichtung und eine Breitenerstreckung der Platten in einer Radialrichtung des Dampfsiebes verläuft, wobei von sich in Axialrichtung des Dampfsiebes abwechselnden Bergen und Tälern der jeweiligen gewellten Platten in Zusammenwirkung mit Hauptflächen der jeweils benachbarten geraden Platten radial verlaufende Siebdurchlässe gebildet sind, welche einen radial einwärts gerichteten Einströmfluss in das Dampfsieb vorgeben.
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Das erfindungsgemäße zylindrische Dampfsieb weist bei hoher Funktionssicherheit einen geringen Strömungswiderstand auf. Dies wird insbesondere durch die vorteilhafte Anordnung der geraden und der gewellten Platten erreicht, bei der das Dampfsieb axial verlaufende Schlitze (zwischen jeweils zwei geraden Platten) aufweist, welche nur durch die wellenförmige Struktur der gewellten Platten unterbrochen sind. Damit wird den Siebdurchlässen ein sehr großer Prozentsatz der Mantelfläche des Dampfsiebes bereitgestellt, wodurch der von dem Dampfsieb erzeugte Strömungswiderstand außerordentlich gering ist.
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Dadurch, dass die Siebdurchlässe einen sehr großen Prozentsatz der Mantelfläche des Dampfsiebes in Anspruch nehmen, kann ein über die Wellenform der gewellten Platten definierter Durchlassdurchmesser der Siebdurchlässe so klein ausgebildet sein, wie es zur Gewährleistung von Funktionssicherheit für einen Dampfverbraucher wie eine Turbine, d. h. das Fernhalten von unerwünschten ggf. Beschädigungen hervorrufenden Partikeln von dem Verbraucher, notwendig bzw. gewünscht ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vergrößert sich ein jeweiliger Querschnitt der radial verlaufenden Siebdurchlässe radial einwärts des Dampfsiebes.
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Dadurch, dass sich die Siebdurchlässe in Strömungsrichtung aufweiten, kann bei hoher Funktionssicherheit ein Verstopfen des Dampfsiebes durch Ablagerungen sicher vermieden werden. Mit anderen Worten können sich z. B. kleine Partikel, welche durch ihre (als nicht beschädigungsrelevant eingestufte) Größe bedingt gerade so in die Siebdurchlässe eintreten können, sich durch die Querschnittsaufweitung der Siebdurchlässe nicht in diesen verklemmen und sicher abtransportiert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die geraden Platten so ausgebildet, dass eine Dickenabmessung dieser radial einwärts des Dampfsiebes abnimmt.
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Damit kann auf sehr einfache und damit kostengünstige Weise die radial einwärts des Dampfsiebes gerichtete Querschnittsaufweitung der Siebdurchlässe realisiert werden.
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Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind das Paar von Deckplatten in Form zweier dimensionsgleicher Kreisringe ausgebildet, wobei die jeweilige Breitenerstreckung der geraden und der gewellten Platten einer Ringbreite der Kreisringe entspricht.
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Mit dieser Ausgestaltung der Erfindung wird auf einfache Weise ein kreiszylindrisches Dampfsieb realisiert, welches durch seine rotationssymmetrische Form einfach und sicher zu installieren und damit einfach und sicher zu betreiben ist. Durch die Kreisringform der Deckplatten wird auf einfache Weise eine innenliegende Dampfauslasspassage für das Dampfsieb geschaffen.
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Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung bilden radial äußere Längskanten der geraden und der gewellten Platten zusammen einen Außenumfang und radial innere Längskanten der geraden und der gewellten Platten zusammen einen einen Innenraum des zylindrischen Dampfsiebes definierenden Innenumfang.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist an einem voraussichtlichen bzw. berechneten Scheitelpunkt einer durch das Dampfsieb hindurchzuleitenden Strömung ein Verstärkungselement entlang des Innenumfangs an den geraden und den gewellten Platten angebracht, so dass eine Verstärkung des Dampfsiebes gegen radial darauf einwirkende Kräfte erzielt ist.
