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Title:
METHOD AND DEVICE FOR APPLYING A PROTECTIVE MEDIUM TO A TURBINE BLADE, AND METHOD FOR INTRODUCING COOLING BORES INTO A TURBINE BLADE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/077375
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a method and a device for applying a protective medium to a turbine blade as well as a method for introducing cooling bores into a turbine blade. In order to do so, hot supercritical carbon dioxide is used as a temperature control medium and/or cleaning medium in a pressure vessel and is compressed and decompressed once or several times in a row. According to the invention, the cleaning medium is decompressed to a pressure at which the gas has a volume that is a multiple of the volume of the compressed cleaning medium in the pressure vessel, thus making it possible to remove particle-shaped and other dirt even from depressions, pocket holes, or open hollow spaces.

Inventors:
BAYER ERWIN (DE)
NIEGL MAX (DE)
SCHUENKE DETLEV (DE)
UNGER MICHAEL (DE)
LOEHR KARSTEN (DE)
Application Number:
PCT/DE2007/002246
Publication Date:
July 03, 2008
Filing Date:
December 12, 2007
Export Citation:
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Assignee:
MTU AERO ENGINES GMBH (DE)
BAYER ERWIN (DE)
NIEGL MAX (DE)
SCHUENKE DETLEV (DE)
UNGER MICHAEL (DE)
LOEHR KARSTEN (DE)
International Classes:
B05D3/02; B05D1/18
Foreign References:
DE10218519C12003-06-26
US5914060A1999-06-22
FR2803228A12001-07-06
Attorney, Agent or Firm:
MTU AERO ENGINES GMBH (Postfach 50 06 40, München, DE)
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Claims:

Patentansprüche

1. Verfahren zur Aufbringung eines Schutzmediums auf eine Turbinenschaufel, insbesondere auf die innere Oberfläche einer hohlen Turbinenschaufel, umfassend die Verfahrenschritte:

- Einbringen der Turbinenschaufel in einen Druckbehälter,

- Erhöhen von Druck und Temperatur bis in den überkritischen Bereich von CO 2 ,

Erwärmen der Turbinenschaufel durch Einbringen von heißem, überkritischem CO 2 , Ausbringen des CO 2 aus dem Druckbehälter,

- Absenken des Drucks unter Normaldruck,

- Einbringen des flüssigem Schutzmediums in die hohle Turbinenschaufel,

- Einstellen von Umgebungsbedingungen in dem Druckbehälter

- Entnahme der Turbinenschaufel.

2. Verfahren zur Einbringung von Kühlbohrungen in eine Turbinenschaufel umfassend die Verfahrenschritte:

Aufbringen eines Schutzmediums nach Anspruch 1, Einbringen der Kühlbohrungen mittels Laserbestrahlung, Reinigung der Turbinenschaufel mittels überkritischen CO 2 .

3. Verfahren zur Einbringung von Kühlbohrungen in eine Turbinenschaufel nach Anspruch 2, wobei die Reinigung mittels überkritischen CO 2 in einem Druckbehälter erfolgt und das CO 2 ein oder mehrere Male nacheinander komprimiert und dekomprimiert wird und dazu auf einen Druck oberhalb von 500 bar komprimiert und auf eine Temperatur oberhalb 150°C aufgeheizt wird, und anschließend dekomprimiert und abgekühlt wird, so dass das Gas ein Volumen einnimmt, das ein Vielfaches des Volumens des komprimierten Reinigungsmediums im Druckbehälter beträgt,

wobei das Reinigungsmedium abschließend auf einen Druck oberhalb von 700 bar komprimiert und auf eine Temperatur oberhalb 150°C aufgeheizt wird, und anschließend dekomprimiert und abgekühlt wird.

