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Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung und eine Anordnung zum Reinigen der Core Engine eines Strahltriebwerks.
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Strahltriebwerke von kommerziellen Unterschallverkehrsflugzeugen sind heute weit überwiegend sogenannte Turbofan-Strahltriebwerke. Ein solches Turbofan-Triebwerk besitzt eine sogenannte Core Engine, in der der eigentliche Verbrennungsprozess des Kerosins abläuft. Die Core Engine besitzt in bekannter Weise eine oder mehrere Kompressorstufen, eine Brennkammer, sowie eine oder mehrere Turbinenstufen, in denen die heißen Verbrennungsgase einen Teil ihrer mechanischen Energie abgeben. Diese mechanische Energie wird zum einen für den Antrieb der Kompressorstufen benötigt, zum anderen wird ein stromauf vor der Core Engine angeordneter sogenannter Turbofan angetrieben, der in der Regel einen erheblich größeren Durchmesser als die Core Engine aufweist und einen erheblichen Teil der das Triebwerk insgesamt durchströmenden Luft als sogenannten Mantel- oder Nebenluftstrom an der Core Engine vorbeiströmen lässt. Der Turbofan bringt über diesen Mantelluftstrom einen erheblichen Teil der Schubleistung des Triebwerks auf, ferner sorgt der hohe Mantelluftstromanteil für eine bessere Umweltverträglichkeit des Triebwerks, insbesondere einen besseren Wirkungsgrad bei Unterschallgeschwindigkeiten, sowie eine verbesserte Geräuschdämmung des heißen Abgasstroms der Core Engine.
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Strahltriebwerke werden im Betrieb durch Verbrennungsrückstände der Core Engine sowie durch mit der Verbrennung bzw. Mantelluft angesaugte Luftverunreinigungen wie beispielsweise Staub, Insekten, Salznebel oder sonstigen Umweltverunreinigungen kontaminiert. Diese Verunreinigungen bilden insbesondere auch auf den Rotor- und/oder Statorblades des Kompressors der Core Engine einen Belag, der die Oberflächengüte und damit letztendlich den thermodynamischen Wirkungsgrad des Triebwerks beeinträchtigt.
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Zum Entfernen der Verunreinigungen werden Strahltriebwerke gereinigt. Aus
WO 2008/113501 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, eine Vorrichtung und eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ein wirksames und effizientes Reinigen der Core Engine eines Strahltriebwerks ermöglichen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das flüssige Reinigungsmedium aus der Düseneinrichtung mit einem Druck von weniger als 20 bar ausgebracht wird.
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Zunächst seien einige im Rahmen der Erfindung verwendete Begriffe erläutert. Der Begriff Strahltriebwerk bezeichnet jegliche mobilen Gasturbinen für Luftfahrtanwendungen. Im Rahmen der Erfindung bezeichnet der Begriff insbesondere Turbofan-Triebwerke, bei denen die eigentliche Gasturbine eine sogenannte Core Engine bildet und stromauf der Core Engine ein im Durchmesser größerer Turbofan angeordnet ist, der einen Mantelluftstrom um die Core Engine erzeugt. Der Begriff Core Engine bezeichnet die eigentliche Gasturbine des Strahltriebwerks, in der der Verbrennungsprozess des Treibstoffs, insbesondere Kerosins, stattfindet. Eine solche Core Engine weist in der Regel eine oder mehrere Kompressorstufen, eine Brennkammer sowie ein oder mehrere Turbinenstufen auf, die von den heißen Verbrennungsgasen angetrieben werden.
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Die Düseneinrichtung weist eine oder mehrere Düsen für das Reinigungsmedium auf. Bevorzugt weist sie wie unten noch näher erläutert Mittel zur drehfesten Verbindung dieser Düseneinrichtung und damit der Düsen mit der Welle des Fans des Strahltriebwerks auf.
