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清潔渦輪風扇燃氣渦輪引擎的方法及裝置 METHOD AND APPARATUS FOR CLEANING A TURBOFAN GAS TURBINE ENGINE

阅读:697发布:2024-01-09

专利汇可以提供清潔渦輪風扇燃氣渦輪引擎的方法及裝置 METHOD AND APPARATUS FOR CLEANING A TURBOFAN GAS TURBINE ENGINE专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本發明係有關用於清潔一燃氣渦輪引擎(2)之裝置,且尤其有關一用於清潔一渦輪風扇型引擎的裝置。本發明進一步地有關於一種用於清潔此類引擎之方法。該裝置包括複數個噴嘴(31、33、35),其被配置以將清潔液體霧化於引擎(2)之一空氣入口(20)內之該氣流中,而空氣入口(20)則係位在引擎(2)之一風扇(25)的上游處。根據本發明,一第一噴嘴(31)被配置在一 位置 處,如此之配置使得噴發自第一噴嘴(31)處之清潔液體可衝撞葉片(40)之大致位於壓 力 側(53)上的表面;一第二噴嘴(35)被配置在一位置處,如此之配置使得噴發自第二噴嘴(35)處之清潔液體可衝撞葉片(40)之大致位於吸力側(54)上的表面;以及一第三噴嘴(33)被配置於一位置處,如此之配置使得噴發自第三噴嘴(33)處之清潔液體可大致通過該等葉片(40)之間並進入核心引擎(203)之一入口(23)。因此,在風扇上及渦輪風扇引擎之核心引擎壓縮機中所發現之不同類型之污穢物均可藉一有效率之方式予以去除。 【創作特點】 因此,本發明之一目的在於提供一用於去除被發現形成在該風扇上及在該渦輪風扇引擎之核心引擎壓縮機中的各種不同類型污穢物之裝置及方法,並藉以減小該污穢物效應對飛機引擎性能之負面影響,諸如增加 燃料 消耗、降低引擎壽命、及增加二 氧 化 碳 及氮氧化物(NOx)之散發。本發明之另一目的在於提供一可在一清洗作業中清潔該風扇及該核心引擎壓縮機之裝置及方法。
這些及其他目的可根據本發明藉由提供一具有如界定於獨立項中之特徵的方法及裝置而予達成。較佳實施例被界定於附屬請求項中。
為求清楚起見,該等術語「徑向方向」及「軸向方向」係分別意指一徑向地來自該引擎中心線之方向及一沿著該引擎中心線之方向。
在本發明之上下文中,該術語「切線 角 度」係有關於一從該引擎中心線所正切觀看之角度。
根據本發明之一第一態樣,其提供一種用於清潔一燃氣渦輪引擎之裝置,該引擎包括:至少一引擎軸;一被可旋轉地配置之風扇,其包括被安裝在一葉片轂上並大致沿一徑向方向延伸之複數個風扇葉片,該等葉片各具有一壓力側及一吸力側;及一核心引擎,其包含一壓縮機單元及若干用於驅動該壓縮機單元及該風扇之渦輪;而該裝置包括複數個噴嘴,其被配置以霧化一位在該風扇上游處之該引擎的一空氣入口內之該氣流中的清潔液體。根據本發明之該第一態樣的裝置包括:一第一噴嘴,其相對於該引擎之一中心線被配置在一第一位置處,以致使從該第一噴嘴處所散發出之清潔液體可撞擊該等葉片之大致位在該壓力側上的表面;一第二噴嘴,其相對於該引擎之一中心線被配置在一第二位置處,以致使從該第二噴嘴處所散發出之清潔液體可撞擊該等葉片之大致位在該吸力側上的表面;及一第三噴嘴,其相對於該引擎之一中心線被配置在一第三位置處,以致使從該第三噴嘴處所散發出之清潔液體可大體通過該等葉片間並進入該核心引擎之一入口。
