WO2019076875A1 - Vorrichtung zum reinigen von turbinenschaufeln eines strahltriebwerks - Google Patents

Vorrichtung zum reinigen von turbinenschaufeln eines strahltriebwerks Download PDF

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WO2019076875A1
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cleaning lance
jet engine
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Jan SAßMANNSHAUSEN
Eugen Roppelt
Manuel Hagge
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Lufthansa Technik Ag
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    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
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    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/72—Maintenance

Definitions

  • the invention relates to a device for cleaning turbine blades of a turbine stage of a jet engine.
  • Aircraft jet engines have in known manner one or more compressor stages, a combustion chamber, and one or more turbine stages. In the turbine stages, the hot combustion gases from the combustion chamber release some of their thermal and mechanical energy, which is used to drive the compressor stages. Contamination of an aircraft jet engine can lead to a reduction of the effect ⁇ degree, which has an increased fuel consumption and thus increased environmental impact. This applies in particular ⁇ when the contaminants form a coating on the air flowed through parts of an aircraft engine and thereby affect the surface quality.
  • Combustion chamber introduced which is a jet nozzle for generating ei ⁇ nes pressure fluid jet to be removed with the deposits on the high-pressure turbine blades.
  • the cleaning device is freely movable after the introduction and only limited by a possibly provided insertion aid.
  • the orientation of the cleaning device relative to the high-pressure turbine blades can be checked via a borescope guided through the cleaning device. However, the results of such a process are not always satisfactory.
  • the invention has for its object to provide a device for cleaning turbine blades of a turbine stage of
  • the invention relates to a device for cleaning turbine blades of a turbine stage of a jet engine ⁇ plant, comprising a cleaning lance for insertion into a jet engine with an outlet opening at one end and a supply port for supplying cleaning medium at the other end, wherein the device is a guide for the cleaning lance for clear and reproducible positioning and alignment of the cleaning lance relative to the guide and a fastening device for releasably securing the guide on the outside of the jet engine comprises, and wherein the fastening device ge an alignment, with the guide to a predetermined orientation ⁇ is adjustable over the outside of the jet engine, has.
  • the turbine blades to be cleaned may in particular be the high-pressure turbine blades of a high-pressure turbine stage, for example the first high-pressure turbine stage.
  • the invention has recognized that for a continuous satis ⁇ tory cleaning of the turbine blades, the purification medium should be incident at a predetermined angle to the surface to be cleaned each turbine blade, and - if the Rei ⁇ n Trentsstrahl not directly the whole to be cleaned FLAE ⁇ che covering - it is ensured that the cleaning jet is guided over the entire surface to be cleaned.
  • the required for a good cleaning effect position and ⁇ direction of the outlet opening of the cleaning lance relative to the turbine blades to be cleaned can be defined as specifications.
  • cleaning lance and / or Füh ⁇ tion have means by which the relative movement to each other in defined positions of the cleaning lance can be set in the guide and / or the number of degrees of freedom of the cleaning lance is limited in the guide. in at ⁇ cases, the guidance as possible without play.
  • Locking elements and / or locking screws may be provided, with which the cleaning lance can be set optionally in predetermined by the locking elements and / or locking screws positions relative to the guide.
  • the locking elements and / or locking screws can be arranged on the guide or the cleaning lance, wherein the respective other component then, for example, corresponding recesses gene or recesses for engagement of the locking elements and / or locking screws.
  • rail or linear guides may, for example, be provided that the degrees of freedom of the rela- tive encounter the cleaning lance relative to the guide be in the predetermined through the groove and / or track direction ⁇ limit.
  • the mobility of the cleaning lance in the guide can be so limited, for example, to a single linear movement without rotational degrees of freedom would exist. It is preferred if the guide to restrict the mobility of the cleaning lance relative to the guide to a Degree of freedom is formed.
  • the degree of freedom can be a rotational movement, a linear movement and / or any, even sections, mapping combination thereof. It is preferred if the one degree of freedom to which the movement is restricted is a straight-line degree of translational freedom.
  • the one degree of freedom is designed such that - in the assembled state of the front ⁇ direction - by movement along the one degree of freedom, the outlet end of the cleaning lance in a direction radially to the axis of the rotor of the jet engine, preferably li ⁇ near, is moved ,
  • the invention has however recognized that an immediate buildin ⁇ account the guide on the outside of the jet engine in the region of the passage opening possibilities without any further adjustment can not ensure secure a position and orientation of the cleaning lance according to the specifications.
  • Vorrich ⁇ tung comprises a fastening device with alignment, with the orientation of the guide can be adjusted. By the Alignment of the fixture alignment errors can be avoided.
  • the fastening device may have as a fastening means a threaded portion for engagement in a thread of the lead-through opening for the cleaning lance and / or screws for releasable attachment to the outside of the jet engine.
  • the threaded portion may be part of a hollow screw with a conically shaped head.
  • the cleaning lance can be passed through the hollow screw, which in turn can engage in an internal thread of the lead-through opening. Due to the conically shaped head, it is possible, with suitable shaping of the corresponding counterpart of the fastening device, to secure the counterpart in a position suitable for the desired alignment of the guide at the passage opening and to secure it in this position.
  • the fastening device has, between the fastening means and a relative to the jet engine stationary fixed part of the fastening device (eg. The fastener) and the guide part comprising its mountings ⁇ constriction device a movable and / or deformable portion which allows the orientation of the guide ,
  • the alignment device can act directly on this section by, for example, the position of the two parts of the fastening device relative to one another via the alignment device can be changed.
  • the alignment unit preferably comprises one or more stop faces on ⁇ which are configured to abut defined part of the jet engine and is connected to the guide comprehensive part of the fastening device.
  • at least a part of the stop surfaces adjustable, for example, with the aid of screws or threaded spindles displaced. It is also possible that the free end of a screw directly forms an adjustable An ⁇ impact surface.
  • the position and orientation of the outlet opening of the cleaning lance can be set reliably to a specification by the orientation of the guide and the reproducible positioning of the cleaning lance relative to the guide.
  • the required correct alignment of the guide can be achieved by aligning the guide relative to components of the engine whose position can be used as a reliable reference, for example. By abutment abutment surfaces on these components.
  • it is possible to find the correct orientation of the guide by measuring, for example by laser, or by means of alignment aids arranged on the guide, for example circular blisters.
  • the device comprises a guide mechanism with which the cleaning lance can be moved along the guide.
  • the guide mechanism is preferably designed such that they in a direction toward the axis of the rotor of the jet engine, preferably linear, moves the exit end of the cleaning lance radially ⁇ supply.
  • the movement can be achieved, for example, by limiting the movability of the cleaning lance to a corresponding individual degree of freedom. It goes without saying that the wished motion at the discharge end of the cleaning lance will rule ⁇ default only occur when the guide is organized according to the jeweili ⁇ gen specifications.
  • the guide mechanism may have a crank mechanism for introducing the movement along the guide.
  • a crank mechanism for introducing the movement along the guide.
  • the turbine stage is continuously rotated with the turbine blades to be reined ⁇ ing and the emerging from the outlet opening of the cleaning lance jet of cleaning medium is continuously oscillating in a direction perpendicular to the axis of rotation of the turbine stage back and forth, so after a determinable period of time, the jet of the cleaning medium at least was once passed over all areas of each turbine blade of the turbine stage to be basically reached by the jet.
