CN106988801B - 用于清洁燃气涡轮发动机的系统和方法和相关冲洗台 - Google Patents

Abstract

一种用于清洁燃气涡轮发动机的系统可大体包括冲洗台，其具有基部框架和多个流体喷射喷嘴，流体喷射喷嘴构造成相对于燃气涡轮发动机由基部框架支承。喷嘴可构造成在风扇叶片沿旋转方向旋转时，将清洁流体喷射通过发动机的风扇壳的入口，使得清洁流体被引导经过旋转风扇叶片且被引导到发动机的压缩机入口中。另外，各个喷嘴可按相对于多个风扇叶片的旋转方向限定的正切向角度定向。系统可还包括流体源，它与冲洗台处于流连通，以将清洁流体供应到多个流体喷射喷嘴。

Description

用于清洁燃气涡轮发动机的系统和方法和相关冲洗台

技术领域

本主题大体涉及燃气涡轮发动机，并且更特别地，涉及用于清洁燃气涡轮发动机的系统和方法和在清洁发动机时使用的相关冲洗台。

背景技术

燃气涡轮发动机典型地包括涡轮机核心，它具有成连续流关系的高压压缩机、燃烧器和高压涡轮流。核心可按已知的方式运行，以产生主要气体流。高压压缩机包括成环形阵列(“排”)的固定导叶，它们将进入发动机中的空气引导到压缩机的下游旋转叶片中。一排压缩机导叶和一排压缩机叶片共同组成压缩机的“级”。类似地，高压涡轮包括成环形排的固定喷嘴导叶，它们将离开燃烧器的气体引导到涡轮的下游旋转叶片中。一排喷嘴导叶和一排涡轮叶片共同组成涡轮的“级”。典型地，压缩机和涡轮两者包括多个连续的级。

由于燃气涡轮发动机的运行，灰尘、碎屑和其它物质随着时间的推移可聚积到发动机的内部构件上，这可导致这样的构件的运行效率降低。例如，灰尘层和其它物质往往被烧硬在高压压缩机的翼型件上。为了移除这样的物质淀积，当前清洁方法使用单个导管将水喷射到压缩机入口中。不幸的是，这样的传统清洁方法对压缩机翼型件提供的清洁往往不足，特别是位于压缩机的后面的级内的翼型件。

因此，用于清洁燃气涡轮发动机的内部的改进的系统和方法在本技术领域内将是受欢迎的。

发明内容

将在以下描述中部分地阐述本发明的方面和优点，或者根据该描述，本发明的方面和优点可为明显的，或者可通过实践本发明来学习本发明的方面和优点。

一方面，本主题涉及一种用于清洁燃气涡轮发动机的系统，其中，燃气涡轮发动机包括多个风扇叶片和包围风扇叶片的风扇壳。系统可大体包括冲洗台，冲洗台具有基部框架和构造成相对于燃气涡轮发动机由基部框架支承的多个流体喷射喷嘴。喷嘴可构造成在风扇叶片沿旋转方向旋转时将清洁流体喷射通过风扇壳的入口，使得清洁流体被引导经过旋转风扇叶片且被引导到燃气涡轮发动机的压缩机入口中。另外，各个喷嘴可按相对于多个风扇叶片的旋转方向限定的正切向角度定向。系统还可包括与冲洗台处于流连通的流体源，以将清洁流体供应到多个流体喷射喷嘴。

另一方面，本主题涉及一种用于清洁燃气涡轮发动机的方法，其中，燃气涡轮发动机包括多个风扇叶片和包围风扇叶片的风扇壳。方法可大体包括相对于燃气涡轮发动机定位冲洗台。冲洗台可包括多个流体喷射喷嘴，它们构造成沿竖向支承在燃气涡轮发动机附近的位置处。方法还可包括运行燃气涡轮发动机，使得风扇叶片沿旋转方向围绕燃气涡轮发动机的中心线旋转，以及在风扇叶片旋转时，将清洁流体从喷嘴喷射通过风扇壳的入口，使得清洁流体被引导经过旋转的风扇叶片且被引导到燃气涡轮发动机的压缩机入口中。另外，各个喷嘴可按相对于多个风扇叶片的旋转方向限定的正切向角度定向。

