CN106102997B - 用于清洁喷气式发动机的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明的主题是用于利用含有固体材料的清洁介质来清洁喷气式发动机的方法，所述固体材料利用至少一个喷嘴借助于运载气体引入到发动机中。运载气体的压力为1至5bar、优选地2至4bar。所述至少一个喷嘴的排出部布置成与发动机的旋转轴线有径向间距，所述径向间距相应于第一压缩机级的上游指向的引入开口的半径的0.5至1.2倍，并且喷嘴的主排出方向与发动机的旋转轴线围成10至30°的、优选地12至25°的、进一步优选地16至19°的角度。另外，本发明的主题是相应设计的喷嘴机构以及具有这种喷嘴机构和发动机的设备。

Description

用于清洁喷气式发动机的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于清洁飞机喷气式发动机的方法、装置以及设备。

背景技术

飞机喷气式发动机具有一个或多个压缩机级、燃烧腔室以及一个或多个涡轮机级。源于燃烧腔室的热的燃烧气体将其热的和机械的能量的一部分给出在涡轮机级中，其用于驱动压缩机级。商业的客机的喷气式发动机如今大多数具有所谓的涡轮扇，其布置在压缩机级的上游并且通常具有比压缩机级显著更大的直径。涡轮扇同样由涡轮机级来驱动并且使总体流动通过发动机的空气的显著的部分作为所谓的旁路空气流在压缩机级、燃烧腔室和涡轮机级旁流动经过。通过这种旁路流，能够显著提高发动机的效率并且此外还能够负责发动机的改善的噪声隔离。

飞机喷气式发动机的污染会导致效率的降低，这导致提高的燃料消耗以及由此提高的环境负荷。污染会例如由于昆虫、灰尘、盐雾或其它环境污物所引起。发动机的部件会由燃烧腔室的燃烧残渣所污染。这些污物在飞机发动机的利用空气来流动通过的部件上形成覆层并且损害表面品质。由此，发动机的热力学的效率被损害。在此尤其要提到在压缩机级中的叶片，其污染对整个发动机的效率具有显著的影响。

为了清除污物已知的是，将发动机利用清洁液体、通常热水来清洁。从文件WO2005/120953中已知一种设备，在其中将多个清洁喷嘴布置在涡轮扇的或压缩机级的上游。清洁液体而后被喷到发动机中。发动机在此能够以所谓的干启动（Dry-Cranking）来转动、即发动机的叶片进行旋转，而没有在燃烧腔室中燃烧煤油。通过引入到发动机中的清洁液体，污染应当从发动机构件的表面处洗掉。

备选于使用水作为清洁介质，还已知使用碳尘（Kohlenstaub）。在此碳尘如水那样通过喷嘴引入到发动机中并且基于研磨的效果将污物从表面处去除。然而通过碳尘也侵蚀了发动机部件的表面，因此如碳尘那样的清洁介质不适用于飞机发动机的定期的清洁。此外，在利用碳尘进行清洁时在发动机中残留有清洁材料的不期望的残留物。

文件WO 2009/132847 A1公开了用于在使用固态的二氧化碳作为清洁介质的情况下来清洁喷气式发动机的装置和方法。

发明内容

本发明的任务在于，实现一种方法、装置和设备，其实现改善地清洁飞机发动机。

所述任务通过根据权利要求1的方法、根据权利要求13或14的喷嘴机构和根据权利要求24的设备来解决。有利的改进方案由从属权利要求来得出。

因此本发明涉及一种用于利用含有固体材料的清洁介质来清洁喷气式发动机的方法。固体材料借助于运载气体通过至少一个喷嘴引入到发动机中。清洁介质根据本发明因此包括至少一种运载气体以及固体材料、优选地仅仅运载气体和固体材料。运载气体为在应用温度下气态的介质，优选地能够使用压缩空气。固体材料能够涉及在应用温度下稳定的固体材料、如例如塑料珠、玻璃珠或碳尘。然而优选地使用不耐热的固体材料、如例如固态的二氧化碳和/或冰（水冰（Wassereis））。

本发明已知，通过要求的方法参数能够实现有效地清洁尤其发动机的压缩机或压气机（Verdichter）。根据本发明，清洁介质跟随在压气机中的流动并且在压气机的所有级中、尤其还在最后的级中实现清洁效果。根据本发明尤其实现，不耐热的固体材料如尤其二氧化碳或冰没有在压气机的前部的级中已经给出所有的动力学的能量和/或升华或熔化。与此代替地，通过根据本发明的参数仅仅给固体材料提供基础冲量，所述基础冲量将所述固体材料输送到发动机中。接着，固体材料由在发动机中的气体流带动并且由此还被输送到最后的压气机级中。因此，运载气体的压力根据本发明为1至5bar、优选地2至4bar。特别优选的压力为3bar。

为了实现通过在压气机中的空气流期望地带动固体材料，而固体材料没有过早地撞到内部的或外部的压气机壁，喷嘴的排出方向（在本发明的范围中该概念表示主排出方向）应当尽可能远地伸入到压气机中，而所述排出方向或者说其假想的轴线不接触压气机的壁。为此目的，根据本发明设置成，所述至少一个喷嘴的排出部布置成与发动机的旋转轴线成径向间距，所述径向间距相应于第一压缩机级的上游指向的引入开口的半径的0.5至l.2倍、优选地0.5至l倍。因此排出部在径向方向上处于比发动机的或压气机的旋转轴线更接近外部的压气机壁。喷嘴的主排出方向根据本发明向内朝向发动机的旋转轴线倾斜地指向并且与所述轴线围成10至30°的、优选地12至25°的、进一步优选地16至19°的角度。

