DE2929046A1

DE2929046A1 - Stroemungsmitteldichtung mit reibberuehrung

Info

Publication number: DE2929046A1
Application number: DE19792929046
Authority: DE
Inventors: Noritoshi Handa
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1978-07-20
Filing date: 1979-07-18
Publication date: 1980-01-31
Also published as: JPS5519945U; DE2929046C2; US4296937A; JPS57298Y2

Description

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Strömungsmittel-Dichtungsanordnung mit Reibberührung zur Verwendung zusammen mit einem regenerativen Wärmeaustauscherkörper, der beispielsweise in einen rotierenden, regenerativen Gegenstrom-Wärmeaustauscher zur Verwendung beispielsweise in einer Gasturbine enthalten ist, zur typischen Verwendung als Hauptantrieb für ein Land-Transportfahrzeug, wie etwa ein Kraftfahrzeugin Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist eine Strömungsmittel-Dichtungsanordnung mit Reibkontakt für einen regenerativen Wärmeaustauscherkörper vorgesehen, der innerhalb einer feststehenden Gehäuseanordnung drehbar ist, die Hochdruck- und Niederdruck-Strömungsmittelkammern aufweist, die in Gegenstromanordnung neben einer Stirnfläche des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers angeordnet sind, sowie einen Hochdruckraum, der den regenerativen Wärmeaustauscherkörper umgibt und mit der Hochdruck-Strömungsmittelkammer in Verbindung steht, gekennzeichnet durch ein Hauptdichtungselement, das eine innere Endfläche aufweist, die zur Reibberührung mit der oben erwähnten Stirnfläche des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers eingerichtet ist, sowie durch ein elastisches, im wesentlichen flaches Andruckteil, das in Dichteingriff zwischen dem Hauptdichtungselement und der Gehäuseanordnung vorgesehen und mindestens teilweise elastisch zur oben erwähnten Stirnfläche des regenerativen Warmeaustauscherkörpers hin und von dieser weg verformbar ist, wobei das Andruckteil eine Außenfläche aufweist, die mindestens teilweise zum oben erwähnten Strömungsmittelraum hin offen ist und sich seitlich im wesentlichen parallel zur oben erwähnten Stirnfläche des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers in Abwesenheit eines Strömungsmittel-Differenzdruck zwischen den beiden Seiten des An-

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druckteils erstreckt, d.h. zwischen der Niederdruck-Strömungsmitte !kammer und dem Hochdruck-Strömungsmittelraum.

Ein besonderer Aspekt der Erfindung liegt in einer Strömungsmittel-Dichtungsanordnung zur Verwendung in einem regenerativen Rotations-Gegenstrom-Wärmeaustauscher, der einen regenerativen Wärmeaustauscherkörper aufweist, der innerhalb einer Gehäuseanordnung drehbar ist, die Hochdruck- und Niederdurckkammern aufweist, die in Gegenstromanordnung neben einer Stirnfläche des Körpers angeordnet sind, gekennzeichnet durch ein Hauptdichtungselement zur Reibberührung mit der speziellen Stirnfläche des regenerativen Warmeaustauscherkörpers, und durch ein Andruckteil, das am Gehäuse und in Andruckeingriff mit dem Hauptdichtungselement getragen wird, um das Hauptdichtungselement in Reibberührung mit dem regenerativen Wärmeuastauscherkörper anzudrücken, wobei das Andruckteil im wesentlichen flach und zur oben erwähnten Stirnfläche des. regenerativen Warmeaustauscherkörpers parallel ist.

Die Merkmale und Vorzüge der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung im Vergleich mit D'ichtungsanordnungen aus dem Stand der Technik wird aus der nachfolgenden Beschreibung noch näher verständlich, wenn diese in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen gebracht wird, in welchen:

Fig. 1 die Ansicht eines Schnitts ist, welcher die

allgemeine Anordnung einer Dichtungsanordnung aus dem Stand der Technik zeigt, wobei diese Anordnung in einem regenerativen Gegenstrom-Rotationswärmeaustauscher für eine Gasturbine vorgesenen ist, die schematisch gezeigt ist,

Fig. 2 eine Ansicht ist, die in vergrößertem Maßstab einen Abschnitt zeigt, der in Fig. 1 mit II bezeichnet ist,

Fig. 3 eine Teil-Perspektivansicht ist, die in

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einem noch weiter vergrößerten Maßstab einen Abschnitt des Andruckteiles zeigt, das in der in Fig. 1 und 2 dargestellten Anordnung aus dem Stand der Technik enthalten ist,

Fig. 4 die Ansicht eines Querschnitts ist, der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung zeigt,

Fig. 5 eine Teilansicht eines Querschnitts ist, der eine abgeänderte Ausfuhrungsform des Andruckteils aus dem Ausführungsbeispiel der Fig. zeigt,

Fig. 6 die Ansicht eines Querschnitts ist und ein anderes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung zeigt,

Fig. 7 die Ansicht eines Querschnitts ist und

einen Teil eines noch anderen bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung zeigt.

Es wird nun zuerst auf Fig. 1 der Zeichnungen Bezug genommen; von einer Strömungsmittel-Dichtungsanordnung aus dem Stand der Technik und von der Art, auf welche sich die vorliegende Erfindung bezieht, wird angenommen, daß sie in einem regenerativen Rotations-Gegenstrom-Wärmeaustauscher einer Gasturbine enthalten ist, die beispielsweise als Hauptantrieb für ein Land-Transportfahrzeug wie etwa ein Kraftfahrzeug verwendet werden soll. Wie in der Technik bekannt ist, ist eine Gasturbine dieser Art normalerweise als Reihenstrom-Zweiwellentyp aufgebaut und umfaßt allgemein zwei Abschnitte, die bezüglich einander in Reihenanordnung vorliegen. Die beiden Abschnitte bestehen aus einem Gaserzeuger- und Druckerzeugerabschnitt sowie einem Arbeits-bzw. Leistungsabschnitt. Der Gas- und Druckerzeugerabschnitt umfaßt einen Luftkompressor 10, der einen mit Schaufeln versehenen Kompressorläufer {nicht gezeigt), eine Kom-

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pressorturbine 12, die axial in Ausrichtung zum Luftkompressor 10 angeordnet ist und einen mit Schaufeln versehenen Kompressorturbinenläufer (nicht gezeigt) aufweist, der mit dem mit Schaufeln versehenen Läufer des Kompressors 10 durch eine Kompressorantriebswelle 14 verbunden ist, sowie eine Verbrennungseinrichtung 16, die eine Brennkammer (nicht gezeigt) umfaßt, die so angeordnet ist, daß sie in der Wirkung zwischen dem Luftkompressor 10 und der Kompressorturbine 12 eingreift. Die Brennkammer, die einen Teil der Verbrennungseinrichtung 16 bildet, ist üblicherweise sich rund um den Kompressorläufer erstreckend angeordnet und ist mit einer Treibstoffdüse und mit einer sich in die Brennkammer erstreckenden Zündeinrichtung versehen, obwohl diese Teile in den Zeichnungen nicht gezeigt sind. Wenn der mit Schaufeln versehene Läufer des Luftkompressors 10 von der Kompressorturbine 12 durch die Kompressorantriebswelle 14 zur Drehung angetrieben wird, dann wird Luft, die in den Kompressor 10 durch den Lufteinlaß (nicht gezeigt) der Gasturbine eingesaugt wird, rund um den Kompressorläufer geführt und unter Druck in die Brennkammer der Verbrennungseinrichtung 16 eingeblasen. In die derart in die Brennkammer der Verbrennungseinrichtung 16 eingeblasene Luft wird Treibstoff eingesprüht, der von der Treibstoffdüse eingespritzt wird, so daß ein heißes Verbrennungsgas in der Brennkammer durch die Verbrennung des Treibstoffs unter Mitwirkung der Druckluft erzeugt wird. Das in der Brennkammer der Verbrennungseinrichtung 16 erzeugte, unter hohem Druck und hoher Temperatur stehende Gas wird gegen den mit Schaufeln versehenen Läufer der Kompressorturbine 12 gerichtet und veranlaßt den Kompressorturbinenläufer, mit einer hohen Drehzahl umzulaufen. Die Drehung des Kompressorturbinenläufers wird durch die Kompressorantriebswelle 14 auf den Läufer des Kompressors 10 übertragen und treibt den Kompressorläufer zur Drehung zusammen mit dem Kompressorturbinenläufer und der Welle 14,

