FR2475425A1

FR2475425A1 - Cleaner for external aircraft surfaces - combines compressed air with water and coolant to produce stream of ice particles

Info

Publication number: FR2475425A1
Application number: FR8003099A
Authority: FR
Inventors: Claude Bonnefond
Original assignee: Reel SAS
Current assignee: Reel SAS
Priority date: 1980-02-08
Filing date: 1980-02-08
Publication date: 1981-08-14
Also published as: FR2475425B1

Abstract

For cleaning and polishing the external surfaces of an aircraft, a spray delivers a high pressure stream of ice particles. The spray head (1) has an inner tube (3) through which water is pumped from a vessel containing water. The water may be cooled by a coil immersed in the water. This passes concentrically through a second tube (2) connected to a coil immersed in a vessel filled with liquid nitrogen. The combined flow is further controlled by a compressed air supply tube (9). This discharges into the annular space around the outer tube (2) and a sleeve (4) enclosing it. A further tube (5) forming a discharge nozzle can slide along this sleeve to control the delivery. A parabolic disc (7) reflects sound forwards.

Description

La présente invention est relative à des perfectionnements apportés aux dispositifs de lavage de grandes surfaces et elle a trait plus parti culièrement, bien que non exclusivement au nettoyage des aéronefs tels que les avions. The present invention relates to improvements made to washing devices for large areas and it relates more particularly, although not exclusively to the cleaning of aircraft such as airplanes.

Ce nettoyage nécessite la participation d'un nombreux personnel car les salissures doivent être brossées de manière qu'elles disparaissent. Vu la surface très importante des engins long courrier et gros porteur on comprend aisément qu'il faille un temps considérable pour effectuer le lavage de tels engins malgré la participation d'une main d'oeuvre importante. Cette dernière représente une dépense élevées mais l'immobili- sation prolongée de l'avion est encore bien plus coûteuse. De cette sorte les compagnies aériennes recherchent des moyens d'augmenter dans de très larges proportions la vitesse de nettoyage de leurs appareils. This cleaning requires the participation of a large number of personnel because the dirt must be brushed so that it disappears. Given the very large surface area of long-haul and wide-body aircraft, it is easy to understand that it takes considerable time to wash such vehicles despite the participation of a large workforce. The latter represents a high expense but the prolonged immobilization of the aircraft is even more costly. This is how airlines are looking for ways to dramatically increase the speed of cleaning their aircraft.

On sait que pour effectuer le lavage de grandes surfaces on peut effectuer un nettoyage au jet sous pression d'eau chaude ou de vapeur chargée d'un détergent quelconque. A ce lavage peut s'ajouter une action mécanique telle que le brossage comme cela s'utilise pour le lavage automatique des automobiles. It is known that in order to wash large surfaces, it is possible to carry out a jet cleaning under pressure of hot water or of steam loaded with any detergent. To this washing can be added a mechanical action such as brushing as it is used for the automatic washing of automobiles.

On peut aussi penser à effectuer le nettoyage en question au moyen de projections de particules comme cela existe déjà lorsqu'on nettoie des pièces métalliques à l'aide de projections de sable. One can also think of carrying out the cleaning in question by means of projections of particles as it already exists when cleaning metallic parts using projections of sand.

Lorsqu'on utilise le lavage au jet sous pression on obtient des résultats assez décevants malgré l'emploi de jet d'eau chaude ou de vapeur à des pressions très élevées afin d'obtenir une vitesse convenable du liquide au moment de son impact avec la surface à nettoyer. Etant donné que le liquide utilisé est porté à haute température on peut assister à des chocs thermiques sur les surfaces à nettoyer. When using pressure jet washing we obtain rather disappointing results despite the use of a jet of hot water or steam at very high pressures in order to obtain a suitable speed of the liquid at the time of its impact with the surface to be cleaned. Since the liquid used is brought to a high temperature, thermal shock can be observed on the surfaces to be cleaned.