这些根据本发明的方法参数的组合允许在喷气式发动机的整个长度上、尤其还在沿着流动方向后部的级中高效地清洁喷气式发动机的压气机（Core Engine）。

在本发明的范围内特别优选的压缩机几何结构具有弯曲的流动通道，所述弯曲的流动通道具有流动通道的沿着流动方向前部的、径向内部布置的凸出的弯曲部以及具有流动通道的沿着流动方向布置在所述凸出的弯曲部之后的、径向外部布置的凸出的弯曲部。在本发明的范围内，沿着流动方向前部的、径向内部布置的凸出的弯曲部的概念表示流动通道的、朝着喷气式发动机的旋转轴线的方向的向内弯曲部并且沿着流动方向布置在所述凸出的弯曲部之后的、径向外部布置的凸出的弯曲部的概念表示流动通道的向外弯曲部。在根据本发明的方法的一种对于这种特别优选的压缩机几何结构而言有利的变型方案中，所述至少一个喷嘴的主排出方向能够与发动机的旋转轴线优选地围成如下的角度，所述角度处在β和α之间；其中，β是在发动机的旋转轴线和第一直线之间的角度，所述第一直线作为在压缩机的流动通道的沿着在流动方向前部的、径向内部布置的凸出的弯曲部处的切线以及在流动通道的沿着流动方向布置在所述凸出的弯曲部之后的、径向外部布置的凸出的弯曲部处的切线伸延；并且其中，α是在发动机的旋转轴线和第二直线之间的角度，所述第二直线作为在压缩机的（压气机的）进口的径向外部布置的边缘处的切线以及在流动通道的沿着流动方向布置在所述边缘之后的、径向内部布置的凸出的弯曲部处的切线伸延。此外，所述至少一个喷嘴的排出部能够优选地布置成与发动机的旋转轴线有径向间距，所述径向间距处在第一和第二直线与如下的径向平面的交点的径向间距之间，在所述径向平面中布置有所述至少一个喷嘴的排出部。在本发明的范围内，概念径向平面表示垂直于旋转轴线布置的平面。

固体材料根据本发明优选地从具有固态的二氧化碳和水冰的组中来选出。特别优选的是固态的二氧化碳。二氧化碳和/或水冰能够特别优选地以粒料的形式来使用。同样能够将水冰使用为碎裂的冰（所谓的crushed ice）。

粒料能够在所谓的造粒料器（Pelletiser）中由液态的CO₂制造而成并且能良好地储存。能够设置成，供应机构将已经预制的粒料借助于运载气体输送至喷嘴机构。但也可行的是，供应机构具有如下的装置，以便由液态的二氧化碳制造固态的二氧化碳粒料或固态的二氧化碳雪（Kohlendioxidschnee），并且将其利用运载气体输送至喷嘴机构。在两种情况中，固态的二氧化碳从喷嘴机构的喷嘴中排出并且到达到待清洁的发动机中。在美国武装力量（Streitkräfte）的文件“二氧化碳爆破作业（Carbon Dioxide BlastingOperations）”中描述了用于制造CO₂粒料的技术。粒料例如在造粒料器或类似物中通过压缩固态的CO₂（例如絮状物（Flocken））来获得。冰粒料（水冰）的制造对于本领域技术人员而言是熟知的并且在此不需要更详细地解释。

在根据本发明的方法的一种变型方案中，清洁介质能够具有以质量比5：1至1：5的、优选地1：2至2：1的固态的二氧化碳和水冰。尽管原则上已经已知（文件WO 2012/123098A1）源自二氧化碳和冰的粒料的混合物作为固态的喷丸设置用于清洁表面。然而已经表明的是，所述混合物能够以特别有利的方式用于清洁喷气式发动机，因为固态的二氧化碳的较大的部分已经在压缩机的前部的区域中升华并且一方面通过碰撞的动力学的能量并且通过热的效果来清洁所述区域。基于由于二氧化碳引发的热冷张力（Spannung），污物从发动机部件的表面脱离。根据本发明在混合物中掺入的冰具有比固态的二氧化碳高的硬度和长的持久性。由此，其一方面通过碰撞的动力学的能量改善了机械的清洁效果并且更好地能够以总体上直到后部的级的方式来穿过压缩机并且还在那里仍发挥清洁作用。根据本发明使用的混合物一方面促使压缩机的所有的级的很大程度上完全的和均匀的清洁并且另一方面使得仅仅相对少量的水进入到发动机中。所述进入的水根据本发明通常通过所使用的运载气体（优选地空气）或通过在干起动时流动通过发动机的空气流绝大部分地从发动机中被运走。

所使用的粒料的平均的大小优选地处在1至10mm的范围中，其优选地能够为大约3mm。如果使用细长的粒料，那么其长度能够例如为3至6mm，横向于纵延伸的尺寸能够例如为大约3mm。

