RU2331487C2 - Method of and device for turbo-fan gas turbine engine cleaning - Google Patents
Method of and device for turbo-fan gas turbine engine cleaning Download PDFInfo
- Publication number
- RU2331487C2 RU2331487C2 RU2006133293/12A RU2006133293A RU2331487C2 RU 2331487 C2 RU2331487 C2 RU 2331487C2 RU 2006133293/12 A RU2006133293/12 A RU 2006133293/12A RU 2006133293 A RU2006133293 A RU 2006133293A RU 2331487 C2 RU2331487 C2 RU 2331487C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzle
- fan
- engine
- hub
- blades
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Настоящее изобретение относится в основном к области очистки газотурбинных двигателей и, в частности к способу и устройству очистки турбовентиляторного газотурбинного двигателя, установленного на воздушном судне.The present invention relates generally to the field of cleaning gas turbine engines and, in particular, to a method and apparatus for cleaning a turbofan gas turbine engine mounted on an aircraft.
Уровень техникиState of the art
Газовая турбина, установленная в качестве авиационного двигателя, содержит компрессор, сжимающий окружающий воздух, камеру сгорания, в которой сжигается топливо вместе со сжатым воздухом, и турбину для питания компрессора. Расширяющиеся газообразные продукты сгорания приводят в действие турбину и также создают тягу, которая используется для движения воздушного судна.A gas turbine installed as an aircraft engine contains a compressor that compresses the surrounding air, a combustion chamber in which fuel is burned together with compressed air, and a turbine for powering the compressor. The expanding gaseous products of combustion drive the turbine and also create traction that is used to propel the aircraft.
Газотурбинные двигатели потребляют большое количество воздуха. Воздух содержит посторонние частицы в форме аэрозолей, которые попадают в компрессор газовой турбины вместе с воздушным потоком. Большинство посторонних частиц будет следовать по газовому тракту и покидать двигатель вместе с выхлопными газами. Однако существуют частицы, способные прилипать к компонентам газового тракта компрессора. Стационарные газовые турбины типа газовых турбин, применяемых при выработке электроэнергии, могут быть оборудованы фильтром для фильтрации воздуха, поступающего в компрессор. Однако газовые турбины, установленные на воздушном судне, не оборудуются фильтрами, поскольку они создают значительное падение давления и поэтому в большей мере открыты воздействию загрязнений из воздуха. Обычными загрязнениями, которые наблюдаются в аэродромной среде, являются пыльца, насекомые, выхлопы двигателей, утечки моторного масла, углеводороды, связанные с промышленной деятельностью, морская соль, химикаты антиобледенительных средств и материал аэродромного грунта, такой как пыль.Gas turbine engines consume large amounts of air. The air contains foreign particles in the form of aerosols that enter the gas turbine compressor along with the air stream. Most foreign particles will follow the gas path and leave the engine along with the exhaust fumes. However, there are particles capable of adhering to the components of the compressor gas path. Stationary gas turbines, such as gas turbines used in power generation, can be equipped with a filter to filter the air entering the compressor. However, gas turbines installed on an aircraft are not equipped with filters, since they create a significant pressure drop and are therefore more exposed to air pollution. Common airborne contaminants are pollen, insects, engine exhausts, engine oil leaks, industrial hydrocarbons, sea salt, de-icing chemicals, and airfield materials such as dust.
Предпочтительно компоненты двигателя, такие как лопасти и лопатки компрессора, должны быть отполированными и блестящими. Однако, в процессе эксплуатации на них происходит накопление слоя из посторонних частиц. Это явление известно как загрязнение компрессора. Загрязнение компрессора ведет к изменению характеристик граничного слоя воздушного потока компонентов. Осаждения приводят к повышению шероховатости поверхности компонента. При прохождении воздуха по поверхности компонента повышение шероховатости поверхности приводит к увеличению толщины граничного слоя воздушного потока. Увеличение толщины граничного слоя воздушного потока оказывает отрицательное воздействие на аэродинамические свойства компрессора. На задней кромке лопасти воздушный поток образует турбулентный след. След обладает турбулентностью вихревого типа с отрицательным воздействием на воздушный поток. Турбулентность следа наряду с более толстым граничным слоем имеют своим следствием уменьшение массового расхода в двигателе. Уменьшение массового расхода является наиболее важным результатом загрязнения компрессора. Кроме того, более толстый граничный слой и более сильная турбулентность следа, образуемого на задней кромке лопасти, приводят к уменьшению усиления по давлению сжатия, что, в свою очередь, приводит к работе двигателя при пониженной степени повышения давления. Любой специалист в области рабочих циклов теплового двигателя понимает, что понижение степени повышения давления ведет к снижению термодинамической эффективности двигателя. Понижение степени повышения давления является вторым наиболее важным следствием загрязнения компрессора. Загрязнение компрессора не только снижает массовый расход и степень повышения давления, но и уменьшает также изоэнтропическую эффективность компрессора. Снижение эффективности компрессора означает, что компрессору требуется больше мощности для сжатия того же количества воздуха. Уменьшение массового расхода, степени повышения давления и изоэнтропической эффективности понижает тяговые возможности двигателя. Мощность для привода компрессора отбирается от турбины через вал. Когда турбина требует больше мощности для привода компрессора, снижается тяга для поступательного движения. Для пилота самолета это означает, что он должен прибавить газ с целью компенсировать потерю тяги. Увеличение газа означает повышение расхода топлива и, таким образом, повышение эксплуатационных затрат.Preferably, engine components, such as compressor blades and vanes, should be polished and shiny. However, during operation, an accumulation of a layer of foreign particles occurs on them. This phenomenon is known as compressor fouling. Compressor contamination leads to a change in the characteristics of the boundary layer of the component air flow. Precipitation leads to an increase in the surface roughness of the component. When air passes over the component surface, an increase in surface roughness leads to an increase in the thickness of the boundary layer of the air flow. An increase in the thickness of the boundary layer of the air flow has a negative effect on the aerodynamic properties of the compressor. At the trailing edge of the blade, airflow forms a turbulent wake. The wake has vortex-type turbulence with a negative effect on the air flow. Trace turbulence along with a thicker boundary layer results in a decrease in mass flow in the engine. The reduction in mass flow is the most important result of compressor contamination. In addition, a thicker boundary layer and stronger turbulence of the wake formed at the trailing edge of the blade result in a decrease in compression pressure gain, which, in turn, leads to engine operation at a reduced pressure increase. Any specialist in the field of heat engine operating cycles understands that lowering the degree of pressure increase leads to a decrease in the thermodynamic efficiency of the engine. Lowering the pressure increase is the second most important consequence of compressor contamination. Compressor contamination not only reduces the mass flow rate and the degree of pressure increase, but also reduces the isentropic efficiency of the compressor. A decrease in compressor efficiency means that the compressor needs more power to compress the same amount of air. The reduction in mass flow rate, the degree of pressure increase and isentropic efficiency reduces the engine's traction capabilities. Power for compressor drive is taken from the turbine through the shaft. When a turbine requires more power to drive a compressor, thrust for forward motion is reduced. For the pilot, this means that he must add gas to compensate for the loss of thrust. An increase in gas means an increase in fuel consumption and thus an increase in operating costs.
Загрязнение компрессора оказывает также отрицательное влияние на окружающую среду. Увеличение расхода топлива влечет за собой увеличение выброса газов сухой перегонки, таких как диоксид углерода. Обычно сжигание 1 кг авиационного топлива приводит к образованию 3,1 кг диоксида углерода.Compressor contamination also has a negative impact on the environment. An increase in fuel consumption entails an increase in the emission of dry distillation gases, such as carbon dioxide. Typically, burning 1 kg of aviation fuel results in the formation of 3.1 kg of carbon dioxide.