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wobei es dem Luftkompressor 10 ermöglicht wird, ständig frische Druckluft in die Brennkammer der Verbrennungseinrichtung 16 zuzuführen. Die Zündeinrichtung, die einen Teil der Verbrennungseinrichtung 16 bildet, hat die Funktion, das Gemisch aus Luft und Druckluft, das anfangs in die Brennkammer eingeleitet wird, zu zünden, aber wenn ein derartiges Gemisch erst einmal in einem Anfangsstadium des Gasturbinenbetriebs gezündet wurde, dann hält die Verbrennungsflamme, die in der Brennkammer der Verbrennungseinrichtung 16 erzeugt wird, an, solange Treibstoff nachfolgend kontinuierlich in die Brennkammer eingeführt wird.

Andererseits ist der Leistungs- bzw. Arbeitsabschnitt der Gasturbine, die in Fig. 1 gezeigt ist, allgemein stromabwärts von der Kompressorturbine 12 des Gas- und .Druckerzeugerabschnitts angeordnet, der derart angeordnet und axial hierauf ausgerichtet ist und umfaßt eine Arbeitsturbine 18, die einen mit Schaufeln versehenen Läufer umfaßt, der zusammen mit einer Turbinenabtriebswelle 20 drehbar ist, die axial auf die Kompressorantriebswelle 14 ausgerichtet ist. Die Turbinenabtriebswelle 20 ist an ihrem einen Ende an dem mit Schaufeln versehenen Läufer der Arbeitsturbine 18 und mit ihrem anderen Ende an einem geeigneten angetriebenen Teil wie beispielsweise einem Zahnrad befestigt, das einen Teil einer kraftübertragenden Getrieb .anordnung (nicht gezeigt) für ein Kraftfahrzeug bildet. Das unter hohem Druck und hoher Temperatur stehende Gas, welches den Kompressorturbinenläufer angetrieben hat, wie dies oben beschrieben wurde, tritt in die Arbeitsturbine 18 ein und veranlaßt den mit Schaufeln versehenen Läufer der Arbeitsturbine 18, sich um seine Mittelachse zu drehen. Die Drehung des Arbeitsturbinenläufers wird durch die Turbinenabtriebswelle 20 auf die Kraftübertragungsgetriebeanordnung übertragen und wird ferner nach der Untersetzung der Drehzahl in der Getriebeanordnung an die Antriebsräder des Fahrzeugs durch bei-

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spielsweise eine nachgeschaltete Antriebsgetriebeeinrichtung (nicht gezeigt) übertragen, die einen Teil des Fahrzeugantriebs bildet.

Der regenerative Gegenstrom-Rotationswärmeaustauscher, der in dem Gasturbinenmotor vorgesehen ist, der derart aufgebaut und angeordnet ist, umfaßt eine allgemein trommeiförmige Gehäuseanordnung 22, innerhalb deren ein im allgemeinen scheibenförmiger, regenerativer Wärmeaustauscherkörpers 24 eingeschlossen ist, der fest auf einer Antriebswelle (nicht gezeigt) zur Drehung um die Mittelachse der Welle angebracht ist und axial äußere und innere oder der kalten und heißen Seite zugeordnete Stirnflächen 24a und 24b aufweist, welche senkrecht zur Drehachse des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers 24 liegen. Obwohl in den Zeichnungen nicht gezeigt, ist die Antriebswelle für den regenerativen Wärmeaustauscherkörper 24 in geeigneten Lagern drehbar an der Gehäuseanordnung 22 abgestützt und ist üblicherweise derart angeordnet, daß er von der Kompressorantriebswelle 14 über eine geeignete Untersetzungsgetriebeeinrichtung angetrieben wird. Der regenerative Wärmeaustauscherkörper 24 ist üblicherweise aus abwechselnd angeordneten spiraligen Schichten aus flachen und gewellten Flächen aus Metall oder Keramikmaterial aufgebaut und weist somit eine vielzellige Matrixstruktur auf, welche mit einer Vielzahl von Poren oder feinen Kanälen (nicht gezeigt) ausgebildet ist, die sich parallel zur Drehachse des Körpers erstrecken und an den gegenüberliegenden, der kalten und heißen Seite zugeordneten Stirnflächen des Kerns offen sind. Der regenerative Wärmeaustauscherkörper 24 kann einen nicht-porösen äußeren Rand aufweisen, der den Außenumfang des Körpers bildet, sowie einen nichtporösen inneren Rand, der eine Nabe bildet, mittels deren der Körper auf der Antriebswelle für den Körper befestigt ist.

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Die Gehäuseanordnung 22, in deren Innerem somit der regenerative Wärmeaustauscherkörper 24 untergebracht ist, ist mit einer Kaltluft-Einlaßkammer 26 ausgebildet, die mindestens an einen Abschnitt einer halbkreisförmigen Hälfte der die kalte Seite bildenden Stirnfläche 24a des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers 24 angrenzt, mit einer Auslaßkammer 28 für vorgewärmte Luft, die an mindestens einen Abschnitt einer halbkreisförmigen Hälfte der die heiße Seite bildenden Stirnfläche 24b des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers 24 angrenzt, mit einer Einlaßkammer 30 für heißes Abgas, die an mindestens einen Abschnitt der anderen halbkreisförmigen Hälfte der die heiße Seite bildenden Stirnfläche 24b des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers 24 angrenzt, und mit einer Auslaßkammer 32 für gekühltes Abgas, die an mindestens einen Abschnitt der anderen halbkreisförmigen Hälfte der die kalte Seite bildenden Stirnfläche 24a des Körpers 24 angrenzt. Der Begriff "halbkreisförmige Hälfte" der die kalte oder heiße Seite bildenden Stirnfläche 24a oder 24b, wie er oben erwähnt ist, bedeutet nicht notwendigerweise, daß ein derartiger Bereich der die kalte oder heiße Seite bildenden Stirnfläche des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers 24 geometrisch genau halbkreisförmige Ausbildung aufweist, sondern kann auch spitz- oder stumpfwinklige, sektorförmige Ausbildungen umfassen, die in hohem Maße einer halbkreisförmigen Ausbildung ähnlich sind. Die Einlaßkammer 26 für Kaltluft und die Auslaßkammer 28 für vorgewärmte Luft weisen im Querschnitt im wesentlichen die einander gleiche Erstreckung über den regenerativen Wärmeaustauscherkörper 24 hinweg auf, und in ähnlicher Weise weisen auch die Einlaßkammer 30 für heißes Abgas und die Auslaßkammer 32 für gekühltes Abgas die einander im wesentlichen gleiche Erstreckung über den regenerativen Wärmeaustauscherkörper 24 auf, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist. Die Einlaßkammer 26 für Kaltluft steht in ständiger Verbindung mit dem Abgabeende des Luftkompressors 10, und zwar über

