CN107013500A - 用于燃气涡轮发动机的内部构件的原地清洁的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于燃气涡轮发动机的内部构件的原地清洁的系统大体上可包括限定流体通道的塞组件，其构造成安装在发动机的接入端口内，使得流体通道限定发动机的内壳与外壳之间的流动路径。塞组件可包括至少部分地限定流体通路的内套筒，以及构造成收纳内套筒的一部分的外套筒。系统还可包括流体导管，其构造成联接在定位于燃气涡轮发动机外部的流体源与塞组件的入口端之间，以用于将清洁流体供应至塞组件。清洁流体可被指引穿过流体通路，且然后可从塞组件排入燃气涡轮发动机的内部中。

Description

用于燃气涡轮发动机的内部构件的原地清洁的系统和方法
技术领域
本主题大体上涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及用于原地清洁燃气涡轮发动机的内部构件的系统和方法，以及用于执行原地清洁操作的相关塞组件。
背景技术
燃气涡轮发动机通常包括涡轮机核心，其具有成串流关系的高压压缩机、燃烧器和高压涡轮。核心以已知方式可操作来生成主气流。高压压缩机包括静止导叶的环形阵列("排")，其将进入发动机的空气指引到压缩机的下游旋转叶片。一排压缩机导叶和一排压缩机叶片共同构成压缩机的"级"。类似地，高压涡轮包括环形成排静止喷嘴导叶，其将流出燃烧器的气体指引到涡轮的下游旋转叶片。一排喷嘴导叶和一排涡轮叶片共同构成涡轮的"级"。通常，压缩机和涡轮两者包括多个连续级。
就在燃气涡轮发动机的操作而言，灰尘、碎屑和其它材料可在一定时间内累积在发动机的内部构件上，这可导致此类构件的操作效率的降低。例如，灰尘层和其它材料通常变为烤到高压压缩机的翼型件上。为了除去此材料沉积物，当前的清洁方法使用引导的软管来将水喷射到压缩机入口中。令人遗憾的是，此常规清洁方法通常提供压缩机翼型件的低效清洁，特别是位于压缩机的后级内的翼型件。
因此，用于原地清洁燃气涡轮发动机的内部构件的改善的系统和方法将是本领域中受欢迎的。
发明内容
本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐明，或可从描述中清楚，或可通过实施本发明理解到。
在一方面，本主题针对一种用于原地清洁燃气涡轮发动机的内部构件的系统。系统可大体上包括塞组件，其限定在入口端与出口端之间纵向地延伸的流体通道。塞组件可构造成安装在发动机的接入端口(access port)内，使得流体通道限定发动机的内壳与外壳之间的流体通路，以用于供应发动机内部内的清洁流体。塞组件可包括至少部分地限定流体通路的内套筒，以及构造成收纳内套筒的一部分的外套筒。内套筒可构造成联接到内壳上，且外套筒可构造成联接到外壳上。系统还可包括流体导管，其构造成联接到定位在燃气涡轮发动机外部的流体源与塞组件的入口端之间，以用于将清洁流体供应至塞组件。供应自流体导管的清洁流体可经由流体通道从入口端指引至出口端，且然后可从塞组件排出至燃气涡轮发动机的内部中。
在另一方面，本主题针对一种燃气涡轮发动机。发动机大体上可包括外壳和与外壳沿径向向内间隔开一定径向距离的内壳。外壳可限定发动机的接入端口的外部，且内壳可限定接入端口的内部。发动机也可包括塞组件，其限定在入口端与出口端之间纵向地延伸的流体通道。塞组件可安装在接入端口的内部和外部内，使得流体通道限定内壳与外壳之间的流动路径来用于供应发动机的内部内的清洁流体。塞组件可包括至少部分地限定流体通路的内套筒，以及构造成收纳内套筒的一部分的外套筒。内套筒可联接到内壳上，且外套筒可联接到外壳上。另外，发动机可包括盖，其构造成在塞组件的出口端处可除去地联接到外套筒上。盖可构造成在盖安装在塞组件上时防止穿过流体通道的流体流。
在另一方面，本主题针对一种原地清洁燃气涡轮发动机的内部构件的方法。该方法可大体上包括接入安装在限定为穿过燃气涡轮发动机的内壳和外壳的接入端口内的塞组件。塞组件可限定在入口端与出口端之间纵向延伸的流体通道，使得流体通道限定内壳与外壳之间的流动路径。塞组件可包括至少部分地限定流体通路的内套筒，以及构造成收纳内套筒的一部分的外套筒。该方法还可包括将流体导管联接在定位于燃气涡轮发动机的外部的流体源与塞组件的入口端之间，以及将清洁流体从流体源经由流体导管供应至塞组件，使得清洁流体被指引穿过由塞组件限定的流体通道，且从塞组件的出口端排入燃气涡轮发动机的内部中。
技术方案1. 一种用于燃气涡轮发动机的内部构件的原地清洁的系统，所述燃气涡轮发动机包括外壳和内壳，所述系统包括：
限定在入口端与出口端之间沿纵向延伸的流体通道的塞组件，所述塞组件构造成安装在所述燃气涡轮发动机的接入端口内，使得所述流体通道限定所述内壳与所述外壳之间的流动路径来用于将清洁流体供应在所述燃气涡轮发动机的内部内，所述塞组件包括至少部分地限定所述流体通道的内套筒和构造成收纳所述内套筒的一部分的外套筒，所述内套筒构造成联接至所述内壳，且所述外套筒构造成联接至所述外壳；以及
