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    • 1. 发明专利
    • 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
    • 清洁涡轮风扇燃气涡轮发动机的方法及设备 METHOD AND APPARATUS FOR CLEANING A TURBOFAN GAS TURBINE ENGINE
    • TWI324537B
    • 2010-05-11
    • TW094116531
    • 2005-05-20
    • 燃氣渦輪效率公司
    • 彼得 阿斯普路得凱羅 喬瀚 赫傑普
    • B08B
    • 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。
    • 本发明系有关用于清洁一燃气涡轮发动机(2)之设备,且尤其有关一用于清洁一涡轮风扇型发动机的设备。本发明进一步地有关于一种用于清洁此类发动机之方法。该设备包括复数个喷嘴(31、33、35),其被配置以将清洁液体雾化于发动机(2)之一空气入口(20)内之该气流中,而空气入口(20)则系位在发动机(2)之一风扇(25)的上游处。根据本发明,一第一喷嘴(31)被配置在一位置处,如此之配置使得喷发自第一喷嘴(31)处之清洁液体可冲撞叶片(40)之大致位于压力侧(53)上的表面;一第二喷嘴(35)被配置在一位置处,如此之配置使得喷发自第二喷嘴(35)处之清洁液体可冲撞叶片(40)之大致位于吸力侧(54)上的表面;以及一第三喷嘴(33)被配置于一位置处,如此之配置使得喷发自第三喷嘴(33)处之清洁液体可大致通过该等叶片(40)之间并进入内核发动机(203)之一入口(23)。因此,在风扇上及涡轮风扇发动机之内核发动机压缩机中所发现之不同类型之污秽物均可藉一有效率之方式予以去除。 【创作特点】 因此,本发明之一目的在于提供一用于去除被发现形成在该风扇上及在该涡轮风扇发动机之内核发动机压缩机中的各种不同类型污秽物之设备及方法,并借以减小该污秽物效应对飞机发动机性能之负面影响,诸如增加燃料消耗、降低发动机寿命、及增加二氧化碳及氮氧化物(NOx)之散发。本发明之另一目的在于提供一可在一清洗作业中清洁该风扇及该内核发动机压缩机之设备及方法。 这些及其他目的可根据本发明借由提供一具有如界定于独立项中之特征的方法及设备而予达成。较佳实施例被界定于附属请求项中。 为求清楚起见,该等术语“径向方向”及“轴向方向”系分别意指一径向地来自该发动机中心线之方向及一沿着该发动机中心线之方向。 在本发明之上下文中,该术语“切线角度”系有关于一从该发动机中心线所正切观看之角度。 根据本发明之一第一态样,其提供一种用于清洁一燃气涡轮发动机之设备,该发动机包括:至少一发动机轴;一被可旋转地配置之风扇,其包括被安装在一叶片毂上并大致沿一径向方向延伸之复数个风扇叶片,该等叶片各具有一压力侧及一吸力侧;及一内核发动机,其包含一压缩机单元及若干用于驱动该压缩机单元及该风扇之涡轮;而该设备包括复数个喷嘴,其被配置以雾化一位在该风扇上游处之该发动机的一空气入口内之该气流中的清洁液体。根据本发明之该第一态样的设备包括:一第一喷嘴,其相对于该发动机之一中心线被配置在一第一位置处,以致使从该第一喷嘴处所散发出之清洁液体可撞击该等叶片之大致位在该压力侧上的表面;一第二喷嘴,其相对于该发动机之一中心线被配置在一第二位置处,以致使从该第二喷嘴处所散发出之清洁液体可撞击该等叶片之大致位在该吸力侧上的表面;及一第三喷嘴,其相对于该发动机之一中心线被配置在一第三位置处,以致使从该第三喷嘴处所散发出之清洁液体可大体通过该等叶片间并进入该内核发动机之一入口。 根据本发明之一第二态样,其提供一种用于清洁一燃气涡轮发动机之方法,其中该发动机包括:至少一发动机轴;一被可旋转地配置之风扇,其包括被安装在一叶毂上并大致沿一径向方向延伸之复数个风扇叶片,该等叶片各具有一压力侧及一吸力侧;及一内核发动机,其包含一压缩机单元及若干用于驱动该压缩机单元及该风扇之涡轮;而该方法包括借由复数个喷嘴将位在该风扇上游处之该发动机的一空气入口内之该气流中的清洁液体予以雾化之步骤。