Un dispositivo (3) de recogida para recoger líquido residual del lavado de una turbina de gas de un motor de avión con líquido de lavado durante un periodo de funcionamiento del motor,

comprendiendo el dispositivo de recogida:

un separador (31) de líquido que está configurado para recibir el líquido de lavado arrastrado en una corriente (201) de aire que sale de dicha salida de motor y para separar dicho líquido de lavado de dicha corriente (201) de aire y un colector (302, 36) de líquido para recoger el líquido separado (35) de dicho separador (31) de líquido y el líquido (202, 203, 204, 205) que sale del motor como resultado de la operación de lavado, caracterizado porque

el líquido separador que comprende perfiles (81) de separador dispuestos para desviar la corriente de aire para originar la coalescencia de las gotitas en una película sobre perfiles separadores y para separar las gotitas (84) del líquido desechado de la corriente (201) de aire por medio de la recogida por gravedad mientras se permite una circulación de aire a través del separador

Sistema y dispositivos para recoger y tratar las aguas residuales de lavados de motores.

Campo técnico

La presente invención se refiere generalmente al campo del lavado de los motores a reacción, utilizando especialmente líquidos de lavado tales como agua y detergente o solamente agua, y más concretamente a un sistema, y dispositivos para recoger y tratar las aguas residuales procedentes de lavado del motor y a un carro móvil que comprende ese tipo de sistema.

Antecedentes de la invención

Un motor de turbina de gas instalado como un motor de avión comprende un compresor que comprime aire ambiente, un quemador que quema combustible junto con el aire comprimido y una turbina para accionar el compresor. Los gases de combustión que se expanden accionan la turbina y también originan el empuje usado para propulsar el avión.

Las máquinas que respiran aire como los motores a reacción consumen grandes cantidades de aire. El aire contiene partículas extrañas en forma de aerosoles o partículas de mayor tamaño que entonces entran en el motor con la corriente de aire. La mayoría de las partículas seguirán la trayectoria del gas a través del motor y saldrán con los gases de escape. No obstante, hay partículas con propiedades adherentes sobre los componentes en la trayectoria de gas del motor que cambian las propiedades aerodinámicas del motor y más particularmente que reducen el rendimiento del motor. Los contaminantes típicos hallados en el ambiente aeronáutico son el polen, los insectos, el escape del motor, el aceite del motor que se fuga, los hidrocarburos procedentes de actividades industriales, la sal procedente del mar cercano, las sustancias químicas procedentes de la descongelación de la aeronave y los materiales de tierra del aeropuerto tales como polvo.

Los contaminantes se adhieren sobre los componentes en la trayectoria de gases en el motor originando incrustaciones en el motor. La consecuencia de las incrustaciones en la trayectoria del gas es un motor que funciona con menor rendimiento. Con la reducción en el rendimiento ocurre que el motor es de un funcionamiento menos económico y tiene mayores emisiones. Las incrustaciones ocasionarán que haya que quemar más combustible para lograr el mismo empuje que con el motor limpio. Además, aparecerá un inconveniente medioambiental con el mayor consumo de combustible en la forma de emisiones de dióxido de carbono. En adición, a quemar más combustible se originarán mayores temperaturas en el quemador del motor. A esto le seguirá la exposición a una alta temperatura de los componentes de la sección caliente del motor. Las exposiciones a una temperatura más alta acortarán la vida útil del motor. Las temperaturas de combustión más altas originarán una formación incrementada de NOx que es todavía otro inconveniente medioambiental. En resumen, el operador de un motor con incrustaciones padecerá una vida útil de motor reducida, condiciones operativas económicas desfavorables, y mayores emisiones. Los operadores de una línea aérea tendrán por lo tanto un gran interés en mantener el motor limpio.

Se ha hallado que el único modo razonable de combatir las incrustaciones es lavar el motor. El lavado puede ser efectuado dirigiendo un chorro de agua con una manguera de jardín hacia la entrada del motor. No obstante, este método tiene un éxito limitado debido a la naturaleza sencilla del procedimiento. Un método alternativo es el bombeo del líquido de lavado a través de un colector con toberas especiales dirigidas hacia la cara de entrada del motor. El colector se instalaría temporalmente sobre la cubierta del motor o sobre el carenado durante la operación de lavado. Simultáneamente con la pulverización de líquido de lavado hacia la entrada de motor el cigüeñal del motor se hará girar usando para ello su motor de arranque. La rotación del cigüeñal mejora el resultado del lavado mediante los movimientos mecánicos. La rotación del eje permite que el líquido de lavado se mueva sobre una mayor área superficial además de mejorar la penetración del líquido dentro del interior del motor. El método funciona con éxito sobre la mayoría de los tipos de motores a reacción de turbina de gas tales como los turborreactores, turbohélices, turbopropulsores y motores mezcla de los anteriores o motores turbofan mezclados.

