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DE602004004195T2 - Wellendichtungsvorrichtung - Google Patents

Wellendichtungsvorrichtung Download PDF

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DE602004004195T2
DE602004004195T2 DE602004004195T DE602004004195T DE602004004195T2 DE 602004004195 T2 DE602004004195 T2 DE 602004004195T2 DE 602004004195 T DE602004004195 T DE 602004004195T DE 602004004195 T DE602004004195 T DE 602004004195T DE 602004004195 T2 DE602004004195 T2 DE 602004004195T2
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DE
Germany
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thin plates
plate
thin
rotor
arrangement
Prior art date
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DE602004004195T
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English (en)
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DE602004004195D1 (de
Inventor
Takashi Takasago Machin.Works of Nakano
Hirokazu Takasago Machin.Works of Shirai
Toshio Takasago Machin.Works of Asada
Shin Takasago Machin.Works of Nishimoto
Tanehiro Takasago Research&Develop. Shinohara
Hidekazu Takasago Research&Developme Uehara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3284Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings characterised by their structure; Selection of materials
    • F16J15/3292Lamellar structures

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Wellendichtungsmechanismus gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, der in geeigneter Weise für eine Drehwelle oder dgl. einer großdimenensionierten Fluidmaschine, wie z.B. einer Gasturbine, einer Dampfturbine, eines Kompressors, einer Wasserturbine, eines Kühlschranks, einer Pumpe oder dgl. verwendet wird.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Allgemein ist um eine Drehwelle einer Gasturbine, einer Dampfturbine oder dgl. ein Wellendichtungsmechanismus zum Verringern eines Ausleckens von Arbeitsfluid vorgesehen, das von einer Seite höheren Drucks zu einer Seite niedrigeren Drucks ausleckt. Als Beispiel eines solchen Wellendichtungsmechanismus ist eine Blattdichtung, wie sie beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 2002-13647 gezeigt ist, bekannt.
  • 6 ist eine Schnittansicht eines Beispiels einer vorbekannten Blattdichtung (eines Wellendichtungsmechanismus) der oben erwähnten Art, wobei diese Blattdichtung in einem Querschnitt mit einer Achse einer Drehwelle dargestellt ist. In 6 bezeichnet die Bezugsziffer 1 eine Blattdichtung und die Bezugsziffer 2 eine Drehwelle. Die Blattdichtung 1 ist so aufgebaut, dass mehrere dünne Platten 3 mit flacher Form, die eine vorbestimmte Größe einer Plattenbreite in einer Axialrichtung der Drehwelle 2 aufweisen, in Schichten angeordnet sind, bei denen ein winziger Zwischenraum zwischen jeder dünnen Platte 3 in einer Umfangsrichtung der Drehwelle 2 so vorgesehen ist, dass eine Anordnung 9 dünner Platten in Ringform ausgebildet ist. Diese dünnen Platten 3 sind mit ihrer proximalen Außenumfangs-Endseite an einem gespaltenen Gehäuse oder einem Blattdichtungsring 5 (5a, 5b) über einen Lötabschnitt 4 befestigt, und ihre distale Innenumfangs-Endseite ist geneigt mit einem spitzen Winkel in Bezug auf eine Außenumfangsfläche der Drehwelle 2 so angeordnet, dass ein Gleitkontakt mit der Außenumfangsfläche der Drehwelle 2 durch eine Vorbelastung entsteht. Es ist anzumerken, dass in einer Betrachtung in Draufsicht jede der dünnen Platten 3 eine T-Form aufweist, wobei die Größe der Breite w1 der oben erwähnten proximalen Außenumfangs-Endseite größer ist als die Breite w2 der oben erwähnten distalen Innenumfangs-Endseite.
