DE102013002636A1 - Device for jet cleaning of unit, particularly of gas turbine jet engines of airplane, has jet nozzle with introduction stop, which limits depth of insertion of jet nozzle into opening, where twist element is arranged to introduction stop - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 11.The invention relates to a device according to the preamble of claim 1 and a method according to the preamble of
Eine Gasturbine umfasst eine oder mehrere Verdichterstufen, die die Umgebungsluft verdichten, eine Brennkammer, die Kraftstoff zusammen mit der komprimierten Luft verbrennt, sowie eine oder mehrere Turbinenstufen zur Versorgung der Verdichter. Die sich ausdehnenden Verbrennungsgase treiben die Turbine an und resultieren in einem Schub zum Vortrieb.A gas turbine includes one or more compressor stages that compress the ambient air, a combustor that burns fuel along with the compressed air, and one or more turbine stages to supply the compressors. The expanding combustion gases drive the turbine and result in a thrust for propulsion.
Strahltriebwerke besitzen heute in den meisten Fällen einen Turbofan, der stromaufwärts vor den Kompressorstufen angeordnet ist und im Durchmesser wesentlich größer ist als die Kompressorstufen. Der Turbofan wird ebenfalls durch die Turbinenstufen angetrieben und lässt einen erheblichen Teil der das Triebwerk insgesamt durchströmenden Luft als sogenannten Nebenluftstrom an den Kompressorstufen, der Brennkammer und den Turbinenstufen vorbeiströmen. Durch diesen Nebenluftstrom kann der Wirkungsgrad eines Triebwerkes erheblich gesteigert und der Lärmpegel reduziert werden.Jet engines nowadays have in most cases a turbofan located upstream of the compressor stages and much larger in diameter than the compressor stages. The turbofan is also powered by the turbine stages and allows a significant portion of the air passing through the engine as a so-called secondary air flow to bypass the compressor stages, combustor and turbine stages. Through this secondary air flow, the efficiency of an engine can be significantly increased and the noise level can be reduced.
Auf den Flughäfen und in geringen Höhen enthält die Luft Fremdpartikel in Form von beispielsweise Aerosolen, Pollen, Insekten, Kohlenwasserstoffen von anderen Flugzeugen und aus der Industrie sowie Salze in Meeresnähe. Diese Partikel folgen dem Weg der verdichteten Luft und setzen sich auf den verschiedenen Bauelementen in diesem Bereich ab. Diese Verschmutzung führt zu einer Veränderung der Eigenschaften des Grenzschichtluftstromes der Verdichterbauteile. Außerdem führt die Verschmutzung eines Flugzeugstrahltriebwerkes zu einer Verringerung des Wirkungsgrades und damit zu erhöhtem Treibstoffverbrauch sowie zu einer erhöhten Belastung der Umwelt.At airports and at low altitudes, the air contains foreign particles in the form of, for example, aerosols, pollen, insects, hydrocarbons from other aircraft and industry, and salts near the sea. These particles follow the path of the compressed air and settle on the various components in this area. This contamination leads to a change in the properties of the boundary layer air flow of the compressor components. In addition, the pollution of an aircraft jet engine leads to a reduction in the efficiency and thus to increased fuel consumption and to an increased burden on the environment.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren mit unterschiedlichen Strahlmitteln zur Reinigung von verunreinigten Oberflächen bekannt. Als Strahlmittel finden dabei, neben dem Hochdruckwasser, auch Glasperlen, Schlacke, Sande oder Salze in einem Strahlmittel, wie Wasser oder Druckluft Anwendung.Various methods with different blasting agents for cleaning contaminated surfaces are known from the prior art. As a blasting agent find, in addition to the high pressure water, glass beads, slag, sands or salts in a blasting agent, such as water or compressed air application.
Nachteilig ist bei diesen Reinigungstechnologien, dass sich die Rückstände in der zu reinigenden Turbine ablagern.A disadvantage of these cleaning technologies that deposit the residues in the turbine to be cleaned.
Bekannt ist auch das Reinigen mit CO2-Pellets, CO2-Partikel oder CO2-Schnee (nachfolgend „Trockeneis” genannt) und Druckluft als Energieträger. Vorteilhaft ist bei dem Reinigen mit Trockeneis als Strahlmittel, dass keine oder nur eine geringe abrasive Reinigung zu verzeichnen ist. Diese geringe Abrasivität schränkt aber den Einsatzbereich für diese Reinigungstechnologie ein, so dass es für die hartnäckigen Verunreinigungen von Turbinen nicht wirkungsvoll einsetzbar ist.Also known is the cleaning with CO 2 pellets, CO 2 particles or CO 2 snow (hereinafter called "dry ice") and compressed air as an energy source. It is advantageous when cleaning with dry ice as a blasting agent that no or only a slight abrasive cleaning is recorded. However, this low abrasiveness restricts the field of application for this cleaning technology, so that it can not be used effectively for the persistent impurities of turbines.
Nach der
Die Schrift
In
Zur Beseitigung von Verunreinigungen, insbesondere in Gasturbinentriebwerken, wurde in
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In der Schrift
Auch in
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Die für die Funktion des Triebwerkes erforderliche Luft tritt im Bereich des Fan ein. Wie schon weiter oben beschrieben, ist der Fan Verschmutzungen durch Insekten, Pollen sowie Überresten von aufprallenden Vögeln usw. ausgesetzt. Die Verschmutzungen des Fans können relativ einfach mit herkömmlichen Mitteln entfernt werden.The required for the function of the engine air enters the fan. As already described above, the fan is exposed to contamination by insects, pollens and remains of bouncing birds, etc. The fouling of the fan can be removed relatively easily by conventional means.
Hinter dem Fan befindet sich der Kerntriebswerkverdichter, der die Luft zu hohem Druck, bei gleichzeitiger Temperaturerhöhung, komprimiert. Der Temperaturanstieg in einem Hochdruckverdichter kann 500°C betragen. Es wurde erkannt (
Nachdem der aufgezeigte Stand der Technik keine zufriedenstellende Lösung, insbesondere zur rückstandsfreien Reinigung mit einem aggressivem, d. h. hochwirksamen, aber trotzdem schonenden Strahlmittel aufgezeigt hat, wird nach einem Verfahren zum Reinigen von bevorzugt Bauteilen von Turbinen und Gasturbinen, insbesondere von Gastriebwerken mit einem Strahlmittel oder Strahlmittelgemisch gesucht, das über eine regelbare Aggressivität verfügt und damit die Verunreinigungen von Oberflächen möglichst rückstandslos entfernt und das Bauteil selbst nicht beschädigt.After the cited prior art no satisfactory solution, especially for residue-free cleaning with an aggressive, d. H. highly effective, but still sparing blasting has shown, is sought after a process for cleaning preferably components of turbines and gas turbines, especially gas engines with a blasting abrasive or blasting agent, which has a controllable aggressiveness and thus removes the impurities from surfaces as possible without residue and Component itself not damaged.