优选地，固体材料以100至2000kg/h的、进一步优选地200至1500kg/h的、进一步优选地350至2000kg/h的、进一步优选地400至2000kg/h的、进一步优选地350至1200kg/h的、进一步优选地400至1200kg/h的、进一步优选地100至600kg/h的、进一步优选地200至500kg/h的、进一步优选地350至450kg/h的质量流引入。清洁过程的持续时间（不暂停的纯的喷射时间）为优选地1至15min、进一步优选地2至10min、进一步优选地4至8min。因此，能够例如在清洁过程期间将1.5至200kg的、优选地35至200kg的、进一步优选地40至200kg的、进一步优选地40至120kg的、进一步优选地1.5至50kg的、进一步优选地3至35kg的、进一步优选地7至25kg的固体材料引入到发动机中。

优选地，所述喷嘴为扁平喷射喷嘴、例如具有1°的开口角度的扁平喷射喷嘴。

喷气式发动机在清洁过程期间的干起动或允许旋转（Rotierenlassen）优选地以50至500min^-1、优选地100至300min^-1、进一步优选地120至250min^-1的扇转速进行。特别优选地，扇转速在150和250min^-1之间。清洁还能够在发动机的空转运行中进行。那么转速优选地为500至1500min^-1。

此外，本发明的主题为具有至少一个喷嘴的喷嘴机构，其构造用于将含有固体材料的清洁介质引入到喷气式发动机中，所述喷嘴机构具有用于与喷气式发动机的涡轮扇的轴抗扭转地连接的器件，并且所述喷嘴机构具有转动联接件，管路连接件能够连接到所述转动联接件处。

在本发明的第一变型方案中设置成，管路为了将清洁介质从转动联接件引导至喷嘴处而如下地构造，使得在管路中存在的弯曲部如下地构造，使得固态的二氧化碳能够不受阻碍地跟随流动并且没有基于过于狭窄的曲率半径在管道壁处升华。

在本发明的或者独立的或者优选地要与本发明的第一变型方案组合的第二设计方案中设置成，转动联接件的喷嘴侧的出口与所述至少一个喷嘴的入口的连接借助于柔性的软管来进行。

联系本发明的两个变型方案的基本思想在于，用于清洁介质从转动联接件直至喷嘴的排出部的管路具有尽可能平缓的并且不过大的过渡角度或者说弯曲角度，以便由此实现固体材料借助于运载气体尽可能无摩擦地输送。在本发明的第二变型方案中，优选地能够拆卸的软管的使用由于所述软管的柔性而实现足够平缓地弯曲地引导固体材料。另一方面，软管负责，使得喷嘴机构为了储存和运输是足够小的并且不过于外伸（ausladend），软管尤其为了运输和储存而能够优选地拆卸并且单独地运输或保存。

管路连接件将喷嘴机构与供应机构进行连接，所述供应机构提供清洁介质（例如在储箱中）并且能够设有操作和驱动机构、泵、能量储存器或类似物。所述供应机构优选地构造为移动的、尤其能够行驶的单元。

喷嘴机构具有一个或多个喷嘴。特别优选的是，喷嘴机构具有至少两个喷嘴。

通过与轴抗扭转地连接，喷嘴机构能够在干起动时、即在发动机在没有喷入煤油的情况下缓慢地转动（Durchdrehen）时一起旋转。

在喷嘴机构和管路连接件之间的转动联接件的概念应在功能上进行理解并且表示每种如下的机构，所述机构适用于在管路连接件的固定的部分和与扇一起旋转的喷嘴机构之间建立足够稳定的、优选地抗压的并且密封的连接。转动联接件的目的在于，将清洁介质从固定的供应机构中导引到一起转动的喷嘴机构中并且此后能够将清洁介质从喷嘴中排出。

转动联接件优选地位于喷嘴机构的前部的区域中、即在如下的区域中，所述区域在装配了的状态中在上游、即远离喷气式发动机的入口指向。喷嘴的排出开口与此相应地设置在喷嘴机构的远离其指向的轴向的端部区域中，即在装配了的状态中在处于下游的端部区域中。这种布置实现了，喷嘴在装配在涡轮扇发动机的扇的轴上时或者穿过叶片的中间空间，从而所述喷嘴直接地布置在第一压缩机级之前，或者然而至少针对性地如下地取向，使得所述喷嘴穿过涡轮扇的叶片的中间空间直接地喷到第一压缩机级上。

优选地，转动联接件的喷嘴侧的出口正相对地对置于入口。入口优选地沿着轴向方向并且在上游、即沿着如下的方向指向，由所述方向在喷嘴机构的装配的状态中在发动机处实现流入发动机。那么正相对地对置的出口同样沿着轴向方向在下游实现。以这种方式和方法，清洁介质在转动联接件之内没有经历或最多经历流动方向的略微的改变，从而不会由于管路的弯曲部或过于狭窄的弯曲部而导致固体材料的不期望的摩擦。

