DE102008047493A1

DE102008047493A1 - Power train i.e. aero power train, cleaning method for aircraft, involves introducing foam-like or foam forming agent into parts of train, where agent remains in power train for preset time, and removing agent for moving train

Info

Publication number: DE102008047493A1
Application number: DE200810047493
Authority: DE
Inventors: Jürgen RÖSING
Original assignee: MTU Aero Engines GmbH
Current assignee: MTU Aero Engines AG
Priority date: 2008-09-17
Filing date: 2008-09-17
Publication date: 2010-04-08
Anticipated expiration: 2028-09-18
Also published as: DE102008047493B4

Abstract

The method involves introducing a foam-like or foam forming cleaning agent into parts of a power train i.e. aero power train, where the cleaning agent remains in the power train for a preset time. The cleaning agent is removed for moving the power train by introducing liquid or gaseous medium into the power train or parts of the power train, where water, water vapor or alcohol are used as the medium. Mixture of different medium is used, where the medium is introduced through a power train opening i.e. borescope hole.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen eines Triebwerks, insbesondere eines Flugtriebwerks sowie jeglicher Art von Gasturbinen.The Invention relates to a method for cleaning an engine, in particular an aircraft engine and any type of gas turbine.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Gasturbinen verlieren im Betrieb kontinuierlich an Leistung bzw. an Wirkungsgrad. Hintergrund ist unter anderem die betriebsbedingte Verschmutzung der aerodynamischen Profile, durch die sich deren aerodynamische Eigenschaften verschlechtern. Dies zieht eine Verschlechterung des Wirkungsgrads und damit der Leistung nach sich. Steigender Kraftstoffverbrauch ist die Folge, da dem Triebwerk mehr Kraftstoff zugeführt werden muss, um die benötigte Leistung zu erreichen. Weiterhin erhöht sich der Verschleiß des Triebwerks, so dass bei Flugtriebwerken die mögliche On-Wing-Zeit, d. h. die Zeit, während der sich das Flugtriebwerk am Flügel befindet, verringert wird und das Triebwerk öfter zur Reinigung bzw. Überholung abgenommen werden muss.gas turbines continuously lose power or efficiency during operation. Background is among other things the operational pollution the aerodynamic profiles through which their aerodynamic Properties deteriorate. This is causing a deterioration of the Efficiency and thus the performance after. Increasing fuel consumption is the result, as the engine more fuel is supplied needs to get the needed power to reach. Continue to increase the wear of the Engine, so that in aircraft engines the possible on-wing time, d. H. the time during the the aircraft engine on the wing is reduced, and the engine more often for cleaning or overhaul must be removed.

