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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zur Dichtung eines Dichtspalts zwischen einer rotierenden
und einer stationären
Komponente innerhalb einer axial durchströmten Strömungsrotationsmaschine mit
den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Um den Wirkungsgrad von Strömungsrotationsmaschinen,
z.B. Verdichtereinheiten oder Gasturbinenstufen, zu verbessern,
werden Verlustmechanismen soweit wie möglich reduziert. Verluste entstehen
insbesondere an Dichtspalten zwischen den rotierenden und stationären Anlagenkomponenten,
so dass es Ziel ist, diese Dichtspalte so klein wie möglich einzustellen,
um Leckageströme
zu reduzieren, die durch die Dichtspalte hindurchtreten und daher nicht
zur Energieumwandlung beitragen.
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Aus der
DE 101 40 742 A1 ist eine
Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der die rotierende
und die stationäre
Komponente der Strömungsrotationsmaschine
jeweils wenigstens einen Flächenabschnitt
aufweisen, wobei diese Flächenabschnitte
durch einen Dichtspalt voneinander getrennt angeordnet sind. Die
Vorrichtung weist an den sich am Dichtspalt gegenüberliegenden
Flächenabschnitten
jeweils eine Honeycombstruktur oder Bienenwabenstruktur auf.
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Eine derartige Honeycombstrukturweist mehrere
benachbarte und zur jeweils gegenüberliegenden Honeycombstruktur
hin offene Zellen auf. Üblicherweise
kommen an der stationären
und an der rotierenden Komponente die gleichen Honeycombstrukturen
zum Einsatz. Obwohl mit der bekannten Vorrichtung, bei der zwei
Honeycombstrukturen gegeneinanderlaufen, eine reduzierte Leckageströmung realisierbar
ist, können
selbst bei einem minimalen Spalt von etwa 0 mm Leckströmungen entstehen,
da die Zellen der einen Honeycombstruktur auf Grund der Relativbewegungen
zwischen rotierender und stationärer
Komponente nur zufällig
und vorübergehend
so zu den Zellen der anderen Honeycombstruktur ausgerichtet sind,
dass die Wände
der sich gegenüberliegenden
Zellen deckungsgleich zueinander fluchten. Sobald die Honeycombstrukturen durch
eine Relativverstellung zwischen stationärer und rotierender Komponente
diese bevorzugte Relativlage mit fluchtenden und deckungsgleichen
Zellen verlassen, können
die Zellwände
durch die daran angrenzenden Zellen der gegenüberliegenden Honeycombstruktur
hindurch umströmt
werden.
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Relativverstellungen zwischen den
Honeycombstrukturen entstehen schon durch die Rotation der rotierenden
Komponente relativ zur stationären Komponente,
wobei sich die Honeycombstrukturen bezüglich der Rotationsachse der
rotierenden Komponente in Umfangsrichtung relativ zueinander bewegen.
Darüber
hinaus kommt es im Betrieb der Strömungsrotationsmaschine, insbesondere
durch Wärmeausdehnungseffekte,
auch zu einer axialen Verstellung zwischen stationärer und
rotierender Komponente, bei der sich die gegenüberliegenden Honeycombstrukturen
parallel zur Rotationsachse der rotierenden Komponente relativ zueinander
verstellen. Durch diese axiale Verstellbewegung kann sich bei der
bekannten Vorrichtung somit ohne weiteres ein Zustand einstellen,
bei dem sich die einander gegenüberliegenden
Honeycombstrukturen bei keiner ihrer Drehlagen so ausrichten, dass
einander gegenüberliegende
Zellwände
deckungsgleich zueinander fluchten. Dementsprechend kann es bei
der bekannten Vorrichtung zu Leckageströmungen kommen.
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Darstellung
der Erfindung
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Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt
sich mit dem Problem, für
eine Vorrichtung der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform
anzugeben, bei der insbesondere Leckageströmungen durch den Dichtspalt
reduziert sind.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch
die Gegenstände
der unabhängigen
Ansprüchen
gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen
sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die Erfindung beruht bei einer ersten
Variante auf dem allgemeinen Gedanken, an der rotierenden Komponente
eine andere Honeycombstruktur zu verwenden als an der stationären Komponente.