构造成联接在定位于所述燃气涡轮发动机的外部的流体源与所述塞组件的入口端之间的流体导管，以用于将所述清洁流体供应至所述塞组件，
其中从所述流体导管供应的所述清洁流体从所述入口端指引穿过所述流体通道到所述出口端，且从所述塞组件排入所述燃气涡轮发动机的所述内部中。
技术方案2. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述外套筒限定围绕所述外套筒的外周的外螺纹区域，所述外螺纹区域构造成接合限定为穿过所述外壳的所述接入端口的对应螺纹部分。
技术方案3. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述内套筒限定围绕所述内套筒的外周的内螺纹区域，所述内螺纹区域构造成接合限定为穿过所述内壳的所述接入端口的对应螺纹部分。
技术方案4. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述内套筒构造成关于所述外套筒随限定在所述内壳与所述外壳之间的径向距离的变化而移动。
技术方案5. 根据技术方案4所述的系统，其特征在于，偏压部件联接在所述内套筒与所述外套筒之间，以允许所述内套筒关于所述外套筒随所述径向距离变化而移动。
技术方案6. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述外套筒的螺纹端部限定所述塞组件的所述入口端，所述流体导管构造成联接至所述螺纹端部。
技术方案7. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括构造成在所述塞组件的所述入口端处联接至所述外套筒的可除去的盖。
技术方案8. 根据技术方案7所述的系统，其特征在于，所述可除去的盖包括构造成联接至所述外套筒的盖部分和从所述盖部分向外延伸的塞部分，所述塞部分构造成在所述盖部分联接至所述外套筒时，在所述流体通道内在所述塞组件的所述入口端与所述出口端之间纵向地延伸。
技术方案9. 一种燃气涡轮发动机，包括：
外壳，所述外壳限定所述燃气涡轮发动机的接入端口的外部；
与所述外壳沿径向向内间隔开一定径向距离的内壳，所述内壳限定所述接入端口的内部；
限定在入口端与出口端之间沿纵向延伸的流体通道的塞组件，所述塞组件安装在所述接入端口的所述内部和所述外部内，使得所述流体通道限定所述内壳与所述外壳之间的流动路径来用于将清洁流体供应所述燃气涡轮发动机的内部内，所述塞组件包括至少部分地限定所述流体通道的内套筒和构造成收纳所述内套筒的一部分的外套筒，所述内套筒联接至所述内壳，且所述外套筒联接至所述外壳；以及
构造成在所述塞组件的所述出口端处可除去地联接至所述外套筒的盖，所述盖构造成在所述盖安装在所述塞组件上时防止穿过所述流体通道的流体流。
技术方案10. 根据技术方案9所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述外套筒限定围绕所述外套筒的外周的外螺纹区域，所述外螺纹区域构造成接合由所述外壳限定的所述接入端口的所述外部的对应螺纹区域。
技术方案11. 根据技术方案9所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述内套筒限定围绕所述内套筒的外周的内螺纹区域，所述内螺纹区域构造成接合由所述内壳限定的所述接入端口的所述内部的对应螺纹区域。
技术方案12. 根据技术方案9所述的燃气轮机，其特征在于，所述内套筒构造成关于所述外套筒随限定在所述内壳与所述外壳之间的径向距离的变化而移动。
技术方案13. 根据技术方案12所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，偏压部件联接在所述内套筒与所述外套筒之间，以允许所述内套筒关于所述外套筒随所述径向距离变化而移动。
技术方案14. 根据技术方案9所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述盖包括构造成联接至所述外套筒的盖部分和从所述盖部分向外延伸的塞部分，所述塞部分构造成在所述盖部分联接至所述外套筒时在所述流体通道内在所述塞组件的所述入口端与所述出口端之间纵向地延伸。
技术方案15. 一种用于燃气涡轮发动机的内部构件的原地清洁的方法，所述燃气涡轮发动机包括内壳和外壳，所述方法包括：
接入安装在限定为穿过所述燃气涡轮发动机的所述内壳和所述外壳的接入端口内的塞组件，所述塞组件限定在入口端与出口端之间沿纵向延伸的流体通道，使得所述流体通道限定所述内壳与所述外壳之间的流动路径，所述塞组件包括至少部分地限定所述流体通道的内套筒和构造成收纳所述内套筒的一部分的外套筒；