En outre un tel nettoyage est long, pénible et assez peu efficace tout on étant très coûteux étant donné l'importance de la main d'oeuvre et l'usure des brosses ou autres dispositifs semblables qu'il est nécessaire d'utiliser. I1 est en outre difficile d'adapter l'action des brosses au degré de salissure si bien que si l'on utilise des brosses propres à nettoyer parfaitement les zones les plus sales elles usent de manière inconsidérée les parties les plus propres. Enfin toute brosse perd peu ou prou ses poils lorsqu'on la frotte sur une surface de sorte que ces derniers constituent une masse non négligeable de détritus passant dans les canalisations d'écoulement qui sont ainsi souvent obstruées. Il est donc nécessaire dans ce cas de procéder à des nettoyages fréquents qui sont pénibles et coûtent cher.Pour remedier à ces inconvénients il est nécessaire de récupérer les déchets avant qu'ils ne passent dans les canalisations ce qui entraine bien entendu une augmentation très sensible du coût du nettoyage. In addition, such cleaning is long, tedious and fairly ineffective, all being very costly, given the large amount of labor and the wear of brushes or other similar devices which it is necessary to use. I1 is also difficult to adapt the action of the brushes to the degree of soiling that if we use clean brushes to perfectly clean the dirtiest areas they carelessly wear the cleanest parts. Finally, any brush loses more or less its bristles when it is rubbed on a surface so that the latter constitute a non-negligible mass of detritus passing through the drainage pipes which are thus often obstructed. It is therefore necessary in this case to carry out frequent cleaning which is tedious and costly. To remedy these drawbacks it is necessary to recover the waste before it passes through the pipes, which of course leads to a very significant increase. the cost of cleaning.

Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention visent à remédier à ces inconvénients et à permettre la mise en oeuvre d'un dispositif de nettoyage de grandes surfaces qui réponde mieux que jusqu a présent aux divers desiderata de la pratique et en particulier qui permettent l'utilisation de particules autodestructibles. The improvements which are the subject of the present invention aim to remedy these drawbacks and to allow the implementation of a device for cleaning large areas which responds better than until now to the various wishes of the practice and in particular which allow the use of self-destructing particles.

Suivant un mode d'exécution préféré les particules utilisées sont des cristaux de glace produits au moyen d'un dispositif comportant une trompe à air froid combinée avec une arrivée de liquide pulvérisé en vue de constituer un flux de cristaux de glace, des moyens étant en outre prévus pour faire varier leulS dimensions, dureté et vitesse de déplacement. According to a preferred embodiment, the particles used are ice crystals produced by means of a device comprising a cold air pump combined with an inlet for sprayed liquid in order to constitute a flow of ice crystals, means being in furthermore provided for varying their dimensions, hardness and speed of movement.

Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer
Fig. 1 est une vue en coupe d'un dispositif établi conformément à l'invention.The appended drawing, given by way of example, will allow a better understanding of the invention, the characteristics which it presents and the advantages which it is capable of providing.
Fig. 1 is a sectional view of a device established in accordance with the invention.

Fig. 2 illustre l'ensemble de l'installation d'alimentation du dispositif de fig. 1. Fig. 2 illustrates the entire supply installation of the device of FIG. 1.

Fig. 3 montre en perspective le nettoyage d'un avion au moyen d'une machine comportant une pluralité de dispositifs suivant l'inveu- tion. Fig. 3 shows in perspective the cleaning of an airplane by means of a machine comprising a plurality of devices according to the invention.

On a représenté en fig. 1 un dispositif suivant l'invention et auquel on a affecté la référence générale 1. I1 comprend un tube central 2 relié à une arrivée de gaz sous pression de manière à déterminer à son débouché une veine gazeuse en mouvement rapide. A cet effet ledit débouché du tube 2 est conformé en vue de déterminer un seuil appelé dans la technique de la mécanique des fluides une buse 2a qui crée en plus une détente du gaz sous pression. Dans le centre du débouché du tube 2 aboutit un tuyau 3 dans lequel est envoyé un liquide sous pression qui est pulvérisé à la sortie de ce tuyau se trouvant légèrement en aval de la buse 2a. There is shown in fig. 1 a device according to the invention and to which the general reference 1 has been assigned. I1 comprises a central tube 2 connected to an inlet for pressurized gas so as to determine at its outlet a gaseous vein in rapid movement. To this end said outlet of the tube 2 is shaped in order to determine a threshold called in the technique of fluid mechanics a nozzle 2a which also creates an expansion of the pressurized gas. In the center of the outlet of the tube 2 there ends a pipe 3 in which a pressurized liquid is sent which is sprayed at the outlet of this pipe being located slightly downstream of the nozzle 2a.