  • Durch den oben erwähnten Aufbau dichten die dünnen Platten 3 die Außenumfangsfläche der Drehwelle 2 ab, und dadurch wird ein um die Drehwelle 2 herum ausgebildeter Ringraum in einen hochdruckseitigen Bereich und einen niederdruckseitigen Bereich unterteilt. Ferner umfasst der Blattdichtungsring 5 eine hochdruckseitige Seitenplatte 7 auf der dem hochdruckseitigen Bereich gegenüberliegenden Seite und eine niederdruckseitige Seitenplatte 8 auf der dem niederdruckseitigen Bereich gegenüberliegenden Seite, so dass die dünnen Platten 3 zwischen die hochdruckseitige Seitenplatte 7 und die niederdruckseitige Seitenplatte 8 eingesetzt sind. Die jeweiligen Seitenplatten 7, 8 sind auch so angeordnet, dass sie als Führungsplatte zum Führen in einer Richtung, in der der Druck wirkt, fungieren.
  • Bei der Blattdichtung 1 mit dem oben erwähnten Aufbau wird, wenn sich die Drehwelle 2 dreht, ein dynamischer Druckeffekt durch Drehung der Drehwelle 2 bewirkt, und das distale Ende jeder der dünnen Platten 3 wird von der Außenumfangsfläche der Drehwelle 2 angehoben, so dass ein Kontakt der distalen Enden der dünnen Platten 3 mit der Drehwelle 2 vermieden wird. Dadurch wird eine Abtragung bzw. ein Verschleiß der dünnen Platten 3 vermieden und die Lebensdauer der Dichtung verlängert.
  • Während die vorbekannte Blattdichtung 1 so hergestellt ist, dass jede der dünnen Platten 3 zwischen zwei gespaltene Gehäuse 5a, 5b eingesetzt ist und der Verbindungsabschnitt zwischen den Verbindungsgehäusen 5a, 5b durch Verschweißen oder durch Bolzen befestigt ist, gibt es viele Arten von Rotor-Durchmessergrößen, die sich voneinander unterscheiden, und zwar je nach den Stellen, an denen die Blattdichtung vorzusehen ist. Somit ist es bei der Herstellung der Gehäuse 5a, 5b notwendig, individuell exklusive Montagevorrichtungen entsprechend den Durchmessergrößen vorzubereiten. Wenn die Blattdichtung 1 an verschiedenen Stellen eingesetzt wird und die Durchmessergrößen sich meistens voneinander unterscheiden, ist die Vorbereitung solcher exklusiver Montagegestelle ein großes Hindernis bei der Verringerung der Herstellungskosten.
  • EP-A-1298366 offenbart einen Wellendichtungsmechanismus mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruchs 1. Dieser Wellendichtungsmechanismus ist ähnlich dem in 6 gezeigten Mechanismus und hat mehrere dünne Platten mit annähernder T-Form, die in einem Ringraum zwischen einem Rotor und einem Stator so angeordnet sind, dass sie eine Anordnung dünner Platten von Ringform bilden. Die dünnen Platten sind zwischen zwei im wesentlichen massiven Blöcken angeordnet, die zusammen einen Raum festlegen, der annähernd T-Form aufweist, um die Anordnung dünner Platten aufzunehmen. An dem radial inneren Ende der Rückhalteblöcke stehen die dünnen Platten der Dünnplattenanordnung von den Rückhalteblöcken zu einer Außenumfangsfläche des Rotors vor. Federelemente sind zwischen dem Stator und dem Wellendichtungsmechanismus angeordnet, um den Wellendichtungsmechanismus nach außen in der Radialrichtung vorzubelasten, so dass die dünnen Platten von der Rotorwelle wegbewegt werden, um einen Kontaktwiderstand zwischen dem Dichtungsmechanismus und der äußeren Rotorwellenfläche zu verringern.
  • Abriss der Erfindung
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Wellendichtungsmechanismus bereitzustellen, der mit verringerten Kosten und mit einer kompakten Struktur hergestellt werden kann.
  • Um diese Aufgabe zu erfüllen, stellt die vorliegende Erfindung einen Wellendichtungsmechanismus bereit, wie er in Anspruch 1 definiert ist. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Gemäß dem obigen Wellendichtungsmechanismus kann eine Krümmung hiervon frei entsprechend der Krümmung der Stelle geändert werden, an der der Wellendichtungsmechanismus vorzusehen ist. Folglich wird kein so exklusives Montagegestell wie im herkömmlichen Fall, das individuell vorbereitet werden muss, benötigt, und dies ermöglicht einer Verringerung der Herstellungskosten des Wellendichtungsmechanismus. Ferner wird eine Dicke jedes der Dünnplatten-Rückhalteringe bis zu dem Maße verdünnt, dass er Flexibilität aufweist, und dadurch können die äußeren Größen dieser Dünnplatten-Rückhalteringe kleiner gestaltet werden, was dazu beiträgt, den gesamten Wellendichtungsmechanismus kompakt zu machen.
