CN105050738A - 后部安装的清洗歧管和清洗处理 - Google Patents

Abstract

一种发动机清洗歧管向发动机传送清洗液体，所述发动机包括入口、风扇、具有旁通管道的壳体和核心机入口分流器。所述发动机清洗歧管包括清洗传送段，所述清洗传送段包括成形为至少部分遵循发动机壳体的曲度的管，所述管具有与核心机入口分流器接合的第一端和具有入口以接收清洗流体的第二端。所述歧管还包括保持系统，所述保持系统将清洗传送段固定在发动机上；以及一个或多个喷嘴，所述一个或多个喷嘴位于清洗传送段的第一端上，以喷射清洗流体。所述清洗流体可以被雾化。所述歧管还可以包括将雾化的清洗液体传送到风扇叶片的后侧的喷嘴，并且可以与入口安装的歧管结合使用。

Description

后部安装的清洗歧管和清洗处理

背景技术

经过使用，燃气涡轮发动机在发动机部件上易于集结污染物。这些污染物可能会影响发动机部件以及发动机的整体性能。为了提高效率，发动机的压气机段和涡轮段常规地需要进行清洗。

传统的发动机清洗使用入口安装的歧管进行，用于向发动机喷射清洗流体。发动机可以被曲轴驱动，允许流体流过核心机流路，从而移除污染物。

发明内容

一种发动机清洗歧管，用于将清洗液体传送给发动机，所述发动机包括入口、风扇、具有排气管道的壳体和核心机入口分流器。所述歧管包括清洗传送段，所述清洗传送段包括成形为至少部分遵循发动机壳体的曲度的管，所述管具有与核心机入口分流器接合的第一端和具有入口以接收清洗流体的第二端。所述歧管还包括保持系统，所述保持系统将清洗传送段固定在发动机上；以及一个或多个喷嘴，所述一个或多个喷嘴位于清洗传送段的第一端上，以喷射清洗流体。

一种用于清洗发动机的方法，所述发动机具有入口、风扇、核心机入口、核心机入口分流器和排气管道，所述方法包括将歧管固定在发动机的风扇的后侧上；以及从歧管喷射清洗流体。

附图说明

图1A示出了与发动机连接的后部安装的发动机清洗歧管的透视图，其中为了观察方便部分发动机被切去；

图1B示出了图1A的发动机清洗歧管的立体图；

图1C示出了图1A的发动机清洗歧管的一部分的详细视图；

图2A示出了与发动机连接的后部安装的发动机清洗歧管的第二实施例，其中为了观察方便部分发动机被切去；

图2B示出了图2A的歧管和发动机的一部分的详细视图；

图2C示出了图2A的歧管的立体图；

图2D示出了图2D的歧管的详细部分；

图3示出了与前部安装的歧管组合使用的图2A的后部安装的发动机清洗歧管；

图4A示出了具有清洗系统的发动机的剖面顶视图，其中清洗系统包括两个后部安装的发动机清洗歧管；

图4B示出了用软管连接的图4A的两个清洗歧管的立体图；

图4C示出了与前部安装的歧管组合的安装到发动机上的图4A的两个后部安装的发动机清洗歧管，其中为了观察方便部分发动机被切去；

图5A示出了用于后部安装的清洗歧管的保持系统的立体图；

图5B示出了图4A的保持系统的分解视图。

具体实施方式

图1A示出了与发动机12连接的后部安装的发动机清洗歧管10的透视图，其中为了观察方便部分发动机被切去。图1B示出了发动机清洗歧管10的立体图，并且图1C示出了发动机清洗歧管10的一部分的详细视图。发动机12的所示出的部分包括壳体13、具有风扇出口导向叶片16的旁通管道14、核心机入口分流器18、定子20和具有核心机入口23的发动机核心机22。歧管10包括保持系统24、具有第一端28和第二端30的清洗传送段26、连接件32(具有环33)和喷嘴34、36、38，其中第二端具有入口31。