Ухудшение рабочих характеристик, вызванное загрязнение компрессора, также приводит к снижению долговечности двигателя. Увеличение сжигания топлива для достижения нужной тяги сопровождается повышением температуры в камере сгорания двигателя. Когда пилот прибавляет газ для отрыва от взлетной полосы, температура в камере сгорания очень высока. Эта температура не слишком далека от того предельного значения, которое может выдержать материал. Контроль этой температуры является ключевым фактором при наблюдении за работой двигателя. Температуру измеряют датчиком на участке тракта горячего газа ниже по потоку выхода из камеры сгорания. Она известна как температура выходящих газов (ТВГ) и тщательно отслеживается. Регистрируют как длительность воздействия, так и температуру. В течение срока службы двигателя записи значений ТВГ часто анализируют. В определенный момент записи значений ТВГ показывают, что двигатель требуется снять с эксплуатации для ремонта.Performance degradation caused by compressor fouling also results in reduced engine durability. An increase in fuel combustion to achieve the desired thrust is accompanied by an increase in temperature in the combustion chamber of the engine. When the pilot adds gas to separate from the runway, the temperature in the combustion chamber is very high. This temperature is not too far from the limit value that the material can withstand. Controlling this temperature is a key factor when monitoring engine performance. The temperature is measured by a sensor in the section of the hot gas path downstream of the exit from the combustion chamber. It is known as the temperature of the exhaust gases (TWG) and is closely monitored. Both exposure duration and temperature are recorded. Over the life of the engine, recordings of TWT values are often analyzed. At a certain point, recording TWG values indicates that the engine needs to be decommissioned for repair.
Высокая температура камеры сгорания оказывает отрицательное воздействие на окружающую среду. За повышением температуры в камере сгорания следует увеличение образования NOx. Образование NOx в значительной степени зависит от конструкции горелки. Однако любое приращение температуры на данной горелке приводит к приращению образования NOx.The high temperature of the combustion chamber has a negative impact on the environment. An increase in temperature in the combustion chamber is followed by an increase in the formation of NOx. The formation of NOx is highly dependent on the design of the burner. However, any temperature increment on this burner leads to an increment in the formation of NOx.
Поэтому загрязнение компрессора оказывает значительное отрицательное воздействие на рабочие характеристики авиационного двигателя, такое как увеличение расхода топлива, уменьшение срока службы двигателя, увеличение выбросов диоксида углерода и NOx.Therefore, compressor contamination has a significant negative impact on the performance of an aircraft engine, such as increased fuel consumption, reduced engine life, increased carbon dioxide and NOx emissions.
Реактивные двигатели имеют много различных конструкций, но перечисленные выше проблемы возникают во всех них. Типичными небольшими двигателями являются турбореактивные, турбовальные и турбовинтовые двигатели. Другими вариантами этих двигателей является двухкомпрессорный турбореактивный и форсированный турбовальный двигатели. Среди более крупных двигателей можно указать турбовентиляторный двигатель со смешанным потоком и турбовентиляторный двигатель с несмешанным потоком, которые оба могут быть сконструированы как одно-, двух- или трехвальные машины. Принципы работы этих двигателей здесь не описываются.Jet engines have many different designs, but the problems listed above arise in all of them. Typical small engines are turbojet, turboshaft and turboprop engines. Other options for these engines are two-compressor turbojet and boosted turboshaft engines. Larger engines include a mixed-flow turbofan engine and an unmixed flow turbofan engine, both of which can be designed as single-, double- or three-shaft machines. The operating principles of these engines are not described here.
Турбовентиляторный двигатель сконструирован для создания большой тяги для самолета, летающего на дозвуковых скоростях. Поэтому он находит широкое применение в качестве двигателей для коммерческих пассажирских воздушных судов. Турбовентиляторный двигатель содержит вентилятор и внутренний контур двигателя. Привод вентилятора осуществляется от внутреннего контура двигателя. Внутренний контур двигателя является газотурбинным двигателем, сконструированным таким образом, что мощность для привода вентилятора отбирается от вала внутреннего контура двигателя. Вентилятор установлен выше по потоку компрессора двигателя. Вентилятор состоит из одного роторного диска с лопастями ротора и, как вариант, из комплекта лопаток статора, расположенных после ротора. Начальный воздух поступает в вентилятор. Как показано выше, вентилятор подвержен загрязнению насекомыми, пыльцой, а также остатками от столкновений с птицами и т.д. Загрязнения вентилятора можно удалить только путем промывки с использованием холодной или горячей воды. Этот процесс промывки осуществляется относительно легко.The turbofan engine is designed to create great thrust for an airplane flying at subsonic speeds. Therefore, it is widely used as engines for commercial passenger aircraft. The turbofan engine contains a fan and an internal motor circuit. The fan drive is carried out from the internal circuit of the engine. The internal circuit of the engine is a gas turbine engine designed in such a way that power for driving the fan is taken from the shaft of the internal circuit of the engine. The fan is installed upstream of the engine compressor. The fan consists of one rotor disk with rotor blades and, as an option, from a set of stator blades located after the rotor. Initial air enters the fan. As shown above, the fan is susceptible to contamination by insects, pollen, as well as residues from collisions with birds, etc. Fan contamination can only be removed by flushing with cold or hot water. This flushing process is relatively easy.
Ниже по потоку вентилятора располагается компрессор внутреннего контура двигателя. Для компрессора значение имеет то, что он осуществляет сжатие воздуха в высокой степени. За сжатием следует повышение температуры. Повышение температуры в компрессоре высокого давления может достигать 500°С. Было обнаружено, что компрессор подвергается иному типу загрязнения по сравнению с вентилятором. Высокая температура приводит к тому, что частицы более легко «пригорают» к поверхности и их будет трудно удалить. Анализ показывает, что загрязнениями, которые обнаруживаются в компрессорах внутреннего двигателя, обычно являются углеводороды, остатки антиобледенительных жидкостей, соль и т.п. Эти загрязнения труднее удалить. Иногда этого можно добиться только путем промывки холодной или горячей водой. Кроме того, может практиковаться применение химических средств.Downstream of the fan is the compressor for the internal motor circuit. What matters to the compressor is that it compresses the air to a high degree. Compression is followed by an increase in temperature. The temperature increase in the high-pressure compressor can reach 500 ° C. It was found that the compressor is subject to a different type of contamination than the fan. High temperature leads to the fact that the particles more easily "stick" to the surface and it will be difficult to remove them. The analysis shows that the contaminants found in the compressors of the internal engine are usually hydrocarbons, residues of de-icing fluids, salt, etc. These contaminants are more difficult to remove. Sometimes this can only be achieved by rinsing with cold or hot water. In addition, the use of chemicals may be practiced.
