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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dampfsieb mit einer Siebfläche von im Wesentlichen zylindrischer oder konischer Gestalt und mit einer Vielzahl von Sieböffnungen zum Durchtritt von Dampf, die in einem die Siebfläche definierenden Siebmantel des Dampfsiebes ausgebildet sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Dampfsiebes.
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Derartige Dampfsiebe sind in vielfältigen Ausführungen aus dem Stand der Technik bekannt und finden beispielsweise in Dampfströmungspassagen von Dampfturbinenanlagen Verwendung, um in der betreffenden Dampfströmungspassage unerwünschte Fremdkörper abzufangen, so dass stromabwärts des Dampfsiebes nachfolgende Anlagenkomponenten vor Beschädigungen geschützt sind. Lediglich beispielhaft sei hierzu auf die Patentveröffentlichungen
DE 10 2009 007 240 A1 und
WO 2014/095380 A1 verwiesen.
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Prinzipiell nachteilig beim Einsatz eines Dampfsiebes ist eine damit einhergehende Vergrößerung des Strömungswiderstandes der betreffenden Dampfströmungspassage. Der Strömungswiderstand bewirkt einen entsprechenden Druckverlust und somit eine Verringerung Wirkungsgrades des Gesamtsystems (z. B. Industrie-Dampfturbinenanlage).
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Zur Verringerung des Strömungswiderstands offenbart die
DE 10 2009 007 240 A1 eine im Wesentlichen zylindrische Siebfläche des Dampfsiebes korrugiert auszubilden, so dass damit die Siebfläche effektiv vergrößert und folglich der Strömungswiderstand verkleinert ist. Konkret wird vorgeschlagen, eine Vielzahl von jeweils mit Sieböffnungen versehenen Siebblechen zickzackartig in Umfangsrichtung des Dampfsiebes ringförmig aneinandergereiht und miteinander verbunden anzuordnen.
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Ein weiteres Problem beim Einsatz von Dampfsieben besteht darin, dass diese oftmals hohen Belastungen (z. B. Schwingungsbelastungen oder Temperaturschwankungen) ausgesetzt sind, welche das Dampfsieb nach einer relativ kurzen Einsatzzeit schädigen oder sogar zerstören können. In der
WO 2014/095380 A1 wird aus diesem Grund ein besonderer Aufbau des Dampfsiebes vorgeschlagen, bei dem das Dampfsieb ausbildende schalenförmige Einzelelemente im Schadensfall separat ausgetauscht werden können.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Dampfsieb bzw. ein Verfahren zur Herstellung eines Dampfsiebes aufzuzeigen, mittels welchen eine besonders weitgehende Verringerung des Strömungswiderstandes bei gleichzeitig hoher mechanischer Belastbarkeit und geringem Materialaufwand erzielbar ist.
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Das erfindungsgemäße Dampfsieb ist dadurch gekennzeichnet, dass die Gestalt der Siebfläche von einer idealen Zylinder- bzw. Konusform abweicht und/oder der Siebmantel eine über die Siebfläche betrachtet variierende Dicke besitzt und/oder eine Gestalt der Sieböffnungen über die Siebfläche betrachtet variiert.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines derartigen Dampfsiebes ist dadurch gekennzeichnet, dass für eine vorgegebene Installationsumgebung des herzustellenden Dampfsiebes eine Formgestaltung des herzustellenden Dampfsiebes festgelegt wird und das Dampfsieb mittels eines generativen Fertigungsverfahrens entsprechend der ermittelten Formgestaltung hergestellt wird.