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Solch ein Verstärkungselement kann z. B. von einem bogenförmig oder ringförmig geformten Blech oder Runddraht vorbestimmter Breite und Dicke bzw. vorbestimmten Durchmessers gebildet sein. Durch das Verstärkungselement wird das Dampfsieb radial so stabilisiert, dass dieses sogar dem direkten Aufprall schwererer Gegenstände, wie z. B. in einer mit dem Dampfsieb verbundenen Dampfleitung vergessenem Werkzeug, wiederstehen kann.
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Bevorzugt ist das Verstärkungselement in einem Mittelabschnitt in Bezug auf die Längserstreckung der geraden und der gewellten Platten angeordnet, so dass bezüglich radialer Kräfte eine optimale bzw. symmetrische Hebelarmverteilung erzielt wird.
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Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung sind die geraden und die gewellten Platten sowie die Deckplatten jeweils von Blech gebildet, wobei die geraden und die gewellten Platten an mit den Deckplatten in Kontakt stehenden Längsenden dieser jeweils durch wenigstens eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Schweißnaht mit der jeweiligen Deckplatte verbunden sind.
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Gemäß Ausführungsformen der Erfindung kann je Längsende eine Ringschweißnaht am Außenumfang und/oder eine Ringschweißnaht am Innenumfang des Dampfsiebes vorgesehen sein.
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Dadurch kann das Dampfsieb einfach und kostengünstig mit der erforderlichen strukturellen Festigkeit hergestellt werden. Durch das Verschweißen der Einzelteile (Platten und Deckplatten) wird ohne zusätzliche Verbindungsmittel (und damit einfach und kostengünstig) ein integriertes Dampfsieb bzw. ein integraler Dampfsiebkörper mit hervorragenden Eigenschaften hinsichtlich struktureller Festigkeit geschaffen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die geraden und die gewellten Platten in einem Mittelabschnitt in Bezug auf die Längserstreckung dieser durch wenigstens eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Schweißnaht miteinander verbunden.
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Auch diese Ausgestaltung der Erfindung erhöht auf vorteilhafte Weise die strukturelle Festigkeit des Dampfsiebes.
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Gemäß Ausführungsformen der Erfindung kann eine Ringschweißnaht am Außenumfang und/oder eine Ringschweißnaht am Innenumfang des Dampfsiebes vorgesehen sein.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren detaillierter beschrieben.
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1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines zylindrischen Dampfsiebes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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2 zeigt eine schematische von radial außen her gesehene Detailansicht von Siebdurchlässen eines zylindrischen Dampfsiebes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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3 zeigt eine schematische perspektivische geschnittene Teilansicht eines zylindrischen Dampfsiebes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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4 zeigt eine schematische perspektivische Teilansicht eines zylindrischen Dampfsiebes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
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Wie insbesondere aus 1 ersichtlich, hat ein Dampfsieb 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine zylindrische (hier insbesondere eine kreiszylindrische) Form.
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Das Dampfsieb 1 weist eine Mehrzahl von geraden länglichen Platten 10, eine Mehrzahl von gewellten länglichen Platten 20 und ein Paar von Grundflächen des Dampfsiebes 1 bildenden Deckplatten 30, 30 auf, die mit vorbestimmtem Abstand voneinander einander gegenüberliegend auf einer gemeinsamen Achse und zueinander deckungsgleich angeordnet sind.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die geraden Platten 10, die gewellten Platten 20 und die Deckplatten 30 jeweils von Feinblech gebildet.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung haben die geraden Platten 10 eine maximale Dickenabmessung DGmax = 0,7 mm und die gewellten Platten 20 eine Dickenabmessung DW = 0,7 mm (siehe 2), wobei die Deckplatten 30 eine Dickenabmessung DD (siehe 4) von größer 0,7 mm, wie z. B. 1,5 mm aufweisen. Andere Dickenabmessung sind je nach gewünschter Stabilität, Größendimension und Filterleistung des Dampfsiebes 1 natürlich denkbar und in den Umfang der Erfindung mit eingeschlossen, wobei bevorzugt die Dickenabmessung DD der Deckplatten 30 größer als die Dickenabmessungen DGmax und DW der geraden und der gewellten Platten 10, 20 ist.
