TWI695116B - 氣渦輪引擎及用於該氣渦輪引擎的內部構件的原位清潔之系統和方法 - Google Patents

氣渦輪引擎及用於該氣渦輪引擎的內部構件的原位清潔之系統和方法 Download PDF

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Abstract

用於氣渦輪引擎的內部構件之原位清潔的系統大致上可包括插頭組件，其界定經建構用於待安裝在該引擎之進入通口內的流體通道，使得該流體通道界定一在該引擎的內殼體及外殼體間之流動路徑。該插頭組件可包括至少局部地界定該流體通道的內套管、及經建構用於承納該內套管之一部分的外套管。該系統亦可包括流體導管，經建構用於待耦接在經定位於該氣渦輪引擎外部之流體來源與該插頭組件的入口端部之間，用於將清潔流體供給至該插頭組件。該清潔流體可被引導經過該流體通道，並可接著由該插頭組件排出而進入該氣渦輪引擎的內部。

Description

氣渦輪引擎及用於該氣渦輪引擎的內部構件的原位清潔之系統和方法
本標的大致上有關氣渦輪引擎，且更特別地是有關用於氣渦輪引擎的內部構件之原位清潔的系統及方法、以及待使用於施行原位清潔操作之相關插頭組件。
氣渦輪引擎典型包括具有呈串列流關係中的高壓壓縮機、燃燒器、及高壓渦輪之渦輪機械核心。該核心係能以習知方式操作，以產生主要氣體流動。該高壓壓縮機包括固定不動式導流片的環狀陣列(“行”)，其將進入該引擎之空氣引導進入該壓縮機的下游、旋轉葉片。一行壓縮機葉片及一行壓縮機導流片共同地組成該壓縮機之“級”。類似地，該高壓渦輪包括固定不動的噴嘴導流片之環狀行，其將離開該燃燒器的氣體引導進入該渦輪之下游、旋轉葉片。一行噴嘴導流片及一行渦輪葉片共同地組成該渦輪的“級”。典型地，該壓縮機及渦輪兩者包括複數個連續級。
以氣渦輪引擎之操作，灰塵、碎物及其他材料可隨著時間的消逝積累至該引擎內部構件上，其能導致此等構件之操作效率中的減少。譬如，灰塵層及其他材料通常變得焙乾至該高壓壓縮機之翼剖面上。為移去此等物質的沉積，目前之清潔方法利用導引軟管，以將水注射進入該壓縮機入口。不幸地，此等傳統清潔方法通常提供該壓縮機翼剖面的不足清潔性、尤其是位在該壓縮機之後級內的翼剖面。
據此，用於氣渦輪引擎之內部構件的原位清潔之經改善的系統及方法在該技術中將為受歡迎的。
本發明之態樣及優點將於該以下敘述中被局部地提出，或由該敘述可為明顯的，或可經過本發明之實例被學習。
在一態樣中，本標的係針對用於氣渦輪引擎的內部構件之原位清潔的系統。該系統可大致上包括界定縱長地延伸於入口端部及出口端部間之流體通道的插頭組件。該插頭組件可為經建構用於待安裝在該引擎之進入通口內，使得該流體通道界定一在該引擎的內殼體及外殼體間之流動路徑，用於在該引擎的內部內供給清潔流體。該插頭組件可包括至少局部地界定該流體通道之內套管、及經建構用於承納該內套管的一部分之外套管。該內套管可經建構用於待耦接至該內殼體，且該外套管可經建構用於待耦接至 該外殼體。該系統亦可包括流體導管，經建構用於待耦接在經定位於該氣渦輪引擎外部之流體來源與該插頭組件的入口端部之間，用於將該清潔流體供給至該插頭組件。由該流體導管所供給的清潔流體可為由該入口端部引導經過該流體通道至該出口端部，且可接著為由該插頭組件排出進入該氣渦輪引擎之內部。
於另一態樣中，本標的係針對氣渦輪引擎。該引擎可大致上包括外殼體及由該外殼體徑向地朝內隔開達一徑向距離的內殼體。該外殼體可界定該引擎之進入通口的外部，且該內殼體可界定該進入通口之內部。該引擎亦可包括界定縱長地延伸於入口端部及出口端部間之流體通道的插頭組件。該插頭組件可被安裝在該進入通口之內部及外部內，使得該流體通道界定在該內殼體及該外殼體間之流動路徑，用於在該引擎的內部供給清潔流體。該插頭組件可包括至少局部地界定該流體通道之內套管、及經建構用於承納該內套管的部分之外套管。該內套管可被耦接至該內殼體，且該外套管可被耦接至該外殼體。此外，該引擎可包括蓋子，經建構用於在該插頭組件的該出口端部處可移去地耦接至該外套管。當該蓋子被安裝至該插頭組件上時，該蓋子可為經建構用於防止流體流經該流體通道。
於另一態樣中，本標的係針對用於氣渦輪引擎的內部構件之原位清潔的方法。該方法可大致上包括接近經安裝在進入通口內之插頭組件，該進入通口經由該氣渦輪引擎的該內殼體及該外殼體所界定。該插頭組件可界定縱長地 延伸於入口端部及出口端部間之流體通道，使得該流體通道界定一在該內殼體及該外殼體間之流動路徑。該插頭組件可包括至少局部地界定該流體通道的內套管、及經建構用於承納該內套管之一部分的外套管。該方法亦可包括耦接一經定位在該氣渦輪引擎外部之流體來源及該插頭組件的入口端部間之流體導管；及將清潔流體由該流體來源經過該流體導管供給至該插頭組件，使得該清潔流體係引導經過藉由該插頭組件所界定的流體通道，並由該插頭組件之出口端部排出進入該氣渦輪引擎的內部。