  • the rotational speed of the turbine stage and the Pendelge ⁇ velocity also uniform over the length of the individual turbine blades cleaning can be ensured.
  • the cleaning lance can be adjustable in length interchangeable and / or the crank of the crank mechanism.
  • the device By replacing the cleaning lance, the device can be adapted to different engine geometries.
  • the stroke range of the device can be adapted to the length of the turbine blades to be cleaned.
  • other guide mechanisms are also possible, for example, guide mechanisms comprising a helical gear.
  • the stroke range of the device can then be controlled freely via the guide mechanism.
  • the guide mechanism can be manual, eg. By hand crank, be ⁇ exaggerated.
  • the guide mechanism comprises a controllable drive, preferably a stepper motor, for moving the cleaning lance along the guide. If a crank mechanism is present, the drive can act on the crank mechanism; in the case of a helical gear on the threaded spindle.
  • the device is preferably dismantled into assemblies.
  • the device does not have to be fixed in a single step and as a whole to the jet engine, which may be difficult due to the required Einfädeins the cleaning lance in the opening of the jet engine, but it is rather possible, the combined components of the device components in succession assemble.
  • the cleaning lance can form an assembly, while the guide is assigned to another construction ⁇ group.
  • the storage and transportability of the device can be improved.
  • the inventive apparatus is preferably comprising carbon dioxide keptstal ⁇ tet for cleaning with a cleaning medium.
  • the carbon dioxide may be in the form of pellets which are conveyed through the cleaning lance by means of a propellant gas. But it is also possible to provide liquid carbon dioxide as a precursor of the cleaning medium.
  • the liquid coal dioxide solidifies as it exits the cleaning lance we ⁇ officialss partially and forms a solid component in the form of carbon dioxide flakes.
  • hot gas in particular hot air
  • the hot gas can be passed through the same cleaning lance to the turbine blades, through which the cleaning medium, for example compressed gas with carbon dioxide, is guided.
  • the cleaning medium for example compressed gas with carbon dioxide
  • the device preferably has a switching valve for selectively supplying two media to Zulei- connection port of the cleaning lance, the Umschaltven ⁇ til is designed such that it discreetly from the second inlet of the switching valve Switches to the first inlet when sufficient pressure at the first inlet or a control inlet is applied.
  • Switching discretely in this context means that at any time during switching from one inlet to the other, both inlets are only partially open at the same time.
  • the switching device By the switching device is avoided that the voltage applied to the second inlet of the changeover valve medium - eg. Hot gas - with the voltage applied to the first inlet medium in Contact is coming.
  • cleaning medium comprising solid carbon dioxide at the first inlet so unwanted sublimation and lumping of the carbon dioxide can be avoided.
  • the switching valve comprises a restoring element which switches the switching valve from the first discrete ⁇ A let to the second inlet when the first inlet or a control inlet is applied sufficient pressure more.
  • the change-over valve is switched to the second inlet when no sufficient pressure is applied to the first inlet or the control inlet. If the change-over valve is controlled directly via the first inlet, this is to be equated with a missing inflow through this inlet. In any case, the reversing valve can prevent backflow into the first inlet.
  • the changeover valve can be used from cleaning medium comprising carbon dioxide and hot gas even when any other media than the way of example only called combination ⁇ nation.
  • the device according to the invention enables the cleaning of turbine blades of a turbine stage while the jet engine remains on the aircraft (on-wing).
  • a fuel injector opening and / or soil may, for example. Roskopö réelle be used on the casing of the jet engine.
  • Figure 1 an embodiment of an inventive
  • Figure 2a-c schematic representation of a use of the device of Figure 1;
  • FIG. 3 a switching valve to the device according to figures
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a device 1 OF INVENTION ⁇ to the invention for cleaning of turbine blades 82 of a turbine stage 81 of a turbofan engine 80 is ones shown, provides.
  • the device 1 comprises a cleaning lance 2, which can be introduced through a lateral opening 83 in a jet engine 80.
  • the cleaning lance 2 has at its end to be introduced into the jet engine 80 an outlet opening 3, from the cleaning medium - eg. Air with solid carbon dioxide - can escape under high pressure.
  • the cleaning medium is supplied via a feed connection 4 at the other end of the cleaning lance 2.
  • the cleaning lance 2 is guided linearly in a guide 10.
  • the cleaning lance 2 is fixed to a driver 5 ver ⁇ connected, which is guided without play on a linear guide 11, so that the cleaning lance 2 can be moved only in the direction indicated by the arrow 90 direction.
  • the cleaning ⁇ supply lance 2 has - if guided in the guide 10 - in other words only one pure translation degree of freedom, whereby the cleaning Lange 2 is to be positioned clearly and reproducibly with respect to the guide 10 - namely by corresponding movement along the guide 10th
  • the device 1 further comprises a hollow screw 21 with a conically shaped head 22, which together with a counterpart 23 forms a fastening device 20, by means of which the device 1 can be fastened to the outside of a jet engine 80.
  • the conically shaped head 22 of the hollow screw 21 allows attachment of the device 1 in the desired orientation of the guide 10, since between the hollow screw 21 as a part of the fastening device 20 and the counterpart 23 as further part of the fastening device 20, a movable section is provided.
  • an alignment unit 30 is provided as part of the fastening device 20.
  • the alignment unit 30 is fixedly connected to the counterpart 23 of the fastening device 20 and has a plurality of stop surfaces 31 in the form of the free ends 32 of adjusting screws 33.
  • the adjusting screws 33 are still arranged on a slide 35 which can be displaced along a linear guide 34, wherein the slide 35 can be fixed in any desired position along the linear guide 34.
  • the device 1 also comprises a guide mechanism 40, with which the cleaning lance 2 can be moved along the guide 10, whereby ultimately also the outlet end 3 of the cleaning lance 2 can be moved linearly parallel to the direction 90.
  • the guide mechanism 40 comprises a crank mechanism 41, the connecting rod 42 is pivotally mounted at one end to the driver 5. At its other end the connecting rod 42 is connected rotationally with a ⁇ bar remote from the crank axis cure beizapfen to a crank 43, the crank is in turn mounted to the crank axle rotatably 43rd About the Adjusting screw 44 can change the distance between the crank pin and the crank axle, whereby the stroke carried out by the driver 5 can be adjusted in its length.
  • a hand crank 45 is provided for actuating the crank mechanism 41. But it is also possible to provide a controllable drive 45 instead of the hand crank.
  • FIGS. 2a-c a typical use of the device 1 from FIG. 1 is shown schematically.
  • first the first subassembly comprising fastening device 20 was mounted on a lateral opening 83 of jet engine 80 provided for carrying out the cleaning lance 2 - in this
  • Embodiment a spark plug holder - launched, with this, however, not firmly connected.
  • the cleaning lance 2 was performed as a second assembly through the hollow ⁇ screw 21 of the fastening device 2 and then through the opening 83 in the jet engine 80, so that the outlet opening 3 of the cleaning lance 2 is already arranged in principle before the turbine blades to be cleaned 82, but without actually on the leading edges of the turbine blades 82 to be aligned.
  • the fastening device 20 is aligned and the guide 10 is fixedly connected to the fastening device 20 so that the orientation of the guide 10 is clearly defined by the orientation of the fastening device 20.