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einen Druckluft-Leitungskanal 34, so daß die komprimierte Luft, die vom Luftkompressor 10 abgegeben wird, ständig durch den Kanal 34 in die Kaltluft-Einlaßkammer 26 geleitet wird und durch die Poren oder Kanäle im regenerativen Wärmeaustauscherkörper 24 zur Auslaßkammer 28 für vorgewärmte Luft hindurchgeleitet wird. Die Auslaßkammer 28 für vorgewärmte Luft steht in ständiger Verbindung mit der Brennkammer der Verbrennungseinrichtung 16, und zwar über einen geeigneten Luftkanal, der teilweise in der Gehäuseanordnung 22 ausgebildet ist. Die Lufteinlaß- und -auslaßkammern 26 und 28, die aufeinander in Längsrichtung über eine halbzylindrische Hälfte des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers 24 hinweg ausgerichtet sind, bilden somit eine Kanaleinrichtung, die für einströmendes Strömungsmittel einen Kanal für den in„. .. einer Richtung erfolgenden Strom komprimierter Luft begrenzt, die durch den regenerativen Wärmeaustauscherkörper 24 in einer Richtung parallel zur Drehachse des Körpers 24 hindurchgeleitet werden soll. Andererseits steht die Einlaßkammer 30 des Wärmeaustauschers für heißes Abgas in ständiger Verbindung mit dem Abgabeende der Arbeitsturbine 18, und zwar über einen geeigneten Kanal (nicht gezeigt), der teilweise in der Gehäuseanordnung 22 ausgebildet ist, so daß die Abgase mit hoher Temperatur und hohem Druck, welche von der Arbeitsturbine 18 abgegeben werden, ständig in die Einlaßkammer 30 für heißes Abgas hineingeleitet werden und zur Auslaßkammer 32 für gekühltes Abgas durch die Poren oder Kanäle im regenerativen Wärmeaustauscherkörper 24 hindurchgeleitet werden. Die Auslaßkammer 32 für gekühltes Abgas ist zur Außenseite der Gasturbine oder üblicherweise zur Umgebungsluft über einen geeigneten Ableitungskanal für Abgas (nicht gezeigt) offen. Die Lufteinlaß- und -auslaßkammer 30 und 32, die in Längsrichtung aufeinander quer über die andere halbzylindrische Hälfte des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers 24 ausgerichtet sind, bilden somit eine Kanaleinrichtung, welche einen Weg für austretendes

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Strömungsmittel für den in der gleichen Richtung erfolgenden Strom· der Abgase festlegt, die durch den regenerativen Wärmeaustauscherkörper 24 in der anderen Richtung parallel zur Drehachse des Körpers 24 hindurchgeleitet werden sollen. Die Wege des ein- und ausströmenden Strömungsmittels, das durch den regenerativen Wärmeaustauscherkörper 24 hindurchgeleitet werden soll, befinden sich somit zueinander im Gegenstromverhältnis. Die Gehäuseanordnung 22 ist ferner mit einem Ringraum 36 ausgebildet, der die äußere Umfangsfläche des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers 24 umgibt und teilweise durch ein Trennungsteil 38 gebildet ist, das an der Gehäuseanordnung 22 befestigt ist oder einen Teil hiervon bildet. Der Ringraum 36 ist zur Kaltluft-Einlaßkammer 26 offen oder steht sonstwie in ständiger Verbindung mit dem Abgabeende des Luftkompressors 10, so daß die komprimierte Luft, die vom Luftkompressor 10 abgegeben wird, teilweise durch die Kammern 26 und 28 zur Brennkammer der Verbrennungseinrichtung 18 hindurchgeleitet wird, und teilweise in den Ringraum 36 aus einem noch später zu erläuternden Grund eingelassen wird.

Während des gesamten Betriebs der Gasturbine wird der regenerative Wärmeaustauscherkörper 24 des oben beschriebenen Wärmeaustauschers ständig zur Drehung um seine Drehachse angetrieben. Somit durchqueren Abschnitte des regenerativen Wärmeaustauscherkörpes 24 wechselweise den Weg für ■ einströmendes Strömungsmittel zwischen der Lufteinlaß- und -auslaßkammer 26 und 28 und den Weg für ausströmendes Strömungsmittel zwischen der Abgaseinlaß- und -auslaßkammer 30 und 32 und werden hierbei wechselweise von den heißen Abgasen, die aus der Kammer 30 zur Kammer 32 hindurchgeleitet werden, erwärmt, sowie durch die frische komprimierte Luft gekühlt, die von der Kammer 26 zur Kammer 28 hindurchgeleitet wird. Die Wärme in den heißen Abgasen, die von der Einlaßkammer 30 für heißes Abgas zur Auslaßkammer 32 für gekühltes Abgas hindurchgeleitet

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wird, wird deswegen teilweise auf einen Teil des rotierenden, regenerativen Wärmeaustauscherkörpers 24 übertragen und wird nachfolgend noch weiter durch den Abschnitt des Körpers auf die frische, komprimierte Luft übertragen, die von der Kaltluft-Einlaßkammer 26 zur Auslaßkammer 28 für vorgewärmte Luft durch den Teil des Kernes 24 hindurchgeleitet wird. Die nutzbare Wärme in den Abgasen, die abgegeben werden müssen, wird auf diese Weise zurückgewonnen, um die komprimierte Luft vorzuwärmen, die der Verbrennungseinrichtung 18 eingespeist werden soll.

Um nutzbare Wärme mit einem zufriedenstellenden Wirkungsgrad in einem Wärmeaustauscher der oben beschriebenen Art zurückzugewinnen, ist es wesentlich, daß die Gegenströme der Strömungsmittel in den Wegen für einströmendes und ausströmendes Strömungsmittel in der Gehäuseanordnung 22 gegeneinander hermetisch isoliert sind. Zu diesem Zweck, und auch um jedes der Strömungsmittel daran zu hindern, den regenerativen Wärmeaustauscherkörper 24 zu umgehen, umfaßt der Wärmeaustauscher in der in Fig. 1 dargestellten Gasturbine ferner zwei Strömungsmittel-Dichtungsanordnungen 40 und 42 mit Reibberührung, die an der kalten bzw. heißen Seite des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers 24 vorgesehen sind. Die Dichtungsanordnung 42, die an der heißen Seite des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers 24 vorgesehen ist, ist fest an der Gehäuseanordnung 22 angebracht und umfaßt einen ringförmigen äußeren Streifenabschnitt, der einen äußeren Umfangsabschnitt der die heiße Seite bildenden Stirnfläche 24b des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers 24 berührt, und zwei radiale . Streifenabschnitte (nicht gezeigt) , die sich radial vom ringförmigen Streifenabschnitt aus nach innen erstrecken und miteinander durch einen ringförmigen inneren Streifenabschnitt verbunden sind, der einen Mittelabschnitt der die heiße Seite bildenden Stirnfläche 24b des Körpers 24 berührt. Die radialen Streifenabschnitte können einander diametral gegenüberliegend an-