本發明之這些及其他特色、態樣及優點將參考以下敘述及所附申請專利範圍被較佳了解。併入及構成此說明書的一部分之所附圖面說明本發明的實施例，且隨同該敘述，具有說明本發明之原理的作用。
10‧‧‧氣渦輪引擎
12‧‧‧中線軸
14‧‧‧核心引擎
16‧‧‧風扇區段
18‧‧‧外殼體
20‧‧‧入口
22‧‧‧升壓壓縮機
24‧‧‧軸向流動壓縮機
26‧‧‧燃燒器
28‧‧‧第一渦輪
30‧‧‧第一驅動軸桿
32‧‧‧第二渦輪
34‧‧‧第二驅動軸桿
36‧‧‧排氣噴嘴
37‧‧‧減速裝置
38‧‧‧風扇轉子組件
40‧‧‧風扇殼體
42‧‧‧導引導流片
44‧‧‧風扇轉子葉片
46‧‧‧下游區段
48‧‧‧氣流導管
50‧‧‧空氣流動
52‧‧‧入口
54‧‧‧空氣流動
56‧‧‧空氣流動
58‧‧‧箭頭
60‧‧‧燃燒產物
62‧‧‧進入通口
80‧‧‧壓縮機導流片
82‧‧‧壓縮機葉片
84‧‧‧內殼體
86‧‧‧外殼體
88‧‧‧徑向距離
90‧‧‧外部
92‧‧‧內部
100‧‧‧系統
102‧‧‧插頭組件
104‧‧‧流體通道
106‧‧‧入口端部
108‧‧‧出口端部
110‧‧‧箭頭
112‧‧‧外套管
114‧‧‧內套管
116‧‧‧外通道
118‧‧‧內端部
120‧‧‧內通道
122‧‧‧外端部
124‧‧‧螺紋區域
126‧‧‧螺紋區域
128‧‧‧螺紋區域
130‧‧‧螺紋區域
132‧‧‧箭頭
134‧‧‧彈簧
136‧‧‧放大部分
138‧‧‧內表面
140‧‧‧彈簧凸緣
142‧‧‧安裝凸緣
144‧‧‧蓋子
146‧‧‧蓋子部分
148‧‧‧插頭部分
150‧‧‧端部
152‧‧‧長度
154‧‧‧插頭端部
160‧‧‧清潔流體來源
162‧‧‧流體導管
164‧‧‧供給端部
針對普通熟習於該技術領域者而言，本發明之包括其最佳模式的整個及批准揭示內容係在該說明書中提出，其參考所附圖面，其中：圖1說明可被利用在按照本標的之態樣的航空器內之氣渦輪引擎的一實施例之截面視圖；圖2說明適合供使用在圖1中所示氣渦輪引擎內的壓縮機之部分的一實施例之簡化、截面視圖，尤其是說明經過該壓縮機殼體所界定的進入通口，用於提供至該壓縮機之內部進出； 圖3說明用於原位清潔按照本標的的態樣之氣渦輪引擎的內部構件之系統的一實施例，尤其說明圖2中所示壓縮機之截面視圖的一部分，使所揭示系統之插頭組件被安裝在該壓縮機進入通口的其中一者內，且係於未插塞/未開蓋式狀態中，以允許清潔流體待注射經過該插頭組件及進入該壓縮機之內部；圖4說明與圖3中所顯示者類似的截面視圖，尤其說明在插塞/覆蓋狀態中之插頭組件，以防止流體於該氣渦輪引擎的操作期間流經該組件；圖5說明取自圖3所示關於剖線5-5之插頭組件的截面視圖，尤其說明在其未插塞/未開蓋式狀態中之插頭組件，以允許清潔流體待注射經過該插頭組件及進入該壓縮機的內部；圖6說明取自圖4所示關於剖線6-6之插頭組件的截面視圖，尤其說明在其插塞/覆蓋狀態中之插頭組件，以防止流體在該氣渦輪引擎的操作期間流經該組件；及圖7說明用於原位清潔按照本標的之態樣的氣渦輪引擎之內部構件的方法之一實施例的流程圖。
現在將詳細參考本發明之實施例，其一或多個範例係在該等圖面中被說明。每一範例係藉由本發明的說明所提供，而不是本發明之限制。其實，對於那些熟諳此技術領域者將變得明顯的是可在本發明中作出各種修改及變動， 而未脫離本發明之範圍或精神。例如，當作一實施例的部分，所說明或敘述之特色能與另一實施例被一起使用，以產生又另一實施例。如此，其係意欲使本發明涵蓋此類修改及變動，如落在所附申請專利範圍及其同等項之範圍內。
大致上，本標的係針對用於氣渦輪引擎的內部構件之原位清潔的系統及方法。明確地是，在數個實施例中，本揭示內容係針對經建構用於待安裝在該氣渦輪引擎之進入通口內的插頭組件，以允許清潔流體被注射進入該引擎之內部，以提供該引擎的一或多個內部構件之目標清潔。譬如，如將在下面被敘述，該插頭組件可界定延伸於入口端部及出口端部間之流體通道，使該入口端部係可進出至該引擎的外部，且該出口端部係與該引擎之內部流體相通。於此等實施例中，藉由將流體軟管或導管耦接至該插頭組件的入口端部，清潔流體可被由該引擎外部之位置供給至該插頭組件，且隨後注射進入該引擎的內部。再者，當該組件不被使用於對該引擎之內部提供進出時，該插頭組件亦可被建構用於覆蓋或插塞。如此，該插頭組件可於該引擎的操作期間保持安裝在該進入通口內。
