[发明专利]用于涡轮发动机的清洁剂输送方法和系统

说明书

技术领域

本申请大体上涉及用于涡轮发动机的内部清洁的方法和系统，并且更具体地涉及利用清洁剂清洁涡轮发动机的内部冷却回路的方法和系统。

背景技术

涡轮(诸如燃气涡轮发动机)典型地包括内部冷却通道，其设计成在使用期间冲击冷却一个或更多个构件。例如，燃气涡轮发动机的高压区段典型地包括允许涡轮中的较高温度的许多沿周向布置的冲击内部冷却回路。令人遗憾的是，涡轮发动机的冲击内部冷却回路趋于变得由颗粒物质部分地或完全地阻挡，这会降低回路的冷却效率。例如，颗粒物质可在保养期间或在使用期间进入涡轮发动机，诸如在如沙尘暴的环境事件期间。颗粒物质可为细尺寸(例如，小于10微米)的灰尘、碎屑或其它污染物(反应或非反应的)。除阻挡或阻塞冷却回路之外，颗粒物质还可变得沉积在冷却的构件上，且产生构件的表面与冷却回路的冷却介质之间的绝热层。由至少部分地阻挡的冷却回路和冷却构件上的绝热层产生的降低的冷却效率可升高操作温度，且缩短构件的寿命。此外，卷吸在进入涡轮发动机的空气中且在冷却回路内行进的颗粒物质可包含含硫种类，其可侵蚀涡轮的构件。

令人遗憾的是，设计成冷却燃气涡轮发动机的一个或更多个构件的内部冷却通道典型地未清洁，或通过昂贵、耗时、劳动密集和/或低效手段清洁。例如，涡轮发动机可从工作中除去(例如，与飞行器、发电站或涡轮供能或以其它方式结合使用的其它机器)，且基本拆卸以提供直接接近内部冷却通道来用于清洁。传统上，以此方式，如果清洁，则沿周向布置的冷却回路独立地且不在原地清洁。

发明内容

因此，很期望的是能够清洁燃气涡轮发动机的内部冷却回路，以除去可累积的颗粒物质。例如，清洁燃气涡轮发动机的内部冷却回路以在进入工作之前或接近进入工作之前使回路的冷却效率回到它们原来的状态大致是有益的。还高度期望的是实现能够完全清洁发动机内的沿周向布置的内部冷却回路系统的清洁操作。由于很多燃气涡轮发动机由飞行器使用，故所需的是，用于除去已经在冷却回路内变大的颗粒物质的清洁操作符合所有联邦航空管理局(FAA)和其它行程或航空规定。更进一步，需要清洁操作，其在燃气轮机处于其安装状态(诸如，安装在飞行器上的飞行器发动机或安装在发电站中的发电燃气轮机)或至少没有显著的拆卸的同时执行。

在一方面，本公开内容提供了一种清洁涡轮发动机的方法，涡轮发动机包括具有构造成空气冷却涡轮发动机的构件的挡板的至少一个内部冲击冷却回路。该方法包括将清洁剂引入涡轮发动机的挡板的后侧，使得清洁剂经过挡板中的至少一个孔口，且至少作用于构件以从构件清洁物质，挡板构造成空气冲击冷却该构件。

将清洁剂引入涡轮发动机的挡板的后侧可包括将清洁剂引入定位在邻近挡板的后侧的前挡板腔中。该方法还可包括经穿过涡轮发动机的外壁中的端口接近涡轮发动机的挡板的后侧。涡轮发动机的外壁中的端口可提供至相应内部冲击冷却回路的内部冷却空气通道的通路，其向挡板给送空气以空气冷却构件。端口可为构造成收纳联接到燃料喷嘴上的燃料管线的涡轮发动机的外壳中的孔口。穿过涡轮发动机的外壁中的端口接近涡轮发动机的挡板的后侧可包括将清洁剂输送机构定位成穿过端口且邻近挡板的后侧。

冲击冷却构件可为护罩，其联接至至少部分地定位在护罩的后侧上的护罩吊架。清洁剂可经过吊架中的至少一个孔口，且可引入吊架与护罩的后侧之间的前挡板腔中。

清洁剂可作用于挡板的前侧上，其基本面对构件，挡板构造成空气冲击冷却该构件。清洁剂可包括酸性水基试剂，其包括有机表面活性剂和缓蚀剂，其设计成有选择地溶解基于硫酸盐、氯化物和碳酸盐的种类中的至少一者，同时基本与形成构件的材料不反应。涡轮发动机可附接到飞行器上。内部冲击冷却回路可包括多个沿轴向布置的冷却回路，其各自包括构造成冷却沿周向布置的构件中的相应一个的挡板。该方法可包括将清洁剂基本同时引入多个沿周向布置的挡板的后侧，使得清洁剂经过挡板中的孔口，且至少作用于相应沿周向布置的构件，挡板构造成空气冷却该构件。清洁方法可包括将清洁剂引入涡轮发动机的挡板的后侧，使得清洁剂经过挡板中的多个孔口，以形成多个离散的清洁剂射流，其至少作用于构件以从构件清洁物质，挡板构造成空气冷却该构件。