В течение многих лет был разработан ряд технологий очистки или промывки. В принципе, промывка авиационного двигателя может осуществляться путем использования садового шланга и распыления воды в сопле двигателя. Однако этот способ имеет ряд ограничений из-за простоты процесса. Другим способом является чистка вручную лопаток и лопастей компрессора щеткой и жидкостью. Этот способ имеет ряд ограничений, поскольку не позволяет чистить внутренние лопасти компрессора. Кроме того, он требует больших затрат времени. В патенте США № 6394108 описан тонкий гибкий шланг, один конец которого пропущен от входа к выходу компрессора между лопастями компрессора. На вставленном конце шланга имеется сопло. Шланг медленно выводят из компрессора при закачивании в шланг жидкости и ее разбрызгивании через сопло. Патент описывает, каким образом осуществляется промывка. Однако эффективность промывки ограничивается тем, что ротор компрессора не может вращаться во время промывки. В патенте США № 4059123 описана подвижная тележка, предназначенная для промывки турбины. Однако в патенте не описано, каким образом осуществляется процесс очистки. В патенте США № 4834912 описан чистящий состав, предназначенный для химического удаления наслоений в газотурбинном двигателе. В патенте описано впрыскивание этой жидкости в двигатель реактивного истребителя. Однако не приводится никакой информации о процессе промывки. В патенте США № 5868860 описано использование трубопровода в авиационных двигателях с входными направляющими лопатками и другого трубопровода в двигателях без направляющих лопаток. Далее в патенте описано применение высокого давления жидкости как средства достижения высокой скорости жидкости, что улучшает эффективность очистки. Однако патент не касается специальных проблем, связанных с загрязнением и промывкой турбовентиляторных авиационных двигателей.Over the years, a number of cleaning or flushing technologies have been developed. In principle, washing the aircraft engine can be accomplished by using a garden hose and spraying water in the engine nozzle. However, this method has several limitations because of the simplicity of the process. Another way is to manually clean the compressor blades and blades with a brush and liquid. This method has several limitations, since it does not allow cleaning of the compressor internal blades. In addition, it is time consuming. US Pat. No. 6,394,108 describes a thin flexible hose, one end of which is passed from the inlet to the outlet of the compressor between the compressor blades. There is a nozzle at the inserted end of the hose. The hose is slowly discharged from the compressor when fluid is pumped into the hose and sprayed through a nozzle. A patent describes how washing is performed. However, the washing efficiency is limited in that the compressor rotor cannot rotate during the washing. US Pat. No. 4,059,123 describes a movable trolley for flushing a turbine. However, the patent does not describe how the cleaning process is carried out. US Pat. No. 4,834,912 describes a cleaning composition for the chemical removal of deposits in a gas turbine engine. The patent describes the injection of this liquid into a fighter jet engine. However, no information is given about the flushing process. US Pat. No. 5,868,860 describes the use of a pipeline in aircraft engines with inlet guide vanes and another pipeline in engines without guide vanes. The patent further describes the use of high fluid pressure as a means of achieving a high fluid velocity, which improves cleaning efficiency. However, the patent does not address special problems associated with the contamination and flushing of turbofan aircraft engines.
Конструкция, описанная далее со ссылкой на фиг.1, рассматривается как общеизвестная в данной области техники. На фиг.1 показано поперечное сечение турбореактивного двигателя с одним валом. Стрелками показано направление массового расхода в двигателе. Двигатель 1 построен вокруг вала ротора 17, который своим передним концом соединяется с компрессором 12, а своим задним концом - с турбиной 14. Перед компрессором 12 размещается конус 104, предназначенный для разделения воздушного потока. Конус 104 не вращается. Компрессор имеет вход 18 и выход 19. Топливо сжигают в камере сгорания 13, где горячие отходящие газы вращают турбину 14.The design described below with reference to figure 1, is considered as well known in the art. Figure 1 shows a cross section of a single-shaft turbojet engine. The arrows indicate the direction of mass flow in the engine. The
Моющее устройство состоит из трубопровода 102 в форме трубки, одним концом соединенной с соплом 15, а другим концом - с муфтой 103. Шланг 101 одним концом соединяется с муфтой 103, в то время как другой конец соединяется с насосом (не показан). Трубопровод 103 находится на конусе 104 и занимает, таким образом, прочное положение во время процедуры очистки. Насос накачивает моющую жидкость в сопло 15, где она распыляется и образует струю 16. Геометрическая форма отверстия сопла 15 определяет форму струи. Струя может принимать в зависимости от конструкции различную форму, такую как круглая, эллиптическая или прямоугольная. Например, круглая струя имеет круговое распределение капель, типичное для струи, имеющей форму конуса. Эллиптическая струя отличается тем, что одна из осей эллипса длиннее другой. Прямоугольная струя подобна эллиптической струе, но имеет углы, соответствующие определению прямоугольника. Квадратная струя подобна круглой струе в том отношении, что две геометрические оси имеют равную длину, но струя квадратной формы имеет углы, соответствующие определению квадрата.The washing device consists of a pipe-shaped
Жидкость распыляют перед ее поступлением в компрессор с целью улучшения проникновения в компрессор. Сразу же внутри компрессора капли сталкиваются с компонентами газового тракта, такими как лопасти ротора и лопатки статора. Соударение капель приводит к смачиванию поверхности и образованию пленки жидкости. Частицы, осажденные на компонентах газового тракта, отделяются за счет механического и химического воздействия жидкости. Проникновение жидкости в компрессор дополнительно улучшается за счет возможности вращения вала ротора во время промывки. Это достигается путем вращения ротора стартером двигателя, благодаря чему через двигатель пропускается воздух, несущий жидкость от входа компрессора по направлению к выходу. Дополнительное улучшение чистящего эффекта за счет вращения ротора заключается в том, что смачивание лопастей создает пленку жидкости, которая подвергается при промывке действию движущих сил, таких как центробежных сил.The liquid is sprayed before it enters the compressor in order to improve penetration into the compressor. Immediately inside the compressor, droplets collide with components of the gas path, such as rotor blades and stator vanes. The collision of droplets leads to wetting of the surface and the formation of a film of liquid. Particles deposited on the components of the gas path are separated due to the mechanical and chemical effects of the liquid. The penetration of liquid into the compressor is further improved due to the possibility of rotation of the rotor shaft during flushing. This is achieved by rotating the rotor with the engine starter, whereby air is passed through the engine, carrying liquid from the compressor inlet towards the outlet. An additional improvement in the cleaning effect due to the rotation of the rotor is that the wetting of the blades creates a liquid film, which is subjected to washing by the action of driving forces, such as centrifugal forces.
То, что сказано о чистке компрессора, справедливо также для чистки всего газотурбинного двигателя. Когда чистящая жидкость поступает в компрессор двигателя при вращении ротора, моющая жидкость поступит в камеру сгорания и далее через турбинное отделение, очищая таким образом весь двигатель.What is said about cleaning the compressor is also valid for cleaning the entire gas turbine engine. When the cleaning fluid enters the engine compressor when the rotor rotates, the cleaning fluid enters the combustion chamber and then through the turbine compartment, thus cleaning the entire engine.
Однако этот способ не эффективен по ряду причин для турбовентиляторного турбинного двигателя. Во-первых, поскольку загрязнение различных компонентов турбовентиляторных двигателей может иметь сильно различающиеся характеристики, относящиеся, например к его липкости, оно потребует вращения вентилятора и его конуса для разделения воздушного потока, так что конус не может использоваться для поддержания трубопровода. Возможна установка трубопровода на стенде или раме перед вентилятором, но такая компоновка не может обеспечить эффективной очистки двигателя, поскольку основная часть чистящей жидкости, выбрасываемой из сопел, будет ударяться со стороны всасывания лопастей вентилятора.However, this method is not effective for several reasons for a turbofan turbine engine. First, since the contamination of various components of turbofan engines can have very different characteristics, such as its stickiness, it will require rotation of the fan and its cone to separate the air flow, so that the cone cannot be used to maintain the pipeline. It is possible to install the pipeline on a stand or frame in front of the fan, but such an arrangement cannot ensure effective cleaning of the engine, since the main part of the cleaning fluid ejected from the nozzles will be hit from the suction side of the fan blades.