将流体导管联接在定位于所述燃气涡轮发动机外部的流体源与所述塞组件的入口端之间；以及
将清洁流体从所述流体源经由所述流体导管供应至所述塞组件，使得所述清洁流体被指引穿过由所述塞组件限定的所述流体通道，且从所述塞组件的所述出口端排入所述燃气涡轮发动机的内部中。
技术方案16. 根据技术方案15所述的方法，其特征在于，还包括将所述塞组件安装在限定为穿过所述燃气涡轮发动机的所述内壳和所述外壳的所述接入端口内。
技术方案17. 根据技术方案16所述的方法，其特征在于，将所述塞组件安装在所述接入端口内包括：
在限定为穿过所述外壳的所述接入端口的外部处将所述塞组件的所述外套筒联接至所述外壳；以及
在限定为穿过所述内壳的所述接入端口的内部处将所述塞组件的所述内套筒联接至所述内壳。
技术方案18. 根据技术方案15所述的方法，其特征在于，还包括在将所述流体导管联接至所述塞组件的所述入口端之前从所述塞组件除去盖，所述盖包括构造成联接至所述外套筒的盖部分和从所述盖部分向外延伸的塞部分。
技术方案19. 根据技术方案18所述的方法，其特征在于，还包括在所述清洁流体经由所述塞组件供应之后关于所述塞组件再安装所述盖，使得所述盖部分联接至所述外套筒，且所述塞部分在由所述塞组件限定的所述流体通道内沿纵向延伸。
技术方案20. 根据技术方案15所述的方法，其特征在于，所述内套筒构造成关于所述外套筒随限定在所述内壳与所述外壳之间的径向距离的变化而移动。
本发明的这些及其它特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求而更好理解。并入且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，且连同描述用于阐释本发明的原理。
附图说明
针对本领域的技术人员的包括其最佳模式的本发明的完整且开放的公开内容在参照附图的说明书中提出，在附图中：
图1示出了按照本主题的方面的可用于飞行器内的燃气涡轮发动机的一个实施例的截面视图；
图2示出了适用于在图1中所示的燃气涡轮发动机内使用的压缩机的一部分的一个实施例的简化截面视图，特别地示出了用于提供至压缩机的内部通路的限定为穿过压缩机壳的接入端口；
图3示出了按照本主题的方面的用于燃气涡轮发动机的内部构件的原地清洁的系统的一个实施例，特别示出了图2中所示的压缩机的截面视图的一部分，其中公开系统的塞组件安装在压缩机接入端口中的一个内，且处于未塞住/未盖住状态，以允许清洁流体经由塞组件喷射且进入压缩机的内部中；
图4示出了如图3中所示的类似的截面视图，特别地示出了处于塞住/盖住状态以在燃气涡轮发动机的操作期间防止流体流过组件的塞组件；
图5示出了图3中所示的围绕线5-5截取的塞组件的截面视图，特别地示出了处于其未塞住/未盖住状态来允许清洁流体喷射穿过塞组件且进入压缩机的内部中的塞组件；
图6示出了图4中所示的围绕线6-6截取的塞组件的截面视图，特别地示出了处于其塞住/盖住状态来在燃气涡轮发动机的操作期间防止流体流过组件的塞组件；以及
图7示出了按照本主题的方面的用于原地清洁燃气涡轮发动机的内部构件的方法的一个实施例的流程图。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的实施例，其一个或更多个实例在附图中示出。各个实例通过阐释本发明的方式提供，而不限制本发明。实际上，对本领域的技术人员将显而易见的是，可在本发明中作出各种改型和变型，而不会脱离本发明的范围或精神。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可结合另一个实施例使用以产生又一个实施例。因此，期望本发明覆盖归入所附权利要求和其等同物的范围内的此类改型和变型。
大体上，本主题针对一种用于原地清洁燃气涡轮发动机的内部构件的系统和方法。具体而言，在若干实施例中，本公开内容针对一种塞组件，其构造成安装在燃气涡轮发动机的接入端口内，以允许清洁流体喷射到发动机的内部中，以提供发动机的一个或更多个内部构件的导向目标的清洁。例如，如下文将描述那样，塞组件可限定在入口端与出口端之间延伸的流体通道，其中入口端为对发动机的外部可接入的，且出口端与发动机的内部流体连通。在此实施例中，通过将流体软管或导管联接到塞组件的入口端上，清洁流体可从发动机外的位置供应至塞组件，且随后喷射到发动机的内部中。此外，塞组件还可构造成在组件未用于提供至发动机的内部的通路时盖住或塞住。因此，塞组件可在发动机的操作期间保持安装在接入端口内。
在本主题的特定实施例中，公开的塞组件中的一个或更多个可安装在一个或更多个接入端口内，以提供至燃气涡轮发动机的高压压缩机的内部通路，以允许压缩机的内部构件(诸如压缩机叶片和/或导叶)的对准目标的清洁。例如，(多个)塞组件可安装在(多个)接入端口内，以提供至压缩机的后级中的一个或更多个的通路，以允许烤上的灰尘层和其它材料沉积物从位于此(多个)级内的翼型件除去。
