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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung. Insbesondere
bezieht sich diese Erfindung auf eine Dichtungsanordnung, die eine
Abdichtung eines Spaltes zwischen Baugruppen bewirkt, dessen Breite
variiert, unter dem Einfluß eines
Fluiddruckes, einer thermischen Verformung infolge heißen Fluides,
von Vibrationskräften
während
der Rotation oder dergleichen. Zum Beispiel bezieht sich diese Erfindung
auf eine Dichtungsanordnung zum Herstellen einer Dichtung zwischen
Baugruppen wie etwa einem Stator oder einer Verkleidung von Gasturbinen.
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BESCHREIBUNG DES STANDES DER
TECHNIK
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Turbinenanordnungen
umfassen Turbinensektionen von Dampfturbinen und Baugruppen aus Kompressor
und Turbinensektionen von Gasturbinen oder dergleichen. Die Turbinensektion 100 einer Gasturbine
umfaßt
eine bewegliche Schaufelanordnung 110, die mit einem Rotor
rotiert, und eine stationäre
Schaufelanordnung, die in einem Gehäuse (nicht gezeigt) festgehalten
ist. Die bewegliche Schaufelanordnung 110 besteht aus einer
Plattform 110A, die mit dem Rotor verbunden ist, und sich
bewegenden Schaufeln 110B. Die stationäre Schaufelanordnung besteht
dagegen aus stationären
Schaufeln, einer inneren Verkleidung und einer äußeren Verkleidung, wobei die
innere Verkleidung und die äußere Verkleidung
an beiden Enden der stationären Schaufeln
befestigt sind.
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Eine
Oberfläche
der stationären
Schaufeln und die inneren und äußeren Verkleidungen
bilden eine Kanalwand für
Gas, das mit hoher Temperatur durch den Turbinenteil strömt, und
ebenso bilden eine Oberfläche
der sich bewegenden Schaufel 110E und die Plattform 110A eine
Kanalwand für
das Gas hoher Temperatur. Weiterhin bildet in dem Gehäuse ein
Teilungsring eine Kanalwand für
Gas hoher Temperatur, zusammen mit der Schaufeloberfläche, in dem
bestimmten Raum zwischen einem freien Ende der sich bewegenden Schaufel 110B.
Der Teilungsring wird durch mehrere Ringsektionen gebildet, die in
Richtung der Anordnung der beweglichen Schaufeln 110E miteinander
verbunden sind und zusammen eine Wandfläche mit einem kreisringförmigen Querschnitt
bilden.
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Die
bewegliche Schaufelanordnung 110 sowie die stationäre Schaufelanordnung
müssen
so angeordnet werden, daß thermische
Verformungen toleriert werden, die von der zwischen den Schaufeln hindurchströmenden Hitze
verursacht werden. Auch die Montage mehrerer Schaufeln auf dem Verkleidungsteil
erfordert es, daß der
Herstellungsprozeß einfach
ist. Darüber
hinaus ist die Aufteilung der betroffenen Teile notwendig, um den
Zusammenbauprozeß zu
vereinfachen und die damit verbundenen Montagekosten zu senken.
Aus diesen Gründen
sind die bewegliche Schaufelanordnung 110 und die stationäre Schaufelanordnung
entlang der Umfangsrichtung des Rotors in mehrere Untergruppen unterteilt. Das
heißt,
die Plattformsektionen 110A sowie die Verkleidungssektionen
sowie der Teilungsring sind so angeordnet, daß sie eine Vielzahl getrennter
Teile umfassen, die in Richtung der Schaufelanordnung aneinander
angrenzen.
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Als
Stand der Technik Nr. 1 zu der vorliegenden Erfindung beschreibt
US 2002/0090296 A1 eine Dichtungsanordnung,
wie sie in
20 dargestellt ist. Eine Turbinensektion
100,
die eine Turbinenkanalwand einer Gasturbine bildet, weist ein nicht
gezeigtes bewegliches Schaufelelement auf, das zusammen mit einem
Rotor rotiert, sowie ein nicht gezeigtes stationäres Schaufelelement
110,
das in einem Schaufelabteil befestigt ist. Das sich bewegende Schaufelelement
110A besteht
aus einer Plattform
110A, die mit einem Endabschnitt des
Rotors zu verbinden ist, und einer sich bewegenden Schaufel
110B.
Das stationäre
Schaufelelement besteht aus einer stationären Schaufel, die nicht gezeigt
ist, und einer inneren Verkleidung und einer äußeren Verkleidung, die jeweils
am Ende der stationären
Schaufel befestigt sind.
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Eine
Schaufeloberfläche
der stationären Schaufel
und die inneren und äußeren Verkleidungen bilden
eine Kanalwand für
Gas V, das mit hoher Temperatur durch den Turbinenteil strömt. Ebenso
bilden eine Schaufeloberfläche
der sich bewegenden Schaufel 110E und die Plattform 110A eine
Kanalwand für
Gas V hoher Temperatur. Weiterhin ist in dem Abteil ein Teilungsring
befestigt, der zusammen mit der Schaufeloberfläche der sich bewegenden Schaufel 110E der
Plattform 110A eine Kanalwand für Gas V hoher Temperatur bildet,
wobei zwischen einem freien Ende der sich bewegenden Schaufel 110E ein
gewisser Zwischenraum besteht. Der Teilungsring ist aus mehreren
Teilungsringsektionen gebildet, die in Richtung der Anordnung der
sich bewegenden Schaufeln 110E miteinander verbunden sind, und
bildet insgesamt eine Wandfläche
mit einem kreisringförmigen
Querschnitt.
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Das
bewegliche Schaufelelement 110 und das stationäre Schaufelelement
leiden unter thermischer Verformung infolge der Baufschlagung mit
Gas hoher Temperatur (abgedichtetes Fluid), das durch die Schaufel
hindurchströmt.
Ein solcher struktureller Nachteil, der durch die thermische Verformung
verursacht wird, muß dadurch
kompensiert werden, daß man
zwischen den miteinander verbundenen Oberflächen der Bauteile einen Spalt
läßt. Auch
die Einfachheit der Herstellung der Verkleidungen muß berücksichtigt
werden, weil etliche Schaufeln auf den Verkleidungen montiert werden.
Weiterhin werden die Montagekosten zunehmen, sofern die Einfachheit der
Montage nicht berücksichtigt
wird, indem Baugruppen in geeigneter Weise geteilt werden. Aus diesen
Gründen
sind das bewegliche Schaufelelement 110 und das stationäre Schaufelelement
in Umfangsrichtung des Rotors in mehrere Sektionen unterteilt. Das
heißt,
die Verkleidung und die Plattform 110A sind so angeordnet,
daß eine
Vielzahl von Verkleidungssektionen und Plattformsektionen in Richtung der
Schaufelanordnung in gleicher Weise wie der Teilungsring miteinander
verbunden sind.
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Wenn
die Verkleidung, die Plattform 110A und der Teilungsring
so angeordnet sind, daß die
Verkleidungssektionen, die Plattformsektionen und die Teilungsringsektionen
jeweils in Umfangsrichtung des Rotors miteinander verbunden sind,
so ist es notwendig, zwischen den verbundenen Verkleidungssektionen,
zwischen den verbundenen Plattformsektionen und den verbundenen
Teilungsringsektionen einen Zwischenraum zu lassen, um die thermische Verformung
auszugleichen. Der Zwischenraum ist so gewählt, daß er genügend Freiraum bietet, so daß Wärmeausdehnung
nicht zu ernsten Kollisionen und Schädigungen der aneinandergrenzenden
Oberflächen
führt.
Wenn das Gas V mit hoher Temperatur durch den Kanal strömt, der
durch die Schaufeloberfläche,
die Verkleidung und die Plattform 110A oder den Teilungsring
gebildet wird, so muß verhindert werden,
daß ein
Leckstrom des Gases V hoher Temperatur aus dem Spalt zwischen den
verbunden Verkleidungssektionen und dergleichen austritt. Wenn das
Gas V hoher Temperatur durch den Spalt nach außen leckt, kann dies zu einer
Abnahme des Wirkungsgrades der Turbine oder zum Auftreten unerwarteter
Ausfälle
an anderen Teilen außerhalb
des Fluidkanals führen,
aufgrund der hohen Temperatur des Gases, bei dem es sich um ein
Verbrennungsgas handelt.