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Als flüssiges Reinigungsmedium wird bevorzugt Wasser oder eine wässrige Lösung verwendet. Das flüssige Reinigungsmedium kann, wie unten näher erläutert, bevorzugt dispergiert mit einem gasförmigen Medium ausgebracht werden.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das flüssige Reinigungsmedium aus der Düseneinrichtung bzw. deren Düsen mit einem Druck von weniger als 20 bar ausgebracht wird. Dies bedeutet, dass das flüssige Reinigungsmedium diesem Düsen mit einem Druck von weniger als 20 bar zugeführt wird.
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Die Erfindung hat erkannt, dass überraschenderweise das Ausbringen von flüssigem Reinigungsmedium mit einem erfindungsgemäß niedrigen Druck eine wirksame Reinigung bei geringem Verbrauch von Reinigungsmedium ermöglicht.
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Im Stand der Technik wird das Reinigungsmedium unter hohem Druck in das Triebwerk eingebracht. Dies wurde für erforderlich gehalten, um zum einen die Reinigung durch den kinetischen Effekt des Aufpralls zu unterstützen und zum anderen das Reinigungsmedium mit hinreichender Geschwindigkeit in das Triebwerk hinein zu fördern.
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Die vorliegende Erfindung hat erkannt, dass diese Vorgehensweise des Stands der Technik dazu führt, dass zum einen die kinetische Energie zum größten Teil beim Aufprall auf die Fanblades oder die erste Stufe der Core Engine verpufft und zum anderen das Reinigungsmedium nicht hinreichend fein verteilt wird, so dass eine unzureichende Benetzung der zu reinigenden Oberflächen erfolgt. Dies erfordert die Verwendung relativ hoher Volumina für eine ausreichende Reinigung.
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Das erfindungsgemäße Einbringen mit geringem Druck erlaubt eine feinere Verteilung des Mediums bereits vor dem Aufprall auf die erste zu reinigende Oberfläche und bewirkt eine bessere Benetzung der Oberflächen mit geringeren Flüssigkeitsvolumina. Die Erfindung hat ebenfalls erkannt, dass der beim erfindungsgemäßen Reinigen induzierte Luftstrom durch das Triebwerk (beispielsweise bewirkt durch das sogenannte Dry Cranking) ausreicht, um das flüssige Reinigungsmedium durch das gesamte Triebwerk zu tragen, ohne dass es dazu einer hohen kinetischen Energie des Reinigungsmediums vor dem Triebwerk bedarf.
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Vorzugsweise liegt der Druck zwischen 0,5 und weniger als 20 bar, weiter vorzugsweise zwischen 0,5 und 15 bar, weiter vorzugsweise 0,5 und 10 bar, weiter vorzugsweise 0,5 und 6 bar. Mit diesem geringen Druck lässt sich eine wirksame Reinigung unter Einsatz geringer Flüssigkeitsmengen erreichen.
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Der Durchsatz an flüssigem Reinigungsmedium bei dem erfindungsgemäßen Verfahren beträgt bevorzugt 1 bis 25 l/min, weiter vorzugsweise 1 bis 10 l/min.
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Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass die Austrittsöffnungen der Düsen vom Triebwerk hinreichend beabstandet sind, so dass die austretende Flüssigkeit sich hinter den Düsen fein verteilen kann. Bevorzugt weisen die Austrittsöffnungen der Düsen in Axialrichtung des Triebwerks einen Abstand von 1 bis 25 cm, vorzugsweise 4 bis 15 cm zu den Inlet Guide Vanes der ersten Statorstufe auf.
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Die Düsen sind bevorzugt als Flachstrahldüsen, Hohlkegeldüsen oder Vollstrahldüsen ausgebildet. Hohlkegeldüsen erzielen einen guten Reinigungseffekt bei niedrigem Druck und geringem Flüssigkeitsverbrauch.
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Kegeldüsen weisen einen im Wesentlichen rotationssymmetrischen Sprühstrahl auf, der die Form eines Hohlkegels (Hohlkegeldüsen) oder Vollkegels (Vollkegeldüsen) aufweist. Die Hauptaustrittsrichtung entspricht der Symmetrieachse des Kegels.