Die Luftflotte verfügt über eine Vielzahl von Flugzeugtypen der verschiedensten Hersteller. Die Triebwerke werden von verschiedenen Herstellern geliefert, wobei sich die Triebwerke in Form, Größe und Leistung unterscheiden. Dies führt zu einer großen möglichen Kombinationsbreite von Triebwerken in verschiedenen Flugzeugtypen. Dies wird in Bezug auf das Reinigen als Nachteil empfunden, da die Größe und die Ausführung der Reinigungsvorrichtungen auf das spezielle Triebwerk abgestimmt werden muss. Es ist daher insbesondere Ziel der Erfindung, das Reinigen der Motoren zu vereinfachen.The air fleet has a variety of aircraft types from various manufacturers. The engines are supplied by various manufacturers, with the engines differ in shape, size and performance. This leads to a large possible combination width of engines in different types of aircraft. This is perceived as a disadvantage in terms of cleaning since the size and design of the cleaning devices must be tailored to the particular engine. It is therefore a particular object of the invention to simplify the cleaning of the engines.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein deutlich besseres Verfahren bzw. Vorrichtung zum Reinigen von Einrichtungen, bevorzugt von Turbinen, insbesondere von Gasturbinentriebwerken zu schaffen, das es auf einfache Weise ermöglicht, die zu reinigenden Teile auch bei Einführung in Kontroll- und Revisionsöffnungen umfassend und effektiv zu reinigen.The invention is therefore based on the object to provide a significantly better method and apparatus for cleaning devices, preferably turbines, in particular of gas turbine engines, which makes it possible in a simple manner, including the parts to be cleaned even when introduced into control and inspection openings and effectively clean.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 11. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved by a device according to claim 1 and a method according to
Dabei hat der Erfinder erkannt, dass zum umfassenden und effektiven Strahlreinigen von Einrichtungen, bevorzugt von Turbinen und Gasturbinenstrahltriebwerken, mit einem Strahlmittel, die kontrollierte Führung einer lanzenförmigen Strahldüse erforderlich ist. Bei bisher gebräuchlichen lanzenförmigen Strahldüsen war dies nicht möglich. Sie wurden in die Kontroll- und Revisionsöffnungen eingeführt und dann erfolgte per Hand die Einstellung der Einstecktiefe und das azimutalen Winkels.In this case, the inventor has recognized that for the comprehensive and effective blast cleaning of equipment, preferably of turbines and gas turbine jet engines, with a blasting medium, the controlled guidance of a lance-shaped blasting nozzle is required. In previously used lance-shaped jet nozzles this was not possible. They were inserted into the control and revision openings and then manually adjusted the insertion depth and the azimuthal angle.
Demgegenüber ist jetzt vorgesehen, dass die lanzenförmige Strahldüse einen Einführungsanschlag aufweist, der die Einstecktiefe der Strahldüse in die Öffnung begrenzt, wobei der Einführungsanschlag in Bezug auf die Strahldüse drehbeweglich angeordnet ist und/oder wobei der Einführungsanschlag (
Für die axiale Verstellbarkeit eignet sich beispielsweise ein axiales Gleitlager oder eine Zahnstangen-Zahnradverbindung. Für eine direkte azimutale Verstellung des Einführungsanschlags gegenüber der Strahldüse ist beispielsweise Nadellager oder ein Umlaufradgetriebe verwendbar. Für eine kombinierte Verstellung der axialen und azimutalen Position eignet sich beispielsweise eine Schraubverbindung.For axial adjustability, for example, an axial slide bearing or a rack and pinion gear connection is suitable. For a direct azimuthal adjustment of the insertion stop relative to the jet nozzle needle roller bearing or a planetary gear is used, for example. For a combined adjustment of the axial and azimuthal position, for example, a screw is suitable.
Bevorzugt sind Mittel vorgesehen, die axiale und/oder azimutale Position des Einführungsanschlags gegenüber der Öffnung festzulegen, wobei diese Mittel bevorzugt ein elastisches Element oder einen Saugnapf umfassen. Das elastische Element ist dabei vorzugsweise als Zentriermittel in Bezug auf die Öffnung ausgebildet, wodurch eine sichere, genaue und gleichbleibende Positionierung der Strahldüse in der Öffnung erfolgt.Preferably, means are provided for fixing the axial and / or azimuthal position of the insertion stop with respect to the opening, wherein these means preferably comprise an elastic element or a suction cup. The elastic element is preferably formed as a centering with respect to the opening, whereby a safe, accurate and consistent positioning of the jet nozzle is carried out in the opening.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Drehbeweglichkeit und/oder axiale Beweglichkeit des Einführungsanschlags gegenüber der Strahldüse arretierbar ausgebildet ist, bevorzugt in Form einer Schraubarretierung. Dann kann die Position der Strahldüse innerhalb der Öffnung gezielt festgelegt werden, um zumindest einen bestimmten Bereich längere Zeit zu reinigen.In an advantageous development it is provided that the rotational mobility and / or axial mobility of the insertion stop relative to the jet nozzle is formed lockable, preferably in the form of a Schraubarretierung. Then, the position of the jet nozzle within the opening can be selectively set to clean at least a certain area for a long time.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die axiale und/oder azimutale Position des Einführungsanschlags gegenüber der Strahldüse variabel einstellbar ausgebildet ist, wobei bevorzugt zwischen der Strahldüse und dem Einführungsanschlag eine Zwangsführung vorgesehen ist, die eine Verdrehung der Strahldüse gegenüber dem Einführungsanschlag in eine axiale Längsverlagerung der Strahldüse gegenüber dem Einführungsanschlag bewirkt. Dadurch kann auch in axialer Richtung der Strahldüse eine genaue Einstellung erfolgen, wodurch sich insgesamt eine sehr präzise Reinigung ergibt. Diese Präzision wird durch die angegebene Zwangssteuerung noch weiter erhöht. Hierbei kann ebenfalls eine Automatisierung vorgenommen werden.It is particularly preferred if the axial and / or azimuthal position of the insertion stop with respect to the jet nozzle is variably adjustable, preferably between the jet nozzle and the insertion stop a positive guide is provided which rotation of the jet nozzle relative to the insertion stop in an axial longitudinal displacement of the jet nozzle causes the insertion stop. As a result, accurate adjustment can also be made in the axial direction of the jet nozzle, resulting in a very precise overall cleaning. This precision is further increased by the specified positive control. In this case, an automation can also be made.
Weiterhin ist es sinnvoll, wenn die azimutale Position des Verdrehelements gegenüber dem Einführungsanschlag arretierbar ausgebildet ist. Dadurch lässt sich der Strahlmittelstrahl aus der Strahldüse gezielt lenken.Furthermore, it is useful if the azimuthal position of the torsion is formed lockable relative to the insertion stop. As a result, the blasting agent jet can be directed from the blasting nozzle in a targeted manner.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Einführanschlag und/oder das Verdrehelement austauschbar ausgebildet ist, um die Strahldüse an verschiedene Öffnungsdurchmesser anzupasssen.Furthermore, it is advantageous if the insertion stop and / or the rotating element is designed to be exchangeable, in order to adapt the jet nozzle to different opening diameters.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn Umlenkmittel zur Umlenkung des Strahlmittels vorgesehen sind, wobei die Umlenkmittel bevorzugt so ausgebildet sind, dass das Strahlmittel in zwei gegenüberliegend verlaufende Richtungen umgelenkt wird. Dadurch können auch nicht in Öffnungsrichtung befindliche Bereiche der Einrichtung gezielt gereinigt werden. Bevorzugt ist es in diesem Zusammenhang, wenn die Umlenkmittel abnehmbar ausgebildet sind, so auch die in Öffnungsrichtung liegenden Bereiche gezielt gereinigt werden können.It is particularly advantageous if deflecting means are provided for deflecting the blasting medium, wherein the deflecting means are preferably designed so that the blasting medium is deflected in two opposite directions. As a result, areas of the device which are not in the opening direction can also be specifically cleaned. In this context, it is preferred if the deflecting means are designed to be removable, so that the areas lying in the opening direction can also be specifically cleaned.
In diesem Zusammenhang ist es weiterhin zweckmäßig, wenn das Umlenkmittel ein dreiseitiges Prisma oder zwei Ablenkflächen aufweist, die so angeordnet sind, dass das Strahlmittel mengengleich in die zwei unterschiedliche Richtungen abgelenkt wird, wobei die Verbindungslinie der Richtungen senkrecht zur Längsachse der Strahldüse angeordnet ist. Dadurch heben sich Momente auf, so dass keine Biegekräfte auf die Strahldüse wirken, so dass sich deren Lebensdauer erhöht.In this context, it is also expedient if the deflection means comprises a three-sided prism or two deflection surfaces, which are arranged so that the blasting agent is deflected in the same two directions in the same two directions, wherein the connecting line of the directions is arranged perpendicular to the longitudinal axis of the jet nozzle. As a result, moments cancel each other, so that no bending forces act on the jet nozzle, so that increases their life.