应当认识到的是，为了描述的目的，本文将参照提供燃气涡轮发动机的高压压缩机的内部构件的对准目标的、原地清洁来描述公开的系统和方法。然而，大体上，本文公开的系统和方法可用于提供燃气涡轮发动机的任何其它适合的构件的内部内的对准目标的、原地清洁。此外，应当认识到的是，公开的系统和方法可大体上用于提供位于任何适合类型的燃气涡轮发动机(包括基于飞行器的涡轮发动机和陆基涡轮发动机)内的内部构件的原地清洁，而不论发动机的当前组装状态(例如，完全或部分组装)。此外，关于飞行器发动机，应当认识到的是，本主题可在翼上或翼外实施。
现在参看附图，图1示出了按照本主题的方面的可用于飞行器内的燃气涡轮发动机10的一个实施例的截面视图，其中发动机10示为具有出于参照目的在其间延伸的纵向或轴向中心线轴线12。大体上，发动机10可包括核心燃气涡轮发动机(大体上由参考标号14指出)和定位在其上游的风扇区段16。核心发动机14大体上可包括限定环形入口20的基本管状的外壳18。另外，外壳18还可包围和支承增压压缩机22，以用于将进入核心发动机14的空气的压力升高到第一压力水平。高压多级轴流式压缩机24然后可从增压压缩机22接收加压的空气，且进一步升高此空气的压力。流出高压压缩机24的加压的空气然后可流至燃烧器26，燃料在燃烧器26内喷射到加压的空气流中，其中所得的混合物在燃烧器26内燃烧。高能燃烧产物从燃烧器26沿发动机10的热气体路径指引至第一(高压)涡轮28来用于经由第一(高压)传动轴30驱动高压压缩机24，且然后指引至第二(低压)涡轮32，以用于经由大体上与第一传动轴30同轴的第二(低压)传动轴34驱动增压压缩机22和风扇区段16。在驱动各个涡轮28和32之后，燃烧产物可从核心发动机14经由排气喷嘴36排出来提供推进喷气推力。
此外，如图1中所示，发动机10的风扇区段16可大体上包括可旋转的轴流式风扇转子组件38，其构造成由环形风扇壳40包绕。本领域的普通技术人员将认识到，风扇壳40可构造成关于核心发动机14由多个基本沿径向延伸、沿周向间隔开的出口导向导叶42支承。因此，风扇壳40可包围风扇转子组件38和其对应的风扇转子叶片44。此外，风扇壳40的下游区段46可在核心发动机14的外部上延伸，以便限定提供附加推进喷气推力的副或旁通空气流导管48。
应当认识到的是，在若干实施例中，第二(低压)传动轴34可直接地联接到风扇转子组件38上，以提供直接传动构造。作为备选，第二传动轴34可经由减速装置37(例如，减速齿轮或变速箱)联接到风扇转子组件38上，以提供间接传动或齿轮传动构造。此(多个)减速装置还可按期望或要求设在发动机10内的任何其它适合的轴和/或转轴之间。
在发动机10的操作期间，应当认识到的是，初始空气流(由箭头50指出)可穿过风扇壳40的相关联的入口52进入发动机10中。空气流50然后经过风扇叶片44，且分流成移动穿过导管48的第一压缩的空气流(由箭头54指出)和进入增压压缩机22中的第二压缩的空气流(由箭头56指出)。第二压缩的空气流56的压力然后增大，且进入高压压缩机24(如箭头58指出)。在与燃料混合且在燃烧器26内燃烧之后，燃烧产物60流出燃烧器26，且流过第一涡轮28。此后，燃烧产物60流过第二涡轮32，且流出排气喷嘴36，以给发动机10提供推力。
燃气涡轮发动机10还包括穿过其壳和/或框架限定的用于提供至核心发动机14的内部的通路的多个接入端口。例如，如图1中所示，发动机10可包括多个接入端口62(其中仅示出六个)，其穿过外壳18限定来用于提供至压缩机22,24中的一个或两个的内部通路，且/或提供至涡轮28,32中的一个或两个的内部通路。在若干实施例中，接入端口62可沿核心发动机14轴向地间隔开。例如，接入端口62可沿各个压缩机22,24和/或各个涡轮28,32沿轴向间隔开，使得至少一个接入端口62位于各个压缩机级和/或各个涡轮级处，以提供至位于此(多个)级处的内部构件的通路。此外，接入端口62也可围绕核心发动机14沿周向间隔开。例如，多个接入端口62可沿周向围绕各个压缩机级和/或涡轮级间隔开。
现在参看图2，示出了按照本主题的方面的上文参照图1所述的高压压缩机24的一部分的简化截面视图。如图所示，压缩机24可包括多个压缩机级，其中各个级均包括环形阵列的固定压缩机导叶80(其中各个级仅示出了一个)，以及环形阵列的可旋转压缩机叶片82(其中各个级仅示出了一个)。各排压缩机导叶80大体上构造成将流过压缩机24的空气指引至其紧接的下游的成排的压缩机叶片82。
