CN115199411A - 用于处理已安装和组装的燃气涡轮发动机的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
提供用于处理已安装和组装的燃气涡轮发动机的部件的系统和方法。因此,该方法包括将输送组件可操作性地联接到核心燃气涡轮发动机的环形进气口。利用输送组件使处理流体的一部分雾化以产生处理雾,处理雾具有多个雾化液滴。使雾化液滴悬浮在从环形进气口到核心燃气涡轮发动机的压缩机下游的轴向位置的核心燃气涡轮发动机的任何路径内。使处理雾的一部分冲击或沉淀到部件上,以便润湿部件,并且部件上的一部分沉积物被处理雾溶解。
Description
技术领域
本主题大体涉及燃气涡轮发动机,更具体地说,涉及用于处理机翼上已组装的燃气涡轮发动机的部件的系统和方法。
背景技术
典型的飞行器上安装的燃气涡轮发动机包括燃气涡轮发动机部件,这些部件具有非常精细的冷却通道,其允许燃烧器和/或高压或低压涡轮中的气体温度较高。在操作期间,特别是在含有细小灰尘的环境中,环境颗粒积聚在发动机部件上和发动机的冷却通道内。例如,在涡轮发动机操作期间,灰尘(反应或未反应的)、沙子或类似物可以积累在流动路径部件和部件上、内部、冲击冷却表面上。此外,空气中夹带的进入涡轮发动机和冷却通道的颗粒物可能含有含硫物质,这些物质会腐蚀部件。这种沉积物可能导致部件的冷却效率降低和/或与发动机部件的金属和/或涂层发生腐蚀性反应。因此,沉积物可能导致过早困顿,缩短发动机寿命和/或增加维修/维护成本(例如,在发动机大修期间恢复部件的成本)。此外,环境污染物(例如灰尘反应和未反应的、沙子等)的积累会通过翼型件形态的变化和/或影响应用于发动机部件的涂层,来降低高压部件的空气动力学性能并降低发动机的燃料效率。因此,可能需要不时地处理机翼上已组装的燃气涡轮发动机的部件。例如,处理压缩机的叶片和轮叶可以提高压缩效率,并导致压缩机更低的油耗和/或更低的出口温度。进而,这些可能导致发动机的热区段的工作温度更低,这可能延长各种部件的使用寿命。
因此,处理燃气涡轮发动机部件的改进的方法将是有用的。
发明内容
本发明的方面和优点将在下面的描述中部分阐述,或者可以从描述中明显看出,或者可以通过本发明的实践来学习。
在一个方面,本公开内容针对的是一种用于处理已安装和组装的燃气涡轮发动机的至少一个部件的方法。燃气涡轮发动机可包括核心燃气涡轮发动机。核心燃气涡轮发动机在处理期间可能没有动力旋转。该方法可包括将输送组件可操作地联接到核心燃气涡轮发动机的环形进气口。输送组件可以联接到控制单元和含有处理流体的存储容器。该方法还可以包括利用输送组件使处理流体的一部分雾化以产生处理雾。处理雾气可包括多个雾化液滴。该方法可以包括使处理雾的雾化液滴悬浮在核心燃气涡轮发动机的至少一个流动路径内的气流内。处理雾可以占据至少一个流动路径的横截面区域,以在其中建立同时的横截面接触。雾化液滴的至少一部分保持悬浮在从环形进气口到核心燃气涡轮发动机的高压压缩机的下游的轴向位置的至少一个流动路径内。此外,该方法可包括使处理雾的一部分冲击或沉淀到至少一个部件上,以便润湿至少一个部件的暴露的、面向进气口的表面的至少80%。
在一个实施例中,雾化液滴的中位直径可以小于或等于5微米,并且处理雾的流体与空气的质量比至少为0.025并且小于或等于5.0千克处理流体与千克空气之比。
在附加实施例中,核心燃气涡轮发动机的热状态可以小于或等于环境空气绝对温度的135%,并且高压压缩机的下游的轴向位置可以是已安装和组装的燃气涡轮发动机的下游的轴向位置。
在进一步的实施例中,该方法可以包括建立处理雾的升高输送温度,其增加至少一个流动路径内的处理雾的蒸气含量。
在实施例中,该方法可包括向核心燃气涡轮发动机供应处理雾的浪涌部分。该方法还可以包括可操作地将输送组件与环形进气口分离。此外,该方法可以包括建立浸泡期,在浸泡期期间,处理流体影响至少一个部件及其上的沉积物中的至少一个。
在附加实施例中,输送组件可以包括喷嘴阵列。喷嘴阵列中的每个喷嘴可以被构造成产生具有小于或等于5微米的中位直径的雾化液滴。该方法还可以包括致动所述喷嘴阵列中的至少一个喷嘴以建立处理雾体积。处理雾体积可包括至少一个流动路径的指定部分内的雾化液滴的浓度。处理雾体积的特征可以是流体与空气质量比至少为0.025并且小于或等于5.0千克处理流体与千克空气之比。
在进一步的实施例中,该方法可包括获得环境数据。环境数据可以包括影响已安装和组装的燃气涡轮发动机的环境温度、环境压力和环境湿度。该方法还可以包括获得指示核心燃气涡轮发动机的热状态的数据。基于环境数据和指示核心燃气涡轮发动机的热状态的数据,该方法可以包括建立输送到环形进气口的处理雾体积。建立处理雾体积还包括在至少一个流动路径内建立处理雾流速。
在实施例中,该方法可以包括监测在已安装和组装的燃气涡轮发动机的出发点处的绝对湿度水平。该方法还可以包括利用监测的湿度水平来确定保持悬浮在已安装和组装的燃气涡轮发动机的出发点处的被输送的处理雾的百分比。此外,该方法可包括基于确定的百分比来调节被输送到环形进气口的处理雾体积,以便达到部件所需的润湿水平。
在附加的实施例中,该方法可以包括确定被雾化并作为所述处理雾被输送到所述环形进气口的处理流体的第一体积。该方法还可以包括基于监测的湿度水平,确定悬浮在已安装和组装的燃气涡轮发动机的出发点处的处理流体的第二体积。此外,该方法可包括基于第一体积和第二体积之间的差异,计算第一体积的处理流体沉淀到至少一个部件上的一部分。此外,该方法可包括调节被输送到环形进气口的处理雾体积,使得第二体积小于或等于第一体积的35%。
在进一步的实施例中,输送组件包括喷嘴阵列。此外,将输送组件可操作地联接到环形进气口还包括将喷嘴阵列定位在燃气涡轮发动机的风扇区段内,以便将喷嘴阵列中的每个喷嘴的出口布置在核心燃气涡轮发动机的风扇区段和环形进气口之间的轴向位置。此外,该方法可以包括利用至少一个阻挡元件环绕喷嘴阵列。阻挡元件可以至少部分地遮挡替代流动路径。
在实施例中,其中至少每30天重复一次处理已安装和组装的燃气涡轮发动机的部件。
在附加实施例中,方法可以包括建立处理周期。处理周期的持续时间可能为30分钟或更短。该方法还可以包括处理周期结束,可操作地将输送组件与环形进气口分离。
在进一步的实施例中,使处理流体的一部分雾化可以包括使少于120升的处理流体雾化。
在又一个实施例中,处理流体可以是清洁流体,并且处理雾可以是清洁雾。该方法还可以包括溶解至少一个部件上的沉积物的至少一部分,以便去除沉积物。
在一个实施例中,处理流体可以是缓蚀剂。缓蚀剂可以是催化剂,其构造为与至少一种被识别的污染物发生反应,从而抑制部件的腐蚀。
在附加实施例中,处理流体可以是密封剂,其构造为阻止污染物与部件之间的接触。
在进一步的实施例中,使处理流体的一部分雾化进一步包括:经由振动网喷雾器使处理流体的一部分雾化,以便产生具有至少2微米且小于或等于5微米的中位直径的多个雾化液滴。
本发明的这些和其他特征、方面和优点将通过参考以下描述和所附权利要求得到更好的理解。并入并构成本说明书的一部分的附图图示了本发明的实施例,并且与描述一起用于解释本发明的原理。
附图说明
本说明书参考附图阐述了针对本领域普通技术人员的本发明的完整且能够公开的内容,包括其最佳模式,其中:
图1示出了根据本公开内容的燃气涡轮发动机和用于处理燃气涡轮发动机的部件的系统的一个实施例的示意横截面图;