4. Vorrichtung zur Aufbringung eines Schutzmediums auf eine Turbinenschaufel, insbesondere auf die innere Oberfläche einer hohlen Turbinenschaufel, umfassend: einen Kohlendioxidspeicher 1 verbunden mit einen Verdichter 11 zum Verdichten des Kohlendioxids verbunden mit einen Wärmetauscher 12 zum Temperieren des Kohlendioxids verbunden mit einen Druckbehälter 2 zur Aufnahme der Turbinenschaufel und deren Temperierung und/oder Reinigung verbunden mit einem Abscheider 33 zur Abscheidung von Verunreinigungen des Kohlendioxids verbunden mit dem Kohlendioxidspeicher 1 , wobei der Temperier- und/oder Reinigungsbehälter 2 zusätzlich mit einem Speicher 5 für das aufzubringende Schutzmedium verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher 5 mit dem Abscheider 33 verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperier- und/oder Reinigungsbehälter 2 über mehr als einen Kreislauf mit dem Kohlendioxidspeicher 1 verbunden ist.

Description:

Verfahren und Vorrichtung zur Aufbringung eines Schutzmediums auf eine Turbinenschaufel sowie Verfahren zur Einbringung von Kühlbohrungen in eine Turbinenschaufel

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufbringung eines Schutzmediums auf eine Turbinenschaufel sowie ein Verfahren zur Einbringung von Kühlbohrungen in eine Turbinenschaufel, auf welche ein derartiges Schutzmedium aufgebracht wurde.

Das Anwachsen der Betriebstemperatur von Turbinen bis in den Bereich der Schmelzgrenze der Werkstoffe, das für die modernen Triebwerke charakteristisch ist, war erst durch enorme Fortschritte in der Kühltechnik möglich. Dabei konnte man sich nicht mehr darauf beschränken, die heißen Bauteile durch einen Luftfilm von außen zu kühlen, sondern musste die Kühlung auch von innen her möglich machen. Die für die Turbinenkühlung bereitgestellte Luft kommt aus dem sogenannten internen Luftsystem eines Triebwerkes. Als solches werden die Luftströme bezeichnet, die nicht an der Schuberzeugung beteiligt sind. Die zur Kühlung der Turbine notwendige Luft wird über Kühllöcher in das Innere der der Turbinenschaufel geleitet.

Eine vergleichsweise neue Methode um derartige Kühllöcher in eine hohle Turbinenschaufel zu bohren ist das Laserbohren. Wesentlich dabei ist, dass der Laserstrahl nur die für die Bohrung vorgesehene Wand der hohlen Turbinenschaufel durchdringt ohne die gegenüberliegende Wand zu beschädigen. Um dies zu gewährleisten, werden die inneren Hohlräume der Turbinenschaufel mit einem leicht verdampfbaren Schutzmedium (meist Wachs, mitunter auch öl) gefüllt. Das Schutzmedium verhindert einerseits, dass der Laserstrahl auch die gegenüberliegende Wand anbohrt. Andererseits drückt das expandierende verdampfende Schutzmedium das vom Laserstrahl aufgeschmolzene Wandmaterial aus der Bohrung. Dies gelingt jedoch nicht immer vollständig und dann verbleiben Reste geschmolzenen und wieder erstarrten Materials in der Bohrung und/oder deren Umgebung. Anschließend müssen das Schutzmedium und ggf. erstarrte Wandmaterialreste meist aufwendig entfernt werden.

Eine vollständige Befüllung mit dem Schutzmedium wird mit wachsender Komplexität der Strukturen der inneren Hohlräume immer schwieriger. Deshalb werden hohle Turbinenschaufeln vor Ihrer Befüllung mit einem Schutzmedium üblicherweise in einem Ofen vorgewärmt, damit das Schutzmedium während des Befüllungsvorgangs möglichst lange möglichst fließfähig bleibt, um auch die letzten Hohlräume füllen zu können. Die erforderliche gleichmäßige Temperierung aller inneren Strukturen bedingt relativ lange Prozesszeiten. Darüber hinaus besteht bei der Entnahme der heißen Turbinenschaufeln aus dem Ofen Verbrennungsgefahr für das Bedienpersonal.

Die Entfernung des Schutzmediums aus der Turbinenschaufel nach dem Laserbohren der Kühllöcher erfolgt bisher üblicherweise mittels FKW-Bädern (früher mittels FCKW- Bädern). In der DE 10218519 Cl wird vorgeschlagen, das Schutzmedium mittels überkritischem CO 2 bei einem Druck über 500 Bar und einer Temperatur über 15O 0 C heraus zu waschen.