Vorzugsweise ist ein drehbeweglicher Anschluss für eine Strahlmittelleitung vorgesehen, so dass die Strahlmittelleitung gegenüber der Strahldüse verdrehbar anordenbar ist. Dadurch werden auch keine Momente auf die Strahlmittelleitung übertragen.Preferably, a rotatable connection for a blasting medium line is provided, so that the blasting medium line can be arranged to rotate relative to the blasting nozzle. As a result, no moments are transmitted to the blasting medium line.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Strahldüse in ihrer Länge variabel, insbesondere modulartig oder teleskopierbar ausgebildet ist, wobei die Länge fixierbar ist. Dadurch kann die Strahldüse leicht an verschiedene Einrichtungsgrößen angepasst werden.It is particularly advantageous if the length of the jet nozzle is variable, in particular modular or telescopic, the length being fixable. As a result, the jet nozzle can be easily adapted to different device sizes.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung einen Anschluss für einen gasförmigen Hüllstrom für das Strahlmittel aufweist und ein Beaufschlagungsmittel vorgesehen ist, das in Bezug auf eine Durchströmungsachse für das Strahlmittel einen innen liegenden Strahlmittelführungsabschnitt und einen außen liegenden Hüllstromleitungsabschnitt aufweist, wobei die Abschnitte bevorzugt konzentrisch zueinander angeordnet sind. Mit Hilfe dieses Hüllstromes kann zum einen eine Parallelisierung oder Fokussierung des Strahlmittels erfolgen. Zum anderen könnte der Hüllstrom als getrockneter und erwärmter Gasstrom ausgebildet sein.In a preferred development, it is provided that the device has a connection for a gaseous sheath flow for the blasting agent and a loading means is provided, which has an inner blasting medium guide section and an outer sheath flow line section with respect to a flow axis for the blasting medium, the sections being preferred are arranged concentrically with each other. With the help of this envelope current can be done on the one hand, a parallelization or focusing of the blasting agent. On the other hand, the envelope current could be formed as a dried and heated gas stream.
Unabhängiger Schutz wird beansprucht für das erfindungsgemäße Verfahren zur Strahlreinigung von Einrichtung, bevorzugt von Turbinen und Gasturbinenstrahltriebwerken, mit einer Strahlmittel führenden Vorrichtung, wobei die Vorrichtung eine lanzenförmigen Strahldüse zum Einführen in Öffnungen, insbesondere Kontroll- und/oder Revisionsöffnungen, aufweist, das sich dadurch auszeichnet, dass die lanzenförmige Strahldüse mit einem Einführungsanschlag zur Begrenzung der Einstecktiefe der Strahldüse in die Öffnung angeordnet wird, wobei der Einführungsanschlag in Bezug auf die Strahldüse drehbeweglich angeordnet wird und/oder wobei der Einführungsanschlag (
Im Zusammenhang mit diesen erfindungsgemäßen Gegenständen hat der Erfinder weiterhin erkannt, dass dabei ein aggressives Reinigungsverfahren insbesondere für Turbinen bevorzugt unter Mitwirkung von Wassereis bereit gestellt werden kann.In connection with these objects according to the invention, the inventor has further recognized that an aggressive cleaning method, in particular for turbines, can preferably be provided with the participation of water ice.
Reinigungsverfahren, die mit Wasser als Reinigungsmittel arbeiten oder bei denen Wasser als Hilfsmittel für die Reinigung eingesetzt wird, können bei Temperaturen unter 5°C nicht mehr eingesetzt werden.Cleaning processes that use water as a cleaning agent or that use water as a cleaning aid can no longer be used at temperatures below 5 ° C.
Bei Verfahren, bei denen feste Zusatzstoffe, wie Kohlenstaub oder Glasperlen oder chemische Mittel eingesetzt werden, besteht die Gefahr, dass Rückstände in den Turbinen verbleiben und Schäden führen können.Procedures using solid additives such as coal dust or glass beads or chemical agents may cause residues to remain in the turbines and cause damage.
Der Einsatz von Trockeneis zur Reinigung ermöglicht zwar die Reinigung unter 5°C Außentemperatur, nachteilig ist aber die Eigenschaft des Trockeneises, beim Auftreffen auf eine Fläche oder einen Gegenstand sofort zu sublimieren. Der vom Strahlen mit festen Stoffen, z. B. Sand oder Glasperlen, bekannte Billardeffekt, ist beim Einsatz von Trockeneis nicht zu beobachten.Although the use of dry ice for cleaning allows cleaning below 5 ° C outside temperature, but the disadvantage of dry ice is to sublimate immediately when hitting a surface or an object. The blasting with solids, z. As sand or glass beads, known billiard effect, is not observed when using dry ice.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Strahlreinigung kann dann als Kaltstrahlreinigung, bevorzugt von Bauteilen von Turbinen und Turbinen, insbesondere Gasturbinentriebwerken, mit Festkörperpartikeln ausgebildet werden, und zeichnet sich dann dadurch aus, dass die Festkörperpartikel Wassereispartikel umfassen, die in ein Druckmittel aus Gas und/oder Wasser eingemischt werden, um das Strahlmittel zu bilden. Damit ist die Kaltstrahlreinigung besonders schonend und gleichzeitig aggressiv.The method according to the invention for blast cleaning can then be designed as cold blast cleaning, preferably of components of turbines and turbines, in particular gas turbine engines, with solid particles, and is then characterized by the fact that the solid particles comprise water ice particles mixed into a pressure medium of gas and / or water to form the abrasive. This makes cold blast cleaning particularly gentle and at the same time aggressive.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Wassereispartikel mit Trockeneispartikeln gemischt werden. Dadurch kann die Temperaturstabilität des Strahlmittels erhöht werden. Außerdem ruft die tiefe Temperatur des Trockeneises Thermospannung zwischen Verunreinigung und zu reinigendem Bauteil hervor, was ebenfalls zum Ablösen der Verunreinigung führt.In a preferred embodiment, it is provided that the water ice particles are mixed with dry ice particles. As a result, the temperature stability of the blasting agent can be increased. In addition, the low temperature of the dry ice causes thermal stress between the contaminant and the component to be cleaned, which also leads to the detachment of the contaminant.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass zumindest einige Wassereispartikel in Bezug auf die anderen Wassereispartikel zumindest eine unterschiedliche Temperatur aufweisen, wobei die Temperatur aus dem Bereich –10°C und –130°C, bevorzugt aus dem Bereich –20°C und –120°C und insbesondere aus dem Bereich –30°C und –120°C ausgewählt ist. Dadurch wird der Effekt erreicht, dass unterschiedliche Wassereispartikel mit unterschiedlicher Temperatur im Strahlmittel vorliegen, wobei die Wassereispartikel mit höherer Temperatur weicher und diejenigen mit niedrigerer Temperatur härter sind, wodurch die Reinigungswirkung speziell angepasst werden kann.It is advantageously provided that at least some water ice particles have at least one different temperature with respect to the other water ice particles, wherein the temperature is in the range -10 ° C and -130 ° C, preferably in the range -20 ° C and -120 ° C and in particular from the range -30 ° C and -120 ° C is selected. This achieves the effect of having different water ice particles of different temperature in the blasting agent, the higher temperature water ice particles being softer and the lower temperature ones harder, whereby the cleaning effect can be specially adjusted.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zumindest einige Wassereispartikel und/oder zumindest einige Trockeneispartikel in Bezug auf die anderen Wassereispartikel oder Trockeneispartikel zumindest eine unterschiedliche Partikelgrößen aufweisen, wobei die Partikelgröße bevorzugt aus dem Bereich 0,1 mm bis 25 mm ausgewählt ist, insbesondere Partikel 3 mm bis 7 mm und Partikel mit 8 mm bis 13 mm Partikelgröße gewählt werden. Auch hierdurch kann die Reinigungswirkung gezielt eingestellt werden. Beispielsweise können Wassereispartikel, die eine niedrigere Temperatur aufweisen und damit härter und spröder sind, mit einer geringeren Partikelgröße versehen werden als solche mit höherer Temperatur, die damit weicher sind. Beispielsweise könnten Wassereispartikel mit einer Temperatur von –70°C mit einer Partikelgröße von etwa 5 mm und Wassereispartikel mit einer Temperatur von –40°C mit einer Partikelgröße von etwa 10 mm versehen werden.It is preferably provided that at least some water ice particles and / or at least some dry ice particles have at least one different particle size with respect to the other water ice particles or dry ice particles, wherein the particle size is preferably selected from the range 0.1 mm to 25 mm, in
