DE2242113A1

DE2242113A1 - Dichtung fuer einen regenerativ-waermetauscher

Info

Publication number: DE2242113A1
Application number: DE19722242113
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dipl Ing Tiefenbacher
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1972-08-26
Filing date: 1972-08-26
Publication date: 1974-02-28
Also published as: GB1402058A

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft * Daim 9570/fr

Stuttgart-Untertürkheim l8.Aug.1972

"Dichtung für einen Regenerativ-Varmetauscher"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtung für Gaskanäle eines Regenerativ-Warmetauschers, die zu einem drehbaren scheibenförmigen Speicherkörper führen, gegenüber dem Innenraum des die Gaskanäle und den Speicherkörper umgebenden Ge« häuses die jeweils aus einer in sich geschlossenen Dichtleiste, die mit einer Gleitschicht am Speicherkörper anliegt, und aus einem dünnen biegsamen Dichtblech besteht, das sich an einem an der Dichtleiste befestigten Stützblech abstützt und das sich schräg über den Spalt zwischen der Dichtleiste und dem Flansch des gegenüberliegenden Gaskanales erstreckt und an diesem Flansch anliegt.

Bei einer bekannten derartigen Dichtung (OS 2 107 815) liegt ein an der Dichtleiste schwenkbar befestigtes Dichtblech mit einer abgewinkelten Seite am Flansch des Gaskanales an« Das Stützblech ist dagegen starr an der Dichtleiste befestigt und erstreckt sich nur über einen Teil des Spaltes zwischen der Dichtleiste und dem Flansch. Dadurch wird das Dichtblech nur teilweise abgestützt. Zur Vermeidung unerwünschter Verformungen darf die Wandstärke des Dichtbleches deshalb nicht zu klein gewählt werden, was jedoch die Biegsamkeit beeinträchtigt und eine optimale Abdichtung nicht zuläßt. Außerdem kann das starr befestigte Stützblech den Bewegungen des Dichtbleches nicht oder im Rahmen seiner elastischen Verformbarkeit nur sehr

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begrenzt folgen. Solche Verformungen der verhältnismäßig dicken Stützbleches führen jedoch immer zu einer schädlichen Erhöhung des auf die Dichtleiste und damit auf den Speicherkörper wir·* kenden Druckes. Darüber hinaus lassen die mangelnde Abstützung des Dichtbleches und das starr in den Spalt ragende Stützbleih nur eine beschränkte Änderung der Spaltbreite zu.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und eine Dichtung zu schaffen, die auch bei «rech» selnden Spaltbreiten die Gaskanäle des Wärmetauschers zuverlässig abdichtet. Dies geschieht nach der Erfindung dadurch, daß das Stützblech in einer Reihe in geringem Abstand voneinander angeordnete Stützteile aufweist, die mit Gelenken versehen sind, die unabhängig von der augenblicklichen Breite des Spaltes ein Anliegen der Stützteile am Flansch des Gaskanalea ermöglichen. Dadurch wird das Dichtblech in jeder Schräglage praktisch auf seiner ganzen Fläche vom Stützblech getragen. Das Dichtblech kann aus diesem Grunde eine äußeret geringe Wandstärke aufweisen, die ein nachgiebiges Anschmiegen an die Gegenfläche erlaubt und die im Zusammenwirken mit dem gelenkigen Stützbloch eine besonders gute Abdichtung auch über größere Spaltbreiten hinweg ergibt.

Nach einer besonders einfachen Ausgestaltung der Erfindung besteht das Stützblech aus Stützteilen, die durch Gelenke unmittelbar mit der Dichtleiste verbunden sind.