  • FIG. 2b shows the result of the steps described in more detail below.
  • the hollow screw 21 is in the thread of the opening
  • the carriage 35 of the alignment unit 30 is moved to a predetermined position and fixed there.
  • the abutment surfaces 31 bear against the free ends 32 of the screws 33 on a component of the jet engine 80 - in this case a flange of the housing ⁇ .
  • the guide 10 is attached to the fastening device 20, wherein the driver 5 of the cleaning lance 2 is inserted into the linear guide 11. Since the fastening device 20 is aligned on the alignment unit 30, also fixedly connected to the guide unit 10 is regarded as a ⁇ oriented, because the guide unit can be mounted only in one specified differently specified position on the fastening device 20 10th Finally, the device 1 is still complet ⁇ advantage as in Figure 2c by the guide mechanism 40 (only partially Darge ⁇ represents) is mounted on the guide 10th By witnessessme ⁇ mechanics 40, the carrier 5 can move in an oscillating movement linearly along the guide rail 11, whereby the outlet opening 3 of the cleaning lance 2 makes a corresponding movement. By suitable alignment of the cleaning lance 2 by appropriate alignment of the guide 10 and the fastening device 20 and appropriate adjustment of the stroke length via the adjusting screw 44 of the crank mechanism can ensure a good cleaning of the turbine blade 82 over its entire length.
  • the device 1 according to figures 1 and 2a-c is for cleaning with a cleaning medium comprising carbon dioxide which forms at the latest at the exit of the cleaning medium from the cleaning ⁇ supply lance dry ice flakes, configured, wherein prior to passage of the cleaning medium through the cleaning lance 2 hot air for heating the to cleaning turbine blades 83 is blown.
  • a switching valve 50 according to Figures 3 and 4 is connected upstream.
  • the switching valve 50 has a first inlet 51 for the cleaning medium, a second inlet 52 for the hot air, a control inlet 53 and an outlet 54.
  • the outlet 54 is directly connected to the supply port 4 of the cleaning lance 2 (not shown).
  • the switching valve 50 is to discrete switching between the first and the second inlet 51, formed on the control inlet 53 due to a 52 STEU ⁇ er horrs.
  • the changeover valve 50 is designed such that over the two inlets 51, 52 supplied to the media at any time - can mix 50 in the loading ⁇ reaching the change-over valve or one of even a reflux - not even during a switching an inlet inflowing medium comes into the other inlet.
  • the switching valve 50 comprises a piston 55, with two line bushings 56, 57.
  • the one conduit bushings 56 is angled, so that in the position shown in Figure 4 of the valve in the direction out of the sheet plane through the inlet 52 flowing hot air to the outlet 54 through out becomes.
  • the other line 57 connects through ⁇ guides in the position shown in Figure 5 the inlet 51 for the cleaning medium to the outlet 54th
  • the two line feedthroughs 56, 57 are designed in such a way that, in no position of the piston 55 between the two end positions shown in FIGS. 4 and 5, both inlets 51, 52 would be connected to the outlet 54 at the same time. Rather, there is an intermediate position of the piston 55 in which none of the two inlets 51, 52 is connected to the outlet.
  • the admission of the control inlet 53 can be effected by a bypass from the line connected to the inlet 51.
  • the change-over valve 50 switches to the first input 51 as soon as sufficient pressure is applied to overcome the spring force of the spring 58 via the bypass to the control inlet 53.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Reinigen von Turbinenschaufeln (82) einer Turbinenstufe (81) eines Strahltriebwerks (80). Die Vorrichtung (1) umfasst eine Reinigungslanze (2) zum Einführen in ein Strahltriebwerk (80) durch eine Durchführungsöffnung (83) mit einer Austrittsöffnung (3) an ihrem einen Ende und einem Zuleitungsanschluss (4) zur Zufuhr von Reinigungsmedium an ihrem anderen Ende, wobei die Vorrichtung (1) eine Führung (10) für die Reinigungslanze (2) zur eindeutigen und reproduzierbaren Positionierung und Ausrichtung der Reinigungslanze (2) und eine Befestigungsvorrichtung (20) zur lösbaren Befestigung der Führung (10) an der Außenseite des Strahltriebwerks (80) umfasst, und wobei die Befestigungsvorrichtung (20) eine Ausrichteinheit (30), mit der die Führung (10) auf eine vorgegebene Ausrichtung gegenüber der Außenseite des Strahltriebwerks (80) einstellbar ist, aufweist.

Description

Vorrichtung zum Reinigen von Turbinenschaufeln
eines Strahltriebwerks
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen von Turbinenschaufeln einer Turbinenstufe eines Strahltriebwerks.
Flugzeugstrahltriebwerke besitzen in bekannter Weise eine oder mehrere Kompressorstufen, eine Brennkammer, sowie eine oder mehrere Turbinenstufen. In den Turbinenstufen geben die aus der Brennkammer stammenden heißen Verbrennungsgase einen Teil ihrer thermischen und mechanischen Energie ab, die zum Antrieb der Kompressorstufen genutzt wird. Eine Verschmutzung eines Flugzeugstrahltriebwerks kann zu einer Reduktion des Wirkungs¬ grades führen, was einen erhöhten Kraftstoff erbrauch und damit eine erhöhte Umweltbelastung zur Folge hat. Dies gilt ins¬ besondere wenn die Verschmutzungen einen Belag auf den mit Luft durchströmten Teilen eines Flugzeugtriebwerks bilden und dadurch die Oberflächengüte beeinträchtigen.
Insbesondere bei Flugzeugen, die in Wüstenregionen eingesetzt werden, besteht weiterhin das Problem, das Wüstensand (CMAS) , der sich in der Luft befindet, von dem Triebwerk eingesaugt und aufgrund der hohen Temperaturen in der Brennkammer
schmelzflüssig wird. Beim Auftreffen auf die in Strömungsrichtung hinter der Brennkammer angeordneten Hochdruckturbinenschaufeln (HPT Blades) verfestigt sich der aufgeschmolzene Sand wieder. Zusätzlich gelangt extrem feiner Sand in die im Hochdruckkompressor abgezapfte Kühlluft von innen in die internen Kühlkanäle der Hochdruckturbinenschaufeln, die an der Profilnase der Schaufeln zur Bildung einer Filmkühlung münden, und setzt sich dort ab. Beide Effekte führen zu einer Veren¬ gung oder Blockade der Kühlluftkanäle der Hochdruckturbinenschaufeln, sodass diese nicht mehr ausreichend gekühlt werden. In Verbindung mit Erosionseffekten und Oxidationseffekten nutzen die Hochdruckturbinenschaufeln deutlich schneller ab und die Einsatz- und Lebensdauer ist drastisch reduziert, insbesondere im Vergleich zum Einsatz außerhalb von Wüstenregionen. Zur Reinigung der Hochdruckturbinenschaufeln ist es im Stand der Technik bekannt, dass betroffene Triebwerk vom Flugzeug abzumontieren und einer Triebwerksüberholung zu unterziehen, um dabei die Hochdruckturbinenschaufeln einem eine Reinigung umfassenden Reparaturzyklus zu unterziehen. Diese Triebwerks- Überholung ist aufwendig und kostenintensiv.