Zweckmäßig ist das Gas getrocknet ausgebildet, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass der Taupunkt des Gases einer Temperatur von –30°C bis –70°C, bevorzugt von –30°C bis –50°C, insbesondere von –40°C entsprechen soll. Dadurch wird die Bildung von ungewünschtem Kondensat verhindert. Die Temperatur des Gases sollte so gering wie möglich sein, jedoch bevorzugt zumindest im Bereich –15°C bis +40°C liegen.Suitably, the gas is formed dried, wherein it is preferably provided that the dew point of the gas should correspond to a temperature of -30 ° C to -70 ° C, preferably from -30 ° C to -50 ° C, in particular from -40 ° C. , This prevents the formation of unwanted condensate. The temperature of the gas should be as low as possible, but preferably at least in the range of -15 ° C to + 40 ° C.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Strahlmittel als Kernstrahl von einem Hüllstrom umgeben wird, der bevorzugt ein getrockneter Gasstrom ist, wobei der Hüllstrom bevorzugt eine Temperatur von +20°C bis +80°C, insbesondere von +60°C bis +80°C aufweisen soll. Dadurch erfolgt eine Beheizung des zu reinigenden Bauteils. Wird das zu reinigende Bauteil dagegen nicht beheizt, nimmt die Wärmekapazität durch den Wärmeentzug beim Übergang der Wassereis- und Trockeneispartikel vom festen in den gasförmigen Zustand ab. Dies führt zu einer Verschlechterung der Reinigungsleistung und zur Bildung von Kondensat. Zur Vermeidung der Verschlechterung der Reinigungsleistung wird der Hüllstrom getrocknet und in Abhängigkeit von der Verunreinigung erwärmt. Von diesem trockenen und heißen Hüllstrom wird das Strahlmittel umhüllt. Das Strahlmittel wird durch den heißen Hüllstrom nicht geschädigt, da es bei der hohen Strömungsgeschwindigkeit und der kurzen Entfernung von Strahlmittelerzeugungsvorrichtung zur Strahlpistole nur kurze Zeit der vorgenannten Temperatur ausgesetzt ist und sich aufgrund des Leydenfrostschen Phänomens eine isolierende Gashülle um die einzelnen Partikel bildet. Der heiße und trockene Hüllstrom nimmt nach dem Verlassen des Strahlmittels aus der Strahldüse die Feuchtigkeit aus der Umgebung auf und verhindert damit eine Kondensatbildung auf der Oberfläche des zu reinigenden Bauteils.It is particularly advantageous if the blasting medium is surrounded by a sheath flow as the core jet, which is preferably a dried gas stream, wherein the sheath flow should preferably have a temperature of + 20 ° C to + 80 ° C, in particular from + 60 ° C to + 80 ° C. As a result, there is a heating of the component to be cleaned. By contrast, if the component to be cleaned is not heated, the heat capacity decreases as a result of the removal of heat during the transition of the water ice and dry ice particles from the solid to the gaseous state. This leads to a deterioration of the cleaning performance and the formation of condensate. To avoid the deterioration of the cleaning performance, the enveloping stream is dried and heated in dependence on the contaminant. From this dry and hot sheath stream, the blasting agent is coated. The blasting agent is not damaged by the hot sheath flow because it is only exposed to the aforementioned temperature for a short time at the high flow rate and the short distance of the blasting agent generating device to the blasting gun and forms an insulating gas envelope around the individual particles due to the Leydenfrost phenomenon. The hot and dry envelope stream, after leaving the blasting medium from the blasting nozzle, absorbs the moisture from the environment and thus prevents condensation on the surface of the component to be cleaned.
In diesem Zusammenhang ist es sinnvoll, wenn der Hüllstrom das Strahlmittel parallelisierend oder fokussierend eingestellt ist. Dadurch kann eine besonders effiziente und gezielte Reinigung erfolgen.In this context, it makes sense if the sheath flow is set in parallelizing or focusing the blasting medium. This allows a particularly efficient and targeted cleaning done.
Weiterhin kann es sich verbessernd auswirken, wenn das Strahlmittel oder die Festkörperpartikel zeitlich gepulst bereitgestellt werden, insbesondere zeitlich gleichmäßig oder zeitlich ungleichmäßig gepulst. Dadurch wird erreicht, dass vom Reinigungsverfahren in das Bauteil eingetragenes Wasser, Kondensat oder dgl. wieder aus dem Bauteil rückstandsfrei ausgetragen wird. Dazu ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass in den Strahlmittelpausen nur der Hüllstrom eingestrahlt wird. Vorzugsweise werden Strahlmittelpulse von 5 min bis 15 min, bevorzugt 10 min und Strahlmittelpausen von 5 min bis 15 min, bevorzugt 10 min eingesetzt.Furthermore, it may have an improving effect if the blasting agent or the solid particles are provided pulsed in time, in particular temporally uniformly or temporally pulsed unevenly. As a result, it is achieved that water, condensate or the like introduced from the cleaning process into the component is again discharged without residue from the component. For this purpose, it is particularly preferably provided that only the sheath flow is irradiated in the blasting agent breaks. Blasting agent pulses of from 5 minutes to 15 minutes, preferably 10 minutes, and blasting agent pauses of from 5 minutes to 15 minutes, preferably 10 minutes, are preferably used.
Zweckmäßig werden zumindest einige der Wassereispartikel kantig ausgebildet. Im Gegensatz zu einer kugelförmigen oder abgerundeten Ausbildung wird damit eine verbesserte Reinigungswirkung erreicht, weil dadurch linienförmige Impulse auf die zu reinigenden Oberflächen übertragen werden, die „abhobelnd” wirken, während bei gerundeter Ausbildung nur verdichtende punktförmige Impulse wirken würden.Appropriately, at least some of the water ice particles are formed edged. In contrast to a spherical or rounded training so an improved cleaning effect is achieved because it linear impulses are transmitted to the surfaces to be cleaned, the "abhobelnd" act, while in rounded training only compacting punctiform pulses would act.
Es ist weiterhin höchst bevorzugt, dass die zu reinigende Turbine während der Reinigung angetrieben wird, wobei bevorzugt die Drehzahl der Turbine so eingestellt wird, dass sich ein maximaler Reinigungseffekt einstellt. Hierbei spielen drei Effekte eine Rolle. Zum einen können durch die Drehung der Turbinenräder Bereiche der Turbine im Inneren erreicht werden, die sonst verdeckt wären. Dem wirkt insbesondere zugute, dass sich die einzelnen Turbinenräder zumeist mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen. Zum anderen kann es aufgrund der durch die Turbinenräder auf das Strahlmittel übertragenen Impulse zu einem Fliekrafteffekt kommen. Außerdem erfolgt auch eine wechselnde Umlenkung des Strahlmittels, wodurch sich auch die Verteilung des Strahlmittels auf die zu reinigenden Bereiche verbessert.It is further highly preferred that the turbine to be cleaned is driven during cleaning, wherein preferably the speed of the turbine is adjusted so that sets a maximum cleaning effect. Three effects play a role here. On the one hand can be achieved by the rotation of the turbine wheels areas of the turbine inside, which would otherwise be covered. This is particularly beneficial that the individual turbine wheels rotate mostly at different speeds. On the other hand, due to the impulses transmitted to the blasting agent by the turbine wheels, a flow effect can occur. In addition, there is also an alternating deflection of the blasting agent, which also improves the distribution of the abrasive to the areas to be cleaned.