於本標的之特別實施例中，所揭示的插頭組件之一或多個可被安裝在該等進入通口的一或多個，對氣渦輪引擎之高壓壓縮機提供內部進出，以允許用於該壓縮機諸如該壓縮機葉片及/或導流片的內部構件之目標清潔。譬如，該(等)插頭組件可被安裝在該進入通口內，對該壓縮機的後 級之一或多個提供進出，以允許焙乾的灰塵層及其他材料之沉積物待由位在此(等)級內的翼面移去。
用於敘述之目的，其應被了解所揭示之系統及方法將在此中參考氣渦輪引擎的高壓壓縮機之內部構件的提供目標式、原位清潔被敘述。然而，大致上，在此中所揭示之系統及方法可被使用來提供氣渦輪引擎的任何另一合適構件之內部內的目標式、原位清潔。另外，應被了解所揭示之系統及方法大致上可被使用於提供位在任何合適型式的氣渦輪引擎內之內部構件的原位清潔，包括基於航空器之渦輪引擎及以地面為基地的渦輪引擎，而不管該引擎之目前組裝狀態(例如完全或局部地組裝)。再者，參考航空器引擎，應被了解本標的可在飛機上或拆離飛機地被實施。
現在參考該等圖面，圖1說明按照本標的的態樣之氣渦輪引擎10的一實施例之截面視圖，用於參考目的，其可被利用在航空器內，使該引擎10被顯示具有延伸經過該處之縱向或軸向中線軸12。大致上，該引擎10可包括核心氣渦輪引擎(大致上藉由參考數字14所指示)及被定位在其上游的風扇區段16。該核心引擎14可大致上包括界定環狀入口20之大體上管狀外殼體18。此外，該外殼體18可另封住及支撐升壓壓縮機22，用於將進入該核心引擎14的空氣之壓力增加至第一壓力位準。高壓、多級、軸向流動壓縮機24可接著由該升壓壓縮機22接收該加壓空氣，且進一步增加此空氣的壓力。離開該高壓壓縮機24之加壓空氣可接著流動至燃燒器26燃料係在該至燃 燒器內被注射進入加壓空氣流，使該最終之混合物係在該燃燒器26內燃燒。該高能量燃燒產物係由該燃燒器26沿著該引擎10的熱氣體路徑引導至第一(高壓)渦輪28，用於經由第一(高壓)驅動軸桿30驅動該高壓壓縮機24；且接著至第二(低壓)渦輪32，用於經由第二(低壓)驅動軸桿34驅動該升壓壓縮機22與風扇區段16，該第二驅動軸桿大致上係與第一驅動軸桿30同軸向。在驅動渦輪28及32的每一者之後，該燃燒產物可被由該核心引擎14經由排氣噴嘴36排出，以提供推進式噴射推力。
另外，如圖1中所示，該引擎10的風扇區段16可大致上包括可旋轉、軸向流動風扇轉子組件38，其經建構用於藉由環狀風扇殼體40所圍繞。應被那些普通熟習該技術領域者所了解，該風扇殼體40可經建構用於藉由複數個大體上徑向地延伸、圓周地隔開之出口導引導流片42，相對該核心引擎14被支撐。如此，該風扇殼體40可封住該風扇轉子組件38及其對應的風扇轉子葉片44。再者，該風扇殼體40之下游區段46可延伸在該核心引擎14的外部之上，以便界定第二、或旁通、氣流導管48，其提供額外的推進噴射推力。
應被了解於數個實施例中，該第二(低壓)驅動軸桿34可被直接地耦接至該風扇轉子組件38，以提供直接驅動組構。另一選擇係，該第二驅動軸桿34可經由減速裝置37(例如減速齒輪或齒輪箱)被耦接至該風扇轉子組件38，以提供間接驅動或齒輪式驅動組構。如所想要或所需要， 此一減速裝置亦可被提供於該引擎10內的任何其他合適軸桿及/或線軸之間。
在該引擎10的操作期間，應被了解最初之空氣流動(藉由箭頭50所指示)可經過該風扇殼體40的相關入口52進入該引擎10。該空氣流動50接著通過該風扇葉片44，且分裂成運動經過導管48之第一壓縮空氣流動(藉由箭頭54所指示)、及進入該升壓壓縮機22的第二壓縮空氣流動(藉由箭頭56所指示)。該第二壓縮空氣流動56之壓力係接著增加及進入該高壓壓縮機24(藉由箭頭58所指示)。
在與燃料混合及於該燃燒器26內燃燒之後，該燃燒產物60離開該燃燒器26且流經該第一渦輪28。此後，該等燃燒產物60流經該第二渦輪32及離開該排氣噴嘴36，以提供用於該引擎10的推力。
該氣渦輪引擎10亦可包括經過其殼體及/或機架所界定之複數個進入通口，用於對該核心引擎14的內部提供進出。例如，如圖1所顯示，該引擎10可包括經過該外殼體18所界定之複數個進入通口62(只其中六個被顯示)，用於對該等壓縮機22、24的一或兩者提供內部進出、及/或用於對該等渦輪28、32之一或兩者提供內部進出。在數個實施例中，該進入通口62可沿著該核心引擎14軸向地隔開。例如，該進入通口62可沿著每一壓縮機22、24及/或每一渦輪28、32被軸向地隔開，使得至少一進入通口62係位於每一壓縮機級及/或每一渦輪級，用於對位在每一級的內部構件提供進出。此外，該進 入通口62亦可環繞該核心引擎14圓周地隔開。例如，複數個進入通口62可環繞每一壓縮機級及/或渦輪級圓周地隔開。
