JP2002242613A - ガスタービンエンジンを洗浄するための方法及び装置 - Google Patents

ガスタービンエンジンを洗浄するための方法及び装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガスタービンエンジン（１０）内部における
微粒子物質の形成を減少させるのを促進するガスタービ
ンエンジン洗浄方法（４０）を提供する。 【解決手段】 エンジン洗浄方法は、エンジン内部に形
成されてエンジン運転及び性能に悪影響を及ぼす微粒子
物質を除去するために、エンジン中に第１の液体を注入
する（６０）段階を含む。次いで、第２の液体が、エン
ジンが今後運転される時のガスタービンエンジン内部に
おける微粒子物質の形成速度の低下を促進するために、
エンジン中に注入される（８０）。より具体的には、第
２の液体は、ガスタービンエンジン内部の圧縮機ブレー
ドを被覆する帯電防止液である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的にガスター
ビンエンジンに関し、より具体的には、ガスタービンエ
ンジンを洗浄するための方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンエンジンが作動すると、空
気中に浮遊する汚染物質が、ガスタービンエンジン圧縮
機の内部で回転する圧縮機ブレードを汚損してそれを覆
う可能性がある。より具体的には、圧縮機ブレードが回
転すると、ブレードは静電帯電した微粒子を引き寄せる
静電荷をしばしば生じる。時が経つにつれて、微粒子の
蓄積が、圧縮機を通る空気流を制限し、従ってエンジン
性能に悪影響を及ぼしエンジンの出力を低下させる可能
性がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような蓄積により
生じる性能低下を減少させるために、ガスタービンエン
ジンは、性能が低下した時に水洗浄される。その上に、
エンジンの定期整備のための運転停止期間の間に機械的
清浄が実施される。少なくとも一部の公知のタービンエ
ンジン洗浄システムは、水または水と洗浄剤の混合物を
エンジン中に吹きつけて圧縮機ブレードから蓄積した微
粒子物質を除去する。このような水洗浄システムは、性
能低下の一部を回復させるが、エンジン性能の回復は一
般的に一時的なものであって、時が経つにつれてエンジ
ンの劣化は続くのが普通である。
【０００４】
【課題を解決するための方法】例示的な実施形態におい
て、ガスタービンエンジン洗浄方法は、ガスタービンエ
ンジン内部における微粒子物質の形成を減少させるのを
促進する。エンジン洗浄方法は、エンジン運転及び性能
に悪影響を及ぼす可能性があるエンジン内部に形成され
た微粒子物質を除去するために、エンジン中に第1の液
体を注入する段階を含む。次いで、エンジンが運転され
て、第1の液体の注入により残っている液体残留物を除
去し、確実にエンジンを完全に乾燥させる。次いで、ガ
スタービンエンジン内部における微粒子物質の形成速度
の低下を促進するために、第２の液体がエンジン中に注
入される。より具体的には、第２の液体は、帯電防止液
であり、該帯電防止液でガスタービンエンジン内部の圧
縮機ブレードを被覆して、静電荷が圧縮機ブレードの内
部に生じるのを抑制することを促進する。
【０００５】エンジンの運転中、圧縮機ブレードに施さ
れた帯電防止コーティングが、ブレードへの静電吸引の
抑制を促進する。従って、静電吸引により圧縮機ブレー
ドに付着する微粒子は、中性化されてエンジンを通り抜
けて流れるので、エンジン内部における微粒子物質の形
成速度を低下させる。その結果、ガスタービンエンジン
洗浄方法は、対費用効果が良くかつ信頼性のある方法で
エンジンの運転性能特性を改善する。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は、ファン組立体１２、圧縮
機組立体１４、及び燃焼器１６を含むガスタービンエン
ジン１０の概略図である。エンジン１０はまた、高圧タ
ービン１８、低圧タービン２０、及びブースタ２２を含
む。ファン組立体１２は、ロータディスク２６から半径
方向外方に延びるファンブレード２４の列を含む。エン