Aus der DE 10 2012 002 275 AI ist weiterhin ein Verfahren bekannt, bei dem das Flugzeugtriebwerk zur Reinigung der Hochdruckturbinenschaufeln am Flugzeug verbleiben kann. Dazu wird über eine seitliche Öffnung des Triebwerks eine Reinigungsvor- richtung ggf. unter Zuhilfenahme einer Einführhilfe in die
Brennkammer eingebracht, die eine Strahldüse zur Erzeugung ei¬ nes Druckflüssigkeitsstrahls, mit dem Ablagerungen an den Hochdruckturbinenschaufeln abgetragen werden sollen. Die Reinigungsvorrichtung ist nach der Einführung frei beweglich und durch eine evtl. vorgesehene Einführhilfe nur kaum beschränkt. Die Ausrichtung der Reinigungsvorrichtung gegenüber den Hochdruckturbinenschaufeln über ein durch die Reinigungsvorrichtung geführtes Boroskop überprüft werden kann. Die Ergebnisse eines solchen Verfahrens sind jedoch nicht immer zufrieden- stellend.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Reinigen von Turbinenschaufeln einer Turbinenstufe eines
Strahltriebwerks zu schaffen, die gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist. Demnach betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Reinigen von Turbinenschaufeln einer Turbinenstufe eines Strahltrieb¬ werks, umfassend eine Reinigungslanze zum Einführen in ein Strahltriebwerk mit einer Austrittsöffnung an ihrem einen Ende und einem Zuleitungsanschluss zur Zufuhr von Reinigungsmedium an ihrem anderen Ende, wobei die Vorrichtung eine Führung für die Reinigungslanze zur eindeutigen und reproduzierbaren Positionierung und Ausrichtung der Reinigungslanze gegenüber der Führung und eine Befestigungsvorrichtung zur lösbaren Befesti- gung der Führung an der Außenseite des Strahltriebwerks um- fasst, und wobei die Befestigungsvorrichtung eine Ausrichteinheit, mit der die Führung auf eine vorgegebene Ausrichtung ge¬ genüber der Außenseite des Strahltriebwerks einstellbar ist, aufweist . Bei den zu reinigenden Turbinenschaufeln kann es sich insbesondere um die Hochdruckturbinenschaufeln einer Hochdruckturbinenstufe, bspw. der ersten Hochdruckturbinenstufe, handeln.
Die Erfindung hat erkannt, dass für eine durchgängig zufrie¬ denstellende Reinigung der Turbinenschaufeln das Reinigungsme- dium in einem vorgegebenen Winkel auf die zu reinigende Fläche jeder Turbinenschaufel auftreffen sollte und - sofern der Rei¬ nigungsstrahl nicht unmittelbar die gesamte zu reinigende Flä¬ che abdeckt - sichergestellt wird, dass der Reinigungsstrahl über die gesamte zu reinigende Fläche geführt wird. Die für eine gute Reinigungswirkung erforderliche Position und Aus¬ richtung der Austrittsöffnung der Reinigungslanze gegenüber der zu reinigenden Turbinenschaufeln können dabei als Vorgaben definiert werden.
Um die Vorgaben hinsichtlich der Position und Ausrichtung der Austrittsöffnung der Reinigungslanze gegenüber der zu reini- genden Turbinenschaufeln reproduzierbar einzuhalten, ist erfindungsgemäß zunächst vorgesehen, die Reinigungslanze durch eine Führung an einer Befestigungsvorrichtung zur eindeutigen und reproduzierbaren Positionierung und Ausrichtung der Reini- gungslanze zu führen. Damit eine Führung „zur eindeutigen und reproduzierbaren Positionierung und Ausrichtung der Reinigungslanze" geeignet ist, weisen Reinigungslanze und/oder Füh¬ rung Mittel auf, mit denen die relative Bewegung zueinander in definierten Positionen der Reinigungslanze in der Führung festgelegt werden kann und/oder die Anzahl der Freiheitsgrade der Reinigungslanze in der Führung eingeschränkt ist. In bei¬ den Fällen erfolgt die Führung möglichst ohne Spiel.
Es können z.B. Rastelemente und/oder Feststellschrauben vorgesehenen sein, mit denen sich die Reinigungslanze wahlweise in durch die Rastelemente und/oder Feststellschrauben vorgegebenen Positionen gegenüber der Führung einstellen lässt. Die Rastelemente und/oder Feststellschrauben können dabei an der Führung oder der Reinigungslanze angeordnet sein, wobei die jeweils andere Komponente dann bspw. entsprechende Vertiefun- gen oder Ausnehmungen zum Eingriff der Rastelemente und/oder Feststellschrauben aufweist.
Zu Einschränkung der Anzahl der Freiheitsgrade der Reinigungslanze in der Führung können bspw. Nut-, Schienen- oder Linearführungen vorgesehen sein, welche die Freiheitsgrade der rela- tiven Begegnung der Reinigungslanze gegenüber der Führung auf die durch die Nut und/oder Schiene vorgegebene Richtung be¬ schränken. Die Bewegbarkeit der Reinigungslanze in der Führung kann so bspw. auf eine einzelne lineare Bewegung eingeschränkt werden, ohne dass Rotationsfreiheitsgrade bestehen würden. Es ist bevorzugt, wenn die Führung zur Einschränkung der Bewegbarkeit der Reinigungslanze gegenüber der Führung auf einen Freiheitsgrad ausgebildet ist. Der Freiheitsgrad kann dabei eine Rotationsbewegung, eine Linearbewegung und/oder eine beliebige, auch abschnittsweise, Kombination daraus abbilden. Bevorzugt ist es, wenn der eine Freiheitsgrad, auf den die Be- wegung eingeschränkt ist, ein geradliniger Translationsfrei- heitsgrad ist. Es ist bevorzugt, wenn der eine Freiheitsgrad derart ausgestaltet ist, dass - im montierten Zustand der Vor¬ richtung - durch Bewegung entlang des einen Freiheitsgrades das Austrittsende der Reinigungslanze in eine Richtung radial zur Achse des Rotors des Strahltriebwerks, vorzugsweise li¬ near, bewegt wird.
Damit die für eine gute Reinigungswirkung bestehenden Vorgaben hinsichtlich der Position und Ausrichtung der Reinigungslanze gegenüber der zu bearbeitenden Turbinenschaufeln auch tatsäch- lieh eingehalten werden, ist neben der beschriebenen Führung der Reinigungslanze weiterhin erforderlich, dass die Führung selbst in einer vorgegebenen Position und Ausrichtung gegenüber den zu reinigenden Turbinenschaufeln angeordnet ist. Die Position der Führung ist dabei im Wesentlichen durch die
Durchführungsöffnung für die Reinigungslanze im Strahltrieb¬ werk vorgegeben.
Die Erfindung hat aber erkannt, dass eine unmittelbare Befes¬ tigung der Führung an der Außenseite des Strahltriebwerks im Bereich der Durchführungsöffnung ohne weitergehende Einstell- möglichkeiten eine Position und Ausrichtung der Reinigungslanze entsprechend den Vorgaben nicht sicher gewährleisten kann .
Um dies zu ermöglichen umfasst die erfindungsgemäße Vorrich¬ tung eine Befestigungsvorrichtung mit Ausrichteinheit, mit der die Ausrichtung der Führung eingestellt werden kann. Durch die Ausrichteinheit der Befestigungsvorrichtung können Ausrichtungsfehler vermieden werden.