Während somit beim normalen bekannten Trockeneisstrahlen der thermische Effekt und die mechanische Wirkung der Trockeneis-Partikel einmalig genutzt werden, wird nunmehr die höhere abrasive Leistung von Wassereis gemeinsam mit Trockeneis-Partikeln mehrfach genutzt und außerdem werden auch der Fliehkrafteffekt und ein Mehrfachschleifen wirksam.While thus the thermal effect and the mechanical action of the dry ice particles are used once in the normal known dry ice blasting, now the higher abrasive power of water ice is shared with dry ice particles and also the centrifugal effect and multiple grinding become effective.
Vorzugsweise erfolgt die Einstrahlung des Strahlmittels in die zu reinigende Turbine unter verschiedenen Einstrahlwinkeln, wobei bevorzugt Winkel aus dem Bereich 0° bis 50° zur Längsachse der Turbine gewählt werden. Dann lassen sich die Verschmutzungen besonderes wirkungsvoll entfernen.Preferably, the irradiation of the blasting medium into the turbine to be cleaned takes place at different angles of incidence, wherein preferably angles from the range 0 ° to 50 ° to the longitudinal axis of the turbine are selected. Then the dirt can be removed very effectively.
In einer höchst bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zumindest einige der Wassereispartikel mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 0,1 bis 10 cm/h, bevorzugt von 5 bis 10 cm/h gebildet werden, wobei die Abkühlung insbesondere im Gegenstromverfahren mit flüssigem Stickstoff erfolgt. Dieser Ausgestaltung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass zur Erzielung einer möglichst hohen Reinigungsleistung am zu reinigenden Bauteil die Partikel nach dem Auftreffen auf eine Oberfläche möglichst nicht so zerstört werden dürfen, dass sie keine Reinigungswirkung mehr auf einer nachfolgenden Oberfläche entfalten. Die Partikel sollen also eine möglichst hohe Impulsstabilität aufweisen. Das wird dadurch erreicht, dass sie aus möglichst kleinen kristallen, d. h. möglichst amorph ausgebildet sind. Diese Ausbildung lässt sich durch eine möglichst hohe Abkühlgeschwindigkeit (vergleichbar dem Schockgefrieren) erzielen. Die Abkühlgeschwindigkeit W ist dabei definiert als der Quotient aus dem Abstand zwischen Partikelkern und Partikeloberfläche und der erforderlichen Zeit für ein Fallen der Temperatur um 10°K.In a highly preferred embodiment, it is provided that at least some of the water ice particles are formed at a cooling rate of 0.1 to 10 cm / h, preferably from 5 to 10 cm / h, wherein the cooling is carried out in particular in countercurrent process with liquid nitrogen. This embodiment is based on the finding that in order to achieve the highest possible cleaning performance on the component to be cleaned, the particles should not be destroyed as much as possible after hitting a surface in such a way that they no longer have a cleaning effect on a subsequent surface. The particles should thus have the highest possible impulse stability. This is achieved by using crystals as small as possible, ie. H. are formed as amorphous as possible. This training can be achieved by the highest possible cooling rate (comparable to shock freezing). The cooling rate W is defined as the quotient of the distance between the particle core and the particle surface and the time required for the temperature to fall by 10 ° K.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Strahlreinigung kann bevorzugt als Vorrichtung zur Kaltstrahlreinigung, bevorzugt von Bauteilen von Turbinen und Turbinen, insbesondere Gasturbinentriebwerken, mit Festkörperpartikeln fortgebildet werden, die sich dann dadurch auszeichnet, dass Mittel zu Bereitstellung von Festkörperpartikeln, umfassend Wassereispartikeln, Mittel zur Bereitstellung eines Druckmittel aus Gas und/oder Wasser und Mittel zur Mischung der Festköperpartikel und des Druckmittels zur Bildung des Strahlmittels vorgesehen sind, wobei die Mittel zur Bereitstellung der Wassereiseispartikel bevorzugt angepasst sind, zumindest einige Wassereispartikel in Bezug auf die anderen Wassereispartikel bereitzustellen, die zumindest eine unterschiedliche Temperatur aufweisen. Vorzugsweise ist diese Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet.The device according to the invention for blast cleaning can preferably be developed as a device for cold blast cleaning, preferably of components of turbines and turbines, in particular gas turbine engines, with solid particles, which is then characterized in that means for providing solid particles comprising water ice particles, means for providing a pressure medium Gas and / or water and means for Mixture of Festköperpartikel and the pressure medium are provided for forming the blasting agent, wherein the means for providing the water ice particles are preferably adapted to provide at least some water ice particles with respect to the other water ice particles having at least one different temperature. Preferably, this device is designed for carrying out the method according to the invention.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass Mittel zum Mischen von Wassereis- und Trockeneispartikeln vorgesehen sind, die angepasst sind, unterschiedliche einstellbare Mengenverhältnisse der Wassereispartikel in Bezug auf die Trockeneispartikel zu mischen, wobei bevorzugt ein Behälter mit einer Trennwand mit variabel einstellbarer Trennwandlage vorgesehen ist. Dadurch wird erreicht, dass die Reinigungswirkung gezielt an die Verschmutzungserfordernisse und Bauteilverhältnisse angepasst werden kann.In an advantageous development it is provided that means for mixing water ice and dry ice particles are provided, which are adapted to mix different adjustable proportions of water ice particles with respect to the dry ice particles, wherein preferably a container is provided with a partition with variably adjustable partition wall position. This ensures that the cleaning effect can be tailored to the pollution requirements and component ratios.
Bevorzugt ist die Vorrichtung angepasst ist, gleichzeitig zumindest zwei unterschiedliche Partikelgrößen der Wassereispartikel und/oder der Trockeneispartikel bereitzustellen.Preferably, the device is adapted to simultaneously provide at least two different particle sizes of the water ice particles and / or the dry ice particles.
Besonders günstig ist es, wenn die Vorrichtung angepasst ist, Wassereispartikel mit zumindest zwei unterschiedlichen Temperaturen bereitzustellen, wobei die Temperaturen bevorzugt im Bereich –10°C und –130°C, bevorzugt im Bereich –20°C und –120°C und insbesondere im Bereich –30°C und –120°C liegen. Vor allem die tiefkalten Wassereispartikel weisen eine hohe Abrassivität auf.It is particularly advantageous if the device is adapted to provide water ice particles with at least two different temperatures, the temperatures preferably in the range -10 ° C and -130 ° C, preferably in the range -20 ° C and -120 ° C and in particular in Range -30 ° C and -120 ° C lie. Above all, the cryogenic water ice particles have a high Abrassivität.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Vorrichtung angepasst ist, das Strahlmittel mit einem Hüllstrom zu umhüllen, wobei der Hüllstrom bevorzugt als getrockneter Druckgasstrom ausgebildet ist und/oder wobei der Hüllstrom bevorzugt parallelisierend oder fokussierend für das Strahlmittel ausgebildet ist.Furthermore, it is preferred, when the device is adapted to envelop the blasting agent with an enveloping stream, wherein the enveloping stream is preferably formed as a dried compressed gas stream and / or wherein the enveloping stream is preferably formed parallelizing or focusing for the blasting agent.
Höchst bevorzugt ist vorgesehen, dass für eine Abkühlung von zumindest einigen der Wassereispartikel Stickstoffkühlungsmittel vorgesehen sind, wobei die Stickstoffkühlungsmittel bevorzugt ein profiliertes Muldenband mit Stickstoffgegenstromkühlung umfassen.Most preferably, it is provided that for a cooling of at least some of the water ice particles nitrogen cooling means are provided, wherein the nitrogen cooling means preferably comprise a profiled trough strip with nitrogen countercurrent cooling.