此外，压缩机24可包括构造成包围各种压缩机级的内壳84，以及与内壳84沿径向向外间隔开的外壳86。例如，如图2中所示，外壳86可与内壳84间隔开一定径向距离88。限定在内壳84与外壳86之间的径向距离88可通过设计来沿压缩机24的轴向长度变化。另外，由于内壳84与外壳86之间的热膨胀的不同速率，故沿压缩机24的给定轴向位置处的径向距离88可在燃气涡轮发动机10的操作期间变化。例如，内壳84可在比外壳86更快的速率下膨胀，由此引起限定在内壳84与外壳86之间的径向距离88的缩短。
此外，压缩机24可包括限定为穿过内壳84和外壳86的多个接入端口62，其中各个接入端口62均构造成在不同轴向位置处提供至构件24的内部的通路。例如，如图2中所示，各个接入端口62均可包括限定为穿过外壳86的外部90，以及限定为穿过内壳84的内部92。因此，通过经由给定接入端口62的内部92和外部90插入光学探头、修理工具和/或其它装置，保养工人可获得接入压缩机24的内部。
在若干实施例中，接入端口62可沿轴向间隔开，使得各个接入端口62与压缩机24的不同级对准且另外提供至不同级的内部通路。例如，如图2中所示，示出了两个单独的接入端口62，其提供至压缩机24的两个不同级的通路。在其它实施例中，应当认识到的是，类似的接入端口62也可提供成用于压缩机24的任何其它级。还应当认识到的是，除沿轴向间隔开的接入端口62外，接入端口62也可设在不同的沿周向间隔开的位置处。例如，在一个实施例中，多个沿周向间隔开的接入端口62可限定为穿过各个压缩机级处的压缩机壳84,86，以提供在围绕压缩机级的多个周向位置处至压缩机24的内部通路。
现在参看图3-6，示出了按照本主题的方面的用于燃气涡轮发动机10的内部构件的原地清洁的系统100的一个实施例。具体而言，图3和4示出了图2中所示的高压压缩机24的截面视图的一部分，其中公开的系统100的塞组件102位于压缩机接入端口62中的一个内。在此方面，图3示出了处于未塞住/未盖住的状态来允许清洁流体喷射穿过塞组件102且进入压缩机24的内部中的塞组件102，而图4示出了处于塞住/盖住的状态来在燃气涡轮发动机10的操作期间防止流体流过组件102的塞组件102。此外，图5和6分别示出了图3和4中所示的塞组件102的截面视图，其中图5示出了处于其未塞住/未盖住的状态的塞组件102，且图6示出了处于其塞住/盖住的状态的塞组件102。
大体上，本文将参照提供上文参照图1和2描述的燃气涡轮发动机10的高压压缩机24的内部构件(诸如，压缩机24的导叶80和/或叶片82)的对准目标的、原地清洁来描述系统100。然而，应当认识到的是，在其它实施例中，系统100可类似地用于提供任何其它适合的内部发动机构件的原地清洁。例如，与关于限定为穿过压缩机24的(多个)壳84,86的接入端口62安装公开的系统构件相反，系统构件可关于限定为穿过涡轮28,32中的一个的(多个)壳的接入端口来安装，以允许原地清洁操作在(多个)涡轮28,32的(多个)内部发动机构件(诸如涡轮叶片和/或喷嘴)上执行。
如图3-6中所示，系统100大体上可包括构造成安装在压缩机24的给定接入端口62的内部92和外部90内的塞组件102。在若干实施例中，塞组件102可限定在入口端106与出口端108之间沿纵向延伸的流体通道104，其中入口端106定位在压缩机24的外壳86处或附近，且出口端108定位在压缩机24的内壳84处或附近。因此，通过经由接入端口62安装塞组件102，流体通道104可提供用于将清洁流体(由图3和5中的箭头110指出)指引穿过内壳84和外壳86来用于随后在压缩机24的内部输送的手段。
如图3-6中所示，在若干实施例中，塞组件102可包括联接到压缩机24的外壳86上的外套筒112，以及构造成联接到压缩机24的内壳84上的内套筒114。各个套筒112,114均可大体上限定沿其长度延伸的通孔或通道。例如，如图5中具体所示，外套筒112可限定外通道116，其在其外端(例如，塞组件102的入口端106)与其相对的内端118之间沿纵向延伸。类似地，内套筒114可限定内通道120，其在其外端122与其相对的内端(例如，塞组件102的出口端108)之间沿纵向延伸。此外，如图5和6中所示，内套筒114的一部分可构造成收纳在外套筒112内，使得由外套筒112限定的外通道116与由内套筒114限定的内通道120流体连通。结果，内套筒114和外套筒112可共同地限定在塞组件102的入口端106与出口端108之间延伸的流体通道104。
此外，如图3和4中所示，在若干实施例中，内套筒114和外套筒112可构造成分别经由螺纹连接来联接到内壳84和外壳86上。例如，外套筒112可限定围绕其外周的外螺纹区域124，其构造成接合限定在接入端口62的外部90内的对应螺纹区域126。类似地，内套筒114可限定围绕其外周的内螺纹区域128，其构造成接合限定在接入端口62的内部92内的对应的螺纹区域130。因此，在将塞组件102安装在接入端口62内时，套筒114,112的内螺纹区域128和外螺纹区域124可拧入接入端口62的内部90和外部92的对应螺纹区域130,126中或以其它方式与其接合，以允许组件102联接到内壳84和外壳86上。