Die einander gegenüberliegenden
Honeycombstrukturen können
sich dabei vor allem durch unterschiedliche Zellquerschnitte voneinander
unterscheiden. Ausgehend von einer axialen Relativlage zwischen
rotierender und stationärer
Komponente, bei welcher Zellwände
der sich gegenüberliegenden
Honeycombstrukturen zueinander fluchten, ist bei einer herkömmlichen
Vorrichtung, die bei beiden Honeycombstrukturen gleiche Zellquerschnitte
aufweist, eine Axialverstellung um etwa einen Zelldurchmesser erforderlich,
bis wieder eine derartige Relativstellung mit fluchtenden Zellwänden auftritt.
Im Unterschied dazu lassen sich bei der Erfindung die miteinander
zusammenwirkenden Honeycombstrukturen ohne weiteres so ausbilden,
dass während
einer Axialverstellung um einen Zelldurchmesser wenigstens zwei
Relativlagen entstehen, bei denen die am Dichtspalt einander gegenüberliegenden
Zellwände
zueinander fluchten. Dementsprechend ergeben sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
innerhalb eines zulässigen
axialen Verstellbereichs der rotierenden und der stationären Komponente
mehr Relativlagen, in denen eine reduzierte Spaltströmung auftritt,
wodurch die erfindungsgemäße Vorrichtung
insgesamt eine verbesserte Dichtwirkung besitzt.
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Die einander gegenüberliegenden
Honeycombstrukturen können
sich insbesondere hinsichtlich Querschnittsform der Zellen und/oder
Querschnittsfläche
der Zellen und/oder Wandstärke
der Zellen voneinander unterscheiden.
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Zweckmäßig ist eine Ausführungsform,
bei der die Zellen beider Honeycombstrukturen geradlinige Wandabschnitte
aufweisen, die parallel zueinander verlaufen, wobei die Honeycombstrukturen
so an den Flächenabschnitten
der rotierenden und der stationären
Komponente angebracht sind, dass sich die geradlinigen Wandabschnitte
bezüglich
der Rotation der rotierenden Komponenten im wesentlichen in Umfangsrichtung
erstrecken. Durch diese Bauweise wird während der Rotation der rotierenden
Komponente die Verweildauer in einer fluchtenden Ausrichtungen von
einander am Dichtspalt gegenüberliegenden
geradlinigen Wandabschnitten, die sich axial etwa auf gleicher Höhe befinden,
vergrößert, wodurch
sich auch die Dichtwirkung verbessert.
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Von besonderer Bedeutung ist dabei
eine Weiterbildung, bei der sich die Zellquerschnitte der Zellen
der einen Honeycombstruktur von den Zellquerschnitten der Zellen
der anderen Honeycombstruktur dadurch voneinander unterscheiden,
dass in axialer Richtung benachbarte geradlinige Wandabschnitte
bei der einen Honeycombstruktur einen anderen axialen Abstand voneinander
aufweisen als bei der anderen Honeycombstruktur. Hierdurch wird
die Anzahl axialer Relativlagen, in denen sich innerhalb eines zulässigen axialen
Verstellbereichs zwischen stationärer und rotierender Komponente die
geradlinigen Wandabschnitte deckungsgleich am Dichtspalt gegenüberliegen,
vergrößert, wodurch
die Dichtwirkung der Vorrichtung verbessert ist.
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Entsprechend einer Variante beruht
die vorliegende Erfindung auf dem allgemeinen Gedanken, in wenigstens
eine der Honeycombstrukturen wenigstens einen sich bezüglich der
Rotation der rotierenden Komponente in Umfangsrichtung ringförmig geschlossen
umlaufenden Ringsteg zu integrieren. Auf diese Weise wird in der
jeweiligen Honeycombstruktur eine von der Rotationsbewegung unabhängige stationäre Wand
ausgebildet, die nur durch die Zellen der gegenüberliegenden Honeycombstruktur hindurch
umströmbar
ist, wodurch auch hier der Strömungswiderstand
erhöht
ist. Ein derartiger Ringsteg kann beispielsweise dadurch ausgebildet
werden, dass die vorstehend genannten geradlinigen Wandabschnitte
in Umfangsrichtung aneinander angrenzen. Ebenso ist es möglich, in
die Honeycombstruktur ein entsprechendes, ringförmig umlaufendes Blech einzusetzen.
