專利名稱：用于清潔渦輪風(fēng)扇燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及清潔燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的領(lǐng)域，并且更具體地，涉及用于清潔安裝在飛行器內(nèi)的渦輪風(fēng)扇燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
被安裝作為飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)鉁u輪包括壓縮周圍的空氣的壓縮機(jī)、將燃料與壓縮空氣一起燃燒的燃燒室及為壓縮機(jī)提供動(dòng)力的渦輪。膨脹的燃燒氣體驅(qū)動(dòng)渦輪并且也導(dǎo)致用于推動(dòng)飛行器的推力。
燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)消耗大量的空氣?？諝獍愿≠|(zhì)為形式的外來的顆粒，該顆粒隨氣流進(jìn)入燃?xì)鉁u輪。大多數(shù)外來的顆粒沿著氣路行進(jìn)并且隨排出的氣體離開發(fā)動(dòng)機(jī)。然而，有的顆粒具有粘在在壓縮機(jī)的氣路內(nèi)的部件上的性質(zhì)。象用于產(chǎn)生動(dòng)力的燃?xì)鉁u輪那樣的固定的燃?xì)鉁u輪可以配備用于過濾到壓縮機(jī)的空氣的過濾器。然而，安裝在飛行器內(nèi)的燃?xì)鉁u輪不能配備過濾器，因?yàn)樗赡苁箟毫︼@著下降，因此將燃?xì)鉁u輪更多地暴露給空氣沾染物。典型地，在飛機(jī)場環(huán)境中發(fā)現(xiàn)的沾染物為花粉、昆蟲、發(fā)動(dòng)機(jī)排出物、泄漏的發(fā)動(dòng)機(jī)油、來自工業(yè)活動(dòng)的碳?xì)浠衔?、來自附近海洋的鹽、來自飛行器除冰的化學(xué)物質(zhì)及象灰塵那樣的機(jī)場地面物質(zhì)。
優(yōu)選地，象壓縮機(jī)葉片及槳片那樣的發(fā)動(dòng)機(jī)部件應(yīng)該是拋光的并且是有光澤的。然而，在運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，外來的顆粒的覆蓋層逐步增加。作為壓縮機(jī)污垢，這也是已知的。壓縮機(jī)污垢導(dǎo)致部件的邊界層氣流的性質(zhì)發(fā)生變化。沉積物導(dǎo)致部件表面粗糙度的增加。當(dāng)空氣在部件表面之上流動(dòng)的時(shí)候，表面粗糙度的增加導(dǎo)致邊界層氣流變厚。邊界層氣流的變厚對于壓縮機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)具有負(fù)面影響。在葉片尾緣，氣流形成了尾流。尾流是一種渦流類型的湍流，對氣流具有負(fù)面作用。邊界層越厚，在尾流中的湍流越強(qiáng)烈。與較厚的邊界層在一起的尾流湍流具有減小通過發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量流的結(jié)果。減小的質(zhì)量流是壓縮機(jī)污垢的最意義深遠(yuǎn)的影響。另外，較厚的邊界層及形成在葉片尾緣的較強(qiáng)的尾流湍流導(dǎo)致減小的壓縮壓力增益，該減小的壓縮壓力增益接下來導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)以減小的壓力比例運(yùn)轉(zhuǎn)。在熱發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)領(lǐng)域中的任何技術(shù)人員明白，減小的壓力比例導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的熱力學(xué)效率降低。壓力增益的減小是來自壓縮機(jī)污垢的第二最顯著的影響。壓縮機(jī)污垢不但減小質(zhì)量流及壓力增益，而且減小壓縮機(jī)等熵效率。減小的壓縮機(jī)效率意味著壓縮機(jī)需要更多的動(dòng)力用于壓縮相同量的空氣。減小的質(zhì)量流、壓力比例及等熵效率使發(fā)動(dòng)機(jī)推力能力減小。通過軸從渦輪得到用于驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的動(dòng)力。由于渦輪需要更多的動(dòng)力以驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，用于推進(jìn)的推力是更少的。對于飛行器飛行員，這意味著他必須調(diào)節(jié)更多的動(dòng)力以補(bǔ)償失去的推力。調(diào)節(jié)更多的動(dòng)力意味著增加燃料消耗并因此增加運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。
壓縮機(jī)污垢對環(huán)境也具有負(fù)面影響。由于增加燃料消耗，隨之而來的是象二氧化碳那樣的溫室氣體的釋放的增加。典型地，燃燒1kg航空燃料導(dǎo)致3.1kg二氧化碳的形成。
由于壓縮機(jī)污垢引起的性能損失也使發(fā)動(dòng)機(jī)的耐用性減小。當(dāng)不得不燃燒更多的燃料用于獲得所需的推力的時(shí)候，隨之而來的是在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室腔中的溫度的增加。當(dāng)飛行員調(diào)節(jié)在跑道上的起飛的時(shí)候，在燃燒腔中的溫度是非常高的。溫度不是很遠(yuǎn)離材料能夠承受的限度?？刂七@個(gè)溫度是在發(fā)動(dòng)機(jī)性能監(jiān)測中的關(guān)鍵事項(xiàng)。用在熱氣路部分中的傳感器測量溫度，該熱氣路部分在燃燒室輸出的下游。這作為排出的氣體溫度(EGT)是已知的，并且被仔細(xì)地監(jiān)測。將暴露時(shí)間及溫度記入日志。在發(fā)動(dòng)機(jī)壽命期間，經(jīng)常檢查EGT日志。在EGT記錄的某個(gè)點(diǎn)，為了檢修，不得不停止使用發(fā)動(dòng)機(jī)，這是必須的。