Le tube 2 comporte un talon 2b auquel est associée la collerette 4a d'un manchon tubulaire 4 sur la périphérie duquel coulisse une virole 5 de manière que ces deux pièces forment une manchette 6 de longueur variable.The tube 2 comprises a heel 2b with which is associated the collar 4a of a tubular sleeve 4 on the periphery of which slides a ferrule 5 so that these two parts form a cuff 6 of variable length.

On note que l'extrémité libre de la virole 5 est convergente et qu'elle dépasse dans tous les cas l'extrémité correspondante du tuyau 3, en particulier lorsqu' elle est complètement contractée par rapport au manchon, c'est-à-dire que son extrémité interne vient buter contre la collerette 4a. On observe qu'un écran parabolique 7 est assemblé au talon 2b au moyen de vis d'assemblage 8. Cet écran est concave en direction de la sortie de la virole 5 et son foyer est avantageusement situé au niveau de la surface à nettoyer. Une canalisation d'air 9 traverse l'écran pour aboutir dans un canal 2c qui débouche dans la chambre annulaire existant entre le manchon 4 et le tube 2. Le rôle de l'air amené par cette canalisation 9 sera mieux expliqué plus loin.It is noted that the free end of the ferrule 5 is convergent and that it in all cases exceeds the corresponding end of the pipe 3, in particular when it is fully contracted relative to the sleeve, that is to say that its internal end abuts against the collar 4a. It is observed that a parabolic screen 7 is assembled at the heel 2b by means of assembly screws 8. This screen is concave in the direction of the outlet of the ferrule 5 and its focus is advantageously located at the level of the surface to be cleaned. An air duct 9 crosses the screen to end in a channel 2c which opens into the annular chamber existing between the sleeve 4 and the tube 2. The role of the air supplied by this duct 9 will be better explained below.

Le but du dispositif suivant l'invention étant de permettre la création d'un flux de cristaux de glace, il est nécessaire que l'eau choisie avantageusement comme liquide soit pulvérisée dans une veine d'air re froidi aux environs de 0 de manière que la production des cristaux de glace s'effectue immédiatement et quelle que soit la température extérieure. A cet effet et comme on l'a représenté schématiquement en fig. 2 le tube 2 du dispositif 1 est relié à un serpentin 10 situé dans un bac 11 dans lequel on a déversé un liquide très froid, par exemple de l'azote liquide affecté de la référence générale 12. En amont le serpentin 10 est branché à une source d'air sous pression provenant d'un réservoir et qui peut être partiellement détendu si besoin s'en fait sentir.L'azote liquide 12 se transformant partiellement en gaz froid on récupère ce dernier au moyen d'un tube 13 qui vient déboucher dans la jonction 14 entre le tuyau 3 et le serpentin 10. On observe que le débouché en question référencé 13a forme une trompe à air avec la jonction 14. Une électrovanne 15 peut être placée sur le tube 13 de manière à commander l'injection ou non d'azote dans la jonction 14. Le tuyau 3 est relié à la sortie d'une pompe 16 dont l'aspiration plonge dans un bac 17 rempli d'eau qui est avantageusement refroidie au moyen d'un serpentin 18. Ainsi le liquide pulvérisé à la sortie du tuyau 3 se transforme-t-il plus facilement en cristaux de glace. A l'aide d'une canalisation 19 dans laquelle est disposée une électrovanne 20 on peut si désiré amener des détergents ou autres produits dopants dans l'eau pompée dans le bac 17. The purpose of the device according to the invention being to allow the creation of a flow of ice crystals, it is necessary that the water advantageously chosen as liquid is sprayed into a stream of cooled air around 0 so that ice crystals are produced immediately and regardless of the outside temperature. To this end and as shown schematically in FIG. 2 the tube 2 of the device 1 is connected to a coil 10 located in a tank 11 into which a very cold liquid has been poured, for example liquid nitrogen assigned to the general reference 12. Upstream the coil 10 is connected to a source of pressurized air from a reservoir which can be partially expanded if necessary. Liquid nitrogen 12 partially transforming into cold gas, the latter is recovered by means of a tube 13 which comes lead into the junction 14 between the pipe 3 and the coil 10. It is observed that the outlet in question referenced 13a forms an air pump with the junction 14. A solenoid valve 15 can be placed on the tube 13 so as to control the injection or not nitrogen in the junction 14. The pipe 3 is connected to the outlet of a pump 16 whose suction plunges into a tank 17 filled with water which is advantageously cooled by means of a coil 18. Thus the liquid sprayed at the outlet of hose 3 becomes easier ice crystals. Using a pipe 19 in which a solenoid valve 20 is arranged, it is possible, if desired, to bring detergents or other doping products into the water pumped into the tank 17.