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geordnet sein oder können zueinander angewinkelt sein, um zwischeneinander zwei allgemein sektorförmige offene Bereiche abzugrenzen, von welchen der eine einen spitzen Mittenwinkel und der andere einen stumpfen Mittenwinkel um die Mittelachse der Dichtungsanordnung 42 aufweist. Die beiden getrennten offenen Bereiche, die somit durch die einzelnen Streifenabschnitte gebildet sind, die die Dichtungsanordnung 42 auf der heißen Seite bilden, sind vorzugsweise derart ausgebildet, daß sie mit den entsprechenden Schnittflächen der Auslaßkammer für vorgewärmte Luft bzw. Einlaßkammer für Abgas 28 bzw. 30 in der Gehäuseanordnung 22 übereinstimmen.

Andererseits ist die Strömungsmittel-Dichtungsanordnung 40 mit Reibberührung, die an der kalten Seite des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers 24 vorgesehen ist, so angeordnet, daß sie in elastischer Andruckberührung mit der die kalte Seite bildenden Stirnfläche 24a des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers 24 steht, so daß eine Abnutzung, die in jeder der Dichtungsanordnungen 40 und 42 während der Verwendung des Wärmeaustauschers verursacht wird, automatisch durch eine elastische Verformung oder Verlagerung der an der kalten Seite angeordnungen Dichtungsanordnung 40 in axialer Richtung des regenerativen Körpers 24 ausgeglichen werden kann. In der in Fig. 1 gezeigten Anordnung wird beispielsweise angenommen, daß die an der kalten Seite liegende Dichtungsanordnung 40 eine allgemein halbkreisförmige oder sektorförmige Ausbildung aufweist, die weitgehend mit einer halbkreisförmigen oder sektorförmigen Hälfte der Querschnittsausbildung des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers 24 übereinstimmt, und zwischen der die kalte Seite bildenden Stirnfläche 24a des regenerativen Körpers 24 und der Auslaßkammer 32 für gekühltes Abgas angeordnet ist.

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Wie in vergrößertem Maßstab in Fig. 2 dargestellt ist, umfaßt die an der kalten Seite angeordnete Dichtungsanordnung 40 ein allgemein sektorförmiges Stützteil 44, · das aus einem flachen Bodenwandabschnitt besteht, der um einen Abstand getrennt und parallel zur die kalte Seite bildenden Stirnfläche 24a des regenerativen Wärmeaustauscherkorpers 24 angeordnet und fest an einem entsprechend geformten inneren Oberflächenabschnitt 22a der Gehäuseanordnung 22 angebracht ist, sowie einen inneren Seitenwandabschnitt, der senkrecht vom Bodenwandabschnitt nach oben zur die kalte Seite bildenden Stirnfläche 24a des regenerativen Körpers 24 absteht. Ein allgemein sektorförmiges Andruckteil 46, das von einer Tellerfeder (die anfangs konisch oder schüsseiförmig ausgebildet ist) gebildet ist, ist fest längs seines inneren Umfangsendes an dem flachen Bodenwandabschnitt des Stützteils 44 angebracht und weist einen äußeren Umfangsendabschnitt auf, der gegenüber dem Wandabschnitt des Stützteils 44 einen Abstand aufweist und sich über diesem erstreckt, wie gezeigt ist. Zwischen dem Andruckteil 46, das derart angeordnet ist, und der die kalte Seite bildenden Stirnfläche 24a des regenerativen Wärmeaustauscherkorpers ist eine Kombination aus einem allgemein sektorförmigen Dichtungselement 48 und einem allgemein sektorförmigen Dichtungs-Haiteteil 50 angeordnet, das mit einer durchgehenden Nut 50a ausgebildet ist, in welcher das Dichtungselement 48 eng aufgenommen ist. Das Dichtungshalteteil 50 weist eine flache Außenfläche auf, die von dem äußeren Umfangsendabschnitt des Andruckteils 46 berührt wird, und eine innere Umfangsoberfläche, die von der äußeren Umfangsflache des inneren Seitenwandabschnitts des Stützteils 44 berührt wird oder einen geringfügigen Abstand hierzu aufweist. Das Dichtungselement 48 springt von der Nut 50a im Dichtungshalteteil 50 axial vor und wird verschieblich von der die kalte Seite bildenden Stirnfläche 24a des regenerativen Wärmeaustauscherkorpers 24 durch die Federkraft des Andruckteils 46 berührt, wel-

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ches elastisch die Kombination aus dem Dichtungshalteteil 50 und dem Dichtungselement 48 an die die kalte Seite bildenden Stirnfläche 24a des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers 24 andrückt. Wie in einem noch weiter vergrößertem Maßstab in Fig. 3 dargestellt ist, ist das Andruckteil 46 mit einer Reihe von Schlitzen 52 ausgebildet, welche unter geeigneten, regelmäßigen Abständen längs des Andruckteils angeordnet sind und die sich senkrecht zu dem Andruckteil erstrecken und an dessen äußerem Umfangsende enden, so daß das Andruckteil wirksam als bzw. wie eine Tellerfeder funktioniert. In einer abgewandelten Ausführungsform der Dichtungsanordnung ist das Andruckteil 46 längs des äußeren ümfangsendes an der flachen äußeren Stirnfläche des Dichtungshalteteils 50 befestigt und ist mit seinem inneren Umfangsendabschnitt in Andruckberührung mit der inneren Oberfläche des Bodenwandabschnitts des Stützteils 44 gehalten.

Wenn sich die Gasturbine in Betrieb befindet, dann wird das Dichtungselement 48, das einen Teil der an der kalten Seite angeordneten Dichtungsanordnung 40 bildet, die derart aufgebaut und angeordnet; ist, in Reibberührung mit der die kalte Seite bildenden Stirnfläche 24a des rotierenden, regenerativen Wärmeaustauscherkörpers 24 gehalten, so daß die Abgase, die den regenerativen Wärmeaustauscherkörper 24 verlassen haben, in dessen nach außen führenden Strömungsmittelweg eingeschlossen sind und hierbei daran gehindert sind, der frischen Luft beigemischt zu werden, die durch die Kaltluft-Einlaßkammer 26 in den regenerativen Wärmeaustauscherkörper 24 eingeleitet wird. Während des Betriebs der Gasturbine wird ein Differenzdruck quer über die Dichtungsanordnung 40 an der kalten Seite durch die unter hohem Druck stehende Luft in dem Ringraum 36, der den regenerativen Wärmeaustauscherkörper 24 umgibt, und die Niederdruck-Abgase in der Auslaßkammer 32 für gekühltes Abgas hergestellt. Der Differenzdruck wirkt auf die flache äußere Fläche des Dichtungshalteteils 50 der Dichtungsanordnung 40 teilweise durch

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die Schlitze 52 im Andruckteil 46 ein und drückt in Zusammenwirkung mit dem Ändruckteil 46 das Dichtungselement 48 gegen die die kalte Seite bildende Stirnfläche 24a des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers 24, um die Dichtungswirkung zwischen dem Dichtungselement 48 und dem regenerativen Körper 24 zu verbessern.

