Procedimiento y dispositivo para limpiar un motor a reacción usando dióxido de carbono sólido.

Dispositivo para limpiar un motor a reacción (50) con un dispositivo de suministro (2) que pone a disposición unmedio de limpieza,

un dispositivo de boquillas (4) que está diseñado para introducir el medio de limpieza en el motora reacción (50) y con una conexión de conductos (3) entre el dispositivo de suministro (2) y el dispositivo deboquillas (4), caracterizado porque el medio de limpieza presenta dióxido de carbono sólido y porque el dispositivode boquillas (4) presenta medios para la conexión fija solidaria en rotación con el árbol del turbosoplante (51) delmotor a reacción (50) y está previsto un acoplamiento giratorio (105) entre el dispositivo de boquillas (4) y laconexión de conductos (3).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/003120.

Solicitante: LUFTHANSA TECHNIK AG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Weg beim Jäger 193 22335 Hamburg ALEMANIA.

Inventor/es: PAUL, MANFRED, GILJOHANN,SEBASTIAN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B24C1/00 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B24 TRABAJO CON MUELA; PULIDO.B24C TRATAMIENTO POR CHORRO ABRASIVO O CHORRO ANALOGO, CON MATERIALES EN PARTICULAS.Métodos para la utilización del chorro abrasivo con vistas a la realización de un trabajo determinado; Utilización de equipos auxiliares vinculados a estos métodos.
  • B64F5/00 B […] › B64 AERONAVES; AVIACION; ASTRONAUTICA.B64F INSTALACIONES EN TIERRA O INSTALACIONES EN CUBIERTA DE PORTAAVIONES ESPECIALMENTE ADAPTADAS PARA SU USO EN CONEXION CON AERONAVES; DISEÑO, FABRICACION, MONTAJE, LIMPIEZA, MANTENIMIENTO O REPARACION DE AERONAVES, NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR.Diseño, fabricación, ensamblado, limpieza, mantenimiento o reparación de aeronaves, no previstos en otro lugar.
  • F01D25/00 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F01 MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; PLANTAS MOTRICES EN GENERAL; MAQUINAS DE VAPOR.F01D MAQUINAS O MOTORES DE DESPLAZAMIENTO NO POSITIVO, p. ej., TURBINAS DE VAPOR (motores de combustión F02; máquinas o motores de líquidos F03, F04; bombas de desplazamiento no positivo F04D). › Partes constitutivas, detalles o accesorios no cubiertos en los otros grupos o de un interés no tratado en los mismos.

PDF original: ES-2392137_T3.pdf

 

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Procedimiento y dispositivo para limpiar un motor a reacción usando dióxido de carbono sólido.

Fragmento de la descripción:

Procedimiento y dispositivo para limpiar un motor a reacción usando dióxido de carbono sólido

La invención se refiere a un dispositivo, a una disposición, así como a un procedimiento de limpieza de un motor a reacción de un avión.

Los motores a reacción de aviones poseen de un modo conocido una o varias etapas del compresor, una cámara de combustión, así como una o varias etapas de turbinas. En las etapas de turbinas los gases calientes procedentes de la cámara de combustión se desprenden de una parte de su energía térmica y mecánica, que se usa para el accionamiento de las etapas del compresor. Los motores a reacción de aviones de tráfico comercial presentan actualmente de forma muy numerosa un denominado turbosoplante que está dispuesto corriente arriba de las etapas del compresor y generalmente presenta un diámetro significativamente más grande que las etapas del compresor. El turbosoplante también se acciona a través de las etapas de turbinas y permite que una parte significativa de la totalidad del aire que fluye a través del motor discurra en forma de la denominada subcorriente de aire en las etapas del compresor, la cámara de reacción y las regiones de las turbinas. Por medio de dicha subcorriente puede aumentarse significativamente el rendimiento de un motor y además también se suministra para mejorar el aislamiento acústico del motor.