歧管的清洗传送段26被设计并成形为至少部分遵循发动机的曲度，具体地至少部分遵循形成旁通管道14的壳体13的内侧曲度。歧管10的第二端30包括入口31，以接收清洗流体。歧管的第一端28被成形为与核心机入口分流器18接合，并且附加地包括喷嘴34、36、38。喷嘴34、36、38可以雾化清洗流体，并且可以具体地成角度、成形和/或设计为旁通定子20并且穿透核心机22，具有基于发动机、环境和其它因素的目标特性构成的喷射。清洗流体可以被去离子化、加热、雾化、定尺寸、引导和/或加压以在特定流量和速度下传送，以确保有效的清洁和发动机核心机的穿透。清洗传送段26通常地为管，其覆盖有涂层，以保证它不会刮伤和/或损坏发动机12的部件。清洗传送段26的管可以由不锈钢或根据系统需要的其它材料制成。该涂层可以为橡胶涂层、塑料涂层或根据系统需要的其它类型的涂层。歧管10的第二端30还包括保持特征24(其将在图4A-4B中详细讨论)和入口31。入口31可以为用于与来自清洗单元(未示出)的高位向前软管连接的快速连接装配件。

在所示的实施例中，歧管10由通过连接件32连接的两个部分形成。这可以为快速装配连接，并且允许歧管10的容易的拆卸、运输和/或储存。连接件32包括橡胶环或其它保护材料，以确保当连接件32的部件通常为金属时，连接件32的部件不会刮伤和/或损坏发动机10。

歧管10通过进入旁通管道14与发动机12连接。第一端28与核心机入口分流器18接合，定位喷嘴34、36、38以向发动机核心机22中喷射。如图1C所示，喷嘴34、36、38每个被不同地成角度和成形，以提供对发动机核心机的不同清洁能力。例如，喷嘴34、36、38可以指向发动机核心机的不同部分，在不同的速度和/或温度下分配流体，和/或可以为完全不同的喷嘴类型。保持系统24在旁通管道14周围与壳体13连接，相对于发动机12固定歧管10。

通过将歧管10成形以与核心机入口分流器18和旁通管道14接合，歧管10允许发动机13的核心机22的后部安装清洗。这利用通过旁通管道13进入核心机入口23将清洗流体直接提供给核心机入口23。保持系统24以及歧管10的第一端28与核心机入口分流器18的接合保证歧管10在清洗过程中被固定，使得喷嘴34、36、38可以如期望地将流体传送入核心机22中。与传统的方法相比，将雾化的清洗流体直接提供给核心机入口23可以保证更大的液滴穿透发动机12的压气机和涡轮。发动机12的核心机22的改善的穿透可以提高污染物的移除效果，从而通过降低发动机温度、降低燃油消耗、恢复发动机动力和提高整个发动机12的效率而提高发动机12的性能。

图2A示出了与发动机12连接的后部安装的发动机清洗歧管40的第二实施例，其中为了观察方便部分发动机被切去。图2B示出了歧管40和发动机12的一部分的详细视图，其中示出了气流F和清洗流体液滴流路D。图2C示出了歧管40的立体图，并且图2D示出了歧管40的第一端28的详细视图。

相似的部件使用与在图1A-1C中的附图标记相同的附图标记标示。发动机12的所示出的部分包括壳体13、具有风扇出口导向叶片16的旁通管道14、核心机入口分流器18、定子20和具有核心机入口23的发动机核心机22、具有轮轴46和叶片44的风扇42(每个叶片44具有前侧48和后侧50)。歧管40包括保持系统24、具有第一端28和第二端30的清洗传送段26、连接件32(具有环33)、核心机喷嘴34、36、38、风扇喷嘴52、54和对齐条39，其中第二端具有入口31。还示出了指示发动机气流F和清洗流体液滴流路D的箭头。

以与上面关于图1A-1C描述的方式相同的方式，歧管40连接到包围旁通管道14的壳体13和核心机入口分流器18。歧管40附加地具有风扇喷嘴52和54，风扇喷嘴52和54将在风扇叶片44的后侧50和对齐条39处引导清洗流体，该对齐条与风扇出口导向叶片16接合。虽然歧管40示出了两个风扇喷嘴52、54，但是在其他实施例中可以使用不同数量的风扇喷嘴。一个或多个风扇喷嘴52、54可以被定向为从根部到尖部清洗风扇叶片44，并且可以被成角度为确保复杂叶片44的表面几何形状的所有部分被清洗流体触及。