Derzeit sind verschiedene Instandhaltungsmaßnahmen bei Flugtriebwerken bekannt, die auch Reinigungsprozeduren des Triebwerks umfassen. Zur Entfernung von Ablagerungen werden dazu im Leerlaufbetrieb oder im abgeschalteten Zustand unter Zuhilfenahme von mechanischen Antrieben für das Flugtriebwerk üblicherweise wasserbasierte Reinigungsmedien in den Triebwerks-Einlass eingeblasen. Die bekanntesten Reinigungsprozeduren hierfür sind Water-Wash, Mist-Cleaning und Coke-Cleaning. Durch diese Verfahren wird zumindest ein Teil der Ablagerungen an den Schaufeln des Triebwerks abgewaschen, wodurch die Triebwerksleistung bzw. der Wirkungsgrad des Triebwerks wieder verbessert werden kann. Bei den bekannten Reinigungsprozeduren wird jedoch, bedingt durch das Zuführen der Reinigungsmedien in den Triebwerkseinlass das Triebwerk lediglich im vorderen Bereich, also in den vorderen Stufen, im Bereich des Fan und im Bereich der ersten Verdichterstufen einer zufriedenstellenden Reinigung unterzogen. Wenngleich der Wirkungsgrad nachweislich wieder ansteigt, bleiben Ablagerungen und Verunreinigungen im Bereich der hinteren Verdichterstufen, in der Brennkammer und der Turbine bestehen, die sich bei weiterem Betrieb des Triebswerks noch erhöhen. Es bleibt also auch bei Durchführung der bekannten Reinigungsprozeduren bei gewissen Leistungsverlusten, die zumindest durch eine Reinigung On-Wing nach dem bekannten Verfahren nicht zu vermeiden sind.Currently are various maintenance measures for aircraft engines known, which also include cleaning procedures of the engine. to Removal of deposits will be in idle mode or in the off state with the help of mechanical drives for the Aeroengine usually Water-based cleaning media blown into the engine inlet. The most well-known cleaning procedures for this are Water-Wash, Mist-Cleaning and Coke-Cleaning. By these methods, at least a part the deposits on the blades of the engine washed off, causing the engine performance and the efficiency of the engine again can be improved. In the known cleaning procedures is however, due to the feeding the cleaning media in the engine intake the engine only in the front area, ie in the front steps, in the area of the Fan and in the area of the first compressor stages of a satisfactory cleaning subjected. Although the efficiency has been proven to rise again, Remains deposits and contaminants in the area of the rear Compressor stages, consist in the combustion chamber and the turbine, the to increase with further operation of the engine. It So it stays with implementation the known cleaning procedures at certain power losses, at least by a cleaning on-wing according to the known method can not be avoided.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein deutlich verbessertes Reinigungsverfahren für Triebwerke und Gasturbinen, insbesondere Flugtriebwerke bereitzustellen, das es auf einfache Weise ermöglicht, das Triebwerk umfassend und effektiv zu reinigen.It is therefore the object of the invention, a significantly improved cleaning process for engines and gas turbines, in particular aircraft engines to provide the makes it possible in a simple way Thoroughly and effectively clean the engine.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.These Task is solved by the method according to claim 1. advantageous Trainings are in the dependent claims described.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Gemäß der Erfindung wird in einem ersten Schritt in zumindest Teilen des Triebwerks ein schaumförmiges Reinigungsmittel eingebracht, das für eine vorbestimmte Zeit im Triebwerk verbleibt und Verunreinigungen wie Ablagerungen wirkungsvoll löst. In einem zweiten Schritt wird das Reinigungsmittel zusammen mit den Verunreinigungen bzw. gelösten Ablagerungen aus dem Triebwerk entfernt, wobei das Triebwerk hierzu bewegt wird und das Reinigungsmittel zusammen mit Verunreinigungen und gelösten Ablagerungen ausgeblasen wird.According to the invention becomes in a first step in at least parts of the engine a foamy one Detergent introduced for a predetermined time in Engine remains and impurities such as deposits effectively dissolves. In one second step is the cleaning agent along with the impurities or dissolved Deposits removed from the engine, the engine for this purpose is moved and the detergent along with impurities and dissolved Deposits are blown out.

Es kann ein Reinigungsmittel zum Einsatz kommen, das in Schaumform in das Triebwerk eingebracht wird. Es kann sich aber auch um ein Reinigungsmittel handeln, das als Fluid eingebracht wird und erst im Triebwerk einen Reinigungsschaum ausbildet. Die Verweilzeit im Triebwerk wird so gewählt, dass eine sichere Wirkung des Mittels gewährleistet ist. Bei zahlreichen Anwendungen wird es reichen, das Triebwerk in ei nem zweiten Schritt derart zu bewegen, dass es zum Ausblasen der Verunreinigungen und Ablagerungen kommt. Es kann jedoch zusätzlich auch mittels eines flüssigen oder gasförmigen Mediums ein Waschprozess durchgeführt werden, bei dem dieses Medium in zumindest Teile des Triebwerks eingebracht wird, um die Verunreinigungen und gelösten Ablagerungen zusammen mit dem Reinigungsmittel auszuwaschen. Hierzu können Wasser, Wasserdampf oder Alkohole zur Anwendung kommen, wobei unterschiedliche Medien auch in vorteilhaften Mischungen eingesetzt werden.It For example, a detergent may be used that is in foam form is introduced into the engine. It can also be a Act detergent that is introduced as a fluid and only in the engine forms a cleaning foam. The residence time in Engine is chosen so that a secure effect of the agent is ensured. In many Applications will be enough, the engine in a second step to move so that it blows out the impurities and Deposits comes. However, it can additionally also by means of a liquid or gaseous Medium be carried out a washing process in which this Medium is introduced into at least parts of the engine to the Impurities and dissolved Wash out deposits together with the cleaning agent. For this can water, Water vapor or alcohols are used, with different Media can also be used in advantageous mixtures.

