JP2011047410A - 翼に取付状態にあるエンジンの洗浄および水再生のシステムならびにプロセス - Google Patents

Abstract

【課題】航空機のエンジンを翼から取り外すことなく洗浄することができる洗浄システムを提供する。
【解決手段】翼に取付状態にあるエンジンの洗浄および水再生のシステム（１０）が提供される。このシステム（１０）は、エンジン（３２）を作動している状態で少なくとも水を含む洗浄液をエンジン（３２）内に導入するための少なくとも１つのスプレー装置（２６）と、洗浄液をエンジン（３２）の出口端または下から回収するための汚水容器と、を有する。好適な実施例において、洗浄液供給源（１４）および汚水容器は、移動式ユニット（１２）に配置されている。更に、回収洗浄液を処理するための処理システム（２０）も移動式ユニットに配置されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、翼に取付状態にあるエンジンの洗浄システムに関し、このシステムは、エンジンの移動式洗浄水再生ユニットを有する。

ジェットエンジンの効率は、エンジン部品に環境汚染物質が蓄積されることで低下する。コンプレッサのブレードおよびベーンは、ハイドロカーボン沈着物、ほこり、塩分、腐食残渣などが堆積することにより損なわれ、空気力学的な性能に悪影響を受ける。これらの堆積物は、排気ガス温度および燃料使用量を上昇させ、エンジンのサージマージンを減少させる可能性がある。

多くのオペレータからの報告によると、定期的な水洗浄処置を施すことにより性能回復に成果を得ることができる。洗浄プロセスには、エンジンを多量の水で周期的に洗浄し、ときおり少量の洗剤を使用することが含まれる。洗浄時にはエンジンを約２０％の回転数でモータリングさせている。現状では固定された格納庫設備で行われる水洗浄処置において、排水は回収処理される。

水洗浄の効果は、作業環境、初期洗浄までの経過時間、洗浄間隔などに基づき、オペレータの作業によるところが大きい。堆積した汚染物が硬化した後や、堆積量が増えすぎた後では、水洗浄の効果は薄れ、効果がないこともある。よって、水洗浄を（約７５０時間周期で）頻繁に行うべきである。実施される洗浄間隔が効果的であるかを判断するために、保守点検の期間にコンプレッサの清浄度を調べてもよい。

本発明の目的は、エンジンオペレータが、航空機の稼働率をあまり妨げることなく、これまでより頻繁にエンジンを洗浄できるようなエンジンの洗浄システムおよびプロセスを提供することにある。

本発明の更なる目的は、関連する環境への配慮や環境法規に則り、移動技術を利用して翼に取付けられた状態のエンジンに施すことができる上記のシステムおよびプロセスを提供することである。

本発明の更なる目的は、貴重な格納庫に入る時間を要求しない上記のシステムおよびプロセスを提供することにある。

上述の目的は、本発明のシステムおよびプロセスによって実現される。

本発明に拠れば、エンジンの洗浄および水再生システムが提供される。このシステムは、概して、少なくとも水を含む洗浄液を作動中のエンジンに導入する洗浄液導入手段と、エンジンの出口端およびエンジンの下から洗浄液を回収する移動可能な回収手段と、を含む。

更に本発明によれば、翼に取付状態のエンジンの洗浄および水再生プロセスが提供される。このプロセスは、概して、エンジンを作動する作動ステップと、少なくとも水を含む洗浄液をエンジンの作動中にエンジンに導入する導入ステップと、洗浄液をエンジンの出口端から移動式ユニットへ回収する回収ステップと、を含む。

翼に取付状態のエンジンの洗浄および水再生システムのその他の詳細は、他の目的および付随する利点と共に、以下の詳細な記述と添付の図面で説明する。同じ参照番号は同じ要素を示す。

本発明による翼に取付状態のエンジンの移動式洗浄および水再生システム。 図１のシステムに使用される汚水容器の模式図。 図１のシステムに使用される分岐管システムを示す図。 図１のシステムに使用される遠心分離装置を示す図。 図１のシステムに使用される慣性分離装置を示す図。 翼に取付状態のエンジンの移動式洗浄および水再生システムの他の実施例。 支持構造に固定されたスプレーアプリケータを示す図。