对齐条39可以使用翼形螺钉与清洗传送段26连接，使得对齐条39能够相对于清洗传送段26调节。对齐条39与风扇出口导向叶片16接合以限制清洗传送段26向前延伸，防止清洗传送段26在安装过程中撞击(以及可能的损伤)风扇叶片。对齐条39附加地辅助将清洗传送段26相对于发动机12固定，以用于清洗操作。

在某些系统中，发动机可以在清洗过程中被曲轴驱动，形成图2B所示的气流F。清洗流体可以以如下流速和液滴大小喷射，使得清洗流体仅仅流过风扇叶片的前侧48，并且然后被由风扇42旋转产生的气流拉回到发动机中，使得清洗流体冲击叶片44的前侧48，并且然后行进以流过发动机核心机22。通过喷嘴52、54的清洗流体的向前喷射和/或液滴大小可以被设置为使清洗流体能够克服风扇气流速度到达风扇42的前缘。从喷嘴52、54喷射的水滴可以或不可以延伸过发动机入口12，如图2B的示例性的流路D所示。

用于通过喷嘴34、36、38、52、54分配清洗流体的合适的液滴尺寸、压力和其它参数可以根据发动机类型、发动机和/或环境条件和其它因素变化。例如，喷嘴34、34、38可以用雾化的、高压的、小液滴喷射最有效地清洁核心机22。例如，喷嘴34、36、38可以用13-275巴(200-4000psi)的压力、50-250μm的液滴尺寸和0.5-60L/min(1-16GPM)的容积流速通过每个喷嘴喷射。在其它实施例中，喷嘴34、36、38可以具有50-80巴(735-1175psi)的压力和120-250μm的液滴尺寸。喷嘴52、54可以提供雾化的、高压的喷射和/或低压的非雾化的喷射。例如，喷嘴52、54可以以4-275巴(60-4000psi)的压力、50-2000μm的液滴尺寸和/或0.5-60L/min(0.1-16GPM)的容积流速通过每个喷嘴52、54提供清洗流体。

通过穿过旁通管道14并且与核心机入口分流器18接合，歧管40允许风扇42的后部清洗，包括后侧50的直接清洗。过去的用于清洗风扇42的后侧50的系统包括用抹布手动地擦拭风扇叶片44的后侧50。由于叶片44必须一个一个地手动地擦拭，这是耗费时间的过程。歧管40允许有效的并且高效的同时清洗发动机核心机22(用喷嘴34、36、38)和风扇叶片44的后侧50(用喷嘴52、54)。对齐条39阻止清洗传送段因在安装过程中太过向前以及撞击和可能地损坏风扇42的叶片44而造成的损坏。

图3示出了清洗系统55，包括与前部安装的歧管56组合使用的后部安装的发动机清洗歧管40。发动机12包括壳体13、具有风扇出口导向叶片16的旁通管道14、核心机入口分流器18、定子20、核心机入口23、具有轮轴46和叶片44的风扇42(每个叶片44具有前侧48和后侧50)和发动机短舱58。歧管40包括保持系统24、具有第一端28和第二端30的清洗传送段26、核心机喷嘴34、36、38(未示出)和风扇喷嘴52、54(未示出)，其中第二端具有入口31。歧管56包括保持结构60和喷嘴62、63。

歧管56通过保持结构60与发动机短舱58连接以定位喷嘴62、63，以便向发动机12内喷射，以及在风扇叶片44的前侧48处喷射。歧管56可以连接到与歧管40相同的清洗流体源上，或者可以连接到不同的源上。仅仅为了举例的目的示出了歧管56，并且在清洗系统55中可以使用喷射入发动机中的其它入口歧管。

通过使用后部安装歧管40和前部安装歧管56，清洗系统55为风扇叶片44的前侧48和后侧50以及发动机核心机22提供高效的并有效的清洗。歧管40被定位为使得喷嘴52、54清洗叶片44的后侧50，并且喷嘴34、36、38引导清洗流体直线进入核心机22。歧管56使用喷嘴63喷射叶片44的前侧48。清洗歧管56使用喷嘴62引导清洗流体通过风扇叶片44并进入核心机22，在一些实施例中同样可以通过喷嘴62喷射风扇叶片44。来自歧管56的清洗流体然后利用气流(由于发动机曲轴转动)被拉入发动机中，以清洗发动机12的核心机22和风扇42。