Die Befestigungsvorrichtung kann als Befestigungsmittel einen Gewindeabschnitt zum Eingriff in ein Gewinde der Durchfüh- rungsöffnung für die Reinigungslanze und/oder Schrauben zur lösbaren Befestigung an der Außenseite des Strahltriebwerks aufweisen. Insbesondere kann der Gewindeabschnitt Teil einer Hohlschraube mit kegelförmig ausgeformten Kopf sein. Die Reinigungslanze kann durch die Hohlschraube hindurchgeführt wer- den, die wiederum in ein Innengewinde der Durchführungsöffnung eingreifen kann. Durch den kegelförmig ausgeformten Kopf ist es bei geeigneter Ausformung des entsprechenden Gegenstücks der Befestigungsvorrichtung möglich, das Gegenstück in einer für die gewünschte Ausrichtung der Führung geeigneten Lage an der Durchführungsöffnung zu befestigen und in dieser Lage zu sichern .
Die Befestigungsvorrichtung weist zwischen dem Befestigungsmittel bzw. einem gegenüber dem Strahltriebwerk ortsfest befestigten Teil der Befestigungsvorrichtung (bspw. dem Befesti- gungsmittel) und dem die Führung umfassenden Teil der Befesti¬ gungsvorrichtung einen beweglichen und/oder verformbaren Abschnitt auf, der die Ausrichtung die Führung ermöglicht. Die Ausrichteinrichtung kann unmittelbar auf diesen Abschnitt einwirken, indem bspw. die Lage der beiden Teile der Befesti- gungsvorrichtung zueinander über die Ausrichteinrichtung verändert werden kann.
Die Ausrichteinheit umfasst bevorzugt eine oder mehrere An¬ schlagflächen, die zum Anliegen an definierte Bauteile des Strahltriebwerks ausgestaltet und mit dem die Führung umfas- senden Teil der Befestigungsvorrichtung verbunden sind. Vorzugsweise ist dabei wenigstens ein Teil der Anschlagflächen einstellbar, bspw. mit Hilfe von Stellschrauben oder Gewindespindeln verschiebbar. Es ist auch möglich, dass das freie Ende einer Stellschraube unmittelbar eine einstellbare An¬ schlagfläche bildet. Durch die Anschlagflächen wird die Aus- richtung der Führung gegenüber der Außenseite des Strahltriebwerkes festgelegt, wobei die Einstellbarkeit der Anschlagflä¬ chen die Ausrichtung der Führung einstellbar macht.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Reinigen von Turbinenschaufeln einer Turbinenstufe eines Strahltriebwerks lässt sich die Position und Ausrichtung der Austrittsöffnung der Reinigungslanze durch die erfindungsgemäß vorgesehene Aus- richtbarkeit der Führung sowie der reproduzierbaren Positionierung der Reinigungslanze gegenüber der Führung zuverlässig auf eine Vorgabe einstellen. Die dafür erforderliche korrekte Ausrichtung der Führung lässt sich durch Ausrichtung der Führung gegenüber Komponenten des Triebwerks, deren Position als zuverlässige Referenz herangezogen werden kann, erreichen, bspw. indem Anschlagflächen an diesen Komponenten anliegen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, die korrekte Aus- richtung der Führung durch Vermessung, bspw. über Laser, oder über an der Führung angeordneten Ausrichthilfen, bspw. Dosenlibellen, zu finden.
Es ist bevorzugt, wenn die Vorrichtung eine Führungsmechanik umfasst, mit der sich die Reinigungslanze entlang der Führung bewegen lässt. Die Führungsmechanik ist dabei vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sie das Austrittsende der Reini¬ gungslanze in eine Richtung radial zur Achse des Rotors des Strahltriebwerks, vorzugsweise linear, bewegt. Die Bewegung kann bspw. durch die Einschränkung der Bewegbarkeit der Reini- gungslanze auf einen entsprechenden einzelnen Freiheitsgrad erreicht werden. Dabei ist selbstverständlich, dass die ge- wünschte Bewegung am Austrittsende der Reinigungslanze regel¬ mäßig nur auftreten wird, wenn die Führung gemäß den jeweili¬ gen Vorgaben ausgerichtet ist.
Die Führungsmechanik kann einen Kurbeltrieb zum Einbringen der Bewegung entlang der Führung aufweisen. Durch einen entsprechenden Kurbeltrieb lässt sich eine pendelnde Bewegung des Austrittsendes der Reinigungslanze erreichen, die für eine gleichmäßige Reinigung der Turbinenschaufel vorteilhaft ist. Dies gilt insbesondere für eine sog. stochastische Reinigung, bei der die Reinigung aller Turbinenschaufeln einer Stufe gemeinsam erfolgt. Hierzu wird die Turbinenstufe mit den zu rei¬ nigenden Turbinenschaufeln kontinuierlich gedreht und der aus der Austrittsöffnung der Reinigungslanze austretende Strahl des Reinigungsmediums kontinuierlich pendelnd in eine Richtung senkrecht zur Drehachse der Turbinenstufe hin und her bewegt wird, sodass nach einem ermittelbaren Zeitraum der Strahl des Reinigungsmediums wenigstens einmal über sämtliche von dem Strahl grundsätzlich zu erreichenden Bereichen jeder Turbinenschaufel der Turbinenstufe geführt wurde. Durch geeignete Wahl der Drehgeschwindigkeit der Turbinenstufe sowie der Pendelge¬ schwindigkeit kann auch eine über die Länge der einzelnen Turbinenschaufeln gleichmäßige Reinigung sichergestellt werden.
Damit die Vorrichtung variabel für unterschiedliche Trieb¬ werksmodelle eingesetzt werden kann, kann die Reinigungslanze austauschbar und/oder die Kurbel des Kurbeltriebs längeneinstellbar sein. Durch den Austausch der Reinigungslanze lässt sich die Vorrichtung an unterschiedliche Triebwerksgeometrien anpassen. Über die Längeneinstellung des Kurbeltriebs lässt sich der Hubbereich der Vorrichtung an die Länge der zu reini- genden Turbinenschaufeln anpassen. Es sind im Übrigen auch andere Führungsmechaniken möglich, bspw. Führungsmechaniken umfassend ein Schraubgetriebe. Der Hubbereich der Vorrichtung lässt sich dann frei über die Führungsmechanik steuern. Die Führungsmechanik kann manuell, bspw. per Handkurbel, ange¬ trieben werden. Es ist aber bevorzugt, wenn die Führungsmecha¬ nik eine steuerbaren Antrieb, vorzugsweise einen Schrittmotor, zum Bewegen der Reinigungslanze entlang der Führung umfasst. Sofern ein Kurbeltrieb vorhanden ist, kann der Antrieb auf den Kurbeltrieb wirken; im Falle eines Schraubgetriebes auf die Gewindespindel .