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Vorteilhaft kann ein erfindungsgemäßes Dampfsieb bzw. erfindungsgemäß hergestelltes Dampfsieb je nach konkreter Anforderung mit besonders niedrigem Strömungswiderstand und/oder besonders hoher mechanischer Belastbarkeit und somit Haltbarkeit bereitgestellt werden. Aus dem Stand der Technik bekannte Dampfsiebe einer vorgegebenen Baugröße, bei denen die Siebfläche eine zylindrische oder konische Gestalt aufweist und/oder der Siebmantel eine einheitliche Dicke besitzt und/oder sämtliche der Sieböffnungen identisch gestaltet sind, ist in üblichen Installationsumgebungen nicht dazu geeignet, einen sehr kleinen Strömungswiderstand bei gleichzeitig hoher mechanischer Belastbarkeit und geringem Materialaufwand zu erzielen.
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Die Grundidee der Erfindung besteht darin, eine (mehr oder weniger weitgehende) Optimierung der Formgestaltung des Dampfsiebes bzw. zumindest des für die Funktion wesentlichen Siebmantels im Sinne einer „optimierten dreidimensionalen Freiformkontur“ des den Siebmantel bildenden Materials vorzusehen.
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Die konkrete erfindungsgemäße Realisierung dieser Grundidee bedient sich hierbei wenigstens eines, bevorzugt mehrerer und insbesondere z. B. sämtlicher drei der vorgenannten Gestaltungsdetails, nämlich der Details betreffend die Gestalt der Siebfläche, die Dicke des Siebmantels, und die Gestalt der Sieböffnungen.
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Was die Abweichung der Gestalt der Siebfläche von einer idealen Zylinder- bzw. Konusform anbelangt, so ist bevorzugt vorgesehen, dass die Siebfläche in wenigstens einem Bereich doppelt gekrümmt ist, also insbesondere z. B. in wenigstens einem Bereich eine „ballige“ Ausbuchtung (d. h. nach radial außen) oder Einbuchtung (d. h. nach radial innen) aufweist.
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Vor allem im Hinblick auf die bei der Erfindung gegebenenfalls variierende Dicke des Siebmantels sei im Sinne der Erfindung unter der „Siebfläche“ des Dampfsiebes diejenige gedachte Fläche verstanden, die im Zentrum des Siebmantels verläuft, also eine „Mittelfläche“, die in der Mitte zwischen einer Außenfläche und einer Innenfläche des Siebmantels verläuft.
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Die Siebfläche kann von deren Außenseite betrachtet in wenigstens einem Bereich der Siebfläche z. B. eine konkave Krümmung, insbesondere zweiachsig konkave Krümmung besitzen.
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In einer Ausführungsform ist die Siebfläche im Wesentlichen symmetrisch bezüglich einer in Axialrichtung verlaufenden Mittelebene des Dampfsiebes ausgebildet.
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In einer Ausführungsform weist die Siebfläche in einem Schnitt (z. B. Axialschnitt oder Radialschnitt) betrachtet an wenigstens einer Stelle eine Abwinkelung auf. In einer Weiterbildung weist die Siebfläche in ein und demselben Schnitt betrachtet mehrere Abwinkelungen auf, wobei z. B. im Falle von zwei aufeinanderfolgenden Abwinkelungen von einander entgegengesetzter Abwinkelungsrichtung insbesondere eine Stufe im Schnitt der Siebfläche ausgebildet sein kann.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Siebfläche in einem Schnitt entlang einer in Axialrichtung des Dampfsiebes verlaufenden Ebene betrachtet auf wenigstens einer Seite aus einem Bogen gebildet ist. Ein solcher Bogen im Schnitt ist gleichbedeutend mit einer über die im Wesentlichen gesamte axiale Erstreckung der Siebfläche an der betreffenden Stelle des Umfanges ausgebildeten Ausbuchtung bzw. Einbuchtung.
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In einer Weiterbildung ist die Siebfläche in dem Schnitt entlang der in Axialrichtung verlaufenden Ebene betrachtet aus zwei Bögen gebildet, wobei jeder dieser Bögen gleichbedeutend jeweils mit einer Ausbuchtung bzw. Einbuchtung an der betreffenden Stelle des Umfanges ist.