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Von besonderem Vorteil ist eine Weiterbildung,
bei der die eine Honeycombstruktur wenigstens einen Ringsteg aufweist
und bei der die andere Honeycombstruktur entweder ebenfalls wenigstens einen
Ringsteg oder zumindest in Umfangsrichtung angeordnete (unterbrochene)
geradlinige Wandabschnitte aufweist. Hierdurch sind axiale Relativlagen
zwischen den Komponenten einstellbar, in denen wenigstens ein Ringsteg
der einen Honeycombstruktur einem Ringsteg der anderen Honeycombstruktur
bzw. einem Axialabschnitt mit in Umfangsrichtung hintereinander
angeordneten geradlinigen Wandabschnitten der anderen Honeycombstruktur
am Dichtspalt fluchtend gegenüberliegt.
In dieser Relativlage wird die Dichtwirkung der gegeneinander laufenden
Honeycombstrukturen verstärkt.
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Von besonderem Vorteil ist nun eine
Ausführungsform,
bei der sowohl die eine Honeycombstruktur als auch die andere Honeycombstruktur
mehrere derartige Ringstege aufweisen, wobei der axiale Abstand
zwischen zwei in axialer Richtung benachbarten Ringstegen bei der
einen Honeycombstruktur anders ist als bei der anderen Honeycombstruktur.
Insbesondere können
die axialen Abstände
benachbarter Ringstege bei den Honeycombstrukturen so aufeinander
abgestimmt sein, dass innerhalb eines zulässigen Verstellbereichs zwischen
der rotierenden und der stationären
Komponente mehrere axiale Relativlagen zwischen den Honeycombstrukturen
existieren, in denen wenigstens ein Ringsteg der einen Honeycombstruktur
im wesentlichen deckungsgleich zu einem Ringsteg der anderen Honeycombstruktur fluchtet.
In jeder dieser Relativlagen wird dann eine optimale Dichtungswirkung
erreicht. Je mehr solche Relativlagen vorhanden sind, desto unabhängiger wird
die Dichtungswirkung der erfindungsgemäßen Vorrichtung von der axialen
Relativlage zwischen rotierender und stationärer Komponente.
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Von besonderer Bedeutung ist daher
eine Ausführungsform,
bei welcher die axialen Abstände benachbarter
Ringstege bei den Honeycombstrukturen so aufeinander abgestimmt
sind, dass innerhalb des zulässigen
Verstellbereichs zwischen der rotierenden und der stationären Komponente
in jeder einstellbaren axialen Relativlage zwischen rotierender und
stationärer
Komponente wenigstens ein Ringsteg der einen Honeycombstruktur im
wesentlichen deckungsgleich zu einem Ringsteg der anderen Honeycombstruktur
fluchtet. Eine derartige Ausführungsform
ist bei bekanntem zulässigen
Verstellbereich durch eine entsprechende Dimensionierung der axialen
Erstreckung der Honeycombstrukturen, deren Zellgröße und deren
Wandstärke
realisierbar. Bei dieser Ausführungsform
wird somit erreicht, dass für alle
im Normalbetrieb auftretenden Relativlagen zwischen den Honeycombstrukturen
eine optimale Dichtwirkung erreicht wird.
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Weitere wichtige Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ergeben sich aus den Unteransprüchen,
aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand
der Zeichnungen.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden
Beschreibung näher
erläutert,
wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen. Es zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine
stark vereinfachte Prinzipdarstellung im Axialschnitt entsprechend
den Schnittlinien 1 in 5 durch
eine Strömungsrotationsmaschine
im Bereich eines Dichtspalts,
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2 bis 4 vereinfachte Ansichten
wie in 1 bei einer speziellen
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
bei unterschiedlichen axialen Relativlagen,
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5 einen
Längsschnitt
durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
entsprechend den Schnittlinien V in 2,
jedoch bei einer anderen Ausführungsform,
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6 bis 8 Ansichten wie in 5, jedoch bei einer anderen
Ausführungsform
bei verschiedenen axialen Relativlagen,
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9 und 10 Ansichten wie in 5, jedoch bei weiteren Ausführungsformen.