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Flachstrahldüsen weisen einen flachen Sprühstrahl aus, der in einer ersten Raumrichtung senkrecht zur Hauptaustrittsrichtung einen wesentlich größeren Sprühwinkel bzw. Öffnungswinkel aufweist als in einer zweiten Raumrichtung senkrecht zur Hauptaustrittsrichtung und der ersten Raumrichtung. Der kleine (spitze) Öffnungswinkel kann beispielsweise 1° bis 5° betragen.
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Erfindungsgemäß sind unter den Kegeldüsen die Vollkegeldüsen bevorzugt.
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Die Erfindung hat erkannt, dass die Kombination von Flachstrahldüsen und Kegeldüsen, insbesondere Vollkegeldüsen, die Reinigungsleistung in der Core Engine deutlich verbessert. Flachstrahldüsen bewirken eine gute Reinigungsleistung im vorderen (stromauf befindlichen) Verdichterbereich. Kegeldüsen bewirken eine bessere Reinigung im hinteren (stromab befindlichen) Bereich der Core Engine, da sie bei ansonsten gleichen Betriebsbedingungen (Zufuhrmenge und Druck des Reinigungsmediums) flüssiges Reinigungsmedium feiner zerstäuben und langsamer austreten lassen. Auf diese Weise kann das Reinigungsmedium besser der Strömung durch die Core Engine folgen und als fein verteilte Tröpfchen tiefer eindringen.
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Bevorzugt verwendet das erfindungsgemäße Verfahren wenigstens je eine, bevorzugt je zwei Flachstrahldüsen und Vollkegeldüsen. Die Kombination von zwei Flachstrahldüsen und zwei Vollkegeldüsen ergibt eine besonders gute Reinigungsleistung.
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Es ist weiter bevorzugt, dass die Strahlachse der Düsen einen Anstellwinkel mit der Drehachse des Triebwerks einschließt. Dies bedeutet, dass die Strahlrichtung nicht parallel zur Drehachse erfolgt, sondern mit dieser Achse einen Winkel einschließt. Die Strahlrichtung weicht um diesen Winkel von der Axialrichtung ab. Bevorzugt ist es, wenn sich dieser Winkel nach dem Anstellwinkel der vorderen Kompressorblades der Core Engine richtet. In der Regel handelt es sich dabei um Statorblades bzw. Inlet Guide Vanes, die bei einer passenden Einstellung des Strahlwinkels zu deren Einstellwinkel teilweise durchstrichen werden können, so dass es zu einer wirksameren Reinigung der dahinter angeordneten Teile der Core Engine kommt.
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Bevorzugt ist es, dass jede Düse einen Sprühwinkel von 20° bis 120°, vorzugsweise 60° bis 90° aufweist. Der Begriff Sprühwinkel bezeichnet den größten Öffnungswinkel des Sprühkegels bzw. Sprühfächers.
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Bevorzugt schließt die Strahlachse der Düsen einen Anstellwinkel mit der Drehachse ein, der -45 bis +45°, vorzugsweise -5 bis 30° beträgt. Ein negatives Vorzeichen des Winkels bezeichnet eine von der Rotationsachse weg nach außen weisende Hauptaustrittsrichtung. Ein positives Vorzeichen des Winkels bezeichnet eine zur Rotationsachse hin nach innen weisende Hauptaustrittsrichtung, die im Regelfall bevorzugt ist. Es handelt sich um Winkel, die bei gängigen Strahltriebwerken ermöglichen, dass das Reinigungsmedium möglichst tief in die Core Engine eindringt. Erfindungsgemäß können eine Mehrzahl von Düsen auch unterschiedliche Winkel mit der Drehachse aus den genannten Bereichen einschließen. Es kann beispielsweise ein Teil der Düsen einen verhältnismäßig geringen Winkel mit der Drehachseeinschließen. Dieser flache Winkel ermöglicht ein relativ tiefes Eindringen in das Kerntriebwerk; es treten nur minimale Verluste an der inneren und äußeren Verdichterbegrenzung auf.
