DE2242113A1 - SEAL FOR A REGENERATIVE HEAT EXCHANGER - Google Patents
SEAL FOR A REGENERATIVE HEAT EXCHANGERInfo
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Description
Daimler-Benz Aktiengesellschaft * Daim 9570/fr Daimler-Benz Aktiengesellschaft * Daim 9570 / fr
Stuttgart-Untertürkheim l8.Aug.1972Stuttgart-Untertürkheim, August 18, 1972
"Dichtung für einen Regenerativ-Varmetauscher""Seal for a regenerative heat exchanger"
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.The invention relates to a seal for gas channels of a regenerative heat exchanger, which is a rotatable lead disk-shaped storage body, opposite the interior of the gas channels and the storage body surrounding Ge " housing, each of which consists of a self-contained sealing strip that rests on the storage body with a sliding layer, and consists of a thin, flexible sealing plate which is supported on a support plate attached to the sealing strip and which extends obliquely across the gap between the sealing strip and the flange of the opposite gas channel and rests against this flange.
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 sehrIn a known such seal (OS 2 107 815) is a sealing plate pivotably attached to the sealing strip with one angled side on the flange of the gas duct to «Das Support plate, however, is rigidly attached to the sealing strip and extends only over part of the gap between the sealing strip and the flange. As a result, the sealing plate is only partially supported. To avoid undesirable deformations The wall thickness of the sealing sheet must therefore not be chosen too small, which, however, affects the flexibility and does not allow an optimal seal. In addition, the rigidly attached support plate can counteract the movements of the sealing plate not or only to a great extent within the scope of its elastic deformability
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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.limited follow. However, such deformations of the relatively thick support plate always lead to a harmful increase on the sealing strip and thus on the accumulator body we * kenden pressure. In addition, the lack of support of the sealing plate and the rigid support sheet protruding into the gap only a limited change in the gap width.
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.The invention is based on the object of eliminating these disadvantages and creating a seal that can also be used with "right" The gas ducts of the heat exchanger are reliably sealed off with varying gap widths. According to the invention, this is done by that the support plate has support parts which are arranged in a row at a small distance from one another and which are provided with joints are that, regardless of the current width of the gap, a rest of the support parts on the flange of the gas duct enable. As a result, the sealing plate is supported by the support plate practically over its entire surface in every inclined position. For this reason, the sealing plate can have an extremely small wall thickness that allows it to nestle resiliently the mating surface allows and, in cooperation with the articulated support hole, a particularly good seal over results in larger gap widths.
Nach einer besonders einfachen Ausgestaltung der Erfindung besteht das Stützblech aus Stützteilen, die durch Gelenke unmittelbar mit der Dichtleiste verbunden sind.According to a particularly simple embodiment of the invention the support plate made of support parts that are directly connected to the sealing strip by joints.
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-According to the invention, the support plate can also consist of a closed support strip, which is rigidly attached to the sealing strip and support parts, which are by joints are connected to the support bar. This measure enables direct attachment of the sealing plate to the support
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leiste des Stützbleches. Ein derartig befestigtes Dichtblech liegt glatt am Stützblech an und bildet eine gute Überbrückung der Gelenke·ledge of the support plate. A sealing plate fastened in this way rests smoothly on the support plate and forms a good bridge the joints
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.According to the invention, a hinge made of curved rectangular There are approaches to the interconnected components, which interlock like claws · These joints are particularly characterized by their good mobility. You let can also be produced easily and cheaply.
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.According to the invention, a self-contained sealing plate can also be used lie loosely on the support plate. Since the fastening work for the sealing plate is omitted, it can be produced cheaply. Such a sealing plate can also be easily replaced.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der Beschreibung angegeben.Further advantageous embodiments of the invention are given in the description.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigenThe invention is explained in more detail below with reference to some exemplary embodiments shown in the drawing. It demonstrate
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Regenerativwärmetauscher nach der Linie I-I der Fig.2,1 shows a longitudinal section through a regenerative heat exchanger according to the line I-I of Figure 2,
Fig. 2 einen Querschnitt durch diesen Wärmetauscher nach der .Linie H-II der Fig.l,Fig. 2 shows a cross section through this heat exchanger along the line H-II of Fig.l,
Fig. 3 eine räumliche Darstellung eines Ausschnittes einer Dichtung dieses Wärmetauschers,3 shows a three-dimensional representation of a section a seal of this heat exchanger,
Fig. k einen Querschnitt durch diese Dichtung in größerem Maßstab,Fig. K shows a cross-section through this seal on a larger scale,
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Fig. 5 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführung einer Dichtung« und5 shows a cross section through a further embodiment a seal «and
Fig. 6 eine Draufsicht auf diese Dichtung.Fig. 6 is a plan view of this seal.
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.The regenerative Wür exchanger of a motor vehicle gas turbine shown in Fig.l and 2 consists essentially of a disk-shaped storage body 12 rotatably mounted on an axis 11, channels 13 and 14 for the combustion air, channels 15 and 16 for the exhaust gases and a housing The hot exhaust gases from the gas turbine are conducted during operation through the duct 15 to the storage body 12, which is set in rotation by a drive (not shown), through which they flow through openings and thereby give off part of their heat to the storage body 12. The cooled exhaust gases leave the storage body 12 through the channel 16. The relatively cold combustion air conveyed by the compressor of the gas turbine flows through the duct 13 into the part of the storage body 12 heated by the exhaust gases and absorbs heat there. The heated combustion air is fed through the duct Ik to the combustion chamber of the gas turbine.
