-
@n @@ung für einen @@@@ @@@ @@@ @net@@@@
-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtung für Gas@an@le eines Regenerativ-Wärmetauschers,
die im wesentliches aus einer Dichtleiste, die an einem drehbar scheibenformigen
Speicherkörper anliegt, und aus einer gegebenenfalls mit einer Stutzleiste versehenen
V- oder U-förmigen Dichtmombran besteht, die sich über den Spalt zwischen der Dichtleiste
und der gegenüberliegenden Gehäusewand erstreckt.
-
Bei einer derartigen Dichtung, wie sie beispielsweise iii der DT-OS
24 51 247 beschrieben ist, isi eine V-förm- re Stützleiste eine Dichtmembran, z.B.
durch Schweißen, unmittelbau an der Dichtleiste befestigt.
-
Beim Betrieb des Wärmetauschers kommt es besonders infolge der ungleichmäßigen
Werkstoffverteilung zwischen der verhältnismäßig dicken Dichtleiste und den sehr
dünnen Membranteilen der Dichtmembran und deren Stützleiste zu örtlich verschieden
starken Erwärmungen der Dichtung. Dies ist besonders bei Wärmetauschern einer Gasturbinen
beim Anfahren tler Turbine ausgeprägt, bei dem der Wärmetauscher im llereich des
Abgaskanales durch die heißen Abgase schlagartig sehr hohen Temperaturen ausgesetzt
wird. Die dabei wesentlich rascher auf ihre Betriebstemperatur erhitzten dünnwanddigen
Membranteile dehnen sich zunächst stärker aus aus die Dichtleiste. Dies führt zu
erheblichen Verspannungen
im nereich der Befestigung der Membranteile
an der Dichtle ste. Die dadurch auf die Dichtleiste ausgeiil>ten Kräfte rufen
Verformungen hervor, die nicht nur zu eiiiem teilweisen Abheben der Dichtleiste,
sondern auch zu einer Beschädigung oder Zerstörung der verhältnismäßig spröden Gleitschicht
führer können.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu belieben
und eine Dichtung zu schaffen, deren Dichtleiste bei alln Betriebszuständen zuverlässig
an der Wärmetauscherscheibe anliegt, ohne dabei übermäßigen Kräften ausgesetzt zu
ein. Dies geschieht erfindungsgemaß dadurch, daß eine nachgiebige Befestigungsleiste,
die im Bereich der dem Kanal abgewandten Außenseite der Dichtleiste angeordnet ist
und deren einer die Dichtleiste hinausragender Außenrand der Ilefestigung des an
der Dichtleiste anliegenden Schenkels <ler Dichtmembran bzw. der Stiitzleiste
dient.
-
Die Verwendung eines nachgiebigen Zwischengliedes zwischen <ler
Dichtleiste und der Dichtmembran bzw. deren Stiitzleiste riihrt zu einem Abbau der
Wärmespannungen im Bereich der Verbindung dieser Bauteile und damit zu einer Entlastung
der I)ichtleiste. Da keine iibermäßigen Kräfte mehr auf die Dichtleiste einwirken,
fallt die Gefährdung der spröden Gleitschicht durch einseitige Beanspruchungen weg.
Die Dichtlei-Fte kann sich, ohne verformt zu werden, glatt an die Wiirmetauscherscheibe
anlegen. Damit wird eine zuverlässige Abdichtung ermöglicht.
-
Um diese Vorziige einer nachgiebigen Befestigungsleiste auch für Dichtleisten
aus einem keramischen Werkstoff nutzbar zu machen,
kann die Befestigungsleiste
erfin@@ @@ einen abgeköpf ten innenwand aufweisen der in eine durchgehenden @@@t
in der Außenseite der u @@leiste eingreift @ @ @ @ @@@n die Befestigungsleiste auf
einfache Weise auch an einer keramischen Dichtleiste angeordnet werden.
-
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist
zwischen <ler Dichtjeiste und der Dichtmembran bzw.
-
der Stützleiste ein Halteblech angeordnet, dessen Außenrand mit der
Befestigungsleiste verbunden ist und an dem ein der Innenseite der Dchtleiste gegenüberliegender
Anschlag angeordnet ist. Dadurch wird eine sichere Halterung der Befestigungsleiste
erzielt, die vollig unahh."ngig voni ortlichen Verlauf der Dicht leiste ist.
-
Erfindungsgem.in kann der eine Schenkel der Dichtmembran bzw.
-
der Stützleiste durch Schweinen an der Befestigungsleiste befestigt
sein. Uies ermöglicht eine besonders einfache und wirtschaftliche Verbindung dieser
Bauteile nn ihren äußeren Rändern.
-
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der Beschreibung
angegeben.
-
Die Erfindung wi i-d im folgenden anhand von Ausfiihriingsbeispielen,
die in der Zeichnung dargestellt sind, naher erläutert.
-
Es zeigen Pig. 1 einen Querschnitt durch eine eingebaute Dichtung
eines Regenerativ-Wärmetauschers, Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Dichtung mit
einer Dichtleiste aus keramischem Werkstoff und
einen O@@ @ @@ durch
eine ähnliche Dichtung.
-
@ Zeigt einen @@ des Gehauses 11 ines Regenerativ.
-
@@@metaus@hr @@@ Kraftfahrzeug Gasturbine, dessen Wand 12 ein @@nn
13 begrenzt. 14 ist ein drehbar, schiebenförmiger Speicherkörper aus einem glaskeramischen
Werkstoff, der von einer Vielzahl kleiner Achsparalleler Kanäle 15 durchsetzt wird.