図１，２に、本発明による翼に取付状態のエンジンの移動式洗浄および水再生システム１０が示されている。このシステム１０は、洗浄液供給源１４と、使用済み洗浄液回収容器すなわち汚水容器１６とが配置されている移動式ユニット１２を備える。このシステム１０は、水処理ユニット２０と、回収タンク２２と、移動式の動力を発生させる発電機２４とが配置されている第２の移動式ユニット１８も備えている。汚水容器１６は移動式ユニット１２上に示されているが、第２の移動式ユニット１８上あるいは別の移動式ユニット上に配置してもよい。

洗浄液供給源１４は、水だけを含んでいてもよいし、適当な洗剤を混ぜた水を含んでいてもよい。この洗剤は、適切な濃度で使用される当技術分野で周知の適切な洗剤でよい。必要であれば、除去する汚染物や埃などの種類に応じて特別な種類の洗剤が使用される。この洗浄液供給源１４が、ポンプ、ヒータおよびタンクを有する洗浄ユニットを備えていてもよい。

洗浄液供給源１４は、ホース或いはチューブ２８を介して、１つまたは複数のスプレーノズルのような洗浄液アプリケータ２６に接続されている。本発明の一実施例において、洗浄液アプリケータ２６は、シェパードツール３０の端部に配置され得る。他の実施例において、洗浄液アプリケータ２６は、可動な或いは固定された支持構造８０の一部となり得る（図７参照）。アプリケータ２６から加圧された洗浄液流を放出するために、適当なポンプ（図示せず）を洗浄液供給源１４上に或いはユニット１２またはユニット１８上の他の位置に設けてもよい。

スプレーアプリケータは単一のノズル或いは複数のノズルを有し得る。ノズルを使用する場合、１つ或いは複数のノズルが洗浄液をコンプレッサの中へ導き、１つ或いは複数のノズルが洗浄液をファン部の表面に導く。

スプレーアプリケータ２６は、翼に取付状態の洗浄するエンジン３２の内部まで挿入することができる。洗浄液がエンジン３２のコンプレッサ部分へ流れ込むように、スプレーアプリケータ２６を配置することが望ましい。エンジン３２のファンの領域を洗浄してもよいし、洗浄しなくてもよい。

本発明の好適な実施例において、翼に取付状態のエンジン３２が、作動つまりモータリングしている間に、エンジン３２に洗浄液が導かれる。エンジン３２は、スタータ３６を使って、モータリングすなわち作動される。スタータ３６は、航空機（図示せず）に搭載されたスタータでもよいし、移動式ユニット１２または１８に取付けられていてもよい。エンジンは、スタータを使って約２０％Ｎ２でモータリングされていることが望ましい。これにより、エンジン３２によって洗浄液がファン領域および／またはコンプレッサ部に吸い込まれる。吸い込まれた洗浄液は、コンプレッサ部からタービン部をくまなく流れて排気部に至るまでエンジン全体を通過する。

エンジンを通過した洗浄液は、エンジン３２の出口端または排気ノズル４０に接続された回収管路３８を介して汚水容器１６に回収される。管路３８に備わる出口４２が、回収された洗浄液を汚水容器１６へ送る。汚水容器１６は、エンジン３２の下に配置されていることが望ましい。この回収方法は、図３に示されるような、空気／水の汚水を捕捉して空気流から水滴を分離する分岐管システム（diversion ducting system）５０を含み得る。「分岐管法（diversion ducting）」とは、一連の「分岐」板５４に空気流を導き、水滴を板５４に衝突させて、空気流から落下させる方法である。「分岐管法」とは、「慣性分離」を実現する方法の１つである。分岐管システム５０から出てくる水滴は、汚水容器１６或いは別の場所に集められて処理される。

エンジン３２から出てくる空気流から水滴を分離するための方法は少なくない。その他の方法として、フィルタ、溝式（gutters）、および方向転換（directional change）などを使う方法を含むが、これらに限定しない。慣性分離のもう１つの方法である遠心分離では、図４に示すような曲面６０に空気流を導くことにより、水滴を「回転させて払う」つまり「振り払う」。このようにして、水滴を曲面に衝突させて、空気流から離脱させる。