Versuche haben gezeigt, dass mit dem in der DE 10218519 Cl vorgeschlagenen Verfahren zwar das Schutzmedium weitgehend aus den Hohlräumen der Turbinenschaufeln heraus gewaschen werden kann, metallische Wandmaterialreste aber nicht entfernt werden können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Vorrichtung zur besonders effizienten und möglichst gefahrlosen Aufbringung eines Schutzmediums auf eine Turbinenschaufel anzugeben sowie ein besonders effizientes Verfahren zur Einbringung von Kühlbohrungen in eine Turbinenschaufel anzugeben.

Die Erfindung wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 4 wiedergegeben. Die weiteren Ansprüche enthalten vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung.

Erfmdungsgemäß erfolgt das Aufbringen eines Schutzmediums auf eine Turbinenschaufel, insbesondere auf die innere Oberfläche einer hohlen Turbinenschaufel, durch folgende Verfahrenschritte:

Einbringen der Turbinenschaufel in einen Druckbehälter,

- Erhöhen von Druck und Temperatur bis in den überkritischen Bereich von CO 2 ,

- Erwärmen der Turbinenschaufel durch Einbringen von heißem, überkritischem CO 2 ,

Ausbringen des CO 2 aus dem Druckbehälter,

- Absenken des Drucks unter Normaldruck,

- Einbringen des flüssigem Schutzmediums in die hohle Turbinenschaufel,

- Einstellen von Umgebungsbedingungen in dem Druckbehälter

- Entnahme der Turbinenschaufel.

Heißes, überkritisches Kohlendioxid ist sehr gut spaltgängig und füllt daher auch kleinste Hohlräume der Turbinenschaufel vollständig aus. Durch die Befüllung des Druckbehälters und gleichzeitig der Hohlräume der Turbinenschaufel mit der heißen Flüssigkeit erfolgt die Temperierung der Turbinenschaufel von Innen und Außen gleichzeitig und damit wesentlich gleichmäßiger und schneller als bei einer üblichen Erwärmung im Ofen. Außerdem werden beim Ausbringen des überkritischen Kohlendioxids eventuell in den Hohlräumen vorhandene Verunreinigungen wie z.B. Staub mit ausgeschwemmt. Ansonsten erforderliche Staubbohrungen können entfallen.

Das Absenken des Drucks unter den Normal- oder Umgebungsdruck nach der Erwärmung der Turbinenschaufel erleichtert das Einbringen des Schutzmediums in die Hohlräume der Turbinenschaufel. üblicherweise werden leicht verdampfbare Medien wie z.B. flüssiges Wachs eingespritzt, welches sich bei Unterdruck sehr gut in den Hohlräumen verteilt und nach Einstellung von Normal- oder Umgebungsbedingungen zügig aushärtet. Danach kann die mit dem Schutzmedium versehene Turbinenschaufel gefahrlos aus dem Druckbehälter entnommen werden.

Femer hat sich gezeigt, dass die Einbringung des flüssigen Schutzmediums unter Vakuum die Ausbildung von ansonsten auftretenden Poren weitestgehend ausschließt. Diese Vermeidung von Poren erhöht die Prozesssicherheit bei einem anschließenden Laserbohren.

Das überkritische Kohlendioxid zeichnet sich als Temperiermedium neben seiner guten Spaltgängigkeit dadurch aus, dass es gut verfügbar, preisgünstig und als normaler Luftbestandteil auch umweltunbedenklich ist.

Besonders effektiv eingesetzt werden überkritisches Kohlendioxid und die zugehörige Anlagentechnik dann, wenn außer der Temperierung für die Einbringung des Schutzmediums vor dem Laserbohren auch die Reinigung nach dem Laserbohren mit überkritischem Kohlendioxid und vorzugsweise derselben Anlagentechnik erfolgen.

Ein derartiges vorteilhaftes Verfahren zur Einbringung von Kühlbohrungen in eine Turbinenschaufel umfasst die Verfahrenschritte:

- Aufbringen eines Schutzmediums wie vorstehend beschrieben, Einbringen der Kühlbohrungen mittels Laserbestrahlung,

- Reinigung der Turbinenschaufel mittels überkritischen CO 2 .