此外，在某些实施例中，内套筒114可构造成关于外套筒112移动来适应内壳84与外壳86之间的相对移动。例如，由于燃气涡轮发动机10的操作期间内壳84与外壳86之间的温差，故壳84,86可具有不同的热膨胀速率。此变化的热膨胀可导致限定在塞组件102的位置处的内壳84与外壳86之间的径向距离88的变化。因此，通过允许内套筒114关于外套筒112移动，塞组件102的总体径向高度可自动地调整，其中径向距离88中的变化限定在内壳84与外壳86之间，同时仍保持套筒114,112与壳84,86之间的刚性联接。
如图5和6中所示，在一个实施例中，内套筒114可构造成沿塞组件102的纵向方向关于外套筒112滑动(由图5和6中的箭头132指出)，使得收纳在外套筒112的外通道116内的内套筒114的量在内壳84与外壳86之间的径向距离88减小或增大时分别增大或减小。在此实施例中，塞组件102可包括联接在内套筒114与外套筒112之间的偏压机构(诸如弹簧134)，以相对内套筒112提供偏压力，其在内套筒112中沿内壳84的方向偏压。因此，当内壳84与外壳86之间的径向距离88减小时，经由塞组件102施加的压缩力可克服由弹簧134施加的偏压力，由此压缩弹簧134，且允许内套筒114关于外套筒112沿塞组件102的入口端106的方向移动。类似地，当内壳84与外壳86之间的径向距离88增大时，由弹簧134施加的偏压力可沿塞组件102的出口端108的方向偏压内套筒114，由此允许塞组件102跨越壳84,86之间的增大的径向间隙。
如所示实施例中所示，弹簧134可定位在由外套筒112限定的外通路116的放大部分136内，使得弹簧134围绕收纳在外套筒112内的内套筒114的区段的至少一部分延伸。具体而言，如图5和6中所示，弹簧134可接合在外通道116的放大部分136的内表面138与从内套筒114沿径向向外延伸的弹簧凸缘140之间。因此，当内壳84与外壳86之间的径向距离88增大时，由弹簧134提供的偏压力可相对凸缘140施加来将内套筒114推离塞组件102的入口端106。
此外，在若干实施例中，内套筒114可限定其内螺纹区域128处或附近的安装凸缘142，其在关于内壳84安装内套筒114时用作机械止挡件。例如，如图3-6中所示，安装凸缘142可从内螺纹区域128沿径向向外定位，使得在内套筒114已经关于壳84适当地安装时，凸缘142接触内壳84。另外，安装凸缘142与内壳84之间的此接触可用于提供塞组件102与内壳84之间的附加密封对接，由此防止流过压缩机24的工作流体经由接入端口62的内部92泄漏。
具体参看图4和6，塞组件102还可包括可除去的盖144，其构造成在燃气涡轮发动机10的操作期间闭合或以其它方式盖住由塞组件102限定的流体通道104。如图6中特别所示，盖144可大体上包括盖部分146和从盖部分146向外延伸的塞部分148。盖部分146可大体上构造成在塞组件102的入口端106处可除去地联接到外套筒112上。例如，如图6中所示，外套筒112的端部150可螺接到组件102的入口端106处或附近。在此实施例中，盖部分146的内表面可类似地有螺纹，以允许盖部分146拧到外套筒112的端部150上，由此提供闭合或罩住塞组件102的入口端106的手段。
另外，如图6中所示，盖144的塞部分148可构造成插入塞组件102的流体通道104内，使得在盖部分146联接到外套筒112上时，塞部分148可在塞组件102内沿纵向延伸，且占据流体通路106的一部分。例如，如所示实施例中所示，塞部分148大体上限定盖部分146与盖144的塞端154之间的长度152。在此实施例中，塞部分148的长度152可选择成使得在塞部分148插入组件102内时，塞部分148占据流体通道106的全部或显著部分。例如，如图6中所示，塞部分148的长度152可大体上对应于塞组件102的整个长度，使得盖144的塞端154大体上与塞组件102的出口端108对准且/或定位在出口端108处或附近。
具体参看图3和5，公开的系统100还可包括清洁流体源160(例如，移动清洁站、流体罐和/或任何其它适合的流体源)和构造成联接在流体源160与塞组件102之间的流体导管162。具体而言，当期望在压缩机24内原地执行清洁操作时，盖144可从塞组件102除去，且流体导管162可联接到塞组件102上，以提供流体源160与塞组件102之间的流动路径。从流体源160指引穿过流体导管162的清洁流体然后可供应至塞组件102，且可穿过流体通道104流至组件102的出口端108。清洁流体然后可从塞组件102排入压缩机24的内部中。