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In einer alternativen oder zusätzlichen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Siebfläche in einem Schnitt entlang einer in Axialrichtung des Dampfsiebes und orthogonal zu der erstgenannten Ebene verlaufenden zweiten Ebene betrachtet ebenfalls auf wenigstens einer Seite aus einem Bogen gebildet ist, insbesondere z. B. insgesamt aus zwei Bögen (einer auf jeder Seite) gebildet ist.
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Was die Variation der Dicke des Siebmantels über die Siebfläche betrachtet anbelangt, so kann diese Dicke z. B. in Axialrichtung des Dampfsiebes betrachtet variieren. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Dicke des Siebmantels in Umfangsrichtung des Dampfsiebes betrachtet variiert.
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In einer Ausführungsform variiert die Dicke um wenigstens einen Faktor 1,1, d. h. ist eine maximale Dicke des Siebmantels mindestens das 1,1-fache einer minimalen Dicke des Siebmantels. In einer Ausführungsform variiert die Dicke um wenigstens einen Faktor 1,5. In einer Ausführungsform ist dieser Faktor jedoch kleiner als 5, insbesondere kleiner als 4.
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In einer Ausführungsform variiert die Dicke des Siebmantels im Wesentlichen kontinuierlich, d. h. macht diese Dicke keine ausgeprägten Sprünge.
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In einer Ausführungsform ist das Dampfsieb oder zumindest dessen Siebmantel einstückig ausgebildet, z. B. aus einem metallischen Werkstoff. Alternativ kommt z. B. ein keramischer Werkstoff in Betracht.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Variation der Dicke des Siebmantels über die Siebfläche betrachtet derart konzipiert, dass in der Verwendungssituation des Dampfsiebes, wenn also dessen Sieböffnungen z. B. von radial außen nach radial innen (oder umgekehrt) von Dampf durchströmt werden eine hinsichtlich der damit einhergehenden mechanischen Belastungen höhere Stabilität des Siebmantels vorliegt als im Vergleich zu einem aus gleich viel Material gebildeten Siebmantel mit gleicher Siebfläche, jedoch einheitlicher Dicke.
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Was die Variation der Gestalt der Sieböffnungen über die Siebfläche betrachtet anbelangt, so ist gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, dass die Gestalt der Sieböffnungen (zumindest) über die Axialrichtung des Dampfsiebes betrachtet variiert. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Gestalt der Sieböffnungen über die Umfangsrichtung des Dampfsiebes betrachtet variiert.
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Ganz allgemein kann die Variation der Gestalt der Sieböffnungen einerseits deren Öffnungsfläche bzw. deren Volumen und andererseits deren Formgebung (Konturverauf) betreffen.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass wenigstens ein Teil der Sieböffnungen als Kanäle ausgebildet sind und jeweils eine schräg durch den Siebmantel verlaufende Durchströmung vorsehen. Damit kann in der Verwendungssituation vorteilhaft insbesondere eine strömungstechnisch günstige Umlenkung der Dampfströmungsrichtung im Bereich der Siebfläche „von radial nach axial“ bzw. „von axial nach radial“ bewerkstelligt werden.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass wenigstens ein Teil der Sieböffnungen als Kanäle ausgebildet sind und jeweils einen gekrümmten Verlauf besitzen. Auch damit kann vorteilhaft die vorerwähnte Umlenkung der Dampfströmungsrichtung im Bereich der Siebfläche bewerkstelligt bzw. strömungstechnisch verbessert werden.
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Bei den Ausführungsformen, bei denen wenigstens ein Teil der Sieböffnungen als Kanäle ausgebildet sind und jeweils eine schräg durch den Siebmantel verlaufende Durchströmung vorsehen und/oder jeweils einen gekrümmten Verlauf besitzen, kann beispielsweise eine Variation der Gestalt der Sieböffnungen vorgesehen sein, die im Wesentlichen die Durchströmungsverlaufsrichtung bzw. die Richtung der Krümmung betrifft.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass wenigstens ein Teil der Sieböffnungen einen von einer idealen Kreisform abweichenden Querschnitt besitzt. Insbesondere können die betreffenden Sieböffnungen z. B. einen langgestreckten Querschnitt besitzen (z. B. ovale Sieböffnungen oder schlitzartige Sieböffnungen).