Erfindungsgemäß kann das Stützblech auch aus einer in sich geschlossenen Stützleiste bestehen, die an der Dichtleiste starr befestigt ist und aus Stützteilen, die durch Gelenke mit der Stützleiste verbunden sind. Diese Maßnahme ermöglicht eine unmittelbare Befestigung des Dichtbleches an der Stütz-

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leiste des Stützbleches. Ein derartig befestigtes Dichtblech liegt glatt am Stützblech an und bildet eine gute Überbrückung der Gelenke·

Nach der Erfindung kann ein Gelenk aus gebogenen rechteckigen Ansätzen an dem miteinander verbundenen Bauteilen bestehen, die krallenartig ineinander greifen· Diese Gelenke zeichnen eich besonders durch ihre gute Beweglichkeit aus. Sie lassen sich außerdem einfach und billig herstellen.

Erfindungsgemäß kann auch ein in sich geschlossenes Dichtblech lose am Stützblech anliegen. Da die Befestigungsarbeiten für das Dichtblech wegfallen, läßt sich dieses billig herstellen. Ein derartiges Dichtblech kann außerdem leicht ausgetauscht •werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der Beschreibung angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Regenerativwärmetauscher nach der Linie I-I der Fig.2,

Fig. 2 einen Querschnitt durch diesen Wärmetauscher nach der .Linie H-II der Fig.l,

Fig. 3 eine räumliche Darstellung eines Ausschnittes einer Dichtung dieses Wärmetauschers,

Fig. k einen Querschnitt durch diese Dichtung in größerem Maßstab,

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Fig. 5 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführung einer Dichtung« und

Fig. 6 eine Draufsicht auf diese Dichtung.

Der in den Fig.l und 2 dargestellte Regenerativ-Würmetauscher einer Kraftfahrzeug-Gasturbine besteht im wesentlichen aus einem auf einer Achse 11 drehbar gelagerten scheibenförmigen Speicherkörper 12, Kanälen 13 und 14 für die Verbrennungsluft, Kanälen 15 und 16 für die Abgase und aus einem Gehäuse 17· Die heißen Abgase der Gasturbine werden im Betrieb durch den Kanal 15 zu den durch einen nicht dargestellten Antrieb in Drehung versetzten Speicherkörper 12 geleitet, dessen Durchgangsöffnungen lö sie durchströmen und dabei einen Teil' ihrer Wärme an den Speicherkörper 12 abgeben. Die abgekühlten Abgase verlassen den Speicherkörper 12 durch den Kanal l6. Die vom Verdichter der Gasturbine geförderte tierhältnismäßig kalte Verbrennungsluft strömt durch den Kanal 13 in den von den Abgasen aufgeheizten Teil des Speicherkörpers 12 und nimmt dort Wärme auf. Die erhitzte Verbrennungsluft wird durch den Kanal Ik der Brennkammer der Gasturbine zugeführt.

Die Kanäle 13,1/1,15 und 16 weisen eine etwa halbkreisförmige Querschnittefläche auf. An den Flanschen 19 der Kanäle l*t,15 und l6 sind Dichtungen 20 angebracht, die die Kanäle gegenüber dem Innenraum 21 des Gehäuses 17 abdichten. Am Flansch 22 des Kanals 13 ist keine Dichtung angeordnet, so daß der Innenraum 21 des Gehäuses 17 durch schmale Spalte 23 mit der verdichteten Luft im Kanal 13 in Verbindung steht. Dadurch herrscht im Innenraum 21 ein Überdruck gegenüber den Kanülen 14,15 und 16.

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Die in den Fig.3 und 4 gezeigte Dichtung 20 des Wärmetauschers besteht im wesentlichen aus einer Dichtleiste 24, die mit einer Gleitschicht 25 versehen ist, sowie aus einem Dichtblech 26 und einem Stützblech 27. Das Stützblech 27 setzt sich aus einer in sich geschlossenen Stützleiste28 und aus Stützteilen 29 zusammen, die in geringem Abstand voneinander in einer Reihe neben der Stiitzleiste 28 angeordnet sind. Die Stützteile 29 sind mit der Stützleiste 28 durch Gelenke 30 verbunden. Die Gelenke 30 werden von gebogenen rechteckigen Ansätzen 31 und 32 an der Stützleiste 28 bzw. den Stützteilen 29 gebildet, die krallenartig ineinander greifen. Die Stützleiste 28 ist fest mit der Dichtleiste 24 verbunden. Das Dichtblech 26 besteht aus sehr dünnen, elastisch verformbaren Abschnitten 331 die in einer Reihe an der Stützleiste 28 befestigt sind und die sich gegenseitig überlappen.