Краткое описание изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Таким образом, целью настоящего изобретения является создание устройства и способа удаления различных видов загрязнений, обнаруженных на вентиляторе и в компрессоре внутреннего контура двигателя турбовентиляторного двигателя и уменьшение таким образом отрицательного влияния загрязнения на показатели работы авиационного двигателя, такие как повышение расхода топлива, сокращение срока службы двигателя, увеличение выбросов диоксида углерода и NOx.Thus, the aim of the present invention is to provide a device and method for removing various types of contaminants found on the fan and in the compressor of the internal circuit of a turbofan engine and thereby reducing the negative effect of pollution on aircraft engine performance, such as increasing fuel consumption, shortening engine life , increased carbon dioxide and NOx emissions.
Дополнительной целью настоящего изобретения является создание устройства и способа, позволяющих очистить вентилятор и компрессор внутреннего контура двигателя за одну операцию промывки.An additional objective of the present invention is to provide a device and method that allows you to clean the fan and compressor of the internal circuit of the engine in one washing operation.
Эти и другие цели достигаются согласно настоящему изобретению путем создания способа и устройства, имеющих признаки, описанные в независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения описаны в зависимых пунктах.These and other objectives are achieved according to the present invention by creating a method and device having the features described in the independent claims. Preferred embodiments of the invention are described in the dependent claims.
Для ясности термины «радиальное направление» и «осевое направление» относятся к радиальному относительно осевой линии двигателя направлению и направлению вдоль осевой линии двигателя, соответственно.For clarity, the terms “radial direction” and “axial direction” refer to the radial direction and direction along the center line of the engine, respectively, relative to the center line of the engine.
В контексте настоящего изобретения термин «тангенциальный угол» относится к углу, направленному по касательной, если смотреть от осевой линии двигателя.In the context of the present invention, the term "tangential angle" refers to an angle directed tangentially when viewed from the center line of the engine.
Согласно первому объекту настоящего изобретения создано устройство очистки газотурбинного двигателя, включающего в себя, по меньшей мере, один вал двигателя, вентилятор, установленный с возможностью вращения на первом валу и содержащий множество лопастей вентилятора, установленных на ступице и проходящих по существу в радиальном направлении, причем каждая лопасть имеет сторону нагнетания и сторону всасывания, и внутренний контур двигателя, включающий в себя компрессорный блок и турбины для привода компрессорного блока и вентилятора, содержащее множество сопел, предназначенных для распыления чистящей жидкости в воздушном потоке в воздухозаборнике двигателя выше по потоку вентилятора. В устройстве в соответствии с первым объектом настоящего изобретения первое сопло размещено в положении относительно осевой линии двигателя выше по потоку вентилятора и установлено так, что чистящая жидкость, испускаемая из первого сопла, ударяется о поверхности лопастей по существу со стороны нагнетания; второе сопло размещено в положении относительно осевой линии двигателя выше по потоку вентилятора и установлено так, что чистящая жидкость, испускаемая из второго сопла, ударяется о поверхности лопастей по существу со стороны всасывания; и третье сопло размещено в положении относительно осевой линии двигателя выше по потоку вентилятора и установлено так, что чистящая жидкость, испускаемая из третьего сопла, проходит по существу между лопастями и поступает на вход внутреннего контура двигателя.According to a first aspect of the present invention, there is provided a cleaning device for a gas turbine engine including at least one engine shaft, a fan rotatably mounted on the first shaft and comprising a plurality of fan blades mounted on a hub and extending substantially in a radial direction, each blade has a discharge side and a suction side, and an internal motor circuit including a compressor unit and turbines for driving a compressor unit and a fan, comprising a plurality of nozzles for spraying a cleaning fluid in an air stream in an engine air intake upstream of a fan. In the device in accordance with the first aspect of the present invention, the first nozzle is positioned relative to the centerline of the engine upstream of the fan and installed so that the cleaning fluid emitted from the first nozzle hits the surface of the blades essentially from the discharge side; the second nozzle is placed in a position relative to the centerline of the engine upstream of the fan and is set so that the cleaning fluid emitted from the second nozzle hits the surface of the blades essentially from the suction side; and the third nozzle is positioned relative to the centerline of the engine upstream of the fan and installed so that the cleaning fluid emitted from the third nozzle extends substantially between the blades and enters the inlet of the internal circuit of the engine.
Согласно второму объекту создан способ очистки газотурбинного двигателя, включающего в себя, по меньшей мере, один вал двигателя, вентилятор, установленный с возможностью вращения на первом валу и содержащий множество лопастей вентилятора, установленных на ступице и проходящих по существу в радиальном направлении, причем каждая лопасть имеет сторону нагнетания и сторону всасывания, и внутренний контур двигателя, включающий в себя компрессорный блок и турбины для привода компрессорного блока и вентилятора (25), множество сопел, предназначенных для распыления чистящей жидкости в воздушном потоке в воздухозаборнике двигателя выше по потоку вентилятора. В соответствии со способом согласно второму объекту настоящего изобретения наносят чистящую жидкость, испускаемую из первого сопла, по существу на сторону нагнетания; наносят чистящую жидкость, испускаемую из второго сопла, по существу на сторону всасывания; и направляют чистящую жидкость, испускаемую из третьего сопла, таким образом, что чистящая жидкость проходит по существу между лопастями и поступает на вход внутреннего контура двигателя.According to a second aspect, there is provided a method for cleaning a gas turbine engine, comprising at least one engine shaft, a fan rotatably mounted on the first shaft and comprising a plurality of fan blades mounted on a hub and extending substantially in a radial direction, each blade has a discharge side and a suction side, and an internal motor circuit including a compressor unit and turbines for driving a compressor unit and a fan (25), a plurality of nozzles, designed to for spraying cleaning fluid in the air stream in the engine air intake upstream of the fan. According to a method according to a second aspect of the present invention, a cleaning liquid is emitted from the first nozzle substantially on the discharge side; applying a cleaning fluid emitted from the second nozzle substantially to the suction side; and directing the cleaning liquid emitted from the third nozzle, so that the cleaning liquid passes essentially between the blades and enters the input of the internal circuit of the engine.
Таким образом, настоящее изобретение основывается на понимании того, что загрязнения различных компонентов двигателя имеют различные характеристики и поэтому требуют различных подходов при очистке. В качестве примера можно указать, что загрязнения внутреннего компрессора имеют характеристики, отличные, например, от характеристик загрязнений лопастей вентилятора, что связано с более высокой температурой компрессоров. Высокая температура приводит к тому, что частицы легче «пригорают» к поверхности и их труднее удалить. Анализ показывает, что загрязнениями, которые находят в компрессорах внутреннего контура двигателя, обычно являются углеводороды, остатки антиобледенительных жидкостей, соль и т.п. Поэтому такие загрязнения труднее удалить чем загрязнения на лопастях вентилятора.Thus, the present invention is based on the understanding that contaminants of various engine components have different characteristics and therefore require different cleaning approaches. As an example, it can be pointed out that the pollution of the internal compressor has characteristics that are different, for example, from the pollution characteristics of the fan blades, due to the higher temperature of the compressors. High temperature makes particles “stick” to the surface easier and harder to remove. The analysis shows that the contaminants found in the compressors of the internal circuit of the engine are usually hydrocarbons, residues of anti-icing fluids, salt, etc. Therefore, such dirt is harder to remove than dirt on the fan blades.