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In
seitlichen Stirnflächen 113, 113 von
benachbarten Plattformen 110A, 110A, ist ein Montageschlitz
vorgesehen, und ein Dichtungselement 102, das in der Stirnansicht
die Form eines länglichen T-Balkens
hat, ist so angeordnet, daß es
die beiden Montageschlitze überbrückt, um
ein Leck des Gases V hoher Temperatur durch den Spalt 112 hindurch nach
außen
zu verhindern. Das Dichtungselement 102 ist auch in dem
Spalt zwischen den Verkleidungssektionen sowie in dem Spalt zwischen
den Teilungsringsektionen vorgesehen. Bei diesem T-förmigen Dichtungselement 102 verbleibt
jedoch unvermeidlich ein gewisser Spalt zwischen den benachbarten
Plattformen 110A, 110A, sofern nicht der Spalt vollständig verschwindet,
nachdem Warmeausdehnung das Dichtungselement 102 und die
beiden seitlichen Stirnflächen 113, 133 in
Dichtberührung
miteinander bringt. Unter normalen Umständen wird deshalb eine Leckstromung
des Gases V hoher Temperatur durch den Spalt austreten. Außerdem hat
das Dichtungselement 102 in der Zeichnung zwar eine gerade
Form, doch wäre
die Herstellung eines gekrümmten
Dichtungselements schwierig. Wenn die seitlichen Stirnflächen 113, 113 einer
Wärmeausdehnung
jenseits der Toleranz unterliegen, kollidieren die Oberflächen miteinander
und beschädigen
das Dichtungselement 102.
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US 2001/0 019 695
A1 offenbart eine Dichtungsanordnung nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, die aus einer Vielzahl von Dichtungsplättchen aufgebaut
ist. Jedes Paar benachbarter Dichtungsplättchen ist durch ein Gelenk
verbunden, das durch überlappende
Endabschnitte der Dichtungsplättchen
hindurchgeht.
US 5
865 600 A1 und
US
6 431 825 B1 zeigen Dichtungsanordnungen mit einander gegenüberliegenden
Dichtungsendabschnitten, die durch einen dünneren Basisabschnitt verbunden sind.
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Die
vorliegende Erfindung wird eingeführt, um die oben genannten
Probleme zu lösen.
Ein technisches Problem, das die vorliegende Erfindung zu lösen sucht,
besteht darin, die Dichtungsfähigkeit
einer Dichtungsanordnung zu verbessern, indem die Dichtberührung der
Dichtungsflächen
selbst dann aufrechterhalten wird, wenn durch thermische Beanspruchung,
Fluiddruck, Schwingungsbewegungen oder dergleichen verursachte äußere Kräfte dazu führen, daß sich ein
Spalt verändert,
der zwischen den beiden Berührungsflächen gebildet
wird, die die Dichtungsanordnung zwischen sich aufnehmen. Ein weiteres
Ziel ist es, eine leckdichte Anbringung der Dichtungsanordnung selbst
an gebogenen Montageflächen
zu ermöglichen.
Noch ein weiteres Ziel ist es, die Herstellung und Anbringung der
Dichtungsanordnung zu vereinfachen und die Kosten für die Herstellung
und Montage der Komponenten zu verringern.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die obigen technischen Probleme
zu mildern, und eine Lösung
für diese
Probleme ist in Anspruch 1 angegeben.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Dichtungsanordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung, die in einem Übergangsstück einer
Turbine zwischen zwei Montageflächen
installiert ist.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht der Dichtungsanordnung nach 1.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Dichtungsanordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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4 ist
eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform der Dichtungsanordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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5 ist
eine perspektivische Ansicht einer vierten Ausführungsform der Dichtungsanordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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6 ist
eine perspektivische Ansicht einer fünften Ausführungsform der Dichtungsanordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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7 ist
eine perspektivische Ansicht einer sechsten Ausführungsform der Dichtungsanordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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8 ist
eine perspektivische Ansicht einer siebten Ausführungsform der Dichtungsanordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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9 ist
eine Schnittdarstellung der einzelnen Ausführungsform der Dichtungsanordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung, die zwischen zwei Montageflächen von Verkleidungssektionen
einer Turbine montiert ist.
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10 ist
eine Schnittdarstellung der Dichtungsanordnung, die zwischen den
beiden Montageflächen
der Verkleidungssektionen nach 9 montiert
ist, wobei die Montageflächen
sich horizontal in der Richtung X gegeneinander bewegen.
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11 ist
eine Schnittdarstellung der Dichtungsanordnung, die zwischen den
beiden Montageflächen
der Verkleidungssektionen nach 9 montiert
ist, wobei sich die Montageflächen
vertikal in der Richtung Y gegeneinander bewegen.
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12 ist
eine perspektivische Ansicht von Dichtungsplättchen, die so angeordnet sind,
daß sie eine
Dichtungsplättchenanordnung
in der Dichtungsanordnung in Bezug auf die vorliegende Erfindung bilden.
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13 ist
eine Schnittdarstellung einer achten Ausführungsform der der Dichtungsanordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung, die zwischen zwei Montageflächen von Verkleidungssektionen
einer Turbine installiert ist.
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14 ist
eine perspektivische Ansicht einer neunten Ausführungsform der Dichtungsanordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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15 ist
eine Schnittdarstellung der Dichtungsanordnung nach 14 gemäß der vorliegenden
Erfindung, die zwischen zwei Montageflächen von Verkleidungssektionen
einer Turbine installiert ist.
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16 ist
eine perspektivische Ansicht einer zehnten Ausführungsform der Dichtungsanordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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17 ist
eine Schnittdarstellung der Dichtungsanordnung nach 16 der
vorliegenden Erfindung, die zwischen zwei Montageflächen von
Verkleidungssektionen einer Turbine installiert ist.
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18 ist
eine Schnittdarstellung einer elften Ausführungsform der Dichtungsanordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung, die zwischen zwei Montageflächen von Baugruppen installiert
ist.
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19 ist
eine perspektivische Ansicht der Dichtungsanordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung, die in 18 gezeigt ist.
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20 ist
eine perspektivische Ansicht einer Dichtungsanordnung nach dem Stand
der Technik in Bezug auf die vorliegende Erfindung, die zwischen Montagenuten
von Plattformen einer Gasturbine installiert ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Nachstehend
werden Einzelheiten der Zeichnungen von bevorzugten Ausführungsformen einer
Dichtungsanordnung beschrieben, die in Übereinstimmung mit den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung konstruiert ist. Alle nachstehend erläuterten Zeichnungsfiguren
sind anhand realer Konstruktionszeichnungen mit korrekten Maßverhältnissen
erstellt.
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1 zeigt
eine Dichtungsanordnung 1 gemäß einer bevorzugten ersten
Ausführungsform
in Bezug auf die vorliegende Erfindung. Eine Gasturbine, die nicht
gezeigt ist, besteht in erster Linie aus einem Luftkompressor, einem
Brenner und einen Turbinenteil. Druckluft, die im Kompressor komprimiert wurde,
wird in einen Brenner eingeleitet. In dem Brenner wird Kraftstoff
verbrannt, um die Druckluft in ein Gas P1 mit hoher Temperatur zu
verwandeln, daß innerhalb
prismenförmiger
Durchgangsleitungen (Übergangsstücke) 50A, 50B in
den Turbinenteil strömt.
In 1 bilden die einzelnen Durchgangsleitungen 50A, 50B Kanäle 55, 55 mit
quadratischem Querschnitt, durch die Gas P1 mit hoher Temperatur hindurchströmen kann.
Die prismenförmigen
Durchgangsleitungen 50A, 50B für das Gas P1 hoher Temperatur
sind an den aneinander angepaßten
Oberflächen
der Durchgangsleitungen 50A, 50B (die im folgenden
als Baugruppen bezeichnet werden) miteinander verbunden und bilden
in Richtung der Anordnung als Ganzes einen kreisförmigen Ring.