Un ensuciamiento de un motor a reacción de un avión puede provocar la reducción del rendimiento, lo que tiene como consecuencia un aumento del consumo de combustible y, con ello, un aumento de la carga al medio ambiente. El ensuciamiento puede estar provocado, por ejemplo, por insectos, polvo, niebla salada u otras impurezas ambientales. Partes del motor pueden contaminarse con residuos de combustión de la cámara de combustión. Estas impurezas forman una capa sobre las partes por las que fluye el aire de un motor de un avión y perjudican la calidad de la superficie. Con ello se ve afectado negativamente el rendimiento termodinámica del motor. A este respecto, se pueden mencionar, en particular, las paletas de las etapas del compresor, cuyo ensuciamiento tiene una influencia destacada sobre el rendimiento de la totalidad del motor.

Para eliminar las impurezas se conoce la limpieza de un motor con un líquido limpiador, generalmente agua caliente. Por el documento WO 2005/120953 se conoce una disposición en la que está dispuesta una pluralidad de boquillas de limpieza corriente arriba del turbosoplante o de las etapas del compresor. El líquido de limpieza se pulveriza después en el motor. El motor puede girar, a este respecto, con la denominada rotación en seco (“Dr y -Cranking”) , es decir, las paletas del motor giran sin que se queme queroseno en la cámara de combustión. Por medio del líquido limpiador usado introducido en el motor deben arrastrarse impurezas de este modo de las superficies de los componentes del motor. El documento WO 96/40453 A1, que se contempla como el estado de la técnica más próximo, divulga la limpieza de un motor a reacción usando agua como medio de limpieza. El documento JP 2000042505 describe la limpieza de un rotor de turbinas usando hielo seco.

Alternativamente al uso de agua como medio de limpieza se conoce el uso de carbón en polvo. El carbón en polvo se introduce, a este respecto, como el agua, a través de las boquillas en el motor y arranca las impurezas de las superficies debido a su efecto abrasivo. De todas las maneras, también se atacan con el carbón en polvo las superficies de partes del motor, por lo que un medio de limpieza como el carbón en polvo no es adecuado para la limpieza regular de motores de aviones. Además, en la limpieza con carbón en polvo permanecen restos no deseados de materiales de limpieza en el motor.

La invención tiene el objetivo de proporcionar un dispositivo, una disposición y un procedimiento que posibilite una limpieza mejorada de motores de aviones.

Este objetivo se logra mediante un dispositivo según la reivindicación 1, una disposición según la reivindicación 9 o un procedimiento según la reivindicación 12. De las reivindicaciones subordinadas se deducen perfeccionamientos ventajosos.

Por lo tanto, la invención se refiere a un dispositivo para la limpieza de un motor a reacción con un dispositivo de suministro que pone a disposición un medio de limpieza, un dispositivo de boquillas que está diseñado para introducir el medio de limpieza en el motor a reacción y una conexión de conductos entre el dispositivo de suministro y el dispositivo de boquillas, presentando el medio de limpieza dióxido de carbono sólido o preferentemente estando compuesto por el mismo, y el dispositivo de boquillas presenta medios para la conexión fija solidaria en rotación con el árbol del turbosoplante del motor a reacción y está previsto un acoplamiento giratorio entre el dispositivo de boquillas y la conexión de conductos.

La invención se refiere además a una disposición de un motor a reacción y un dispositivo adecuado según la invención para realizar una limpieza del motor a reacción, estando dispuesto el dispositivo adecuado para realizar una limpieza del motor a reacción corriente arriba del turbosoplante o de las etapas del compresor de modo que las boquillas del dispositivo estén dirigidas al turbosoplante o a las etapas del compresor.

La invención se refiere además a un dispositivo para limpiar un motor a reacción con un medio de limpieza, usándose como medio de limpieza dióxido de carbono sólido y llevándose a cabo el procedimiento tal como se describe en la reivindicación 12.

El dióxido de carbono sólido puede proporcionarse al dispositivo de suministro en forma de pellas que se pulverizan usando un gas propulsor desde el dispositivo de boquillas. No obstante, también es posible prever dióxido de carbono líquido como precursor del medio de limpieza en el dispositivo de suministro. El dióxido de carbono líquido se solidifica en la salida del dispositivo de boquillas al menos parcialmente y forma un componente sólido en forma de copos de dióxido de carbono.