在根据本发明的喷嘴机构中，所述喷嘴通常布置在径向外部的区域中，而转动联接件通常布置在转动轴线或者说旋转轴线上。为了实现引导清洁介质通过管路或具有小的弯曲部的柔性的软管，有利的是，转动联接件（其通常为喷嘴机构的上游指向的轴向的端部）与用于与涡轮扇的轴进行抗扭转地连接的器件（所述器件通常为根据本发明的喷嘴机构的下游指向的端部）具有足够大的轴向的间距，所述轴向的间距允许或使得从转动联接件到喷嘴的、具有足够大的曲率半径的管路的引导变得容易。优选地，转动联接件与提及的用于与涡轮扇的轴进行抗扭转地连接的器件的轴向的间距例如能够为0.2至2m、进一步优选地0.5至2m、进一步优选地0.75至1.25m。此外，清洁介质从所述至少一个喷嘴的入口直至喷嘴排出部的引导能够构造成基本上直线的。因此，在实际的喷嘴之内在引入部和排出部之间不发生清洁介质的偏转。

能够设置成，喷嘴机构如下地固定在涡轮扇处，使得其喷嘴穿过涡轮扇的叶片之间指向（hindurchweisen）。由此实现针对性地清洁压缩机级和连接到其处的燃烧腔室或涡轮机级。在此，在干起动时一起转动的喷嘴均匀地在整个周缘上掠过（bestreichen）第一压缩机级。在此清洁介质不由于沿着流动方向布置在其之前的涡轮扇而经受阻碍并且清洁介质的喷射方向能够由此匹配第一压缩机级的叶片的调整角度（Anstellwinkel）。

喷嘴机构的质量分布围绕其转动轴线优选地旋转对称。以这种方式，在喷嘴机构一起旋转时不引入显著的附加的不平衡。转动联接件为此目的在装配的状态中优选地基本上中心地坐落于根据本发明的装置的转动轴线上。优选地，喷嘴机构具有至少两个或更多喷嘴，所述喷嘴优选地旋转对称地围绕转动轴线来分布。喷嘴优选地构造为扁平喷射喷嘴，其优选地例如能够具有1°的开口角度。

喷嘴排出部与发动机的以及由此还有喷嘴机构的旋转轴线的径向的间距根据本发明能够例如为200至800mm、进一步优选地400至750mm、进一步优选地600至700mm、进一步优选地200至400mm、进一步优选地230至300mm、进一步优选地260至280mm。这些值取决于待清洁的发动机并且能够与其相应地进行改变。260至280mm的优选的间距例如适用于清洁CF6-50发动机的核芯引擎（Core-Engine）。600至700mm的优选的间距例如适用于清洁CF6-80发动机的核芯引擎。在装配了的喷嘴机构中，喷嘴排出部而后位于压气机的引入部的径向外部的边缘的区域中。

喷嘴的喷射平面或主排出方向优选地向内朝向发动机的旋转轴线倾斜地指向并且与所述轴线围成10至30°的、优选地12至25°的、进一步优选地16至19°的角度。提及的值能够取决于待清洁的发动机来改变并且应当如下地选取，使得喷嘴的主排出方向（或其假想的延长部）尽可能远地伸入到压气机中，而不接触压气机的内壁或外壁。

在一种优选的实施方式中，喷嘴的喷射平面或主排出方向能够与发动机的旋转轴线优选地围成如下的角度，所述角度处在β和α之间；其中，β是在发动机的旋转轴线和第一直线之间的角度，所述第一直线作为在压缩机的流动通道的沿着流动方向前部的、径向内部布置的凸出的弯曲部处的切线以及在流动通道的沿着在流动方向布置在所述凸出的弯曲部之后的、径向外部布置的凸出的弯曲部处的切线伸延；并且其中，α是在发动机的旋转轴线和第二直线之间的角度，所述第二直线作为在压缩机（压气机）的进口的布置在径向外部的边缘处的切线以及在流动通道的沿着流动方向布置在所述边缘之后的、径向内部布置的凸出的弯曲部处的切线伸延。

用于与喷气式发动机的涡轮扇的轴进行抗扭转地连接的器件优选地包括用于固定在涡轮扇叶片处的固定器件、如例如合适地构造的钩，喷嘴机构利用所述固定器件能够在涡轮扇的叶片的后棱边（处于下游的棱边）处被钩入。

喷嘴机构能够为了与涡轮扇的轴进行抗扭转地固定而具有用于基本上形状配合地套装到扇的轴毂上的机构。即涡轮扇发动机通常在涡轮扇的轴的处于上游的端部上具有锥状地弯曲的毂，所述毂应当改善空气的流入特性。用于抗扭转地连接的相应的器件能够套装到所述毂上。就此而言“基本上形状配合”意味着，轴毂的形状用于有意地定位喷嘴机构并且用于固定在期望的位置中。这不意味着，轴毂的整个面必须形状配合地被包围。

机构例如能够具有一个或多个环部件，所述机构利用所述环部件能够套装到轴毂上。对于多个环部件的情况，所述环部件具有不同的直径，所述直径匹配轴毂在相应的区域中的直径。例如能够设置有不同的直径的两个轴向间隔开的环，喷嘴机构利用所述环在轴毂上定位和定心。

张紧绳索能够优选地设置成用于另外的固定。喷嘴机构例如能够借助于环部件在扇的轴毂上进行定心并且此后利用张紧绳索（所述张紧绳索固定在涡轮扇叶片的后棱边处）来张紧。根据本发明能够设置有用于预紧所述张紧绳索的弹性机构，喷嘴机构利用其以限定的力压紧到轴毂处。张紧绳索优选地（例如借助于钩）固定在涡轮扇叶片处、优选地在其后棱边处。