图2示出了根据本公开内容的图1的燃气涡轮发动机的一部分和用于处理部件的系统的实施例的示意图。
图3示出了根据本公开内容的图1的燃气涡轮发动机的一部分和用于处理部件的系统的实施例的示意图。
图4示出了根据本公开内容的用于处理部件的系统的实施例的示意图;以及
图5描绘了用于图1-4的示例性系统的示例性控制器;和
图6示出了根据本公开内容的用于处理图1的燃气涡轮发动机的部件的方法的一个实施例的流程图。
在本说明书和附图中重复使用参考字符的目的是表示与本发明相同或相似的特征或元素。
具体实施方式
现在将详细地参考本发明的实施例,其一个或多个示例在附图中示出。每个示例都是通过对本发明的解释而提供的,而不是对本发明的限制。事实上,对于本领域技术人员来说,显而易见的是,可以在不脱离本发明范围的情况下对本发明进行各种修改和变化。例如,作为一个实施例的一部分而示出或描述的特征可以与另一个实施例一起使用以产生进一步的实施例。因此,本发明旨在涵盖所附权利要求书及其等同物范围内的此类修改和变化。
正如本文所使用的,术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用,以区分一个部件和另一个部件,而不是为了表示各个部件的位置或重要性。
如本文所用,术语“蒸气”是指处于气态的物质,与液体或固态区分开来。
术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的方向。例如,“上游”指的是流体流自的方向,而“下游”指的是流体流向的方向。如本文所用,流体流动的方向是燃气涡轮发动机在飞行操作中遇到的方向。
如本文所用,短语“由CMC构成”和“由CMC组成”是指基本上由陶瓷基复合材料(CMC)构成的部件。更具体地说,CMC部件应包括更多的CMC材料,而不仅仅是CMC材料的一层或涂层。例如,由CMC构成的部件可以由基本上或全部CMC材料组成或构成,包括大于约50%、60%、70%、80%、90%或100%的CMC材料。
某些用于处理(例如清洁、密封等)已组装的发动机的方法可能依赖于泡沫或液体。然而,处理介质的物理特性可能会对可能受到影响的发动机表面施加限制。此外,某些处理机翼上的发动机的方法可能要求飞行器定位在机场的维护区域,并在不希望的时间内停止服务。例如,某些方法可能要求飞行器停止服务4-9小时,并且可能需要拆卸发动机的一部分,驾驶舱中有机组人员和/或外部动力源来旋转发动机。由于这些缺点,每年实施这些处理方法超过2-4次可能不切实际。处理(如清洁)之间的间隔延长可能导致发动机在污染条件下操作更长时间和/或由于腐蚀而遭受损坏。
上述已发现的一个或多个问题可以通过目前公开的方法和系统来解决。特别是,方法和系统通常被提供用于处理(例如密封和/或去除沉积物)已安装和组装的燃气涡轮发动机的部件。本公开内容的方法通常用于将处理雾引入发动机的环形进气口。处理雾可以包括处理流体的雾化粒子,其大小允许至少一部分处理雾保持悬浮在核心发动机的流动路径中,至少到高压压缩机下游的位置。当处理雾沿着流动路径流动时,雾化粒子可能遇到发动机的各种部件。当遇到各种部件时,雾化粒子可能会冲击部件和/或沉淀到部件上,从而利用处理流体来润湿部件。通过利用处理雾,本文中描述的方法可以在30分钟或更短的时间内完成,而不需要拆卸或旋转发动机。此外,利用处理雾来润湿部件有利于利用不到120升的处理流体来实现有效的处理周期。
现在参考附图,图1示出了已安装和组装的燃气涡轮发动机100的一个实施例的横截面图,该发动机被构造成已安装和组装的燃气涡轮发动机。发动机100可以根据本主题的各个方面与飞行器一起使用。然而,发动机100也可适合于在发电应用、船舶推进应用和/或地面运载器推进应用中使用。
图1示出了发动机100,具有延伸穿过的纵向或轴向中心线轴线112,用于参考目的。在实施例中,发动机100可以包括至少一个部件102,其被构造成影响进入发动机100的环境空气的一部分。部件102可以包括本文讨论的发动机100的任何元件。在实施例中,部件102可以例如由CMC、钛、钢、铝、镍、铬和/或其组合形成。此外,应当理解,虽然发动机100在图1中被描绘为涡轮风扇喷气发动机,但本文中描述的系统和方法可以用于任何涡轮机上,包括但不限于高旁通涡轮风扇发动机、低旁通涡轮风扇发动机、涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机、螺旋桨发动机等。
一般而言,发动机100可以包括核心燃气涡轮发动机(通常由参考字符114表示)和定位于其上游的风扇区段116。核心发动机114通常可以包括基本上管状的外壳118,其限定环形进气口120。环形进气口120可以限定核心发动机114的至少一个流动路径104的入口。
在实施例中,外壳118可以围住并支撑增压压缩机122,用于将进入核心发动机114的空气的压力增加到第一压力水平。高压(HP)、多级、轴流压缩机124可以串行地布置在增压压缩机122下游的轴向位置。在操作中,HP压缩机124可以从增压压缩机122接收加压空气,并进一步增加这种空气的压力。
在实施例中,燃烧器126可以串行地布置在HP压缩机124下游的轴向位置。在操作中,离开HP压缩机124的加压空气可以流向燃烧器126,在该燃烧器126内,燃料系统106可以将燃料喷射到加压空气流中,所得的混合物在燃烧器126内燃烧。
仍然参考图1,在实施例中,HP涡轮128可以串行地布置在燃烧器126下游的轴向位置,以便高能燃烧产物可以从燃烧器126沿着发动机100的流动路径104被引导至HP涡轮128,用于经由HP驱动轴130来驱动HP压缩机124。
在实施例中,低压(LP)涡轮132可以串行地布置在HP涡轮128下游的轴向位置。LP涡轮132可以被构造成经由LP驱动轴134来驱动增压压缩机122和风扇区段116。在实施例中,LP驱动轴134通常可以与HP驱动轴130同轴。
如图1所示,流动路径104可以将环形进气口120与发动机100的出发点(point-of-departure)136连通地联接。例如,在操作中,在驱动HP涡轮128和LP涡轮132之后,流动路径104中的燃烧产物可以经由被构造为排气喷嘴的出发点136从核心发动机114排出,以提供推进喷射推力。
应当理解,每个涡轮通常可以包括一个或多个涡轮级,每个级包括涡轮喷嘴和下游涡轮转子。如下所述,涡轮喷嘴可以包括设置在围绕发动机100的中心线轴线112的环形阵列中的多个轮叶,用于转动或以其他方式引导燃烧产物流通过涡轮级,朝向形成涡轮转子的一部分的对应的转子叶片的环形阵列。如一般理解的那样,转子叶片可以联接到涡轮转子的转子盘,而涡轮转子又旋转联接到涡轮的驱动轴130、134。
此外,如图1所示,发动机100的风扇区段116通常可以包括可旋转的、轴流风扇转子138,其被环形风扇壳体140包围。在实施例中,LP驱动轴134可以操作地联接到风扇转子138。应当理解,风扇壳体140可以相对于核心发动机114由多个基本上径向延伸、周向间隔的出口导向轮叶142支撑。因此,风扇壳体140可以围住风扇转子138及其对应的风扇转子叶片144。而且,风扇壳体140的下游区段146可以延伸到核心发动机114的外部部分,以限定风扇壳体140和核心发动机114的外壳118之间的至少一个替代流动路径148。在实施例中,替代流动路径148可以提供额外的推进喷射推力。