Zur einfacheren Handhabung ist die Vorrichtung vorzugsweise in Baugruppen zerlegbar. Dadurch muss die Vorrichtung nicht in einem einzigen Schritt und als Ganzes an dem Strahltriebwerk befestigt werden, was aufgrund des erforderlichen Einfädeins der Reinigungslanze in die Öffnung des Strahltriebwerks ggf. schwierig ist, sondern es ist vielmehr möglich, die zu Baugruppen der Vorrichtung zusammengefasste Komponenten nacheinander zu montieren. Beispielsweise kann die Reinigungslanze eine Baugruppe bilden, während die Führung einer anderen Bau¬ gruppe zugeordnet ist. Auch kann durch eine Zerlegbarkeit der Vorrichtung die Lager- und Transportfähigkeit der Vorrichtung verbessert werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist bevorzugt zur Reinigung mit einem Reinigungsmedium umfassend Kohlendioxid ausgestal¬ tet. Das Kohlendioxid kann in Form von Pellets vorliegen, die mit Hilfe eines Treibgases durch die Reinigungslanze gefördert werden. Es ist aber auch möglich, flüssiges Kohlendioxid als Vorstufe des Reinigungsmediums vorzusehen. Das flüssige Koh- lendioxid erstarrt beim Austritt aus der Reinigungslanze we¬ nigstens teilweise und bildet eine feste Komponente in Form von Kohlendioxidflocken.
Zur Verbesserung der Reinigungswirkung bei einem solchen Rei- nigungsmedium kann vorgesehen sein, die Turbinenschaufel vor der Reinigung mit entsprechendem Reinigungsmedium zu erwärmen. Die bereits gute Reinigungswirkung des Reinigungsmediums wird dadurch weiter gesteigert. Durch ein vorhergehendes Erwärmen der Turbinenschaufel wird nämlich die Temperaturdifferenz zwi- sehen Reinigungsmedium und Reinigungsbereich erhöht, was zum Aufbrechen und Abplatzen von Verunreinigungen beiträgt.
Zur Erwärmung der Turbinenschaufeln kann heißes Gas, insbesondere heiße Luft, verwendet werden. Das heiße Gas kann dabei durch dieselbe Reinigungslanze zu den Turbinenschaufeln gelei- tet werden, durch die anschließend das Reinigungsmedium, bspw. Druckgas mit Kohlendioxid, geführt wird.
Um hierbei ein Vermengen des Reinigungsmediums mit dem heißen Gas zu verhindern, weist die Vorrichtung vorzugsweise ein Umschaltventil zum wahlweise Zuleiten zweier Medien zum Zulei- tungsanschluss der Reinigungslanze auf, wobei das Umschaltven¬ til derart ausgestaltet ist, dass es von dem zweiten Einlass des Umschaltventils diskret auf den ersten Einlass umschaltet, wenn ausreichender Druck am ersten Einlass oder einem Steuer- einlass anliegt. „Diskret umschalten" bedeutet in diesem Zu- sammenhang, dass zu keinem Zeitpunkt während des Umschaltens von einem auf den anderen Einlass beide Einlässe auch nur zum Teil gleichzeitig geöffnet sind.
Durch die Umschaltvorrichtung wird vermieden, dass das am zweiten Einlass des Umschaltventils anliegende Medium - bspw. heißes Gas - mit dem am ersten Einlass anliegenden Medium in Kontakt kommt. Im Falle von Reinigungsmedium umfassend festes Kohlendioxid am ersten Einlass kann so ein ungewolltes Subli- mieren und Verklumpen des Kohlendioxids vermieden werden.
Es ist bevorzugt, wenn das Umschaltventil ein Rückstellelement aufweist, welches das Umschaltventil diskret vom ersten Ein¬ lass auf den zweiten Einlass umschaltet, wenn am ersten Einlass oder einem Steuereinlass kein ausreichender Druck mehr anliegt. Durch ein entsprechendes Rückstellelement wird das Umschaltventil auf den zweiten Einlass geschaltet, wenn am ersten Einlass oder dem Steuereinlass kein ausreichender Druck mehr anliegt. Wird das Umschaltventil unmittelbar über den ersten Einlass gesteuert, ist dies mit einem fehlenden Zufluss durch diesen Einlass gleichzusetzen. In jedem Fall kann durch das Umschaltventil ein Rückfluss in den ersten Einlass verhin- dert werden.
Selbstverständlich kann das Umschaltventil auch bei beliebig anderen Medien als die lediglich beispielhaft genannte Kombi¬ nation aus Reinigungsmedium umfassend Kohlendioxid und heißem Gas verwendet werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Reinigung von Turbinenschaufeln einer Turbinenstufe, während das Strahltriebwerk am Flugzeug verbleibt (on-wing) . Als Durchführungs¬ öffnung für die Reinigungslanze kann bspw. eine Zündkerzenöff¬ nungen, eine Kraftstoffeinspritzdüsenöffnung und/oder eine Bo- roskopöffnung am Gehäuse des Strahltriebwerks genutzt werden.
Die Erfindung wird nun anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft be¬ schrieben. Es zeigen:
Figur 1: ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung; Figur 2a-c: schematische Darstellung einer Verwendung der Vorrichtung aus Figur 1 ;
Figur 3: ein Umschaltventil zur Vorrichtung gemäß Figuren
1 und 2 ; und Figuren 4,5: Schnittdarstellungen des Umschaltventils gemäß
Figur 3 in unterschiedlichen Schaltpositionen.
In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfin¬ dungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Reinigen von Turbinenschaufeln 82 einer Turbinenstufe 81 eines Strahltriebwerks 80 darge- stellt.
Die Vorrichtung 1 umfasst eine Reinigungslanze 2, die durch eine seitliche Öffnung 83 in ein Strahltriebwerk 80 eingeführt werden kann. Die Reinigungslanze 2 weist an ihrem, in das Strahltriebwerk 80 einzuführenden Ende eine Austrittsöffnung 3 auf, aus der Reinigungsmedium - bspw. Luft mit festem Kohlendioxid - unter hohem Druck austreten kann. Das Reinigungsmedium wird über einen Zuleitungsanschluss 4 an dem anderen Ende der Reinigungslanze 2 zugeführt.
Die Reinigungslanze 2 ist in einer Führung 10 linear geführt. Dazu ist die Reinigungslanze 2 fest mit einem Mitnehmer 5 ver¬ bunden, der spielfrei an einer Linearführung 11 geführt ist, sodass sich die Reinigungslanze 2 ausschließlich in die durch den Pfeil 90 angedeutete Richtung bewegen lässt. Die Reini¬ gungslanze 2 weist - sofern in der Führung 10 geführt - also nur einen reinen Translationsfreiheitsgrad auf, wodurch die Reinigungslange 2 eindeutig und reproduzierbar gegenüber der Führung 10 zu positionieren ist - nämlich durch entsprechendes Verfahren entlang der Führung 10. Die Vorrichtung 1 umfasst weiterhin eine Hohlschraube 21 mit kegelförmig ausgeformten Kopf 22, die zusammen mit einem Gegenstück 23 eine Befestigungsvorrichtung 20 bildet, über die die Vorrichtung 1 an der Außenseite eines Strahltriebwerks 80 befestigt werden kann. Wie nachfolgend noch anhand der Figuren 2a-c erläutert wird, gestattet der kegelförmig ausgeformte Kopf 22 der Hohlschraube 21 eine Befestigung der Vorrichtung 1 in der gewünschten Ausrichtung der Führung 10, da zwischen der Hohlschraube 21 als ein Teil der Befestigungsvorrichtung 20 und dem Gegenstück 23 als weiteren Teil der Befestigungsvorrichtung 20 ein beweglicher Abschnitt geschaffen ist.