Die Dichtung 20 ist so zwischen dem Speicherkörper 12 und dem Flansch 19 des jeweils gegenüberliegenden Kanales 14,15 oder l6 eingesetzt, daß die Gleitschicht 25 der Dichtleiste 24 am Speicherkörper 12 anliegt, während das Dichtblech 26 und das Stützblech 27 sich schräg über den Spalt ^k zwischen der Dichtleiste 24 und dem Flansch 19 erstrecken. Die einzelnen Abschnitte 33 des Dichtbleches 26 liegen mit einer geringen Vorspannung am Flansch 19 an. Das Stützblech 27 hat beispielsweise eine Wandstärke zwischen 0,2 und 1 mm, während die entsprechenden Werte für das Dichtblech 26 zwischen o_to2 und O₁I mm liegen. Bolzen 35 am Flansch 19 greifen in Bohrungen 36, die in Ansätzen 37 an der Dichtleiste 24 angeordnet sind. Dadurch wird die Dichtleiste 24 gehalten und in axialer Richtung geführt.

Durch den im Betrieb des Wärmetauschers herrschenden Überdruck im Innenraum 21 des Gehäuses 17 werden die mit der Gleitschicht

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25 versehene Dichtleiste 24 an den Sp ei eher körper 12 und die Abschnitte 33 des Dichtbleches 26 an den Flansch 19 gedrückt. Weiterhin bewirkt der Überdruck ein Zusammenpressen der Abschnitte 33 i^m Dereich ihrer Überlappung. Die Abschnitte 33 schmiegen sich dabei jeweils so an ihre Gegenflächen an, daß Spalte vermieden werden und die Kanäle 14 bis 16 zuverlässig abgedichtet sind. Dabei können sich die Abschnitte 33 des Dichtbleches 26 praktisch mit ihrer gesamten Fläche auf der Stützleiste 28 und den gelenkig am Flansch 19 anliegenden Stützteilen 29 abstützen.

Änderungen der Breite des Spaltes 34 zwischen der Dichtleiste 24 und dem Flansch 19· die beispielsweise durch unterschiedliche Wärmedehnung der Speicherscheibe 12, der Kanäle 14 bis l6 und des Gehäuses 17 verursacht werden, können durch eine andere Schräglage des Dichtbleches 26 und der Stützteile 29 ausgeglichen werden. Die dünnen und biegsamen Abschnitte 33 des Dichtbleches 26 überlappen sich dabei in jeder Schräglage und liegen stündig am Flansch 19 an, so daß immer eine wirksame Abdichtung erhalten bleibt. Die Stützteile 29 können durch ihre Lagerung in den Gelenken 30 den Bewegungen der Abschnitte 33 folgen und liegen deshalb stets am Flansch 19 an. Die Abschnitte 33 des Dichtbleches 26 sind deshalb bei jedem Betriebszustand völlig abgestützt. Die Abstände der Stützteile 29 voneinander schließen eine gegenseitige Behinderung bei Schwenkbewegungen aus und ermöglichen außerdem einen Ausgleich bei Wärmedehnungen.

Die Fig.5 und 6 zeigen eine weitere Ausführung einer Dichtung, die zwischen den Speicherkörper 12 und den Flansch 19 des gegenüberliegenden Gaskanales eines Värmetausehers eingesetzt

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ist. Das in. einzelne Stützteile 38 gegliederte Stützblech 39 ist mit Gelenken 40 unmittelbar an' einer Dichtleiste 4l befestigt, die mit einer Gleitschicht 42 versehen ist. Ein einteiliges, in sich geschlossenes Dichtblech kj liegt lose am Stützblech 39 an und berührt mit seinem äußeren Rand 44 den Flansch 19· Im Dereich des Gelenkes 40 ist das Dichtblech 43 so auswärts gebogen, daß es mit seinem inneren Rand 45 an der Dichtleiste 4l anliegt. Das Dichtblech 43 überbrückt damit den Spalt 46 zwischen der Dichtleiste 4l und dem Flansch 19·