ジン１０は吸入側２８及び排出側３０を有する。
【０００７】運転中、空気はファン組立体１２を通って
流れて、加圧された空気は高圧圧縮機１４に供給され
る。高度に加圧された空気は、燃焼器１６に供給され
る。燃焼器１６からの空気流（図１には示さず）は、タ
ービン１８及び２０を駆動し、タービン２０はファン組
立体１２を駆動する。
【０００８】図２は、図１に示すガスタービンエンジン
１０のようなガスタービンエンジンに用いることができ
るガスタービンエンジン洗浄方法４０の例示的な実施形
態を示す流れ図である。図３は、ガスタービンエンジン
１０のようなガスタービンエンジンを洗浄するのに用い
ることができるガスタービンエンジン洗浄システム４２
の例示的な実施形態の一部の概略斜視図である。ガスタ
ービンエンジン洗浄システム４２は、当技術では知られ
ており、複数の吹きつけノズル４４、複数の配管４６、
ポンプ４８、及びタンク５０を含む。配管４６は、環状
マニホルド５２とタンク５０の間に延びて、ノズル４４
を流体連通するようにタンク５０に接続する。
【０００９】例示的な実施形態において、ノズル４４
は、圧縮機組立体１４の上流に円周方向の配列で等しい
間隔を置いて配置される。より具体的には、ノズル４４
は円周に沿って半径方向内方に液体を注入する。ノズル
４４はそれぞれ環状マニホルド５２と流体連通するよう
に接続されるので、各ノズル４４はほぼ等しい流量でほ
ぼ等しい水量を放出する。配管４６は、環状マニホルド
５２とタンク５０の間が流体連通するように連結され
る。より具体的には、配管４６はポンプ４８から環状マ
ニホルド５２まで延びる。
【００１０】ガスタービンエンジン１０は、最初はガス
タービンエンジン洗浄システム４２を用いて洗浄される
（５８）。より具体的には、ガスタービン水洗浄システ
ム４２は、エンジン１０に連結され、タンク５０は第１
の液体を充填される。エンジン１０の洗浄５８中は、第
１の液体は、エンジン１０から汚れ及び微粒子物質を除
去するために、エンジン１０中に注入される（６０）。
１つの実施形態において、第１の液体は水である。別の
実施形態においては、第１の液体は、水性洗剤または洗
浄液である。さらに別の実施形態においては、第１の液
体は水性界面活性剤である。
【００１１】第１の液体がガスタービンエンジン１０中
に注入される（６０）時、ポンプ４８が第１の液体を加
圧して、それを配管４６を通してタンク５０から環状マ
ニホルド５２まで運ぶ。第１の液体は、環状マニホルド
５２からノズル４４を通して半径方向内方にエンジン１
０中に放出される。１つの実施形態において、第１の液
体が注入される（６０）とき、ガスタービンエンジン１
０は、始動モータによって回転されてエンジン１０を通
り抜ける空気流を供給するので、第１の液体で取り除か
れた微粒子物質は、エンジン１０を通り抜けて流れる空
気及び第１の液体と共にエンジン１０から運び出され
る。
【００１２】エンジン１０を通して第１の液体を注入し
た（６０）後に、次にエンジン１０を点検して（６
２）、所要のレベルのエンジン清浄度が第１の液体を最
初に使用することで得られたかどうかを判断する。余分
な微粒子物質が好ましくないことに残っていると判断さ
れれば、次に追加の洗浄（５８）が、第１の液体を用い
て実施される（点線）。
【００１３】エンジン１０が洗浄された（５８）後に、
エンジン１０は、エンジン１０から残留する第１の液体
を除去し、確実にエンジン１０を完全に乾燥するため
に、所定の時間の間運転される（７０）。次いで、第２
の液体がガスタービンエンジン１０中に注入される（８
０）。１つの実施形態において、ガスタービンエンジン
洗浄システムのタンク５０は、第１の液体を除去するた
めに排出され、第２の液体を次に充填される。別の実施
形態において、ガスタービンエンジン洗浄システムのタ
ンク５０は、第２の液体を充填されている第２のタンク
（図示せず）を含む。
【００１４】第２の液体がエンジン１０中に注入される
（８０）と、エンジン１０の少なくとも一部が、第２の
液体で被覆されて、ガスタービンエンジン１０内部にお
ける微粒子物質の形成速度の低下を促進する。より具体
的には、第２の液体は圧縮機組立体１４内部の圧縮機ブ
レード（図示せず）を被覆して、帯電により引き寄せら