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.The channels 13,1 / 1,15 and 16 have an approximately semicircular Cross-sectional area. On the flanges 19 of the channels l * t, 15 and 16 seals 20 are attached which seal the channels from the interior 21 of the housing 17. On the flange 22 of the channel 13 no seal is arranged, so that the interior 21 of the housing 17 through narrow gaps 23 with the compressed air in the channel 13 is in communication. As a result, there is an overpressure in the interior space compared to the cannulas 14.15 and 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.The seal 20 of the heat exchanger shown in FIGS. 3 and 4 consists essentially of a sealing strip 24, which is provided with a sliding layer 25, and a sealing plate 26 and a support plate 27. The support plate 27 sits down from a self-contained support strip 28 and from support parts 29, which are at a small distance from each other in a row next to the support strip 28 are arranged. The support parts 29 are connected to the support strip 28 by joints 30 tied together. The joints 30 are of curved rectangular Approaches 31 and 32 on the support strip 28 or the support parts 29 formed, which interlock like claws. The support strip 28 is firmly connected to the sealing strip 24. That The sealing plate 26 consists of very thin, elastically deformable sections 331 which are arranged in a row on the support strip 28 are attached and which overlap each other.
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 oto2 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.The seal 20 is inserted between the storage body 12 and the flange 19 of the opposite channel 14,15 or l6 that the sliding layer 25 of the sealing strip 24 rests on the storage body 12, while the sealing plate 26 and the support plate 27 are inclined over the gap ^ k extend between the sealing strip 24 and the flange 19. The individual sections 33 of the sealing plate 26 rest against the flange 19 with a slight bias. The supporting plate 27 has for example a wall thickness between 0.2 and 1 mm, whereas the corresponding values for the sealing sheet 26 are mm between t o and O 1 I o2. Bolts 35 on the flange 19 engage in bores 36 which are arranged in lugs 37 on the sealing strip 24. As a result, the sealing strip 24 is held and guided in the axial direction.
Durch den im Betrieb des Wärmetauschers herrschenden Überdruck im Innenraum 21 des Gehäuses 17 werden die mit der GleitschichtDue to the overpressure prevailing during operation of the heat exchanger in the interior 21 of the housing 17 are those with the sliding layer
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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 im 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.25 provided sealing strip 24 to the Sp egg rather body 12 and the sections 33 of the sealing plate 26 pressed to the flange 19. Furthermore, the excess pressure causes a compression of the sections 33 i m Dereich their overlap. The sections 33 each nestle against their opposing surfaces in such a way that gaps are avoided and the channels 14 to 16 are reliably sealed. In this case, the sections 33 of the sealing plate 26 can be supported practically with their entire surface on the support strip 28 and the support parts 29 which are hingedly adjacent to the flange 19.
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.Changes in the width of the gap 34 between the sealing strip 24 and the flange 19 · which, for example, by different Thermal expansion of the storage disk 12, the channels 14 to 16 and the housing 17 can be caused by a other inclinations of the sealing plate 26 and the support parts 29 are compensated. The thin and flexible sections 33 of the sealing plate 26 overlap each other in any inclined position and rest on the flange 19 for an hour, so that there is always one effective sealing is retained. The support parts 29 can by their storage in the joints 30 the movements follow the sections 33 and therefore always rest on the flange 19. The sections 33 of the sealing plate 26 are therefore at fully supported in every operating state. The spacing of the support parts 29 from one another close a mutual hindrance during pivoting movements and also enable compensation for thermal expansion.
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 eingesetztFigures 5 and 6 show another embodiment of a seal, between the storage body 12 and the flange 19 of the opposite Gas duct of a Värmetausehers used
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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·is. The support plate 39, which is divided into individual support parts 38, is fastened with joints 40 directly to a sealing strip 41 which is provided with a sliding layer 42. A one-piece, self-contained sealing plate kj rests loosely on the support plate 39 and its outer edge 44 touches the flange 19 . The sealing plate 43 thus bridges the gap 46 between the sealing strip 4l and the flange 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.When the heat exchanger is in operation, the excess pressure presses the edges 45 and 44 of the very thin and flexible sealing sheet 43 to the sealing strip 4l or to the flange I9 »whereby the corresponding Gas duct is sealed. The support plate 43 is also supported when the width of the gap 46 changes on the articulated support parts 38 of the support plate 39 that are always on the flange 19.
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.Instead of only inserting the sealing sheet loosely, it can also be attached to the sealing strip with its inner edge. If an even greater mobility of the sealing plate is to be achieved, this can also be done as in the previous example be divided into individual laterally overlapping sections. The individual sections of the sealing plate and the individual support parts can have different lengths within the seal of a gas duct. So are for example in a heat exchanger with a channel shape as shown in Fig.2 shows that the sections of the sheet metal sheet and the sealing strip in the curved part of the seal are generally shorter than in their straight part. This allows better contact with the flange of the gas duct and with the moving parts of the seal achieve better compensation of the gap widths that change during operation.
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1973
- 1973-08-15 GB GB3859473A patent/GB1402058A/en not_active Expired
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| DE2451247A1 (en) * | 1974-10-29 | 1976-05-06 | Daimler Benz Ag | SEAL FOR A REGENERATIVE HEAT EXCHANGER |
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| Publication number | Publication date |
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| GB1402058A (en) | 1975-08-06 |
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