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In einer Ausführungsform besitzt wenigstens ein Teil der Sieböffnungen einen wenigstens annähernd sechseckigen Querschnitt, wobei in diesem Fall durch die Anordnung der betreffenden Sieböffnungen bevorzugt eine Sechseckwabenstruktur ausgebildet ist.
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Soweit bei hier beschriebenen Ausführungsformen vorgesehen ist, dass „wenigstens ein Teil der Sieböffnungen“ eine bestimmte Eigenschaft besitzt, so kann hierfür z. B. gelten, dass z. B. mehr als 50 %, insbesondere mehr als 80 %, der Sieböffnungen diese Eigenschaft besitzt.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung wird eine Dampfsiebanordnung vorgeschlagen, umfassend
- - ein Gehäuse,
- - ein im Gehäuse untergebrachtes Dampfsieb der hier beschriebenen Art zum Sieben von Dampf, welcher an einem einlassseitigen Gehäusebereich in das Gehäuse einströmt und nach Durchströmung des Siebmantels das Gehäuse an einem auslassseitigen Gehäusebereich wieder verlässt,
- - optional ein Dampfventil, das im auslassseitigen Gehäusebereich oder einem stromabwärts dieses Gehäusebereiches angebundenen Ventilgehäuses untergebracht ist.
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Der einlassseitige Gehäusebereich und/oder der auslassseitige Gehäusebereich kann jeweils rohrförmig (z. B. mit kreisrundem Querschnitt) ausgebildet sein und/oder jeweils einstückig an einem zentralen Gehäuseabschnitt angebunden sein (von welchem sich die einlassseitigen und auslassseitigen Gehäusebereiche weg erstrecken).
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Die von den einlassseitigen und auslassseitigen Gehäusebereichen vorgegebenen Dampfströmungsrichtungen sind gemäß einer Ausführungsform nicht gleich, sondern verlaufen unter einem Winkel zueinander. In einer speziellen Ausführungsform ist die Dampfströmungsrichtung des auslassseitigen Gehäusebereiches wenigstens annähernd orthogonal (z. B. in einem Bereich von 70° bis 110° abgewinkelt) bezüglich der Dampfströmungsrichtung des einlassseitigen Gehäusebereiches orientiert. Hierbei kann das Dampfsieb derart im Gehäuse untergebracht sein, dass der einlassseitig eingeströmte Dampf den Siebmantel des Dampfsiebes in dessen Radialrichtung von außen nach innen durchströmt und sodann im Inneren des Dampfsiebes in dessen Axialrichtung weiterströmt und somit das Dampfsieb zum auslassseitigen Gehäusebereich hin wieder verlässt. Bei einer derart abgewinkelten Konfiguration der Dampfsiebanordnung lässt sich das Dampfventil relativ einfach im Gehäuse integrieren, z. B. mit einem im auslassseitigen Gehäusebereich bewegbar angeordneten Ventilkörper (z. B. Ventilteller) und einem mit dem Ventilkörper für dessen Betätigung verbundenen Betätigungsorgan wie einer Schubstange bzw. einer Ventilspindel, welche in Axialrichtung durch das Dampfsieb hindurch und weiter durch eine entsprechende Durchführung am Gehäuse aus dem Gehäuse heraus verlaufen kann.