Wenn sich das Dichtungselement 48 in Reibberührung mit der die kalte Seite bildenden Stirnfläche 24a des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers 24 befindet, dann wird das Andruckteil 46, das somit das Dichtungselement 48 gegen die die kalte Seite bildende Stirnfläche 24a des regenerativen Körpers 24 drückt, gezwungen, sich nach außen mit seinen weiter geöffneten Schlitzen 52 zu erweitern. Dies führt nicht nur zu einer Leckstelle für die unter hohem Druck stehende Luft aus der Kaltluft-Einlaßkammer 26 und dem Ringraum 36 in die Auslaßkammer für gekühltes Abgas durch die vergrößerten Schlitze 52 im Andruckteil 46, sondern verursacht- manchmal Risse in einem äußeren ümfangsabschnitt des Andruckteils, wie dies an der Stelle 54 in Fig. 3 gezeigt ist, und zwar infolge der Erzeugung außergewöhnlicher und örtlicher Spannungen in den Bereichen der Schlitze 52. Die Erfindung hat die Bereitstellung einer verbesserten Strömungsmitteldichtungsanordnung mit Reibberührung, die frei ist von idesen Nachteilen, zur Aufgabe.

Die Fig. 4 bis 7 zeigen einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, um ein derartiges Ziel zu erreichen. Bei jedem dieser Ausführungsbeisiele der vorliegenden Erfindung wird davon ausgegangen, daß die Dichtungsanordnung in einem regenerativen Rotations-Gegenstromwärmeaustauscher ähnlich dem in Fig. 1 enthalten ist, und sie ist somit derart dargestellt, daß sie im Zusammenhang mit einem drehbaren, regenerativen Wärmeaustauscherkörper vorgesehen ist, der innerhalb einer Gehäuse-

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anordnung eingeschlossen ist, die im wesentlichen ähnlich ist der Gehäuseanordnung 22 des Wärmeaustauschers, der in Fig. 1 dargestellt ist. In jeder der Fig. 4 bis 7 sind deshalb die Teile, Elemente und Anordnungen, die ähnlich den in Fig. 1 gezeigten sind, durch dieselben Bezugszeichen wie jene bezeichnet, die derartige Teile, Elemente und Anordnungen in Fig.1 bezeichnen, und sie werden in der nachfolgenden Beschreibung aufgeführt, ohne daß nochmals eine wiederholte Beschreibung ihres Aufbaus und ihrer Funktion vorgenommen wird.

Es wird nun auf Fig. 4 der Zeichnungen Bezug genommen; eine Dichtungsanordnung, die die vorliegende Erfindung verkörpert, ist gemäß der Darstellung als der kalten Seite zugeordnete Dichtungsanordnung verwendet, die an der stromabwärts gelegenen Seite des Weges für auswärtsströmendes Strömungsmittel der Abgase angeordnet sind, welche durch den regenerativen Wärmeaustauscherkörper 24 hindurchströmen müssen, und ist insgesamt durch das Bezugszeichen 56 bezeichnet. Die der kalten Seite zugeordnete Dichtungsanordnung 56 umfaßt ein feststehendes Stützteil 58, das einen im allgemeinen L-förmigen Querschnitt aufweist und aus einem flachen Bodenwandabschnitt gebildet ist, der fest an dem inneren Oberflächenabschnitt 22a der Gehäuseanordnung 22 des Wärmeaustauschers befestigt ist, sowie einen inneren Seitenwandabschnitt, der vom inneren Umfangsende oder seitlichen Ende des Bodenwandabschnitts zur die kalte Seite bildenden Stirnfläche 24a des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers 24 vorspringt. Ein Hauptdichtungselement 60, das aus Keramik oder einer geeigneten Keramikmasse gebildet ist und einen rechteckigen Querschnitt aufweist, ist teilweise in einer flachen Nut aufgenommen, die in einem Dichtungshaiteteil 62 ausgebildet ist, das eine im wesentlichen flache äußere Fläche aufweist. Ein nachgiebiges bzw. federfähiges HiIfsdichtungselement 64, das eine vorspringende Längskante oder einen Rippenabschnitt 64a aufweist und beispielsweise aus Gummi gebildet

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ist, ist dicht an der flachen äußeren Stirnfläche des Dichtungshalteteils 62 durch eine geeignete Befestigungseinrichtung wie etwa mehrere Schrauben 66 befestigt, die durch einen im wesentlichen flachen Abschnitt des Dichtungselements 64 hindurch in das Dichtungshalteteil 62 eingeschraubt sind, so daß der Rippenabschnitt 64a sich längs des inneren Umfangsendes oder seitlichen Endes des Dichtungselements 64 erstreckt und zum inneren Oberflächenabschnitt 22a der Gehäuseanordnung 22 vorspringt. Der Rippenabschnitt 64a des Hilfsdichtungseleiaents 64, das somit an dem Dichtungshalteteil 62 befestigt ist, ist um einen geeigneten Abstand von der äußeren Oberfläche des inneren Seitenwandabschnitts des Stützteils 58 getrennt. Ein im wesentliches flaches Andruckteil 68, das aus einem elastischen Flächenmaterial wie etwa einem Federstahl gebildet ist, ist fest an der Innenoberfläche des flachen Bodenwandabschnitts des Stützteils 58 durch eine geeignete Befestigungseinrichtung angebracht und erstreckt sich von der äußeren Oberfläche des Seitenwandabschnitts des Stützteils 58 weg und im wesentlichen parallel zur flachen äußeren Fläche des Dichtungshalteteils 62 sowie auf eine derartige Weise, daß es in Berührung mit dem Rippenabschnitt 64a des Hilfsdichtungselements 64 steht. Die Befestigungseinrichtung, die somit das Andruckteil 68 am Stützteil 58 befestigt, umfaßt gemäß der Darstellung mehrere Schrauben 70, die am flachen Bodenwandabschnitt des Stützteils 58 angeschraubt sind, sowie ein im wesentliches flaches Klemmteil 72, das dicht zwischen dem Andruckteil 68 und den Köpfen der Schrauben 70 angeordnet ist. Die Breite des Klemmteils 72 von seinem inneren Umfangsende aus ist derart, daß das Klemmteil das Andruckteil 68 über seinen Bereich unabgedeckt läßt, der mit dem Rippenabschnitt 64a des Hilfsdichtungselements 64 in Berührung steht, wie gezeigt ist. Die der kalten Seite zugeordnete Dichtungsanordnung 55, die in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt ferner eine Einstelleinrichtung,,

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die dazu eingerichtet ist, daß man von Hand die Axiallage der drehbaren Anordnung des Hauptdichtungselements 60, des Dichtungshaiteteils 62 und des Hilfsdichtungselements 64 in Bezug auf die Gehäuseanordnung 22 und den regenerativen Wärmeaustauscherkörper 24 einstellt. Eine derartige Einstelleinrichtung umfaßt gemäß der Darstellung mehrere Schraubbolzen 74, welche mittels Muttern 76 passend an der Gehäuseanordnung 22 und durch Gewindelöcher hindurchgehend angebracht sind, die in der Gehäuseanordnung ausgebildet sind. Die Schraubbolzen 74 erstrecken sich im wesentlichen senkrecht zur flachen äußeren Fläche des Dichtungshalteteils 62 und stoßen mit ihren jeweiligen vorderen Enden gegen den flachen Abschnitt des Hilfsdichtungselements 64 an, um die Verlagerung der drehbaren Anordnung der Dichtungselemente 60 und 64 sowie des Dichtungshalteteils 62 weg von der die kalte Seite bildenden Stirnfläche 24a des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers 24 zu begrenzen.