  • Die proximale Außenumfangs-Endseite jeder der dünnen Platten ist durchlöchert, um zwischen den Dünnplatten-Rückhalteringen über ein Abweichungsverhinderungselement festgehalten zu werden, welches eine Bewegung jeder der dünnen Platten in Bezug auf die Dünnplatten-Rückhalteringe regelt.
  • Gemäß dem obigen Wellendichtungsmechanismus ist das Abweichungsverhinderungselement vorgesehen, und dadurch kann eine Abweichung jeder der dünnen Platten wirksam vermieden werden. D.h. ein Klappern jeder der dünnen Platten in Bezug auf die Dünnplatten-Rückhalteringe kann vermieden werden.
  • Bei einem Wellendichtungsmechanismus einer bevorzugten Ausführungsform ist die Seitenkante der Dünnplattenanordnung in einer Rotor-Axialrichtung mit einem Ausschnittabschnitt ausgebildet, es ist eine Platte vorgesehen, deren Seitenfläche mit einem Abstufungsabschnitt ausgebildet ist, der mit dem Ausschnittabschnitt in Eingriff bringbar ist, die dünnen Platte ist anliegend an der Dünnplattenanordnung von der Rotor-Axialrichtung aus angeordnet, so dass der Abstufungsabschnitt der Platte dem Ausnehmungsabschnitt der Dünnplattenanordnung entspricht, wobei die Dünnplattenanordnung zusammen mit der Platte durchlöchert ist, um zwischen den Dünnplatten-Rückhalteringen festgehalten zu werden.
  • Gemäß dem obigen Blattdichtungsmechanismus kann ein Einsetzen der Platten einfach durchgeführt werden.
  • Bei einem Wellendichtungsmechanismus einer weiteren Ausführungsform ist die Dünnplattenanordnung so gestaltet, dass einander benachbarte (Seiten) der proximalen Außenumfangs-Endseiten der dünnen Platten, die einander in Schichten überlappen, geschweißt sind, um aneinander befestigt zu werden, und die Dünnplattenanordnung der so verschweißten dünnen Platten wird entlang einer Umfangsebene des Ringraums gebogen.
  • Gemäß dem obigen Wellendichtungsmechanismus kann dessen Krümmung frei entsprechend der Krümmung derjenigen Stelle geändert werden, an der der Wellendichtungsmechanismus vorzusehen ist.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Schnitt-Aufbauansicht zur Darstellung einer Ausführungsform einer Gasturbine mit Blattdichtung (Wellendichtungsmechanismus) gemäß der vorliegenden Erfindung,
  • 2 eine Schnittansicht zur Darstellung eines Aufbaus der in einem Stator montierten Blattdichtung, wobei die Blattdichtung in einem Querschnitt mit einer Achse einer Drehwelle dargestellt ist,
  • 3 eine perspektivische Ansicht eines in der Blattdichtung vorgesehenen Abstandhalters,
  • 4 eine erläuternde Ansicht eines Herstellungsprozesses der Blattdichtung, die 4(a)-(c) umfassend, wobei 4(a) und 4(b) Ansichten sind, die die dünnen Platten nach einem Dünnplatten-Schweißprozess zeigen, und 4(c) eine Ansicht ist, welche die dünnen Platten nach einem Biegeprozess zeigt,
  • 5 eine erläuternde Ansicht eines Ring-Einsetzvorgangs als dem Herstellungsprozess der Blattdichtung folgender Vorgang, und
  • 6 eine Schnittansicht eines Aufbaus eines Beispiels einer vorbekannten Blattdichtung (Wellendichtungsmechanismus), wobei diese Blattdichtung in einem Querschnitt mit einer Achse einer Drehwelle dargestellt ist.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen Im folgenden wird eine Ausführungsform einer Gasturbine mit einer Blattdichtung (einem Wellendichtungsmechanismus) gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei natürlich die vorliegende Erfindung nicht als auf die vorliegende Ausführungsform beschränkt aufzufassen ist. Ferner wird die vorliegende Ausführungsform zwar in Bezug auf ein Beispiel beschrieben, bei dem eine großdimensionierte Fluidmaschine, auf die die vorliegende Erfindung angewandt wird, eine Gasturbine ist, die vorliegende Erfindung ist aber auch auf eine Drehwelle oder dgl. einer großdimensionierten Fluidmaschine, wie einer Dampfturbine, eines Kompressors, einer Wasserturbine, eines Kühlschranks, einer Pumpe, eines Luftfahrzeug-Gasturbinen-Triebwerks oder dgl. anwendbar.