Jedoch besteht zwischen den zueinander passenden Oberflächen der
Durchgangsleitungen 50A, 50B, ... ein Spalt, in
Anbetracht der Wärmeausdehnung
dieser Baugruppen infolge der hohen Temperatur des Gases P1. Dieser
Spalt dient als eine Leitung 52 für ein Kühlfluid P2.
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Wenn
das Gas P1 mit hoher Temperatur durch die Kanäle 55, 55 in
den Durchgangsleitungen 50A, 50B strömt, leckt
somit das Kühlfluid
P1 von den zueinander passenden Oberflächen der jeweiligen Durchgangsleitung 50A, 50B in
die Kanäle 55, 55.
Das Leck des Fluids P2 verursacht eine Abnahme des Wärmewirkungsgrades
der Gasturbine. Weiterhin bewirkt die Leckage des Fluids P2, daß das Gas
in den Durchgangsleitungen 50A, 50B, ... lokal hohe
Werte oder niedrige Werte annimmt, was wiederum dazu führt, daß die Temperatur
des Materials der Durchgangsleitungen 50A, 50B,
... oder der rotierenden Schaufeln und der stationären Schaufeln
der Turbine und dergleichen, die stromabwärts der Strömung in Bezug auf die Durchgangsleitungen 50A, 50B angeordnet
sind, lokal zunimmt oder abnimmt und die Lebensdauer dieser kostspieligen
Teile verkürzt.
Ein komplizierter Aufbau einer Turbine führt auch zu Schwierigkeiten
bei der Demontage und erhöht
die Wartungskosten. Um dieses Problem zu mildern, ist eine Dichtungsanordnung 1 zwischen
jeweiligen Montageflächen 51A, 51B der
Durchgangsleitungen 50A, 50B, ... installiert.
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1 zeigt
eine Dichtungsanordnung 1, die in einen Raum eingeführt ist,
der zwischen einer ersten Montageflächensektion 51A und
einer zweiten Montageflächensektion 51B gebildet
ist und einen dazwischen gebildeten Montageraum 51 ausfüllt. 2 zeigt
das Erscheinungsbild der Dichtungsanordnung 1. Die gezeigten
Oberseiten und Unterseiten der Durchgangskanäle 50A, 50B in 1 sind mit
weiteren Komponenten verbunden, so daß Leckverluste des abgedichteten
Fluids P2 nach oben oder unten verhindert werden. Die erste Montageflächensektion 51A und
die zweite Montageflächensektion 51B sind
ringförmige
Nuten, die im Umfang der freien Endabschnitte der ersten Durchgangsleitung 50A und
der zweiten Durchgangsleitung 50B gebildet sind. Da die
Durchgangsleitungen 50A, 50B so angeordnet sind,
daß sie
insgesamt einen kreisförmigen Ring
bilden, grenzen die erste Montageflächensektion 51A und
die zweite Montageflächensektion 51 dazwischen
aneinander. Eine erste, längs
des äußeren Umfangs
verlaufende Dichtfläche 2A0 und
eine zweite, längs
des äußeren Umfangs
verlaufende Dichtfläche 2B0 der
Dichtungsanordnung 1 werden jeweils in Dichtberührung mit
Montageflächen
der Montageflächensektionen 51A, 51B der
Durchgangskanäle 50A, 50B gebracht.
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2 zeigt
eine vergrößerte Ansicht
der Dichtungsanordnung 1. Es ist eine perspektivische Ansicht
der Dichtungsanordnung 1 im zusammengebauten Zustand, wobei
Dichtungsplättchen 2 gestapelt
sind. Das Dichtungsplättchen 2 ist
durch Stanzen oder Atzen des plattenförmigen Materials hergestellt. Das
Dichtungsplättchen 2 hat
einen einteiligen Aufbau, bestehend aus einem rechteckigen Dichtungsbasisstreifen 2C und
einem ersten Dichtungsendbereich 2A, der sich an einem
freien Ende des Dichtungsbasisstreifens 2C befindet. Weiterhin
bildet auch ein kreisförmiger
zweiter Dichtungsendbereich 2B ein einstückiges Element
am anderen Ende des Dichtungsbasisstreifens 2C. Die Anordnung
einer Vielzahl von Dichtungsplättchen 2 in
enger Berührung
bildet eine Dichtungsplättchenanordnung.
Die Dichtungsplättchenanordnung
weist ein durchgehendes Loch 3 auf, und ein Verbindungsstab 5A wird
in das durchgehende Loch 3 eingeführt, bevor die beiden Enden
des Verbindungsstabes 5A mit dem Dichtungsplättchen 2 verschweißt werden.
Dieser Verbindungsstab 5A verbindet Lagen der Dichtungsplättchen 2 an
ihren beiden Enden, um einen Kupplungsbereich 5 zu bilden.
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Bei
dieser Dichtungsanordnung 1 besteht die erste äußere Umfangsdichtfläche 2A0 aus
einer ersten Dichtfläche 2A1 und
einer zweiten Dichtfläche 2A2 als
Teil des Umfangs derselben, wobei die erste Dichtfläche 2A1 und
die zweite Dichtfläche 2A2 mit gegenüberliegenden
Montageflächen
in Dichtberührung
gebracht werden, die in einer Nut der ersten Montageflächensektion 51A gebildet
sind. Ebenso besteht die zweite äußere Umfangsdichtfläche 2B0 aus
einer dritten Dichtfläche 2B1 und
einer vierten Dichtfläche 2B2 als
Teil des Umfangs derselben, wobei die dritte Dichtfläche 2B1 und
die vierte Dichtfläche 2B2 in
Dichtberührung
mit gegenüberliegenden Montageflächen gebracht
werden, die in einer Nut der zweiten Montageflächensektion 51B gebildet sind.
Die Dichtungsanordnung 1 ist insgesamt in einer geraden
Konfiguration gezeigt, doch sollten ihre Variationen auch eine ringförmige oder
bogenförmige Gestalt
einschließen.
Das heißt,
eine beliebige Gestalt ei ner Dichtungsanordnung 1 kann
einfach erhalten werden, je nach Form der Montageflächensektionen 51A, 51B,
... in Richtung der Nut.
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Die
Dichtungsplättchen 2 und
der Verbindungsstab 5A sind aus korrosions- und hitzebeständigem Material
wie etwa einer Legierung auf Nickelbasis hergestellt. Ein Beispiel
für ein
solches Material ist 76%Ni-16%Cr-8%Fe,
das auch als Inconel bekannt ist. Inconel hat eine hohe Duktilität und kann durch
Heiß/Kalt-Verformung
bearbeitet werden. Es hat auch eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit.
Ebenso wird für
die Dichtungsplättchen 2 und den
Verbindungsstab 5A ein hitzebeständiges Material bevorzugt,
wobei gute Kandidaten, jedoch nicht ausschließlich, Inconel, Hasteroy X,
Stäbe oder
Bleche aus rostfreiem Stahl, Stäbe
oder Bleche aus Stahl, Stäbe
oder Bleche aus Aluminium und dergleichen in Frage kommen.
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Eine
so gebildete Dichtungsanordnung 1 besteht aus einer Dichtungsplättchenanordnung
und einem Verbindungsstab 5A, wobei die Dichtungsplättchenanordnung
durch Stapeln einer Vielzahl von Dichtungsplättchen gebildet ist und der
Verbindungsstab 5A im Inneren des durchgehenden Loches 3 der Dichtungsplättchenanordnung
angeordnet und an seinen Enden mit den Dichtungsplättchen 2 verschweißt ist,
um eine integrale Struktur zu bilden. Selbst wenn zwischen den Montageflächensektionen 51A, 51B der
Durchgangsleitungen 50A, 50B eine relative Verlagerung
eintritt, ist die Dichtungsplättchenanordnung
in der Lage, sich an die Verlagerungen anzupassen, indem sich die
einzelnen Dichtungsplättchen 2 entsprechend
den gegebenen und illustrierten Kräften T1 und T2 neu positionieren. Auch
eine Torsionsverformung, die der Dichtungsplättchenanordnung aufgeprägt wird,
kann durch relatives Verschieben zwischen den aneinander anliegenden
Oberflächen
der benachbarten Dichtungsplättchen
ausgeglichen werden, was nicht zu Spannungen an den aneinander anliegenden
Oberflächen und
damit nicht zu Beschädigungen
führt.