Una operación de lavado correcta de un motor de turbina de gas puede ser confirmada mediante una observación del líquido de lavado que sale del motor por el escape del motor. En el escape de motor el líquido de lavado se ha convertido en un líquido residual. El líquido residual puede dejar el escape del motor como una corriente de líquido que se vierte en el terreno. Alternativamente el líquido residual puede ser transportado con la corriente de aire en forma de finas gotitas donde la corriente de aire es el resultado de la rotación del eje del motor. Este líquido soportado por el aire puede ser arrastrado una distancia significativa antes de caer a tierra. Se muestra en las operaciones de lavado reales que el líquido residual se extiende sobre un área superficial grande, típicamente de más de 20 metros aguas debajo de la salida del motor. No se desea extender el líquido residual sobre el terreno. El propósito de esta invención es proporcionar un método y un aparato para recoger el líquido residual que sale del motor.

El líquido residual que sale del motor en el lavado está compuesto por el líquido de lavado que entra en el motor junto el material de las incrustaciones liberado, sólidos de combustión, material de revestimiento de la turbina y el compresor, y productos grasos y aceite. Este líquido residual puede ser peligroso. Como un ejemplo, el análisis del agua recogida de las operaciones de lavado del motor de turbina real mostró un contenido de cadmio. El cadmio procede del material de revestimiento de los alabes del compresor liberado durante las operaciones de lavado. El cadmio es muy sensible ambientalmente y puede que no esté permitido su desecho en el lugar. Este líquido residual deberá ser tratado para la separación de los componentes peligrosos antes de ser desechado en un vertedero.

Los motores de aviación de turbina de gas pueden ser de diferentes tipos tales como turborreactores, turbohélices, turbopropulsores o motores turbofan no mezclados. Estos motores cubren amplio margen de comportamiento y pueden comprender detalles de diseño diferentes debido a fabricaciones diferentes. Los tipos de avión para un servicio definido pueden ser ofrecidos por diferentes fabricantes de aviones y por tanto el diseño de la aeronave y de sus motores puede variar. Además, el fabricante de aviones puede ofrecer diferentes opciones de motor para el mismo tipo de avión. Las muchas posibilidades combinadas de motores sobre tipos de aeronave y de diferentes fabricantes de aeronaves originan un problema práctico en el diseño de un sistema para la recogida y tratamiento del líquido de lavado residual que es generalmente aplicable a la mayoría de los aviones dotados de alas. El documento US 5.899.217, de Testman, Jr. Describe un sistema de recuperación del lavado de motor que está limitado a motores pequeños y particularmente a motores de turbopropulsión pues el contenedor usado en la invención no es aplicable a la corriente de aire que emana, por ejemplo, de grandes motores turbofan.

La recogida del agua residual del lavado de motor puede ser efectuada colgando colectores de lona bajo la góndola del motor. No obstante, cualquier operación resultante en cualquier cosa que esté enganchada sobre un motor tiene el inconveniente de que puede dañar el motor.

El documento DE-U-94 20 362 describe un "Dispositivo de Enganche de la Sustancia de Limpieza para Limpiar Compresores de Motores de Avión". Este comprende un tubo de desviación destinado a ser colocado sobre el cono de escape de un motor de una aeronave. El tubo de desviación está conectado a un dispositivo de recogida, pero no se prevé la separación de líquido de la corriente de aire y vapor.

Sumario de la invención

Por tanto, un objeto de esta invención es proporcionar un aparato que permita recoger y tratar el agua residual del lavado del motor para un amplio margen de tipos de aeronave que incluya los mayores tipos de aeronave.

Un objeto más de la presente invención es proporcionar un aparato para eliminar componentes peligrosos del agua residual antes de que sea desechada.

Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un aparato para recoger y tratar el agua residual del lavado de motor que no requiera un contacto físico entre el dispositivo...