  • 1 ist eine schematische Schnitt-Aufbauansicht zur Darstellung der Ausführungsform einer Gasturbine mit einer Blattdichtung 1 (einem Wellendichtungsmechanismus) gemäß der vorliegenden Erfindung. In 1 bezeichnet die Bezugsziffer 20 einen Kompressor, die Bezugsziffer 21 eine Brennkammer, die Bezugsziffer 22 eine Turbine und die Bezugsziffer 24 einen Stator. Der Kompressor 20 nimmt eine große Menge zu komprimierender Luft auf. Allgemein wird bei einer Gasturbine ein Teil der durch eine Drehwelle 23 erhaltenen Energie, wie nachstehend beschrieben wird, als Antriebskraft für den Kompressor eingesetzt. Die Brennkammer 21 funktioniert so, dass sie ein Gemisch aus Brennstoff und der von dem Kompressor 20 komprimierten Luft verbrennt. In die Turbine 22 wird ein Verbrennungsgas eingeleitet, das in der Brennkammer 21 erzeugt wird, um zu expandieren, so dass das so expandierte Verbrennungsgas auf mehrere Rotorschaufeln 23e geblasen wird, die an der Drehwelle 23 befestigt sind. Dadurch wird Wärmeenergie des Verbrennungsgases in Drehenergie umgewandelt, so dass mechanische Antriebskraft erzeugt wird.
  • In der Turbine 22 sind zusätzlich zu den mehreren Rotorschaufeln 23e, die auf der Seite der Drehwelle 23 angeordnet sind, mehrere Statorschaufeln 24a auf der Seite des Stators 24 angeordnet, wobei die Rotorschaufeln 23e und die Statorschaufeln 24a alternierend in einer Axialrichtung der Drehwelle 23 vorgesehen sind. Jede der Rotorschaufeln 23e nimmt Druck des in der Axialrichtung der Drehwelle 23 strömenden Verbrennungsgases auf, um dadurch die Drehwelle 23 zu drehen, so dass die der Drehwelle 23 vermittelte Drehenergie vom Wellenende abgezogen wird, um wirksam eingesetzt zu werden. Zwischen jeder der Statorschaufeln 24a und der Drehwelle 23 ist eine Blattdichtung 25 als Wellendichtungsmechanismus vorgesehen, um ein Auslecken des von einer Seite niedrigeren Drucks zu einer Seite höheren Drucks ausleckenden Verbrennungsgases zu mindern.
  • 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht der Blattdichtung 25, wobei die Blattdichtung 25 nach dem Einbau in den Stator 24 im Querschnitt mit einer Achse der Drehwelle 23 dargestellt ist. Nachstehend wird zunächst eine Beschreibung zum Grundaufbau der Blattdichtung 25 und dann zu einem charakteristischen Merkmal derselben gegeben.
  • Wie in 2 gezeigt ist, ist die Blattdichtung 25 in einem Ringraum positioniert zwischen der Drehwelle 23 und dem Stator 24 angeordnet und umfasst eine Dünnplattenanordnung 29A von Ringform, die durch mehrere in Schichten angeordnete dünne Platten 29 aufgebaut ist, wobei jede der dünnen Platten 29 in ihrer Platten-Breitenrichtung parallel zu der Axialrichtung der Drehwelle 23 angeordnet ist, und ein winziger Zwischenraum zwischen jeder der dünnen Platten 29 in einer Umfangsrichtung der Drehwelle 23 ausgebildet ist.