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Wege zur Ausführung der
Erfindung
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Entsprechend 1 besitzt eine Strömungsrotationsmaschine 1,
insbesondere eine Gasturbinenstufe oder eine Verdichterstufe, eine
stationäre Komponente 2,
insbesondere ein Verdichter- oder Turbinengehäuse, sowie eine rotierende
Komponente 3, insbesondere einen Verdichter- oder Turbinenrotor.
Die Rotationsachse der rotierenden Komponente 3 verläuft dabei
parallel zu einem die Achsrichtung repräsentierenden Pfeil 4,
der in der Zeichnungsebene liegt. Die Umfangsrichtung dieser Rotationsbewegung
steht somit, insbesondere senkrecht, auf der Zeichnungsebene.
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Die beiden Komponenten
2,
3 besitzen
jeweils einen Flächenabschnitt
5 bzw.
6, die durch einen Dichtspalt
7 voneinander getrennt sind
und die an diesem Dichtspalt
7 einander gegenüberliegen. Um
diesen Dichtspalt
7 gegen eine axiale Durchströmung abzudichten,
kommt eine Vorrichtung
8 nach der Erfindung zum Einsatz.
Diese Vorrichtung
8 umfasst dabei zwei Honeycombstrukturen
9 und
10,
die im Spalt
7 angeordnet sind und von denen die eine am
Flächenabschnitt
5 der
stationären
Komponente
2 angebracht ist, während die andere am Flächenabschnitt
6 der
rotierenden Komponente
3 angebracht ist. Der verbleibende
Dichtspalt
7 wird dadurch erheblich reduziert. Insbesondere
kann es vorgesehen sein, die Honeycombstrukturen
9,
10 als
abreibbare bzw. abschleifbare (abradable) Strukturen auszuführen. Auf
diese Weise schließen
die beiden als Abradable ausgebildeten Honeycombstrukturen
9,
10 zwischen
den beiden Komponenten
2,
3 nach einer gewissen
Einlaufzeit einen minimalen Dichtspalt
7 zwischen sich
ein. Andere Anordnungen und Anwendungen gegeneinanderlaufender Honeycombstrukturen
9,
10 sind
in der eingangs erwähnten
DE 101 40 742 A1 beschrieben,
deren Inhalt hiermit durch ausdrückliche
Bezugnahme in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Erfindung
eingegliedert wird.
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Entsprechend den 2 bis 4 besitzt
jede Honeycombstruktur 9, 10 eine Vielzahl von
Zellen 11, die so orientiert sind, dass sie zur jeweils
am Dichtspalt 7 gegenüberliegenden
Honeycombstruktur 9, 10 hin offen sind. Die einzelnen
Zellen 11 sind durch Wände
bzw. Wandabschnitte 12 gebildet, wobei es – je nach
Art der verwendeten Honeycombstruktur 9, 10 – zweckmäßig ist,
dass innerhalb der jeweiligen Honeycombstruktur 9, 10 benachbarte
Zellen 11 gemeinsame Wandabschnitte 12 besitzen. Wie
insbesondere aus den 5 bis 10 hervorgeht, besitzen die
Zellen 11 der hier gezeigten bevorzugten Ausführungsformen
erste geradlinige Wandabschnitte 12 und zweite geradlinige
Wandabschnitte 12'.
Die ersten geradlinigen Wandabschnitte 12 sind dabei so orientiert,
dass sie parallel zur Umfangsrichtung der Rotationsbewegung der
rotierenden Komponente 3 verlaufen, während die zweiten geradlinigen Wandabschnitte 12' zur Umfangsrichtung
geneigt sind. Im folgenden werden daher die sich in Umfangsrichtung
erstreckenden Wandabschnitte mit 12 bezeichnet, während die
anderen mit 12' bezeichnet werden.