用于清洁介质的供应机构优选地具有用于清洁介质的成分的储备储箱以及至少一个泵用于对喷嘴机构以压力加载所述清洁介质。使用运载气体、优选地空气。运载气体能够进行预处理，所述运载气体例如能够被干燥，由此其能够吸纳和运走进入到发动机中的水的尽可能大的份额。能够设置成，使运载气体冷却，由此冰粒料和/或二氧化碳粒料在运载气体流中尽可能是持久的。然而备选地也可行的是，加热运载气体流、例如至大约80°C。这例如对于二氧化碳粒料而言首先显得不合理，因为这减少了粒料的持久性。然而本发明已经认识到，热的运载气体流给发动机内部输送热能，所述热能平衡由清洁介质引起的冷却。这阻止了，由于过强的冷却使得固态的二氧化碳仅仅就能够发挥不充分的清洁作用（基于过小的温度差）。由此也能够阻止，在发动机内部中残留的水在水冰作为清洁介质使用的情况中冻结成固态。因为，在所述粒料能够发挥其清洁作用之前，运载气体仅仅在非常短的时间段上作用于冷的粒料，故被加热的运载气体对粒料的影响不或几乎不重要。

此外，本发明的主题是具有喷气式发动机和根据本发明的喷嘴机构的设备。所述设备的特征在于，喷嘴机构如下地布置，使得其喷嘴朝喷气式发动机的进口来指向。

喷嘴的喷射平面或主排出方向优选地向内朝向发动机的旋转轴线倾斜地指向并且与所述轴线围成10至30°的、优选地12至25°的、进一步优选地16至19°的角度。

优选地，所述至少一个喷嘴的排出部布置成与发动机的旋转轴线有径向间距，所述径向间距相应于第一压缩机级的上游指向的引入开口的半径的0.5至l.2倍、优选地0.5至l倍。因此排出部沿着径向方向比发动机的或压气机的旋转轴线处于更接近外部的压气机壁。

在一种优选的实施方式中，喷嘴的主排出方向能够与发动机的旋转轴线围成如下的角度，所述角度处在β和α之间；其中，β是在发动机的旋转轴线和第一直线之间的角度，所述第一直线作为在压缩机的流动通道的沿着流动方向前部的、径向内部布置的凸出的弯曲部处的切线以及在流动通道的沿着流动方向布置在所述凸出的弯曲部之后的、径向外部布置的凸出的弯曲部处的切线伸延；并且其中，α是在发动机的旋转轴线和第二直线之间的角度，所述第二直线作为在压缩机（压气机）的进口的布置在径向外部的边缘处的切线以及在流动通道的沿着流动方向布置在所述边缘之后的、径向内部布置的凸出的弯曲部处的切线伸延。此外，所述至少一个喷嘴的排出部能够优选地布置成与发动机的旋转轴线有径向间距，所述径向间距处在第一和第二直线与如下的径向平面的交点的径向间距之间，在所述径向平面中布置有所述至少一个喷嘴的排出部。

能够优选地设置成，喷嘴机构抗扭转地与喷气式发动机的扇的轴连接，喷气式发动机的扇的和喷嘴机构的转动轴线布置成基本上同心的，喷嘴机构的喷嘴与喷气式发动机的和装置的共同的转动轴线具有径向的间距，所述径向的间距相应于第一压缩机级的半径的0.5至l.2倍、优选地0.5至l倍，并且喷嘴的排出开口沿着轴向方向布置在涡轮扇的平面之后和/或喷嘴布置在涡轮扇叶片的中间空间中和/或朝涡轮扇叶片的中间空间来取向，从而喷嘴射束能够基本上不受阻碍地穿过涡轮扇的平面。

附图说明

本发明的实施例在下面按照附图来阐述。其中：

图1示出了根据本发明的喷嘴机构的第一视图；

图2示出了根据本发明的喷嘴机构的第二视图；

图3示出了一种特别优选的压缩机几何结构的视图。

具体实施方式

喷嘴机构具有两个环元件101、102，喷嘴机构借助于其套装到喷气式发动机的涡轮扇的轴毂上。在套装的状态中，环元件101、102基本上形状配合地包围轴毂。对于喷嘴机构与轴毂的连接的细节参阅文件WO 2009/132847 A1，通过参考所述文件的公开内容也制得本申请的主题。两个环元件101、102通过径向撑杆104与彼此连接。在喷嘴机构的上游指向（关于发动机的流动方向）的顶部处布置有整体以105表示的转动联接件，所述转动联接件具有入口110。转动联接件105能够备选地利用压力管接头106与分支分离地来构造并且例如通过短的软管件来与其连接，所述软管件的柔性有助于平衡在装配时可能的轴线偏差。从所述转动联接件105处延伸有两个轴向下游引导的压力管接头106。两个压力软管108能够连接到压力管接头106处（在图1中为了一目了然仅仅示出了一个压力软管108），所述压力软管108的相应另外的端部与扁平喷射喷嘴107的输入端连接。所述压力软管108的长度和柔性如下地设计尺寸，使得其在装配的状态中在弯曲方面如下来构造，使得所述弯曲允许没有干扰地输送喷射介质。基于大的曲率半径，固体材料和尤其粒料能够从转动联接件105的输入端无摩擦地被运输直至扁平喷射喷嘴107的喷嘴排出部109。两个扁平喷射喷嘴107由此被供应有清洁介质。