溶液を用いる他の方法として、ファンとコンプレッサの両方を洗浄するアプリケータ２６をエンジン入口３４の内部まで導入させることもできる。

図２に示されるように、慣性分離ユニットないし遠心分離ユニット３３を使用して、空気／水を分離する。使用する慣性分離装置は、図５に示されるような当技術分野で周知の適切な慣性分離装置であればよい。同様に、遠心分離装置を使用する場合には、図４に示されるような当技術分野で周知の適切な慣性分離装置であればよい。

移動式ユニット１２は、回収した洗浄液を汚水容器１６から水処理ユニット２０へ導くための、汚水ポンプなどのポンプ４４を有する。ユニット１２またはユニット１８は、配電器４６を備える。この配電器４６は、発電機２４に接続され、ポンプ４４および／または洗浄液のスプレー生成用ポンプ（図示せず）への電力供給に用いられる。

水処理ユニット２０は、当技術分野で周知の適切な水処理ユニットであればよい。水処理ユニット２０は、固体粒子やオイルを除去するためのフィルタ４８を含んでいることが望ましい。水処理ユニット２０は、溶解している固体を除去するための回収液処理手段も備え得る。

ろ過され、処理された水は、回収されて回収タンク２２に集められる。タンク２２に回収された水は、適切なホースおよびポンプ配列を用いて洗浄液供給源１４へ圧送され、基礎洗浄液として使用される。

エンジンの洗浄に使用される水の量は、エンジンの寸法や型式によって異なる。通常、エンジン１基当たり、約３０〜６０ガロンの水が使用される。

本システムは、２台の移動式ユニットを含むように示されているが、必要であれば、このシステムを１台の移動台車または３台の移動台車に設置し得ることを認識されたい。主な特長は、移動性、種々のエンジンに対応する融通性、および独立した操作性に置かれる。

本発明のシステムおよびプロセスは、多くの利点を提供する。第一に、エンジンオペレータが、航空機の稼働率に大きな影響を与えることなく、これまでより頻繁にエンジンを洗浄できることである。第二に、洗浄する頻度を増やすことにより、エンジンの効率が高まることである。第三に、移動可能な技術を含むことにより、翼に取付状態にあるエンジンに洗浄作業をすることができることである。第四に、貴重な格納庫に入る時間を要求しないことである。第五に、本システムは、環境に優しい汚水回収およびリサイクル技術を活用することである。第六に、リサイクルにより、水処理のコストがかからないことである。第七に、本システムは、迅速な洗浄作業（quick turn-time）かつ他に与える影響の小さい洗浄プロセスを提供できることである。第八に、本発明のシステムおよびプロセスは、洗浄コストの大幅な削減と質の向上により、経済的に望ましいものであることである。

図１に示されるシステムは、管路３８を含んでいるが、必要でなければ、管路を省いてもよい。その場合に、エンジン３２から出てくる空気／水は、エンジン３２の直下に配置された汚水容器１６に集まる。図６に示されるようなエンジン３２に接続されていない回収ダクトつまり装置７０をさらに使用して、エンジンから出てくる空気／水を回収してもよい。ダクトつまり装置７０は、分岐管ユニット、慣性分離ユニット、遠心分離ユニットなどの水滴分離のための適切な手段７２を備え得る。ダクトつまり装置７０は、回収した液体をタンク１４に流入させる出口７４を有し得る。

本発明により、これまでに述べた目的、手段、および利点のすべてを満足する翼に取付状態のエンジンの移動式洗浄および水再生システムが提供される。本発明は、特定の実施例に関連づけて記述されているが、これまでの説明を読んだ当業者であれば、他の代替案、修正および変更がなされ得ることを理解されるであろう。従って、本発明は、添付の請求項の広義の範囲内に含まれる代替案、修正および変更のすべてを含む。

Claims (40)