图4A示出了具有清洗系统的发动机12的剖面顶视图，其中清洗系统包括两个后部安装的发动机清洗歧管40，图4B示出了用软管61连接的清洗歧管40的立体图，并且图4C示出了与前部安装的歧管56组合的安装到发动机12上的后部安装的发动机清洗歧管40，其中为了观察方便部分发动机被切去。

图4A-4C包括发动机12(具有壳体13、具有风扇出口导向叶片16的旁通管道14、核心机入口分流器18、定子20和具有核心机入口23的发动机核心机22、具有轮轴46和叶片44的风扇42，叶片具有前侧48和后侧50)、后部安装歧管40(具有保持系统24、具有第一端28和第二端30的清洗传送段26、核心机喷嘴34、36、38和风扇喷嘴52、54，第二端具有入口31)、具有入口65的软管61以及前部安装歧管56(具有保持结构60和喷嘴62、63)。入口65可以包括T形装配件以接收清洗流体，并将它送给每个歧管40。

与关于图2A-2D描述的相同，歧管40与发动机12连接，并且工作以清洗发动机12，并且与关于图3描述的相同，歧管56与发动机12连接，并且工作以清洗发动机12。在图4A-4C所示的实施例中，多个后部安装歧管40一起工作，以同时向发动机12的核心机22和风扇叶片42传送清洗流体。软管61将后部安装歧管40连接起来，使得入口65接收用于传送给发动机12的核心机22和风扇42的清洗流体。

单独地使用或者与前部安装歧管56(图4C中示出)组合使用多个后部安装歧管40可以提供有效的并且彻底的发动机12的清洁。使用多个后部安装歧管40可以向发动机核心机22和叶片44的不同部分或附近传送更多清洗流体，这在大型发动机12中特别有用。

图5A示出了与包围旁通管道14的壳体13连接的保持系统24的立体图，并且图4B示出了图4A的保持系统24的分解视图。保持系统24包括歧管夹64、壳体夹66和把手67。歧管夹64包括槽68、管夹70(每个具有旋钮螺钉72、垫片74、螺母76和分开的圆柱体78)、弹簧80和轴环82。壳体夹66包括支架84(具有第一臂85和第二臂86)、脚垫87和旋钮螺纹88。还示出的是清洗传送段26的第二端30和入口31。

轴环82在第二端30固定地围绕清洗传送段装配。槽68接收清洗传送段26，并且弹簧80推动清洗传送段26，并且因而歧管(10、40)朝向发动机12的后部相对于核心机入口分流器18(参见图1A、2A、2B)固定第一端28。清洗传送段26可以通过槽68前后滑动。然后管夹70可以通过使旋钮螺钉72与螺母76连接以使分开的圆柱体段78夹紧在清洗传送段26周围而将清洗传送段26固定就位。分开的圆柱体段78为圆柱形的，并且可以具有端部，所述端部成角度或成形以与清洗传送段26的外半径接合，以确保清洗传送段管26被紧紧地保持，在槽68中锁定就位。管夹70也被从相对的两侧偏压，以确保固定连接。歧管夹64可以通过螺栓、焊接或任何其它手段与壳体夹66连接。把手67与歧管夹64连接，允许人容易地将保持系统24放置在期望的位置。

壳体夹66连接到壳体13并且围绕壳体13夹持，将保持系统24固定在壳体上。脚垫87可以为橡胶或其它材料，以防止划伤，并且应该具有足够的大小以传递力并确保固定夹持。例如，脚垫87可以具有76.2mm(3英寸)的直径。如图5A-5B的实施例所示，支架84可以内衬有塑料或其它材料，以防止壳体13的划伤。脚垫87与旋钮螺钉88的端部连接，并且与旋钮螺钉88一起移动。旋钮螺钉88穿过支架84的第一臂85，以将壳体13夹持在第二臂86和脚垫87之间，由此将保持系统24固定在壳体13上。歧管夹64通过弹簧80和夹具82偏压清洗传送段26并且还通过分开的圆柱体78与管夹70固定而保持歧管10、40。