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Die Schnittlinien der Darstellungen
der 2 bis 4 verlaufen dabei in einem
Bereich paralleler geradliniger Wandabschnitte 12. Durch
die Ausbildung geradliniger Wandabschnitte 12 kann sich
zwischen den einander gegenüberliegenden
Honeycombstrukturen 9, 10 eine axiale Relativlage
einstellen, bei denen sich zumindest in einem Axialabschnitt 13 die
geradlinigen Wandabschnitte 12 der einen Honeycombstruktur 9 deckungsgleich
fluchtend zu den geradlinigen Wandabschnitten 12 der anderen
Honeycombstruktur 10 ausrichten. Während sich bei Zellen 11 im
Bereich von nicht deckungsgleich ausgerichteten Wandabschnitten 12, 12' eine durch
einen Pfeil 14 symbolisierte Leckageströmung entstehen kann, welche
die Wandabschnitte 12, 12' der einen Honeycombstruktur 9 durch
die Zellen 11 der anderen Honeycombstruktur 10 hindurch
umströmt,
ergibt sich bei einem minimalen Dichtspalt 7 bei den deckungsgleichen
Wandabschnitten 12 im gekennzeichneten Axialabschnitt 13 eine
erhöhte
Sperrwirkung für
die Leckströmung 14.
In den 2 bis 4 ist ein Idealfall dargestellt,
bei dem der Spalt 7 auf das Spaltmaß von etwa 0 mm reduziert ist,
was insbesondere mit abrasiven Honeycombstrukturen 9, 10 realisierbar
ist. Dementsprechend endet bei diesem Idealfall die Leckageströmung 14 bei
den fluchtenden Wandabschnitten 12.
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Die im Axialabschnitt 13 deckungsgleich ausgerichteten
Wandabschnitt 12 sind in den 2 bis 4 durch eine vergrößerte Strichstärke gekennzeichnet.
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Die axiale Relativlage zwischen den
Komponenten 2, 3 und somit zwischen den miteinander
zusammenwirkenden Honeycombstrukturen 9, 10 kann sich
im Betrieb der Strömungsrotationsmaschine 1 ändern. Dementsprechend
sind in den 2 bis 4 unterschiedliche Relativlagen
dargestellt. Um innerhalb dieser zulässigen axialen Relativverstellungen möglichst
mehrfach die erhöhte
Dichtwirkung durch fluchtend ausgerichtete Wandabschnitte 12 erzielen zu
können,
besitzen die sich gegenüberliegenden Honeycombstrukturen 9, 10 unterschiedliche
Zellquerschnitte. Bei den Varianten der 2 bis 4 unterscheiden
sich die Zellquerschnitte insbesondere dadurch, dass bei der einen
Honeycombstruktur 9 die in axialer Richtung aufeinanderfolgenden
geradlinigen Wandabschnitte 12 einen anderen, hier einen
kleineren, axialen Abstand voneinander aufweisen als bei der anderen
Honeycombstruktur 10. Diese axialen Abstände zwischen
den geradlinigen Wandabschnitten 12 können nun so aufeinander abgestimmt
werden, dass sich innerhalb des zulässigen axialen Verstellbereiches
der Komponenten 2, 3 mehrere Relativlagen ergeben,
in denen sich geradlinige Wandabschnitt 12 fluchtend gegenüberliegen.
In den 2 bis 4 sind drei derartige Relativlagen
exemplarisch dargestellt. Durch eine entsprechende Auswahl der Abstände, der
axialen Erstreckung der Honeycombstrukturen 9, 10 und
der Wandstärken
der einzelnen Zellen 11 ist grundsätzlich eine beliebig große Anzahl
von Relativlagen mit einer derartigen fluchtenden Ausrichtung gegenüberliegender
geradliniger Wandabschnitte 12 realisierbar. Insbesondere
ist es grundsätzlich
möglich,
innerhalb eines Verstellbereichs zulässiger Relativlagen für jede einstellbare Relativlage
in einem entsprechend in Achsrichtung variierenden Axialabschnitt 13 eine
fluchtende Ausrichtung gegenüberliegender
geradliniger Wandabschnitt 12 einzustellen, wodurch sich
eine optimale Dichtwirkung für
die erfindungsgemäße Vorrichtung 8 ergibt.