如图1-4所示,在实施例中,系统300可用于处理已安装和组装的燃气涡轮发动机100(例如,已组装的、机翼上的燃气涡轮发动机)的部件102。当核心发动机114基本上是静止的并且不通过施加动力源而旋转时,系统300可以被采用。系统300可以包括包含处理流体304的存储容器302。系统300还可以包括可操作地联接到存储容器302和控制单元308的输送组件306。输送组件306可以包括至少一个喷嘴310,其构造成雾化处理流体304的一部分,以便产生处理雾312。处理雾312可以包括多个雾化液滴。雾化液滴可具有中位直径,因而具有质量,其有利于雾化的液滴在核心发动机114的流动路径104内的悬浮。在实施例中,处理雾312的雾化的液滴的一部分可以悬浮在从环形进气口120到HP压缩机124下游的轴向位置(A)的流动路径104内的气流318内。处理雾312可以占据流动路径104的横截面区域,以在其中建立同时的横截面接触。换言之,在实施例中,处理雾312基本上可以在给定的轴向位置填充流动路径104,而不需要发动机100旋转。系统300还可以包括流动生成组件314,其被定向为有利于处理雾312沿核心发动机114的流动路径104通过。应当理解,在实施例中,发动机100可以允许以不超过5转每分钟(RPM)的速率旋转,以有利于特定的处理方法(例如,专门针对冷却系统的内部回路的扩展清洁和/或处理)。例如,在实施例中,发动机100可以以至少0.05RPM但小于或等于1.0RPM的速率旋转。
在实施例中,处理流体304可以包括本领域现在已知或后来开发的任何合适的组合物。例如,在实施例中,处理流体304可以被构造为清洁流体,并且可包括可生物降解的柠檬酸和/或乙醇酸组合物,包括离子和非离子表面活性剂。此外,处理流体304可以与发动机100内外的所有涂层和部件102相容,并且适合于机翼上应用。处理流体304可以在处理/清洁后,在发动机100点火之前不需要冲洗步骤即可使用。作为清洁流体,处理流体304可以证明对发动机母金属或涂层系统没有点状腐蚀或晶间侵蚀。因此,处理流体304可以是水基清洁流体。例如,在实施例中,处理流体304可以是水-洗涤剂的组合。在进一步的实施例中,处理流体304可以是水,而没有洗涤剂。此外,可以对水进行处理以去除潜在的污染物,例如通过蒸馏和/或去离子。应当理解,当被构造成清洁流体时,处理流体304还可以包括缓蚀性能。
在附加的实施例中,处理流体304可以被构造成缓蚀剂。在这样的实施例中,缓蚀剂可以是被构造成与至少一种被识别的污染物反应的催化剂,从而抑制部件102的腐蚀。例如,在实施例中,处理流体304可以是与硫反应的催化剂。通过与硫反应,处理流体304可以阻止与硫(或其化合物)的附加化学反应,其可能腐蚀部件102。类似地,在实施例中,处理流体304可以是与碳反应以阻止部件102的腐蚀的催化剂。
在实施例中,处理流体304可以被构造成密封剂。因此,处理流体304可以阻止污染物与部件102之间的接触。例如,在实施例中,发动机100的热区段(例如HP涡轮128)的腐蚀,可能源于在相对较高的温度下稳定的硫酸盐。在这样的实施例中,密封剂可以是高温密封剂,例如氧化铝基涂层或磷酸盐基涂层。作为进一步的示例,在实施例中,发动机100的冷区段(例如风扇区段116和/或增压压缩机122)的腐蚀可能源于盐。在这样的实施例中,可以采用低温密封剂(例如蜡)或其它类似涂层。此外,密封剂可以是疏水涂层,其至少部分排斥污染物,耐腐蚀和/或减少航空阻力。疏水涂层可以是例如特氟龙含氟聚合物涂层、陶瓷基涂层(例如,二氧化硅基液体聚合物)、水性聚合物和/或水性聚氨酯。
在实施例中,处理流体304可以被构造成检查助手。因此,在实施例中,处理流体304可以是染料。在这样的实施例中,处理流体304可以用于润湿部件102,然后可以被冲洗并使其干燥。干燥后,染料可能残留在裂纹氧化位点、微动位点和/或其它缺陷内,从而有利于检测需要维护和/或修理的部件102的区域。
应当理解,在实施例中,处理流体304可以包括被构造成以多种方式影响部件102的组合物。例如,处理流体304可以包括被构造成溶解在部件102上的沉积物的第一组合物和被构造成密封部件102的第二组合物。
在实施例中,处理流体304可以被构造成通过润湿部件102来影响部件102。在实施例中,部件102的润湿可包括形成基本上覆盖部件102的暴露表面的液膜。例如,系统300可以被构造成在部件102(例如,HP压缩机124的叶片和轮叶)的暴露的、面向进气口的表面的75%(例如,至少80%)上形成液膜。
应当理解,部件102的润湿可以允许处理流体304,例如清洁流体,溶解/脱粘部件102上的沉积物的一部分。沉积物的一部分的溶解可以弱化沉积的污染物与部件102的表面之间的粘合。在这样的实施例中,弱化粘合可以允许在发动机100启动期间通过热力学和/或机械力去除沉积的污染物的另外一部分。例如,在实施例中,处理流体304的一部分(以雾化液滴形式)可以穿透部件102的内部通道以去除其中的沉积物的一部分。
在实施例中,处理流体304可以被构造成以恒定的速率输送到发动机100。在附加的实施例中,处理流体304可以以可变速率输送到发动机100。例如,在实施例中,处理流体304的第一部分可以在处理周期开始时被输送,以便迅速润湿部件102。然后可以减少输送到发动机的处理流体304的量,并且可以允许浸泡被润湿的部件102。在浸泡期间,可以通过处理流体304的第二部分来维持所需的湿度水平,处理流体304的第二部分可以小于处理流体304的第一部分。之后至少浸泡一次。可以引入处理流体304的第三部分,以增加部件102的湿度。如下更完整地描述的,处理流体304的第三部分可被认为是浪涌部分。
应当理解,在实施例中,处理流体304可以输送单个部分,而不需要引入处理流体304的任何额外部分。例如,在处理流体包括密封剂、腐蚀处理和/或碳处理的实施例中,处理流体304的单个部分可以用于润湿部件102并实现其所期望的处理。还应当理解,系统300可以用于实现多于一个的顺序处理操作。在这样的实施例中,处理流体304可以被选择为对应于所需的顺序处理操作。例如,在实施例中,处理流体304可以在第一处理操作中被构造为清洁流体。在清洁发动机100之后,处理流体304可以被构造成用于第二处理操作,作为缓蚀剂,并且发动机100可以按照本文公开的系统和方法进行处理。
在实施例中,用输送组件306雾化处理流体304的一部分可以产生处理雾312。处理雾312可以包括悬浮在一定量的气体(例如一定量的大气空气)中的处理流体304的多个雾化液滴。例如,在处理流体304是水基处理流体的实施例中,处理雾312的产生可导致处理雾312的过饱和蒸气组分,具有超过在普遍环境条件下自然存在的水含量。换言之,处理流体304的水的雾化可导致一部分雾化液滴在空气中蒸发,处理流体304的雾化液滴被引入到该空气中,从而提高处理雾312的所得蒸气组分的流体含量。包含处理雾312的雾化处理流体304的剩余部分可以残留为水和/或水-洗涤剂液滴,其夹带在蒸气组分流中。在实施例中,处理雾312的流体与空气质量比可以至少为0.025并且小于或等于5.0千克处理流体与千克空气之比。例如,在实施例中,流体与空气质量比可以至少为0.4并且小于1.0。