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Bevorzugt weisen die Austrittsöffnungen der Düsen einen Abstand zur Eintrittsebene der Inlet Guide Vanes der Core Engine von 1 bis 25 cm, vorzugsweise 4 bis 15 cm auf.
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Die Erfindung hat erkannt, dass die Wahl dieses Abstands maßgeblich dazu beitragen kann, dass der Sprühstrahl bereits vor dem Eintreten in die Core Engine den gewünschten Verteilungsgrad bzw. die gewünschte Tröpfchengröße erreicht, so dass zum einen die vollständige Breite und Höhe der Eintrittsöffnung bzw. der Inlet Guide Vanes der Core Engine überstrichen werden können und zum anderen der Eintritt mit dem gewünschten Verteilungsgrad bzw. Zerteilungsgrad erfolgt, so dass die gewünschte Reinigungswirkung eintritt.
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Besonders vorteilhaft ist im Rahmen des Verfahrens die Kombination dieses Abstandsbereichs mit den oben definierten bevorzugten Bereichen des Winkels α. Bevorzugt ist es in diesem Zusammenhang, dass innerhalb des genannten Bereichs der Abstand der Düsen von der Eintrittsebene der Inlet Guide Vanes so gewählt wird, dass bei dem gegebenen Öffnungswinkel (Sprühwinkel) α die Inlet Guide Vanes vom Sprühkegel vollflächig erfasst werden. Dabei ist bevorzugt die Mittelachse des Sprühkegels im Wesentlichen mittig auf die Inlet Guide Vanes ausgerichtet.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens schließt die Hauptaustrittsrichtung jeder Düse mit der Profilsehne der Inlet Guide Vanes der Core Engine einen Winkel β von -75° bis 75°, vorzugsweise - 35° bis 35° ein. Diese Anpassung der Hauptaustrittsrichtung relativ zur Profilsehne der Inlet Guide Vanes erlaubt einen besseren Durchtritt des Sprühnebels durch den vorderen Bereich bzw. die vorderen Verdichterstufen der Core Engine.
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Alternativ kann ein entsprechender Winkel anstelle auf die Profilsehne auf die Rotationsachse bezogen definiert werden. Beispielsweise ist beim Triebwerksmuster CF6-50 ein Winkel β von -27° bezogen auf die Profilsehne bevorzugt, dies entspricht einem Winkel von 0° bezogen auf die Rotationsachse.
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Bevorzugt beträgt die mittlere Tropfengröße des ausgebrachten flüssigen Reinigungsmediums 0,01 bis 0,5 mm, vorzugsweise 0,01 bis 0,15 mm. Diese feine Verteilung erlaubt eine wirksame Benetzung der Oberflächen mit geringen Flüssigkeitsmengen.
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Bevorzugt weist die Düseneinrichtung wenigstens eine Zweistoffdüse auf, die mit flüssigem Reinigungsmedium und einem Gas gespeist wird. Mittels des Gases kann die Flüssigkeit besser und feiner zerteilt werden, die Verwendung einer Zweistoffdüse erleichtert daher das Ausbringen einer feinen Dispersion des flüssigen Reinigungsmediums in Gas.
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Ein geeigneter Druck des Gases bei der Beaufschlagung der Zweistoffdüse beträgt bevorzugt 20 bar oder weniger, weiter vorzugsweise 0,4 bis 20 bar, weiter vorzugsweise 0,4 bis 9 bar. Er liegt somit in einem ähnlichen Bereich wie der bevorzugte Druck des flüssigen Reinigungsmediums.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt bei einem dry-cranking bzw. Rotierenlassen des Strahltriebwerks durchgeführt. Dies erfolgt bevorzugt mit einer Drehzahl von 50 bis 500 min-1, vorzugsweise 100 bis 300 min-1, weiter vorzugsweise 120 bis 250 min-1. Besonders bevorzugt ist eine Drehzahl zwischen 150 und 250 min-1. Das Reinigen kann auch im Leerlaufbetrieb des Triebwerks stattfinden, die Drehzahl beträgt dann bevorzugt 500 bis 1.500 min-1.