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Entsprechend den 5 bis 10 können die Zellen 11 der
Honeycombstrukturen 9, 10 jeweils eine Sechseckform
aufweisen, wodurch sich eine besonders steife und stabile Honeycombstruktur 9, 10 erzielen
lässt.
Ebenso sind grundsätzlich
beliebige andere Querschnittsformen möglich. Insbesondere sind dreieckige
und viereckige, zum Beispiel Parallelogramme, Rechtecke, Quadrate,
möglich.
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Zum verbesserten Verständnis sind
in den 5 bis 10 die Zellen 11 der
einen Honeycomstruktur 9 mit einer größeren Strichstärke dargestellt
als die Zellen 11 der anderen Honeycomstruktur 10.
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Bei den Ausführungsformen der 5 bis 10 ist wenigstens eine der Honeycombstrukturen 9, 10 mit
wenigstens einem Ringsteg 15 ausgestattet, der sich bezüglich der
Rotationsbewegung der rotierenden Komponente 3 in Umfangsrichtung
ringförmig geschlossen
umlaufend erstreckt. Ein derartiger Ringsteg 15 ergibt
sich beispielsweise dadurch, dass die geradlinigen Wandabschnitte 12 von
in Umfangsrichtung benachbarten Zellen 11 unmittelbar aufeinander
folgen, wodurch sich die geschlossen umlaufende Ringform ergibt.
Ebenso ist es möglich,
diesen Ringsteg 15 als separates Bauteil bei der Herstellung der
jeweiligen Honeycombstruktur 9, 10 einzubauen.
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Bei der Ausführungsform gemäß 5 besitzt die eine Honeycombstruktur 9 sechseckförmige Zellen 11 und
keine Ringstege 15. Im Unterschied dazu ist die andere
Honeycombstruktur 10 mit mehreren derartiger Ringstege 15 ausgestattet.
Die Zellen 11 der mit den Ringstegen 15 ausgestatteten
Honeycombstruktur 10 besitzen dadurch eine Viereckform
bzw. Trapezform. Einerseits unterscheiden sich somit die Zellen 11 der
einen Honeycombstruktur 9 von den Zellen 11 der
anderen Honeycombstruktur 10 durch deren Querschnittsform
und bei der hier gezeigten Ausführungsform
andererseits auch durch deren Querschnittsfläche.
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Bei der in 5 gezeigten Relativlage zwischen den
Honeycombstrukturen 9, 10 sind die Ringstege 15 fluchtend
zu den geradlinigen Wandabschnitten 12 der gegenüberliegenden
Honeycombstruktur 9 ausgerichtet. Hierdurch ergibt sich
im Axialabschnitt 13 der Ringstege 15 eine Überdeckung,
die mit der oben zu den 2 bis 4 erläuterten Dichtungswirkung einhergeht.
Die in soweit abgedichteten Abschnitte sind in 5 durch punktierte Bereiche 16 angedeutet.
Obwohl die eine Honeycombstruktur 9 keine Ringstege 15 aufweist,
ergibt sich in dieser Relativlage eine verbesserte Dichtungswirkung,
da die zur Verfügung
stehenden Überströmquerschnitte
erheblich reduziert sind.
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Bei der Ausführungsform der 6 bis 8 sind
nun beide Honeycombstrukturen 9, 10 mit mehreren
Ringstegen 15 ausgestattet. In 6 ist eine Relativlage zwischen den Honeycombstrukturen 9, 10 wiedergegeben,
in welcher sämtliche
Ringstege 15 zueinander fluchten. Dementsprechend sind
die Dichtzonen durch unterbrochene Linien 17 dargestellt. 7 zeigt diejenige Relativlage
zwischen den beiden Honeycombstrukturen 9, 10,
in welcher die größten Überströmquerschnitte
zwischen gegenüberliegenden
Zellen 11 auftreten. Aufgrund der Ringstege 15 sind
die möglichen Überströmquerschnitte jedoch
auf die Hälfte
der Zellquerschnitte reduziert. Auch in dieser ungünstigsten
Relativlage zwischen den beiden Honeycombstrukturen 9, 10 ergibt
sich gegenüber
einer herkömmlichen
Ausführungsform eine
verbesserte Dichtungswirkung. Bei jeder Abweichung von dieser ungünstigsten
Relativlage verbessert sich die Dichtungswirkung. 8 zeigt daher eine Zwischenstellung,
die zwischen den Extremlagen der 6 und 7 liegt und in der die im
Spalt 7 gegenüberliegenden
Ringstege 15 wieder bereits nahe an einer gegenseitigen Überdeckung
sind.