現在參考圖2，上述參考圖1之高壓壓縮機24的一部分之簡化、截面視圖係按照本標的的態樣被說明。如所示，該壓縮機24可包括複數個壓縮機級，使每一級包括一環狀陣列之固定式壓縮機導流片80(對於每一級，只其中一者被顯示)、及一環狀陣列的可旋轉之壓縮機葉片82(對於每一級，只其中一者被顯示)。每一行壓縮機導流片80大致上經建構，以引導空氣流經該壓縮機24至緊接在其下游的該行壓縮機葉片82。
另外，該壓縮機24可包括經建構用於裝入該各種壓縮機級之內殼體84、及由該內殼體84徑向地往外隔開的外殼體86。譬如，如在圖2中所顯示，該外殼體86可為與該內殼體84隔開達一徑向距離88。藉由設計，於該內殼體及該外殼體84、86之間所界定的徑向距離88可沿著該壓縮機24之軸向長度變動。此外，在該氣渦輪引擎10的操作期間，由於該內殼體及該外殼體84、86間之熱膨脹的不同比率，沿著該壓縮機24在給定之軸向位置的徑向距離88可變動。例如，該內殼體84可在比該外殼體86更快之比率下膨脹，藉此造成該內殼體及該外殼體84、86之間所界定的徑向距離88之減少。
再者，該壓縮機24可包括經過該內殼體及該外殼體84、86所界定的複數個進入通口62，使每一進入通口62 經建構用於在不同軸向位置對該壓縮機24之內部提供進出。譬如，如在圖2中所顯示，每一進入通口62可包括經過該外殼體86所界定的外部90、及經過該內殼體84所界定之內部92。如此，藉由將光學探針、修理工具及/或另一裝置插入經過給定的進入通口62之內部及外部92、90，服務工作人員可進出該壓縮機24的內部。
於數個實施例中，該進入通口62可被軸向地隔開，使得每一進入通口62係與該壓縮機24之不同級對齊或以別的方式對該壓縮機24之不同級提供內部進出。例如，如圖2中所顯示，二分開的進入通口62被說明，其對該壓縮機24之二不同級提供進出。於其他實施例中，其應被了解類似進入通口62亦可被提供用於該壓縮機24的其他級之任一者。其亦應被了解，除了軸向隔開的進入通口62以外，進入通口62亦可被設在不同之圓周隔開位置。例如，於一實施例中，複數個圓周隔開的進入通口62可在每一壓縮機級經過該壓縮機殼體84、86被界定，以在多數個圓周位置環繞該壓縮機級對該壓縮機24提供內部進出。
現在參考圖3-6，用於氣渦輪引擎10之內部構件的原位清潔之系統100的一實施例係按照本標的之態樣所說明。明確地是，圖3及4說明圖2中所示高壓壓縮機24的截面視圖之一部分，使該揭示系統100的插頭組件102被安裝在該等壓縮機進入通口62之其中一者內。關於此點，圖3說明在未插塞/未開蓋式狀態中的插頭組件 102，以允許清潔流體待注射經過該插頭組件102及進入該壓縮機24之內部，而圖4說明於插塞/覆蓋狀態中的插頭組件102，以防止流體在該氣渦輪引擎10之操作期間流經該組件102。另外，圖5及6說明分別在圖3及4中所示插頭組件102的截面視圖，使圖5說明該插頭組件102於其未插塞/未開蓋式狀態中，且圖6說明該插頭組件102於其插塞/覆蓋狀態中。
大致上，該系統100將在此中參考所提供之目標式、原位清潔參考上述圖1及2的氣渦輪引擎10之高壓壓縮機24的內部構件被敘述、諸如該壓縮機24之導流片80及/或葉片82。然而，應被了解於其他實施例中，該系統100可為類似地使用於提供任何其他合適的內部引擎構件之原位清潔。例如，如與相對經過該壓縮機24的殼體84、86所界定之進入通口62安裝所揭示系統構件相反，該系統構件可相對經過該渦輪28、32的其中一者之殼體所界定的進入通口被安裝，以允許原位清潔操作在該渦輪28、32之內部引擎構件、諸如在該等渦輪葉片及/或噴嘴上被施行。
如在圖3-6中所示，該系統100可大致上包括經建構用於待安裝在該壓縮機24的給定進入通口62之內部及外部92、90內的插頭組件102。於數個實施例中，該插頭組件102可界定縱長地延伸於入口端部106及出口端部108間之流體通道104，使該入口端部106被定位在該壓縮機24的外殼體86或毗連該壓縮機24的外殼體86，且 該出口端部108被定位在該壓縮機24的內殼體84或毗連該壓縮機24的內殼體84。如此，藉由將該插頭組件102安裝經過該進入通口62，該流體通道104可提供用於引導清潔流體(於圖3及5中藉由箭頭110所指示)經過該內殼體及該外殼體84、86，用於在該壓縮機24之內部內的隨後輸送。
如圖3-6中所示，於數個實施例中，該插頭組件102可包括經建構用於待耦接至該壓縮機24之外殼體86的外套管112、及經建構用於待耦接至該壓縮機24之內殼體84的內套管114。每一套管112、114可大致上界定沿著其長度延伸之穿透孔或通道。譬如，如尤其在圖5中所示，該外套管112可界定一縱長地延伸於其外端部(例如該插頭組件102的入口端部106)及其相反內端部118間之外通道116。類似地，該內套管114可界定一縱長地延伸於其外端部122及其相反內端部(例如該插頭組件102的出口端部108)間之內通道120。另外，如圖5及6中所示，該內套管114的一部分可經建構用於待承納在該外套管112內，以致藉由該外套管112所界定之外通道116係與藉由該內套管114所界定的內通道120流體相通。其結果是，該內及外套管114、112可共同地界定延伸在該插頭組件102的入口及出口端部106、108間之流體通道104。