  • An jeder der dünnen Platten 29 ist deren proximale Außenumfangs-Endseite an dem Stator 24 gehaltert, und ihre distale Innenumfangs-Endseite ist geneigt unter einem spitzen Winkel in Bezug auf eine Außenumfangsfläche 23a der Drehwelle 23 angeordnet. Durch diesen Aufbau unterteilt die ringförmige Dünnplattenanordnung 29A mit den dünnen Platten 29 den Ringraum zwischen der Drehwelle 23 und dem Stator 24 in einen Bereich mit höherem Druck und einen Bereich mit niedrigerem Druck.
  • Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 2 das charakteristische Merkmal der Blattdichtung 25 mit dem oben erwähnten Basisaufbau beschrieben.
  • Wie in 2 gezeigt ist, ist die Blattdichtung 25 der vorliegenden Ausführungsform mit den mehreren dünnen Platten 29 aufgebaut, die in Schichten angeordnet sind, wobei jede der dünnen Platten 29 eine Platte von annähernder T-Form mit einer Plattenbreite an der oben erwähnten Außenumfangs-Endseite ist, die größer ausgebildet ist als eine Plattenbreite der oben erwähnten distalen Innenumfangs-Endseite, und die auch zwei Blattdichtungs-Rückhalteelemente (Dünnplatten-Rückhalteringe) im Paar umfassen, welche die dünnen Platten 29 im ringförmigen Zustand festhalten und tragen, mit einer Platte 53 auf der Seite höheren Drucks mit Ringform, die zwischen eine Seitenkante gegenüber dem hochdruckseitigen Bereich jeder der dünnen Platten 29 und eines der Blattdichtungs-Rückhalteelemente 51 eingesetzt ist, so dass sie an dieser einen Seitenkante anliegt, einer niederdruckseitigen Platte 54 von Ringform, die zwischen die andere Seitenkante gegenüber dem niederdruckseitigen Bereich jeder der dünnen Platten 29 und das andere der Blattdichtungs-Rückhalteelemente 52 eingesetzt ist, um an dieser anderen Seitenkante anzuliegen, und einem Abstandhalter 55 als Abweichungsverhinderungselement, der zwischen die beiden Blattdichtungs-Rückhalteelemente 51, 52 so eingesetzt ist, dass er eine Klapperbewegung jeder der dünnen Platten 29 in Bezug auf die Blattdichtungs-Rückhalteelemente 51, 52 verhindert.
  • Jede der dünnen Platten 29 ist eine dünne Stahlplatte mit Flexibilität, die annähernd T-Form aufweist und deren beide Seitenkanten mit Ausschnittabschnitten 29a ausgebildet sind. Diese dünnen Platten 29 sind an ihren proximalen Außenumfangs-Endseiten durch Verschweißen aneinander befestigt (Schweißstellen werden nachstehend mit Bezug auf 4 beschrieben), um die Dünnplattenanordnung 29A, die insgesamt Flexibilität aufweist, zu bilden.
  • Die Platte 53 auf der Seite mit höheren Druck ist eine ringförmige dünne Platte, bei der, im Querschnitt mit der Achse der Drehwelle 23 betrachtet, eine Seitenfläche ihres außenumfangsseitigen Abschnitts mit einem Abstufungsabschnitt ausgebildet ist, dessen Dicke größer ist als eine Dicke von dessen innenumfangsseitigem Abschnitt. Desgleichen ist die niederdruckseitige Platte 54 eine ringförmige dünne Platte, und im oben erwähnten Querschnitt betrachtet hat sie an einer Seitenfläche ihres Außenumfangs-Seitenabschnitts einen Abstufungsabschnitt ausgebildet, dessen Dicke größer ist als eine Dicke ihres innenumfangsseitigen Abschnitts. Diese Platte 53 auf der Seite höheren Drucks und die Platten 54 auf der Seite niedrigeren Drucks sind mit ihren jeweiligen Abstufungsabschnitten mit den oben erwähnten Ausnehmungsabschnitten 29A der dünnen Platten 29 in Eingriff bringbar, so dass sie einen engen Kontakt mit beiden Seitenflächen der dünnen Platten 29 herstellen, wobei dann die so zusammengebauten Elemente durchlöchert werden, um zwischen den beiden Blattdichtungs-Rückhalteelementen 51, 52 festgehalten zu werden.