Außerdem kann
sich der erste Dichtungsendbereich 2A bewegen, während der
zweite Dichtungsendbereich 2B als Drehpunkt festliegt. Ähnlich kann
sich der zweite Dichtungsendbereich 2B bewegen, während der
erste Dichtungsendbereich 2A als Drehpunkt festliegt. Selbst
wenn die Durchgangsleitungen 50A, 50B durch thermische
Beanspruchung oder äußere Fluidkräfte verformt
werden, ist deshalb die Dichtungsanordnung 1 in der Lage,
eine hervorragende Abdichtungswirkung gegen das Fluid aufrechtzuerhalten,
indem die erste Dichtungsfläche 2A1 und
die zweite Dichtungsflä che 2A2 sowie
die dritte Dichtungsfläche 2B1 und
die vierte Dichtungsfläche 2B2,
die alle eine kreisförmige
Gestalt haben, jeweils in Dichtberührung mit den Montageflächensektionen 51A, 51B gebracht
werden. Die erste äußere Umfangsdichtfläche 2A0 und
die zweite äußere Umfangsdichtfläche 2B0 sollten
jedoch nicht auf eine Kreisform beschränkt sein, und Alternativen
umfassen eine elliptische Form, eine rechteckige Form mit abgerundeten Ecken
und dergleichen.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Dichtungsanordnung 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Was 3 und 2 unterscheidet
ist, daß es
in 3 zwei durchgehende Löcher 3, 3 gibt,
die in einem Dichtungsbasisstreifen 2C des Dichtungsplättchens 2 angeordnet sind,
und daß zwei
Verbindungsstäbe 5A, 5A in
die beiden durchgehenden Löcher 3, 3 eingeführt werden,
bevor die Enden dieser Stäbe
mit den Dichtungsplättchen 2 verschweißt werden,
die sich an den äußeren Enden
der Dichtungsplättchenanordnung
befinden, um eine integrale Struktur zu bilden. Da die beiden Verbindungsstäbe 5A, 5A an
ihren Enden mit den äußeren Endbereichen
der Dichtungsplättchenanordnung
verbunden sind, bilden sie zusammen einen Kupplungsbereich 5 (siehe 1). Andere
Gestaltungen sind zumeist ähnlich
wie bei der Dichtungsanordnung 1 nach 1,
wie durch die gleichen Bezugszeichen angegeben wird. Dadurch, daß die Dichtungsanordnung
an den Enden mit zwei Verbindungsstäben verbunden wird, erhält sie eine höhere Spannkraft,
so daß der
Kontakt zwischen aneinander anliegenden Dichtungsplättchen 2 der
Dichtungsanordnung 1 verstärkt wird. Weiterhin macht es das
Biegen der Verbindungsstäbe 5A möglich, auf einfache
Weise Variationen der Form der Dichtungsanordnung zu erhalten, etwa
die Form eines Kreisbogens, Ringes, einer Welle usw.. Die Verwendung
der beiden Verbindungsstäbe 5 verstärkt auch
die Rückstellkraft
gegen eine Torsinn der Dichtungsplättchenanordnung, was die Dichtungsfähigkeit
bei relativer Verlagerung zwischen den Montageflächensektionen 51A, 51B verbessert.
Der Verbindungsstab 5A besteht vorzugsweise aus einer hitzebeständigen Legierung
wie etwa Inconel, Hasteroy X, rostfreiem Stahl, Stahl oder Kupfer.
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4 ist
eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform der Dichtungsanordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung. Was 4 und 2 unterscheidet
ist, daß der
Dichtungsbasisstreifen 2C des Dichtungsplättchens 2 ein
durchgehendes Loch 3 in rechteckiger Querschnitts form aufweist und
daß die
Dichtungsplättchenanordnung
so zusammengebaut ist, daß benachbarte
Dichtungsplättchen 2 in
leichte Berührung
miteinander gebracht werden. Das Einführen eines balkenförmigen Verbindungsstabes 5C in
das durchgehende Loch 3 der Dichtungsplättchenanordnung, gefolgt von
Biegen oder Schweißen
der Enden des Verbindungsstabes 5C, ergibt die Dichtungsplättchenanordnung
mit einer integralen Struktur. Der Verbindungsstab 5C, dessen
Enden an entsprechenden Dichtungsplättchen 2 befestigt
sind, bildet einen Kupplungsbereich 5, wie er in 1 gezeigt
ist. Andere Einzelheiten sind zumeist ähnlich denjenigen der Dichtungsanordnung 1 in 2,
wie durch die gleichen Bezugszeichen angegeben wird. Die Verbindung
der Dichtungsplättchenanordnung über den
Verbindungsbalken 5C verbessert deshalb den Kontakt zwischen
benachbarten Dichtungsplättchen
der Dichtungsplättchenanordnung.
Da der balkenförmige
Verbindungsstab 5C in Richtung seiner kleineren Wanddicke
flexibel ist, wird die Herstellung einer Dichtungsplättchenanordnung
in der Form eines Kreises, Ringes oder einer Welle erleichtert.
Der Verbindungsstab 5C besteht vorzugsweise aus wärmebeständigem Material
wie etwa Inconel, rostfreiem Stahl, Kupfer oder dergleichen, in
Gestalt eines Balkens.
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5 ist
eine perspektivische Ansicht einer vierten Ausführungsform der Dichtungsanordnung 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Was einen Verbindungsbalken 5P in 5 von
einem Verbindungsbalken 5C in 4 unterscheidet
ist, daß die
Breite des Verbindungsbalkens 5P wesentlich größer ist
als die des Verbindungsbalkens 5C in 4.
Der rechteckige Querschnitt des durchgehenden Loches 3 für den Verbindungsstab 5P reicht
von der Mitte des Kreises des ersten Dichtungsendbereiches 2A bis
in den anderen Kreis des zweiten Dichtungsendbereiches 2B auf
der anderen Seite des Dichtungsbasisstreifens 2C. Mehrere
so geformte Dichtungsplättchen 2 werden
kombiniert, um die Dichtungsplättchenanordnung
so zu bilden, daß benachbarte
Dichtungsplättchen 2 einander
eng berühren.
Der Verbindungsbalken 5P, der annähernd die gleiche Breite hat
wie das durchgehende Loch 3 der Dichtungsplättchenanordnung,
wird in das durchgehende Loch 3 eingeführt. Nach dem Einführen werden
die äußeren Enden
des Verbindungsbalkens 5P entweder mit den Dichtungsplättchen 2 an
den äußeren Enden
der Dichtungsplättchenanordnung
verschweißt,
so daß Schweißpunkte 5BW gebildet
werden, oder sie werden gebogen, so daß ein hakenförmiger Kupplungsbereich 5PB gebildet
wird (siehe 5PB in 6), um eine
integrale Struktur für die
Dichtungsplättchenanordnung
mit Hilfe eines solchen Kupplungsbereiches 5 zu erhalten.
Andere Gestaltungen ähneln
zumeist denjenigen bei der Dichtungsanordnung 1 nach 4,
wie durch die gleichen Bezugszeichen angegeben wird.
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6 ist
eine perspektivische Ansicht einer fünften Ausführungsform der Dichtungsanordnung 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Was den Verbindungsbalken 5P in 6 von
dem Verbindungsbalken 5P in 5 unterscheidet,
ist, daß ein
Kupplungsbereich 5 durch einen hakenförmigen Kupplungsbereich 5PB gebildet
wird, der durch Umbiegen der äußeren Enden
des Verbindungsbalkens 5P in der Richtung senkrecht zu
seiner Breite gebildet wird. Ein Dichtungsplättchen 2 weist ein
durchgehendes Loch 3 auf, dessen rechteckiger Querschnitt
von der Mitte eines Kreises des ersten Dichtungsendbereiches 2A zu
dem anderen Kreis des zweiten Dichtungsendbereiches 2B reicht.