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Was die Herstellung eines erfindungsgemäßen Dampfsiebes anbelangt, so kann beispielsweise für die vorgegebene Installationsumgebung des herzustellenden Dampfsiebes unter Nutzung einer CFD („computational fluid dynamics“)-Simulation zunächst eine geeignete Formgestaltung des herzustellenden Dampfsiebes ermittelt werden, insbesondere eine hinsichtlich des Strömungswiderstandes und/oder der mechanischen Stabilität des Dampfsiebes (mehr oder weniger weitgehend) optimierte Formgestaltung, um das Dampfsieb nachfolgend mittels eines generativen Fertigungsverfahrens entsprechend der zuvor festgelegten bzw. auf Basis einer Optimierung ermittelten Formgestaltung herzustellen.
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Bei dem generativen Fertigungsverfahren kann es sich z. B. um ein Gussverfahren wie insbesondere einen Feinguss handeln. Alternativ kann als generatives Fertigungsverfahren ein so genannter 3D-Druck vorgesehen sein, bei welchem also ein schichtweiser Aufbau des Dampfsiebes erfolgt.
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Als Werkstoffe für das Dampfsieb kommen insbesondere Metalle oder Keramiken in Betracht.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen weiter beschrieben. Es stellen dar:
- 1 eine Radialschnittansicht einer Dampfsiebanordnung gemäß eines Ausführungsbeispiels,
- 2 eine Axialschnittansicht der Dampfsiebanordnung längs der Linie II-II in 1,
- 3 eine Axialschnittansicht der Dampfsiebanordnung längs der Linie III-III in 1, und
- 4 eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht eines Details eines Siebmantels gemäß eines Ausführungsbeispiels.
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Die 1 bis 3 zeigen eine Dampfsiebanordnung 10 umfassend ein Gehäuse 20 und ein darin untergebrachtes Dampfsieb 30 zum Sieben von Dampf, welcher an einem einlassseitigen Gehäusebereich 22 in das Gehäuse 20 einströmt und nach Durchströmung des Dampfsiebes 30 das Gehäuse 20 an einem auslassseitigen Gehäusebereich 24 wieder verlässt.
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Bei dem Gehäuse 20 kann es sich insbesondere z. B. um ein Schnellschlussventilgehäuse eines mit dem Dampfsieb 30 versehenen Schnellschlussventil in der Frischdampfzufuhr einer Dampfturbinenanlage handeln. In diesem Fall könnte ein (in den Figuren nicht gezeigter) Ventilkörper zum Öffnen und Schließen des Dampfventils bewegbar im auslassseitigen Gehäusebereich 24 angeordnet und z. B. mittels einer Ventilspindel bewegt werden, die durch einen Gehäusedeckel 26 des Gehäuses 20 durchgeführt ist. Zur Veranschaulichung einer derartigen Integration eines Dampfventils in der dargestellten Dampfsiebanordnung 10 ist bei dem Gehäusedeckel 26 eine Öffnung 28 beispielhaft eingezeichnet, durch welche hindurch die genannte Ventilspindel (abgedichtet) verlaufen würde.
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Das Dampfsieb 30 besitzt wie dargestellt eine ungefähr zylindrische Gestalt und ist im dargestellten Ausführungsbeispiel von einem einstückig aus Metall gefertigten und eine Siebfläche des Dampfsiebes 30 definierenden Siebmantel 32 gebildet.
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In dem Siebmantel 32 sind eine Vielzahl von Sieböffnungen 34 zum Durchtritt von Dampf ausgebildet.
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Eine Besonderheit des Dampfsiebes 30 und der damit ausgebildeten Dampfsiebanordnung 10 besteht darin, dass die Gestalt der Siebfläche weder eine ideale Zylinderform noch eine ideale Konusform darstellt, sondern eine davon abweichende Formgestaltung besitzt, die vorab für die betreffende Installationsumgebung (Gehäuse 20) als eine hinsichtlich eines niedrigen Strömungswiderstandes und/oder besonders hoher mechanischer Stabilität unter Nutzung einer CFD-Simulation ermittelt wurde, um das Dampfsieb 30 sodann mittels eines generativen Fertigungsverfahrens wie z. B. einem Feingussverfahren oder einem 3D-Druckverfahren entsprechend der zuvor ermittelten Formgestaltung herzustellen.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Siebfläche größtenteils doppelt gekrümmt, wobei die Siebfläche sowohl Ausbuchtungen (vgl. z. B. 2 rechts) als auch Einbuchtungen (vgl. z. B. 2 links und 3) besitzt.