  • Jedes der Blattdichtungs-Rückhalteelemente 51, 52 ist ein Metallelement mit Flexibilität, und hat im Querschnitt mit der Achse der Drehwelle 23 betrachtet annähernd C-Form. Somit bilden die Blattdichtungs-Rückhalteelemente 51, 52, wenn sie zusammengefügt sind, konkave Abschnitte 51a, 52a, wobei der Abschnitt, dessen Breite größer ist als der der dünnen Platten, wie der Abstandhalter 55, in die konkaven Abschnitte 51a, 52a eingesetzt sind.
  • Wie in 3 gezeigt ist, die eine perspektivische Ansicht des Abstandhalters 55 ist, ist der Abstandhalter 55 eine Plattenfeder bzw. Blattfeder, die mit mehreren konvexen Abschnitten 55a ausgebildet ist, welche sich bei Druck elastisch verformen, um dadurch eine Aktivierungskraft zu erzeugen. Damit in den konkaven Abschnitten 51a, 52a kein Klappern der ringförmigen Dünnplattenanordnung 29A verursacht wird, drängt gemäß 2 die Aktivierungskraft des Abstandhalters 55 die ringförmige Dünnplattenanordnung 29A an ihrer Außenumfangsseite gegen die konkaven Abschnitte 51a, 52a. Der Abstandhalter 55 an seiner oberen Oberfläche und jedes der Blattdichtungs-Rückhalteelemente 51, 52 werden durch Schweißen zusammengefügt, wie durch Schweißstellen j4 gezeigt ist, und die Relativposition dieser Elemente wird festgestellt.
  • Als nächstes wird mit Bezug auf 5 und 6 ein Herstellungsverfahren der Blattdichtung 25 beschrieben, die nach obiger Beschreibung aufgebaut ist. Bei der Herstellung der Blattdichtung 25 werden ein Dünnplatten-Schweißverfahren, ein Biegeprozess und ein Ring-Einsetzprozess durchgeführt.
  • Zunächst wird bei dem Dünnplatten-Schweißverfahren, wie in 4(a) gezeigt ist, jede der dünnen Platten 29, die durch Stanzen einer Stahlplatte in die T-Form gebracht werden, schräg einander überlappt, um Schichten zu bilden, und dann werden die erwähnten proximalen Außenumfangs-Endseiten der Schichten geschweißt. D.h., das gemäß 4(b) jede der dünnen Platten 29 ein Außenumfangsende und beiden Seitenenden ihrer proximalen Außenumfangs-Endseite verschweißt hat, so dass die dünnen Platten 29 zusammengefügt werden, wie durch die Schweißstellen y1 bis y3 gezeigt ist.
  • Dann werden im Biegeprozess die dünnen Platten 29, die auf diese Weise geschweißt und zusammengefügt worden sind, und die Blattdichtungs-Rückhalteelemente 51, 52 grob für eine Vorbiegung vor dem nächsten Ring-Einsetzprozess gebogen.
  • 4(c) zeigt den Zustand der dünnen Platten 29 nach dem Biegeprozess.
  • Bei dem nächsten Ring-Einsetzprozess gemäß 5 werden die proximale Außenumfangs-Endseite der geschweißten dünnen Platten 29, die Platte 53 auf der Seite mit höherem Druck, die Platte 54 auf der Seite mit niedrigerem Druck und der Abstandhalter 55 zwischen die Blattdichtungs-Rückhalteelemente 51, 52 eingesetzt, und dann werden die Blattdichtungs-Rückhalteelemente 51, 52 aneinander befestigt.