Mehrere so gebildete Dichtungsplättchen 2 werden
zusammengefügt,
um eine Dichtungsplättchenanordnung
in der Weise zu bilden, daß benachbarte
Dichtungsplättchen 2 in enge
Berührung
miteinander gebracht werden. Die Dichtungsplättchenanordnung enthält ein federndes Dichtungsplättchen 2S in
der Nähe
der Dichtungsplättchen 2 an
beiden äußeren Enden.
Der Verbindungsbalken 5P, der annähernd die gleiche Breite hat
wie das durchgehende Loch 3 der Dichtungsplättchenanordnung,
wird in das durchgehende Loch 3 eingeführt. Nach dem Einführen werden
die äußeren Endbereiche
des Verbindungsbalkens 5P gebogen, um einen hakenförmigen Kupplungsbereich 5PB zu bilden,
um eine integrale Struktur für
die Dichtungsplättchenanordnung
mit Hilfe eines solchen Kupplungsbereiches 5 zu erhalten.
Andere Gestaltungen in 6 sind mehr oder weniger die
gleichen wie bei der Dichtungsanordnung 1 in 5,
wie durch die gleichen Bezugszeichen angegeben wird.
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Die
in 6 gezeigte Dichtungsanordnung 1 hat den
Vorteil der Flexibilität
ihrer Dichtungsflächenanordnung,
dank einer nachgiebigen, vorspannenden Kraft, die auf die Anordnung
von den federnden Dichtungsplättchen 2S ausgeübt wird,
die an beiden Enden der Dichtungsplättchenanordnung angeordnet
sind. Das hält
die jeweiligen Dichtflächen 2A1, 2A2, 2B1, 2B2 der
Dichtungsplättchenanordnung
in Dichtberührung
mit den entsprechenden Montageflächen
der ersten Montageflächensektion 51A und
der zweiten Montageflächensektion 51B,
selbst wenn Baugruppen der Anordnung (Durchgangsleitungen) 50A, 50B relativ
zueinander verlagert werden (siehe 1).
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7 ist
eine perspektivische Ansicht einer sechsten Ausführungsform der Dichtungsanordnung gemß der vorliegenden
Erfindung. Was die Dichtungsanordnung 1 gemäß 7 von
derjenigen gemäß 2 unterscheidet
ist, daß an
einem äußeren Ende
der Dichtungsplättchenanordnung
eine Montagedichtungsplatte 10 angebracht ist. Die Montagedichtungsplatte 10 hat
die Form eines L mit einer Montagebohrung 11 darin. Außerdem ist
eines der äußeren Enden
des Verbindungsstabes 5A an der Montagedichtungsplatte 10 befestigt.
Die Montagedichtungsplatte 10 besteht aus einer Montagekontaktfläche 10A und
einer Montageseitenfläche 10D. Diese
Montagekontaktfläche 10A und
Montageseitenfläche 10B werden
dazu verwendet, eine Dichtungsanordnung 1 zwischen den
Baugruppen (Durchgangsleitungen 50A, 50B) zu installieren,
indem die Montagekontaktfläche 10A und
die Montageseitenfläche 10B an
den Baugruppen befestigt werden, was den zwischen den beiden Montageflächensektionen 51A, 51B gebildeten
Montageraum 51 praktisch blockiert. Diese Konfiguration
erleichtert die Installation der Dichtungsanordnung 1 und
ergibt eine Dichtung für
den Aufnahmeraum 51. Andere Gestaltungen sind zumeist ähnlich wie
bei der Dichtungsanordnung 1 in 2, wie durch
die gleichen Bezugszeichen angegeben wird. Die Dichtungsplättchen 2,
die Montagedichtungsplatte 10 und der Verbindungsstab 5A bestehen
aus korrosions- und hitzebeständigem
Material wie etwa einer Legierung auf Nickelbasis. Ein Beispiel
für ein
solches Material ist 76%Ni-16%CR-8%Fe, das als Inconel bekannt ist. Inconel
hat insbesondere eine hohe Duktivität und kann durch Heiß/Kalt-Verformung
bearbeitet werden. Es ist für
hervorragende Korrosionsfestigkeit bekannt. Alternative Materialien
umfassen Hasteroy X, rostfreien Stahl, Stahl, Keramik oder dergleichen.
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8 ist
eine perspektivische Ansicht einer siebten Ausführungsform der Dichtungsanordnung 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Was 8 von 2 unterscheidet
ist, daß beide
Seiten einer Dichtungsplättchenanordnung
geschweißt
sind, um einen Kupplungsbereich 5 zu bilden. Diese Dichtungsanordnung 1 ist
dazu geeignet, eine gerade Struktur zu erhalten, und die jeweiligen
Dichtungsplättchen 2 werden
mit benachbarten Dichtungsplättchen 2 in Dichtberührung gehalten.
Deshalb ist die Dichtungsanordnung 1 in der Lage, hervorragende
Dichtungseigenschaften gegen das abgedichtete Fluid zu zeigen.
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9 bis 11 zeigen
eine Dichtungsanordnung 1, die so installiert ist, daß sie einen
zwischen einer ersten Endfläche 61A3 eines
ersten Verkleidungssegments (Baugruppe) 61A und einer zweiten
Endfläche 61B3 eines
zweiten Verkleidungssegments (Baugruppe) 61B in einer Gasturbine
gebildeten Spalt 62 sperrt. Die Dichtungsanordnung 1 ist mehr
oder weniger die gleiche wie die Dichtungsanordnung 1 in 2,
wie durch die gleichen Bezugszeichen angegeben wird. Die erste Endfläche 61A3 enthält eine
Nut, die in einer ersten Montageflächesektion 62A gebildet
ist, wobei gegenüberliegende Seitenwände der
Nut durch eine erste Montagefläche 61A1 und
eine zweite Montagefläche 61A2 definiert werden.
Ebenso enthält
die zweite Endfläche 61A3 eine
Nut, die in einer zweiten Montageflächensektion 62B gebildet
ist, wobei gegenüberliegende
Seitenwände
der Nut durch eine erste Montagefläche 61B1 und eine
zweite Montagefläche 61B2 gebildet
werden. Die Dichtungsanordnung ist zwischen der ersten Montageflächensektion 62A und
der zweiten Montageflächensektion 62B eingesetzt,
um den Spalt 62 zu sperren.
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Eine
erste Dichtfläche 2A1 und
eine zweite Dichtfläche 2A2,
die an einem kreisförmigen äußeren Umfangsdichtbereich 2A0 gebildet
sind, werden in Dichtberührung
gebracht mit der ersten Montagefläche 61A1 und der zweiten
Montagefläche 61A2. Ähnlich werden
eine dritte Dichtfläche 2B1 und
eine vierte Dichtfläche 2B2,
die an einem kreisförmigen zweiten äußeren Umfangsdichtbereich 2B0 gebildet sind,
mit der ersten Montagefläche 61B1 und
der zweiten Montagefläche 61B2 in
Dichtberührung
gebracht. Aufgrund der kreisförmigen
Gestalt des ersten äußeren Umfangsdichtbereiches 2A0 und
des zweiten äußeren Umfangsdichtbereiches 2B0 sind die
an deren Umfang gebildete erste Dichtfläche 2A1 und die zweite
Dichtfläche 2A2 in
der Lage, der ersten Montagefläche 61A1 und
der zweiten Montagefläche 61A2 zu
folgen, ohne die Dichtberührung
damit zu verlieren, indem ihre Berührungspunkte sich anpassen,
selbst bei Auftreten einer relativen Verlagerung zwischen der ersten
Montagefläche 61A1 und
der zweiten Montagefläche 61A2.
Ebenso sind die dritte Dichtfläche 2B1 und
die vierte Dichtfläche 2B2 in
der Lage, relative Verlagerungen zwischen der ersten Montagefläche 61B1 und
der zweiten Montagefläche 61B2 auszugleichen
und dabei durch Anpassung ihrer Berührungspunkte die Dichtberührung mit
diesen Montageflächen
zu behalten.