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Die Dauer des Reinigungsvorgangs beträgt bevorzugt 1 bis 15 min, weiter vorzugsweise 2 bis 10 min, weiter vorzugsweise 3 bis 7 min.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Ausgestaltung mit Zweistoffdüsen. Diese Vorrichtung weist eine Düseneinrichtung mit wenigstens einer Düse auf, die zum Einbringen von Reinigungsmedium in ein Strahltriebwerk ausgebildet ist, ferner Mittel zur drehfesten Verbindung mit der Welle des Turbofans eines Strahltriebwerks aufweist, und eine Drehkupplung, an die eine Zufuhrleitung anschließbar ist. Insoweit ist eine solche Vorrichtung bekannt aus
WO 2008/113501 A1 . Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Düse oder die Düsen als Zweistoffdüse ausgebildet ist/sind, dass die Drehkupplung zum Anschluss von zwei Zufuhrleitungen für flüssiges Reinigungsmedium und Gas ausgebildet ist, und dass getrennte Leitungsverbindungen für flüssiges Reinigungsmedium und Gas vom düsenseitigen Auslass der Drehkupplung zu dem Einlass der wenigstens einen Düse vorgesehen sind. In dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung erlaubt die Vorrichtung die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der vorteilhaften Variante, in der das flüssige Reinigungsmedium zusätzlich durch ein Gas fein dispergiert wird.
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Die Vorrichtung kann eine Versorgungseinrichtung aufweisen. Die Versorgungseinrichtung stellt Reinigungsmedium zur Verfügung (beispielsweise in einem oder mehreren Tanks) und kann mit Bedienungs- und Antriebseinrichtungen, Pumpen, Energiespeichern oder dergleichen versehen sein. Sie ist vorzugsweise als eine mobile, insbesondere fahrbare Einheit ausgebildet.
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Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass die getrennten Leitungsverbindungen für flüssiges Reinigungsmedium und Gas vom düsenseitigen Auslass der Drehkupplung zu dem Einlass der wenigstens einen Düse als konzentrische Rohr-in-Rohr-Leitung ausgebildet sind. Dies erlaubt eine stabile Konstruktion der Vorrichtung und ist aufgrund der verhältnismäßig geringen benötigten Volumina an flüssigem Reinigungsmedium ohne weiteres praktikabel.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann von externen Quellen mit Flüssigkeit und Druckgas gespeist werden. Beispielsweise kann sie einen Druckluftanschluss und gegebenenfalls geeignete Druckminderer aufweisen. Flüssigkeit kann ebenfalls von einem externen Vorrat zugeführt werden, dieser Vorrat kann gegebenenfalls bereits temperiert sein.
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Alternativ ist es möglich, dass Flüssigkeit und/oder Gas lokal bevorratet oder erzeugt (Druckluft) werden.
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Die Vorrichtung kann erfindungsgemäß einen Druckspeicher für Gas aufweisen. Dieser kann beispielsweise ein Volumen von 1 bis 50 1 und einen Druck aufweisen, der im Bereich des vorgesehenen Speisedrucks der Düsen liegt. Der Druck übersteigt demnach bevorzugt nicht 20 bar.
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Ein Vorratstank für flüssiges Reinigungsmedium kann erfindungsgemäß ein Volumen von 50 bis 250 l, vorzugsweise 50 bis 100 1 aufweisen.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung aus einem Strahltriebwerk und einer daran zur Vornahme einer Reinigung der Core Engine angebrachten erfindungsgemäßen Vorrichtung wie oben beschrieben. Dieser Anordnung weist folgende Merkmale auf:
- a. die Düseneinrichtung ist drehfest mit der Welle des Fans des Strahltriebwerks verbunden;
- b. die Drehachsen des Fans des Strahltriebwerk und der Düseneinrichtung sind im Wesentlichen konzentrisch angeordnet;
- c. die Austrittsöffnungen der Düsen (7) weisen in Axialrichtung des Triebwerks einen Abstand von wenigstens 5 cm zu den Inlet Guide Vanes der ersten Statorstufe auf.