Im Betrieb des Wärmetauschers preßt der Überdruck die Ränder 45 und 44 des sehr dünnen und biegsamen Dichtbleches 43 an die Dichtleiste 4l bzw. an den Flansch I9» wodurch der entsprechende Gaskanal abgedichtet wird-. Dabei stützt sich das Stützblech 43 auch bei sich ändernden Breiten des Spaltes 46 an den gelenkigen, stets am Flansch 19 .anliegenden Stützteilen 38 des Stützbleches 39 ab.

Statt das Dichtblech nur lose einzulegen, kann dieses auch mit seinem inneren Rand an der Dichtleiste befestigt sein. Soll eine noch größere Beweglichkeit des Dichtbleches erzielt werden, so- kann dieses wie beim vorangehenden Beispiel auch in einzelne einander seitlich überlappende Abschnitte aufgegliedert sein. Die einzelnen Abschnitte des- Dichtbleches und die einzelnen Stützteile können innerhalb der Abdichtung eines Gaskanales verschiedene Längen aufweisen. So sind zum Beispiel bei einem Wärmetauscher mit einer Kanalform,wie sie Fig.2 zeigt, die Abschnitte des b.ichtbleches und die Dichtleiste im gebogenen Teil der Abdichtung im allgemeinen kürzer als in deren geradem Teil. Dadurch läßt sich mit den beweglichen Teilen der Dichtung eine bessere Anlage am Flansch des Gaskanales und ein besserer Ausgleich der sich im Betrieb ändernden Spaltbreiten erzielen.

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Claims

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Ansprüche

1.Richtung für Gaskanäle einea Regenerativ-Wärmetauschers, die zu einem drehbaren scheibenförmigen Speicherkörper führen« gegenüber dem Innenraum des die Geskanäle und den Speicherkörper umgebenden Gehäuses,die jeweils aus einer in sich geschlossenen Dichtleiste« die alt einer Gleitschicht am Speicherkörper anliegt, und a«a einem dünnen biegsamen Dichtblech besteht« das sich an einem an der Dichtleiste befestigten Stützblech abstützt und das sich schräg über den Spalt zwischen der Dichtleiste und dem Flansch des gegenüberliegenden Gaskanalee er· streckt und an diesem Plansch anliegt, dadurch gekennzeichnet« daß das Stützblech (27,39) in einer Reihe in geringem Abstand voneinander angeordnete Stützteile (29, 38) aufweist, die mit Gelenken (30,40) versehen sind, die unabhängig von der augenblicklxchen Breite des Spal- _v tea (34,46) ein Anliegen der Stützteile (29,38) am Plansch (19) des Gaskanales (l4,15 oder l6) ermöglichen·

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützblech (39) aus Stützteilen (38) besteht, die durch Gelenke (40) unmittelbar mit der Dichtleiste (4l) verbunden sind.

3« Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützblech (27) aus einer in eich geschlossenen Stützleiste (28) besteht, die an der Dichtleiste (24) starr befestigt ist, und aus Stützteilen (29)« die durch Gelenke (30) mit der Stützleiste (28) verbunden sind.

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4. Dichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gelenk (30) aus gebogenen rechteckigen Ansätzen (31 und 32) an den miteinander verbundenen Bauteilen (28 bzw.29) besteht, die krallenartig ineinander greifen·

5. Dichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein in sich geschlossenes Dichtblech (£3), das lose am Stützblech (39) anliegt.

6. Dichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtblech (26) aus einzelnen Abschnitten (33) zusammengesetzt ist, die sich in jeder Schräglage überlappen.

7. Dichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte des Dichtbleches an der Dichtleiste befestigt sind.

8. Dichtung nach Anspruch 3 und $, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (33) des Dichtbleches (26) an der Stützleiste (28) befestigt sind.

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