Это техническое решение обеспечивает несколько преимуществ по сравнению с существующими решениями. Одно из преимуществ заключается в том, что очистка деталей двигателя, подвергнутых загрязнению, приспособлена к определенным характеристикам загрязнения каждой детали. Соответственно возможно индивидуальное приспособление очистки различных компонентов вентилятора и внутреннего двигателя. Это приводит к более эффективной и сберегающей время очистке двигателя по сравнению с известными способами, в которых применяется однородный процесс очистки. Таким образом, можно добиться снижения затрат по сравнению с известными способами за счет снижения расхода топлива.This technical solution provides several advantages over existing solutions. One of the advantages is that the cleaning of engine parts subjected to contamination is adapted to the specific pollution characteristics of each part. Accordingly, it is possible to individually adapt the cleaning of various components of the fan and the internal engine. This leads to a more efficient and time-saving cleaning of the engine compared to known methods that use a uniform cleaning process. Thus, it is possible to achieve cost savings compared to known methods by reducing fuel consumption.
Другое преимущество заключается в том, что чистящая жидкость может достичь как стороны нагнетания, так и стороны всасывания лопастей вентилятора. Поэтому очистка вентилятора является более полной и эффективной по сравнению с известными способами, не допускающими очистки стороны нагнетания.Another advantage is that the cleaning fluid can reach both the discharge side and the suction side of the fan blades. Therefore, cleaning the fan is more complete and efficient compared to known methods that do not allow cleaning of the discharge side.
Дополнительное преимущество чистящего устройства согласно настоящему изобретению может использоваться во многих различных типах турбинных двигателей, включая турбовентиляторные газотурбинные двигатели с одним, двумя, тремя и более валами, и двигатели, в которых для разделения воздушного потока вращаются вентилятор и конус.An additional advantage of the cleaning device according to the present invention can be used in many different types of turbine engines, including turbofan gas turbine engines with one, two, three or more shafts, and engines in which the fan and cone rotate to separate the air flow.
Дополнительное преимущество заключается в том, что можно повысить долговечность двигателя, поскольку эффективное удаление загрязнений обеспечивает снижение температуры в камере сгорания. Это оказывает также благоприятное воздействие на окружающую среду благодаря сокращению образования NOx.An additional advantage is that it is possible to increase the durability of the engine, since the effective removal of contaminants provides a decrease in temperature in the combustion chamber. It also has a beneficial effect on the environment by reducing NOx formation.
Согласно предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения первое сопло и второе сопло установлены таким образом, что чистящая жидкость, испускаемая из первого сопла и второго сопла, соответственно, образует струю, которая при соударении с лопастью имеет ширину вдоль оси, по существу параллельной радиальной протяженности лопастей вентилятора, по существу равную длине передней кромки лопасти. Таким образом, струя подаст жидкость на лопасть по всей ее длине от кончика до ступицы, повышая эффективность очистки или промывки стороны нагнетания и стороны всасывания лопастей соответственно.According to preferred embodiments of the present invention, the first nozzle and the second nozzle are arranged in such a way that the cleaning fluid emitted from the first nozzle and the second nozzle respectively forms a jet which, when impacted with the blade, has a width along an axis substantially parallel to the radial extent of the fan blades, substantially equal to the length of the leading edge of the blade. Thus, the jet will supply liquid to the blade along its entire length from the tip to the hub, increasing the efficiency of cleaning or washing the discharge side and the suction side of the blades, respectively.
Согласно предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения третье сопло установлено таким образом, что чистящая жидкость, испускаемая из третьего сопла, образует струю, которая на входе имеет ширину вдоль оси, по существу параллельной радиальной протяженности лопастей вентилятора, по существу равную расстоянию между разделителем и указанной точкой на ступице.According to preferred embodiments of the present invention, the third nozzle is arranged in such a way that the cleaning fluid emitted from the third nozzle forms a jet which, at the inlet, has a width along an axis substantially parallel to the radial extent of the fan blades, substantially equal to the distance between the separator and said point on hub.
Другие цели и преимущества настоящего изобретения будут рассмотрены ниже на приведенных в качестве примеров вариантах осуществления настоящего изобретения.Other objects and advantages of the present invention will be discussed below with reference to exemplary embodiments of the present invention.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Предпочтительные варианты осуществления изобретения будут теперь описаны более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:Preferred embodiments of the invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which:
фиг.1 - вид в поперечном разрезе авиационного газотурбинного двигателя;figure 1 is a view in cross section of an aircraft gas turbine engine;
фиг.2 - вид в поперечном разрезе турбовентиляторного газотурбинного двигателя;figure 2 is a view in cross section of a turbofan gas turbine engine;
фиг.3 - вид в поперечном разрезе турбовентиляторного газотурбинного двигателя и предпочтительного варианта осуществления изобретения с двумя соплами, предназначенными для очистки вентилятора двигателя, и одним соплом, предназначенным для очистки внутреннего двигателя;figure 3 is a cross-sectional view of a turbofan gas turbine engine and a preferred embodiment of the invention with two nozzles for cleaning the engine fan and one nozzle for cleaning the internal engine;
фиг.4 - детали установки сопел;figure 4 - details of the installation of nozzles;
фиг.5 - вид установки сопла, предназначенного для очистки стороны нагнетания лопасти вентилятора;5 is a view of the installation of a nozzle designed to clean the discharge side of the fan blade;
фиг.6 - вид установки сопла, предназначенного для очистки стороны всасывания лопасти вентилятора; и6 is a view of the installation of the nozzle designed to clean the suction side of the fan blade; and
фиг.7 - вид установки сопла, предназначенного для очистки внутреннего двигателя.7 is a view of the installation of a nozzle designed to clean the internal engine.
Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретенияDescription of preferred embodiments of the invention
Далее со ссылкой на фиг.2 будет описан двухвальный несмешанный турбовентиляторный авиационный двигатель. Двухвальный несмешанный турбовентиляторный двигатель является одной из нескольких возможных конструкций турбовентиляторного двигателя. Это изобретение не ограничивается вариантом воплощения, раскрытым в описании и показанным на чертежах, поскольку очевидно, что изобретение может быть применено к другим вариантам конструкций турбовентиляторных двигателей с одним, тремя или более валами. Особенностью турбовентиляторного двигателя, пригодного для применения настоящего изобретения, является то, что его вентилятор и конус для разделения воздушного потока вращаются.Next, a twin-shaft unmixed turbofan aircraft engine will be described with reference to FIG. The twin-shaft unmixed turbofan engine is one of several possible turbofan engine designs. This invention is not limited to the embodiment disclosed in the description and shown in the drawings, because it is obvious that the invention can be applied to other designs of turbofan engines with one, three or more shafts. A feature of a turbofan engine suitable for the application of the present invention is that its fan and cone for separating the air flow rotate.