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10 zeigt
ein Vergleichsbild zu 9, bei dem sich ein erstes Verkleidungssegment
(Baugruppe) 61A und ein zweites Verkleidungssegment (Baugruppe) 61B in
der mit X, X angegebenen Richtung bewegen, so daß sich der Spalt 62 zwischen
ihnen ändert,
wie in gestrichelten Linien gezeigt ist. Selbst unter solchen Umständen ist
die Dichtungsanordnung 1 in der Lage, standzuhalten, indem
sie sich in der Richtung X mitbewegt, um die Dichtberührung der
ersten äußeren Umfangsdichtfläche 2A0 und
der zweiten äußeren Umfangsdichtfläche 2B0 mit
der ersten Montageflächensektion 62A bzw.
der zweiten Montageflächensektion 62B aufrechtzuerhalten.
Auf diese Weise kann die Dichtungsanordnung 1 eine hervorragende
Dichtungsfähigkeit
zeigen.
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11 zeigt
ein weiteres Vergleichsbild zu 9, bei dem
ein erstes Verkleidungssegment (Baugruppe) 61A und ein
zweites Verkleidungssegment (Baugruppe) 61B in der mit
Y angegebenen Richtung gegeneinander verschoben sind. Auch in diesem
Fall ist die Dichtungsanordnung 1 in der Lage, standzuhalten,
indem sie sich in der Richtung Y mitbewegt, um die Dichtberührung der
ersten äußeren Umfangsdichtfläche 2A0 und
der zweiten äußeren Umfangsdichtfläche 2B0 mit
der ersten Montageflächensektion 62A bzw.
der zweiten Montageflächensektion 62B aufrechtzuerhalten.
Die Dichtungsanordnung 1 zeigt somit eine hervorragende
Dichtungsfähigkeit.
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12 illustriert,
wie die Dichtungsplättchen 2 gestapelt
werden, indem ein Verbindungsstab 5A in das durchgehende
Loch 3 der Dichtungsplättchen 2 eingeführt wird.
Der Durchmesser des durchgehenden Loches 3 in dem Dichtungsbasisstreifen 2C kann an
einen Durchmesser des Verbindungsstabes 5A angepaßt sein,
um den Abstand zwischen benachbarten Dichtungsplättchen 2 sehr klein
zu halten. In dem Fall, daß eine
gerade Anordnung erhalten wird, sollte das durchgehende Loch vorzugsweise
verschiebbar um den Verbindungsstab 5A passen.
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13 ist
eine Querschnittsdarstellung einer achten Ausführungsform der Dichtungsanordnung 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung im montierten Zustand. In 13 sperrt
die Dichtungsanordnung 1 wirksam einen Spalt 72,
der zwischen einer ersten Baugruppe 71A und einer zweiten
Baugruppe 71B gebildet ist. Die erste Baugruppe 71A hat
eine mit einer Nut versehene erste Montageflächensektion 72A, während die
zweite Baugruppe 71B eine mit einer Nut versehene zweite
Montageflächensektion 72B hat,
die einander zugewandt sind. Zwei einander gegenüberliegende Seitenwände der
ersten Montageflächensektion 72a definieren
eine erste Montagefläche 71A1 und
eine zweite Montagefläche 71A2. Ebenso
definieren zwei Seitenwände
der zweiten Montageflächensektion 72B eine
erste Montagefläche 71B1 und
eine zweite Montagefläche 71B2.
Diese jeweiligen Montageflächen 71A1, 71A2, 71B1, 71B2 bilden
Umfangsflächen
der ringförmigen
Nuten. Jedes der Dichtungsplättchen 2,
die insgesamt als Ring angeordnet sind, bildet einen Winkel mit
der radialen Richtung des Ringes. Diese Anordnung kann dadurch realisiert
werden, daß der
Durchmesser des durchgehenden Loches 3 größer gewählt wird
als der des Verbindungsstabes 5A, so daß das Dichtungsplättchen 2 gegenüber dem
Verbindungsstab 5A gekippt werden kann. Das erleichtert
es, die Dichtungsanordnung 1 insgesamt in einer Ringform anzuordnen.
Die gekippten Dichtungsplättchen 2 erhöhen auch
das Ausmaß der
Berührung
derselben, wodurch die Dichtungsfähigkeit der Dichtungsanordnung 1 verbessert
wird.
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14 und 15 zeigen
eine perspektivische Ansicht bzw. einen Querschnitt, im installierten Zustand,
einer neunten Ausführungsform
der Dichtungsanordnung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Bei einem Dichtungsplättchen 2 in 14 ist ein
halbkreisförmiger
erster Dichtungsendbereich 2A an einem äußeren Ende eines Dichtungsbasisstreifens 2C angeordnet,
während
ein zweiter Dichtungsendbereich 2B, der die gleiche halbkreisförmige Gestalt
hat wie der erste Dichtungsendbereich 2A, auf derselben
Seite am anderen Ende des Dichtungsbasisstreifens 2C angeordnet
ist. Weiterhin ist ein durchgehendes Loch 3 in der Mitte
des Dichtungsbasisstreifens 2C vorgesehen. Des weiteren
trägt ein zweites
Dichtungsplättchen 12 eine
erste Blattfeder 4 bzw. eine zweite Blattfeder 4 auf
der Seite, die der ersten Dichtungsfläche 2A1 des ersten
Dichtungsendbereiches 2A entgegengesetzt ist bzw. der dritten Dichtungsfläche 2B1 des
zweiten Dichtungsendbereiches 2B entgegengesetzt ist. Jedes
zweite Dichtungsplättchen 12 ist
nach einer gewis sen Anzahl der Dichtungsplättchen 2 eingefügt. 14 zeigt
eine perspektivische Ansicht der so gebildeten Dichtungsanordnung 1.
Die Dichtungsanordnung 1 enthält nach dem Zusammenbau fortlaufend
angeordnete erste Dichtungsflächen 2A1 auf
der halbkreisförmigen
Oberfläche
der ersten Dichtungsendbereiche 2A. Ähnlich enthält die Dichtungsanordnung 1 fortlaufend
angeordnete zweite Dichtungsflächen 2B1 auf
der halbkreisförmigen
Oberfläche
der zweiten Dichtungsendbereiche 2B. Die ersten Blattfedern 4 sind
in einer Reihe angeordnet, während
die zweiten Blattfedern 4 ebenfalls in einer Reihe angeordnet sind.
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Eine
erste Endfläche
einer ersten Baugruppe 61A und eine gegenüberliegende
zweite Endfläche einer
zweiten Baugruppe 61B in 15 sind
recht ähnlich
zu der ersten Endfläche 61A3 des
ersten Verkleidungssegments (erste Baugruppe) 61A und der zweiten
Endfläche 61B3 des
zweiten Verkleidungssegments (zweite Baugruppe) 61B. Die
Dichtungsanordnung 1 in 15 zielt
darauf ab, einen Spalt 62 abzudichten. Eine erste Montageflächensektion 62A der
ersten Verkleidungssektion (Baugruppe) 61A und eine zweite
Montageflächensektion 62B der
zweiten Verkleidungssektion (Baugruppe) 61B sind ähnlich wie
in 9 angeordnet, wie durch die gleichen Bezugszeichen
angegeben wird. Bei der so angeordneten Dichtungsanordnung geben
Blattfedern der ersten Dichtfläche 2A1 und
der dritten Dichtfläche 2B1 nachgiebige
Vorspannkräfte
für eine
enge Dichtberührung.
Dies ermöglicht
es, die Dichtungsanordnung 1 selbst dann zu installieren,
wenn der Installationsspalt zwischen der ersten Montageflächensektion 62A und
der zweiten Montageflächensektion 62B sich
wesentlich ändert.
Die durch die Blattfedern vorgespannten ersten und zweiten Dichtflächen 2A1 und 2B1 sind
in der Lage, selbst unter äußeren Kräften, die
durch die Änderung
des Spaltes zwischen den Montageflächensektionen verursacht werden, ohne
Beschädigung
eine hervorragende Dichtungsfähigkeit
aufrechtzuerhalten.