应当理解,可以通过加热处理流体304、加热将处理流体304的雾化液滴引入的空气的一部分、和/或在输送处理雾312到环形进气口120之前增加处理流体304的输送压力来增加处理雾312的有效性。这种技术可以增加处理雾312的流体含量,从而有利于部件102的润湿。例如,对于水基处理流体304,处理流体304可以在95℃至260℃的温度和/或10kPa至3,500kPa的压力下由喷嘴310排出。在这样的实施例中,待清洁的发动机100可以处于101.325千帕、15℃的标准大气下。在输送到环形进气口时,处理流体304可能遇到比输送压力和温度更低的压力和温度条件,使得处理化合物蒸发(如果不是已经是蒸气的话)。由于水基处理化合物的输送压力(分压)为103kPa至3,447kPa,而水基化合物在15℃下的饱和压力约为1.705kPa,因此所得蒸气可能过饱和。应当理解,本文中使用的术语“过饱和”是指具有比化合物的蒸气压力高的分压的化合物的蒸发。
为了提高处理流体304的温度和/或处理流体304被引入的一部分空气的温度,系统300可以包括至少一个加热元件316。加热元件316可以定位在与处理雾312的热接触中,以便相对于环境温度建立处理雾312的升高的输送温度,这增加了处理雾312的蒸气含量。例如,在实施例中,加热元件316可以定位在与包含在存储容器302内的处理流体304的热接触中。在附加实施例中,加热元件316可以定位在与由流动生成组件314所生成的气流318的热接触中。将加热元件316定位在与气流318的热接触中可以提高处理流体304的雾化液滴被引入的一部分空气的温度。
仍然参考图1-4,在实施例中,处理雾312的雾化液滴可以具有中位直径,因此具有质量,这有利于雾化液滴保持悬浮在流动路径104内的一部分空气中。至少一部分雾化液滴可以夹带在气流318中,通过从环形进气口120到HP压缩机124下游的轴向位置(A)的流动路径104。应当理解,在沿流动路径104的各个点上,气流318可能经历减速,例如由于气流318的方向变化或对气流318的边界层的阻力作用。由于减速,气流318(或其一部分,例如边界层)可能缺乏必要的能量来保持雾化液滴高于如中位直径所限定的指定质量。当气流318的能量水平下降到给定大小的雾化粒子的给定阈值以下时,雾化粒子可以离开气流318并在核心发动机114内撞击/沉淀。此外,对于给定大小的雾化液滴,液滴的惯性能量可导致雾化液滴离开气流318。
虽然处理雾312的雾化液滴可以具有有利于在流动路径104内的一部分空气中保持悬浮的中位直径,但雾化液滴也必须具有足够的质量来破坏与部件102相邻的气流318的流场,并沉淀到部件102上。换言之,对于给定的流动,缺乏足够质量的雾化粒子可能缺乏足够的能量来破坏气流318的流场(例如,具有小于1的斯托克斯数),可以保持夹带在气流318中,并且可以通过燃气涡轮发动机100而不润湿部件102。因此,在实施例中,雾化粒子可以具有大于1的斯托克斯数(以利于增压压缩机122的润湿),同时保持足够低,以有利于润湿发动机100的下游部件(例如,LP涡轮132)。
与预期相反,具有大于10微米的中位直径、低平均速度但相对较高的局部增压器入口速度的雾化液滴可能不适合于在增压压缩机122下游的轴向位置处润湿部件102。这可能归因于雾化液滴具有太大的质量和/或气流318的速度(平均和/或局部速度)太大。例如,对于速度至少是0.2英尺/秒(fps)且小于或等于10fps的气流318,具有大于10微米的中位直径的雾化液滴的约90%或更多可以在通过增压压缩机122之前冲击燃气涡轮发动机100的部件,而剩余的约10%可以通过燃气涡轮发动机100,而不润湿增压压缩机122下游的部件102。因此,为了使至少一部分雾化液滴保持悬浮在从环形进气口120到轴向位置(A)的流动路径104内,同时仍然润湿与环形进气口120相邻的部件102,在实施例中,雾化液滴的中位直径可以小于或等于10微米,并且气流318可以在环形进气口120处具有至少为0.2fps且小于或等于10fps(例如,至少0.2fps到小于或等于2.0fps的范围)的速度。例如,在实施例中,气流318的平均速度可为1.0fps。
在附加的实施例中,雾化液滴可具有至少2微米且小于或等于5微米的中位直径。出乎意料的是,夹带在平均进气口环速度至少为0.2fps并且小于或等于2.0fps的气流中的2-5微米(含)范围内的雾化液滴的产生,可能既有利于保持夹带在流动路径104内的雾化液滴,也有利于增压压缩机122下游的部件102的润湿。可以预期,该范围内的雾化液滴可能被气流318过度控制,并且因此通过燃气涡轮发动机100而不润湿部件102。然而,在2-5微米(含)范围内的雾化液滴实际上可能受到与部件102相邻的边界层内的气流318的减慢的影响。因此,由于边界层内的气流相对于离表面有一定距离的流场可能具有降低的速度,因此与表面相邻的雾化液滴可能具有足够的质量来破坏边界层流动。因此,边界层内的雾化液滴可能沉淀并润湿表面,而更远的流场中的雾化液滴仍然夹带在气流318内。
在实施例中,处理雾312在流动路径104内的可支持性可以通过形成具有大于或等于2微米且小于或等于10微米(例如,2-5微米)的中位直径的雾化液滴的处理雾312来增强。换言之,在水和/或水-洗涤剂液滴的中位直径在2至10微米(含)之间(特别是2至5微米(含)之间)的实施例中,液滴可夹带在通过核心发动机114的蒸气组分的流动中。例如,在实施例中,核心发动机114的热状态可以小于或等于环境空气绝对温度的135%,以摄氏度为单位。在这样的实施例中,雾化液滴的中位直径可有利于处理雾312的一部分保持悬浮在气流318内,到已安装和组装的燃气涡轮发动机100的下游的轴向位置(B)。
为了产生具有所需中位直径的液滴,输送组件306可以雾化处理流体304的一部分。例如,输送组件306可以利用喷嘴310来产生具有所需中位直径的雾化液滴的处理雾312。喷嘴310可以利用至少一个孔口和/或经由超声波喷嘴施加超声波能量来雾化处理流体304。例如,处理流体304可以经由孔口上的压差而通过孔口被抽出。或者,处理流体304可以通过在存储容器302内产生比在孔口处更高的压力而被驱动通过孔口。更高的压力可以经由泵、压缩空气源326和/或加热来产生。在至少一个实施例中,压缩空气源326还可以被构造成流动生成组件314,以有利于处理雾312沿流动路径104通过。
在附加实施例中,喷嘴310可以被构造成超声波换能器。在这样的实施例中,喷嘴310可以与一部分处理流体304相互作用,从而使一部分处理流体304雾化。所得雾化部分可由流动生成组件314从处理流体304中抽出,用于输送到环形进气口120。
在实施例中,喷嘴310可以被构造成振动网喷雾器。振动网喷雾器可以被构造成形成具有小于或等于10微米的中位直径的液滴。例如,在实施例中,可以采用振动网喷雾器来产生具有中位直径至少为2微米且小于或等于5微米的雾化液滴的处理雾312,以有利于将流动路径104内的一部分雾化液滴悬浮到至少下游的轴向位置(B)并且润湿部件102的暴露的、面向进气口的表面的至少80%。
在实施例中,喷嘴310可以利用表面声波喷雾来产生具有小于或等于10微米的中位直径的液滴。例如,在实施例中,可以采用振动网喷雾器来产生具有中位直径至少为2微米且小于或等于5微米的雾化液滴的处理雾312,以有利于将流动路径104内的一部分雾化液滴悬浮到至少下游的轴向位置(B)并且润湿部件102的暴露的、面向进气口的表面的至少80%。