高燃燒室溫度對環(huán)境具有負(fù)面影響。由于燃燒室溫度的增加，隨之而來的是NOx形成的增加。NOx形成在很大程度上有賴于燃燒器的設(shè)計(jì)。然而，對于給定的燃燒器，任何增長的溫度導(dǎo)致NOx增長的增加。
因此，壓縮機(jī)污垢對象增加的燃料消耗、減小的發(fā)動(dòng)機(jī)壽命、增加的二氧化碳和NOx的排放那樣的航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能具有顯著的負(fù)面影響。
噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)可以具有很多不同的設(shè)計(jì)，但是在所有設(shè)計(jì)中都出現(xiàn)了上面提及的問題。典型地，小發(fā)動(dòng)機(jī)有渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)及渦輪螺槳發(fā)動(dòng)機(jī)。這些發(fā)動(dòng)機(jī)的其它變體有雙壓縮機(jī)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)及增壓渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。在較大的發(fā)動(dòng)機(jī)中，有混合流渦輪風(fēng)扇及非混合流渦輪風(fēng)扇，二者可以設(shè)計(jì)成單、雙或者三軸的機(jī)器。這些發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理在此不作描述。
設(shè)計(jì)渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)用于為亞音速飛行器運(yùn)行提供高推力。因此，作為用于商用客機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)，它已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了廣泛的用途。渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)包括風(fēng)扇及核心發(fā)動(dòng)機(jī)。通過來自核心發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇。核心發(fā)動(dòng)機(jī)為燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其被設(shè)計(jì)為使得從核心發(fā)動(dòng)機(jī)軸得到用于驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇的動(dòng)力。將風(fēng)扇安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)的上游。風(fēng)扇包括一個(gè)帶有轉(zhuǎn)子葉片的轉(zhuǎn)子盤及可選擇的一套在轉(zhuǎn)子下游的定子槳片。最初的空氣進(jìn)入風(fēng)扇。象上面討論的那樣，通過昆蟲、花粉及來自鳥類碰撞的殘?jiān)?，風(fēng)扇易于結(jié)垢。通過只使用冷水或者熱水的清洗，可以去除風(fēng)扇污垢。這種清潔清洗過程操作起來是相對容易的。
在風(fēng)扇的下游是核心發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)。對于壓縮機(jī)重要的是，它將空氣壓縮到高壓力比例。由于壓縮工作，隨之而來的是溫度升高。在高壓力壓縮機(jī)中的溫度升高可能象500攝氏度那樣高。我們發(fā)現(xiàn)，與風(fēng)扇比較，壓縮機(jī)易于結(jié)不同種類的污垢。高溫導(dǎo)致更容易將顆粒烘烤到表面并且去除顆粒是更困難的。分析表明，典型地，在核心發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)中發(fā)現(xiàn)的污垢為碳?xì)浠衔?、來自防冰流體的殘?jiān)?、鹽等。去除這種污垢是更困難的。有些時(shí)候，通過只用冷水或者熱水的清洗，可以實(shí)現(xiàn)它。其它時(shí)候，不得不進(jìn)行化學(xué)物質(zhì)的使用。
在這些年期間，已經(jīng)發(fā)展了許多清潔或者清洗技術(shù)。原則上，通過采用軟管并且將水噴到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口中，可以進(jìn)行航空發(fā)動(dòng)機(jī)清洗。然而，由于過程的簡單的本質(zhì)，這種方法具有有限的成功。一種可選擇的方法是用刷子和液體擦洗壓縮機(jī)葉片及槳片。由于它不能清潔壓縮機(jī)的內(nèi)部葉片，這種方法具有有限的成功。而且，它是消耗時(shí)間的。Butler的美國專利No.6,394,108披露了細(xì)的柔性的軟管，從壓縮機(jī)進(jìn)口朝向壓縮機(jī)出口，將該軟管的一端插入到壓縮機(jī)葉片之間。在軟管的插入端是噴嘴。當(dāng)正在將液體泵到軟管中并且通過噴嘴噴射液體的時(shí)候，軟管被緩慢地從壓縮機(jī)縮回。該專利披露了如何完成清洗。然而，清洗效率受限于壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子在清洗期間不能轉(zhuǎn)動(dòng)。Bartos的美國專利No.4,059,123披露了用于渦輪清洗的機(jī)動(dòng)的車。然而，該專利沒有披露如何完成清潔過程。Hodgens II等的美國專利No.4,834,912披露了用于化學(xué)地去除燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的沉積物的清潔合成物。該專利顯示了將液體注入到戰(zhàn)斗機(jī)噴氣飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)中。然而，沒有提供關(guān)于清洗過程的信息。Asplund的美國專利5,868,860披露了用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的帶有進(jìn)口引導(dǎo)槳片的歧管及另一用于發(fā)動(dòng)機(jī)的不帶有進(jìn)口引導(dǎo)槳片的歧管的使用。該專利還披露了作為提供高液體速度的方法的高液體壓力的使用，該高液體速度提高清潔效率。然而，該專利沒有解決涉及污垢及渦輪風(fēng)扇航空發(fā)動(dòng)機(jī)的清洗的特殊的事項(xiàng)。