另外，如圖3及4中所示，於數個實施例中，該內及外套管114、112可為經建構用於待經由螺紋式連接分別 耦接至該內殼體及該外殼體84、86。譬如，該外套管112可界定環繞其外周邊的外螺紋區域124，其經建構用於嚙合該進入通口62之外部90內所界定的對應螺紋區域126。類似地，該內套管114可界定一環繞其外周邊之內螺紋區域128，其經建構用於嚙合該進入通口62的內部92內所界定之對應螺紋區域130。如此，當將該插頭組件102安裝在該進入通口62內時，該套管114、112的內及外螺紋區域128、124可被旋緊進入該進入通口62之內部及外部90、92的對應螺紋區域130、126、或以別的方式與該進入通口62之內部及外部90、92的對應螺紋區域130、126嚙合，以允許該組件102被耦接至該內殼體及外殼體84、86。
再者，於數個實施例中，該內套管114可經建構用於相對該外套管112運動，以容納該內殼體及該外殼體84、86間之相對運動。譬如，在該氣渦輪引擎10的操作期間，由於該內殼體及該外殼體84、86間之溫度差，該等殼體84、86可具有不同的熱膨脹比率。在該插頭組件102之位置，此種有變化的熱膨脹能導致該內殼體及該外殼體84、86之間所界定的徑向距離88中之變動。如此，藉由允許該內套管114相對該外套管112運動，該插頭組件102的整個徑向高度可依該內殼體及該外殼體84、86之間所界定的徑向距離88之變動而被自動地調整，而仍然維持該等套管114、112與該等殼體84、86間之牢固耦接。
如在圖5及6中所顯示，於一實施例中，該內套管114可經建構用於在該插頭組件102的縱長方向中相對該外套管112滑動(於圖5及6中藉由箭頭132所指示)，使得當該內殼體及該外殼體84、86間之徑向距離88分別減少或增加時，該內套管114被承納在該外套管112之外通道116內的數量增加或減少。於此實施例中，該插頭組件102可包括被耦接於該內及外套管114、112間之偏向構件、諸如彈簧134，以提供頂抗該內套管112的偏向力，其在該內殼體84之方向中於該內套管112中偏向。如此，當該內殼體及外殼體84、86間之徑向距離88減少時，經過該插頭組件102所施加的壓縮力可克服藉由該彈簧134所施加之偏向力，藉此在該插頭組件102的入口端部106之方向中壓縮該彈簧134及允許該內套管114相對該外套管112運動。類似地，當該內殼體及外殼體84、86間之徑向距離88增加時，藉由該彈簧134所施加的偏向力可在該插頭組件102之出口端部108的方向中偏向該內套管114，藉此允許該插頭組件102橫跨該等殼體84、86間之增加的徑向間隙。
如在所說明實施例中所顯示，該彈簧134可被定位在藉由該外套管112所界定之外通道116的放大部分136內，使得該彈簧134延伸環繞該外套管112內所承納之內套管114的區段之至少一部分。明確地是，如圖5及6中所示，該彈簧134可被嚙合於該外通道116的放大部分136之內表面138及由該內套管114往外延伸的彈簧凸緣 140之間。如此，藉由該彈簧134所提供的偏向力可被施加頂抗該凸緣140，以當該內殼體及該外殼體84、86間之徑向距離88增加時，將該內套管114推離該插頭組件102之入口端部106。
再者，於數個實施例中，該內套管114可在其內螺紋區域128或毗連其內螺紋區域128界定一安裝凸緣142，其當相對該內殼體84安裝該內套管114時具有機械止動部的作用。譬如，如圖3-6中所顯示，該安裝凸緣142可由該內螺紋區域128被徑向地往外定位，使得當該內套管114已相對該殼體84被適當地安裝時，該凸緣142接觸該內殼體84。此外，該安裝凸緣142及該內殼體84間之此接觸可被使用來提供該插頭組件102及該內殼體84間之額外密封介面，藉此防止流經該壓縮機24的工作流體洩漏經過該進入通口62的內部92。
尤其參考圖4及6，該插頭組件102亦可包括可移去之蓋子144，經建構用於在該氣渦輪引擎10的操作期間關閉或以別的方式蓋住藉由該插頭組件102所界定之流體通道104。如尤其於圖6中所示，該蓋子144可大致上包括蓋子部分146及由該蓋子部分146往外延伸的插頭部分148。該蓋子部分146可大致上經建構用於在該插頭組件102之入口端部106待能移去地耦接至該外套管112。譬如，如圖6中所示，該外套管112的端部150可為在該組件102的入口端部106或毗連該組件102之入口端部106設有螺紋。於此實施例中，該蓋子部分146的內表面可為 類似地設有螺紋，以允許該蓋子部分146待旋緊至該外套管112之端部150上，藉此提供關閉或蓋住該插頭組件102的入口端部106之機制。
