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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Reinigen einer Turbine, insbesondere einer mit einer Abgasleitung einer Brennkraftmaschine in Verbindung stehenden Abgasturbine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Es ist bekannt (DE-PS 21 20 213), über ein als Dreiwegehahn ausgebildetes Absperrventil und ein Düsenventil Reinigungsflüssigkeit in die Arbeitsmittelzuführungsleitung einer Turbine einzuspritzen. Das Düsenventil hat dabei eine Düsenöffnung, die außerhalb des Reinigungsvorgangs durch einen sich axial erstreckenden Zapfen verschlossen wird. Der Zapfen muß zusätzlich zur Verstellung des Dreiwegehahns mechanisch über einen Betätigungshebel in die Düsenöffnung geschoben bzw. aus der Düsenöffnung herausgezogen werden.
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Im Mündungsbereich der Düse kann sich aus Verbrennungsrückständen eine derart starke Koksschicht aufbauen, daß der Zapfen nicht mehr dazu in der Lage ist, einen Austritt für die Reinigungsflüssigkeit freizustoßen. Verstärkt wird dieses Problem noch dann, wenn, wie bei dieser vorbekannten Vorrichtung vorgesehen, zur Verbesserung der Zerstäubungswirkung ein mit einer Spitze zur Düsenöffnung weisender Prallkörper in geringem Abstand zur Düsenöffnung angeordnet ist. Dann können sich Verbrennungsrückstände in dem Spalt zwischen dem Gehäuse des Düsenventils und dem Prallkörper festsetzen und diesen Zwischenraum völlig verschließen, so daß das Düsenventil trotz der durch die Zapfen freigehaltenen Düsenöffnung wirkungslos ist. Weiterhin wird die Betätigung des Düsenventils dadurch sehr kompliziert, daß beim Reinigungsvorgang sowohl der Dreiwegehahn als auch der Zapfen verstellt werden müssen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten zu vermeiden und somit eine Waschdüse für eine Reinigungsvorrichtung einer Turbine zu schaffen, die kostenmäßig günstig herstellbar ist, für eine möglichst feine und gleichmäßige Zerstäubung der Reinigungsflüssigkeit sorgt und ohne zusätzlichen Wartungsaufwand für eine lange Betriebsdauer gegen ein Verrußen bzw. Verstopfen gesichert ist.
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Diese Aufgabe wird an einer Vorrichtung zum Reinigen der Turbine der in Rede stehenden Gattung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
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Da die Düsenöffnung bzw. -öffnungen nach Beendigung jedes Reinigungsintervalles durch den Schutzkörper austrittsseitig verschlossen sind, können keine Verbrennungsrückstände in den Querschnitt der Öffnungen eindringen und beim nächsten Reinigungsvorgang das Zerstäuben der Reinigungsflüssigkeit verhindern. Unabhängig vom Querschnitt und der Anzahl der Düsenöffnungen ist ein Verschließen und ein Schutz der Waschdüse vor Verunreinigungen stets gewährleistet. Der Schutzkörper kann zylinder-, tassen- oder tellerförmig ausgebildet und in Düsenlängsrichtung verschiebbar angeordnet sein. Die Form des Schutzkörpers wird dabei entsprechend der Gestalt des Düsenkopfes und der Anordnung der Düsenöffnungen im Düsenkopf gewählt. Bei radial bzw. radial mit einem Winkel zur Düsenlängsachse angeordneten Düsenöffnungen könnte der Schutzkörper zylinder- oder tassenförmig ausgebildet sein, wobei er auf der Außenmantelfläche des Düsenkopfes verschiebbar gelagert ist. Bei einer bzw. mehreren Düsenöffnungen, die in axialer Richtung der Waschdüse angeordnet sind, wird ein tellerförmiger Schutzkörper zur Abdeckung gewählt. Dabei kann der tellerförmige Schutzkörper an seiner der Stirnseite des Düsenkopfes zugewandten Fläche kegelförmige Noppen haben, die beim Schließvorgang die Düsenöffnungen ausfüllen und beim Reinigungsvorgang zumindest teilweise freigeben.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 beschrieben.