1. カバーに覆われていない状態で作動中のエンジンの内部へ水または洗剤混合水を含む洗浄液を導入する洗浄液導入手段と、
   地面に接し、かつ前記エンジンに接しないように前記エンジンから離間して配置され、前記エンジンから流出する空気流から前記洗浄液を分離し、かつ前記エンジンの出口端および前記エンジンの下から前記洗浄液を回収する移動可能な回収手段と、
   前記エンジンを作動する作動手段と、
   を含む、翼に取付状態にあるエンジンの洗浄および水再生システム。
2. 前記洗浄液導入手段が、洗剤混合水を含む洗浄液を導入する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記洗浄液導入手段が、少なくとも１つのスプレーノズルを備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
4. 前記洗浄液導入手段が、第１のノズルまたは複数のノズルが前記エンジンのコンプレッサに洗浄液を注ぎ、第２のノズルまたは複数のノズルが前記エンジンのファン部に洗浄液を注ぐような少なくとも２つのスプレーノズルを備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
5. 前記洗浄液導入手段が、スプレーノズルを有するシェパードフックツールを備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
6. 前記洗浄液導入手段が、前記エンジンのコンプレッサ部およびファン領域の少なくとも一方に前記洗浄液を吸い込ませる手段を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
7. 前記移動可能な回収手段が、分岐管システム含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
8. 前記移動可能な回収手段が、慣性分離システムを含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
9. 前記移動可能な回収手段が、遠心分離システムを含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
10. 前記移動可能手段が、前記エンジンの直下に容器を備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
11. 固体粒子およびオイルを除去するために、前記移動可能な回収手段によって回収された前記回収液をろ過する手段を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
12. 溶解した固体を除去するために、前記回収液を処理する手段を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
13. 前記洗浄液の導入手段が台車に据付けられた洗浄液源を備え、前記移動可能な回収手段が前記台車あるいは第２の台車に汚水容器を備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
14. 前記移動可能な回収手段が前記エンジンの前記出口端に接続された回収管路を備え、該回収管路が回収液を前記汚水容器に流入させるための出口を有することを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
15. 前記移動可能な回収手段によって回収された前記回収液を処理する手段および回収タンクを含む移動式ユニットを更に備えることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
16. 前記汚水容器から、前記移動可能な回収手段によって回収された前記洗浄液を処理する前記処理手段へ、回収した洗浄液を動かすためのポンプをさらに備えることを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
17. エンジンを作動する作動ステップと、
    水または洗剤混合水を含む洗浄液の少なくとも一部と、空気とが、前記エンジンに流入し、前記エンジンを通って流れ、前記エンジンから流出するように、作動中の前記エンジンの内部へ該洗浄液を導入する導入ステップと、
    前記エンジンから流出する空気流から使用済み洗浄液を分離するステップと、
    前記空気流から分離された洗浄液と、前記エンジンの下から出てくる種々の液体と、を移動可能ユニットへ回収する回収ステップと、
    を含む翼に取付状態にあるエンジンの洗浄および水再生プロセス。
18. 前記導入ステップが、前記洗浄液が前記エンジンのファン領域およびコンプレッサ部の少なくとも一方を通流するように、前記洗浄液を前記エンジンに導くことを含む請求項１７に記載のプロセス。
19. 前記導入ステップが、前記エンジンの内部へ洗剤混合水を含む洗浄液を導くことを含む請求項１７に記載のプロセス。
20. 前記エンジンの直下に汚水容器を設けるステップをさらに含み、前記回収ステップが前記エンジンから流出する洗浄液または前記エンジンの下から出てくる洗浄液を前記汚水容器へ流入させることを含む請求項１７に記載のプロセス。