Die Reinigung der Turbinenschaufel mittels überkritischen CO 2 erfolgt dabei z.B. wie in der DE 10218519 Cl vorgeschlagen. Das Reinigungsmedium CO 2 wird mehrere Male nacheinander komprimiert und dekomprimiert. Das Reinigungsmedium wird auf einen Druck oberhalb von 500 bar, bevorzugt oberhalb von 600 bar, komprimiert und auf eine Temperatur oberhalb 150°C aufgeheizt. Anschließend wird dekomprimiert und abgekühlt, so dass das Gas ein Volumen einnimmt, das ein Vielfaches des Volumens des komprimierten Reinigungsmediums im Drackbehälter beträgt. Mittels dieser Verfahrensschritte können oberflächlich anhaftende, leicht verdampfbare Schutzmedien (Wachse oder öle) nahezu vollständig entfernt werden.

Die Obergrenze des Druckes wird durch ökonomisch-technische Berechnungen bestimmt und wird i.d.R. 1000 bar nicht überschreiten.

Die Obergrenze der Temperatur wird durch die Zersetzungstemperaturen des Wachses bestimmt und wird i.d.R. 400°C nicht überschreiten.

Gemäß der Erfindung wird das Reinigungsmedium so weit dekomprimiert, dass das Gas sich auf ein Vielfaches des Volumens des komprimierten Gases entspannt und sich vorzugsweise auf ein Volumen in der Größenordnung des 100-fachen des Volumens des komprimierten Gases ausdehnt.

Wenn sich das Gas entspannt bzw. frei wird, entstehen in Vertiefungen in den zu reinigenden Gegenständen nach Außen gerichtete Strömungen, die leichte Verunreinigungen wirkungsvoll mit sich reißen. Wird die Kompression und Dekompression wiederholt durchgeführt, wobei die Verunreinigungen immer wieder aus dem Reinigungsmedium abgeschieden werden, können komplex geformte Bauteile sehr sorgfältig gereinigt werden.

Bereits in der DE 10218519 Cl wird vorgeschlagen sogenannte Schlepphilfen zu verwenden. Eine Schlepphilfe ist ein nicht gasförmiger Stoff, in dem das komprimierte Reinigungsmedium löslich ist und der sich tendenziell an Verunreinigungen bindet, auf einen zu reinigenden Gegenstand aufgebracht und/oder in irgendwelche offenen Hohlräume in dem Gegenstand eingebracht, bevor der Gegenstand in den Druckbehälter gesetzt wird. Der nicht gasförmige Stoff ist vorzugsweise flüssig, plastisch oder pastös ist, um eine gute Anbindung an die Verunreinigungen zu gewährleisten. Durch die Löslichkeit mit dem komprimierten Reinigungsmedium werden die Schlepphilfen bei der Dekompression besonders gut aus den Vertiefungen mitgenommen und schleppen dabei Verunreinigungen mit. Dadurch können auch sehr kleine oder sehr unzugänglich gelegene Verunreinigungen entfernt werden. Wenn das Reinigungsmedium aus Kohlendi-

oxid besteht, sind geeignete Schlepphilfen handelsübliche Alkohole, öle, Fette oder Wachse auf Kohlenwasserstoff-Basis, in denen sich das Kohlendioxid löst.

Im Falle einer mittels Laserbohren mit Kühllöchern versehenen und mit dem Schutzmedium Wachs geschützten Turbinenschaufel kann also das Schutzmedium gleichzeitig als Schlepphilfe dienen und so selbst zur Verbesserung der Reinigung beitragen.

Versuche haben gezeigt, dass sich Kohlendioxid in den üblicherweise verwendeten Wachsen bereits bei Drücken ab 300 bar, insbesondere ab 500 bar gut löst (vgl. Figur 3). Umgekehrt sind handelsübliche Wachse in Kohlendioxid vergleichsweise schlecht löslich und erreichen erst bei Drücken von circa 700 bar relevante Löslichkeiten. Die Temperatur zeigt dabei nur einen vergleichsweise geringen Einfluss auf das Lösevermögen und beeinflusst mehr die Lösegeschwindigkeit.