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Durch eine Betätigung des Schutzkörpers durch den Druck der Reinigungsflüssigkeit in Öffnungsrichtung wird erreicht, daß der Schutzkörper nach dem Öffnen des Absperrventils ohne eine zusätzliche mechanische Betätigungseinrichtung die Düsenöffnungen für den Reinigungsvorgang freigibt. Ein Entleeren des Waschdüseninnenraumes mittels einer besonderen Schaltstellung des Absperrventils außerhalb des Reinigungsvorganges ist nicht erforderlich, da die sich infolge der Abgastemperatur ausdehnende Reinigungsflüssigkeit über die Düsenöffnungen und den Schutzkörper austreten kann.
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Wenn, wie weiterhin vorgeschlagen wird, ein zylinderförmiger Schutzkörper mittels Streben an der Führungsstange befestigt ist und die Streben durch schlitzförmige Düsenöffnungen verlaufen, sorgen diese Streben nach Abschluß des Reinigungsvorganges infolge ihrer Längsbewegung durch die Schlitze für eine Reinigung derselben.
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Einem Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung zufolge soll der zylinderförmig ausgebildete Schutzkörper beim Freigeben der Düsenöffnungen in einen Ringraum in der Wand der Abgasleitung verschoben werden. Dabei wird die Länge des Schutzkörpers zweckmäßigerweise so gewählt, daß außerhalb des Reinigungsvorganges ein geringer dem Innenraum der Abgasleitung zugewandter Abschnitt des Ringraumes durch den Schutzkörper ausgefüllt ist, so daß keine Verunreinigungen in den Ringraum eindringen können. Die Verschiebung des Schutzkörpers über die Führungsstange kann dabei mit Hilfe eines Kolbens erfolgen, der an der Führungsstange befestigt ist und der einseitig vom Druck der Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbar ist.
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Da die hohen Abgastemperaturen in der Abgasleitung unter Umständen zu einer Deformierung des Schutzkörpers führen könnten, wird vorgeschlagen, den Schutzkörper aus einem keramischen Werkstoff herzustellen. Zur Verbesserung der Zerstäubung des Reinigungsmittels läßt sich der Düsenkopf aus einem feinmaschigen, temperaturbeständigen Gewebe, vorzugsweise Asbestgewebe, herstellen.
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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der drei Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigt:
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Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Waschdüse mit einem tassenförmigen Schutzkörper,
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Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch die Waschdüse gemäß Fig. 1, während des Reinigungsvorganges,
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Fig. 3 einen Teillängsschnitt durch eine Waschdüse mit einem tellerförmigen Schutzkörper,
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Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Waschdüse, bei der der Schutzkörper zylinderförmig ausgebildet ist und die Führungsstange mit einem Kolben verbunden ist,
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Fig. 5 einen Querschnitt durch die Waschdüse in Fig. 4 gemäß Linie V-V.
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In den Fig. 1 bis 5 ist, soweit dargestellt, mit 1 eine Waschdüse bezeichnet, die in eine Abgasleitung 2 einer Brennkraftmaschine eingeschraubt ist. Dabei hat die Waschdüse 1 einen Düsenkopf 3, der in der Wand der Abgasleitung 2 angeordnet ist bzw. in die Abgasleitung 2 hineinragt. Der Düsenkopf 3 ist mit mehreren Düsenöffnungen 4 versehen, die gemäß den Fig. 4 und 5 als Längsschlitze im Düsenkopf 3ausgeführt sind. Die Düsenöffnungen 4 sind außerhalb des Reinigungsvorganges mittels eines Schutzkörpers 5 verdeckt bzw. verschlossen. Dieser Schutzkörper 5 ist an einer Führungsstange 6 befestigt, die am dem Schutzkörper 5 abgewandten Ende mit einer Feder 7 in Verbindung steht. Die Waschdüse 1 ist über eine Leitung 8 und über ein Absperrventil 9 mit einem nicht dargestellten Druckbehälter verbunden. Dabei mündet die Leitung 8 in einen Düseninnenraum 10 der Waschdüse 1 ein, an den sich eine bis in den Düsenkopf führende, die Führungsstange 6 mit radialem Abstand umgebende Zufuhrbohrung 11 anschließt.