Le fonctionnement découle des explications qui précèdent
L'air sous pression arrivant dans le tube 2 se détend à la sortie de la buse 2a de telle sorte que les gouttelettes de liquide pulvérisées par l'extrémité du tuyau 3 se transforment en particules solides qui sont projetées sur la surface à nettoyer par la veine gazeuse elle-même. En faisant varier isolément ou en combinaison la température de l'air sous pression arrivant dans le tube 2, celle du liquide qui arrive par l'tintez médiaire du tuyau 3, le taux de détente et le taux de dilution de la veine gazeuse il devient possible de modifier dans de larges limites : le volume, la masse, l'abrasivité du flux de particules réalisées sous la forme de cristaux de glace.Ainsi on peut adpater le flux de ces cristaux au degré de salissure et à la sensibilité des surfaces à nettoyer. On peut en particulier grâce à l'injection plus ou moins importante d'air secondaire arrivant par la canalisation 9 modifier la vitesse du flux de particules de telle sorte que leur vitesse à leur point d'impact avec la surface à nettoyer soit variable. Grâce à la présence de la manchette 6 on peut en outre, en faisant coulisser la virole 5 par rapport au manchon 4, éliminer au moins en partie le bruit engendré par le dispositif suivant l'invention. Quoiqu'il en soit des ultra-sons ou sons sont générés par la détente de la veine gazeuse et ne peuvent être completement éliminés.Le résidu de ces ultrasons ou sons est dirigé vers la surface à nettoyer au moyen de l'écran parabolique 7 de telle sorte qu'il vient additi,onner son effet à celui des particules pour provoquer le nettoyage.Operation follows from the above explanations
The pressurized air arriving in the tube 2 expands at the outlet of the nozzle 2a so that the droplets of liquid sprayed by the end of the tube 3 are transformed into solid particles which are projected onto the surface to be cleaned by the gas vein itself. By varying individually or in combination the temperature of the pressurized air arriving in the tube 2, that of the liquid which arrives through the middle tint of the tube 3, the rate of expansion and the rate of dilution of the gaseous vein it becomes possible to modify within wide limits: the volume, the mass, the abrasiveness of the flow of particles produced in the form of ice crystals. Thus we can adapt the flow of these crystals to the degree of soiling and the sensitivity of the surfaces to clean. It is possible in particular by means of the more or less significant injection of secondary air arriving via the line 9 to modify the speed of the flow of particles so that their speed at their point of impact with the surface to be cleaned is variable. Thanks to the presence of the sleeve 6, it is also possible, by sliding the ferrule 5 relative to the sleeve 4, at least partially eliminating the noise generated by the device according to the invention. However, ultrasounds or sounds are generated by the relaxation of the gas stream and cannot be completely eliminated. The residue of these ultrasounds or sounds is directed towards the surface to be cleaned by means of the parabolic screen 7 of so that it comes additi, onner its effect to that of the particles to cause cleaning.