技术方案1. 一种用于清洁燃气涡轮发动机的系统，所述燃气涡轮发动机包括多个风扇叶片和包围所述多个风扇叶片的风扇壳，所述系统包括：

冲洗台，所述冲洗台包括基部框架和多个流体喷射喷嘴，所述多个流体喷射喷嘴构造成相对于所述燃气涡轮发动机由所述基部框架支承，所述多个流体喷射喷嘴构造成在所述多个风扇叶片沿旋转方向旋转时，将清洁流体喷射通过所述风扇壳的入口，使得所述清洁流体被引导经过所述多个旋转风扇叶片，并且被引导到所述燃气涡轮发动机的压缩机入口中；以及

流体源，其与所述冲洗台处于流连通，以将所述清洁流体供应到所述多个流体喷射喷嘴，

其中，各个流体喷射喷嘴以相对于所述多个风扇叶片的旋转方向限定的正切向角度定向。

技术方案2. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述多个风扇叶片中的各个包括前缘和后缘，并且在所述前缘和所述后缘之间限定交错角度，所述交错角度对应于相对于所述多个风扇叶片的旋转方向限定的负切向角度。

技术方案3. 根据技术方案2所述的系统，其特征在于，在所述清洁流体被引导经过所述多个旋转风扇叶片所处的径向位置，所述负切向角度的范围为从小于零度到-60度。

技术方案4. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述正切向角度的范围为从大于零度到60度。

技术方案5. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，各个流体喷射喷嘴相对于所述燃气涡轮的中心线沿径向向内定向。

技术方案6. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述清洁流体在范围为60psi至900 psi的压力下供应到所述多个流体喷射喷嘴。

技术方案7. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，可相对于所述基部框架调节所述多个流体喷射喷嘴中的各个的切向定向或径向定向中的至少一个。

技术方案8. 根据技术方案7所述的系统，其特征在于，所述多个流体喷射喷嘴中的各个的所述切向定向或所述径向定向中的所述至少一个构造成基于在所述清洁流体喷射通过所述风扇壳的入口时，所述燃气涡轮发动机转动所处的转子速度来调节。

技术方案9. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述多个流体喷射喷嘴联接到所述基部框架上，以便形成环形喷嘴阵列。

技术方案10. 根据技术方案9所述的系统，其特征在于，所述多个流体喷射喷嘴通过环形喷嘴歧管联接到所述基部框架上。

技术方案11. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述多个流体喷射喷嘴构造成在所述燃气涡轮发动机以等于或大于与所述燃气涡轮发动机的干式电动回转速度、空转速度或部分节流速度中的至少一个相关联的转子速度的转子速度运行时将所述清洁流体喷射通过所述风扇壳的入口。

技术方案12. 一种用于清洁燃气涡轮发动机的方法，所述燃气涡轮发动机包括多个风扇叶片和包围所述多个风扇叶片的风扇壳，所述方法包括：

相对于所述燃气涡轮发动机定位冲洗台，所述冲洗台包括构造成沿竖向支承在所述燃气涡轮发动机附近的位置处的多个流体喷射喷嘴；

运行所述燃气涡轮发动机，使得所述多个风扇叶片沿旋转方向围绕所述燃气涡轮发动机的中心线旋转；以及

在所述多个风扇叶片旋转时，将清洁流体从所述多个流体喷射喷嘴喷射通过所述风扇壳的入口，使得所述清洁流体被引导经过所述多个旋转风扇叶片且被引导到所述燃气涡轮发动机的压缩机入口中，

其中，各个流体喷射喷嘴以相对于所述多个风扇叶片的旋转方向限定的正切向角度定向。

技术方案13. 根据技术方案12所述的方法，其特征在于，所述多个风扇叶片中的各个包括前缘和后缘，并且在所述前缘和所述后缘之间限定交错角度，所述交错角度对应于相对于所述多个风扇叶片的旋转方向限定的负切向角度。

技术方案14. 根据技术方案13所述的方法，其特征在于，在所述清洁流体被引导经过所述多个旋转风扇叶片所处的径向位置，所述负切向角度范围为从小于零度到-60度。

技术方案15. 根据技术方案12所述的方法，其特征在于，所述正切向角度范围为从大于零度至60度。

技术方案16. 根据技术方案12所述的方法，其特征在于，各个流体喷射喷嘴沿径向向内相对于所述燃气涡轮发动机的中心线定向。

技术方案17. 根据技术方案12所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括从流体源对所述多个流体喷射喷嘴供应所述清洁流体，其中，所述清洁流体在范围为60 psi至900 psi的压力下供应到所述多个流体喷射喷嘴。