Как показано на фиг.2, двигатель 2 содержит вентиляторный блок 202 и блок 203 внутреннего контура двигателя. Двигатель построен вокруг вала ротора 24, который своим передним концом соединен с вентилятором 25, а задним концом - с турбиной 26. Турбина 26 вращает вентилятор 25. Второй вал 29 имеет форму, соосную с первым валом 24. Вал 29 соединен своим передним концом с компрессором 27, а задним концом - с турбиной 28. Турбина 28 осуществляет привод компрессора 27. Стрелки показывают прохождение воздуха через двигатель. Как вентиляторный блок 202, так и блок 203 внутреннего контура двигателя создают тягу для движения воздушного судна.As shown in FIG. 2,
Двигатель 2 имеет вход 20, через который воздух поступает в двигатель. Поступающий воздух втягивается вентилятором 25. Часть поступающего воздуха уходит через выход 21. Остальная часть поступающего воздуха поступает во внутренний контур двигателя через вход 23. Воздух, поступивший во внутренний контур двигателя, затем сжимается компрессором 27. Сжатый воздух вместе с топливом (не показано) сжигается в камере 201 сгорания, в результате чего получаются горячие газообразные продукты сгорания. Сжатые горячие газообразные продукты сгорания расширяются в направлении выхода 22 внутреннего контура двигателя. Расширение горячих газообразных продуктов сгорания происходит в два этапа. На первом этапе газообразные продукты сгорания расширяются до достижения промежуточного давления, осуществляя при этом привод турбины 28. На втором этапе газообразные продукты сгорания расширяются до достижения атмосферного давления, осуществляя при этом привод турбины 26. Газообразные продукты сгорания покидают двигатель на выходе 22 с большой скоростью, создавая тягу. Газ из выхода 22 вместе с воздухом из выхода 21 создают тягу двигателя.The
На фиг.3 показано поперечное сечение двухвального несмешанного турбовентиляторного авиационного двигателя. Аналогичные детали обозначены теми же ссылочными позициями, что и на фиг.2. Фиг.3 является только примером, проиллюстрированные на котором основные положения относятся к другим авиационным газотурбинным двигателям, таким как смешанный турбовентиляторный двигатель или турбовентиляторные двигатели с одним, двумя или более валами.Figure 3 shows a cross section of a twin-shaft unmixed turbofan aircraft engine. Similar details are denoted by the same reference numerals as in FIG. Figure 3 is only an example, illustrated in which the main provisions relate to other aircraft gas turbine engines, such as a mixed turbofan engine or turbofan engines with one, two or more shafts.
Вентиляторы турбореактивного двигателя сконструированы с комплектом лопастей, установленных на ступице вентилятора и проходящих наружу в основном в радиальном направлении. Каждая лопасть имеет сторону нагнетания и сторону всасывания, которые определяются направлением вращения вентилятора. Моющее устройство компрессора состоит из сопел трех типов, каждое из которых распыляет чистящую жидкость с установленной целью. Сопло одного типа служит для подачи чистящей жидкости для очистки стороны нагнетания вентилятора. Сопло другого типа служит для подачи чистящей жидкости для очистки стороны всасывания вентилятора. Сопло еще одного типа служит для подачи чистящей жидкости для очистки внутреннего двигателя. Сопла расположены перед вентилятором 25. Сопла имеют различные характеристики распыления и производительности по жидкости.Fans of a turbojet engine are designed with a set of blades mounted on the fan hub and extending outward mainly in the radial direction. Each blade has a discharge side and a suction side, which are determined by the direction of rotation of the fan. The compressor washing device consists of three types of nozzles, each of which atomizes the cleaning liquid for a specified purpose. A nozzle of the same type serves to supply cleaning fluid to clean the discharge side of the fan. Another type of nozzle serves to supply cleaning fluid to clean the suction side of the fan. Another type of nozzle serves to supply cleaning fluid for cleaning the internal engine. The nozzles are located in front of the
Моющее устройство для промывки вентилятора 25 состоит из жесткой трубы 37 в форме трубопровода, который одним концом соединен с соплами 31 и 35. Сопла 31 и 35 фиксируются жестким трубопроводом 37. Другой конец трубопровода 37 соединен с муфтой (не показана), которая далее соединяется со шлангом (не показан), который далее соединяется с насосом (не показан). Чистящая жидкость в трубопроводе 37 может состоять из воды или воды с химическими реагентами. Температура жидкости может соответствовать температуре в источнике подачи жидкости, или же жидкость может нагреваться в нагревательном устройстве (не показано). Насос прокачивает моющую жидкость к соплам 31 и 35. Жидкость, покидающая сопла, распыляется и образует струи 32 и 36, соответственно. Струи 32 и 36 направляются к вентилятору 25.The washing device for washing the
Давление жидкости в трубопроводе 37 составляет от 35 до 220 бар. Это высокое давление приводит к высокой скорости прохождения жидкости через сопло. Скорость жидкости составляет от 50 до 180 м/с. Скорость жидкости придает каплям инерцию, достаточную для того, чтобы капли переместились от кончика сопла до вентилятора. При попадании на вентилятор скорость капли значительно превышает скорость вращения вентилятора, обеспечивая таким образом промывку как стороны нагнетания, так и стороны всасывания вентилятора, как будет описано далее. Капли соударяются с вентилятором и смачивают поверхность вентилятора. Загрязнения будут отделяться под химическим воздействием реагентов или воды. При процессе очистки вентилятору 25 позволяют вращаться с помощью стартера двигателя или других средств. Вращение служит нескольким целям. Во-первых, вращение создает воздушный поток, проходящий через вентилятор, который улучшает перемещение струи в направлении вентилятора. Воздушный поток увеличивает таким образом скорость соударения на поверхности вентилятора. Более высокая скорость соударения улучшает эффективность очистки. Во-вторых, вращение вентилятора способствует смачиванию всей площади вентилятора при использовании только одного сопла, поскольку охват струей распространяется от ступицы вентилятора до наконечника вентилятора. В-третьих, вращение вентилятора улучшает удаление отделившихся загрязнений, когда воздушный поток будет отрывать жидкость от поверхности лопасти. В-четвертых, вращение вентилятора улучшает удаление отделившихся загрязнений, поскольку центробежные силы будут отрывать жидкость от поверхности лопасти.The fluid pressure in the
Моющее устройство для промывки внутреннего двигателя состоит из жесткого трубопровода 38 в форме канала, который одним концом соединен с соплом 33. Сопло 33 фиксируется жестким трубопроводом 38. Другой конец трубопровода 38 соединен с муфтой (не показана), которая далее соединяется со шлангом (не показан), который далее соединяется с насосом (не показан). Чистящая жидкость в трубопроводе 38 может состоять из воды или воды с химическими реагентами. Температура жидкости может соответствовать температуре в источнике подачи жидкости, или же жидкость может нагреваться в нагревательном устройстве (не показано). Насос прокачивает моющую жидкость к соплу 33. Жидкость, покидающая сопла, распыляется и образует струю 34. Струя 34 направляется к вентилятору 25. Давление жидкости в трубопроводе 38 составляет от 35 до 220 бар. Это высокое давление приводит к высокой скорости прохождения жидкости через сопло. Скорость жидкости составляет от 50 до 180 м/с. Скорость жидкости придает каплям инерцию, достаточную для того, чтобы капли переместились от кончика сопла через вентилятор (в пространство между лопастями) на вход 23. При попадании на вход 23 жидкость поступает в компрессор.The washing device for washing the internal engine consists of a