转动联接件105与喷嘴107的排出开口109的轴向的间距在实施例中为大约1.2m。所述间距是足够的，使得压力软管108能够在所述压力软管108的弯曲没有过大的情况下将喷嘴107的入口与转动联接件105的出口106连接。喷嘴排出部109与旋转轴线的径向的间距在实施例中为大约270mm。所述间距与CF6-50式发动机的清洁相协调。喷嘴107的主排出方向（所述主排出方向基本上相应于所述喷嘴107的纵轴线）与喷嘴机构的旋转轴线围成18°的角度。

喷嘴机构在涡轮扇的轴毂处的固定借助于张紧绳索来进行，如详细地在文件WO2009/132847 A1中描述的那样。

为了清洁喷气式发动机，喷嘴机构套装到涡轮扇的轴毂上并且固定在涡轮扇的叶片处。发动机被置于转动（干起动dry-cranking）。扁平喷射喷嘴107通过转动联接件105和压力软管108从没有示出的供应机构中被供应有清洁介质。所述清洁介质扫掠第一压缩机级在其整个周缘上的入口并且由此实施清洁。

图3示出了具有特别优选的压缩机几何结构的发动机的示意性的截取部分。相对于发动机的旋转轴线308描绘了涡轮扇叶片301和压缩机304的布置在下游的进口303。进口303具有布置在径向外部的边缘305。沿着流动方向在边缘305之后布置有压缩机的流动通道302的布置在径向内部的凸出的弯曲部306。所述弯曲部306涉及朝着发动机的旋转轴线308的方向的向内弯曲部。沿着流动方向在弯曲部306之后是流动通道302的布置在径向外部的凸出的弯曲部307。喷嘴（在图3中没有示出）的主排出方向能够与发动机的旋转轴线308优选地围成如下的角度，所述角度处在角度β和α之间；其中，β是在发动机的旋转轴线308和第一直线310之间的角度，所述第一直线310作为在压缩机的流动通道的沿着流动方向前部的、布置在径向内部的凸出的弯曲部306处（在点B₁处）的切线以及在流动通道302的沿着流动方向布置在所述弯曲部306之后的、布置在径向外部的凸出的弯曲部307处（在点B₂处）的切线来伸延；并且其中，α是在发动机的旋转轴线308和第二直线311之间的角度，所述第二直线311作为在压缩机304的进口303的布置在径向外部的边缘305处（在点P处）的切线以及在流动通道的沿着流动方向布置在所述边缘305之后的、布置在径向内部的凸出的弯曲部306处（在点A处）的切线来伸延。此外，（没有示出的）喷嘴的排出部能够布置成与发动机的旋转轴线308有径向间距，所述径向间距处在第一和第二直线与如下的径向平面309的交点（x₂、x₁）的径向间距（x_min、x_max）之间，在所述径向平面309中布置有（在图3中没有示出）的喷嘴的排出部。

Claims (64)

1.用于利用含有固体材料的清洁介质来清洁喷气式发动机的方法，所述固体材料利用至少一个喷嘴（107）借助于运载气体引入到发动机中，其特征在于，具有如下特征：

a） 所述运载气体的压力为1至5bar，

b） 所述至少一个喷嘴（107）的排出部（109）布置成与所述发动机的旋转轴线有径向间距，所述径向间距相应于第一压缩机级的上游指向的引入开口的半径的0.6至l.2倍，

c） 所述喷嘴（107）的主排出方向与所述发动机的旋转轴线围成10至30°的角度，

所述至少一个喷嘴（107）的主排出方向与所述发动机的旋转轴线围成如下的角度，所述角度处在β和α之间；

其中，

β是在所述发动机的旋转轴线和第一直线之间的角度，所述第一直线作为在所述压缩机的流动通道的沿着流动方向前部的、径向内部布置的凸出的弯曲部处的切线以及在所述流动通道的沿着流动方向布置在所述径向内部布置的凸出的弯曲部之后的、径向外部布置的凸出的弯曲部处的切线伸延；

α是在所述发动机的旋转轴线和第二直线之间的角度，所述第二直线作为在所述压缩机的进口的布置在径向外部的边缘处的切线以及在所述流动通道的沿着流动方向布置在所述边缘之后的、径向内部布置的凸出的弯曲部处的切线伸延；

所述至少一个喷嘴（107）的排出部（109）布置成与所述发动机的旋转轴线有径向间距，所述径向间距处在所述第一直线和所述第二直线与如下的径向平面的交点的径向间距之间，在所述径向平面中布置有所述排出部（109）。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个喷嘴（107）的排出部（109）布置成与所述发动机的旋转轴线有径向间距，所述径向间距相应于所述第一压缩机级的上游指向的引入开口的半径的0.6至l倍。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，所述固体材料从具有固态的二氧化碳和水冰的组中来选出。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述二氧化碳和/或水冰以粒料的形式或以其它形式碎裂地存在并且使用。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述清洁介质具有以质量比5：1至1：5的固态的二氧化碳和水冰。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述固态的二氧化碳和/或所述水冰具有1至10mm的粒料大小。