根據本發明之一第二態樣,其提供一種用於清潔一燃氣渦輪引擎之方法,其中該引擎包括:至少一引擎軸;一被可旋轉地配置之風扇,其包括被安裝在一葉轂上並大致沿一徑向方向延伸之複數個風扇葉片,該等葉片各具有一壓力側及一吸力側;及一核心引擎,其包含一壓縮機單元及若干用於驅動該壓縮機單元及該風扇之渦輪;而該方法包括藉由複數個噴嘴將位在該風扇上游處之該引擎的一空氣入口內之該氣流中的清潔液體予以霧化之步驟。根據本發明之該第二態樣的方法另包括下列步驟:將從一第一噴嘴處所散發出之清潔液體大體地噴塗在該壓力側上;將從一第二噴嘴處所散發出之清潔液體大致地噴塗在該吸力側上;及導引從一第三噴嘴處所散發出之清潔液體,以致使該清潔液體可大體通過該等葉片間並進入該核心引擎之一入口。
因此,本發明係基於對該引擎之不同組件上的污穢物各具有不同之性質且因此需要不同的清潔方法之認知。舉例而言,由於該等壓縮機之較高溫度,該核心壓縮機上之污穢物便具有與該風扇葉片上的污穢物不同之性質。該高溫導致顆粒更易於被「 烘烤 」於該表面上且將更難以去除。分析顯示在核心引擎壓縮機內所發現之污穢物典型地係碳氫化合物、抗結 冰 流體之殘留物、鹽等。此污穢物因而比該風扇葉片上的污穢物更難以去除掉。
此解決方法提供了數個優異於現有方法之優點。該等優點中之一在於該引擎遭受污穢物之部件的清潔係適於每一部件上之污穢物的某些性質。因此,該風扇及該核心引擎之不同組件的清潔可被個別地因應處理。相較於利用一始終不變之清潔作業的習知方法而言,此將為一更有效率且更省時之引擎清潔方式。因此,由於該燃料之消耗可被減少,故相較於該等習知方法將更節省成本。
另一優點在於該清潔液體可到達該風扇之葉片的該吸力側及壓力側兩者處。因此,相較於無法清潔該壓力側之習知方法,本方法在該風扇之清潔上將更為完全且有效率。
再一優點在於根據本發明之清潔裝置可被使用於各種不同類型之渦輪引擎,包括具有一、二、三、或更多軸之渦輪風扇燃氣渦輪引擎,且其中該風扇及用於分裂開氣流之該錐體係在旋轉中的。
一額外之優點在於因為一更有效率之污穢物去除使得該燃燒室之溫度可被降低,故該引擎之耐用性可被增加。此亦由於減少了NOx之產生而造成對環境之一有利效果。
根據本發明之諸較佳實施例,該第一噴嘴及該第二噴嘴被配置成可使得分別從該第一噴嘴及該第二噴嘴處所散發出之清潔液體可形成一噴霧,其沿著大致平行於該風扇葉片之徑向延伸部的一軸線而在撞擊該風扇之一葉片處具有一寬度,該寬度大致相等於該葉片之一前緣的長度。因此,該噴霧將供應至該葉片之從尖端到轂的全長上,且該風扇葉片上之該壓力側及吸力側之清潔或清洗效率分別可被增加。
根據本發明之諸實施例,該第三噴嘴被配置成可使得從該第三噴嘴處所散發出之清潔液體可形成一噴霧,其沿著大致平行於該風扇葉片的徑向延伸部之一軸線而在該入口處具有一寬度,該寬度大致等於該分流部及位於該轂上之該突點間的距離。
本發明之其他目的及優點將經由例示實施例而被說明於下文中。,下面是清潔渦輪風扇燃氣渦輪引擎的方法及裝置 METHOD AND APPARATUS FOR CLEANING A TURBOFAN GAS TURBINE ENGINE专利的具体信息内容。

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