如图2所示,喷嘴310可以定位于风扇区段116的上游,并可操作地联接到核心发动机114的环形进气口120。在附加实施例中,喷嘴310可以是喷嘴阵列320之一。例如,喷嘴阵列320可以包括四个或更多个喷嘴310。如图1所示,喷嘴阵列320可以被布置成与风扇区段116交接,以便将每个喷嘴310的出口322定位在风扇区段116和环形进气口120之间的轴向位置。在这样的实施例中,喷嘴阵列320中的喷嘴310的数量可以对应于风扇叶片144之间的空间的数量,使得在每对风扇叶片144之间插入至少一个喷嘴310。在实施例中,喷嘴310可以可操作地联接到环形进气口120,而不需要与发动机100接触。
应当理解,在实施例中,喷嘴310可以定位在已安装和组装的燃气涡轮发动机100的下游的轴向位置(B)。在这样的实施例中,气流318可以被构造成从出发点136向环形进气口120前进(例如,在操作期间气流318可以相对于空气通过燃气涡轮发动机100的标称通道而反向)。在这样的实施例中,具有中位直径至少为2微米且小于或等于5微米的雾化液滴的处理雾312的一部分可以悬浮在流动路径104内,到HP压缩机124的至少轴向上游的轴向位置。应当理解,在出发点136处引入处理雾312可以有利于处理燃气涡轮发动机100的目标部件。
在输送组件306包括喷嘴阵列320的实施例中,修改用于雾化处理流体304的一部分的喷嘴310的数量可以影响流动路径104的指定部分330内的雾化液滴的浓度。因此,修改喷嘴310的数量可以建立处理雾体积。例如,在整个喷嘴阵列320被激活的实施例中,雾化液滴的浓度可以大于其中大多数喷嘴阵列320处于空闲状态的实施例中的雾化液滴的浓度。
现在特别参考图3,在实施例中,输送组件306可以包括管道部分324,管道部分324在核心发动机114和存储容器302之间连通地联接。在这样的实施例中,处理流体304的雾化可以在存储容器302中或附近发生。雾化液滴可以进入输送组件306的管道部分324,并通过流动生成组件314被输送到环形进气口120。在实施例中,流动生成组件314可以并入管道部分324。此外,在实施例中,管道部分324可以并入加热元件316。
再次参考图1-3,在实施例中,系统300可以包括流动生成组件314。流动生成组件314可以通过产生气流318而有利于处理雾312沿着流动路径104通过。在实施例中,流动生成组件314可以被构造成驱动或抽出一部分大气空气,以便生成气流318。在这样的实施例中,流动生成组件314可以例如被构造成风扇。因此,当被构造成加速或驱动气流318时,流动生成组件可以定位在环形进气口120的上游,并且当被构造成抽出通过流动路径104的处理雾312时,流动生成组件可以定位在发动机100的下游。
在实施例中,流动生成组件314可以被构造成在环形进气口120和出发点136之间建立压差。例如,在实施例中,流动生成组件314可以被构造成压缩空气源326。在这样的实施例中,压缩空气不仅可以驱动处理流体304通过喷嘴310,而且通过喷嘴310的压缩空气的排放可以创建与环形进气口120流体连通的压力增加的区域。压力增加的区域可驱动处理雾312通过流动路径104。在进一步的实施例中,可以经由加热邻近环形进气口120的一部分大气空气来建立邻近环形进气口120的高压区域。在又一个实施例中,流动生成组件314可以定位在发动机100的下游,并被构造成建立邻近出发点136的低压区域。
在实施例中,系统300可以包括提取元件346。提取元件346可以定位在出发点136处(例如,邻近下游的轴向位置(B))。提取元件346可以被构造成从气流318中提取处理雾312的残余部分。例如,提取元件346可以包括冷凝器、网格和/或等效结构。在实施例中,提取元件346可以是系统300的独立元件。然而,在实施例中,当流动生成组件314定位于出发点136时,提取元件346可以被并入,作为流动生成部件314的部件。
在实施例中,提取元件346可以存储所提取的清洁雾312的残余部分。在这样的实施例中,所提取的清洁雾312的残余部分可以随后被处置、再利用、或者经处理和再利用。在附加的实施例中,提取元件346可以流体联接到存储容器302,从而有利于至少一部分处理流体304的再循环。应当理解,采用提取元件346可以提高系统300的安全性和/或效率。例如,在出发点136提取处理雾312的残余部分可以保护人员免受吸入危险,减少环境污染,和/或减少处理流体302对机身零件的污染。
仍然参考图1-3,在实施例中,系统300的流动生成组件314可以被构造成定位于出发点136下游的热源。在这样的实施例中,流动生成组件314可以加热邻近出发点136的大气空气的一部分。大气空气的这种加热可以建立气流318作为通过核心发动机114的对流。处理雾312可以经由对流通过流动路径104而被抽出。
再次参考图1,在实施例中,系统300可以包括控制单元308。在实施例中,控制单元308可以包括多个控制,其构造成允许操作员采用系统300来处理已安装和组装的燃气涡轮发动机100(例如,已组装的、机翼上的燃气涡轮发动机)的部件102。例如,在实施例中,上述控制可以被构造成允许操作员使用系统300以从已安装和组装的燃气涡轮发动机100的部件102中去除沉积物。在至少一个实施例中,控制单元可以包括被构造为向操作员提供有关发动机100的处理的信息的各种读数、以及各种手动控制,这些手动控制被构造成为向操作员提供对本文所述方法的必要程度的控制,以从部件102中去除沉积物。在附加实施例中,控制单元308还可以包括控制器400。控制器400还可以被构造成实现本文讨论的方法,以处理发动机100的部件102。应当理解,控制器400可以与各种手动控制和显示器组合使用,以有利于操作员控制本文中描述的方法。
在实施例中,处理(例如清洁)部件102可以包括操作员/控制器400获得指示影响已安装和组装的燃气涡轮发动机的环境条件的环境数据。例如,环境数据可以包括影响发动机100的环境温度、环境压力和环境湿度。在实施例中,环境数据还可以包括指示用于发动机100的操作环境的悬浮大气颗粒的类型(例如,灰尘反应和未反应的、沙子等)、大气颗粒浓度、和/或大气颗粒物尺寸的数据。换句话说,环境数据可能包括关于发动机操作期间遇到的污染物的类型和严重程度的数据。应当理解,操作员/控制器400可以利用关于所遇到的颗粒的信息来确定处理流体成分、处理操作持续时间和/或处理操作频率。例如,操作员/控制器400可以利用关于所遇到的颗粒的信息来确定清洁流体成分,其可以有效地从部件102中去除沉积物或防止部件102的腐蚀。还应当理解,环境数据可以从任何合适的源获得,例如多个传感器、外部提供者和/或查找表。
操作员/控制器400还可以获得指示核心发动机114的热状态的数据。热状态可以指示核心发动机114内的部件的温度与环境温度之间的差异。指示热状态的数据可以经由至少一个传感器和/或经由查找表而获得。例如,可以在环境大气条件下相对于从发动机关闭以来经过的时间来确定热状态。基于环境数据和指示热状态的数据,操作员/控制器400可以建立输送到环形进气口120的处理雾体积。例如,建立处理雾体积可以包括致动喷嘴310,以在指定时间间隔内在流动路径104的指定部分330内建立雾化液滴的浓度。此外,建立处理雾体积还可以包括在流动路径104内建立处理雾流速。建立处理雾流速可以包括建立/修改气流318的速度。应当理解,气流318的速度与被致动的喷嘴310的数量一起可以影响处理雾312在流动路径104内的所得密度。