应当认识到的是，流体导管162可构造成使用本领域中已知的任何适合的联接和/或连接手段来联接到塞组件102上。例如，如图5中所示，在一个实施例中，导管162的供应端164可有螺纹来允许端164联接到外套筒112的螺纹端部150上。在此实施例中，当盖144从塞组件102除去时，导管162的供应端164可拧到外套筒112的螺纹端部150上，以提供导管162与由塞组件102限定的流体通道104之间的连续流动路径。作为备选，流体导管162可构造成使用任何其它适合的手段联接到塞组件102上。例如，在另一个实施例中，导管162的供应端164可构造成在组件102的入口端106处(例如，经由快速连接类型的联接)插入外套筒112的外通道116中，以允许清洁流体从导管162供应穿过塞组件102。
还应当认识到的是，用于系统100内的清洁流体可大体上对应于任何适合的流体。例如，清洁流体可对应于液体、气体和/或它们的任何组合(例如，泡沫)。另外，清洁流体可含有和/或可用作用于固体材料(诸如固体颗粒和/或磨蚀材料)的输送手段。例如，包含固体磨料的液体清洁流体可经由塞组件102供应，且在相对高的压力下喷射到压缩机24中，以允许磨蚀材料用于磨损或磨掉位于压缩机导叶80和/或叶片82上的任何烤上的材料沉积物。此外，清洁流体可经由塞组件102在任何适合的压力和/或速度下供应。例如，塞组件102可构造成适应清洁流体使用脉冲压力技术和/或在超声速度下的喷射。
此外，应当认识到的是，塞组件102的出口端108可大体上具有允许清洁流体喷射到压缩机24的内部中的任何适合的形状和/或构造。例如，在一个实施例中，塞组件102的出口端108可构造或成形为形成喷嘴(例如，会聚喷嘴或会聚发散喷嘴)，从而允许清洁流体的高压流或射流从塞组件102喷射到压缩机24的内部中。作为备选，塞组件102的出口端108可构造成形成任何其它适合的开口或出口来用于将清洁流体排入压缩机24的内部中。
还应当认识到的是，尽管大体上在本文中参照安装在燃气涡轮发动机10的单个接入端口62内的单个塞组件102来描述系统100，但系统100可包括安装在发动机10的各种不同接入端口62内的多个塞组件102。例如，塞组件102可安装在沿发动机10轴向地间隔开的接入端口62内，诸如通过将塞组件102安装在定位于燃气涡轮发动机10的各个压缩机级和/或涡轮级处的接入端口内。类似地，塞组件102可安装在沿周向围绕发动机10间隔开的接入端口62内，诸如通过将多个塞组件102安装在沿周向围绕给定的(多个)压缩机级和(多个)涡轮级间隔开的接入端口62内。
此外，应当认识到的是，公开的塞组件102也可构造成容纳期望经由燃气涡轮发动机10的接入端口62中一个插入燃气涡轮发动机10的内部中的任何工具、探头和/或装置。例如，由塞组件102限定的流体通道104可确定尺寸以便容纳光学探头(诸如管道镜、纤维镜或光纤视镜)，其用于执行发动机10的内部的目视检查。
现在参看图7，示出了按照本主题的方面的用于燃气涡轮发动机的内部构件的原地清洁的方法200的一个实施例的流程图。大体上，本文将参照上文参照图1-6所述的燃气涡轮发动机10和系统100来论述方法200。然而，本领域的普通技术人员将认识到的是，公开的方法200可大体上结合具有任何其它适合的发动机构造的燃气涡轮发动机和/或结合具有任何其它适合的系统构造的系统来实施。另外，尽管图7出于图示和论述的目的绘出了以特定顺序指定的步骤，但本文所述的方法不限于任何特定的顺序或布置。使用本文提供的公开内容的本领域的技术人员将认识到，本文公开的方法的各种步骤可以以各种方式省略、重排、组合和/或改变，而不脱离本公开内容的范围。
如图7中所示，在(202)处，方法200包括接入安装在限定为穿过燃气涡轮发动机的内壳和外壳的接入端口内的塞组件。例如，如上文指出那样，公开的塞组件102可安装在燃气涡轮发动机10的给定接入端口62内，使得塞组件102的外套筒112联接到外壳86上(例如，由外壳86限定的接入端口62的外部90内)，且塞组件112的内套筒114联接到内壳84上(例如，由内壳86限定的接入端口62的内部92内)。
另外，在(204)处，方法200可包括将流体导管联接在定位于燃气涡轮发动机外的流体源与塞组件的入口端之间。例如，如上文所述，流体导管162的供应端164可联接到塞组件102的入口端106上，且流体导管162的相对端可与适合的流体源160流体连通。因此，流体导管162可提供流体源160与塞组件102之间的流动路径。
此外，在(206)处，方法200可包括经由流体导管供应来自流体源的清洁流体，使得清洁流体被指引穿过由塞组件限定的流体通道，且从塞组件的出口端排入燃气涡轮发动机的内部中。具体而言，如上文指出那样，塞组件102可限定其入口端106与出口端108之间延伸的流体通道104。因此，通过将清洁流体供应到塞组件102的入口端106中，清洁流体可经由流体通道104指引到塞组件102的出口端108。清洁流体然后可从塞组件102排入燃气涡轮发动机10的内部，以允许清洁发动机10的一个或更多个内部构件。