21. 前記汚水容器を設けるステップが、前記汚水容器を前記移動可能ユニットの上に設けること含み、前記移動可能ユニットは台車であることを含む請求項２０に記載のプロセス。
22. 固体粒子およびオイルを除去するために、前記洗浄液の回収ステップによって回収された前記洗浄液をろ過することを更に含む請求項１７に記載のプロセス。
23. 溶解した固体を除去するために、前記洗浄液の回収ステップによって回収された前記洗浄液を処理することをさらに含む請求項１７に記載のプロセス。
24. 前記エンジンを作動する作動手段が、スタータを備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
25. 前記回収手段は、前記エンジンに接することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
26. 前記回収ステップは、前記エンジンに接することを含む請求項１７に記載のプロセス。
27. 水または洗剤混合水を含む洗浄液の少なくとも一部と、空気とが、前記エンジンに流入するように、作動中のエンジンの内部へ該洗浄液を導入する導入手段と、
    前記エンジンから流出する空気流から使用済み洗浄液を分離する移動可能な分離手段と、
    分離された洗浄液と、エンジンの下から出てくる種々の液体と、を回収する回収手段と、
    を含む、翼に取付状態にあるエンジンの洗浄および水再生システム。
28. 前記回収手段は、前記エンジンに接していることを特徴とする請求項２７に記載のシステム。
29. 前記回収手段は、前記エンジンの前記出口端部のみに接していることを特徴とする請求項２５に記載のシステム。
30. 前記回収ステップは、前記エンジンの前記出口端部のみに接することを含む請求項２６に記載のプロセス。
31. 前記エンジンが作動しているとき、前記エンジンを通過する空気流がつくり出され、これによってこの空気流内に洗浄液が同伴し、前記回収手段は、前記空気流から前記同伴する洗浄液を分離する手段を含む請求項１に記載のシステム。
32. 前記エンジンの内部へ前記洗浄液を導入する前に、前記洗浄液を温めるヒータをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
33. 前記エンジンが作動しているとき、前記エンジンを通過する空気流がつくり出され、これによってこの空気流内に洗浄液が同伴し、前記プロセスは、前記空気流から前記同伴する洗浄液を分離することをさらに含む請求項１７に記載のプロセス。
34. 前記エンジンの内部へ前記洗浄液を導入する前に、前記洗浄液を温めることをさらに含む請求項１７に記載のプロセス。
35. 作動中の前記エンジンの内部へ水または洗剤混合水を含む洗浄液を導入する導入手段であって、これによって、該エンジンを通過する空気流がつくり出され、この空気流内に前記洗浄液が同伴する、導入手段と、
    前記洗浄液が導入されるエンジン入口と、出口端部と、を有するエンジンと、
    前記エンジンの出口端部の少なくとも一部に対して配置され前記空気流を受ける受け端部を有し、前記空気流から使用済み液を分離し、かつ該出口端部から放出された使用済み洗浄液を回収する柔軟な回収管と、
    を備える、翼に取付状態にあるエンジンの洗浄および水再生システム。
36. 作動中のエンジンの内部へ水または洗剤混合水を含む洗浄液を導入する導入手段であって、該エンジンが作動しているときに、該エンジンを通過する空気流がつくり出され、これによって、前記空気流内に洗浄液が同伴する、導入手段と、
    少なくとも前記エンジンの出口端部に接するように配置され、前記同伴する洗浄液を受ける回収管と、
    前記空気流から前記同伴する洗浄液を分離する手段と、
    を備える、翼に取付状態にあるエンジンの洗浄および水再生システム。
37. 作動中のエンジンの内部へ水または洗剤混合水を含む洗浄液を導入する導入手段であって、該エンジンが作動しているときに、該エンジンを通過する空気流内に洗浄液が同伴する、導入手段と、
    前記エンジンの出口端部に接するように配置され、前記エンジン全体をカバーで覆うことなく使用済み洗浄液を受け、かつ前記空気流から使用済みの前記同伴する洗浄液を分離する回収管と、
    を備える、翼に取付状態にあるエンジンの洗浄および水再生システム。
38. 作動中のエンジンの内部へ水または洗剤混合水を含む洗浄液を導入し、かつ該エンジンを通過する空気流内に洗浄液を同伴させる手段と、
    前記エンジンの出口端部に接続され、該出口端部から放出される空気流を使用済み洗浄液とともに受けるように構成された、カバーで覆わない回収手段と、
    前記空気流から前記洗浄液を除去する分離手段と、
    を備える、翼に取付状態にあるエンジンの洗浄および水再生システム。
39. 回収した洗浄液を前記導入手段へ戻すように圧送する手段をさらに含む請求項１に記載のシステム。
40. 回収した洗浄液を前記エンジンへ戻すように圧送するステップをさらに含む請求項１７に記載のプロセス。

Images