Si el dióxido de carbono líquido entra en contacto con el aire ambiente, que sale, por ejemplo a través de una boquilla, una parte toma inmediatamente forma gaseosa. Otra parte del dióxido de carbono pasa a forma sólida formando copos. Esto conduce, por lo tanto, a que la parte del dióxido de carbono que ha pasado al estado gaseoso a partir del líquido conlleva mucho calor, que se extrae de la parte restante aún líquida, por lo que la temperatura de la misma disminuye hasta el punto de solidificación del dióxido de carbono. El dióxido de carbono sólido se obtiene de este modo en forma de copos blancos semejantes a la nieve que se mantienen en el aire un periodo bastante largo y de modo ciertamente independiente de la temperatura del aire. Debido a la mala conductividad del calor y a las temperaturas muy bajas del dióxido de carbono sólido, tiene lugar ciertamente sólo una sublimación muy lenta. El dióxido de carbono generado en forma gaseosa en continuo a partir de los copos forma una capa de protección alrededor de los copos que generalmente impide un contacto directo con los copos sólidos. Las pellas pueden producirse en una denominada peletización a partir de CO2 líquido y se pueden almacenar bien. Puede preverse que el dispositivo de suministro transporte las pellas ya preparadas previamente usando un gas propulsor al dispositivo de boquillas. No obstante, también es posible que el dispositivo de suministro presente un dispositivo para formar pellas de dióxido de carbono a partir de dióxido de carbono líquido y éstas se transporten con un gas propulsor al dispositivo de boquillas. En ambos casos, el dióxido de carbono sólido sale de las boquillas del dispositivo de boquillas y se introduce en el motor que se desea limpiar.

En el documento "Carbon Dioxide Blasting Operations" de las fuerzas armadas de Estados Unidos se describe la técnica para producir copos y pellas de CO2. Los copos de CO2 se producen en la salida de CO2 líquido y/o gaseoso de la boquilla mediante el frío de evaporación del CO2 de salida. Las pellas presentan una densidad más elevada que los copos y se obtienen, por ejemplo, mediante compactación de CO2 sólido (por ejemplo copos) en una peletizadora o similar.

Al contrario que el agua, el dióxido de carbono como medio de limpieza ofrece la ventaja de que puede usarse a temperaturas exteriores discrecionales, es decir, incluso a temperaturas inferiores a 5 ºC. Por lo tanto, puede usarse todo el... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo para limpiar un motor a reacción (50) con un dispositivo de suministro (2) que pone a disposición un medio de limpieza, un dispositivo de boquillas (4) que está diseñado para introducir el medio de limpieza en el motor a reacción (50) y con una conexión de conductos (3) entre el dispositivo de suministro (2) y el dispositivo de boquillas (4) , caracterizado porque el medio de limpieza presenta dióxido de carbono sólido y porque el dispositivo de boquillas (4) presenta medios para la conexión fija solidaria en rotación con el árbol del turbosoplante (51) del motor a reacción (50) y está previsto un acoplamiento giratorio (105) entre el dispositivo de boquillas (4) y la conexión de conductos (3) .

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el medio de limpieza presenta pellas de dióxido de carbono y/o copos de dióxido de carbono.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el dispositivo de boquillas (4) está diseñado para introducir el medio de limpieza en las etapas del compresor (52) del motor a reacción (50) .

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la distribución de masa del dispositivo de boquillas (4) es rotacionalmente simétrica alrededor de su eje de giro.

5. Dispositivo según la reivindicación 1 a 4, caracterizado porque las boquillas (5) son boquillas de chorro plano, apuntando preferentemente el plano del chorro en la región de la abertura de salida de las boquillas (5) esencialmente en dirección radial del motor a reacción (50) y encerrando preferentemente el plano del chorro un ángulo de incidencia con el eje de giro del motor a reacción (50) .