Comme illustré en fig. 3 on peut grouper un certain nombre de dispositifs suivant l'invention sur un panneau 21 disposé à l'extrémité d'un bras 22 porté par un chariot 23 de manière à nettoyer avec le minimum de main d'oeuvre de grandes surfaces telles que celles représentées par la carlingue et les ailes d'un avion 24. Bien entendu des panneaux 21 pourraient être pendus à des portiques animés de mouvements relatifs par rapport aux surfaces à nettoyer de manière à interresser simultanément ou non toute leur superficie ou tout au moins une grande partie de celle-ci. As illustrated in fig. 3 a number of devices according to the invention can be grouped on a panel 21 disposed at the end of an arm 22 carried by a carriage 23 so as to clean large areas such as those with the minimum of labor represented by the cabin and the wings of an airplane 24. Of course, panels 21 could be hung from gantries animated with relative movements relative to the surfaces to be cleaned so as to simultaneously or not simultaneously interfere with their entire surface or at least a large part of it.

On a ainsi réalisé un dispositif de lavage susceptible d'effectuer une action efficace de nettoyage comme on l'a expliqué plus haut. En outre après leur utilisation les particules solides fondant à la température ambiante le liquide qui en résulte peut être commodément recueilli et évacué ou recyclé tant et si bien qu'on évite ainsi tout nettoyage particulier des caniveaux et autres installations correspondantes. Enfin les nuisances à l'environnement sont réduites au minimum du fait que les ultra-sons ou sons générés par la détente de la veine gazeuse sont renvoyés en direction de la surface à nettoyer et/ou réduits dans de larges propre
tions par l'utilisation de la manchette.There was thus produced a washing device capable of effecting an effective cleaning action as explained above. In addition, after their use, the solid particles melting at room temperature the resulting liquid can be conveniently collected and discharged or recycled, so that any particular cleaning of the gutters and other corresponding installations is thus avoided. Finally the nuisance to the environment is reduced to a minimum because the ultrasounds or sounds generated by the relaxation of the gas stream are returned towards the surface to be cleaned and / or reduced in wide clean
tions through the use of the cuff.

Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. En particulier il va de soi que le liquide peut être introduit dans la veine gazeuse par tout autre moyen que celui décrit. It should moreover be understood that the above description has been given only by way of example and that it in no way limits the field of the invention from which one would not depart by replacing the execution details described by all other equivalents. In particular, it goes without saying that the liquid can be introduced into the gas stream by any other means than that described.

Claims

1. Device for cleaning large surfaces of the kind using a nozzle suitable for projecting particles onto said surfaces, characterized in that it comprises means (1) for using self-destructing particles.

2. Device according to claim 1, characterized in that the particles are ice crystals.

3. Device according to claim 2, characterized in that it comprises a cold air inlet (2) combined with an inlet (3) of the liquid (12) intended to be sprayed in order to constitute a flow of ice crystals , means (9) being further provided for varying the density and the speed of said crystals.

4. Device according to claim 3, characterized in that the cold air inlet (2) comprises a nozzle (2a).

5. Device according to claim 3, characterized in that the means for varying the speed of the crystals consist of a gas jet (9) which is sent around the air inlet (2).

6. Device according to claim 3, characterized in that it further comprises a cuff (6) of variable length so as to adjust the intensity of the noise generated by the projection of ice crystals.

7. Device according to the combination of claims 5 and 6, characterized in that the gas jet (9) intended to vary the speed of the crystals ends up in the annular space located between the air inlet (2) and the cuff (6).

8. Device according to any one of claims 3 to 7, characterized in that the liquid (12) is charged.

9. Device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that it comprises a parabolic screen (7) capable of directing the sounds and ultrasounds emitted on the surface to be cleaned.

10. Device according to claim 9, characterized in that it further comprises means (9) for varying the number, mass and hardness of the projected particles.

11. Apparatus for cleaning large areas, characterized in that it comprises at least one device according to any one of claims 1 to 10.