Von dem Stützteil 58, dem Hauptdichtungselement 60, dem Dichtungshalteteil 62, dem Hilfsdichtungselement 64, dem Andruckteil 68 und dem Klemmteil 72 wird angenommen, daß sie jeweils eine halbkreisförmige oder sektorförmige Ausbildung aufweisen und somit einen nach außen führenden Strömungsmittelweg zwischen der die kalte Seite bildenden Stirnfläche 24a des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers 24 und der Auslaßkammer 32 für gekühltes Abgas begrenzen, welche in der Gehäuseanordnung 22 ausgebildet ist. In Fig. 4 ist ferner eine Dichtungsanordnung 78 für die heiße Seite gezeigt, wobei die Anordnung ein Dichtungselement 80 umfaßt, das in seiner Ausbildung ähnlich dem Dichtungselement 60 der oben beschriebenen Dichtungsanordnung 56 für die kalte Seite ist und in Berührung mit der ^ie heiße Seite bildenden Stirnfläche 24b des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers steht, sowie ein Dichtungshalteteil 82, das mit einer Nut ausgebildet ist, in welcher das Dichtungselement 78 teilweise aufgenommen ist.

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Wenn die Gasturbine, in deren Wärmeaustauscher die Dichtungsanordnungen 56 und 78 enthalten sind, sich im Betrieb befindet, dann wird ein Strömungsmittel-Differenzdruck durch den verhältnismäßig hohen Druck der komprimierten Luft im Ringraum 36, der den regenerativen Wärmeaustauscherkörper 24 umgibt, und den verhältnismäßig niedrigen Druck der Abgase erzeugt, die vom regenerativen Wärmeaustauscherkörper 24 in die Auslaßkammer 32 für gekühltes Abgas abgegeben werden. Der Strömungsmittel-Differenzdruck wirkt sowohl auf das Hilfsdichtungselement 64 als auch auf das Andruckteil 68 ein, so daß das Andruckteil 68 elastisch gegen den Rippenabschnitt 64a des Hilfsdichtungselements 64 angedrückt wird, welches demzufolge gegen die äußere Fläche des Dichtungshalteteils 62 durch den Differenzdruck angedrückt wird, der hierauf einwirkt, sowie durch die Andruckv/irkung, die dem Dichtungselement 64 vom Andruckteil 68 mitgeteilt ist. Das Hauptdichtungselement 60 wird deshalb in Andruck- und Reibberührung mit der die kalte Seite bildenden Stirnfläche 24a des rotierenden regenerativen Wärmeaustauscherkörpers 24 gehalten, und dementsprechend wird der regenerative Wärmeaustauscherkörper 24 gegen das Dichtungselement 80 der der heißen Seite zugeordneten Dichtungsanordnung 78 angedrückt, solange ein Strömungsmittel-Differenzdruck zwischen der Auslaßkammer 32 für gekühltes Abgas und dem Raum 36 in der Gehäuseanordnung 22 aufrechterhalten wird. Da ein fortschreitender Abrieb an den Reibberührungoberflächen der Dichtungselemente 60 und der Dichtungsanordnungen 56 bzw. 78 der kalten bzw. heißen Seite stattfindet, wird das Andruckteil 68 veranlaßt, sich in Richtung zur die kalte Seite bildenden Stirnfläche 24a des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers 24 anzulegen, und es nimmt automatisch den Verschleiß der Dichtungselemente 60 und 80 auf.

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Einer der außerordentlichen Vorzüge der derart aufgebauten und angeordneten, der kalten Seite zugeordneten Dichtungsanordnung 56 liegt darin, daß das Andruckteil 68 zum Aufrechterhalten der Abdichtung zwischen dem Dichtungselement und der die kalte Seite bildenden Stirnfläche 24a des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers 24 aus einem anfangs flachen Metallblech aufgebaut ist, welches im wesentlichen parallel zur flachen äußeren Fläche des Dichtungshalteteils 62 ausgebildet ist und welches keine Schlitze oder Einschnitte ähnlich den Schlitzen 52 aufweist, die im Andruckteil 46 der vorher beschriebenen Dichtungsanordnung aus dem Stand der Technik gebildet sind. Durch einen derartigen Aufbau aus einem ursprünglich flachen Metallblech und durch die parallele Anordnung zur äußeren Fläche des Dichtungshalteteils 62 wirkt das Andruckteil 68 als eine hervorragende Feder, wenn es an seiner Außenfläche einem Strömungsmitteldruck ausgesetzt wird, und es ist somit dazu eingerichtet, eine ordnungsgemäße Dichtung zu erreichen, die zwischen dem Dichtungselement 60 und der die kalte Seite bildenden Stirnfläche 24a des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers 24 sowie dem Dichtungselement 80 und -.-. der die heiße Seite bildenden Stirnfläche 24b des Körpers 24 bewirkt wird. Da keine Schlitze oder Einschnitt vorliegen, ist ferner das Andruckteil 68 frei von Leckstellen hierdurch für Strömungsmittel und von örtlichen Spannungen, die sonst zur Erzeugung von Rissen im Andruckteil führen würden.

Das Andruckteil 68, das in der Dichtungsanordnung 56 verwendet wird, die in Fig. 4 gezeigt ist, soll aus einer einteiligen Metallplatte aufgebaut sein, aber falls es gewünscht ist, kann ein derartiges Teil auch aus einer laminaren Anordnung von zwei oder mehr Blättern oder Segmenten aus elastischem Metallblech zusammengesetzt sein. Fig. 5 zeigt ein Andruckteil 68', das aus einer laminaren Anordnung aus drei Metallsegmenten 68a, 68b und 68c besteht. Die Metallsegmente 68a, 68b und

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68c, welche das Andruckteil 68* bilden, haben zueinander unterschiedliche Breiten, welche zum axial innersten 68a der Segmente zu abnehmen, und haben äußere Umfangskanten oder seitliche Kanten, welche eine mehrschichtige Anordnung bilden. Die Metallsegmente 68a, 68b und 68c sind längs ihrer inneren ümfangskanten oder seitlichen Kanten am Stützteil 58 (Fig. 4) durch eine geeignete Befestigungsoder Klemmeinrichtung befestigt, welche ähnlich wie die Schrauben 70 und das Klemmteil 72 in der Dichtungsanordnung 56 angeordnet sind, die in Fig. 4 gezeigt ist, und sie stehen aufeinanderfolgend in Berührung mit der vorspringenden Längskante oder dem Rippenabschnitt 64a des Hilfsdichtungselements 64 an den jeweiligen äußeren ümfangskanten oder seitlichen Kanten der Segmente. Die Segmente 68a, 68b und 68c können miteinander verklebt oder sonstwie aneinander durch einen Kleber oder durch eine mechanische Befestigungseinrichtung befestigt sein, oder können einfach übereinandergelegt sein, ohne aneinander befestigt zu sein. Ein Vorteil des Andruckteils 68', das derart aus unterschiedlichen Metallsegmenten 68a, 68b und 68c zusammengesetzt ist, die so angeordnet sind, liegt darin, daß, weil die äußeren ümfangskanten oder seitlichen Kanten der Segmente aufeinanderfolgend in Berührung mit dem Rippenabschnitt 64a des Hilfsdichtungselements 64 an der jeweiligen äußeren ümfangskante oder Seitenkante der Segmente stehen, eine verbesserte Dichtungswirkung zwischen dem Hilfsdichtungselement 64 und dem Andruckteil 68' bewirkt werden kann.