れる微粒子の圧縮機ブレードへの吸引を抑制するのを促
進する。１つの実施形態において、第１の液体がエンジ
ン１０中に注入される（６０）ときに、第２の液体が第
１の液体と同時にエンジン１０中に注入される（８
０）。
【００１５】第２の液体は、エンジン１０の性能を最適
化するのを促進するように選定される。より具体的に
は、第２の液体が選定されるとき、エンジン１０に固有
の幾つかの要因が考慮されるが、それに限定されるわけ
ではないが、それら要因には、圧縮機組立体ブレードを
製造する際に用いられている材料の種類、エンジン１０
に用いられている空気ろ過システム（図示せず）の種
類、及びエンジン１０が主として運転される地理的場所
が含まれる。１つの実施形態において、第２の液体は、
大韓民国仁川市のＤｏｎｇｎａｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌ
Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｌｔｄ．から市販されている帯
電防止剤のような水溶性の帯電防止液である。
【００１６】上述のガスタービンエンジン洗浄方法は、
対費用効果が良くかつ高い信頼性がある。エンジンの運
転中、圧縮機ブレードに施された帯電防止コーティング
は、ブレードの静電吸引の抑制を促進する。従って、静
電吸引により圧縮機ブレードに付着する微粒子は、中性
化されてエンジンを通り抜けて流れるので、エンジン内
部における微粒子物質の形成速度を低下させる。その結
果、ガスタービンエンジン洗浄方法は、エンジンの運転
性能特性を対費用効果が良くかつ信頼性がある方法で改
善する。
【００１７】本発明を様々な特定の実施形態について説
明してきたが、本発明が特許請求の範囲の技術思想及び
技術的範囲内の変形形態で実施可能であることは当業者
には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ガスタービンエンジンの概略図。
【図２】 ガスタービンエンジン洗浄方法の例示的な実
施形態を示す流れ図。
【図３】 ガスタービンエンジン洗浄システムの例示的
な実施形態の一部の概略斜視図。
【符号の説明】
１０ ガスタービンエンジン １４ 圧縮機組立体 ４２ ガスタービンエンジン洗浄システム ４４ 吹きつけノズル ４６ 配管 ４８ ポンプ ５０ タンク ５２ 環状マニホルド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィリアム・ランドルフ・ストウェル アメリカ合衆国、インディアナ州、ライジ ング・サン、セーラム・リッジ・ロード、 3379番 (72)発明者 ロバート・アラン・ジョンソン アメリカ合衆国、サウス・カロライナ州、 シンプソンビル、ワイルド・ホース・クリ ーク・ドライブ、380番

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 洗浄システム（４２）を用いてガスター
    ビンエンジン（１０）を洗浄するための方法（４０）で
    あって、 微粒子物質を除去するために前記エンジン中に第1の液
    体を注入する（６０）段階と、 前記ガスタービンエンジン内部における微粒子物質の形
    成速度の低下を促進するために、前記エンジン中に第２
    の液体を注入する（８０）段階と、を含むことを特徴と
    する方法（４０）。
  2. 【請求項２】 第1の液体を注入する（６０）前記段階
    は、前記タービンエンジン（１０）中に水性洗浄液を注
    入する段階を含むことを特徴とする、請求項１に記載の
    方法（４０）。
  3. 【請求項３】 第２の液体を注入する（８０）前記段階
    は、前記エンジン（１０）中に帯電防止液を注入する段
    階をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方
    法（１０）。
  4. 【請求項４】 帯電防止液を注入する（８０）前記段階
    は、静電吸引を防止するために、前記エンジン（１０）
    の一部を前記帯電防止液で被覆する段階をさらに含むこ
    とを特徴とする、請求項３に記載の方法（４０）。