Sollen nur Teile des Triebwerks gereinigt werden, so kann das Reinigungsmittel gezielt in diese Bereiche eingebracht werden. Grundsätzlich sind zur Einbringung des Reinigungsmittels sowie zum Einbringen von Waschmedien alle zugänglichen Öffnungen des Triebwerks geeignet. Hierbei kommt selbstverständlich der Triebwerkseinlass in Betracht, aber auch sämtliche Wartungsöffnungen bzw. Boroskoplöcher. Bei den meisten Anwendungen wird man jedoch versuchen, das gesamte Triebwerk einzuschäumen, um eine komplette Reinigung des Triebwerks durchzuführen. Dies ist durch die Nutzung der genannten Öffnungen ohne weiteres möglich.Should Only parts of the engine can be cleaned so the cleaner can be introduced specifically in these areas. Basically, the Introduction of the cleaning agent and for the introduction of washing media all accessible openings of the engine. Of course this is the Engine inlet into consideration, but also all maintenance openings Boroscope holes. For most applications, however, you will try the whole To foam the engine, to perform a complete cleaning of the engine. This is readily possible through the use of said openings.

Vorteilhaft wird die Reinigung im Falle eines Flugtriebwerks On-Wing durchgeführt, um die Stillstandszeiten der Maschine so gering wie möglich zu halten. Wird das Triebwerk abgenommen, kann dies sowohl im nicht zerlegten als auch im teilzerlegten Zustand gereinigt werden.Advantageously, the cleaning is carried out in the case of an on-wing aircraft engine to keep the downtime of the machine as low as possible. If the engine is removed, this can be cleaned in the non-decomposed as well as in the partially decomposed state.

Bei den im Anspruch 1 beschriebenen zwei Schritten handelt es sich, wie ausgeführt, um einen ersten Schritt zum Einbringen des schaumförmigen Reinigungsmittels und einen zweiten Schritt zur Entfernung des Reinigungsmittels zusammen mit den Verunreinigungen und gelösten Ablagerungen. Wenngleich angestrebt wird, das Triebwerk in einem Reinigungsdurchgang hinreichend zu reinigen, kann es erforderlich und vorteilhaft sein, die Schritte zu wiederholen, um eine hinreichende Reinigung zu erzielen. In diesem Fall können die genannten Schritte um ein vorbestimmtes Mal wiederholt werden oder die genannten Schritte können solange durchgeführt werden, bis sich der gewünschte Erfolg einstellt. Dabei können die Prozeduren modifiziert werden, insbesondere kann die Verwendung des Reinigungsmittels, die Verweilzeit im Triebwerk vor Durchführung des zweiten Schrittes und, falls mit Waschmedien gearbeitet wird, die Verwendung der Waschmedien entsprechend modifiziert werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn unterschiedlichste Verunreinigungen bzw. Ablagerungen aus dem Triebwerk entfernt werden sollen.at the two steps described in claim 1 are as stated, a first step for introducing the foam-like cleaning agent and a second step of removing the detergent together with the impurities and dissolved Deposits. Although it is desirable to have the engine in a cleaning cycle sufficiently clean, it may be necessary and advantageous repeat the steps to achieve adequate cleaning. In this case, you can the said steps are repeated a predetermined time or the mentioned steps can be carried out as long as until the desired Success sets. It can the procedures can be modified, in particular, the use of the cleaning agent, the residence time in the engine before carrying out the second step and, if working with wash media, the Use of the washing media can be modified accordingly. This is particularly advantageous when a wide variety of impurities or deposits are to be removed from the engine.