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Aus den 2 und 3 ist ersichtlich, dass die Siebfläche in den dargestellten Axialschnitten betrachtet jeweils aus zwei Bögen gebildet ist.
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Die Siebfläche ist in der Axialschnittebene von 2 betrachtet aus zwei Bögen gebildet, von denen der in 2 linke Bogen von der Außenseite betrachtet eine Konkavität darstellt, wohingegen der in 2 rechte Bogen von außen betrachtet eine Konvexität darstellt. Abweichend von diesem Beispiel könnten die beiden Bögen z. B. auch beide eine Konkavität oder beide eine Konvexität ausbilden.
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In der ebenfalls entlang der Axialrichtung des Dampfsiebes 30 und orthogonal zu der Axialschnittebene von 2 verlaufenden Axialschnittebene von 3 betrachtet ist die Siebfläche ebenfalls aus zwei Bögen gebildet, von denen der in 3 linke Bogen als auch der in 3 rechte Bogen von der Außenseite des Dampfsiebes 30 betrachtet eine Konkavität darstellt. Abweichend von diesem Beispiel könnten die beiden Bögen z. B. auch beide eine Konvexität ausbilden.
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Ganz allgemein ist es bevorzugt, wenn eine in Axialrichtung und parallel zur „Anströmrichtung“ des Dampfsiebes verlaufende Mittelebene des Dampfsiebes eine Symmetrieebene der Siebfläche darstellt (wie dies z. B. bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Fall ist).
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Eine weitere Besonderheit besteht darin, dass der Siebmantel 32 eine über die Siebfläche betrachtet variierende Dicke besitzt. Dies ist z. B. in der Radialschnittdarstellung von 1 erkennbar, in welcher in diesem Schnitt betrachtet der Siebmantel 32 an zwei Stellen nennenswert verdickt ist. Dementsprechend variiert die Dicke des Siebmantels 32 in diesem Ausführungsbeispiel zumindest in Umfangsrichtung des Dampfsiebes 30 betrachtet. Alternativ oder zusätzlich kann diese Dicke auch in Axialrichtung des Dampfsiebes 30 variieren.
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Die Variation der Dicke des Siebmantels 32 kann ebenfalls im Rahmen der bereits erwähnten Optimierung des Dampfsiebes ermittelt worden sein, wobei diese Dickenvariation insbesondere für eine Steigerung der mechanischen Belastbarkeit bei vorgegebenem Materialaufwand für den Siebmantel 32 von Bedeutung ist.
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Eine weitere Besonderheit besteht darin, dass eine Gestalt der Sieböffnungen 34 über die Siebfläche betrachtet variiert.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel variiert diese Gestalt sowohl über die Axialrichtung des Dampfsiebes 30 als auch über die Umfangsrichtung des Dampfsiebes 30.
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Wie es z. B. aus 1 ersichtlich ist, gibt es Sieböffnungen 34 (in 1 unten), die eine gerade, d. h. orthogonal zur Ebene der Siebfläche orientierte Durchströmung vorsehen.
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Zusätzlich gibt es jedoch auch Sieböffnungen 34, wie z. B. aus 1 im seitlichen und im oberen Bereich ersichtlich, die eine schräg durch den Siebmantel 32 verlaufende Durchströmung vorsehen.
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Die Sieböffnungen 34 sind im dargestellten Beispiel als Kanäle ausgebildet, wobei ein Teil (z. B. aus 1 unten ersichtlich, einen geradlinigen Verlauf besitzt, wohingegen ein anderer Teil, z. B. aus 1 weiter oben ersichtlich, einen gekrümmten Verlauf besitzt.