6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque las aberturas de salida de las boquillas (5) están dispuestas en la región final axial del dispositivo de boquillas (4) que se abre camino desde el eje de giro del dispositivo de boquillas (4) .

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los medios para la conexión fija solidaria en rotación con el árbol del turbosoplante (51) del motor a reacción (50) presentan medios de fijación para la fijación a las paletas del turbosoplante (51) y/o un dispositivo para la colocación esencialmente en arrastre de forma sobre el buje del árbol (55) del turbosoplante (51) , comprendiendo preferentemente el dispositivo para la colocación esencialmente en arrastre de forma sobre el buje del árbol (55) del turbosoplante (51) al menos una parte anular (101, 102) y cables tensores (111) y estando previstos preferentemente dispositivos de muelle (114) para pretensar los cables tensores (111) .

8. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado porque el medio de fijación (112) está previsto para la fijación de los cables tensores (111) a las paletas del turbosoplante (51) .

9. Disposición de un motor a reacción (50) y un dispositivo (1) adecuado para la realización de una limpieza del motor a reacción según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el dispositivo (1) adecuado para la realización de una limpieza del motor a reacción (50) está dispuesto de modo que sus boquillas (5) estén dirigidas a la entrada del motor a reacción (50) de tal modo que el medio de limpieza penetre en el motor a reacción (50) .

10. Disposición según la reivindicación 9, caracterizada por las características siguientes:

a) El dispositivo de boquillas (4) está unido de forma fija solidaria en rotación con el árbol del turbosoplante (51) del motor a reacción (50) ;

b) Los ejes de giro del turbosoplante (51) del motor a reacción (50) y del dispositivo de boquillas (4) están dispuestos de forma esencialmente concéntrica;

c) Las boquillas (5) del dispositivo de boquillas (4) presentan una distancia radial desde el eje de giro común del motor a reacción (50) y del dispositivo de boquillas (4) que es inferior al radio de la abertura de entrada de la primera etapa del compresor;

d) Las aberturas de salida de las boquillas (5) están dispuestas en dirección axial detrás del plano del turbosoplante

(51) y/o las boquillas (5) están dispuestas en los espacios intermedios entre las paletas del turbosoplante (51) y/o dirigidas a los espacios intermedios entre las paletas del turbosoplante (51) de modo que los chorros de las boquillas puedan pasar de forma esencialmente sin obstrucción a través del plano del turbosoplante (51) .

11. Disposición según la reivindicación 10, caracterizada porque el plano del chorro de las boquillas (5) encierra un ángulo de incidencia con el eje de giro que corresponde esencialmente al ángulo de incidencia de las paletas de la etapa del compresor anterior en dirección de la corriente del motor.

12. Procedimiento para limpiar un motor a reacción caracterizado porque se usa un dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 9 y el procedimiento presenta las etapas siguientes:

a) montar el dispositivo de boquillas (4) de modo que éste esté unido fijamente de forma solidaria en rotación con el árbol del turbosoplante (51) del motor a reacción (50) y las aberturas de salida de las boquillas (5) estén dirigidas a la entrada del motor a reacción (50) ;

b) permitir girar el motor a reacción (50) ;

c) cargar el dispositivo de boquillas (4) con medio de limpieza y limpiar el motor a reacción.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque el dispositivo de boquillas (4) se monta en el buje del árbol (55) del turbosoplante (51) del motor a reacción (50) de tal modo que las aberturas de salida de las boquillas (5) estén dirigidas a la etapa del compresor anterior en dirección de la corriente del motor.

14. Procedimiento según la reivindicación 12 ó 13, caracterizado porque el motor a reacción (50) se deja girar con

una velocidad de giro de 50 a 500 min-1, preferentemente de 100 a 300 min-1, de modo más preferente de 120 a 250 min-1.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado porque la limpieza del motor a reacción (50) se lleva a cabo en un periodo de 1 a 15 min, preferentemente de 2 a 10 min, más preferentemente de 3 a 7 min.


 

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