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Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, dass diese Düsen nicht stationär im Bereich des Einlasses des Strahltriebwerks angeordnet sind, sondern drehfest mit der Welle des Fans verbunden sind und damit bei einem langsamen Durchdrehen des Triebwerks ohne Einspritzen von Kerosin (dem sogenannten dry-cranking) mit dem Fan mitrotieren können.
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Die Versorgungseinrichtung und die Düseneinrichtung sind über eine Leitungsverbindung miteinander verbunden. Diese Leitungsverbindung dient insbesondere der Zufuhr des (vorzugsweise unter Druck stehenden und ggf. erwärmten) Reinigungsmediums zu den Düsen der Düseneinrichtung. Die Leitungsverbindung ist bevorzugt flexibel und kann insbesondere einen ggf. druckfesten Schlauch aufweisen.
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Die Leitungsverbindung ist mittels einer Drehkupplung an die Düseneinrichtung angeschlossen. Der Begriff Drehkupplung ist funktionell zu verstehen und bezeichnet jegliche Einrichtung, die sich zum Herstellen einer hinreichend stabilen, bevorzugt druckfesten und flüssigkeitsdichten Verbindung zwischen dem stationären Teil der Leitungsverbindung und der mit dem Fan mitrotierenden Düseneinrichtung eignet. Zweck der Drehkupplung ist es, das Reinigungsmedium aus der stationären Versorgungseinrichtung in die mitdrehende Düseneinrichtung zu leiten und dann aus den Düsen austreten zu lassen.
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Die Massenverteilung der Düseneinrichtung ist bevorzugt rotationssymmetrisch um deren Drehachse. Auf diese Weise wird beim Mitrotieren der Düseneinrichtung keine wesentliche zusätzliche Unwucht eingebracht. Die Drehkupplung sitzt zu diesem Zweck bevorzugt im Wesentlichen zentrisch auf der Drehachse der erfindungsgemäßen Vorrichtung im montierten Zustand. Bevorzugt weist die Düseneinrichtung wenigstens zwei oder mehr Düsen auf, die bevorzugt rotationssymmetrisch um die Drehachse verteilt sind.
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Die Austrittsöffnung der Düsen ist bevorzugt im von der Drehkupplung wegweisenden axialen Endbereich der Düseneinrichtung angeordnet. Die Drehkupplung befindet sich bevorzugt im vorderen Bereich der Düseneinrichtung, d. h. in demjenigen Bereich, der im montierten Zustand stromauf, also weg vom Eingang des Strahltriebwerks, weist. Die Austrittsöffnung der Düsen ist dementsprechend im davon wegweisenden axialen Endbereich der Düseneinrichtung vorgesehen, also im montierten Zustand in dem stromabweisenden Endbereich. Diese Anordnung ermöglicht es, die Düsen bei der Montage auf der Welle des Fans eines Turbofan-Triebwerks entweder durch die Zwischenräume der Fanblades hindurch zu stecken, so dass sie unmittelbar vor der Core Engine angeordnet sind, oder aber zumindest gezielt so auszurichten, dass sie durch Zwischenräume der Fanblades hindurch direkt auf die Core Engine strahlen.
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Die Anordnung ist dementsprechend bevorzugt so ausgebildet, dass die Düsen mit Strahlwinkeln and Abständen wie oben im Kontext des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben angeordnet sind.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:
- 1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Düseneinrichtung von vorne;
- 2 einen Schnitt durch die Ebene B-B der 1 einer Düseneinrichtung, die auf die Wellennase eines Fans aufgesetzt ist;
- 3 einen Schnitt durch die Ebene A-A der 1 einer Düseneinrichtung, die auf die Wellennase eines Fans aufgesetzt ist;
- 4 Schematisch die Anordnung der Düsen hinter der Ebene der Fanblades;
- 5 schematisch die möglichen Anstellwinkel der Düsen.