Die erhöhte Löslichkeit des Schutzmediums in Kohlendioxid bei Drücken ab 700 bar verbessert deren Ausschwemmvermögen signifikant und ermöglicht dadurch auch das Ausbringen schwerer metallischer Partikel in dem erfindungsgemäß abschließenden Verfahrensschritt.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfϊndungsgemäßen Verfahrens wird deshalb die Reinigung mittels einer weiteren Komprimierung auf einen Druck oberhalb von 700 bar und einer Erwärmung auf eine Temperatur oberhalb 150°C und anschließender langsamer Expansion abgeschlossen. Erst dieser abschließende Schritt gewährleistet die vollständige Entfernung von oberflächlich anhaftenden, leicht verdampf baren Schutzmedien und evtl. zusätzlich vorhandenen schwereren metallischen Partikeln, wie sie beispielsweise beim Laserbohren anfallen.

Die mit der vorstehend beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass das Verfahren unter den Bedingungen von überkritischem CO 2 in einem ersten Bereich bei einem Druck oberhalb 500 bar und einer Temperatur oberhalb 150°C gute Reinigungseigenschaften in Bezug auf handeis-

übliche Wachse zeigt und in einem zweiten Bereich bei einem Druck oberhalb 700 bar und einer Temperatur oberhalb 150°C die Löslichkeit von Wachs in CO 2 überraschenderweise überproportional ansteigt. Infolgedessen genügt es, den Reinigungsbehälter wenige Male (1 - 3 mal) zyklisch den Bedingungen des ersten Bereichs auszusetzen, um das Wachs vollständig zu lösen und zu entfernen und abschließend einmal den Bedingungen des zweiten Bereichs auszusetzen, um auch evtl. zusätzlich vorhandene schwere metallische Partikel zu entfernen. Vorteilhafterweise wird durch den minimierten Verfahrensaufwand der Reinigungsprozess, beispielsweise einer Turbinenschaufel auf beispielsweise etwa 20 Minuten oder weniger gegenüber bisherigen Reinigungszeiten von bis zu 2 Stunden reduziert. Darüber hinaus eignet sich das Verfahren zu einer Verwendung in der Serienfertigung mit entsprechenden Kostenvorteilen.

In einer anderen Weiterbildung des Verfahrens wird der Druckbehälter vor der Reinigung mit einem oder mehreren zu reinigenden Gegenständen sowie mit einer Vielzahl von festen Füllkörpern im Wesentlichen vollständig gefüllt. In diesem Fall muss der Druckbehälter mit wesentlich weniger Reinigungsmedium befüllt werden, so dass Kompressionsarbeit eingespart wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Aufbringung eines Schutzmediums auf eine Turbinenschaufel, insbesondere auf die innere Oberfläche einer hohlen Turbinenschaufel, umfasst: einen Kohlendioxidspeicher verbunden mit einen Verdichter zum Verdichten des Kohlendioxids verbunden mit

- einen Wärmetauscher zum Temperieren des Kohlendioxids verbunden mit

- einen Druckbehälter zur Aufnahme der Turbinenschaufel und deren Temperierung und/oder Reinigung verbunden mit einem Abscheider zur Abscheidung von Verunreinigungen des Kohlendioxids verbunden mit dem Kohlendioxidspeicher, wobei der

- Temperier- und/oder Reinigungsbehälter zusätzlich mit einem Speicher für das aufzubringende Schutzmedium verbunden ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist im Unterschied zu der aus der DE 10218519 Cl bekannten Vorrichtung zur Reinigung einer Turbinenschaufel zusätzlich einen mit dem Druckbehälter zur Aufnahme der Turbinenschaufel verbundenen Speicher für das aufzubringende Schutzmedium auf. Dadurch kann die erfindungsgemäße Vorrichtung sowohl für eine Temperierung der Turbinenschaufel, als auch deren Befüllung mit dem Schutzmedium als auch für deren Reinigung nach dem Laserbohren eingesetzt werden, woraus eine sehr hohe Effektivität resultiert.