Внутри компрессора капли соударяются с компонентами компрессора, такими как лопасти и лопатки. Загрязнения будут отделяться под химическим воздействием реагентов или воды. Во время процесса очистки компрессору 27 позволяют вращаться с помощью стартера двигателя или других средств. Вращение служит нескольким целям. Во-первых, вращение создает воздушный поток, идущий через компрессор, который улучшает перемещение капель в направлении выхода компрессора. Воздушный поток увеличивает таким образом скорость соударения на поверхности компрессора. Более высокая скорость соударения улучшает эффективность очистки. Во-вторых, вращение вентилятора улучшает удаление отделившихся загрязнений, когда воздушный поток будет отрывать жидкость от поверхности лопасти. В-третьих, вращение вентилятора улучшает удаление отделившихся загрязнений, поскольку центробежные силы будут отрывать жидкость от поверхности лопасти.Inside the compressor, droplets collide with compressor components such as vanes and vanes. Contaminants will be separated by chemical exposure to reagents or water. During the cleaning process, the
Геометрическая форма отверстия в сопле 31, 35 и 33 определяет форму струи. Форма струи имеет большое значение для результатов промывки. Струе можно придать различные формы, такие как круглая, эллиптическая или прямоугольная. Этого достигают с помощью соответствующего конструирования и операций по механической обработке отверстия сопла. Круглая струя имеет круговое распределение капель и характеризуется как коническая струя. Эллиптическая струя подобна конической струе, однако отличается тем, что одна ось круга длиннее другой. Можно указать, что эллиптическая струя имеет распределение капель по ширине и по толщине, причем направление по ширине соответствует длинной оси эллипса, а направление по толщине соответствует короткой оси эллипса. С помощью соответствующего конструирования и операций по механической обработке отверстия сопла можно создать прямоугольную струю. Струя с прямоугольной формой имеет распределение по ширине и по толщине, сходное с эллиптической струей. Круглая струя имеет равное распределение по ширине и по толщине. Квадратная струя имеет равное распределение по ширине и по толщине.The geometric shape of the hole in the
На фиг.4 показан участок поперечного сечения несмешанного турбовентиляторного двигателя. На фиг.4 показаны детали установки и ориентации сопла относительно осевой линии 400 двигателя. Аналогичные детали обозначены теми же ссылочными позициями, что и на фиг.2 и 3. Вентилятор 25 имеет лопасть 40 с передней кромкой 41 и задней кромкой 42. Лопасть 40 имеет кончик 43 и расширение 44 на ступице вентилятора 25. Согласно конструкции несмешанного турбовентиляторного двигателя, воздушный поток 20 после прохождения через вентилятор 25 делится на два потока. Одна часть воздушного потока 20 покидает вентиляторный участок двигателя на выходе 21. Другая часть воздушного потока поступает в участок внутреннего двигателя на входе 23 для подачи воздуха во внутренний двигатель. Струя воздуха делится на две струи делителем 45. Проем входа 23 ограничивается с одной стороны делителем 45, а с другой стороны - точкой 46 на ступице.Figure 4 shows a section of a cross section of an unmixed turbofan engine. Figure 4 shows details of the installation and orientation of the nozzle relative to the
Согласно изобретению моющая система состоит из трех сопел, каждое из которых предназначено для выполнения определенной задачи. Сопло первого типа служит для промывки стороны нагнетания лопасти вентилятора. Сопло первого типа создает струю эллиптической или прямоугольной формы. Сопло второго типа служит для промывки стороны всасывания лопасти вентилятора. Сопло второго типа создает струю эллиптической или прямоугольной формы. Сопло третьего типа служит для промывки внутреннего двигателя. Сопло третьего типа создает струю эллиптической или прямоугольной формы. Моющий блок согласно изобретению выполнен из одного или нескольких сопел каждого из трех типов.According to the invention, the washing system consists of three nozzles, each of which is designed to perform a specific task. The nozzle of the first type serves to flush the discharge side of the fan blade. The nozzle of the first type creates a jet of elliptical or rectangular shape. A nozzle of the second type serves to flush the suction side of the fan blade. The nozzle of the second type creates a jet of elliptical or rectangular shape. The nozzle of the third type serves to flush the internal engine. The nozzle of the third type creates a jet of elliptical or rectangular shape. The washing unit according to the invention is made of one or more nozzles of each of the three types.
На фиг.4 показано сопло первого типа, сопло 31, с его проекцией по ширине. Сопло 31 служит для подачи моющей жидкости для промывки стороны нагнетания лопасти 40. Передняя кромка 41 лопасти 40 имеет длину, равную расстоянию между кончиком 43 и расширением 44. Сопло 31 располагается в осевом направлении в точке, предпочтительно находящейся в более чем 100 мм, и более предпочтительно более чем 500 мм и менее чем в 1000 мм выше по потоку передней кромки 41 вентилятора. Сопло 31 расположено в радиальном направлении в точке, меньшей чем диаметр вентилятора и меньшей чем диаметр ступицы вентилятора. Сопло 31 обращено к вентилятору 25. Сопло 31 распыляет моющую жидкость, образуя струю 32. Сопло 31 создает эллиптический или прямоугольный рисунок струи. Сопло ориентировано таким образом, что ось по ширине рисунка струи параллельна передней кромке 41 лопасти 40. С одной стороны рисунка струи распределение по ширине ограничивается линией 75 обтекания. С противоположной стороны рисунка струи распределение по ширине ограничивается линией 76 обтекания. От точки отверстия сопла размер струи 32 на передней кромке 41 будет равен длине передней кромки 41. Таким образом, струя подает жидкость на лопасть по всей ее длине от кончика до ступицы.Figure 4 shows the nozzle of the first type,
На фиг.5 показано сопло 31, если смотреть в проекции от периферии ротора по направлению к центру вала. На фиг.5 сопло 31 показано в его проекции по толщине. Сопло 31 предназначено для подачи моющей жидкости для промывки стороны нагнетания лопасти 40. Вентилятор 25 состоит из множества лопастей вентилятора, установленных на ступице вентилятора и проходящих в основном в радиальном направлении. Вид показывает обычный шаг лопастей относительно осевой линии 400 двигателя. Вентилятор вращается в направлении, указанном стрелкой. Лопасть 40 имеет переднюю кромку 41 и заднюю кромку 42. Лопасть 40 имеет сторону 53 нагнетания и сторону 54 всасывания. Сопло 31 располагается в точке перед вентилятором 25. Сопло 31 распыляет моющую жидкость, образуя струю 32. Сопло 31 обращено к вентилятору 25. На фиг.5 показан тангенциальный угол Х сопла относительно осевой линии 400 двигателя. Тангенциальный угол Х предпочтительно превышает 40 градусов, и более предпочтительно составляет более 60 градусов и менее 80 градусов относительно осевой линии 400 двигателя. Сопло 31 создает эллиптический или прямоугольный рисунок струи. Сопло 31 ориентировано вокруг оси сопла таким образом, что ось рисунка струи по ширине ограничивается с одной стороны рисунка струи линией 51 обтекания, а с другой стороны рисунка струи - линией 52 обтекания.Figure 5 shows the
Кроме того, на фиг.4 показано сопло второго типа, сопло 35, и его проекция по ширине. Сопло 35 предназначено для подачи моющей жидкости для промывки стороны всасывания лопасти 40. Лопасть 40 имеет кончик 43 и расширение 44. Передняя кромка 41 лопасти 40 имеет длину, равную расстоянию между кончиком 43 и расширением 44. Сопло 35 располагается в осевом направлении в точке, предпочтительно находящейся в более чем 100 мм, и более предпочтительно более чем 500 мм и менее чем в 1000 мм выше по потоку передней кромки вентилятора. Сопло 35 расположено в радиальном направлении в точке, меньшей диаметра вентилятора и меньшей диаметра ступицы вентилятора. Сопло 35 обращено к вентилятору 25. Сопло 35 распыляет моющую жидкость, образуя струю 36. Сопло 35 создает эллиптический или прямоугольный рисунок струи. Сопло ориентировано таким образом, что ось по ширине рисунка струи параллельна передней кромке 41 лопасти 40. С одной стороны рисунка струи распределение по ширине ограничивается линией 75 обтекания. С противоположной стороны рисунка струи распределение по ширине ограничивается линией 76 обтекания. От точки отверстия сопла размер струи 36 на передней кромке 41 будет равен длине передней кромки 41. Таким образом, струя подает жидкость на лопасть по всей ее длине от кончика до ступицы.In addition, figure 4 shows the nozzle of the second type,