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Die geraden Platten 10 können als frei im Handel erhältliches Walzmaterial, wie z. B. Blech aus nichtrostendem Stahl, bezogen werden und entsprechend den gewünschten Dimensionen auf eine bestimmte Breitenabmessung bzw. Breitenerstreckung und eine bestimmte Längenabmessung bzw. Längserstreckung zugeschnitten werden.
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Die gewellten Platten
20 können entweder als im Handel erhältliches Halbzeug, z. B. Wellblech aus nichtrostendem Stahl, bezogen werden oder auch wie in
DE 1 198 833 B oder
DE 23 50 488 A1 beschrieben hergestellt werden und entsprechend den gewünschten Dimensionen auf eine bestimmte Breitenabmessung bzw. Breitenerstreckung und eine bestimmte Längenabmessung bzw. Längserstreckung zugeschnitten werden.
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Die Deckplatten 30, 30 sind in Form zweier dimensionsgleicher Kreisringe ausgebildet, welche eine bei beiden Deckplatten 30, 30 gleiche Ringbreite RB (siehe 4) aufweisen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weisen die geraden Platten 10 und die gewellten Platten 20 jeweils eine gleiche Breitenerstreckung PB (siehe 3 und 4) und eine gleiche Längserstreckung PL (siehe 1) auf, wobei die Breitenerstreckung PB der Ringbreite RB der Deckplatten 30, 30 entspricht.
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Wie insbesondere aus 1, 3 und 4 ersichtlich, sind die geraden Platten 10 und die gewellten Platten 20 zwischen den beiden Deckplatten 30, 30 und in einer Umfangsrichtung des Dampfsiebes 1 einander abwechselnd so angeordnet, dass die Längserstreckung PL der Platten 10, 20 in einer Axialrichtung AR (siehe 3) und die Breitenerstreckung PB der Platten 10, 20 in einer Radialrichtung RR (siehe 4) des Dampfsiebes 1 verläuft.
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Radial äußere Längskanten der geraden Platten 10 und der gewellten Platten 20 bilden zusammen einen Außenumfang UA und radial innere Längskanten der geraden Platten 10 und der gewellten Platten 20 bilden zusammen einen einen Innenraum IR des zylindrischen Dampfsiebes 1 definierenden Innenumfang UI (siehe 1).
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Wie insbesondere aus 2 ersichtlich, sind von sich in Axialrichtung AR des Dampfsiebes 1 abwechselnden Bergen und Tälern (nicht separat bezeichnet) der jeweiligen gewellten Platten 20 in Zusammenwirkung mit Hauptflächen 11 der jeweils benachbarten geraden Platten 10 radial des Dampfsiebes 1 verlaufende Siebdurchlässe S gebildet, welche einen radial einwärts gerichteten Einströmfluss in das Dampfsieb 1 vorgeben.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weisen die Scheitelpunkte der Berge und der Täler einer jeden gewellten Platte 20 einen Abstand A von 10 mm auf. In Kombination mit der Dickenabmessung DW (hier 0,7 mm) der jeweiligen gewellten Platte 20 ergibt sich ein bestimmter radial äußerer minimaler Siebdurchlass-Durchmesser SDmin für die jeweiligen Siebdurchlässe S. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beträgt der minimale Siebdurchlass-Durchmesser SDmin = 1 mm bei einer Dickenabmessung DW = 0,7 mm der gewellten Platten 20. Andere minimale Siebdurchlass-Durchmesser SDmin (bzw. Filterdurchmesser) sind je nach gewünschter Filterleistung des Dampfsiebes 1 natürlich denkbar und in den Umfang der Erfindung mit eingeschlossen.