  • D.h., die ringförmige Platte 53 auf der Seite höheren Drucks wird zuerst durchlöchert, um zwischen der einen Seitenkante gegenüber dem Bereich höheren Drucks jeder der dünnen Platten 29 und dem einen Blattdichtungs-Rückhalteelement 51 so festgehalten zu werden, dass sie an dieser einen Seitenkante anliegen. Desgleichen wird die ringförmige Platte 54 auf der Seite mit niedrigerem Druck durchlöchert, um zwischen der anderen Seitenkante gegenüber dem Bereich mit niedrigerem Druck jeder der dünnen Platten 29 und dem anderen Blattdichtungs-Rückhalteelement 52 festgehalten zu werden, um an dieser anderen Seitenkante anzuliegen. Dann wird der Abstandhalter 55 zum Regeln der Bewegung jeder der dünnen Platten 29 in Bezug auf die Blattdichtungs-Rückhalteelemente 51, 52 eingesetzt, um zwischen der proximalen Außenumfangs-Endseite der dünnen Platten 29 und den Blattdichtungs-Rückhalteelementen 51, 52 festgehalten zu werden.
  • Die so zusammengebauten Blattdichtungs-Rückhalteelemente 51, 52 werden zusammen mit den anderen Elementen verschweißt, um an dem Abstandhalter 55 an den Schweißstellen y4 befestigt zu werden (2).
  • Auf diese Weise wird eine Befestigung der Blattdichtungs-Rückhalteelemente 51, 52 ausgeführt. Gemäß dem Aufbau und dem Herstellungsprozess der Blattdichtung 25, wie oben erwähnt wurde, wird auch dann, wenn sie Stelle oder die Größe des Wellendurchmessers, auf den die Blattdichtung 25 angewandt ist, sich bis zu einem bestimmten Grad unterscheidet, keine exklusives Montagegestell wie im herkömmlichen Fall nötig, das individuell erstellt werden muss, und folglich können die Herstellungskosten der Blattdichtung 25 verringert werden. Ferner kann die Dicke jedes der Blattdichtungs-Rückhalteelemente 51, 52 bis zu dem Maße verdünnt werden, dass sie Flexibilität zeigen, und folglich kann die äußere Größe der Blattdichtungs-Rückhalteelemente kleiner gestaltet werden, und dies trägt dazu bei, die gesamte Blattdichtung 25 kompakt zu gestalten.
  • Es ist anzumerken, dass bei Einsetzen des zusammengebauten Blattdichtungselements (der Blattdichtung 25) in den Stator 24 die Blattdichtung 25 in eine konkave Nut 71 eingesetzt werden kann, die an einer Innenumfangsflächenseite des Stators 24 vorgesehen ist, und zwar in dem Zustand, dass die Blattdichtung 25 entlang einer Krümmung der konkaven Nut gebogen ist. Bei diesem Verfahren kann die Krümmung der Blattdichtung 25 frei entsprechend der Stelle, an der die Blattdichtung 25 vorzusehen ist, geändert werden, und folglich wird keine individuelle Erstellung eines exklusiven Montagegestells wie im herkömmlichen Fall benötigt. Dadurch können die Herstellungskosten der Blattdichtung 25 gesenkt werden.
  • Außerdem wird bei dem Ring-Einsetzprozess des Herstellungsverfahrens der Blattdichtung 25 der vorliegenden Ausführungsform ein Verfahren angewandt, bei dem die Platte 53 auf der Seite höheren Drucks durchlöchert wird, um zwischen der einen Seitenkante jeder der dünnen Platten 29 und dem einen Blattdichtungs-Rückhalteelement (Dünnplatten-Rückhaltering) 51 festgehalten zu werden. Gemäß diesem Verfahren kann das Einsetzen der Platte 53 auf der Seite höheren Drucks einfach ausgeführt werden, und dadurch wird eine weitere Verringerung der Herstellungskosten möglich. Ferner wird bei dem Ring-Einsetzverfahren des Herstellungsprozesses der Blattdichtung der vorliegenden Ausführungsform ein Verfahren angewandt, bei dem die Platte 54 auf der Seite niedrigeren Drucks festgeklemmt wird, um zwischen der anderen Seitenkante jeder der dünnen Platten 29 und dem anderen Blattdichtungs-Rückhalteelement (Dünnplatten-Rückhaltering) 52 festgehalten zu werden. Gemäß diesem Verfahren kann ein Einsetzen der niederdruckseitigen Platte 54 einfach ausgeführt werden, und dadurch wird eine weitere Verringerung der Herstellungskosten möglich.