Nachfolgend sollen noch einmal bevorzugte Ausgestaltungen detaillierter beschrieben werden:
In einer ersten besonderen Ausgestaltung der Erfindung werden Verfahren und Vorrichtungen zum Reinigen von Turbinen oder Gasturbinentriebwerken unter Verwendung der erfindungsgemäßen lanzenförmigen Strahldüse bereit gestellt, wobei ein festes aggressives Reinigungsmittel mit einem Wasserstrahl oder einem extrem trockenen Druckluftstrahl kontinuierlich oder in gleichmäßigen oder ungleichmäßigen Intervallen, mit speziellen erfindungsgemäßen Vorrichtungen direkt in die Turbine oder in das Gasturbinentriebwerk, oder indirekt durch Kontroll- und Wartungsöffnungen in den zu reinigenden Bereich geblasen wird, wobei als Reinigungsmittel ein Gemisch aus kantigen Wassereis-Partikeln in unterschiedlicher Größen und Form und CO2-Partikel verwendet wird, das unmittelbar vor dem Einsatz gefertigt und der Reinigungsaufgabe speziell angepasst wird.Hereinafter, once more preferred embodiments will be described in more detail:
In a first particular embodiment of the invention, methods and apparatus are provided for cleaning turbines or gas turbine engines using the lance-shaped jet nozzle according to the invention, wherein a solid aggressive cleaning agent with a water jet or an extremely dry compressed air jet continuously or at regular or irregular intervals, with special inventive Devices directly into the turbine or in the gas turbine engine, or is indirectly blown through control and maintenance openings in the area to be cleaned, using as a cleaning agent, a mixture of edged water ice particles in different sizes and shapes and CO 2 particles is used directly manufactured before use and specially adapted to the cleaning task.
Diese lanzenförmige Strahldüse kann auch zur Reinigung des Fan-Bereiches und des Strömungsbereiches der Umluft verwendet werden, wobei direkt von vorn unter verschiedenen Winkeln Strahlmittel in das Triebwerk geblasen werden.This lance-shaped jet nozzle can also be used for cleaning the fan area and the flow area of the circulating air, wherein blasting agents are blown into the engine directly from the front at different angles.
Es wurde erkannt, das Wassereis mit abnehmender Temperatur härter wird, gleichzeitig verringert sich die Elastizität und die Sprödigkeit nimmt zu. Als Übergangstemperatur kann –35°C angenommen werden. Im Bereich von 0°C bis –35°C kann das Wassereis als vorwiegend elastisch und unter –35°C als vorwiegend spröde angesehen werden.It has been recognized that water ice hardens with decreasing temperature, at the same time the elasticity decreases and the brittleness increases. The transition temperature can be assumed to be -35 ° C. In the range of 0 ° C to -35 ° C, the water ice can be regarded as predominantly elastic and below -35 ° C as predominantly brittle.
Prinzipiell kann die Reinigung bei stehenden oder bewegten Triebwerken erfolgen. Das Bewegen des Triebwerkes kann, wie hinreichend bekannt ist, durch äußere Antriebsquellen erfolgen. Die für die Reinigung des entsprechenden Bereiches günstigste Drehzahl ist in Abstimmung auf das Triebwerk zu bestimmen. Günstig ist, wenn die Drehzahl in vorbestimmten Bereichen variiert wird, um den günstigsten Fliehkrafteffekt zu erreichen.In principle, the cleaning can be done with stationary or moving engines. The movement of the engine can, as is well known, be done by external drive sources. The most favorable speed for cleaning the corresponding area must be determined in agreement with the engine. It is favorable if the speed is varied in predetermined ranges in order to achieve the most favorable centrifugal force effect.
Unter Berücksichtigung der genannten Effekte hat es sich als günstigster erwiesen, wenn die Wassereis-Partikel unterschiedliche Größe, und damit eine unterschiedliche kinetische Energie besitzen und wenn sie mit unterschiedlichen Temperaturen und damit mit unterschiedlicher Sprödigkeit bzw. Elastizität, zum Einsatz gebracht werden.Taking into account the mentioned effects, it has proven to be most advantageous if the water ice particles have different size, and thus a different kinetic energy and if they are used with different temperatures and thus with different brittleness or elasticity.
Es ist bekannt, dass wenn auf Wassereis ein Druck ausgeübt wird, Wasser entsteht und als Gleitmittel wirkt (Schlittschuheffekt). Dabei spielt es keine Rolle, ob der Druck auf das Wassereis ausgeübt wird, oder wenn das Wassereis mit Druck auf eine Fläche trifft. Trifft also ein Wassereis-Partikel auf die zu reinigende Fläche, so erfolgt eine partielle Reinigung, gleichzeitig entsteht ein dünner Wasserfilm, der die nachfolgenden Wassereis-Partikel abgleiten lässt. Ist die Strahlluft getrocknet und besitzt einen sehr niedrigen Taupunkt, so kann der entstandene Wasserfilm von der Strahlluft aufgenommen werden. Damit bleibt der zu reinigende Bereich trocken.It is known that when pressure is applied to water ice, water is formed and acts as a lubricant (skating effect). It does not matter if the pressure is applied to the water ice or if the water ice hits a surface with pressure. Thus, if a water ice particle hits the surface to be cleaned, it is partially cleaned, and at the same time a thin film of water is formed which causes the following water ice particles to slip off. If the jet air is dried and has a very low dew point, the resulting water film can be absorbed by the jet air. This leaves the area to be cleaned dry.
Es ist aber nicht auszuschließen, dass das verbrauchte Wassereis durch die Strahlluft in vorhandene Spalten, Ecken oder Bohrungen gedrückt wird und auftaut und somit ebenfall die Reinigung beeinträchtigt. Um dies zu vermeiden, wird zusätzlich zur Strahlluft ein weiterer trockenener Luftstrom als Hüllstrahl auf die zu reinigende Fläche geblasen.However, it is not excluded that the used water ice is pressed by the jet air into existing gaps, corners or holes and thaws and thus also the cleaning impaired. In order to avoid this, in addition to the jet air, another stream of dry air is blown onto the surface to be cleaned as an enveloping jet.
Dieser Effekt wird dadurch unterstützt, dass das Strahlmittel in bestimmten Intervallen, die gleichmäßig oder ungleichmäßig verlaufen, dem Gasstrom zugegeben und auf die zu reinigende Fläche geblasen wird. Damit werden zwei Vorteile erreicht, erstens wird die Fläche getrocket und zweitens wieder erwärmt und somit die Möglichkeit einer Kondensatbildung verringert.This effect is assisted by adding the blasting medium to the gas flow at certain intervals, evenly or unevenly, and blowing it on to the surface to be cleaned. Thus, two advantages are achieved, first, the surface is dried and secondly reheated and thus reduces the possibility of condensation.
In einer zweiten besonderen Ausgestaltung der Erfindung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zwei Hauptgruppen auf: i) eine Kältegruppe zur Herstellung, Aufbereitung, Lagerung und Bereitstellung des Wassereises und ii) eine Strahlanlage mit Mahlwerk, Dosierung und Strahldüse.In a second particular embodiment of the invention, the device according to the invention has two main groups: i) a cold group for the production, processing, storage and provision of the water ice and ii) a blasting plant with grinder, metering and jet nozzle.
In der Kältegruppe wird das aus einem Wassereiserzeuger mit einer Temperatur von ca. –6°C kommende Wassereis in einer oder mehreren Stufe weiter gekühlt, damit es eine für die Reinigung definierte Härte und Elastizität besitzt. Nach dem Erreichen der gewünschten Temperatur wird es bei dieser Temperatur gelagert. In der Einsatzvorbereitung wird das Wassereis, mit unterschiedlichen Temperaturen, in speziellen Transportboxen, bereitgestellt und zum Einsatz transportiert.In the cold group, the water ice coming from a water ice maker at a temperature of about -6 ° C is further cooled in one or more stages so that it has a hardness and elasticity defined for cleaning. After reaching the desired temperature, it is stored at this temperature. During preparation, the water ice, with different temperatures, is transported in special transport boxes.
