[发明专利]用于清洗喷气式发动机的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用包含固体材料的清洗介质清洗飞机喷气式发动机的方法和设备，该固体材料经由至少一个排出装置引入到发动机中。

背景技术

飞机喷气式发动机具有一个或者多个压缩机级、一个燃烧室、以及一个或者多个涡轮级。在涡轮级中，来自燃烧室的热的燃气释放出其部分的用于驱动压缩机级的热能和机械能。商业交通飞机的喷气式发动机目前主要具有所谓的涡轮风扇，其布置在压缩机级的上游并且通常具有相比压缩机级明显更大的直径。涡轮风扇通常也由涡轮级驱动，并且能够让穿流过该发动机的全部气体的大部分作为所谓的旁路气流流经压缩机级、燃烧室和涡轮级。通过所谓的旁路气流能够显著提升发动机的效率，此外还能够确保改进发动机的降噪。

飞机喷气式发动机变脏能够导致效率下降，这会导致更高的燃料消耗和因此的更严重的环境污染。变脏例如能够由昆虫、灰尘、盐雾或者其他环境污染引起。发动机的部件能够因为燃烧室的燃烧残余而受污染。这些不清洁物在飞机发动机的被气体穿流过的部件上形成一个覆层，并且损坏表面品质。因此，发动机的热动力效率受到损害。在此尤其要指出压缩机级中的轮叶，这些轮叶变脏对整个发动机的效率有很大的影响。

为了去除不清洁物，已知的是利用清洗液体、通常是热水来清洗发动机。由WO 2005/120953中公知一种装置，其中多个清洗喷嘴布置在涡轮风扇的或者压缩机级的上游。清洗液体然后被喷射到发动机中。发动机在此能够在所谓的干起动(Dry-Cranking)中转动，也就是发动机的轮叶在燃烧室内不燃烧燃油的情况下旋转。通过引入发动机中的清洗液体，应该将脏污从发动机组件的表面上洗掉。

作为使用水作为清洗介质的替选，还已知的是使用煤尘。煤尘在此像水一样通过喷嘴引入发动机，并且基于摩损效应将不清洁物从表面去除。然而通过煤尘也会损害发动机部件的表面，因此像煤尘这样的清洗介质不适合用于飞机发动机的常规清洗。此外，在用煤尘进行清洗时，发动机中会留下不希望的清洗材料残余。

WO 2009/132847 A1公开了一种用于在使用固态的二氧化碳作为清洗介质的情况下清洗喷气式发动机的设备和方法。

发明内容

本发明的目的在于，提出更好地清洗飞机发动机的方法以及设备。

该目的通过根据权利要求1所述的方法和根据权利要求17所述的设备实现。有利的改进方案由从属权利要求得出。

因此，本发明涉及一种利用包含固体材料的清洗介质清洗喷气式发动机的方法。该固体材料经由至少一个排出装置引入到发动机中。该固体材料能够是在使用温度下稳定的固体材料，像例如塑料珠、玻璃珠、沙或者煤尘。然而，优选地使用不耐热的固体材料，像例如固态的二氧化碳和/或冰(水制冰)。在本发明的范畴内能够使用一个或者多个排出装置，接下来总是使用单数并且应该将使用复数的情况包含在内。

根据本发明提出，将清洗介质以80m/s或更小的输出速度从排出装置中输出。

本发明的核心理念是，清洗介质(优选地在低压下或者在最大1bar的小的过压下)在发动机入口的区域内被从排出装置中释放，从而利用至多小的基本推力以最大80m/s的速度输出到发动机前方的气流中，并且通过该气流输送穿过发动机。

本发明的意义上的排出装置是能够在所述条件下(优选地是低压或者至多以小的过压)实现期望的释放的任何装置。排出装置例如能够具有一个开口，该开口的横截面与要输送的软管或管道系统的横截面相比扩大了，而不是变窄或者略微变窄。略微变窄在本发明的意义上是让开口的直径缩小50％或更少。优选地由此避免的是，因为排出装置的出口区域内的大的变窄而产生过高的流速，从而产生输出的清洗介质的不希望的大推力。

排出装置根据本发明能够具有一个或者多个出口，它们能够或者静态地或者共同旋转地布置在发动机的入口前方。

本发明认为，通过要求的方法参数能够有效地清洗尤其是发动机的压缩机或增压机。根据本发明，清洗介质跟随增压机中的流动体，并且实现增压机的所有级中的清洗效果，尤其是在最后方的几个级中也实现。根据本发明尤其实现的是，不耐热的固体材料、像尤其是二氧化碳或者冰不会在增压机的前几个级中就已经释放全部的动能，和/或因为过高的动能而在碰撞到构件上时碎裂/破裂、升华或者融化。作为代替，通过根据本发明的参数只能为这些固体材料提供一个基本推力，该基本推力将固体材料输送到发动机中。穿流过发动机的气流的相对速度根据本发明优选是低的。由此形成与发动机构件、尤其是增压机构件的更长的接触时间，这引起更好的清洗效果。固体材料被气流携带到发动机中，并且因此也被输送到最后方的几个增压机级。