7.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，所述固体材料以100至2000kg/h的质量流来引入。

8.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，所述喷气式发动机（50）的清洁在1至15min的时间段上执行。

9.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，在清洁过程期间，1.5至200kg的固体材料被引入到所述发动机中。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述至少一个喷嘴（107）为扁平喷射喷嘴。

11.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述喷气式发动机被允许以50至500r/min的转速进行旋转。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运载气体的压力为2至4bar。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述喷嘴（107）的主排出方向与所述发动机的旋转轴线围成12至25°的角度。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述喷嘴（107）的主排出方向与所述发动机的旋转轴线围成16至19°的角度。

15.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述清洁介质具有以质量比1：2至2：1的固态的二氧化碳和水冰。

16.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述固态的二氧化碳和/或所述水冰具有3至6mm的粒料大小。

17.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述固体材料以200至1500kg/h的质量流来引入。

18.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述固体材料以350至2000kg/h的质量流来引入。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述固体材料以400至2000kg/h的质量流来引入。

20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述固体材料以350至1200kg/h的质量流来引入。

21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述固体材料以400至1200kg/h的质量流来引入。

22.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述固体材料以100至600kg/h的质量流来引入。

23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述固体材料以200至500kg/h的质量流来引入。

24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述固体材料以350至450kg/h的质量流来引入。

25.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述喷气式发动机（50）的清洁在2至10min的时间段上执行。

26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述喷气式发动机（50）的清洁在4至8min的时间段上执行。

27.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在清洁过程期间，35至200kg的固体材料被引入到所述发动机中。

28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，在清洁过程期间，40至200kg的固体材料被引入到所述发动机中。

29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，在清洁过程期间，40至120kg的固体材料被引入到所述发动机中。

30.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在清洁过程期间，1.5至50kg的固体材料被引入到所述发动机中。

31.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，在清洁过程期间，3至35kg的固体材料被引入到所述发动机中。

32.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，在清洁过程期间，7至25kg的固体材料被引入到所述发动机中。

33.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述喷气式发动机被允许以100至300r/min的转速进行旋转。

34.根据权利要求33所述的方法，其特征在于，所述喷气式发动机被允许以120至250r/min的转速进行旋转。

35.喷嘴机构，具有至少一个喷嘴（107），所述喷嘴机构构造用于将含有固体材料的清洁介质引入到喷气式发动机中，所述喷嘴机构具有用于与喷气式发动机的涡轮扇的轴进行抗扭转地连接的器件，并且所述喷嘴机构具有转动联接件（105），管路连接件能够连接到所述转动联接件（105）处，其特征在于，管路（108）为了将所述清洁介质从所述转动联接件（105）引导至所述喷嘴（107）而构造成使得固体材料能够无阻碍地跟随流动并且不在管道壁处沉淀或升华。

36.喷嘴机构，具有至少一个喷嘴，所述喷嘴机构构造用于将含有固体材料的清洁介质引入到喷气式发动机中，所述喷嘴机构具有用于与喷气式发动机的涡轮扇的轴进行抗扭转地连接的器件，并且所述喷嘴机构具有转动联接件（105），管路连接件能够连接到所述转动联接件（105）处，其特征在于，所述转动联接件（105）的喷嘴侧的出口（106）与所述至少一个喷嘴（107）的入口的连接借助于柔性的软管进行。

37.根据权利要求36所述的喷嘴机构，其特征在于，所述转动联接件（105）的喷嘴侧的出口（106）处于正相对地对置于所述入口（110）。

38.根据权利要求35或36所述的喷嘴机构，其特征在于，所述转动联接件与用于与喷气式发动机的涡轮扇的轴进行抗扭转地连接的器件间隔开0.2至2m。

39.根据权利要求35或36所述的喷嘴机构，其特征在于，所述清洁介质从所述至少一个喷嘴的入口直至喷嘴排出部的引导构造成基本上直线的。

40.根据权利要求35或36所述的喷嘴机构，其特征在于，所述喷嘴机构构造用于将所述清洁介质引入到所述喷气式发动机的压缩机级中。

41.根据权利要求35或36所述的喷嘴机构，其特征在于，所述喷嘴机构具有至少一个喷嘴（107）。

42.根据权利要求35或36所述的喷嘴机构，其特征在于，所述喷嘴机构具有扁平喷射喷嘴。

43.根据权利要求35或36所述的喷嘴机构，其特征在于，所述喷嘴排出部与发动机的旋转轴线的径向间距为200至800mm。

44.根据权利要求35或36所述的喷嘴机构，其特征在于，喷射平面与所述喷气式发动机的旋转轴线围成角度。

45.根据权利要求44所述的喷嘴机构，其特征在于，具有如下特征：

所述喷射平面与所述喷气式发动机的旋转轴线围成如下的角度，所述角度处在β和α之间；

其中，

β是在所述发动机的旋转轴线和第一直线之间的角度，所述第一直线作为在压缩机的流动通道的沿着流动方向前部的、径向内部布置的凸出的弯曲部处的切线以及在所述流动通道的沿着流动方向布置在所述径向内部布置的凸出的弯曲部之后的、径向外部布置的凸出的弯曲部处的切线伸延；