技术方案18. 根据技术方案12所述的方法，其特征在于，可相对于所述燃气涡轮发动机的中心线来调节所述多个流体喷射喷嘴中的各个的切向定向或径向定向中的至少一个。

技术方案19. 根据技术方案12所述的方法，其特征在于，所述冲洗台进一步包括基部框架，所述多个流体喷射喷嘴联接到所述基部框架上，以便形成环形喷嘴阵列，其中，相对于所述燃气涡轮发动机定位所述冲洗台包括相对于所述燃气涡轮发动机定位所述冲洗台，使得所述环形喷嘴阵列的中心线与所述燃气涡轮发动机的中心线对齐。

技术方案20. 根据技术方案12所述的方法，其特征在于，运行所述燃气涡轮发动机包括使所述燃气涡轮发动机在等于或大于与所述燃气涡轮发动机的干式电动回转速度、空转速度或部分节流速度中的至少一个相关联的转子速度的转子速度下运行。

参照以下描述和所附权利要求，将更好地理解本发明的这些和其它特征、方面和优点。附图结合此说明书中且构成其一部分，附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用来说明本发明的原理。

附图说明

在说明书中对本领域普通技术人员阐述本发明的完整和能够实施的公开，包括其最佳模式，说明书参照了附图，其中：

图1示出根据本主题的各方面的可在飞机内使用的燃气涡轮发动机的一个实施例的横截面图；

图2示出根据本主题的各方面的用于清洁燃气涡轮发动机的系统的一个实施例的简化视图，其特别地示出了该系统包括冲洗台，冲洗台流通地联接到流体源上，以将清洁流体供应到冲洗台的多个流体喷射喷嘴；

图3示出图1中显示的燃气涡轮发动机的一部分和图2中显示的冲洗台的横截面侧视图，其特别地示出了冲洗台定位在燃气涡轮发动机的轴向前端附近，以允许清洁流体从喷嘴排出且进入到发动机的内部中；

图4示出公开的冲洗台的喷嘴和燃气涡轮发动机的多个风扇叶片的简化径向视图，其特别地示出了喷嘴和风扇叶片相对于发动机中心线的不同的切向定向；以及

图5示出根据本主题和各方面的用于清洁燃气涡轮发动机的方法的一个实施例的流程图。

部件列表

10发动机

12轴线

12发动机中心线

14核心发动机

16风扇区段

18外壳

20环形压缩机入口

20压缩机入口

22增压压缩机

24轴向流压缩机

24高压压缩机

26燃烧器

28涡轮

30轴

32涡轮

34轴

36喷嘴

37装置

38组件

40风扇壳

42导叶

44叶片

46区段

48管道

50空气流

52入口

56压缩空气流

60燃烧产物

100系统

102冲洗台

104表面

104源

105流体源

108基部框架

108地面

110喷嘴

112结构部件

112框架部件

114结构部件

114架台部件

116地面

118歧管

120竖向高度

120压缩机入口

124中心线

126泵

128储槽或贮存器

130流径

132径向角度

134切向角度

136交错角度

138方向

144压力侧

146吸力侧

148前缘

150后缘

200方法。

具体实施方式

现在将详细地参照本发明的实施例，在图中示出实施例的一个或多个示例。以说明本发明而非限制本发明的方式提供各个示例。实际上，对本领域技术人员明显的将是，可对本发明作出各种修改和改变，而不偏离本发明的范围或精神。例如，示为或描述成一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因而，意于的是本发明覆盖在所附权利要求和它们的等效方案的范围内的这样的修改和改变。

大体上，本主题涉及一种用于清洁设计成用于在飞机内使用的燃气涡轮发动机的系统和方法。在若干实施例中，公开的系统可包括冲洗台，冲洗台具有多个流体喷射喷嘴，它们构造成将大量清洁流体喷射通过发动机风扇且进入到增压压缩机中，以便后续输送到燃气涡轮发动机的高压压缩机。特别地，冲洗台最初可定位在发动机的前部端或前端附近，诸如通过使冲洗台滚动或移动到飞机的位置或者通过使飞机移动到冲洗台的位置。之后，在发动机运转的情况下，大量清洁流体(例如，水或任何其它基于水的液体)可喷射通过风扇，使得允许清洁流体被引导到压缩机入口中。然后大量流清洁流体可在发动机运行时被引导通过增压压缩机和/或高压压缩机，以允许清洁流体清洁沿着发动机的工作流体流径设置的各种内部构件。