  5. 【請求項５】 帯電防止液を注入する（８０）前記段階
    は、前記エンジン中に第２の液体を注入する段階に先立
    って、前記エンジンを乾燥させるために該エンジン（１
    ０）を運転する段階をさらに含むことを特徴とする、請
    求項３に記載の方法（４０）。
  6. 【請求項６】 洗浄システム（４２）を含む、ガスター
    ビンエンジン（１０）のための装置であって、該洗浄シ
    ステムは、少なくとも１つのノズル（４４）に流体連通
    するポンプ（４８）とタンク（５０）とを含み、前記ガ
    スタービンエンジン中に第1の液体及び第２の液体を注
    入する（６０、８０）ように構成にされており、該第１
    及び第２の液体の少なくとも１つは、前記ガスタービン
    エンジン内部における微粒子物質の形成速度の低下を促
    進するように構成にされていることを特徴とする装置。
  7. 【請求項７】 前記第１の液体は、水性洗浄液であるこ
    とを特徴とする、請求項６に記載の装置。
  8. 【請求項８】 前記第２の液体は、帯電防止液であるこ
    とを特徴とする、請求項６に記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記洗浄システム（４２）は、前記第１
    の液体がエンジン（１０）中に注入された（６０）後に
    前記第２の液体を注入する（８０）ようにさらに構成に
    されていることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記洗浄システム（４２）は、前記第
    １の液体がエンジン中に注入され（６０）、該エンジン
    が運転された（７０）後に、該ガスタービンエンジン
    （１０）中に前記第２の液体を注入する（８０）するよ
    うにさらに構成されていることを特徴とする、請求項９
    に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記ガスタービンエンジン（１０）
    は、圧縮機（１４）を含んでおり、前記洗浄システム
    （４２）は、前記圧縮機を前記第２の液体で被覆するよ
    うにさらに構成されていることを特徴とする、請求項６
    に記載の装置。
  12. 【請求項１２】 圧縮機（１４）を含むガスタービンエ
    ンジン（１０）内部における微粒子物質を減少させるよ
    うに構成されているガスタービンエンジン洗浄システム
    （４２）であって、該洗浄システムは、タンク（５０）
    と、該タンクに流体連通し、前記圧縮機の上流で前記ガ
    スタービンエンジン中に液体を注入する（８０）ための
    ノズル（４４）とを含んでおり、前記液体は、前記ガス
    タービンエンジン内部の静電吸引を減少させるように構
    成されていることを特徴とするエンジン洗浄システム
    （４２）。
  13. 【請求項１３】 前記エンジン（１０）中に注入される
    （８０）前記液体は、前記ガスタービンエンジン内部の
    静電吸引を減少させるように構成されている帯電防止液
    であることを特徴とする、請求項１２に記載のエンジン
    洗浄システム（４２）。
  14. 【請求項１４】 前記エンジン（１０）中に注入される
    （８０）前記液体は、前記ガスタービンエンジン内部の
    静電吸引を減少させるために、前記エンジンの少なくと
    も一部を被覆するように構成されていることを特徴とす
    る、請求項１３に記載のエンジン洗浄システム（４
    ２）。
  15. 【請求項１５】 前記帯電防止液は、微粒子物質が前記
    エンジンから除去された後に該エンジン（１０）中に注
    入される（８０）ことを特徴とする、請求項１３に記載
    のエンジン洗浄システム（４２）。
  16. 【請求項１６】 前記帯電防止液は、前記エンジンが運
    転された後に該エンジン（１０）中に注入される（８
    ０）ことを特徴とする、請求項１３に記載のエンジン洗
    浄システム（４２）。
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