另外，如圖6中所示，該蓋子144的插頭部分148可經建構用於待插入該插頭組件102之流體通道104內，使得當該蓋子部分146係耦接至該外套管112時，該插頭部分148縱長地延伸在該插頭組件102內，且佔有該流體通道106的一部分。譬如，如在所說明實施例中所示，該插頭部分148大致上在該蓋子部分146及該蓋子144的插頭端部154之間界定一長度152。於此實施例中，該插頭部分148的長度152可被選擇，使得當該插頭部分148被插入該組件102內時，該插頭部分148佔有該流體通道106之所有或相當大部分。例如，如在圖6中所示，該插頭部分148的長度152可大致上對應於該插頭組件102之全長，使得該蓋子144的插頭端部154係大致上與該插頭組件102之出口端部108對齊/或定位在或毗連該插頭組件102的出口端部108。
尤其參考圖3及5，該揭示系統100亦可包括清潔流體來源160(例如機動清潔站、流體儲槽及/或任何另一合適之流體來源)及流體導管162，經建構用於待耦接在該流體來源160及該插頭組件102之間。明確地是，當其想要的是在該壓縮機24內施行於原位清潔操作時，該蓋子144可被由該插頭組件102移去，且該流體導管162可被耦接至該插頭組件102，以在該流體來源160與該插頭組 件102之間提供一流動路徑。被由該流體來源160引導經過該流體導管162的清潔流體可接著被供給至該插頭組件102，並可流經該流體通道104至該組件102之出口端部108。該清潔流體可接著由該插頭組件102排出而進入該壓縮機24的內部。
應被了解該流體導管162可經建構供使用該技術領域中已知之任何合適耦接及/或連接機制待耦接至該插頭組件102。譬如，如在圖5中所示，於一實施例中，該導管162的供給端部164可為設有螺紋，以允許該端部164待耦接至該外套管112之螺紋端部150。於此實施例中，當該蓋子144係由該插頭組件102移去時，該導管162的供給端部164可被旋緊至該外套管112之螺紋端部150上，以於該導管162及藉由該插頭組件102所界定的流體通道104之間提供連續流動路徑。另一選擇係，該流體導管162可經建構用於使用任何其他合適機制待耦接至該插頭組件102。例如，在另一實施例中，該導管162的供給端部164可經建構用於在該組件102之入口端部106待插入該外套管112的外部通道116(例如經由快速連接型耦接)，以允許清潔流體待由該導管162供給經過該插頭組件102。
亦應被了解經使用在該系統100內之清潔流體可大致上對應於任何合適流體。例如，該清潔流體可對應於液體、氣體及/或其任何組合(例如泡沫材料)。此外，該清潔流體可含有及/或可用作固體材料、諸如固體微粒及/ 或研磨材料用的輸送機制。例如，含有固體研磨劑之液體清潔流體可在相當高壓下被供給經過該插頭組件102及注射進入該壓縮機24，以允許待用的研磨材料磨損或研磨脫離位在該壓縮機導流片80及/或葉片82上之任何焙乾物質沉積物。再者，該清潔流體可在任何合適的壓力及/或速度被供給經過該插頭組件102。譬如，該插頭組件102可經建構用於使用脈動壓力技術及/或在超音波速度容納該清潔流體之注射。
另外，應被了解該插頭組件102的出口端部108可大致上具有任何合適之形狀及/或組構，其允許用於清潔流體待注射進入該壓縮機24的內部。譬如，於一實施例中，該插頭組件102之出口端部108可經建構用於或塑形來形成噴嘴(例如收斂噴嘴或斂散噴嘴)，藉此允許清潔流體的高壓液流或射流待由該插頭組件102注射進入該壓縮機24之內部。另一選擇係，該插頭組件102的出口端部108可經建構用於形成任何另一合適之開口或出口，用於將清潔流體排出而進入該壓縮機24的內部。
亦應被了解，雖然該系統100大致上已在此中參考安裝在該氣渦輪引擎10之單一進入通口62內的單一插頭組件102被敘述，但該系統100可包括被安裝在該引擎10之各種不同進入通口62內的多數個插頭組件102。例如，插頭組件102可被安裝在沿著該引擎10軸向地隔開之進入通口62內、諸如藉由將插頭組件102安裝在被定位於該氣渦輪引擎10的每一壓縮機級及/或渦輪級之進 入通口內。類似地，插頭組件102可被安裝在環繞該引擎10圓周地隔開的進入通口62內、諸如藉由將複數個插頭組件102安裝在環繞給定之壓縮機級及渦輪級的圓周地隔開之進入通口62內。