Claims (4)

  1. Wellendichtungsmechanismus mit: mehreren dünnen Platten (29), wobei die dünnen Platten (29) annähernd eine T-Form mit einem erweiterten Breitenabschnitt an ihrer proximalen Außenumfangs-Endseite aufweisen und in einem ringförmigen Raum zwischen einem Rotor (23) und einem Stator (24) so angeordnet sind, dass sie eine Anordnung (29A) von dünnen Platten in Ringform bilden, wobei die proximale Außenumfangs-Endseite der dünnen Platten (29) auf der Seite des Stators (24) gehaltert ist und ihre distale Innenumfangs-Endseite nicht an einer Außenumfangsfläche des Rotors (23) befestigt ist, so dass die Anordnung (29A) von dünnen Platten in Ringform den ringförmigen Raum zwischen dem Rotor (23) und dem Stator (24) in einen hochdruckseitigen Bereich und einen niederdruckseitigen Bereich unterteilt, wobei die proximale Außenumfangs-Endseite der dünnen Platten (29) zusammengedrückt ist, um in der Axialrichtung des Rotors (23) zwischen einem Paar Halteringen (51, 52) für die dünnen Platten festgehalten zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteringe (51, 52) für die dünnen Platte, in einem Schnitt, der die Rotorachse (23) enthält, betrachtet, jeweils eine annähernde C-Form aufweisen und flexibel sind und derart angeordnet sind, dass ihre jeweiligen konkaven Abschnitte (51a, 52a) einander zugewandt sind, und ein Abweichungsverhinderungselement (55) zwischen die Halteringe (51, 52) für die dünnen Platten (29) und die die dünnen Platten (29) so eingesetzt ist, dass es eine Bewegung der dünnen Platten (29) in Bezug auf die Halteringe (51, 52) für die dünnen Platte verhindert.
  2. Wellendichtungsmechanismus nach Anspruch 1, wobei das Abweichungsverhinderungselement (55) eine Blattfeder ist, welche mit mehreren konvexen Abschnitten (55a) ausgebildet ist, die sich, wenn sie zusammengedrückt werden, elastisch verformen, um die Anordnung (29A) der dünnen Platten an ihrer Außenumfangsseite gegen die konkaven Abschnitte (51a, 52a) der Halteringe (51, 52) für die dünnen Platten vorzubelasten.
  3. Wellendichtungsmechanismus nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Anordnung (29A) der dünnen Platten an ihrer Seitenkante in einer Axialrichtung des Rotors (23) mit einem Ausschnittabschnitt (29a) ausgebildet ist, eine Platte (53, 54), die mit einem Abstufungsabschnitt in ihrer Seitenfläche ausgebildet ist, mit dem Ausschnittabschnitt (29a) in Eingriff steht, wobei die Platte (53, 54) so angeordnet ist, dass sie an der Anordnung (29A) der dünnen Platten von der Axialrichtung des Rotors (23) her anliegt, so dass der Abstufungsabschnitt der Platte (53, 54) den Ausschnittabschnitt (29a) der Anordnung (29A) entspricht, und die Anordnung der dünnen Platten (29A) zusammen mit der Platte (53, 54) zusammengedrückt ist, um zwischen den Halteringen (51, 52) für die dünnen Platten festgehalten zu werden.
  4. Wellendichtungsmechanismus nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Anordnung (29A) der dünnen Platten so ausgebildet ist, dass einander benachbarte proximale Außenumfangs-Endseiten der dünnen Platten (29) einander in Schichten überlappen und aneinander durch Schweißen befestigt sind, und die Anordnung (29A) der dünnen Platten entlang einer Umfangsebene des ringförmigen Raums gekrümmt ist.
DE602004004195T 2003-05-21 2004-05-21 Wellendichtungsvorrichtung Expired - Lifetime DE602004004195T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003143272 2003-05-21
JP2003143272 2003-05-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE602004004195D1 DE602004004195D1 (de) 2007-02-22
DE602004004195T2 true DE602004004195T2 (de) 2007-10-11

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ID=33095436

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE602004004195T Expired - Lifetime DE602004004195T2 (de) 2003-05-21 2004-05-21 Wellendichtungsvorrichtung

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