α是在所述发动机的旋转轴线和第二直线之间的角度，所述第二直线作为在所述压缩机的进口的布置在径向外部的边缘处的切线以及在所述流动通道的沿着流动方向布置在所述边缘之后的、径向内部布置的凸出的弯曲部处的切线伸延。

46.根据权利要求38所述的喷嘴机构，其特征在于，所述转动联接件与用于与喷气式发动机的涡轮扇的轴进行抗扭转地连接的器件间隔开0.5至2m。

47.根据权利要求46所述的喷嘴机构，其特征在于，所述转动联接件与用于与喷气式发动机的涡轮扇的轴进行抗扭转地连接的器件间隔开0.75至1.25m。

48.根据权利要求43所述的喷嘴机构，其特征在于，所述喷嘴排出部与发动机的旋转轴线的径向间距为400至750mm。

49.根据权利要求48所述的喷嘴机构，其特征在于，所述喷嘴排出部与发动机的旋转轴线的径向间距为600至700mm。

50.根据权利要求43所述的喷嘴机构，其特征在于，所述喷嘴排出部与发动机的旋转轴线的径向间距为200至400mm。

51.根据权利要求50所述的喷嘴机构，其特征在于，所述喷嘴排出部与发动机的旋转轴线的径向间距为230至300mm。

52.根据权利要求51所述的喷嘴机构，其特征在于，所述喷嘴排出部与发动机的旋转轴线的径向间距为260至280mm。

53.根据权利要求44所述的喷嘴机构，其特征在于，喷射平面与所述喷气式发动机的旋转轴线围成如下的角度，所述角度为10至30°。

54.根据权利要求53所述的喷嘴机构，其特征在于，喷射平面与所述喷气式发动机的旋转轴线围成如下的角度，所述角度为12至25°。

55.根据权利要求54所述的喷嘴机构，其特征在于，喷射平面与所述喷气式发动机的旋转轴线围成如下的角度，所述角度为16至19°。

56.具有喷气式发动机和根据权利要求35至55中任一项所述的喷嘴机构的设备，其特征在于，所述喷嘴机构如下地布置，使得所述喷嘴机构的喷嘴（107）朝所述喷气式发动机的进口指向，从而所述清洁介质能够到达到所述喷气式发动机中。

57.根据权利要求56所述的设备，其特征在于，所述至少一个喷嘴（107）的主排出方向与所述喷气式发动机的旋转轴线围成10至30°的角度。

58.根据权利要求56或57所述的设备，其特征在于，所述至少一个喷嘴（107）的排出部布置成与所述发动机的旋转轴线有径向间距，所述径向间距相应于第一压缩机级的上游指向的引入开口的半径的0.5至l.2倍。

59.根据权利要求56或57所述的设备，其特征在于，具有如下特征：

所述至少一个喷嘴（107）的主排出方向与所述喷气式发动机的旋转轴线围成如下的角度，所述角度处在β和α之间；

其中，

β是在所述发动机的旋转轴线和第一直线之间的角度，所述第一直线作为在压缩机的流动通道的沿着流动方向前部的、径向内部布置的凸出的弯曲部处的切线以及在所述流动通道的沿着流动方向布置在所述径向内部布置的凸出的弯曲部之后的、径向外部布置的凸出的弯曲部处的切线伸延；

α是在所述发动机的旋转轴线和第二直线之间的角度，所述第二直线作为在所述压缩机的进口的布置在径向外部的边缘处的切线以及在所述流动通道的沿着流动方向布置在所述边缘之后的、径向内部布置的凸出的弯曲部处的切线伸延；

所述至少一个喷嘴（107）的排出部（109）布置成与所述发动机的旋转轴线有径向间距，所述径向间距处在所述第一直线和所述第二直线与如下的径向平面的交点的径向间距之间，在所述径向平面中布置有所述排出部（109）。

60.根据权利要求58所述的设备，其特征在于，具有如下特征：

a） 所述喷嘴机构抗扭转地与所述喷气式发动机的涡轮扇的轴连接；

b） 所述喷气式发动机的涡轮扇的和所述喷嘴机构的转动轴线布置成基本上同心的；

c） 所述喷嘴机构的喷嘴（107）与所述喷气式发动机的和所述喷嘴机构的共同的转动轴线具有径向的间距，所述径向的间距为所述第一压缩机级的引入开口的半径的0.5至l.2倍；

d） 所述喷嘴（107）的排出部（109）沿着轴向方向布置在所述涡轮扇的平面之后和/或所述喷嘴（107）布置在所述涡轮扇的叶片的中间空间中和/或朝所述涡轮扇的叶片的中间空间取向，从而所述喷嘴射束能够基本上无阻碍地穿过所述涡轮扇的平面。

61.根据权利要求57所述的设备，其特征在于，所述至少一个喷嘴（107）的主排出方向与所述喷气式发动机的旋转轴线围成15至25°的角度。

62.根据权利要求61所述的设备，其特征在于，所述至少一个喷嘴（107）的主排出方向与所述喷气式发动机的旋转轴线围成16至19°的角度。

63.根据权利要求58所述的设备，其特征在于，所述径向间距相应于第一压缩机级的上游指向的引入开口的半径的0.5至l倍。

64.根据权利要求60所述的设备，其特征在于，所述径向的间距为所述第一压缩机级的引入开口的半径的0.5至l倍。