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In den Fig. 1 und 2 ist der Schutzkörper 5 tassenförmig ausgebildet und die Düsenöffnungen 4 sind radial und schräg zur Querachse des Düsenkopfes 3 im Düsenkopf 3 angeordnet. Die Feder 7 ist in einem Federraum 12 an der Führungsstange 6 befestigt, wobei der Federraum 12 durch eine Verschlußschraube 13 verschlossen ist.
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Die Wirkungsweise des Waschventils 1 ist folgende: Während des Reinigungsvorganges gelangt aus dem Druckbehälter Reinigungsflüssigkeit über das geöffnete Absperrventil 9 in den Düseninnenraum 10 der Waschdüse 1 und von dort aus in die Zufuhrbohrung 11. Infolge des Druckaufbaues der Reinigungsflüssigkeit in der Zufuhrbohrung 11 wird der Schutzkörper 5 zusammen mit der Führungsstange 6 gegen die Kraft der Feder 7 soweit angehoben, daß die Düsenöffnungen 4 geöffnet sind und die Reinigungsflüssigkeit in der Abgasleitung 2 zerstäubt wird. Bei Beendigung des Reinigungsvorganges wird das Absperrventil 9 in die Schließstellung bewegt, so daß der Flüssigkeitsdruck im Düseninnenraum und in der Zufuhrbohrung 11 abfällt, woraufhin der Schutzkörper 5 über die Feder 7 und die Führungsstange 6 wieder in die Stelle zurückbewegt wird, in der er die Düsenöffnungen 4 verdeckt.
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In der Fig. 3 ist der Schutzkörper 5 tellerförmig ausgeführt und die Düsenöffnungen 4 sind in der Stirnfläche des Düsenkopfes 3 angeordnet. Der tellerförmige Schutzkörper 5 hat an seiner dem Düsenkopf 3 zugewandten Fläche kegelförmige Noppen 14, die auch während des Reinigungsvorganges mit ihren Spitzen in den Düsenöffnungen verbleiben.
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Die Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3 ist ähnlich dem der Fig. 1 und 2. Durch den Druck der Reinigungsflüssigkeit in der Zufuhrbohrung 11 wird der tellerförmige Schutzkörper 5 angehoben, so daß an der Führungsstange 6 und an den Noppen 14 ein Teil der Düsenöffnungen 4 für den Austritt der Reinigungsflüssigkeit zur Verfügung steht. Bei Beendigung des Reinigungsvorganges gelangt der tellerförmige Schutzkörper 5 wieder in die Stellung zurück, in der er an dem Düsenkopf 3 anliegt und die Düsenöffnungen 4 verschließt. Dabei werden mögliche Ablagerungen in den Düsenöffnungen 4 durch die Führungsstange 6 und die Noppen 14 entfernt.
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In den Fig. 4 und 5 ist der Schutzkörper 5 zylinderförmig ausgeführt und über Streben 15 an der Führungsstange 6 befestigt. Die Zufuhrbohrung 11 ist über ein kegeliges Abschlußstück 16 verschlossen, wobei die Streben 15 durch die in diesem Fall als Längsschlitze im Düsenkopf 3 ausgeführten Düsenöffnungen 4 hindurchgeführt sind. In der Wand der Abgasleitung 2 dient zur Aufnahme des zylinderförmigen Schutzkörpers 5 ein Ringraum 17. Auf der Führungsstange 6 ist ein Kolben 18 befestigt, der einerseits vom Druck im Düseninnenraum 10 und andererseits von der Kraft der Feder 7 beaufschlagt ist.
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Beim Reinigungsvorgang baut sich im Düseninnenraum 10 ein Druck auf, der dazu führt, daß die Führungsstange 6 über den Kolben 18 angehoben wird und dadurch über die Streben 15 und den an der Führungsstange 6 befestigten zylindrischen Schutzkörper 5 die schlitzförmigen Düsenöffnungen 4 freigibt, wobei der Schutzkörper 5 von dem Ringraum 17 aufgenommen wird. Fällt der Druck in dem Düseninnenraum 10 ab, so verschließt der Schutzkörper 5 wieder die schlitzförmigen Düsenöffnungen 4, wobei die Düsenöffnungen 4 mittels der Streben 15 von Verschmutzungen befreit werden.