在若干实施例中，可选择冲洗台的各种喷嘴相对于燃气涡轮发动机的定向，以便允许清洁流体喷射经过发动机的旋转风扇叶片且进入到压缩机入口中。特别地，如下面将描述的那样，喷嘴可相对于发动机中心线成角度，使得清洁流体沿着从喷嘴出口沿径向向内延伸的流径从喷嘴排出。另外，喷嘴可具有相对于发动机中心线的周向或切向定向，使得各个喷嘴构造成以正切向角度(基于风扇叶片的旋转方向限定)排出流体。因而，随着风扇叶片在燃气涡轮发动机运行时旋转，可沿着允许清洁流体在旋转风扇叶片之间流动且流到压缩机入口中的正切向轨迹引导从喷嘴排出的清洁流体。

应当理解，公开的系统和有关方法可为清洁燃气涡轮发动机的内部提供许多优点。例如，如果能够将大量目标清洁流体流提供到发动机核心中，则可对燃气涡轮发动机的内部构件提供更大的清洁作用，诸如高压压缩机的翼型件。另外，如果清洁操作在发动机运转时进行，被引导到压缩机入口中的清洁流体将被加热和加压，从而提高从系统中移除和洗掉积聚在燃气涡轮的内部构件(特别是高压压缩机的后部翼型件)上的任何物质的可能性。

现在参照附图，图1示出根据本主题的各方面的可在飞机内使用的燃气涡轮发动机10的一个实施例的横截面图，其中显示了发动机10具有延伸通过其中的纵向或轴向中心轴线12，其用于参照目的。大体上，发动机10可包括核心燃气涡轮发动机(大体由参考符号14指示)和定位在其上游的风扇区段16。核心发动机14可大体包括基本管状外壳18，它限定环形压缩机入口20。另外，外壳18可进一步封闭和支承增压压缩机22，以使通过压缩机入口20进入核心发动机14的空气的压力提高到第一压力水平。然后高压多级轴向流压缩机24可接收来自增压压缩机22的加压空气且进一步提高这种空气的压力。然后离开高压压缩机24的加压空气可流到燃烧器26，在燃烧器26内，燃料喷射到加压空气流中，产生的混合物在燃烧器26内燃烧。高能燃烧产物从燃烧器26沿着发动机10的热气路径被引导到第一(高压)涡轮28，以通过第一(高压)传动轴30驱动高压压缩机24，然后被引导到第二(低压)涡轮32，以通过第二(低压)传动轴34驱动增压压缩机22和风扇区段16，第二(低压)传动轴34大体与第一传动轴30同轴。在驱动涡轮28和32中的各个之后，燃烧产物可通过排气喷嘴36从核心发动机14排出，以提供推进式射流推力。

另外，如图1中显示的那样，发动机10的风扇区段16可大体包括可旋转的轴向流风扇转子组件38，它构造成被环形风扇壳40包围。本领域普通技术人员应理解，风扇壳40可构造成相对于核心发动机14由多个基本沿径向延伸的沿周向间隔开的出口导叶42支承。因而，风扇壳40可封闭风扇转子组件38及其对应的风扇转子叶片44。此外，风扇壳40的下游区段46可在核心发动机14的外部部分上面延伸，以便限定辅助或旁通空气流管道48，它提供额外的推进式射流推力。

应当理解，在若干实施例中，第二(低压)传动轴34可直接联接到风扇转子组件38上，以提供直驱构造。备选地，第二传动轴34可通过减速装置37(例如，减速齿轮或齿轮箱)联接到风扇转子组件38上，以提供间接驱动或齿轮驱动构造。还可如期望或需要的那样在发动机10内的任何其它合适的轴和/或轴杆之间提供这种减速装置(一个或多个)。

在发动机10的运行期间，应当理解，初始空气流(由箭头50指示)可通过风扇壳40的相关联的入口52进入发动机10。然后空气流50传送通过风扇叶片44，并且分成移动通过管道48的第一压缩空气流(由箭头54指示)和通过压缩机入口20进入增压压缩机22的第二压缩空气流(由箭头56指示)。然后第二压缩空气流56的压力升高，并且进入高压压缩机24(由箭头58指示)。在燃烧器26内与燃料混合且燃烧之后，燃烧产物60离开燃烧器26且流过第一涡轮28。之后，燃烧产物60流过第二涡轮32且离开排气喷嘴36，以对发动机10提供推力。

现在参照图2-4，示出根据本主题的各方面的用于清洁燃气涡轮发动机10的系统100的一个实施例。特别地，图2示出冲洗台102和公开的系统100的各种其它构件的简化视图。图3示出图1中显示的燃气涡轮发动机10的一部分和图2中显示的冲洗台102的侧面横截面图，其特别地示出了冲洗台102定位在燃气涡轮发动机10的前部端或前端附近，以允许清洁流体喷射到其中。另外，图4示出公开的系统100的喷嘴110和燃气涡轮发动机10的多个风扇叶片44的简化径向视图，其特别地示出风扇叶片44和喷嘴110相对于发动机中心线12的不同的切向定向。