1. Un dispositivo (3) de recogida para recoger líquido residual del lavado de una turbina de gas de un motor de avión con líquido de lavado durante un periodo de funcionamiento del motor, comprendiendo el dispositivo de recogida:

un separador (31) de líquido que está configurado para recibir el líquido de lavado arrastrado en una corriente (201) de aire que sale de dicha salida de motor y para separar dicho líquido de lavado de dicha corriente (201) de aire y un colector (302, 36) de líquido para recoger el líquido separado (35) de dicho separador (31) de líquido y el líquido (202, 203, 204, 205) que sale del motor como resultado de la operación de lavado, caracterizado porque

el líquido separador que comprende perfiles (81) de separador dispuestos para desviar la corriente de aire para originar la coalescencia de las gotitas en una película sobre perfiles separadores y para separar las gotitas (84) del líquido desechado de la corriente (201) de aire por medio de la recogida por gravedad mientras se permite una circulación de aire a través del separador.

2. El dispositivo de recogida según la reivindicación 1, en el que dichos perfiles (81) separadores de líquido están dispuestos parara guiar dicho líquido a una abertura en una cara dirigida contra dichos medios (302, 36) de recogida de líquido.

3. El dispositivo de recogida según las reivindicaciones 1 ó 2, comprende además medios (303) de almacenamiento de líquido dispuestos para recoger y almacenar el líquido (35) separado de dichos medios (31) de separación de líquido y el líquido (202, 203, 204, 205)) que sale del motor (1) resultante de la operación de lavado recogido por dichos medios (302, 36) de recogida de líquido.

4. El dispositivo de recogida según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dichos medios de recogida de líquido comprenden:

medios (36) de embudo dispuestos para recoger el líquido separado de dichos medios de separación de líquido; y

medios (302) de guía dispuestos para estar situados debajo de dicho motor durante dicha operación de lavado para recoger y guiar el líquido que sale de dicho motor (1) en dichos medios (36) de embudo.

5. El dispositivo colector según la reivindicación 4, en el que dichos medios de embudo son una cubeta (36) dispuesta para dirigir el líquido que entra por una abertura de entrada hacia dichos medios (303) de almacenamiento.

6. El dispositivo de recogida según las reivindicaciones 4 ó 5, en el que dichos medios de guía son una caída (302) que tiene un extremo delantero (39) y un extremo trasero (38), estando dispuesto dicho extremo delantero (39) verticalmente más alto que dicho extremo trasero (38), en donde dicho extremo trasero (38) está dispuesto en dichos medios (36) de embudo de modo que el líquido recogido por dicha caída (302) es dirigido a dichos medios (36) de embudo.

7. El dispositivo de recogida de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además un dispositivo de tratamiento para tratar el líquido residual recogido durante dicha operación de lavado.

8. El dispositivo de recogida de la reivindicación 7, en el que dicho dispositivo de tratamiento incluye un filtro dispuesto para retirar partículas e iones de dicho líquido.

9. El dispositivo de recogida de las reivindicaciones 7 u 8, en el que dicho dispositivo de tratamiento está conectado a dicho colector de líquido de modo que el líquido residual es dirigido desde dicho colector de líquido hacia dicho dispositivo de tratamiento para tratar dicho filtro.

10. El dispositivo de recogida de cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en el que el dispositivo de tratamiento comprende medios (47, 49) dispuestos para retirar partículas e iones de dicho líquido.

11. El dispositivo de recogida de cualquiera de las reivindicaciones 7-10, en el que los medios (303) de almacenamiento están dispuestos para recoger y almacenar el líquido tratado por dichos medios (47, 49) de filtro.

12. El dispositivo de recogida de cualquiera de las reivindicaciones 7-11, en el que dichos medios (47, 49) de filtro comprenden primeros medios (47) de filtro dispuestos para retirar partículas de dicho líquido; y segundos medios (49) de filtro dispuestos para retirar iones de dicho líquido.

13. El dispositivo de recogida de cualquiera de las reivindicaciones 7-12, en el que el dispositivo de tratamiento comprende además medios (43) de bombeo dispuestos para bombear líquido a dichos medios (47, 49).

14. El dispositivo de recogida de la reivindicación 13, en el que dichos medios (47) de filtro son un tipo de filtro de sedimento.

15. El dispositivo de recogida de cualquiera de las reivindicaciones 12-14, en el que dichos segundos medios (49) de filtro son un filtro de tipo de lecho de partículas de metal.

16. Carro móvil para servir a una turbina de gas de un motor de avión durante una operación de lavado de dicho motor que comprende un chasis provisto de ruedas, y comprende además un dispositivo de recogida como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1-15 dispuesto sobre dicho chasis, medios (73) de ajuste para ajustar la posición de dicho separador (31) de líquido y/o dicho colector (302, 36) de líquido y/o dichos medios (303) de almacenamiento de líquido relativos a dicho motor (1).