Des Weiteren ist bei der Vorrichtung 1 noch eine Ausrichteinheit 30 als Teil der Befestigungsvorrichtung 20 vorgesehen. Die Ausrichteinheit 30 ist fest mit dem Gegenstück 23 der Be- festigungsvorrichtung 20 verbunden und weist mehrere Anschlagflächen 31 in Form von den freien Enden 32 von Stellschrauben 33 auf. Darüber hinaus sind die Stellschrauben 33 noch an einem entlang einer Linearführung 34 verschiebbaren Schlitten 35 angeordnet, wobei der Schlitten 35 in einer beliebigen Posi- tion entlang der Linearführung 34 feststellbar ist.
Die Vorrichtung 1 umfasst auch eine Führungsmechanik 40, mit der sich die Reinigungslanze 2 entlang der Führung 10 bewegen lässt, wodurch sich letztendlich auch das Austrittsende 3 der Reinigungslanze 2 parallel zur Richtung 90 linear bewegen lässt.
Die Führungsmechanik 40 umfasst einen Kurbeltrieb 41, dessen Pleuel 42 an seinem einen Ende schwenkbar an dem Mitnehmer 5 befestigt ist. An seinem anderen Ende ist der Pleuel 42 dreh¬ bar mit einem von der Kurbelachse entfernt angeordneten Kur- beizapfen an einer Kurbel 43 angebunden, wobei die Kurbel 43 wiederum drehbar um die Kurbelachse gelagert ist. Über die Stellschraube 44 lässt sich der Abstand zwischen Kurbelzapfen und Kurbelachse verändern, wodurch der von dem Mitnehmer 5 ausgeführte Hub in seiner Länge eingestellt werden kann.
Zur Betätigung des Kurbeltriebs 41 ist eine Handkurbel 45 vor- gesehen. Es ist aber auch möglich, anstelle der Handkurbel 45 einen steuerbaren Antrieb vorzusehen.
Wie nachfolgend aus der Erläuterung der Figuren 2a-c ersicht¬ lich, ist die Vorrichtung 1 gemäß Figur 1 in einzelne Baugrup¬ pen zerlegbar, wodurch die Verwendung der Vorrichtung 1 er- leichtert wird. Eine erste Baugruppe umfasst die Befestigungs¬ vorrichtung 20 mit Ausrichteinheit 30, eine zweite Baugruppe die Reinigungslanze 2 inkl. Mitnehmer 5. Die dritte Baugruppe umfasst die Führung 10, während die Führungsmechanik 40 die vierte Baugruppe bildet. In Figuren 2a-c ist eine typische Verwendung der Vorrichtung 1 aus Figur 1 schematisch dargestellt.
Beginnend mit Figur 2a wurde in einem ersten Schritt zunächst die erste Baugruppe umfassend Befestigungsvorrichtung 20 auf einer für die Durchführung der Reinigungslanze 2 vorgesehenen seitlichen Öffnung 83 des Strahltriebwerkes 80 - in diesem
Ausführungsbeispiel eine Zündkerzenhalterung - aufgelegt, mit dieser jedoch noch nicht fest verbunden. Anschließend wurde die Reinigungslanze 2 als zweite Baugruppe durch die Hohl¬ schraube 21 der Befestigungsvorrichtung 2 und anschließend durch die Öffnung 83 im Strahltriebwerk 80 geführt, sodass die Auslassöffnung 3 der Reinigungslanze 2 bereits grundsätzlich vor den zu reinigenden Turbinenschaufeln 82 angeordnet ist, ohne jedoch tatsächlich auf die Eintrittskanten der Turbinenschaufeln 82 ausgerichtet zu sein. Danach wird die Befestigungsvorrichtung 20 ausgerichtet und die Führung 10 wird fest mit der Befestigungsvorrichtung 20 verbunden, sodass die Ausrichtung der Führung 10 eindeutig durch die Ausrichtung der Befestigungsvorrichtung 20 definiert ist. In Figur 2b ist das Ergebnis der nachfolgend noch näher beschriebenen Schritte dargestellt.
Zunächst wird die Hohlschraube 21 in das Gewinde der Öffnung
82 im Strahltriebwerk 80 eingeschraubt, jedoch nicht festgezo¬ gen, sodass zwar die Position der Befestigungsvorrichtung 20 gegenüber dem Strahltriebwerk 80 und insbesondere der Öffnung
83 im Wesentlichen festgelegt ist, die Lage der Befestigungs¬ vorrichtung 20 aber durchaus noch veränderbar ist.
Anschließend wird der Schlitten 35 der Ausrichteinheit 30 in eine vorgegebene Position verfahren und dort fixiert. In die- ser Position des Schlittens 35 liegen die Anschlagflächen 31 an den freien Enden 32 der Schrauben 33 an einem Bauteil des Strahltriebwerks 80 - in diesem Fall einem Flansch des Gehäu¬ ses - an. Durch diese Anlage wird die korrekte Ausrichtung der Befestigungsvorrichtung 20 sichergestellt, in der die Befesti- gungsvorrichtung 20 anschließend durch das Anziehen der Hohlschraube 21 an dem Strahltriebwerk 80 endgültig befestigt wird .
Danach wird die Führung 10 an der Befestigungsvorrichtung 20 befestigt, wobei der Mitnehmer 5 der Reinigungslanze 2 in die Linearführung 11 eingeführt wird. Da die Befestigungsvorrichtung 20 über die Ausrichteinheit 30 ausgerichtet ist, gilt auch die damit fest verbundene Führungseinheit 10 als ausge¬ richtet, da sich die Führungseinheit 10 nur in einer vorgege¬ benen Position an der Befestigungseinrichtung 20 befestigten lässt. Zuletzt wird die Vorrichtung 1 noch wie in Figur 2c komplet¬ tiert, indem die Führungsmechanik 40 (nur teilweise darge¬ stellt) an der Führung 10 montiert wird. Durch die Führungsme¬ chanik 40 lässt sich der Mitnehmer 5 in einer pendelnden Bewe- gung linear entlang der Führungsschiene 11 bewegen, womit auch die Auslassöffnung 3 der Reinigungslanze 2 eine entsprechende Bewegung macht. Durch geeignete Ausrichtung der Reinigungslanze 2 durch entsprechende Ausrichtung der Führung 10 bzw. der Befestigungsvorrichtung 20 sowie geeignete Einstellung der Hublänge über die Stellschraube 44 des Kurbeltriebs lässt sich eine gute Reinigung der Turbinenschaufel 82 über deren gesamte Länge sicherstellen.
Die Vorrichtung 1 gemäß Figuren 1 und 2a-c ist zur Reinigung mit einem Reinigungsmedium umfassend Kohlendioxid, welches spätestens bei Austritt des Reinigungsmediums aus der Reini¬ gungslanze Trockeneisflocken bildet, ausgestaltet, wobei vor dem Durchleiten von Reinigungsmedium durch die Reinigungslanze 2 Heißluft zum Erwärmen der zu reinigenden Turbinenschaufeln 83 geblasen wird. Um ein Vermischen von Reinigungsmedium und Heißluft zu vermeiden, ist vor dem Zuleitungsanschluss 4 der Reinigungslanze 2 (vgl. Figur 1) ein Umschaltventil 50 gemäß Figuren 3 und 4 vorgeschaltet .