Fig. 6 zeigt eine andere abgeänderte Ausführungsform der der kalten Seite zugeordneten Dichtungsanordnung 56, die in Fig. 4 gezeigt ist. In der in Fig. 6 gezeigten Dichtungsananordnung ist ein Andruckteil 68" aus einer laminaren Anordnung zweier, axial innen-und außenliegender Blätter oder Metallsegmente 68d und 68e zusammengesetzt. Das innere Metallsegment 68d ist in der Breite und Dicke kleiner als das äußere Metallsegment 63e, wie gezeigt,

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und das äußere Metallsegment 68e ist mit Perforierungen 84 in seinem äußeren Umfangsendabschnitt oder seitlichen Endabschnitt derart versehen, daß ein Strömungsmitteldruck, der in dem Ringraum 36 erzeugt werden soll, der die Dichtungsanordnung umgibt, nicht.nur auf die äußere Fläche des äußeren Metallsegments 68e, sondern auch auf die äußere Fläche des inneren Metallsegments 68d durch diese Perforierungen 84 hindurch einwirkt. Das innere und äußere Metallsegment 68d und 68e sind längs ihrer inneren Umfangsenden oder seitlichen Enden am Stützteil 58 mittels der Schraube 70 und des Klemmteils 72 wie bei der Dichtungsanordnung 56 befestigt, die in Fig. dargestellt ist,und stehen in Verbindung mit dem federnden Hilfsdichtungselement 64 an den äußeren Umfangskanten oder Seitenkanten des Segments. Das Hilfsdichtungselement 64 in der hier gezeigten Dichtungsanordnung weist eine Dicke auf, die im wesentlichen über seine Breite hinweg gleichmäßig ist, und ist fest an der flachen äußeren Stirnfläche einer Bodenplatte 86 befestigt, die an der äußeren Stirnfläche des Dichtungshalteteils 62 mittels Schrauben 88 befestigt ist, die durch die Bodenplatte 86 hindurch in das Dichtungshalteteil 62 eingeschraubt sind. Die derart aus dem Hauptdichtungselement 60, dem Dichtungshalteteil 62, dem Hilfsdichtungselement 64 und der Bodenplatte 86 zusammengesetzte drehbare Anordnung ist in ihrer Stellung in Bezug auf die Gehäuseanordnung 22 und den regenerativen Wärmeaustauscher— körper 24 durch eine Einstelleinrichtung eingestellt, welche mehrere mit Schraubengewinde versehene Teile wie etwa Schraubenbolzen 90 umfaßt, die passend an der Gehäuseanordnung 22 durch Gewindelöcher in der Gehäuseanordnung hindurchgehend angebracht und derart angeordnet sind, daß sie senkrecht an ihren jeweiligen vorderen Enden gegen die äußere Fläche des äußeren Metallsegments 68e des Andruckteils 68* anschlagen. Der Grund, aus welchem das innere Metallsegment 68d dünner ausgebildet ist als das äußere Metallsegment 68e, liegt darin,

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daß das Segment 68d in die Lage versetzt werden soll, sich ordnungsgemäß rund um die ümfangskante oder seitliche Kante des Klemmteils 72 herumzulegen, wenn das Segment 68d gezwungen ist, sich zur äußeren Stirnfläche des Dichtungshalteteils 62 hin anzulegen.

Fig. 7 zeigt eine noch andere abgeänderte Ausführungsform der in Fig. 4 dargestellten Dichtungsanordnung 56. Das hier gezeigte Ausführungsbeispiel ist insbesondere durch eine Einstelleinrichtung gekennzeichnet, die mehrere Schraubenbolzen 92 aufweist, die jeweils einen mit einer Bohrung versehenen Schaftabschnitt umfassen, der mit einem Ringflansch 92a und einer Axialbohrung 92b ausgebildet ist, die am vorderen Ende des Schaftabschnitts offen ist. Jeder Schraubenbolzen 92 ist durch einen Wandabschnitt der Gehäuseanordnung 22 derart hindurchgeschraubt, daß der Flansch 92a des Schaftabschnitts zwischen der inneren Oberfläche 22a der Gehäuseanordnung 22 und dem Hilfsdichtungselement 64 angeordnet ist, welches an der flachen äußeren Fläche des Dichtungshalteteils 62 angebracht ist, und die axiale Bohrung 92a im Schaftabschnitt ist senkrecht zum flachen Abschnitt des Hilfsdichtungselements 64 offen, wie gezeigt ist. Der Schraubenbolzen 92 ist an der Gehäuseanordnung 22 mittels einer Mutter 94 .befestigt. Ein Feder si tzelement 96, das einen verlängerten Stababschnitt aufweist, der in einem Scheibenabschnitt 96a endet, ist mit seinem Stababschnitt axial verschieblich teilweise in die Axialbohrung 92b im Schaftabschnitt eines jeden dieser Schraubenbolzen 92 derart eingesetzt, daß der Scheibenabschnitt 96a des Federsitzelements 96 axial zwischen dem flachen Abschnitt des Hilfsdichtungselements 64 und der Innenfläche des Flansches 92a des Schraubenbolzens 92 beweglich ist. Eine vorgespannte, wendeiförmige Druckfeder 98 sitzt mit einem Ende auf dem Flansch 92a eines jeden Schraubenbolzens 92 und Idem Scheibenabschnitt 96a des Federsitzelements 96 und zwingt somit das Federsitzelement

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96, sich zum Dichtungselement 64 hin zu bewegen, so daß der Scheibenabschnitt 96a des Federsitzelements 96 gegen die Außenfläche des flachen Abschnitts des Hilfsdichtungselements 64 angedrückt wird. Das Hilfsdichtungselement 64 und dementsprechend auch das Hauptdichtungselenient 60 werden deshalb ständig gegen die die kalte Seite bildende Stirnfläche 24a des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers 24 angedrückt (Fig. 4), und zwar durch die Kraft der Druckfedern 98, die jeweils den einzelnen Schraubenbolzen 92 zugeordnet sind und automatisch den Druck einstellen, unter welchem der regenerative Wärmeaustauscherkörper auf das Hauptdichtungselement 60 aufgedrückt wird. Die Kraft einer jeden dieser Federn 98 kann von Hand dadurch eingestellt werden, daß man den Schraubenbolzen 92 an der Gehäuseanordnung 22 dreht, um den Flansch 92a des Schraubenbolzens 92 zu veranlassen, sich zum Scheibenabschnitt 96a des Federsitzelements 96 hin oder von diesem weg zu bewegen, welches gegen das .Hilfsdichtungselement 64. angedrückt ist.