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Mittels der Variation der Gestalt der Sieböffnungen 34 und insbesondere deren erwähnte Uneinheitlichkeit betreffend Durchströmungsrichtung (bezüglich der Ebene der Siebfläche) und konkretem Strömungsverlauf innerhalb des Siebmantels 32 (geradlinig oder gekrümmt) kann eine sehr weitgehende Optimierung des Dampfsiebes 30 hinsichtlich dessen Strömungswiderstand bewerkstelligt werden.
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Die Umlenkung der Dampfströmung beim Durchtritt durch den Siebmantel 32 ist einerseits wie aus der Radialschnittansicht von 1 ersichtlich insofern von Bedeutung, als damit eine gewisse „Fokussierung“ der an unterschiedlichen Umfangspositionen des Siebmantels 32 strömenden Dampfanteilen zum Zentrum des Dampfsiebes 30 hin erreicht wird. Zum anderen, wie es aus den Axialschnittdarstellungen der 2 und 3 ersichtlich ist, wird damit außerdem eine Umlenkung der Dampfströmung von einer Radialrichtung (beim Eintritt in die Sieböffnungen 34) hin zu einer Strömungsrichtung mit nennenswertem Anteil in Axialrichtung (beim Austritt aus den Sieböffnungen 34) bewerkstelligt, um den Dampf mittels der Sieböffnungen 34 in den 2 und 3 nach unten, also zum auslassseitigen Gehäusebereich 24 hin umzulenken.
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4 zeigt ein Detail eines Siebmantels 32a mit Sieböffnungen 34a, die in diesem Beispiel bzw. dem in 4 dargestellten Bereich auf einem (gedachten) quadratischen Gitter angeordnet sind und jeweils etwa einen quadratischen Querschnitt besitzen.
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Der Siebmantel 32a kann z. B. den Siebmantel 32 des oben bereits beschriebenen Ausführungsbeispiels darstellen, oder aber den Siebmantel eines andersartig ausgebildeten erfindungsgemäßen Dampfsiebes.
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Im Beispiel von 4 besitzen jeweils zwischen einander benachbarten Sieböffnungen 34a befindliche Materialstege jeweils ein tragflügelartiges Profil, so dass die Sieböffnungen 34a jeweils eine gewünschte Strömungsumlenkung der Dampfströmung im Verlauf durch den Siebmantel 32a bewirken.
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Abweichend von dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel, bei welchem die Sieböffnungen 34a ein quadratisches Gitter ausbilden, ist im Rahmen der Erfindung insbesondere eine Anordnungen von Sieböffnungen interessant, bei denen die einzelnen Sieböffnungen jeweils einen wenigstens annähernd sechseckigen Querschnitt besitzen und in einem hexagonalen Gitter angeordnet sind, um somit eine hexagonale Wabenstruktur auszubilden. Eine derartige Struktur besitzt z. B. den Vorteil, dass bei vergleichsweise großer Gesamtfläche der Sieböffnungen (im Verhältnis zur Größe der Siebfläche) und somit niedrigem Strömungswiderstand und geringem Materialaufwand dennoch eine relativ hohe mechanische Belastbarkeit erzielbar ist.
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Zusammenfassend ermöglicht die Erfindung die Schaffung einer sehr vorteilhaften, insbesondere z. B. unter Nutzung einer CFD-Simulation weitgehend optimierten Strömungsgeometrie eines Dampfsiebes, welches entsprechend einer derartigen Optimierung in der Regel eine „dreidimensionale Freiformkontur“ aufweisen wird. Dies betrifft sowohl die Gestalt der einzelnen Sieböffnungen als auch die Gestalt und Dicke des Siebmantels.
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Eine bevorzugte Verwendung eines Dampfsiebes der erfindungsgemäßen Art ist die Verwendung als Dampfsieb in einem Schnellschlussventilgehäuse einer Dampfturbinenanlage.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009007240 A1 [0002, 0004]
- WO 2014/095380 A1 [0002, 0005]