Das Umschaltventil 50 weist einen ersten Einlass 51 für das Reinigungsmedium, einen zweiten Einlass 52 für die Heißluft, eine Steuereinlass 53 sowie einen Auslass 54 auf. Der Auslass 54 ist unmittelbar mit dem Zuleitungsanschluss 4 der Reinigungslanze 2 verbunden (nicht dargestellt) . Das Umschaltventil 50 ist zum diskreten Umschalten zwischen dem ersten und dem zweiten Einlass 51, 52 aufgrund eines Steu¬ erdrucks an dem Steuereinlass 53 ausgebildet. In anderen Wor¬ ten ist das Umschaltventil 50 derart ausgestaltet, dass sich über die beiden Einlasse 51, 52 zugeführten Medien zu keinem Zeitpunkt - auch nicht während eines Umschaltvorgangs - im Be¬ reich der Umschaltventils 50 vermengen können oder es gar zu einem Rückfluss eines aus einem Einlass einströmenden Mediums in den jeweils anderen Einlass kommt. In der Schnittdarstellung gemäß Figur 4 ist das Innere des Umschaltventils 50 dargestellt. Das Umschaltventil 50 umfasst einen Kolben 55, mit zwei Leitungsdurchführungen 56, 57. Die eine Leitungsdurchführungen 56 ist gewinkelt, sodass die in der in Figur 4 gezeigten Stellung des Ventils in Richtung aus der Blattebene heraus durch den Einlass 52 strömende Heißluft zum Auslass 54 hin umgeleitet wird. Die andere Leitungsdurch¬ führungen 57 verbindet in der in Figur 5 gezeigten Stellung den Einlass 51 für das Reinigungsmedium mit dem Auslass 54.
Die beiden Leitungsdurchführungen 56, 57 sind derart ausge- staltet, dass in keiner Stellung des Kolbens 55 zwischen den beiden in Figuren 4 und 5 gezeigten Endstellungen beide Ein- lässe 51, 52 gleichzeitig mit dem Auslass 54 verbunden wären. Vielmehr gibt es eine Zwischenstellung des Kolbens 55, in der keiner der beiden Einlässe 51, 52 mit dem Auslass verbunden ist.
Die Steuerung des Umschaltventils 50 erfolgt über die Steuer¬ leitung 53. Liegt an dem Steuereinlass 53 kein ausreichender Druck an, wird der Kolben 55 durch die Feder 58 in die in Figur 4 dargestellte Position gedrückt, in der der zweite Ein- lass 52 mit dem Auslass 54 verbunden ist. Wird der Steuereinlass 53 mit Druck beaufschlagt, der aus¬ reicht, um die Federkraft der Feder 58 zu überwinden, verschiebt sich der Kolben 55 in die in Figur 5 gezeigte Posi¬ tion, womit der Einlass 51 für das Reinigungsmedium mit dem Auslass verbunden ist.
Die Beaufschlagung des Steuereinlass 53 kann durch einen Bypass von der mit dem Einlass 51 verbundenen Leitung erfolgen. In dem Fall schaltet das Umschaltventil 50 auf den ersten Ein¬ gang 51 sobald an diesem ein ausreichender Druck anliegt, um die Federkraft der Feder 58 über den Bypass zum Steuereinlass 53 zu überwinden.

Claims

Patentansprüche
Vorrichtung (1) zum Reinigen von Turbinenschaufeln (82) ei ner Turbinenstufe (81) eines Strahltriebwerks (80), umfas¬ send eine Reinigungslanze (2) zum Einführen in ein Strahltriebwerk (80) durch eine Durchführungsöffnung (83) mit ei ner Austrittsöffnung (3) an ihrem einen Ende und einem Zu- leitungsanschluss (4) zur Zufuhr von Reinigungsmedium an ihrem anderen Ende,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung (1) eine Führung (10) für die Reinigungs¬ lanze (2) zur eindeutigen und reproduzierbaren Positionierung und Ausrichtung der Reinigungslanze (2) und eine Be¬ festigungsvorrichtung (20) zur lösbaren Befestigung der Führung (10) an der Außenseite des Strahltriebwerks (80) umfasst, wobei die Befestigungsvorrichtung (20) eine Aus¬ richteinheit (30), mit der die Führung (10) auf eine vorge gebene Ausrichtung gegenüber der Außenseite des Strahltriebwerks (80) einstellbar ist, aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Führung (10) zur Einschränkung der Bewegbarkeit der Reinigungslanze (2) auf einen Freiheitsgrad ausgebildet ist, wobei der Freiheitsgrad vorzugsweise derart ausgestal tet ist, dass durch Bewegung entlang des einen Freiheitsgrades das Austrittsende (3) der Reinigungslanze
(2) in eine Richtung radial zur Achse des Rotors des Strahltrieb¬ werks (80), vorzugsweise linear, bewegt wird.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Befestigungsvorrichtung (20) als Befestigungsmittel ei- nen Gewindeabschnitt zum Eingriff in ein Gewinde der Durchführungsöffnung (83) für die Reinigungslanze (2) umfasst, wobei der Gewindeabschnitt vorzugsweise Teil einer Hohl¬ schraube (21) mit kegelförmig ausgebildetem Kopf (22) ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Ausrichteinheit (30) eine oder mehrere Anschlagflächen (31), die zum Anliegen an das Strahltriebwerk (80) ausgestaltet sind, umfasst, wobei wenigstens ein Teil der An¬ schlagflächen (31) vorzugsweise einstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung (1) eine Führungsmechanik (40) umfasst, mit der sich die Reinigungslanze (2) entlang der Führung (10) bewegen lässt, wobei die Führungsmechanik (40) vorzugsweise derart ausgestaltet ist, dass sie das Austrittsende (3) der Reinigungslanze (2) in eine Richtung radial zur Achse des Rotors des Strahltriebwerks (80), vorzugsweise linear, be¬ wegt .
Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Führungsmechanik (40) einen Kurbeltrieb (41) zum Bewegen der Reinigungslanze (2) entlang der Führung (10) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kurbel (43) des Kurbeltriebs (41) längeneinstellbar ist .
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsmechanik (40) eine steuerbaren Antrieb, vorzugsweise einen Schrittmotor, zum Bewegen der Reinigungslanze (2) entlang der Führung (10) aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung (1) in Baugruppen zerlegbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung (1) ein Umschaltventil (50) zum wahlweise Zuleiten zweier Medien zum Zuleitungsanschluss (4) der Reinigungslanze (2) aufweist, wobei das Umschaltventil (50) derart ausgestaltet ist, dass es von einem zweiten Einlass (52) des Umschaltventils (50) auf den ersten Einlass (51) umschaltet, wenn ausreichender Druck am ersten Einlass (51) oder einem Steuereinlass (53) anliegt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Umschaltventil (50) ein Rückstellelement, vorzugsweise eine Feder (58) aufweist, welches das Umschaltventil (50) vom ersten Einlass (51) auf den zweiten Einlass (52) umschaltet, wenn am ersten Einlass (51) oder einem Steuereinlass (53) kein ausreichender Druck anliegt.
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