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Leerseite

Claims

PATENTANWÄLTE Λ. GRUNHCKER PIPL-1N-J. H. KlNKELDEY DR-ING. W. STOCKMAlR DR-INQ - AaE (CALTECHJ OQOQH/C κ P. H. JAKOB G. BEZOLD CR. R8R PJAT- OPL-CHEM. 8 MÜNCHEN MAXIMILIANSTRASSE P 14 080 18. Juli 1979 Nissan Motor Company, Limited No. 2, Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama City, Japan Strömungsmitteldichtung mit Reibberührung Patentansprüche

1. Dichtungsanordnung mit Reibberührung für einen

regenerativen Wärmeaustauscherkörper, der innerhalb einer feststehenden Gehäuseanordnung drehbar ist, die eine Hochdruck- und Niederdruck-Strömungsmittelkammer aufweist, die gegenseitig im Gegenstrom neben einer Fläche des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers angeordnet sind, und einen Hochdruckraum, der den regenerativen Wärmeaustauscherkörper umgibt und mit der Hochdruck-Strömungsmittelkammer in Verbindung steht, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

- ein Hauptdichtungselement (60), welches eine innere Endfläche aufweist, die in Reibberührung mit

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TELEFON (O3S) 22 286Q TELEX 00-39380 TELEGRAMMS MONAPAT TELEKOPIERF.R

der Stirnfläche (24a) des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers (24) steht,

- ein elastisches, im wesentlichen flaches Andruckteil (68; 68'; 68"), welches in Dichteingriff zwischen dem Hauptdichtungselement und der Gehäuseanordnung (22) angeordnet ist und mindestens teilweise elastisch zu der Stirnfläche (24a) des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers (24) hin und von dieser Fläche weg beweglich ist, und das Andruckteil (68; 68'; 68") weist eine äußere Fläche auf, die mindestens teilweise dem Strömungsmittelraum (36) ausgesetzt ist und sich seitlich im wesentlichen parallel zur Stirnfläche (24a) des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers (24) in Abwesenheit eines Strömungsmittel-Differenzdrucks zwischen den beiden Seiten des Andruckteils erstreckt.

2. Dichtungsanordnung mit Reibberührung nach Anspruch

1, ferner gekennzeichnet durch ein federndes Hilfsdichtungselement (64) , das fest am Hauptdichtungselement (60) angebracht ist und eine äußere Stirnfläche aufweist, die mindestens teilweise dem Strömungsmittelraum (36) ausgesetzt ist, wobei das Andruckteil (68; 68¹; 68") längs eines seitlichen Endes hiervon an der Gehäuseanordnung (22) befestigt ist und in elastischer Andruckberührung längs des anderen seitlichen Endes hiervon mit der äußeren Stirnfläche des Hilfsdxchtungselements (64) gehalten wird.

3. Dichtungsanordnung mit Reibberührung nach Anspruch

2, dadurch gekennzeichent, daß das Hilfsdichtungselement (64) einen Rippenabschnitt (64a) aufweist, der von der Stirnfläche (24a) des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers (24) aus vorspringt, wobei das Andruckteil (68; 68') in elastischer Andruckberührung mit dem Rippenabschnitt (64a) des Hilfsdxchtungselements (64) steht.

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4. Dichtungsanordnung mit Reibberührung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Andruckteil (68) aus einer laminaren Anordnung mehrerer Segmente (68a, 68b, 68c; 68d, 68e) besteht, die jeweils aus elastischem Metallblech gebildet sind, und daß die Segmente dicht übereinandergelegt sind und Längskanten aufweisen, die geschichtet und aufeinanderfolgend in Berührung mit dem Hilfsdichtungselement (64) angeordnet sind.

5. Dichtungsanordnung mit Reibberührung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das äußerste (68e) der Segmente (68d, 68e) mindestens teilweise dem Strömungsmittelraum (36) ausgesetzt ist und mit Perforierungen

(84) ausgebildet ist, die über seinem Bereich verteilt sind, der mit dem danebenliegenden Segment in Berührung steht.

6. Dichtungsanordnung mit Reibberührung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente ein inneres und äußeres Segment (68d, 68e) umfassen, die übereinanderliegen und jeweils in kleinerer oder größerer Entfernung vom Hauptdichtungselement (60) angeordnet sind, wobei das innere Segment (68d) dünner ist als das äußere Segment (68e).

7. Dichtungsanordnung mit Reibberührung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Andruckteil (68; 68'; 68") an einem seitlichen Ende hiervon an der Gehäuseanordnung (22) mittels mehrerer Schrauben (70) befestigt ist, die durch das Andruckteil hindurchgeschraubt sind, wobei ein Klemmteil (72) eng zwischen dem Andruckteil und den Köpfen der Schrauben angeordnet ist.

8. Dichtungsanordnung mit Reibberührung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, ferner gekennzeichnet durch eine Einstelleinrichtung (74, 76; 90; 92, 94, 96, 98), die

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passend an der Gehäuseanordnung (22) angebracht und in Andruckeingriff mit dem Hilfsdichtungselement (64) gehalten ist, um die Verlagerung des Hauptdichtungselements (60) weg von der Stirnfläche (24a) des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers (24) zu begrenzen.

9. Dichtungsanordnung mit Reibberührung nach Anspruch 8/ dadurch gekennzeichnet/ daß die Einstelleinrichtung ein mit Schraubengewinde versehenes Teil (74) aufweist, das einstellbar und passend an der Gehäuseanordnung

(22) angebracht ist und sich axial zu der Stirnfläche (24a). des regenerativen'Wärmeaustauscherkörpers (24) erstreckt, um an einem axialen Ende hiervon gegen die äußere Fläche des Hilfsdichtungselements (64) in Anschlageingriff zu treten.

10. Dichtungsanordnung mit Reibberührung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung ein mit Schraubengewinde versehenes Teil (90) umfaßt, das verstellbar und passend an der Gehäuseanordnung (22) angebracht ist und sich zur Stirnfläche (24a) des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers (24) hin erstreckt, um an einem axialen Ende hiervon gegen die äußere Fläche des Andruckteils (68') in Anschlageingriff zu gelangen.

11. Dichtungsanordnung mit Reibbertihrung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung die folgenden Merkmale aufweist:

ein mit Schraubengewinde versehenes Teil (92), das verstellbar und passend an der Gehäuseanordnung (22) angebracht ist und sich axial zu der Stirnfläche (24a) des regenerativen Wärmeaustauscherkörpers (24) erstreckt, wobei das mit Schraubengewinde versehene Teil einen Flanschabschnitt (92a) aufweist, der mit Abstand von der äußeren Fläche des HiIfsdichtungselements (64) angeordnet ist, sowie eine axiale Bohrung (92b),

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die zu der äußeren Fläche des Hilfsdichtungselements offen ist,

ein Federsitzelement (96), das einen Stababschnitt, der teilweise axial verschieblich in der axialen Bohrung (92a) aufgenommen ist, und einen Scheibenabschnitt (96a) aufweist, der einen Axialabstand zum Flansch (92a) in Richtung zur äußeren Fläche des Hilfsdichtungselements (64) aufweist, und

ein Spannelement (98) , das zwischen dem Flansch (92a) und dem Scheibenabschnitt (96a) aufsitzt, um den Scheibenabschnitt zu zwingen, sich um einen größeren Abstand von dem Flansch zu trennen und gegen die äußere Fläche des Hilfsdichtungselements angedrückt zu werden.

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