仍然参考图1,在实施例中,系统300还可以包括在电子传感器328中(例如,湿度传感器、激光雷达单元、风速计和/或用于检测水/水蒸气的任何其他合适的传感器)。电子传感器328可以通信地联接到控制单元308,并且可以定位在已组装的、机翼上的燃气涡轮发动机100的出发点136。电子传感器328可以监测出发点136处的液体水滴的绝对湿度水平和/或液体水滴的数量。操作员/控制器400可以利用绝对湿度水平/水滴数量来确定在发动机100的出发点136处保持悬浮的已输送的处理雾312的百分比。例如,出发点136处的绝对湿度水平在根据环境温度进行校正时,可以指示出发点136处的气流318的流体含量。进而,流体含量可以指示引入环形进气口120的处理雾312的百分比,处理雾312在出发点136处保持悬浮。
利用在出发点136处保持悬浮的处理雾312的确定百分比,在实施例中,操作员/控制器400可以调节输送到环形进气口120的处理雾体积,以便达到部件102的所需润湿水平。例如,在系统300被激活时,发动机100的热状态相对较高的实施例中,处理雾312的很大百分比可以在冷却核心发动机114时被转化为蒸气。在这样的实施例中,出发点136处的绝对湿度水平可以相对接近环境湿度水平,并且可以指示需要增加处理雾体积以达到部件102的所需润湿水平。在进一步的实施例中,出发点136处的绝对湿度水平可以明显高于环境湿度水平,从而指示过量的处理雾312保持悬浮在出发点136。在这样的实施例中,操作员/控制器400可以降低处理雾体积和/或气流318的速度,从而提高系统300的效率。因此,在实施例中,发动机100的处理周期可消耗少于57升的处理流体304。例如,在实施例中,系统300可以用于清洁发动机100,同时消耗少于57升的作为清洁流体的处理流体304。
在实施例中,例如在图2和图3中特别描绘的,系统300可以被构造成确定被雾化并作为处理雾312被输送到环形进气口的处理流体304的第一体积。可以经由监测处理流体304从存储容器302的扩散速率来确定第一体积。在实施例中,系统300还可以被构造成基于可以由所监测的绝对湿度水平所指示的保留的总水位,来确定悬浮在出发点136处的处理流体304的第二体积332。计算第一体积和第二体积之间的差异可以指示第一体积的处理流体304沉淀/撞击到部件102上的部分。
在实施例中,操作员/控制器400可以调节输送到环形进气口120的处理雾体积,使得第二体积小于或等于第一体积的35%。换言之,在实施例中,系统300可以被构造成以处理雾体积和流速输送处理雾312,在该处理雾体积和流速下,65%或更多的处理雾312沉积在核心发动机114内。例如,这可能在发动机100处于冷的、热稳定的条件下的实施例中是期望的。然而,对于热发动机100,可以将过量的处理流体30引入发动机100,以便加速对部件102的表面的冷却和润湿。因此,第二体积可能超过第一体积的35%。应当理解,一旦核心发动机114被冷却,确保不超过35%的处理雾312完全通过核心发动机114可以确保系统300以有效的方式操作。例如,可以通过在消耗少于57升的处理流体304的15分钟内执行处理周期来限定有效方式。
再次参考图1,在实施例中,系统300可以包括环绕环形进气口120的至少一个阻挡元件334。此外,在实施例中,阻挡元件334可以环绕喷嘴阵列320。阻挡元件334可以至少部分地遮挡替代流动路径148。应当理解,遮挡替代流动路径148可以通过减少或消除处理雾312中可能绕过流动路径104的部分来提高系统300的效率。
现在参考图4,在实施例中,在飞行器336停在机场340的登机口338的同时,系统300可以被构造成在发动机100上采用。因此,可以在降落342之后或在起飞344之前利用系统300来处理发动机100,而不要求将飞行器336移动到机场340的维护区域。例如,可以在降落342之后或在起飞344之前利用系统300来清洁发动机100,而不要求将飞行器336移动到机场340的维护区域。应当理解,在飞行器336位于登机口338的同时进行本文描述的处理(例如清洁)操作可以减少或消除飞行器336从服务中移出以用于发动机处理操作的时间量。
在实施例中,系统300可以被构造成执行其持续时间为30分钟或更短且消耗小于120升的处理周期。例如,可以采用系统300以在循环开始后15分钟内溶解部件102上的一部分沉积物,其消耗小于57升。
在实施例中,在处理周期结束后,输送组件306可以可操作地与环形进气口120分离。然而,由于本文公开的处理周期不需要冲洗周期,部件102可以在可操作地分离输送组件306之后保持润湿状况。
在实施例中,可以通过在可操作地分离输送组件306之前向核心发动机114提供处理雾312的浪涌部分来利用不需要冲洗发动机。在这样的实施例中,可以在可操作的分离输送组件306之后建立浸泡期,在此期间处理流体304继续影响部件102。例如,浸泡期可以有利于在可操作地分离输送组件306之后,处理流体304继续影响部件102上的沉积物。因此,浪涌部分可以增加部件102的湿度,从而增加浸泡期的有效性。
在实施例中,在引入处理流体304之后,发动机100可以在指定的持续时间内被置于低功率、低温的操作条件下,以便完成处理操作。例如,将发动机100置于低功率、低温的操作条件下15-60分钟可以熔化、固化和/或氧化沉积的处理流体304。熔化、固化和/或氧化可以确保沉积的处理流体304在发动机100达到全功率之前在部件102上是稳定的。应当理解,在熔化、固化和/或氧化之前使发动机100达到全功率可以在处理流体304被粘合和/或处理操作完成之前,空气动力学和/或通过快速热冲击而去除处理流体304。
在飞行器336停在登机口338的同时在30分钟或更短的时间内执行处理周期的能力,可以有利于相对于当前发动机处理方法增加处理频率。因此,在实施例中,对部件102的处理可以至少每30天和/或发动机周期重复一次。例如,在飞行器336停在登机口338的同时在30分钟或更短的时间内执行清洁周期的能力,可以有利于相对于当前发动机清洁方法增加清洁频率。因此,在实施例中,从部件102去除沉积物可以至少每30天和/或发动机周期重复一次。因此,在实施例中,可以至少每7天使用一次系统300,以处理/去除部件102中的沉积物。应当理解,发动机周期可能对应于24小时周期,起飞/着陆顺序和/或发动机操作小时的指定数量。
在实施例中,关于在发动机操作期间遇到的污染物的类型和严重程度的数据可用于修改处理间隔。例如,在发动机操作期间遇到的污染物的类型和/或严重程度可能很高,并且可能指示可能需要减少处理(例如,清洁)间隔。例如,在多尘/沙漠环境中操作发动机100时,可能会遇到这样的颗粒条件,并且可能证明每晚使用系统300从部件102中去除沉积物是合理的。
应当理解,频繁的处理可以保持发动机100的效率和寿命。还应该理解的是,与传统的水/泡沫处理/洗涤相比,更频繁的处理(例如清洁)可以单独去除部件102上较小百分比的沉积物。然而,频繁处理的效果可能会累积,使得频繁处理的综合效果累积大于任何单一的水/泡沫处理。因此,缩短处理/诊断之间的间隔可能导致发动机在污染较少的条件下操作的时间百分比大于在传统方法下可实现的时间百分比。。