如图2中特别地显示的那样，系统100可包括冲洗台102，冲洗台102构造成流通地联接到流体表面104上(例如，通过合适的软管或流体管道106)。大体上，冲洗台102可包括基部框架108和由基部框架108支承的多个流体喷射喷嘴110。基部框架108可由多个结构部件112、114形成，多个结构部件112、114构造成相对于地面116沿竖向支承喷嘴110。例如，如图2中显示的那样，基部框架108可包括构造成联接到喷嘴110(例如，通过喷嘴歧管118)的一个或多个框架部件112和支承在地面116上的一个或多个架台部件114上，其中架台部件(一个或多个)114构造成联接到框架部件(一个或多个)112上，以便使基部框架108相对于地面116保持沿竖向直立。在示出的实施例中，显示了架台部件114直接定位到地面116上。但是，在其它实施例中，多个轮脚或轮子可在定位架台部件114和地面116之间，以允许冲洗台102在地面116上滚动。

应当理解，可选择基部框架108的具体构造，使得冲洗台102的竖向高度120对应于适合相对于燃气涡轮发动机10对齐喷嘴110的高度。例如，如图3中显示的那样，可选择基部框架108的结构部件(一个或多个)112、114的尺寸/构造，使得基部框架108构造成在相对于地面116的竖向位置处支承喷嘴110，这允许在基部框架108置于地面108上靠近发动机10的前部端或前端时，喷嘴110定位在风扇壳40的入口52附近。在这点上，还应理解，可如期望或需要的那样调节结构部件(一个或多个)12、114的尺寸/构造，以适应相对于地面116位于不同的竖向高度处的发动机。例如，如图2中的箭头122指示的那样，一个或多个框架部件(一个或多个)112的长度可改变(例如，使用伸缩构造)，以允许调节冲洗台102的竖向高度120。

在若干实施例中，流体喷射喷嘴110可联接到基部框架108上，以便形成环形喷嘴阵列，以将清洁流体喷射通过风扇壳44的入口52且进入到燃气涡轮发动机10的内部中。在这样的实施例中，冲洗台102可构造成相对于燃气涡轮发动机10定位，使得成环形阵列的喷嘴110的中心线124(图3)大体与发动机10的中心线12对齐。因而，各个喷嘴110可大体定位在相对于发动机中心线12的相同径向位置处。

如图2中显示的那样，在一个实施例中，各个喷嘴110可通过环形喷嘴歧管118联接到基部框架108上，其中各种喷嘴110围绕歧管118沿周向彼此间隔开。在这种实施例中，各个喷嘴110可设置成与限定在歧管118的内部内的流体流径处于流连通，使得通过公共流体管线对所有喷嘴110供应清洁流体。例如，如图2中显示的那样，可在流体源104和歧管118之间提供流体管道106。因而，从流体源105供应的清洁流体可被引导通过流体管道106且进入到歧管118中，供后续输送到各个喷嘴110。

应当理解，在一个实施例中，歧管118可构造成单独联接到基部框架108上，诸如通过将歧管118焊接到一个或多个框架部件112上，或者通过用合适的机械紧固件将歧管118联接到基部框架108上。备选地，歧管118可与基部框架108一体地形成，或者以别的方式形成其一部分。

还应当理解，流体源104可大体对应于能够对冲洗台102供应清洁流体的任何合适的流体源。在若干实施例中，流体源104可构造成对清洁流体加压，供后续输送到喷嘴110。例如，如图2中显示的那样，流体源104可对应于移动式清洁单元，移动式清洁单元包括泵126，泵126构造成接收来自位于单元(或来自清洁单元外部的源)内的储槽或贮存器128的清洁流体，并且将流体加压到合适的流体压力。特别地，在一个实施例中，清洁流体可在范围从大约60磅每英寸(psi)到大约900 psi的压力下供应到喷嘴110，诸如从大约100 psi到大约700 psi或者从大约200 psi到大约400 psi，以及它们之间任何其它合适的子范围。如将在下面描述的那样，这种流体压力可如需要或期望的那样改变，以确保从喷嘴110排出的清洁流体被引导经过风扇叶片44且进入到压缩机入口20中。此外，流体压力以及喷嘴110的数量和孔径可决定喷射到发动机10中的清洁流体的量。大体上，对于发动机在执行清洁操作的期间运转的实施例，最大程度地提高流量，而引起任何运行问题(诸如熄火或迟延)可能是合乎需要的。