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Wie insbesondere aus 3 ersichtlich, vergrößert sich ein jeweiliger Querschnitt der radial verlaufenden Siebdurchlässe S radial einwärts des Dampfsiebes 1. Zu diesem Zweck sind die geraden Platten 10 so ausgebildet, dass ihre Dickenabmessung z. B. per Überfräsen von der maximalen Dickenabmessung DGmax radial einwärts des Dampfsiebes 1 auf eine minimale Dickenabmessung DGmin (hier z. B. DGmin = 0,5 mm) abnimmt. Damit weisen die Siebdurchlässe S in Strömungsrichtung (radial einwärts) eine Querschnittsaufweitung auf, welche durch einen bestimmten Aufweitungswinkel α und einen bestimmten radial inneren maximalen Siebdurchlass-Durchmesser SDmax definiert ist.
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Wie insbesondere aus 3 ersichtlich, ist entlang des Innenumfangs UI an den geraden Platten 10 und den gewellten Platten 20 ein Verstärkungselement 40 in Form eines verstärkten Schutzbleches angebracht, so dass eine Verstärkung des Dampfsiebes 1 gegen radial darauf einwirkende Kräfte erzielt ist. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Verstärkungselement 40 an einem voraussichtlichen Scheitelpunkt einer durch das Dampfsieb 1 hindurchzuleitenden Strömung angeordnet. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann das Verstärkungselement 40 z. B. in einem Mittelabschnitt in Bezug auf die Längserstreckung PL der geraden und der gewellten Platten 10, 20 angeordnet sein.
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Wie insbesondere aus 4 ersichtlich, sind die geraden Platten 10 und die gewellten Platten 20 an mit den Deckplatten 30, 30 in Kontakt stehenden Längsenden der geraden und der gewellten Platten 10, 20 jeweils durch zwei sich in Umfangsrichtung erstreckende ringförmige Schweißnähte 50, 50 (bzw. Ringschweißnähte) mit der jeweiligen Deckplatte 30 verbunden. Mit anderen Worten sind je Längsende eine Schweißnaht 50 am Außenumfang UA und eine Schweißnaht 50 am Innenumfang UI des Dampfsiebes 1 vorgesehen.
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Wie insbesondere aus 1 ersichtlich, sind die geraden Platten 10 und die gewellten Platten 20 in einem Mittelabschnitt in Bezug auf die Längserstreckung PL dieser durch eine sich in Umfangsrichtung erstreckende ringförmige Schweißnaht 60 (bzw. Ringschweißnaht) miteinander verbunden.
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Im Fazit wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ein kreiszylindrisches Dampfsieb 1 bereitgestellt, welches als Einbauabmessungen einen Innendurchmesser ID = 220 mm (siehe 1), einen Außendurchmesser AD = 250 mm (siehe 3) und eine axiale Länge bzw. Höhe DL = 240 mm (siehe 1) aufweist. Andere Einbauabmessungen sind natürlich möglich und in den Umfang der Erfindung mit eingeschlossen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dampfsieb
- 10
- gerade Platte(n)
- 11
- Hauptfläche
- 20
- gewellte Platte(n)
- 30
- Deckplatte(n)
- 40
- Verstärkungselement
- 50
- Schweißnaht
- 60
- Schweißnaht
- AD
- Außendurchmesser
- ID
- Innendurchmesser
- DL
- axiale Länge
- UA
- Außenumfang
- UI
- Innenumfang
- IR
- Innenraum
- AR
- Axialrichtung
- RR
- Radialrichtung
- PL
- Längserstreckung
- PB
- Breitenerstreckung
- A
- Abstand
- DW
- Dickenabmessung
- DGmax
- maximale Dickenabmessung
- DGmin
- minimale Dickenabmessung
- DD
- Dickenabmessung
- RB
- Ringbreite
- S
- Siebdurchlass
- SDmin
- minimaler Siebdurchlass-Durchmesser
- SDmax
- maximaler Siebdurchlass-Durchmesser
- α
- Aufweitungswinkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2350488 A1 [0002, 0037]
- EP 1806168 A1 [0003]
- DE 1198833 B [0037]