现在参考图6,示出了处理已安装和组装的燃气涡轮发动机的至少一个部件的方法504的一个实施例的流程图。该方法500可以使用例如上面参考图1-4讨论的系统300来实现。图6描绘了为说明和讨论的目的以特定顺序进行的步骤。本领域普通技术人员使用此处提供的公开内容,将理解方法500的各个步骤,或本文公开的任何方法,可以以各种方式进行调整、修改、重新布置、同时进行或修改,而不会偏离本公开的范围。
如(502)所示,方法500可以包括将输送组件可操作地联接到核心燃气涡轮发动机的环形进气口。输送组件被联接到控制单元和含有处理流体的存储容器中。如(504)所示,方法500可包括利用输送组件使处理流体的一部分进行雾化以产生处理雾。处理雾可包括多个雾化液滴。此外,如(506)所示,方法500可包括使处理雾的雾化液滴悬浮在核心燃气涡轮发动机的至少一个流动路径内的气流内。处理雾可以占据至少一个流动路径的横截面区域,以在其中建立同时的横截面接触。雾化液滴的至少一部分可以保持悬浮在从环形进气口到燃气涡轮发动机的压缩机下游的轴向位置的至少一个流动路径内。如(508)所示,方法500可以包括将处理雾的一部分冲击或沉淀到至少一个部件上,以便润湿至少一个部件的暴露表面的至少80%。
图5提供了示例性控制器400的框图,该控制器400可用于实现根据本公开内容的示例性实施例在此描述的方法和系统。尽管下面描述为计算系统,但应当理解,在某些实施例中,控制器可以是模拟系统或不包括计算设备的电气系统。如图所示,计算系统400可以包括一个或多个计算设备402。一个或多个计算设备402可以包括一个或多个处理器404和一个或多个存储设备406。一个或多个处理器404可以包括任何合适的处理设备,例如微处理器、微控制器、集成电路、逻辑设备或其它合适的处理设备。一个或多个存储设备406可以包括一个或多个计算机可读介质,包括但不限于非瞬态计算机可读介质、RAM、ROM、硬盘驱动器、闪存驱动器或其它存储设备。
一个或多个存储设备406可以存储可由一个或多个处理器404可访问的信息,包括可由一个或多个处理器404执行的计算机可读指令408。指令408可以是任何一组指令,当由一个或多个处理器404执行时,使得一个或多个处理器404进行操作。指令408可以是用任何合适的编程语言编写的软件,或者可以在硬件中实现。在一些实施例中,指令408可以由一个或多个处理器404执行,以使一个或多个处理器404进行操作,例如实现上面提到的一个或多个过程。
存储设备404可以进一步存储可由处理器404访问的数据410。根据本公开内容的示例实施例,数据410可以包括一个或多个表、函数、算法、模型、方程等。
一个或多个计算设备402还可以包括通信接口412,用于例如与系统的其它部件进行通信。通信接口412可以包括用于与一个或多个网络接口的任何合适的部件,包括例如发射器、接收器、端口、控制器、天线或其它合适的部件。
本文讨论的技术参考了基于计算机的系统以及由基于计算机的系统所采取的行动以及从计算机系统发送的信息。本领域的普通技术人员将认识到,基于计算机的系统固有的灵活性允许在部件之间和之中进行各种可能的构造、组合以及任务和功能的划分。例如,本文讨论的过程可以使用单个计算设备或多个计算设备组合工作来实现。数据库、存储器、指令和应用可以在单个系统上实现,也可以分布在多个系统中。分布式部件可以按顺序或并行操作。
本书面说明使用示例来公开本发明,包括最佳模式,并且还使本领域技术人员能够实践本发明,包括制作和使用任何设备或系统以及执行任何合并的方法。本发明的可专利范围由权利要求限定,并且可以包括本领域技术人员发生的其它示例。如果这些其他例子包括与权利要求书的字面语言没有区别的结构要素,或者如果它们包括与权利要求书的字面语言没有实质性差异的等效结构要素,则这些其他示例意在权利要求的范围之内。
本发明的进一步方面由以下条款的主题提供:
条款1.一种用于处理已安装和组装的燃气涡轮发动机的至少一个部件的方法,所述燃气涡轮发动机包括核心燃气涡轮发动机,所述核心燃气涡轮发动机在所述处理期间没有动力旋转,所述方法包括:将输送组件可操作地联接到所述核心燃气涡轮发动机的环形进气口,所述输送组件联接到控制单元和含有处理流体的存储容器;利用所述输送组件使所述处理流体的一部分雾化以产生处理雾,所述处理雾包括多个雾化液滴;使所述处理雾的所述雾化液滴悬浮在所述核心燃气涡轮发动机的至少一个流动路径内的气流内,其中所述处理雾占据所述至少一个流动路径的横截面区域,以在其中建立同时的横截面接触,其中所述雾化液滴的至少一部分保持悬浮在从所述环形进气口到所述核心燃气涡轮发动机的高压压缩机的下游的轴向位置的至少一个流动路径内;以及使所述处理雾的一部分冲击或沉淀到至少一个部件上,以便润湿所述至少一个部件的暴露的、面向进气口的表面的至少80%。
条款2.根据条款1所述的方法,其中所述雾化液滴的中位直径小于或等于5微米,并且所述处理雾的流体与空气质量比至少为0.025并且小于或等于5.0千克处理流体与千克空气之比。
条款3.根据任意前述条款所述的方法,其中所述核心燃气涡轮发动机的热状态小于或等于环境空气温度的135%,并且其中,所述压缩机的下游的所述轴向位置是所述已安装和组装的燃气涡轮发动机的下游的轴向位置。
条款4.根据任意前述条款所述的方法,还包括:建立所述处理雾的升高输送温度,其增加所述至少一个流动路径内的所述处理雾的蒸气含量。
条款5.根据任意前述条款所述的方法,还包括:向所述核心燃气涡轮发动机供应所述处理雾的浪涌部分;可操作地将所述输送组件与所述环形进气口分离;以及建立浸泡期,在所述浸泡期期间,所述处理流体影响所述至少一个部件及其上的沉积物中的至少一个。
条款6.根据任意前述条款所述的方法,所述输送组件包括喷嘴阵列,其中,所述喷嘴阵列中的每个喷嘴被构造成产生具有小于或等于5微米的中位直径的雾化液滴,所述方法还包括:致动所述喷嘴阵列中的至少一个喷嘴以建立处理雾体积,其中所述处理雾体积包括所述至少一个流动路径的指定部分内的雾化液滴的浓度,所述处理雾体积的特征在于,流体与空气质量比至少为0.025并且小于或等于5.0千克处理流体与千克空气之比。
条款7.根据任意前述条款所述的方法,还包括:获得环境数据,所述环境数据包括影响所述已安装和组装的燃气涡轮发动机的环境温度、环境压力和环境湿度;获得指示所述核心燃气涡轮发动机的热状态的数据;和基于所述环境数据和指示所述核心燃气涡轮发动机的所述热状态的所述数据,建立输送到所述环形进气口的所述处理雾体积,其中建立所述处理雾体积还包括在所述至少一个流动路径内建立处理雾流速。
条款8.根据任意前述条款所述的方法,环境数据还包括指示用于已安装和组装的燃气涡轮发动机的操作环境的悬浮大气颗粒的类型、大气颗粒浓度和大气颗粒尺寸中的至少一个的数据。
条款9.根据任意前述条款所述的方法,还包括:监测在所述已安装和组装的燃气涡轮发动机的出发点处的绝对湿度水平;利用监测的所述绝对湿度水平来确定保持悬浮在所述已安装和组装的燃气涡轮发动机的所述出发点处的被输送的所述处理雾的百分比;以及基于确定的所述百分比来调节被输送到所述环形进气口的所述处理雾体积,以便达到所述至少一个部件所需的润湿水平。
条款10.根据任意前述条款所述的方法,还包括:确定被雾化并作为所述处理雾被输送到所述环形进气口的处理流体的第一体积;基于监测的湿度水平,确定悬浮在所述已安装和组装的燃气涡轮发动机的所述出发点处的处理流体的第二体积;基于所述第一体积和所述第二体积之间的差异,计算沉淀到所述至少一个部件上的所述第一体积的处理流体的一部分;以及调节被输送到所述环形进气口的所述处理雾体积,使得所述第二体积小于或等于所述第一体积的35%。