另外，应当理解，在系统100内使用的清洁流体可大体对应于任何合适的流体。例如，清洁流体可对应于液体、气体和/或它们的任何组合(例如，泡沫)。在特定实施例中，清洁流体可对应于水(例如，蒸馏水)或任何其它基于水的液体(例如，含水的溶液/混合物和清洁剂或任何其它合适的添加剂)。

特别参照图3和4，在若干实施例中，流体喷射喷嘴110可构造成相对于发动机10的中心线12定向，使得从各个喷嘴110排出的清洁流体被引导通过风扇壳40且进入到压缩机入口20中。例如，各个喷嘴110可相对于发动机中心线12沿径向向内定向，使得从喷嘴110排出的清洁流体直接沿着具有沿径向向内分量的流径(由图3中的箭头130指示)。特别地，如图3中显示的那样，各个喷嘴110可按相对于发动机中心线12限定的径向角度132沿轴向向后和沿径向向内延伸。在这种实施例中，可基于喷嘴110和压缩机入口120的相对径向位置来选择各个喷嘴110的径向角度132，以提供期望流径130来引导清洁流体通过风扇壳40且进入到压缩机入口20中。

应当理解，在若干实施例中，可调节喷嘴110的径向定向，以适应不同的发动机构造。例如，对于具有更小或更大风扇转子半径的发动机，可调节各个喷嘴110的径向角度132，以解决喷嘴110和较小/较大发动机的压缩机入口20之间的相对径向位置差。可使用任何合适的手段和/或方法来实现这种调节喷嘴110的径向定向的能力。例如，在一个实施例中，喷嘴110可移动地联接到歧管118上(例如，通过枢转或铰接联接)，以允许调节各个喷嘴110相对于歧管118的定向。备选地，喷嘴110可移除地联接到歧管118上。例如，当想要将具有不同的径向定向的喷嘴110安装在冲洗台`01上时，可移除现有喷嘴110，并且用具有期望径向定向的喷嘴110代替。

另外，如图4中显示的那样，喷嘴110可相对于发动机中心线12沿周向或沿切向定向，以允许在风扇叶片44在发动机10的运行期间旋转时，清洁流体喷射经过风扇叶片44且进入到压缩机入口20中。特别地，在若干实施例中，各个喷嘴110可构造成以切向角度134排出清洁流体，切向角度134沿与风扇叶片44的对应的预先限定的交错角度136相反的方向定向。例如，如图4中显示的那样，各个喷嘴110可按正切向角度134相对于发动机中心线12定向，而各个风扇叶片44可相对于发动机中心线12限定对应于负切向角度的交错角度136。如本文使用，用语“正切向角度”和“负切向角度”用来区分相对于风扇叶片44的旋转方向(由图4中的箭头138指示)限定的切向角度。例如，如图4中显示的那样，喷嘴110的切向角度134限定为正的，因为角度134的切向分量(由箭头140指示)沿与风扇叶片44的旋转方向138相同的方向定向。相反，各个风扇叶片44的交错角度136限定为负切向角度，因为角度136的切向分量(由箭头142指示)沿与风扇叶片44的旋转方向138相反的方向定向。

应当理解，交错角度136大体对应于限定在平行于发动机中心线12延伸的基准线和连接风扇叶片44的前缘和后缘的直线之间的角度。例如，如图4中显示的那样，各个风扇叶片44可包括在前缘148和后缘150之间延伸的压力侧144和吸力侧146。如示出实施例中显示的那样，各个风扇叶片44的前缘148 在风扇叶片44的旋转方向138上在后缘150前方或者在其前面，从而限定负交错角度136。

应当理解，风扇叶片44的交错角度136可大体随着各个风扇叶片44沿径向向外朝风扇壳40延伸而改变。但是，在特定实施例中，在清洁流体喷射经过风扇叶片44所处的径向位置(例如，图3中显示的径向位置152)的各个风扇叶片44的交错角度136的范围大体可为小于零度至大约-60度，诸如大约-10度至大约-50度或者大约-20度至大约-40度，以及它们之间的任何其它子范围。