应当认识到的是，公开的方法200还可包括附加的方法元件。例如，在一个实施例中，方法200可包括在将流体导管162联接到塞组件102的入口端106上之前从塞组件102除去盖144。另外，方法200可包括在清洁流体经由塞组件102供应之后关于塞组件102再安装盖144，使得盖144的盖部分146联接到外套筒112上，且盖144的塞部分148在由塞组件102限定的流体通道104内纵向地延伸。
本书面描述使用了实例来公开本发明，包括最佳模式，且还使本领域的任何技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统，以及执行任何并入的方法。本发明的专利范围由权利要求限定，且可包括本领域的技术人员想到的其它实例。如果此类其它实施例包括并非不同于权利要求的书面语言的结构元件，或如果它们包括与权利要求的书面语言无实质差别的等同结构元件，则期望此类其它实例在权利要求的范围内。

Claims (10)

1. 一种用于燃气涡轮发动机的内部构件的原地清洁的系统，所述燃气涡轮发动机包括外壳和内壳，所述系统包括：
限定在入口端与出口端之间沿纵向延伸的流体通道的塞组件，所述塞组件构造成安装在所述燃气涡轮发动机的接入端口内，使得所述流体通道限定所述内壳与所述外壳之间的流动路径来用于将清洁流体供应在所述燃气涡轮发动机的内部内，所述塞组件包括至少部分地限定所述流体通道的内套筒和构造成收纳所述内套筒的一部分的外套筒，所述内套筒构造成联接至所述内壳，且所述外套筒构造成联接至所述外壳；以及
构造成联接在定位于所述燃气涡轮发动机的外部的流体源与所述塞组件的入口端之间的流体导管，以用于将所述清洁流体供应至所述塞组件，
其中从所述流体导管供应的所述清洁流体从所述入口端指引穿过所述流体通道到所述出口端，且从所述塞组件排入所述燃气涡轮发动机的所述内部中。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述外套筒限定围绕所述外套筒的外周的外螺纹区域，所述外螺纹区域构造成接合限定为穿过所述外壳的所述接入端口的对应螺纹部分。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述内套筒限定围绕所述内套筒的外周的内螺纹区域，所述内螺纹区域构造成接合限定为穿过所述内壳的所述接入端口的对应螺纹部分。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述内套筒构造成关于所述外套筒随限定在所述内壳与所述外壳之间的径向距离的变化而移动。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，偏压部件联接在所述内套筒与所述外套筒之间，以允许所述内套筒关于所述外套筒随所述径向距离变化而移动。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述外套筒的螺纹端部限定所述塞组件的所述入口端，所述流体导管构造成联接至所述螺纹端部。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括构造成在所述塞组件的所述入口端处联接至所述外套筒的可除去的盖。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述可除去的盖包括构造成联接至所述外套筒的盖部分和从所述盖部分向外延伸的塞部分，所述塞部分构造成在所述盖部分联接至所述外套筒时，在所述流体通道内在所述塞组件的所述入口端与所述出口端之间纵向地延伸。
9.一种燃气涡轮发动机，包括：
外壳，所述外壳限定所述燃气涡轮发动机的接入端口的外部；
与所述外壳沿径向向内间隔开一定径向距离的内壳，所述内壳限定所述接入端口的内部；
限定在入口端与出口端之间沿纵向延伸的流体通道的塞组件，所述塞组件安装在所述接入端口的所述内部和所述外部内，使得所述流体通道限定所述内壳与所述外壳之间的流动路径来用于将清洁流体供应所述燃气涡轮发动机的内部内，所述塞组件包括至少部分地限定所述流体通道的内套筒和构造成收纳所述内套筒的一部分的外套筒，所述内套筒联接至所述内壳，且所述外套筒联接至所述外壳；以及
构造成在所述塞组件的所述出口端处可除去地联接至所述外套筒的盖，所述盖构造成在所述盖安装在所述塞组件上时防止穿过所述流体通道的流体流。
10.根据权利要求9所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述外套筒限定围绕所述外套筒的外周的外螺纹区域，所述外螺纹区域构造成接合由所述外壳限定的所述接入端口的所述外部的对应螺纹区域。
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