На фиг.6 показано сопло 35, если смотреть в проекции от периферии ротора по направлению к центру вала. На фиг.6 сопло 35 показано в его проекции по толщине. Сопло 35 предназначено для подачи моющей жидкости для промывки стороны всасывания лопасти 40. Вентилятор 25 состоит из множества лопастей вентилятора, установленных на ступице вентилятора и проходящих в основном в радиальном направлении. Вид показывает обычный шаг лопастей относительно осевой линии 400 двигателя. Вентилятор вращается в направлении, указанном стрелкой. Лопасть 40 имеет переднюю кромку 41 и заднюю кромку 42. Лопасть 40 имеет сторону 53 нагнетания и сторону 54 всасывания. Сопло 35 расположено в точке перед вентилятором 25. На фиг.5 показан тангенциальный угол Z сопла относительно осевой линии 400 двигателя. Тангенциальный угол предпочтительно превышает 20 градусов и составляет менее -20 градусов, и предпочтительно составляет нуль градусов относительно осевой линии 400 двигателя. Сопло 31 распыляет моющую жидкость, образуя струю 32. Сопло 31 обращено к вентилятору 25. Сопло 35 создает эллиптический или прямоугольный рисунок струи. Сопло 35 ориентировано вокруг оси сопла таким образом, что ось рисунка струи по ширине ограничивается с одной стороны рисунка струи линией 61 обтекания, а с другой стороны рисунка струи - линией 62 обтекания.Figure 6 shows the
На фиг.4 показано сопло третьего типа, сопло 33, и его проекция по ширине. Сопло 33 предназначено для подачи моющей жидкости для промывки внутреннего двигателя. Сопло 33 расположено в осевом направлении в точке, предпочтительно находящейся в более чем 100 мм, и более предпочтительно более чем 500 мм и менее чем в 1000 мм перед передней кромкой вентилятора. Сопло 33 расположено в радиальном направлении в точке, меньшей половины диаметра вентилятора и превышающей диаметр ступицы вентилятора. Сопло 33 ориентировано так, чтобы позволить жидкости проникнуть через вентилятор между лопастями. Сопло 33 создает эллиптический или прямоугольный рисунок струи. Сопло ориентировано таким образом, что ось по ширине рисунка струи параллельна передней кромке 41 лопасти 40. С одной стороны рисунка струи распределение по ширине ограничивается линией 47 обтекания. С противоположной стороны рисунка струи распределение по ширине ограничивается линией 48 обтекания. Воздухозабор внутреннего двигателя имеет отверстие, соответствующее расстоянию между делителем 45 и точкой 46. Размер по ширине струи 34 на входном отверстии внутреннего двигателя будет соответствовать расстоянию между делителем 45 и точкой 46. Таким образом, струя 34 подает жидкость для поступления во вход 23.Figure 4 shows a nozzle of the third type,
На фиг.7 показаны детали обычной установки сопла 33, если смотреть в проекции от периферии ротора по направлению к центру вала. На фиг.7 сопло 33 показано в его проекции по толщине. Вентилятор 25 состоит из множества лопастей вентилятора, установленных на ступице вентилятора и проходящих в основном в радиальном направлении. Вид показывает обычный шаг лопастей относительно осевой линии 400 двигателя. Вентилятор вращается в направлении, указанном стрелкой. Лопасть 40 имеет переднюю кромку 41 и заднюю кромку 42. Сопло третьего типа, сопло 33, расположено в точке перед вентилятором 25. На фиг.7 показан тангенциальный угол Y сопла относительно осевой линии 400 двигателя. Тангенциальный угол Y предпочтительно превышает 20 градусов, более предпочтительно 25 градусов, и составляет менее 30 градусов относительно осевой линии 400 двигателя. Сопло 33 распыляет моющую жидкость, образуя струю 34. Струя из сопла 33 направлена таким образом, чтобы позволить жидкости проникнуть через вентилятор, между лопастями, в направлении от передней кромки 41 к задней кромке 42. Сопло 33 создает эллиптический или прямоугольный рисунок струи. Сопло 33 ориентировано вокруг оси сопел таким образом, что ось рисунка струи по толщине ограничивается со одной стороны рисунка струи линией 71 обтекания, а с противоположной стороны рисунка струи - линией 72 обтекания. Сопло 33 ориентировано относительно осевой линии 400 вала таким образом, чтобы позволить жидкости проходить между лопастями вентилятора.Fig. 7 shows details of a
Хотя здесь с целью иллюстрации и пояснения примером показаны и описаны конкретные варианты осуществления изобретения, специалисту в данной области техники понятно, что конкретные варианты реализации могут быть заменены самыми различными альтернативными и/или эквивалентными вариантами выполнения без отклонения от объема настоящего изобретения. Настоящая заявка охватывает любые изменения или варианты рассмотренных здесь вариантов осуществления изобретения. Следовательно, настоящее изобретение ограничено только лишь прилагаемой формулой изобретения и их эквивалентами.Although specific embodiments of the invention are shown and described by way of example and illustration, a person skilled in the art will appreciate that specific embodiments can be replaced by a wide variety of alternative and / or equivalent embodiments without departing from the scope of the present invention. This application covers any changes or variations to the embodiments of the invention discussed herein. Therefore, the present invention is limited only by the attached claims and their equivalents.
Claims (28)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006133293/12A RU2331487C2 (en) | 2004-02-16 | 2004-02-16 | Method of and device for turbo-fan gas turbine engine cleaning |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006133293/12A RU2331487C2 (en) | 2004-02-16 | 2004-02-16 | Method of and device for turbo-fan gas turbine engine cleaning |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006133293A RU2006133293A (en) | 2008-03-27 |
RU2331487C2 true RU2331487C2 (en) | 2008-08-20 |
Family
ID=39748175
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006133293/12A RU2331487C2 (en) | 2004-02-16 | 2004-02-16 | Method of and device for turbo-fan gas turbine engine cleaning |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2331487C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2542318C2 (en) * | 2009-08-06 | 2015-02-20 | Эс.Ай.Эй. СОСИЕТА АЙДИ АВИОНИШ Эс.А.Эл. | Washer for aircraft turbo-propeller engines |
-
2004
- 2004-02-16 RU RU2006133293/12A patent/RU2331487C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2542318C2 (en) * | 2009-08-06 | 2015-02-20 | Эс.Ай.Эй. СОСИЕТА АЙДИ АВИОНИШ Эс.А.Эл. | Washer for aircraft turbo-propeller engines |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006133293A (en) | 2008-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2010214708B2 (en) | Method and apparatus for cleaning a turbofan gas turbine engine | |
CN101578143B (en) | Device and method for cleaning the core engine of a jet engine | |
JP5280563B2 (en) | System for cleaning an aircraft gas turbine engine | |
EP1663505B1 (en) | Nozzle and method for washing gas turbine compressors | |
TWI324537B (en) | Method and apparatus for cleaning a turbofan gas turbine engine | |
CN112543681B (en) | Device, method and assembly for cleaning a core engine of a jet engine | |
US20060243308A1 (en) | Method for cleaning a stationary gas turbine unit during operation | |
CN101776010B (en) | Method and equipment for cleaning turbofan gas turbine engine | |
RU2331487C2 (en) | Method of and device for turbo-fan gas turbine engine cleaning | |
EP3978150A1 (en) | System and method for cleaning deposit from a component of an assembled, on-wing gas turbine engine | |
US11555413B2 (en) | System and method for treating an installed and assembled gas turbine engine | |
RU2066388C1 (en) | Gas-turbine engine | |
CN115199411A (en) | System and method for handling installed and assembled gas turbine engines |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20131202 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140217 |