In der Strahlanlage wird das Wassereis nach dem Zerkleinern mit CO2-Partikeln gemischt damit es seine, durch die Kühlung erreichte, Härte beibehält. Die CO2-Partikeln haben weniger eine reinigende Aufgabe sondern sie sollen die Bildung von Wasser verhindern. Das Wassereis mit unterschiedlichen Temperaturen und die CO2-Partikeln werden in einem Zweikammer-Einfülltrichter getrennt eingegeben.In the blasting plant, the water ice is mixed after mixing with CO 2 particles so that it maintains its hardness reached by the cooling. The CO 2 particles have less of a cleansing task but they should prevent the formation of water. The water ice with different temperatures and the CO 2 particles are entered separately in a two-chamber hopper.
Die nachfolgende Zuführ- und Dosiereinheit regelt den Materialdurchsatz, der in einem auswechselbaren Brecherwerk getrennt zerkleinert wird. Das Brecherwerk ist so ausgelegt, dass Wassereis-Partikel und CO2-Partikel mit unterschiedlicher Größe entstehen. Da die CO2-Partikel ebenfalls zerkleinert werden, wird das, durch die Scherkräfte entstehende Wasser sofort wieder gefroren bzw. die Wasserbildung unterbunden. Das zerkleinerte Strahlmittel fällt durch einen Sammelschacht in dem ein Mischen erfolgt, in die Dosiereinheit und wird der aufbereiteten Strahlluft zugegeben. Die Strahlmittelmenge kann auch oder zusätzlich durch die Verstellung der Drehzahlen des Brecherwerkes geregelt werden. Entsprechend der Reinigungsaufgabe und der von ihr abhängigen Düsenform steht eine Strahlmittelmenge mit unterschiedlichen Korngrößen und Härten (unterschiedliche Temperaturen und unterschiedliche Materialien) bereit.The following feed and dosing unit regulates the material throughput, which is comminuted separately in an exchangeable crusher plant. The crusher plant is designed to produce water ice particles and CO 2 particles of different sizes. Since the CO 2 particles are also comminuted, the water produced by the shear forces is immediately frozen again or the formation of water is prevented. The crushed blasting agent falls through a collection well in which mixing occurs in the metering unit and is added to the processed blasting air. The blasting agent amount can also or additionally be regulated by the adjustment of the rotational speeds of the crusher plant. According to the cleaning task and the dependent of their nozzle shape is a blasting material with different grain sizes and hardnesses (different temperatures and different materials) ready.
Die Strahldüsen werden in ihrer Form und Größe von der Reinigungsaufgabe bestimmt.The jet nozzles are determined in their shape and size by the cleaning task.
Für die Reinigung des Fan und des Fanbereiches wird eine Strahldüse mit großem Durchsatz benötigt. Dazu wird der von der Strahlmaschine kommende, mit Strahlmittel beladenen, Luftstrom beim Düsenaustritt als Kernstrahl von einem Hüllstrom mit gleichem oder größerem Volumen umschlossen. Dieser Doppelstrom wird nun entsprechend der Reinigungsaufgabe in das Triebwerk gelenkt und über die Flächen geleitet.For the cleaning of the fan and the fan area a jet nozzle with high throughput is needed. For this purpose, the coming from the blasting machine, laden with blasting agent, air flow is enclosed at the nozzle exit as a core jet of a sheath flow of equal or greater volume. This double flow is now directed into the engine according to the cleaning task and directed over the surfaces.
Für die Reinigung der Verdichter-, Brenn- und Turbinenbereiche sind beispielsweise zwei Varianten möglich. Eine Variante wird durch das Einblasen des Strahlmittelgemisches durch den Fanbereich in die Verdichterstufe realisiert. Eine zweite Variante sieht das Einblasen des Strahlmittelgemisches durch die Kontrollöffnungen vor. Grundsätzlich sind zum Einbringen des Strahlmittels alle zugänglichen Öffnungen des Triebwerkes geeignet, hauptsächlich der Triebwerkeinlass, aber auch sämtliche Wartungsöffnungen bzw. Boroskoplöcher. Dazu werden die erfindungsgemäßen lanzenförmige Strahldüsen mit dem Einführungsanschlag eingesetzt.For example, two variants are possible for the cleaning of the compressor, combustion and turbine areas. A variant is realized by the blowing of the blasting agent mixture through the fan area in the compressor stage. A second variant provides for the injection of the blasting agent mixture through the inspection openings. Basically, all accessible openings of the engine are suitable for introducing the blasting agent, mainly the engine inlet, but also all maintenance openings or Boroskoplöcher. For this purpose, the lance-shaped jet nozzles according to the invention are used with the insertion stop.
Diese lanzenförmige Strahldüsen bestehen vorzugsweise aus einem Rohr, das an einem Ende, mit dem es in die Kontrollöffnung geführt wird, ein mehreckiges Prisma, vorzugsweise ein keilförmiges zweiseitiges Prisma aufweist. Damit wird der Massestrom gleichmäßig nach zwei Seiten gelenkt und ein zusätzliches Biegemoment verhindert. Das andere Ende des Rohres ist mit einem Drehgelenk mit der Strahlpistole verbunden. Unterhalb des Drehgelenkes befindet sich ein Gewindestück auf dem Rohr. Die Länge des Gewindes wird von der möglichen Arbeitslänge bestimmt.These lance-shaped jet nozzles preferably consist of a tube which has a polygonal prism, preferably a wedge-shaped two-sided prism, at one end with which it is guided into the inspection opening. Thus, the mass flow is steered evenly to two sides and prevents an additional bending moment. The other end of the tube is connected to the blasting gun with a swivel joint. Below the swivel is a threaded piece on the tube. The length of the thread is determined by the possible working length.
Zur Reinigung wird der Verschluss der Kontrollöffnung entfernt und durch eine Führungsbuchse ersetzt. Die Führungsbuchse hat ein Innengewinde, das dem des Gewindestücks auf dem Rohr entspricht.For cleaning, the closure of the inspection opening is removed and replaced by a guide bushing. The guide bush has an internal thread that corresponds to that of the threaded part on the pipe.
Während beim normalen Trockeneis-Strahlen das Strahlmittel nach dem Kontakt mit der zu reinigenden Fläche durch die Strahlluft nach den Seiten gedrückt wird und nicht mehr benötigt wird, wird das Strahlmittel bei der Turbinenreinigung, bedingt durch die Geometrie der Leit- und Verdichterschaufeln, unabhängig von der Art des Strahlmitteleintrages, zwischen den Schaufeln zwangsgeführt. Diese Zwangsführung wird durch die Strahlluft unterstützt. Durch die Zwangsführung, die durch Drehung der Turbine unterstützt wird, werden die für die Reinigung hauptsächlich verantwortlichen Wassereis-Partikel mehrfach über die zu reinigenden Flächen geführt.While in normal dry ice blasting, the blasting agent is pressed by the jet air after contact with the surface to be cleaned to the sides and is no longer needed, the blasting agent in the turbine cleaning, due to the geometry of the guide and compressor blades, regardless of the Type of blasting agent feed, forcibly guided between the blades. This forced guidance is supported by the jet air. Due to the positive guidance, which is supported by the rotation of the turbine, the water ice particles, which are mainly responsible for the cleaning, are led several times over the surfaces to be cleaned.