另外，应当理解，可大体选择与各个喷嘴110相关联的切向角度134以及供应到喷嘴110的清洁流体的压力，以便确保清洁流体以合适的流体速度和切向定向从喷嘴110排出，以允许所有流体或大部分流体被引导到旋转风扇叶片44之间且使其进入到压缩机入口20中。就此而言，达到这种结果所需的切向角度134和流体压力可取决于发动机构造而改变，即，风扇叶片44的交错角度136和风扇转子半径，以及在执行清洁操作期间风扇叶片44旋转时的转子速度。因而，在若干实施例中，可调节喷嘴110的切向定向和/或供应到喷嘴110的清洁流体的压力，以对从喷嘴110排出的清洁流体提供期望流特性。例如，在一个实施例中，喷嘴110的切向定向可相对于歧管118固定。在这种实施例中，可按需要调节供应到喷嘴110的流体的压力，使得从喷嘴110排出的清洁流体的流体速度足以允许清洁流体喷射经过旋转风扇叶片44且进入到压缩机入口20中。备选地，可相对于歧管118调节喷嘴110的切向定向，诸如通过在喷嘴110和歧管118之间提供枢转或铰接连接。例如，可单独调节或者与对应的压力调节结合起来调节喷嘴110的切向定向，以确保清洁流体被引导到风扇叶片44之间且使其进入到压缩机入口20中。

如上面指示的那样，由喷嘴110限定的切向角度可能需要随许多涡轮参数而改变，包括发动机10在执行清洁操作期间的转子速度。但是，大体上，当发动机以最小转子速度或较高的速度(例如，等于或大于与相关联的发动机10的干式电动回转速度、空转速度和/或部分节流速度相关联的转子速度的转子速度)运行时，由各个喷嘴110限定的切向角度134的变化范围可为大于零度到大约60，诸如范围为大约10度至大约50度或大约20度至大约40度和/或它们之间的任何其它子范围的切向角度。

另外，应当理解，在若干实施例中，可根据执行清洁操作期间时发动机运转所处的转子速度来调节喷嘴110的切向定向和/或径向定向。例如，喷嘴110可构造成基于发动机运行所处的转子速度来设定成处于预定切向角度134和/或预定径向角度132。这样调节喷嘴110的定向可独立于由于发动机径向大小的原因引起的任何角度调节或者与其结合起来。例如，在一个实施例中，喷嘴110可构造成基于转子速度和风扇半径的组合而设定成处于预定切向角度134和/或预定径向角度132。

现在参照图5，示出了根据本主题的各方面的用于清洁燃气涡轮发动机的方法200的一个实施例的流程图。大体上，将在本文参照上面参照图1所描述的燃气涡轮发动机10和上面参照图2-4所描述的系统100来论述方法200。但是，本领域普通技术人员应理解的是，公开的方法200可大体用具有任何其它合适的发动机构造的燃气涡轮发动机和/或具有任何其它合适的系统构造的系统实现。另外，虽然为了说明和论述，图5描绘了按特定顺序执行步骤，但本文论述的方法不局限于任何特定顺序或布置。使用本文提供的公开的本领域技术人员将理解可按各种方式省略、重新布置、组合和/或修改本文公开的方法的各种步骤，而不偏离本公开的范围。

如图5中显示的那样，在(202)处，方法200可包括相对于燃气涡轮发动机定位冲洗台，冲洗台具有多个流体喷射喷嘴。例如，公开的冲洗台102可定位在燃气涡轮发动机10的前部端或前端附近，使得喷嘴110构造成将清洁流体喷射通过发动机10的风扇壳40。如上面参照图3所描述的那样，在一个实施例中，冲洗台102可相对于燃气涡轮发动机10定位，使得成环形阵列的喷嘴110的中心线124大体与发动机中心线12对齐。应当理解，可通过相对于发动机10移动冲洗台102或者通过相对于冲洗台102移动发动机10，来相对于发动机10定位冲洗台102。

另外，关于(204)，方法200可包括运行燃气涡轮发动机，使得发动机的多个风扇叶片沿旋转方向围绕发动机中心线旋转。特别地，如上面指示的那样，发动机10可在执行公开的清洁方法的期间运转，这可允许从喷嘴110排出的清洁流体在流体被引导通过发动机核心14时被加热和加压。在若干实施例中，燃气涡轮发动机10可在处于或超过发动机10的最小阈值速度的运行速度下运行。例如，最小阈值速度可对应于等于或大于与相关联的发动机10的干式电动回转速度、空转速度和/或部分节流速度相关联的转子速度的转子速度。