Besonders vorteilhaft ist die Vorrichtung ausgestaltet, wenn der Speicher mit dem Abscheider verbunden ist. In diesem Fall kann das bei der Reinigung der gebohrten Turbinenschaufel mit dem Kohlendioxid herausgewaschene Schutzmedium durch den Abscheider vom Kohlendioxid getrennt und dem Speicher wieder zugeführt werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Temperier- und/oder Reinigungs- behälter über mehr als einen Kreislauf mit dem Kohlendioxidspeicher verbunden. Dies erlaubt es, den vorstehend beschriebenen besonders effizienten zweistufigen Reini- gungsprozess mit Flaschen und Extrahieren durchzuführen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und anhand der Figuren. Darin zeigen:

Fig. 1 Schematischer Aufbau der Temperier- und/oder Reinigungsanlage,

Fig. 2a bis 2e Prinzipielle zeitliche Abfolge der einzelnen Reinigungsschritte

Fig. 3 Löslichkeiten von Kohlendioxid in Wachs und umgekehrt.

Figur 1 zeigt schematisch und m ' cht maßstabsgerecht eine Temperier- und/oder Reinigungsanlage. Die Anlage weist einen Kohlendioxidspeicher 1 auf, hier eine handelsüb-

liehe Mietflasche. Der Kohlendioxidspeicher 1 enthält Kohlendioxid bei einem Druck von 80 bar. Er ist über Hochdruckpumpe 11, einen Wärmetauscher 12 und ein Drosselventil 13 mit dem Temperier- und/oder Reinigungsbehälter 2 verbunden. Der Reini- gungsbehälter 2 ist in einem Kreislauf A über ein Drosselventil 31 mit einem Schmutzabscheider 32 verbunden und wird dann zum Kohlendioxidspeicher 1 zurückgeführt. Außerdem ist der Reinigungsbehälter 2 in einem Kreislauf B über ein Drosselventil 41 mit einem Wachsabscheider 42 verbunden und wird dann über einen Verdichter 43 zum Kohlendioxidspeicher 1 zurückgeführt. Der Schmutzabscheider 32 ist mit einem Wachsabscheider 33 verbunden. Die Wachsabscheider 33 und 42 sind mit einem Wachsspeicher 5 verbunden und dieser mit dem Temperier- und/oder Reinigungsbehälter 2.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dient die vorstehend beschriebene Anlage lediglich als Temperieranlage; die Reinigung nach dem Laserbohren erfolgt konventionell mittels FKW-Bad.

In diesem ersten Ausführungsbeispiel wird die mit Kühlbohrungen zu versehende hohle Turbinenschaufel in den Temperierbehälter 2 eingebracht und dieser wird verschlossen. Im Temperierbehälter 2 werden Druck und Temperatur bis in den überkritischen Bereich von Kohlendioxid erhöht (z.B. 200°C, 700 bar). Danach wird aus dem Kohlendioxidspeicher 1 Kohlendioxid über die Hochdruckpumpe 11 verdichtet und über den Wärmetauscher 12 erhitzt und im überkritischen Zustand in den Temperierbehälter 2 eingebracht. Das heiße überkritische Kohlendioxid füllt sämtliche Hohlräume der Turbinenschaufel aus und erwärmt die gesamte Turbinenschaufel von Innen und Außen gleichzeitig und gleichmäßig. Danach wird das Kohlendioxid über den Kreislauf B druckfrei aus dem Temperierbehälter 2 entlassen und dem Speicher 1 wieder zugeführt. Der Temperierbehälter 2 wird auf Unterdruck evakuiert. Aus dem Wachsspeicher 5 wird flüssiges Wachs in die Turbinenschaufel eingespritzt und füllt deren Hohlräume vollständig auf. Das Einspritzen bzw. Eingießen von Wachs kann beispielsweise bei 85°C und 1,5 bar oder bei 120°C-130°C und 0,8 bis 1,2 bar erfolgen. Der Temperierbehälter 2 wird entspannt und abgekühlt. überschüssiges Wachs wird im Wachsabschei-

der abgeschieden und dem Wachsspeicher 5 wieder zugeführt. Die befüllte Turbinenschaufel wird entnommen.

Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dient die vorstehend beschriebene Anlage sowohl als Temperier- als auch als Reinigungsanlage.

In diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird die mit Kühlbohrungen zu versehende hohle Turbinenschaufel in den Temperier-/Reinigungsbehälter 2 eingebracht und dieser wird verschlossen. Das Aufbringen eines Schutzmediums aus Wachs auf die inneren Oberflächen der Turbinenschaufel erfolgt gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. In die befüllte Turbinenschaufel werden mittels Laserbohren die benötigten Kühlbohrungen eingebracht. Die Reinigung der Turbinenschaufel von Wachsresten und eventuellen weiteren Verunreinigungen erfolgt in dem Temperier-/Reinigungsbehälter 2.

Der prinzipielle zeitliche Verlauf der Reinigung ist in den Figuren 2a bis 2e dargestellt. In einem ersten Schritt von circa 1 Minute Dauer wird die zu reinigende Turbinenschau- fel in den Temperier-ZReinigungsbehälter 2 eingebracht und dieser wird bei Normaldruck und Normaltemperatur verschlossen. In einem zweiten Schritt von circa einer weiteren Minute Dauer wird der Temperier-/Reinigungsbehälter 2 über den Kreislauf A mit heißem Kohlendioxid bei einem Druck von circa 80 bar und einer Temperatur von circa 150°C durchströmt. Dabei wird ein großer Teil des Wachses ausgeschmolzen und fortgeschwemmt. Die Wachsbeladung der Turbinenschaufel sinkt während dessen von über 30 g auf circa 1 g ab. Das Wachs wird im Wachsabscheider 33 abgeschieden und dem Wachsspeicher 5 zugeführt. In einem dritten Schritt von circa 2 Minuten Dauer werden circa 99 Prozent des verbliebenen Wachses durch mehrmaliges spontanes Entspannen von überkritischem Kohlendioxid ausgewaschen (sog. Flashen). Dazu wird der Temperier-/Reinigungsbehälter 2 mit überkritischem Kohlendioxid bei 700 bar und 200°C befüllt und dann spontan entspannt. Dabei verdampft das überkritische Kohlendioxid schlagartig und reist das verbliebene Wachs mit sich. Das Wachs wird im Wachsabscheider 42 abgeschieden und dem Wachsspeicher 5 zugeführt. Das entspannte Kohlendioxid wird mittels des Verdichters 43 wieder verdichtet und zum Kohlendioxid-

Speicher 1 zurückgeführt. In einem vierten Schritt wird das verbliebene Wachs in überkritischem Kohlendioxid gelöst. Dazu wird der Temperier-/Reinigungsbehälter 2 mit überkritischem Kohlendioxid bei 700 bar und 200°C befällt. Nach circa 9 Minuten ist das verbliebene Wachs vollständig im überkritischen Kohlendioxid gelöst. In einem fünften Schritt von circa 2 Minuten Dauer wird der Temperier-/Reinigungsbehälter 2 langsam entspannt. Dabei wird das gelöste Wachs mit dem überkritischen Kohlendioxid ausgetragen und im Wachsabscheider abgeschieden und dem Wachspeicher 5 zugeführt. Das entspannte Kohlendioxid wird mittels des Verdichters 43 wieder verdichtet und zum Kohlendioxidspeicher 1 zurückgeführt.

Figur 3 zeigt die Löslichkeit von Kohlendioxid in Wachs und umgekehrt. Es wird deutlich, das überkritisches Kohlendioxid gut in Wachs löslich ist und sich diese Löslichkeit mit steigendem Druck noch weiter verbessert. Umgekehrt ist Wachs in überkritischen Kohlendioxid unterhalb von 300 bar kaum löslich (« 1 Gew.-%) und erreicht erst bei circa 700 bar relevante Löslichkeit von wenigen Gewichtsprozenten. Dies ist jedoch ausreichend um eine rückstandsfreie Reinigung von hohlen Turbinenschaufeln zu ermöglichen. Die Figur zeigt auch, dass die Temperatur das Lösevermögen verhältnismäßig gering beeinflusst; die Temperatur beeinflusst im Wesentlichen die Kinetik, d.h. die Lösegeschwindigkeit.