Zum Ausblasen des Reinigungsmittels und der Verunreinigungen bzw. gelösten Ablagerungen muss das Triebwerk bewegt werden. Dies kann durch eine äußere Antriebsquelle, wie aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt, geschehen. Die hierfür am besten geeigneten Drehzahlen sind in Abstimmung auf das Triebwerk, das verwendete Reinigungsmittel und ggf. Waschmedium zu bestimmen. Dabei kann mit einer vorbestimmten Drehzahl gearbeitet werden, oder es kann vorteilhaft die Drehzahl gemäß einer vorbestimmten Kurve variiert werden, womit ggf. das Lösen von Ablagerungen noch verbessert werden kann.To the Blow out the cleaning agent and the impurities or dissolved deposits must the engine will be moved. This can be achieved by an external drive source, as known from the prior art, happen. The therefor most suitable speeds are in tune with the engine, to determine the cleaning agent used and, if appropriate, the washing medium. there can be operated at a predetermined speed, or it Advantageously, the speed according to a predetermined curve be varied, which possibly improves the dissolution of deposits can be.

Weitere Vorteile und Gesichtspunkte ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.Further Advantages and considerations emerge from the following detailed Description of an embodiment.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELSDETAILED DESCRIPTION OF ONE PREFERRED EMBODIMENT

Um ein komplettes Triebwerk, daher die vorderen Stufen im Bereich des Fan, die Verdichterstufen, die Brennkammer und die Turbine zu reinigen, wird gemäß dem Ausführungsbeispiel vom Wartungspersonal eine Reinigungsmitteleinspritzeinrichtung in den Einlass und des Weiteren in Wartungsöffnungen des Triebwerks eingeführt und Reinigungsschaum über diese Einspritzeinrichtung in die verschiedenen Bereiche des Triebwerks eingespritzt. Alternativ kann auch parallel mit mehreren Reinigungsmitteleinspritzeinrichtungen gearbeitet werden, wobei auch über die Öffnung für die Kraftstoffeinspritzdüsen Reinigungsmittel eingebracht werden kann.Around a complete engine, hence the front steps in the area of Fan to clean the compressor stages, the combustion chamber and the turbine will according to the embodiment from the maintenance staff a detergent injector in the inlet and further introduced into maintenance openings of the engine and Cleaning foam over this injector in the various areas of the engine injected. Alternatively, it can also be used in parallel with several detergent injectors being worked, being also over the opening for the Fuel injectors Cleaning agent can be introduced.

Über die Reinigungsmitteleinspritzeinrichtungen wird das Reinigungsmittel auf die aerodynamisch relevanten Oberflächen der zu reinigenden Bereiche aufgebracht. Diese Oberfläche sind bspw. die Oberflächen der Schaufeln und die Flächen des Gas-Path-Bereichs.About the Detergent injectors become the detergent on the aerodynamically relevant surfaces of the areas to be cleaned applied. This surface are, for example, the surfaces the blades and the surfaces the gas path area.

Um das Reinigungsmittel gezielt auf bestimmte Bereiche aufbringen zu können, sind bei einer bevorzugten Ausführungsform die Einspritzeinrichtungen beweglich ausgeführt. D. h. die Einspritzeinrichtungen können vom Wartungspersonal manuell eingeführt und auf die relevanten zu reinigenden Stellen gerichtet werden. Es kann aber auch eine Einspritzeinrichtung Verwendung finden, die an den Wartungsöffnungen oder sonstigen Öffnungen befestigt wird, wobei eine Steuerung von außen in endoskopartiger Weise möglich ist.Around to apply the cleaning agent specifically to certain areas can, are in a preferred embodiment the injectors carried out movable. Ie. the injectors can Manually introduced by the maintenance staff and on the relevant be directed to cleaning sites. But it can also be an injector Can be used at the service openings or other openings is attached, with external control in an endoscopic manner possible is.

Gemäß einer Weiterbildung einer derartigen Einspritzeinrichtung kommt ein rotierender Reinigungskopf zum Einsatz, der einen hohen Verteilungsgrad des Reinigungsmittels gewährleistet.According to one Further development of such an injection device comes a rotating Cleaning head used, the high degree of distribution of the Cleaning agent guaranteed.