In Weiterführung der Erfindung kann das Gemisch aus Wassereis-Partikeln und CO2-Partikeln nicht mit Druckluft sondern mit einem Wasserstrom, wie mit Druckluft beschrieben, in die Turbine gedrückt werden. Dies hat den Vorteil, dass die Wassereispartikel durch die Strömung und die Nichtkomprimierbarkeit des Wassers an den Schaufelflächen vorbei geführt werden und die zwangsläufig auftretenen Strömungsverluste durch das entstehende CO2-Gas ausgeglichen werden. Das CO2-Gas entsteht durch die Sublimation der CO2-Partikeln die durch den Kontakt mit dem relativ warmen Wasser bewerkstelligt wird. In continuation of the invention, the mixture of water ice particles and CO 2 particles can not be pressed into the turbine with compressed air but with a stream of water, as described with compressed air. This has the advantage that the water ice particles are guided past the blade surfaces by the flow and the non-compressibility of the water, and the inevitably occurring flow losses are compensated by the resulting CO 2 gas. The CO 2 gas is produced by the sublimation of the CO 2 particles which is brought about by the contact with the relatively warm water.
Der Vorteil dieser Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass die Oberfläche der zu reinigenden Bauteile trotz der erhöhten Aggressivität nicht beschädigt wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Reinigung der Verschmutzung und den zu reinigenden Bereichen angepasst werden kann. Durch die bei der Reinigung erzielte Glättung der Oberfläche und der dadurch verbesserten Strömungsbedingungen wird der Kraftstoffverbrauch gesenkt und damit können Kosten gespart werden.The advantage of this development of the invention is that the surface of the components to be cleaned is not damaged despite the increased aggressiveness. Another advantage is that the cleaning of the dirt and the areas to be cleaned can be adjusted. The smoothing of the surface during cleaning and the resulting improved flow conditions reduce fuel consumption and thus save costs.
Vorteilhaft ist weiterhin, dass der Einsatz der vorliegenden Erfindung von der Position des Triebwerkes oder der Turbine unabhängig ist.A further advantage is that the use of the present invention is independent of the position of the engine or the turbine.
Da das erfindungsgemäße Verfahren aggressiver als die bekannten Verfahren ist, wird die Lebensdauer des Triebwerkes oder der Turbine erhöht, da die Betriebstemperatur des Triebwerks gesenkt werden kann.Since the inventive method is more aggressive than the known methods, the life of the engine or the turbine is increased because the operating temperature of the engine can be lowered.
Durch die Senkung der Betriebstemperatur wird die Belastung der Umwelt verringert, da mit sinkender Betriebstemperatur des Triebwerks die NOx-Bildung abnimmt.Reducing the operating temperature reduces the burden on the environment as NO x formation decreases with decreasing engine operating temperature.
Soweit nichts anderes angegeben lassen sich die angegebenen einzelnen Merkmale beliebig miteinander kombinieren, wobei insbesondere Merkmale des Verfahrens auch die Vorrichtung definieren können und umgekehrt.Unless otherwise stated, the specified individual features can be combined with one another as desired, wherein in particular features of the method can also define the device and vice versa.
Die Merkmale der vorliegenden Erfindung und weitere besondere Vorteile werden anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den Figuren deutlich werden. Dabei zeigen rein schematisch:The features of the present invention and other particular advantages will become apparent from the following description of preferred embodiments in conjunction with the figures. Here are purely schematic:
In
Das Wassereis
In Vorbereitung zur Reinigung werden die speziellen Behälter
Auch wenn hier eine Transport bzw. die Übergabe der Wassereis- und Trockeneispartikel mittels Behältern
Statt der Strahlpistole
In
Das aus dem Kühlblock
In
Das zerkleinerte Wassereis-CO2-Partikeln-Gemisch
Die Dosierung
Am Strahlmittelstutzen
In
Dabei ist zu erkennen, dass die lanzenförmige Strahldüse
Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Drehbeweglichkeit zwischen Buchse
Außerdem kann auch für die lanzenförmige Strahldüse
Die Buchse
Vorliegend ist die Strahldüse
In
Zur Reinigung werden das in den Kühlkammern
Die Verdichter
Selbstverständlich könnte die lanzenförmige Strahldüse
Aus der vorstehenden Darstellung ist deutlich geworden, dass mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- WassereiserzeugerWassereiserzeuger
- 22
- Wassereiswater ice
- 33
- Einführungsketteintroduction chain
- 44
- Kühlblockcooling block
- 55
- Kühlkettecold chain
- 66
- Gebläsefan
- 77
- Leitungmanagement
- 88th
- Deckflächecover surface
- 99
- Kälteblockcold block
- 1010
- GrundflächeFloor space
- 1111
- Kühlkammerncooling chambers
- 1212
- Strahlanlageblasting Machine
- 1313
- Gehäusecasing
- 1414
- Kälteeinheitrefrigeration unit
- 1515
- Einfülltrichterhopper
- 1616
- RüttlerJogger
- 1717
- Zuführ- und DosiereinheitFeeding and dosing unit
- 1818
- Massestrommass flow
- 1919
- Brecherwerkescrusher plant
- 2020
- Wassereis-CO2-Partikel-GemischWater ice CO 2 particle mixture
- 2121
- Sammelkanalcollecting duct
- 2222
- Dosierungdosage
- 2323
- Luftdüseair nozzle
- 2424
- Grundscheibebase disc
- 2525
- Strahlstutzenjet nozzle
- 2626
- Deckscheibecover disc
- 2727
- LufteintrittsstutzenAir inlet nozzle
- 2828
- StrahlmittelöffnungBeam center opening
- 29 29
- Dosierscheibemetering
- 3030
- Motorengine
- 3131
- Anschlussrohrconnecting pipe
- 3232
- Strahlschlauchray tube
- 3333
- Strahlpistoleblasting gun
- 3434
- Drehgelenkswivel
- 3535
- Strahldüsenjets
- 3636
- Manteldüsejacket nozzle
- 3737
- Luftschlauchair hose
- 3838
- Hüllstromsheath flow
- 3939
- Kernstrahlcore jet
- 4040
- lanzenförmige Strahldüsenlance shaped jet nozzles
- 4141
- Kühlkettecold chain
- 4242
- Prismaprism
- 4343
- Schaufelshovel
- 4444
- BuchseRifle
- 4545
- Schaufelflächenblade surfaces
- 4646
- Innengewindeinner thread
- 4747
- Außengewindeexternal thread
- 4848
- AbsperrschieberGate valves
- 4949
- Zylindercylinder
- 5050
- Trennwandpartition wall
- 5151
- CO2-KammerCO 2 chamber
- 5252
- WassereiskammerWassereiskammer
- 5353
- Zellradschleuserotary valve
- 5454
- Brecherrädercrusher wheels
- 5555
- BeilagenSide dishes
- 5656
- Beilage AmbossSupplement anvil
- 5757
- Beilage BrecherradSupplement crusher wheel
- 5858
- Kompressorcompressor
- 5959
- Trocknerdryer
- 6060
- Heizungheater
- 6161
- CO2-BoxCO 2 box
- 6262
- Wassereis-TransportboxWater ice transport box
- 6363
- Strahlluftjet air
- 6464
- Transportbehältertransport container
- 6565
- Fanfan
- 6666
- Verdichtercompressor
- 6767
- Brennkammercombustion chamber
- 6868
- Turbineturbine
- 6969
- Hauptachsemain axis
- 7070
- Nebenachseminor axis
- 7171
- Strahlposition der DüseJet position of the nozzle
- 7272
- Strahlposition der DüseJet position of the nozzle
- 7373
- Strahlposition der DüseJet position of the nozzle
- 7474
- Strahlposition der DüseJet position of the nozzle
- 7575
- Reinigungsposition für lanzenförmige StrahldüseCleaning position for lance-shaped jet nozzle
- 7676
- Reinigungsposition für lanzenförmige StrahldüseCleaning position for lance-shaped jet nozzle
- 7777
- Reinigungsposition für lanzenförmige StrahldüseCleaning position for lance-shaped jet nozzle
- 100100
- Vorrichtung zur KaltstrahlreinigungApparatus for cold jet cleaning
- LL
-
Längsachse der Strahldüse
40 Longitudinal axis of thejet nozzle 40
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Claims (11)
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