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16 und 17 zeigen
eine perspektivische Ansicht einer zehnten Ausführungsform der Dichtungsanordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung bzw. eine Querschnittsdarstellung der Dichtungsanordnung 1 im
installierten Zustand. Der Aufbau der Dichtungsanordnung 1 nach 16 ist
mehr oder weniger der gleiche wie in 2. Was sie
voneinander unterscheidet ist, daß die erstere einen ersten
Ausweichraum 6A und einen zweiten Ausweichraum 6B in
dem ersten Dichtungsendbereich 2A bzw. einem zweiten Dichtungsend bereich 2B aufweist. Der
erste Ausweichraum 6A und der zweite Ausweichraum 6B haben
einen ersten Schlitz 6A1 bzw. einen zweiten Schlitz 6B1,
die daran in der Richtung vom Dichtungsbasisstreifen 2C aus
nach außen
angeordnet sind. Aufgrund des ersten Ausweichraumes 6A bzw.
des zweiten Ausweichraumes 6B können der erste Dichtungsendbereich 2A und
der zweite Dichtungsendbereich 2B selbst ohne solche Schlitze eine
elastische Kraft erzeugen. Die Dichtungsanordnung 1 nach 16 wird
in der in 17 gezeigten Weise installiert.
In 17 ändern
der erste Dichtungsendbereich 2A und der zweite Dichtungsendbereich 2B ihren
Zustand durch elastische Verformung gegenüber dem gestrichelt eingezeichneten
Zustand, und der erste Dichtungsendbereich 2A wird in Dichtberührung mit
der ersten Montagefläche 61A1 und
der zweiten Montagefläche 61A2 gebracht,
während
der zweite Dichtungsendbereich 2B in Dichtberührung mit
der ersten Montagefläche 61B1 und
der zweiten Montagefläche 61B2 gebracht
wird. Die Konfiguration und Wirkungsweise der Dichtungsanordnung
ist die gleiche wie in 9 bis 11. Es
ist zu bemerken, daß die
in der ersten bis neunten Ausführungsform
gezeigte Dichtungsanordnung 1 ebenfalls einen ersten Ausweichraum 6A und
einen zweiten Ausweichraum 6B in ihren Dichtungsendbereichen 2A bzw. 2B haben
können.
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18 und 19 zeigen
eine perspektivische Ansicht einer elften Ausführungsform der Dichtungsanordnung 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung bzw. eine Querschnittsdarstellung der installierten Dichtungsanordnung 1.
Der Aufbau der Dichtungsanordnung 1 nach 19 ist
mehr oder weniger der gleiche wie in 16. Was
sie voneinander unterscheidet ist, daß ein Dichtungsbasisstreifen 2C in
der Mitte um 90° abgewinkelt
ist. Die Dichtungsanordnung 1 wird an einer ersten Stirnfläche 62A einer ersten
Baugruppe 81A und einer zweiten Stirnfläche 62B einer zweiten
Baugruppe 81B montiert, wie in 18 dargestellt
ist. Eine Dichtungsanordnung 1 dieser Art ist anzuwenden,
wenn die erste Stirnfläche 62A der
ersten Baugruppe 81A und die zweite Stirnfläche 62B der
zweiten Baugruppe 81B einander nicht mehr gegenüberliegen.
Die Dichtungsanordnung 1 in 18 und 19 hat ähnliche
Wirkungsweisen wie in 9 bis 11 und 17,
mit der Ausnahme, daß der
Dichtungsbasisstreifen 2C in der Mitte abgewinkelt ist.
Diese Dichtungsanordnung 1 ist in der Lage, hervorragende
Dichtungseigenschaften zu zeigen, wenn sie an einer ersten Stirnfläche 62A und
einer zweiten Stirnfläche 62B von
Baugruppen 81A, 81B oder dergleichen für eine Gasturbine, ein
Aggregat in einem Kernkraftwerk oder dergleichen installiert wird,
die oder das hohem Druck, schweren Erschütterungen oder der Hitze eines Hochtemperaturfluids
ausgesetzt ist. Es ist zu bemerken, daß ein Kupplungsbereich 5 durch
den zuvor erwähnten
Verbindungsstab 5A, den Verbindungsbalken 5C,
den Verbindungsbalken 5P, den hakenförmigen Kupplungsbereich 5PB oder
den geschweißten
Kupplungsbereich 5PW gebildet werden kann.
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Als
nächstes
werden weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele
beschrieben, die sich auf die vorliegende Erfindung beziehen.
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Eine
Dichtungsanordnung 1 gemäß der zweiten Erfindung, die
sich auf die vorliegende Erfindung bezieht, besteht aus einem rechteckigen
Dichtungsbasisstreifen 2C, bei dem ein kreisförmiger zweiter
Dichtungsendbereich 2B an einem Ende des Dichtungsbasisstreifens 2C angeordnet
ist und ein kreisförmiger
erster Dichtungsendbereich 2A am anderen Ende des Dichtungsbasisstreifens 2C angeordnet
ist, wobei eine erste äußere Umfangsdichtfläche 2A0 am
Umfang des ersten Dichtungsendbereiches 2A und eine zweite äußere Umfangsdichtfläche 2B0 am
Umfang des zweiten Dichtungsendbereiches 2B gebildet wird.
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In
der Dichtungsanordnung 1 gemäß der zweiten Erfindung werden,
da die erste äußere Umfangsdichtfläche 2A0 und
die zweite äußere Umfangsdichtfläche 2B0 eine
kreisförmige
Gestalt haben, die erste äußere Umfangsdichtfläche 2A0 und die
zweite äußere Umfangsdichtfläche 2B0 stets
in Dichtberührung
mit den Montageflächen
von zwei Baugruppen gehalten, an denen die Dichtungsanordnung 1 montiert
ist, selbst wenn der Abstand zwischen den Baugruppen sich ändert. Da
die erste äußere Umfangsdichtfläche 2A0 und
die zweite äußere Umfangsdichtfläche 2B0 am
Umfang angeordnet sind und einzelne Dichtungsplättchen 2, 2 in identischer
Form angeordnet sind, passen sich selbst dann, wenn die einander
gegenüberliegenden
Montageflächen
der Baugruppen einer relativen Verformung unterliegen, die jeweiligen äußeren Umfangsdichtflächen 2A0, 2B0 so
an, daß sie
nicht nur in der seitlichen Richtung, sondern auch in Längsrichtung der
Dichtungsplättchenanordnung
in Dichtberührung bleiben.
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Die
Dichtungsanordnung 1 gemäß der dritten Erfindung, die
sich auf die vorliegende Erfindung bezieht, hat einen ersten Ausweichraum 6A und einen
zweiten Ausweichraum 6B, bei denen es sich um durchgehende
Bohrungen handelt, die in einem ersten Dichtungsendbereich 2A und
einem zweiten Dichtungsendbereich 2B gebildet sind.
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Die
Dichtungsanordnung 1 gemäß der dritten Erfindung hat
den ersten Ausweichraum 6A und den zweiten Ausweichraum 6B im
Inneren des ersten Dichtungsendbereiches 2A bzw. des zweiten
Dichtungsendbereiches 2B, um dem ersten Dichtungsendbereich 2A und
dem zweiten Dichtungsendbereich 2B elastische Kräfte zu verleihen.
Deshalb werden die dritte Dichtungsfläche 2B1 und die vierte Dichtungsfläche sowie
die erste Dichtungsfläche 2A1 und
die zweite Dichtungsfläche 2A2 in
Dichtberührung
an den jeweiligen Montageflächen
von aneinander anschließenden
Baugruppen gehalten. Weiterhin beeinträchtigt eine relative Verlagerung
zwischen den gegenüberliegenden
Montageflächen
der aneinander anschließenden
Baugruppen nicht nur nicht die Dichtungsfähigkeit der Dichtungsanordnung 1, wegen
der durchgehenden Dichtberührung
des ersten Dichtungsendbereiches 2A und des zweiten Dichtungsendbereiches 2B an
den entsprechenden Montageflächen
infolge der elastischen Verformung des ersten Ausweichraumes 6A und
des zweiten Ausweichraumes 6B, sondern verursacht auch
keine Schäden
an der Dichtungsanordnung 1.
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Eine
Dichtungsanordnung 1 gemäß der vierten Erfindung, die
sich auf die vorliegende Erfindung bezieht, hat einen Kupplungsbereich 5,
in dem sich ein Verbindungsbalken 5C, 5P oder
ein Verbindungsstab 5A durch ein durchgehendes Loch 3 erstreckt, das
in einer Dichtungsplättchenanordnung
gebildet ist, und beide Enden des Verbindungsbalkens 5C, 5P oder
Verbindungsstabes 5A sind mit der Dichtungsplättchenanordnung
verbunden.