再者，應被了解該揭示插頭組件102亦可經建構用於容納任何工具、探針及/或裝置，其想要經由其進入通口62的其中一者被插入該氣渦輪引擎10之內部。譬如，藉由該插頭組件102所界定的流體通道104之尺寸可被設計，以便容納光學探針、諸如管道鏡、纖維鏡或光纖視鏡，被使用於施行該引擎10的內部之視覺檢查。
現在參考圖7，用於氣渦輪引擎的內部構件之原位清潔的方法200之一實施例的流動圖係按照本標的之態樣被說明。大致上，該方法200將在此中參考該氣渦輪引擎10、及上面參考圖1-6所敘述的系統100被討論。然而，應由那些普通熟習該技術領域所了解的，該揭示方法200可大致上以氣渦輪引擎來實施，該氣渦輪引擎具有任何另一合適之引擎組構及/或設有具有任何另一合適的系統組構之系統。此外，雖然圖7描述用於說明及討論的目的之特別順序所施行的步驟，但在此中所討論之方法不被限制於任何特別順序或配置。使用在此中所提供的揭示內容，熟諳此技術領域者將了解在此中所揭示之方法的各種步驟可在各種方式中被省略、重新安排、組合、及/或設計，而未脫離本揭示內容之範圍。
如圖7中所示，在(202)，該方法200包括進出一被 安裝在進入通口內的插頭組件，該進入通口經過該氣渦輪引擎之內殼體及外殼體所界定。譬如，如上面所指示，該揭示插頭組件102可被安裝在該氣渦輪引擎10的給定進入通口62內，使得該插頭組件102之外套管112係耦接至該外殼體86(例如在藉由該外殼體86所界定的進入通口62之外部90內)，且該插頭組件112的內套管114係耦接至該內殼體84(例如在藉由該內殼體84所界定的進入通口62之內部92內)。
另外，在(204)，該方法200可包括耦接一被定位於該氣渦輪引擎外部之流體來源及該插頭組件的入口端部間之流體導管。譬如，如在上面所指示，該流體導管162的供給端部164可被耦接至該插頭組件102之入口端部106，且該流體導管162的相反端部可為與合適之流體來源160流體相通。如此，該流體導管162可於該流體來源160及該插頭組件102之間提供一流動路徑。
再者，在(206)，該方法200可包括將清潔流體由該流體來源供給經過該流體導管，使得該清潔流體被引導經過藉由該插頭組件所界定的流體通道，且被由該插頭組件之出口端部排出而進入該氣渦輪引擎的內部。明確地是，如上面所指示，該插頭組件102可界定一延伸於其入口及出口端部106、108間之流體通道104。如此，藉由將清潔流體供給至該插頭組件102的入口端部106，該清潔流體可被引導經過該流體通道104至該插頭組件102之出口端部108。該清潔流體可接著被由該插頭組件102排出而 進入該氣渦輪引擎10的內部，以允許該引擎10之一或多個內部構件被清潔。
應被了解該揭示方法200可另包括額外的方法元件。譬如，於一實施例中，該方法200可包括在將該流體導管162耦接至該插頭組件102的入口端部106之前由該插頭組件102移去蓋子144。此外，該方法200可包括在該清潔流體已被供給經過該插頭組件102之後相對該插頭組件102重新安裝該蓋子144，使得該蓋子144的蓋子部分146被耦接至該外套管112，且該蓋子144之插頭部分148縱長地延伸於藉由該插頭組件102所界定的流體通道104內。
此寫入之敘述使用範例來揭示本發明，包括該最佳模式，且亦能夠使任何熟諳此技術領域者實踐本發明，包括製成及使用任何裝置或系統，且施行任何併入之方法。本發明的可以取得專利之範圍係藉由該等申請專利範圍所界定，並可包括對於那些熟諳此技術領域者所發想到的其他範例。此等其他範例係意欲在該等申請專利之範圍內，前提係它們包括未與該等申請專利範圍的本義語言不同之結構元件，或如果它們包括具有與該等申請專利範圍的本義語言無實體差異之同等結構元件。
10:氣渦輪引擎
12:中線軸
14:核心引擎
16:風扇區段
18:外殼體
20:入口
22:升壓壓縮機
24:軸向流動壓縮機
26:燃燒器
28:第一渦輪
30:第一驅動軸桿
32:第二渦輪
34:第二驅動軸桿
36:排氣噴嘴
37:減速裝置
38:風扇轉子組件
40:風扇殼體
42:導引導流片
44:風扇轉子葉片
46:下游區段
48:氣流導管
50:空氣流動
52:入口
54:空氣流動
56:空氣流動
58:箭頭
60:燃燒產物
62:進入通口

Claims (15)

  1. 一種用於氣渦輪引擎的內部構件之原位清潔之系統，該氣渦輪引擎包括外殼體及內殼體，該系統包含：插頭組件，界定縱長地延伸於入口端部及出口端部間之流體通道，該插頭組件經建構用於待安裝在該氣渦輪引擎的進入通口內，使得該流體通道界定一在該內殼體及外殼體間之流動路徑，用於在該氣渦輪引擎的內部內供給清潔流體，該插頭組件包括至少局部地界定該流體通道之內套管、及經建構用於承納該內套管的一部分之外套管，該內套管經建構用於待耦接至該內殼體，且該外套管經建構用於待耦接至該外殼體；及流體導管，經建構用於待耦接在經定位於該氣渦輪引擎外部之流體來源與該插頭組件的該入口端部之間，用於將該清潔流體供給至該插頭組件，藉此，由該流體導管所供給的該清潔流體係由該入口端部引導經過該流體通道至該出口端部，且係由該插頭組件排出進入該氣渦輪引擎之該內部。