Zwischen einer Stirnseite 16 des Speicherkorpers 14 untl einer Wand 17 des Gehäuses
11 ist eine in sich geschlossene Dichtung 18 angeordnet, die den Kanal 13 abdichtet.
-
Bei Betrieb des Wärmetauschers werden die heißen Abgase der Gasturbine,
wie mit einem Pfeil 19 angedeutet, durch den Kanal 13 dem in Drehung versetzt Speicherkörper
14 zugefuhrt. sie durchströmen die Kanäle 15 und heizen dabei den Speicherkörper
14 in diesem Abschnitt nul. Die so gespeicherte Wärme wird in der üblichen Weise
an die der Gasturbine zugeführte Verbrennungsluft abgegeben.
-
Die Dichtung ,n besteht im wesentlichen aus einer Dichtleiste '0 uiicl
aus einer mit einer Stützleist ! 21 versehene Dichtmembran 22. Die Dichtleiste 20
mit einer Gleitschicht 23 versehen, die an der Stirnseite 16 des Speicherkörpers
14 anliegt. Die Stützleiste 21 der Dichtmembran 22, die eine V-förmigen Gestalt
aufweist, ist aus einem an der Dichtleiste 20 anliegenden Schenkel 24 und aus einem
abstehenden chenkel 25 zusammengesetzt, an dem die Diclitmembran 22 befestigt ist.
Die Dichtmembran 22 liegt mit ihrem über den äußeren Rand 26 des Schenkels 25 hinausragende
Rand 27
an der Wand 17 des Gehäuses 11 an.
-
Im flere @ Ii dei- dem hanal 1 13 abgewandten Außenseite 2@ des Dichtleiste
20 ist eine nachgiebige Befestigungsleiste 29 angeordnet, deren Außenrand 20 über
die Dichtleiste 20 hinausragt. Am Außenrand sQ tlei Befestigungsleiste 29 Ist der
Schenkel 24 der Stützleiste 21 der Dichtmembran 22 durch Punkt schweißen befestigt.
Die Befestigungsleiste 29 kann besonders vorteilhaft durch Löten schon vor dem Aufbringen
der Gleitschicht 23 verzugs frei an der Dichtleiste 20 befestigt werden.
-
Die Befestigungsleiste 29 bildet durch eine zusätzliche Flache sehr
geringer Dicke, die beispielsweise 0,2 mm betragen kann, ein äußerst nachgiebiges
Zwischenglied zwischen der Dichtleiste 20 einerseits und der Stiitzleiste 21 der
Dichtmembran 22 andererseits, das Wärmespannungen wirkungsvoll abbaut und damit
schädliche Verformungen von der Dichtleiste 20 abhält. Die Nachgiebigkeit der Befestigungsleiste
29 kann durch Schlitze oder durch Aufteilung in einzelne Abschnitte noch weiter
gesteigert werden.
-
Die in Fig. 2 dargestellte Dichtung weist eine Dichtleiste 31 aus
einem keramischen Werkstoff auf, die mit einer Cleitschicht 23 versehen ist. Die
Dichtmembran 32, die eine U-förmige Gestalt hat, besteht aus den Schenkeln 33 und
34, die durch einen rohrförmigen Steg 35 miteinander verhunden sind.
-
Die Dichtmembran 32 wird durch eine Klemmleiste 36 gehalten, die den
Schenkel 33 gegen die Dichtleiste 31 preßt. Die Klemmleiste 36 ist am Außenrand
37 einer Befestigungsleiste 38 durch Punktschweißen befestigt. Der Innenrand 39
der Befestigungsleiste 38 ist abgekröpft und greift in einen durchgehenden Schlitz
40 in der Außenseite 41 der Dichtleiste 31.
-
Während bei einer bogenförmig den Kanal 13 umgebenden Dichtleiste
31 die an deren Umfang angeordnete Befestigungsleiste 38 durch Klemmwirkung mit
ihrem Innenrand 39 in dem Schlitz 40 gehalten wird, sind bei einer stegartig ausgebildeten,
im wesentlichen geraden Dichtleiste 31 noch zusätzliche Haltemittel notwendig.
-
Die in Fig. 3 dargestellte Dichtung weist eine weitgehend gerade verlaufende
keramische Dichtleiste 31 auf. Die Dichtmembran 32, die Klemmleiste 36 und die Befestigungsleiste
38 haben im wesentlichen die gleiche Gestalt wie im vorangehenden Beispiel. Die
Dichtung unterscheidet sich von diesem durch ein zwischen der Dichtleiste 31 und
dem Schenkel 33 der Dichtmembran 32 angeordnetes Halteblech 42, das zusammen mit
der Klemmleiste 36 mit dem Außenrand 37 der Befestigungleiste 38 verschweißt ist.
Am Halteblech 42 ist gegenüber dem Steg 35 ein Anschlag 43 für die von der Klemmleiste
36 gehaltene Dichtmembran 32 angeordnet. Außerdem ist an dem Halteblech 42 gegenüber
der Innenseite 44 der Dichtleiste 31 ein Winkel 45 befestigt, der die Auawärtsbewegung
der mit den Halteblech 42 verbundenen Befestigungsleiste 38 so begrenzt, daß der
Innenrand 39 der Befestigungsleiete 38 stets in dem Schlitz 40 der Dichtleiste 31
gehalten wird. Damit ergibt sich eine zuverlässige Verbindung zwischen d<r keramischen
Dichtleiete 31 und der Dichtmeibran 32, die sich durch eine besonders große Nachgiebigkeit
auszeichnet.