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Da
in der Dichtungsanordnung 1 nach der vierten Erfindung
der Kupplungsbereich so angeordnet ist, daß sich der Verbindungsstab 5A oder
der Verbindungsbalken 5C, 5P durch das durchgehende Loch 3 der
Dichtungsplättchenanordnung
erstreckt und beide äußeren Enden
desselben fest mit dem Dichtungsplättchen 2 verbunden
sind, läßt sich
durch einfaches Biegen des Verbindungsstabes 5A oder des
Verbindungsbalkens 5C, 5P entlang der Richtung
seiner Erstreckung eine beliebige Gesamtgestalt erreichen, etwa
ein Kreisbogen, eine S-Form oder dergleichen. Die erste Umfangsdichtfläche 2A0 und
die zweite äußere Umfangsdichtfläche 2B0,
die an den Umfangsflä chen
liegen, erlauben es der Dichtungsplättchenanordnung, Dichtberührung mit
den gegenüberliegenden
Montageflächen
zu halten. Selbst wenn sich ein zwischen zwei Baugruppen gebildeter
Spalt verändert,
sind außerdem
die äußere erste
Umfangsdichtfläche 2A0 und
die zweite äußere Umfangsdichtfläche 2B0 in
der Lage, sich an die Verformung der Baugruppen relativ zu den Verbindungsstab 5A oder
dem Verbindungsbalken 5C, 5P anzupassen, um die
Dichtberührung
aufrechtzuerhalten. Um eine Dichtungsanordnung insgesamt als Ring
zu gestalten, ist es außerdem
durch Herstellung eines durchgehenden Loches 3 unter einem
Winkel relativ zu dem Dichtungsplättchen 2 möglich, die
Dichtungsplättchen 2 nach
dem Einführen
des Verbindungsstabes 5A oder des Verbindungsbalkens 5C, 5P in
das durchgehende Loch 3 unter einem Winkel anzuordnen.
Die so angeordneten Dichtungsplättchen
sind in der Lage, eine weitere Kippung derselben anzunehmen, die
durch Verformung der Montageflächen
verursacht wird, was eine Beschädigung
der Dichtungsplättchen 2 durch
diese Baugruppen wirksam verhindert. Auch eine mögliche Entstehung eines Spaltes zwischen
aneinander anschließenden
Oberflächen von
benachbarten Dichtungsplättchen 2 kann
durch den Verbindungsbalken 5C, 5P abgedichtet
werden, so daß die
Dichtungsfähigkeit
der Dichtungsanordnung 1 sichergestellt wird.
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Eine
Dichtungsanordnung 1 gemäß der fünften Erfindung weist in ihrer
Dichtungsplättchenanordnung
ein erstes Dichtungsplättchen 2 und
ein zweites Dichtungsplättchen 12 auf,
wobei das erste Dichtungsplättchen 2 einen
halbkreisförmigen
ersten Dichtungsendbereich 2A und einen halbkreisförmigen zweiten
Dichtungsendbereich 2B an den äußeren Enden des Dichtungsbasisstreifens 2C aufweist, wobei
das zweite Dichtungsplättchen 12 halbkreisförmige erste
und zweite Dichtungsendbereiche 2A und 2B an den äußeren Seiten
des Dichtungsbasisstreifens 2C aufweist sowie erste Blattfedern 4 und
zweite Blattfedern 4, wobei die ersten Blattfedern 4 an
der der ersten Dichtungsfläche 2A1 des
ersten Dichtungsendbereiches 2A entgegengesetzten Oberfläche des
Dichtungsbasisstreifens 2C angeordnet sind und die zweiten
Blattfedern 4 auf der der dritten Dichtungsfläche 2B1 des
zweiten Dichtungsendbereiches 2B entgegengesetzten Oberfläche des
Dichtungsbasisstreifens 2C angeordnet sind und wobei das
zweite Dichtungsplättchen 12 jeweils
nach einer Vielzahl von ersten Dichtungsplättchen 2 eingefügt ist.
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In
der Dichtungsanordnung 1 nach der fünften Erfindung umfaßt die Dichtungsplättchenanordnung
das erste Dichtungsplättchen 2,
das den halbkreisförmigen
ersten Dichtungsendbereich 2A und den halbkreisförmigen zweiten
Dichtungsendbereich 2B auf der Seite des Dichtungsbasisstreifens 2C hat. Weiterhin
umfaßt
die Dichtungsplättchenanordnung das
zweite Dichtungsplättchen 12,
das den halbkreisförmigen
ersten Dichtungsendbereich 2A und den halbkreisförmigen zweiten
Dichtungsendbereich 2B auf der Seite des Dichtungsbasisstreifens 2C hat,
sowie erste Blattfedern 4 und zweite Blattfedern 4,
wobei die ersten Blattfedern 4 auf der Seite des Dichtungsbasisstreifens 2C angeordnet
sind, die der ersten Dichtfläche 2A1 des
ersten Dichtungsendbereiches 2A entgegengesetzt ist, während die
zweiten Blattfedern 4 auf der Seite des Dichtungsbasisstreifens 2C angeordnet
sind, die der dritten Dichtfläche 2B1 des
zweiten Dichtungsendbereiches 2B entgegengesetzt ist. Die
ersten Dichtungsplättchen 2 und die
zweiten Dichtungsplättchen 12 sind
so angeordnet, daß ein
oder zwei Exemplare des zweiten Dichtungsplättchens 12 jeweils
nach einer gewissen Distanz (Bandlücke) der ersten Dichtungsplättchen 2 eingefügt sind.
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Die
erste Blattfeder 4 drückt
die erste Dichtfläche 2A1 nachgiebig
gegen die erste Montagefläche.
Ebenso drückt
die zweite Blattfeder 4 die dritte Dichtfläche 2B1 nachgiebig
gegen die zweite Montagefläche.
Dies ermöglicht
es, die Dichtungsanordnung 1 zwischen den gegenüberliegenden
Montageflächen
einzubauen, ungeachtet von größeren oder kleineren
Maßabweichungen
dazwischen, und die erste Blattfeder 4 und die zweite Blattfeder 4 sind
in der Lage, die erste Dichtfläche 2A1 und
die dritte Dichtfläche 2B1 nachgiebig
in Dichtberührung
mit den jeweiligen Montageflächen
zu bringen. Trotz eines größeren Spaltes 62 zwischen
zwei Baugruppen geben außerdem
die erste Blattfeder 4 und die zweite Blattfeder 4 der
ersten Dichtfläche 2A1 und
der dritten Dichtfläche 2B1 eine
elastische Vorspannung, so daß sie
einer solchen großen
Verformung der Baugruppen folgen können. Als Ergebnis zeigt die
Dichtungsanordnung 1 hervorragende Dichtungseigenschaften
an Montageflächen,
die Verformungen infolge thermischer Beanspruchung, äußerer Kräfte oder dergleichen
unterliegen.
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Zwar
sind spezielle Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben worden, doch decken die Beschreibung und
diese Ausführungsformen
nicht den gesamten Umfang der vorliegenden Erfindung ab, noch beschränken sie die
Erfindung auf die oben diskutierten Aspekte, und deshalb versteht
es sich, daß verschiedene Änderungen
oder Abwandlungen an diesen Ausführungsformen
vorgenommen werden können.
Die technische Tragweite der Erfindung ist in den Ansprüchen spezifiziert.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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Wie
oben beschrieben wurde, kann die vorliegende Erfindung wirksam bei
Verbindungen zwischen Montageflächen
von Baugruppen von allgemeinen Maschinen eingesetzt werden, die
eine Abdichtung gegen ein heißes
und unter hohem Druck stehendes Fluid erfordern. Insbesondere ist
eine Dichtungsanordnung dieser Art wirksam für den Gebrauch von Montageschlitzen
von Gasturbinen, Kernkraftanlagen oder dergleichen, die thermische Beanspruchung
oder Vibration unterliegen, die durch das heiße und unter hohem Druck stehende
Fluid verursacht werden. Auch die niedrigen Herstellungskosten sind
ein weiterer Vorteil dieser Dichtungsanordnung.