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Die Düseneinrichtung weist zwei Ringelemente 1, 2 auf, mit deren Hilfe die Düseneinrichtung auf eine Wellennabe 3 des Fans eines Strahltriebwerks aufgesetzt wird (siehe 2 und 3). Im aufgesetzten Zustand umschließen die Ringelemente 1, 2 die Wellennabe 3 im Wesentlichen formschlüssig. Die beiden Ringelemente 1, 2 sind durch Radialstreben 4 miteinander verbunden. An der stromauf weisenden Spitze der Düseneinrichtung (bezogen auf die Strömungsrichtung des Triebwerks) ist eine insgesamt mit 5 bezeichnete Drehkupplung angeordnet. Von dieser Drehkupplung erstrecken sich zwei radial nach außen führende Druckleitungen 6, die zwei als Zweistoffdüsen ausgebildete Hohlkegeldüsen 7 mit Reinigungsmedium (Druckluft und Flüssigkeit) speisen. In der Detailansicht der 2 ist zu erkennen, dass die beiden Druckleitungen 6 jeweils eine Innenleitung 13 für Druckgas bzw. Druckluft und eine diese ringförmig umschließende Außenleitung 14 für flüssiges Reinigungsmedium aufweisen.
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Innenleitung 13 und Außenleitung 14 stehen über die Drehkupplung 5 in Gas- bzw. Flüssigkeitsverbindung mit einer Zufuhrleitung 10, die die Drehkupplung mit der in der Zeichnung nicht dargestellten Versorgungseinheit für Druckgas und Reinigungsflüssigkeit verbindet.
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Die Druckleitungen 6 sind an den Kreuzungspunkten mit den Ringelementen 1, 2 an diesen Ringelementen fixiert und somit Teil der Tragstruktur der gesamten Düseneinrichtung.
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Zur Befestigung der Düseneinrichtung an der Wellennabe des Fans sind bei 11 angedeutete Spannseile vorgesehen, die mittels Haken 12 an den Hinterkanten des Fanblades eingehakt werden. Die Spannseile 11 werden über an der Drehkupplung befestigte Spannseilführungen 17 zu der Drehkupplung geführt und dort befestigt.
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Zum Reinigen der Core Engine eines Turbofan-Strahltriebwerks wird die Düseneinrichtung in der insbesondere aus den 2 und 3 erkennbaren Weise auf die Wellennabe des Fans aufgesetzt und an den Fanblades mittels der Haken 12 fixiert. Das Triebwerk wird in Drehung versetzt (dry-cranking). Über die Verbindungsleitung 10, die Drehkupplung 5 und die Druckleitungen 6 werden die Hohlkegeldüsen 7 mit Reinigungsmedium (Flüssigkeit und Gas) aus der nicht dargestellten Versorgungseinrichtung gespeist. Dieses Reinigungsmedium überstreicht den Einlass der Core Engine über deren gesamten Umfang und führt so die Reinigung aus.
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In 4 ist zu erkennen, dass die Austrittsebene der Düsen 7 in Axialrichtung des Triebwerks hinter Radialebene des Turbofans 19 liegt. Daher ist ein definiertes und ungestörtes Einsprühen in die Core Engine 20 möglich. Erfindungsgemäß können wesentlich geringere Mengen an Reinigungsmedium (insbesondere Waschflüssigkeit) verwendet werden als im Stand der Technik. In 4 sind der Winkel α, den die Düse 7 bzw. deren Strahlachse mit der Drehachse des Triebwerks einschließt und der Abstand d der Austrittsöffnungen zu den Inlet Guide Vanes 19 schematisch dargestellt. Für das Triebwerksmuster betragen geeignete Werte beispielsweise α = 5° ± 2°; d = 5,75 ± 0,5 cm.
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5 zeigt schematisch den Bereich technisch sinnvoller Anstellwinkel der Düsen 7, um ein möglichst tiefes Eindringen des sprühen Nebels an den Wänden der Inlet Guide Vanes entlang in die Core Engine zu ermöglichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2008/113501 A1 [0004, 0037]