  2. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該外套管界定環繞該外套管的外周邊之外螺紋區域，該外螺紋區域經建構用於嚙合經由該外殼體所界定的該進入通口之對應螺紋部分。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之系統，其中該內套管界定環繞該內套管的外周邊之內螺紋區域，該內螺紋區域經建構用於嚙合經由該內殼體所界定的該進入通口之對應 螺紋部分。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之系統，其中該內套管經建構用於相對該外套管運動，而在該內殼體及該外殼體之間所界定的徑向距離中有變動。
  5. 如申請專利範圍第4項之系統，其中偏向構件經耦接在該內套管及該外套管之間，以允許該內套管相對該外套管運動，而於該徑向距離中有變動。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之系統，其中該外套管的螺紋端部分界定該插頭組件之該入口端部，該流體導管經建構用於待耦接至該螺紋端部分。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之系統，其中該系統另包含可移去蓋子，經建構用於在該插頭組件的該入口端部處耦接至該外套管。
  8. 如申請專利範圍第7項之系統，其中該可移去蓋子包括經建構用於待耦接至該外套管的蓋子部分、及由該蓋子部分向外延伸之插頭部分，該插頭部分經建構用於當該蓋子部分經耦接至該外套管時，在該流體通道內於該插頭組件的該入口及該出口端部之間縱長地延伸。
  9. 一種氣渦輪引擎，包含：外殼體，該外殼體界定該氣渦輪引擎的進入通口的外部；內殼體，由該外殼體徑向地朝內隔開達一徑向距離，該內殼體界定該進入通口之內部；插頭組件，界定縱長地延伸於入口端部及出口端部間 之流體通道，該插頭組件經安裝在該進入通口的該內部及該外部內，使得該流體通道界定一在該內殼體及該外殼體間之流動路徑，用於在該氣渦輪引擎的內部供給清潔流體，該插頭組件包括至少局部地界定該流體通道之內套管、及經建構用於承納該內套管的一部分之外套管，該內套管經耦接至該內殼體，且該外套管經耦接至該外殼體；及蓋子，經建構用於在該插頭組件的該出口端部處可移去地耦接至該外套管，該蓋子經建構用於當該蓋子經安裝至該插頭組件上時防止經過該流體通道之流體流動。
  10. 一種用於氣渦輪引擎的內部構件之原位清潔的方法，該氣渦輪引擎包括內殼體及外殼體，該方法包含：接近經安裝在進入通口內之插頭組件，該進入通口經由該氣渦輪引擎的該內殼體及該外殼體所界定，該插頭組件界定縱長地延伸於入口端部及出口端部間之流體通道，使得該流體通道界定一在該內殼體及該外殼體間之流動路徑，該插頭組件包括至少局部地界定該流體通道的內套管、及經建構用於承納該內套管之一部分的外套管；耦接一經定位在該氣渦輪引擎外部之流體來源及該插頭組件的該入口端部間之流體導管；及將清潔流體由該流體來源經過該流體導管供給至該插頭組件，使得該清潔流體係引導經過藉由該插頭組件所界定的該流體通道，並由該插頭組件之該出口端部經排出進入該氣渦輪引擎的內部。
  11. 如申請專利範圍第10項之方法，另包含將該插頭組件安裝在經由該氣渦輪引擎的該內殼體及該外殼體所界定之該進入通口內。
  12. 如申請專利範圍第11項之方法，其中將該插頭組件安裝在該進入通口內包含：在經由該外殼體所界定的該進入通口之外部處將該插頭組件的該外套管耦接至該外殼體；及在經由該內殼體所界定之該進入通口的內部將該插頭組件之該內套管耦接至該內殼體。
  13. 如申請專利範圍第10至12項中任一項之方法，另包含在耦接該流體導管至該插頭組件的該入口端部之前由該插頭組件移去蓋子，該蓋子包括經建構用於待耦接至該外套管的蓋子部分及由該蓋子部分向外延伸之插頭部分。
  14. 如申請專利範圍第13項之方法，另包含在該清潔流體已經過該插頭組件供給之後相對該插頭組件重新安裝該蓋子，使得該蓋子部分係耦接至該外套管，且該插頭部分縱長地延伸在藉由該插頭組件所界定的該流體通道內。
  15. 如申請專利範圍第10至12項中任一項之方法，其中該內套管經建構用於相對該外套管運動，而在該內殼體及該外殼體之間所界定的徑向距離中有變動。
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