仍然参照图5，在(206)处，方法200可包括将清洁流体从流体源供应到冲洗台的喷嘴。特别地，如上面指示的那样，冲洗台102可流通地联接到合适的流体源104上(例如，移动式清洁单元)。因而，清洁流体可从流体源104被引导到冲洗台102(例如，通过合适的流体管道106)。另外，如上面参照图2和3所描述的那样，各种喷嘴110可在一个实施例中流通地联接到公共喷嘴歧管118上。在这种实施例中，从流体源104供应的清洁流体可被引导到歧管118中，以在后续输送到喷嘴110。

此外，在(208)处，方法200可包括在风扇叶片旋转时将清洁流体从喷嘴喷射通过发动机的风扇壳，使得清洁流体被引导经过风扇叶片且进入到发动机的压缩机入口中。特别地，如上面指示的那样，可选择喷嘴110相对于发动机中心线12的径向和/或切向定向，使得从喷嘴110排出的清洁流体被引导到旋转风扇叶片44之间且进入到压缩机入口20中。例如，如上面参照图4所描述的那样，喷嘴110可相对于发动机中心线12以正切向角度134定向(与风扇叶片44的负切向角度或交错角度136相反)，以确保清洁流体以合适的轨迹被引导，以允许流体在不减弱的情况下喷射通过风扇叶片44。

本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及实行任何结合的方法。本发明的可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例包括不异于权利要求的字面语言的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构要素，则它们意于处在权利要求的范围之内。

Claims (12)

1.一种用于清洁燃气涡轮发动机的系统，所述燃气涡轮发动机包括多个风扇叶片和包围所述多个风扇叶片的风扇壳，所述系统包括：

冲洗台，所述冲洗台包括基部框架和多个流体喷射喷嘴，所述多个流体喷射喷嘴构造成相对于所述燃气涡轮发动机由所述基部框架支承，所述多个流体喷射喷嘴中的各个以相对于发动机轴线而限定的径向角度和相对于所述发动机轴线而限定的切向角度定向，其中，所述径向角度和切向角度中的各个独立地定向，使得所述多个流体喷射喷嘴构造成在所述多个风扇叶片沿旋转方向旋转时，将清洁流体喷射通过所述风扇壳的入口，使得所述清洁流体被引导经过所述多个风扇叶片，并且被引导到所述燃气涡轮发动机的压缩机入口中，所述多个流体喷射喷嘴中的各个构造成使得可独立地调节所述径向角度和切向角度；以及

流体源，其与所述冲洗台处于流连通，以将所述清洁流体供应到所述多个流体喷射喷嘴，

其中，各个流体喷射喷嘴以相对于所述多个风扇叶片的旋转方向限定的正切向角度定向，

其中，所述正切向角度的范围为从大于零度到60度，以及

其中，所述多个流体喷射喷嘴将大量清洁流体喷射到所述风扇壳的入口中。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个风扇叶片中的各个包括前缘和后缘，并且在所述前缘和所述后缘之间限定交错角度，所述交错角度对应于相对于所述多个风扇叶片的旋转方向限定的负切向角度，以及

其中，所述清洁流体经加热。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，在所述清洁流体被引导经过所述多个风扇叶片所处的径向位置，所述负切向角度的范围为从小于零度到-60度。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述正切向角度的范围为10度到50度。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，各个流体喷射喷嘴相对于所述燃气涡轮发动机的中心线沿径向向内定向，以及

其中，所述清洁流体在范围为60 psi至900 psi的压力下供应到所述多个流体喷射喷嘴。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述清洁流体在范围为100 psi至700 psi的压力下供应到所述多个流体喷射喷嘴。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述清洁流体在范围为200 psi至400 psi的压力下供应到所述多个流体喷射喷嘴。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，可相对于所述基部框架调节所述多个流体喷射喷嘴中的各个的切向角度或径向角度中的至少一个。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述多个流体喷射喷嘴中的各个的所述切向角度或所述径向角度中的所述至少一个构造成基于在所述清洁流体喷射通过所述风扇壳的入口时，所述燃气涡轮发动机转动所处的转子速度来调节。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述多个流体喷射喷嘴联接到所述基部框架上，以便形成环形喷嘴阵列，以及

所述正切向角度的范围为20度到40度。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述多个流体喷射喷嘴通过环形喷嘴歧管形成喷嘴的环形阵列。

12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个流体喷射喷嘴构造成在所述燃气涡轮发动机以等于或大于与所述燃气涡轮发动机的干式电动回转速度、空转速度或部分节流速度中的至少一个相关联的转子速度的转子速度运行时将所述清洁流体喷射通过所述风扇壳的入口。

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