根据本发明之该第二态样的方法另包括下列步骤:将从一第一喷嘴处所散发出之清洁液体大体地喷涂在该压力侧上;将从一第二喷嘴处所散发出之清洁液体大致地喷涂在该吸力侧上;及导引从一第三喷嘴处所散发出之清洁液体,以致使该清洁液体可大体通过该等叶片间并进入该内核发动机之一入口。 因此,本发明系基于对该发动机之不同组件上的污秽物各具有不同之性质且因此需要不同的清洁方法之认知。举例而言,由于该等压缩机之较高温度,该内核压缩机上之污秽物便具有与该风扇叶片上的污秽物不同之性质。该高温导致颗粒更易于被“烘烤”于该表面上且将更难以去除。分析显示在内核发动机压缩机内所发现之污秽物典型地系碳氢化合物、抗结冰流体之残留物、盐等。此污秽物因而比该风扇叶片上的污秽物更难以去除掉。 此解决方法提供了数个优异于现有方法之优点。该等优点中之一在于该发动机遭受污秽物之部件的清洁系适于每一部件上之污秽物的某些性质。因此,该风扇及该内核发动机之不同组件的清洁可被个别地因应处理。相较于利用一始终不变之清洁作业的习知方法而言,此将为一更有效率且更省时之发动机清洁方式。因此,由于该燃料之消耗可被减少,故相较于该等习知方法将更节省成本。 另一优点在于该清洁液体可到达该风扇之叶片的该吸力侧及压力侧两者处。因此,相较于无法清洁该压力侧之习知方法,本方法在该风扇之清洁上将更为完全且有效率。 再一优点在于根据本发明之清洁设备可被使用于各种不同类型之涡轮发动机,包括具有一、二、三、或更多轴之涡轮风扇燃气涡轮发动机,且其中该风扇及用于分裂开气流之该锥体系在旋转中的。 一额外之优点在于因为一更有效率之污秽物去除使得该燃烧室之温度可被降低,故该发动机之耐用性可被增加。此亦由于减少了NOx之产生而造成对环境之一有利效果。 根据本发明之诸较佳实施例,该第一喷嘴及该第二喷嘴被配置成可使得分别从该第一喷嘴及该第二喷嘴处所散发出之清洁液体可形成一喷雾,其沿着大致平行于该风扇叶片之径向延伸部的一轴线而在撞击该风扇之一叶片处具有一宽度,该宽度大致相等于该叶片之一前缘的长度。因此,该喷雾将供应至该叶片之从尖端到毂的全长上,且该风扇叶片上之该压力侧及吸力侧之清洁或清洗效率分别可被增加。 根据本发明之诸实施例,该第三喷嘴被配置成可使得从该第三喷嘴处所散发出之清洁液体可形成一喷雾,其沿着大致平行于该风扇叶片的径向延伸部之一轴线而在该入口处具有一宽度,该宽度大致等于该分流部及位于该毂上之该突点间的距离。 本发明之其他目的及优点将经由例示实施例而被说明于下文中。
    • 2. 发明专利
    • 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
    • 清洁涡轮风扇燃气涡轮发动机的方法及设备 METHOD AND APPARATUS FOR CLEANING A TURBOFAN GAS TURBINE ENGINE
    • TW200640589A
    • 2006-12-01
    • TW094116531
    • 2005-05-20
    • 燃氣渦輪效率公司 GAS TURBINE EFFICIENCY AB
    • 彼得 阿斯普路得 ASPLUND, PETER凱羅-喬瀚 赫傑普 HJERPE, CARL-JOHAN
    • B08B
    • 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。
    • 本发明系有关用于清洁一燃气涡轮发动机(2)之设备,且尤其有关一用于清洁一涡轮风扇型发动机的设备。本发明进一步地有关于一种用于清洁此类发动机之方法。该设备包括复数个喷嘴(31、33、35),其被配置以将清洁液体雾化于发动机(2)之一空气入口(20)内之该气流中,而空气入口(20)则系位在发动机(2)之一风扇(25)的上游处。根据本发明,一第一喷嘴(31)被配置在一位置处,如此之配置使得喷发自第一喷嘴(31)处之清洁液体可冲撞叶片(40)之大致位于压力侧(53)上的表面;一第二喷嘴(35)被配置在一位置处,如此之配置使得喷发自第二喷嘴(35)处之清洁液体可冲撞叶片(40)之大致位于吸力侧(54)上的表面;以及一第三喷嘴(33)被配置于一位置处,如此之配置使得喷发自第三喷嘴(33)处之清洁液体可大致通过该等叶片(40)之间并进入内核发动机(203)之一入口(23)。因此,在风扇上及涡轮风扇发动机之内核发动机压缩机中所发现之不同类型之污秽物均可藉一有效率之方式予以去除。