Als Reinigungsmittel kommen die bekannten schäumenden oder Schaum bildenden Reinigungsmittel in Frage, wobei Abrasivstoffe zugegeben sein können und auch die bekannten Techniken wie Water-Washing, Mist-Cleaning oder Coke-Cleaning ergänzend angewandt werden können. Als Abrasivstoffe können bspw. auf Kunststoff basierte Medien oder keramische Medien eingesetzt werden. Auch der ergänzende Einsatz von Trockeneis ist möglich.When Detergents come the known foaming or foam-forming Cleaning agent in question, wherein abrasives may be added and also known techniques such as water-washing, manure cleaning or coke-cleaning additional can be applied. As abrasives can For example, used on plastic-based media or ceramic media become. Also the supplementary Use of dry ice is possible.

Da das schaumförmige oder Schaum bildende Reinigungsmittel eine bestimmte Einwirkungszeit benötigt, um seine Wirkung vollständig entfalten zu können, muss je nach eingesetztem Mittel und Grad bzw. Art der Verunreinigungen bzw. Ablagerungen die Einwirkzeit angemessen festgelegt werden. Ist diese erreicht, muss in einem weiteren Schritt das Reinigungsmittel mit den Verunreinigungen bzw. gelösten Ablagerungen aus dem Triebwerk entfernt werden. Hierzu wird gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel das Triebwerk durch eine äußere Antriebsquelle in Rotation versetzt, wobei durch den entstehenden Sog das Reinigungsmittel zusammen mit den Verunreinigungen und gelösten Ablagerungen ausgeblasen wird. Das Auswaschen dieser Bestandteile kann gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel durch den Einsatz flüssiger oder gasförmiger Medien verbessert werden, indem bspw. Wasser durch Öffnungen am Triebwerk, bspw. Wartungsöffnungen sowie den Triebwerkseinlass, in das Triebwerk mit angemessenem Druck eingebracht werden, wobei das Triebwerk gleichzeitig oder daran anschließend bewegt wird, um die zu entfernenden Stoffe zusammen mit den Waschmedien aus dem Triebwerk auszublasen.Since the foam-forming or foam-forming detergent requires a certain exposure time to fully develop its effect, depending on the agent used and the degree and type of impurities or deposits, the exposure time must be set appropriately. Once this has been achieved, the cleaning agent with the impurities or dissolved deposits from the engine must be removed in a further step. For this purpose, according to a first embodiment, the engine is set in rotation by an external drive source, wherein the cleaning agent is blown out together with the impurities and dissolved deposits by the resulting suction. The leaching of these components can, according to a further embodiment, be improved by the use of liquid or gaseous media, for example by introducing water through openings in the engine, for example maintenance openings and the engine inlet, into the engine at the appropriate pressure, with or without the engine is then moved to the substances to be removed together with the washing media from the Blow out the engine.

Claims

Method for cleaning an engine, in which in a first step in at least parts of the engine a foam-like or Foaming detergent is introduced, which for a predetermined Time remains in the engine and in a second step from the Engine is removed, in which second step the engine is moved.

Method according to claim 1, characterized in that that while the second step to remove the cleaning agent continues at least one fluid or gaseous Medium is introduced into the engine or parts thereof.

Method according to claim 2, characterized in that that as media water, water vapor or alcohols for application come.

Method according to claim 2 or 3, characterized that a mixture of different media is used.

Method according to one of claims 2 to 4, characterized in that the medium is conveyed through at least one engine opening, preferably a borescope hole, is introduced.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized that the cleaner through different engine openings is introduced into the entire engine.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized that the cleaning agent through selected engine openings is introduced in sections of the engine.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized that the steps are carried out on-wing or undisplaced.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized that the steps are carried out in the partially disassembled state of the engine.

Method according to one of claims 1 to 9, characterized that the first and second steps are repeated.

Method according to claim 10, characterized in that that the first and second steps repeat by a predetermined time become.

Method according to claim 10, characterized in that that the first and second steps are repeated until a predetermined result occurs.

Method according to one of claims 10 to 12, characterized that the first and second step with variation of the cleaning agent and / or a supplied in the second step Be repeated medium.

Method according to one of claims 1 to 13, characterized that the engine through an external drive source is moved.