保持系统24作用为将后部安装清洗歧管40固定到壳体13，使用多个锁定保持特征，用于在清洗操作过程中稳定后部安装歧管40同时防止来自连接的损坏。壳体夹66将保持系统24固定在壳体上，而不会刮伤或损坏壳体。歧管夹64通过使用弹簧80和轴环82偏压清洗传送段而固定清洗传送段26并将歧管40保持就位，允许歧管在第一端28上固定或挂在核心机入口分流器18上。歧管夹64的管夹70还使用具有与清洗传送段26吻合的表面的分开的圆柱体78进一步固定清洗传送段26。把手67确保保持系统24容易移动和放置在期望位置。

总之，后部安装歧管10、40通过直接向核心机22发动机12和/或风扇42上喷射清洗流体而允许有效的和高效的发动机12的清洗。清洗传送段26可以穿过旁通管道14，并且使用保持系统24相对于核心机入口分流器18和壳体13固定。通过偏压弹簧80、管夹70和壳体夹66的使用，保持系统24能够在清洗操作过程中将歧管10、40保持就位。然后清洗传送段26可以通过喷嘴直接向核心机22传送清洗流体，改善核心机发动机部件的穿透和清洗。清洗传送段26还可以朝向风扇叶片44的后侧50传送清洗流体，从后面喷射并且通过风扇42。风扇22的叶片44的该后部清洗可以有效地从表面上移除污染物，该表面在过去的系统只能偶然地手动清洁，由此导致整体清洁发动机。发动机12的核心机22和风扇42的该同时清洗提供了出色的清洗过程，该过程可以提供降低发动机温度、降低燃油消耗、恢复发动机动力和提高整个发动机的效率而提高发动机的性能。

虽然保持系统24被示出为与后部安装歧管10、40一起使用，但是它也可以与需要固定的其它系统一起使用。虽然歧管10、40被示出为与旁通管道14连接，但是在其它发动机中，歧管10、40可以与发动机排气管、混合的旁通/排气管或风扇42后的其它结构连接。

虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员可以理解，在不偏离本发明的范围的情况下，可以作出各种改变以及用等价物替代其元件。此外，在不偏离其实质范围的情况下，可以对本发明的教导作出许多改变以适应特定的情形或材料。因此，本发明并不限于所公开的一个或多个具体的实施例，而是本发明将包括落入所附的权利要求书范围内的所有实施例。

Claims (32)