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Während
bei den 6 bis 8 die Zellquerschnitte bei
beiden Honeycombstrukturen 9, 10 gleich sind,
ist es für
eine Weiterbildung möglich,
eine der Honeycombstrukturen 9, 10 mit Zellen 11 anderer Zellquerschnitte
auszustatten. Von besondere Bedeutung sind dabei Varianten, bei
denen im Rahmen der Axialverstellungen zwischen den Honeycombstrukturen
häufiger
eine fluchtende Überdeckung
gegenüberliegender
Ringstege 15 und/oder geradliniger Wandabschnitte 12 auftreten.
Beispielsweise zeigt 9 eine
Variante zur Ausführungsform
der 5, bei der also
nur eine der Honeycombstrukturen 9, 10 mit den
Ringstegen 15 ausgestattet ist. Da jedoch die Zellquerschnitte
der nicht mit den Ringstegen 15 ausgestatteten Honeycombstruktur 9 bei
der Ausführungsform
gemäß 9 gegenüber der Ausführungsform
gemäß 5 reduziert sind, kann mit dieser
Ausführungsform
im wesentlichen dieselbe Dichtwirkung erzielt werden wie in der
Ausführungsform
der 6 bis 8, bei der beide Honeycombstrukturen 9, 10 mit
den Ringstegen 15 ausgestattet sind.
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10 gibt
eine kombinierte Variante wieder, bei der beide Honeycombstrukturen 9, 10 jeweils mit
mehreren Ringstegen 15 ausgestattet sind und bei der außerdem die
eine Honeycombstruktur 9 andere Zellquerschnitte aufweist
als die andere Honeycombstruktur 10. Von besonderer Bedeutung
ist hierbei wieder, dass die in axialer Richtung gemessenen Abstände benachbarter
Ringstege 15 bei der einen Honeycombstruktur 9, 10 kleiner
sind als bei der anderen Honeycombstruktur 9, 10.
Hierdurch wird innerhalb des zulässigen
axialen Verstellbereichs zwischen den Komponenten 2, 3 häufiger eine
fluchtende Überlappung
zwischen gegenüberliegenden Ringstegen 15 erreicht,
wodurch sich die Dichtungswirkung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 8 verbessert.
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Versuche haben gezeigt, dass die
erfindungsgemäße Vorrichtung
bei einer Strömungsrotationsmaschine 1 insbesondere
dann eine ausgeprägte
Verbesserung der Dichtungswirkung erzielt, wenn der zwischen den
gegenüberliegenden
Honeycombstrukturen 9, 10 verbleibende Dichtspalt 7 besonders
klein ist, insbesondere wenn dieser Dichtspalt 7 im Bereich
von 1,5 mm oder darunter liegt. Bevorzugt werden Spaltbreiten von
etwa 1 mm oder darunter.
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- 1
- Strömungsrotationsmaschine
- 2
- stationäre Komponente
von 1
- 3
- rotierende
Komponente von 1
- 4
- Axialrichtung
- 5
- Flächenabschnitt
von 2
- 6
- Flächenabschnitt
von 3
- 7
- Dichtspalt
- 8
- Vorrichtung
- 9
- Honeycombstruktur
- 10
- Honeycombstruktur
- 11
- Zelle
- 12
- geradliniger
Wandabschnitt
- 12'
- geneigter
Wandabschnitt
- 13
- Axialabschnitt
- 14
- Leckageströmung
- 15
- Ringsteg
- 16
- Sperrwirkung
- 17
- Sperrwirkung