条款11.根据任意前述条款所述的方法,所述输送组件包括喷嘴阵列,并且其中,将所述输送组件可操作地联接到所述环形进气口还包括:将所述喷嘴阵列定位在风扇区段内,以便将所述喷嘴阵列中的每个喷嘴的出口布置在所述核心燃气涡轮发动机的所述风扇区段和所述环形进气口之间的轴向位置处;以及利用至少一个阻挡元件环绕所述喷嘴阵列,其中所述至少一个阻挡元件至少部分地遮挡替代流动路径。
条款12.根据任意前述条款所述的方法,还包括:在所述环形进气口与所述已安装和装配的燃气涡轮发动机的出发点之间建立负压差,其中所述负压差抽出通过所述核心燃气涡轮发动机的所述处理雾的一部分。
条款13.根据任意前述条款所述的方法,将所述输送组件可操作地联接到所述核心燃气涡轮发动机的所述环形进气口还包括:将输送组件可操作地联接到停在机场的登机口的飞行器的所述核心燃气涡轮发动机的所述环形进气口。
条款14.根据任意前述条款所述的方法,至少每30天重复一次处理所述已安装和组装的燃气涡轮发动机的所述至少一个部件。
条款15.根据任意前述条款所述的方法,还包括:建立处理周期,其中所述处理周期的持续时间为30分钟或更短;和所述处理周期结束,可操作地将所述输送组件与所述环形进气口分离。
条款16.根据任意前述条款所述的方法,使所述处理流体的一部分雾化包括使少于120升的处理流体雾化。
条款17.根据任意前述条款所述的方法,所述处理流体包括清洁流体,其中所述处理雾是清洁雾,并且其中,所述方法还包括:溶解所述至少一个部件上的沉积物的至少一部分,以便去除所述沉积物。
条款18.根据任意前述条款所述的方法,所述处理流体包括缓蚀剂,所述缓蚀剂是催化剂,所述催化剂被构造为与所述至少一种被识别的污染物发生反应,从而抑制所述至少一个部件的腐蚀。
条款19.根据任意前述条款所述的方法,其中,所述处理流体包括密封剂,所述密封剂被构造为阻止污染物与所述至少一个部件之间的接触。
条款20.根据任意前述条款所述的方法,使所述处理流体的所述一部分雾化进一步包括:经由振动网喷雾器使所述处理流体的所述一部分雾化,以便产生具有至少2微米且小于或等于5微米的中位直径的多个雾化液滴。
条款21.根据任意前述条款所述的方法,还包括:通过所述雾化液滴穿过所述至少一个部件的内部通道来处理所述内部通道,其中穿过所述内部通道去除了其中的沉积物的至少一部分。
Claims (10)
1.一种用于处理已安装和组装的燃气涡轮发动机的至少一个部件的方法,所述燃气涡轮发动机包括核心燃气涡轮发动机,所述核心燃气涡轮发动机在所述处理期间没有动力旋转,其特征在于,所述方法包括:
将输送组件可操作地联接到所述核心燃气涡轮发动机的环形进气口,所述输送组件联接到控制单元和含有处理流体的存储容器;
利用所述输送组件使所述处理流体的一部分雾化以产生处理雾,所述处理雾包括多个雾化液滴;
使所述处理雾的所述雾化液滴悬浮在所述核心燃气涡轮发动机的至少一个流动路径内的气流内,其中所述处理雾占据所述至少一个流动路径的横截面区域,以在其中建立同时的横截面接触,其中所述雾化液滴的至少一部分保持悬浮在从所述环形进气口到所述核心燃气涡轮发动机的高压压缩机的下游的轴向位置的所述至少一个流动路径内;以及
使所述处理雾的一部分冲击或沉淀到所述至少一个部件上,以便润湿所述至少一个部件的暴露的、面向进气口的表面的至少80%。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,其中所述雾化液滴的中位直径小于或等于5微米,并且所述处理雾的流体与空气质量比至少为0.025并且小于或等于5.0千克处理流体与千克空气之比。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,其中所述核心燃气涡轮发动机的热状态小于或等于环境空气绝对温度的135%,并且其中,所述高压压缩机的下游的所述轴向位置是所述已安装和组装的燃气涡轮发动机的下游的轴向位置。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
建立所述处理雾的升高输送温度,所述升高输送温度增加所述至少一个流动路径内的所述处理雾的蒸气含量。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
向所述核心燃气涡轮发动机供应所述处理雾的浪涌部分;
可操作地将所述输送组件与所述环形进气口分离;以及
建立浸泡期,在所述浸泡期期间,所述处理流体影响所述至少一个部件及其上的沉积物中的至少一个。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,其中所述输送组件包括喷嘴阵列,其中,所述喷嘴阵列中的每个喷嘴被构造成产生具有小于或等于5微米的中位直径的雾化液滴,所述方法还包括:
致动所述喷嘴阵列中的至少一个喷嘴以建立处理雾体积,其中所述处理雾体积包括所述至少一个流动路径的指定部分内的雾化液滴的浓度,所述处理雾体积的特征在于,流体与空气质量比至少为0.025并且小于或等于5.0千克处理流体与千克空气之比。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,还包括:
获得环境数据,所述环境数据包括影响所述已安装和组装的燃气涡轮发动机的环境温度、环境压力和环境湿度;
获得指示所述核心燃气涡轮发动机的热状态的数据;和
基于所述环境数据和指示所述核心燃气涡轮发动机的所述热状态的所述数据,建立输送到所述环形进气口的所述处理雾体积,其中建立所述处理雾体积还包括在所述至少一个流动路径内建立处理雾流速。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,还包括:
监测在所述已安装和组装的燃气涡轮发动机的出发点处的绝对湿度水平;
利用监测的所述绝对湿度水平来确定保持悬浮在所述已安装和组装的燃气涡轮发动机的所述出发点处的被输送的所述处理雾的百分比;以及
基于确定的所述百分比来调节被输送到所述环形进气口的所述处理雾体积,以便达到所述至少一个部件所需的润湿水平。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,还包括:
确定被雾化并作为所述处理雾被输送到所述环形进气口的处理流体的第一体积;
基于监测的所述湿度水平,确定悬浮在所述已安装和组装的燃气涡轮发动机的所述出发点处的处理流体的第二体积;
基于所述第一体积和所述第二体积之间的差异,计算沉淀到所述至少一个部件上的所述第一体积的处理流体的一部分;以及
调节被输送到所述环形进气口的所述处理雾体积,使得所述第二体积小于或等于所述第一体积的35%。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,其中所述输送组件包括喷嘴阵列,并且其中,将所述输送组件可操作地联接到所述环形进气口还包括:
将所述喷嘴阵列定位在所述燃气涡轮发动机的风扇区段内,以便将所述喷嘴阵列中的每个喷嘴的出口布置在所述核心燃气涡轮发动机的所述风扇区段和所述环形进气口之间的轴向位置处;
利用至少一个阻挡元件环绕所述喷嘴阵列,其中所述至少一个阻挡元件至少部分地遮挡替代流动路径。
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