1.一种发动机清洗歧管，用于向发动机传送清洗液体，所述发动机具有入口、风扇、具有旁通管道的壳体和核心机入口分流器，所述发动机清洗歧管包括：

清洗传送段，所述清洗传送段包括成形为至少部分遵循发动机壳体的曲度的管，所述管具有与核心机入口分流器接合的第一端和具有入口以接收清洗流体的第二端；

保持系统，所述保持系统将清洗传送段固定在发动机上；以及

一个或多个喷嘴，所述一个或多个喷嘴位于清洗传送段的第一端上，以喷射清洗流体。

2.根据权利要求1所述的发动机清洗歧管，其中所述一个或多个喷嘴被成形和定位为向核心机入口进行喷射。

3.根据权利要求1所述的发动机清洗歧管，其中所述清洗传送段还包括指向风扇的一个或多个喷嘴。

4.根据权利要求3所述的发动机清洗歧管，其中所述一个或多个喷嘴被定向成喷射风扇叶片的后侧。

5.根据权利要求4所述的发动机清洗歧管，其中所述一个或多个喷嘴从风扇叶片的内径向外径共同地喷射风扇叶片的后侧。

6.根据权利要求3所述的发动机清洗歧管，其中所述喷嘴提供雾化的喷射。

7.根据权利要求3所述的发动机清洗歧管，其中所述喷嘴被配置为克服风扇的气流速度喷射清洗流体以到达风扇叶片的前缘。

8.根据权利要求3所述的发动机清洗歧管，其中所述喷嘴被配置为克服风扇的气流速度喷射清洗流体以超过风扇叶片的前缘。

9.根据权利要求3所述的发动机清洗歧管，还包括：

第二歧管，所述第二歧管与发动机入口连接以在发动机核心机和/或风扇处喷射清洗流体。

10.根据权利要求1所述的发动机清洗歧管，其中所述清洗传送段包括连接在一起的多个清洗传送段。

11.根据权利要求10所述的发动机清洗歧管，还包括在清洗传送段被连接在一起的位置附近放置的环。

12.根据权利要求1所述的发动机清洗歧管，其中所述一个或多个喷嘴雾化清洗液体。

13.根据权利要求1所述的发动机清洗歧管，其中与核心机入口分流器接合的第一端部被成形为将第一端部固定在核心机入口分流器上。

14.根据权利要求1所述的发动机清洗歧管，还包括容纳和定位所述一个或多个喷嘴的整体的喷嘴头。

15.根据权利要求1所述的发动机清洗歧管，其中所述保持系统将歧管夹持在旁通管道、排气管道、混合的旁通/排气管道或其它区域上。

16.根据权利要求1所述的发动机清洗歧管，其中所述歧管被橡胶保护层或其它保护材料覆盖。

17.根据权利要求1所述的发动机清洗歧管，还包括：

定位成在核心机定子之间进行喷射并穿透核心机入口的一个或多个喷嘴。

18.根据权利要求1所述的发动机清洗歧管，还包括：

第二歧管，所述第二歧管与发动机入口连接以在发动机核心机和/或风扇处喷射清洗流体。

19.根据权利要求1所述的发动机清洗歧管，还包括用于向发动机传送清洗液体的第二发动机清洗歧管，所述发动机具有入口、风扇、具有旁通管道的壳体和核心机入口分流器，所述第二发动机清洗歧管包括：

第二清洗传送段，所述第二清洗传送段包括成形为至少部分遵循发动机壳体的曲度的管，第二清洗传送段的所述管具有与核心机入口分流器接合的第一端和具有入口以接收清洗流体的第二端；

第二保持系统，所述第二保持系统将第二清洗传送段固定在发动机上；以及

一个或多个喷嘴，所述一个或多个喷嘴位于第二清洗传送段的第一端上，以喷射清洗流体。

20.根据权利要求19所述的发动机清洗歧管，其中所述第一发动机清洗歧管和第二发动机清洗歧管通过软管连接，所述软管向第一发动机清洗歧管和第二发动机清洗歧管传送清洗流体。

21.根据权利要求1所述的发动机清洗歧管，其中所述保持系统包括：

第一夹，所述第一夹将保持系统连接到发动机上；以及

管夹，所述管夹与第一夹连接，所述管夹具有接收管的槽、具有延伸穿过所述槽的分开的圆柱体的多个环形夹、夹在管周围的轴环以及偏压所述槽远离轴环的弹簧。

22.根据权利要求1所述的发动机清洗歧管，还包括：

与清洗传送段连接的可调节的对齐条。

23.一种用于清洗发动机的方法，所述发动机具有入口、风扇、核心机、核心机入口分流器和旁通管道，所述方法包括下述步骤：

在风扇的后侧将第一后部安装歧管固定在发动机的中；以及

从第一后部安装歧管喷射清洗流体。

24.根据权利要求23所述的方法，其中从第一歧管喷射清洗流体的步骤包括：

从第一歧管向核心机内喷射清洗流体。

25.根据权利要求23所述的方法，其中从第一歧管喷射清洗流体的步骤包括：

从第一歧管将清洗流体喷射到风扇处。

26.根据权利要求25所述的方法，其中从第一歧管将清洗流体喷射到风扇处的步骤包括喷射风扇叶片的后侧。

27.根据权利要求23所述的方法，其中所述喷射为雾化的清洗液体。

28.根据权利要求23所述的方法，还包括：

在风扇前方的入口处固定前部安装歧管；以及

从前部安装歧管向发动机内喷射清洗流体。

29.根据权利要求28所述的方法，还包括：

在风扇后侧将一个或多个附加的后部安装歧管固定在发动机中；以及

从所述一个或多个附加的后部安装歧管喷射清洗流体。

30.根据权利要求23所述的方法，还包括：

在风扇后侧将一个或多个附加的后部安装歧管固定在发动机中；以及

从所述一个或多个附加的后部安装歧管喷射清洗流体。

31.一种发动机清洗系统，包括：

安装件，所述安装件用于附接到发动机的后部上；

传送管，所述传送管具有入口端和出口端，所述传送管与安装件连接并且被配置为从安装件向前延伸到邻近风扇但在风扇后侧的位置；以及

喷嘴组件，所述喷嘴组件与传送管的出口端连接，并且被定向为向风扇传送清洗流体。

32.根据权利要求31所述的发动机清洗系统，其中清洗流体被雾化。