在下文通過參考圖1描述的結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是本領(lǐng)域中的普通知識(shí)。在圖1中顯示了單軸渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的截面圖。箭頭顯示了通過發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量流。將發(fā)動(dòng)機(jī)1建立在轉(zhuǎn)子軸17周圍，在其前端該轉(zhuǎn)子軸17連接壓縮機(jī)12，而在其后端該轉(zhuǎn)子軸17連接渦輪14。在壓縮機(jī)12的前面是被布置用于分開氣流的錐體104。錐體104不轉(zhuǎn)動(dòng)。壓縮機(jī)具有進(jìn)口18及出口19。在燃燒室13內(nèi)燃燒燃料，其中，熱的排出氣體驅(qū)動(dòng)渦輪14。
清洗裝置包括以管為形式的歧管102，該歧管102在一端連接到噴嘴15，而另一端連接到聯(lián)結(jié)器103。軟管101在一端連接到聯(lián)結(jié)器103，而另一端連接到泵(未顯示)。歧管102位于于錐體104上并因此在清潔過程期間保持在固定的位置內(nèi)。泵將清洗液體泵到噴嘴15，在噴嘴15處它霧化并且形成噴射16。噴嘴15的噴口幾何形狀限定了噴射形狀。有賴于它的設(shè)計(jì)，噴射可以形成象圓形、橢圓形或者長方形那樣的許多形狀。例如，圓形噴射具有圓形分布的小滴，其特征是噴射具有錐體的形狀。橢圓形噴射的特征是橢圓的一個(gè)軸比另一個(gè)長。長方形噴射有點(diǎn)類似于橢圓形噴射但是帶有根據(jù)長方形限定的角。正方形噴射有點(diǎn)類似于圓形噴射，即兩個(gè)幾何軸是等長度的，但是正方形形狀的噴射具有根據(jù)正方形限定的角。
在進(jìn)入壓縮機(jī)之前將液體霧化，以提高進(jìn)到壓縮機(jī)內(nèi)的滲透。一旦處在壓縮機(jī)內(nèi)，小滴碰撞象轉(zhuǎn)子葉片及定子槳片那樣的氣路部件。小滴的沖擊導(dǎo)致濕的表面并且形成液膜。通過液體的機(jī)械作用和化學(xué)作用，釋放在氣路部件上沉積的顆粒。通過在清洗期間允許轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)一步提高進(jìn)到壓縮機(jī)內(nèi)的液體滲透。這通過使發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)器馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子，由此從壓縮機(jī)進(jìn)口朝向出口驅(qū)動(dòng)攜帶液體的空氣通過發(fā)動(dòng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)。通過轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子進(jìn)一步提高了清潔作用，因?yàn)槿~片的濕形成液膜，在清洗期間該液膜受象離心力那樣的運(yùn)動(dòng)力的影響。
所述的關(guān)于壓縮機(jī)的清潔的事項(xiàng)對清潔整個(gè)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)也具有作用。當(dāng)清潔液體進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)并且轉(zhuǎn)子正在轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，清洗液體進(jìn)入燃燒腔并且還通過渦輪部分，并由此清潔整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)。
然而，由于許多原因，這種方法對于渦輪風(fēng)扇渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)不是有效的。首先，因?yàn)闇u輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的不同部件的污垢在諸如粘性之類的方面上可能具有顯著不同的性質(zhì)，其需要如上所述的不同的去除方法。其次，由于風(fēng)扇及用于分開氣流的錐體是轉(zhuǎn)動(dòng)的，不能將錐體用于保持歧管。可能地，可以將歧管安裝在放置在風(fēng)扇上游的座或者架上，但是由于從噴嘴發(fā)射的清潔液體的主要部分可能沖擊到風(fēng)扇葉片的吸力側(cè)，這種結(jié)構(gòu)不能提供對發(fā)動(dòng)機(jī)的有效清潔。

發(fā)明內(nèi)容
由此，本發(fā)明的目的是提供一種裝置和方法，該裝置和方法用于去除在風(fēng)扇上及在渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的核心發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的不同類型的污垢，并且由此減小污垢效應(yīng)對象增加的燃料消耗、減小的發(fā)動(dòng)機(jī)壽命、增加的二氧化碳及NOx的排放那樣的航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能的負(fù)面影響。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供能夠在一次清洗操作中清潔風(fēng)扇及核心發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)的設(shè)備和方法。
根據(jù)本發(fā)明，通過提供具有限定在獨(dú)立權(quán)利要求中限定的特征的方法和設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了這些和其它目的。優(yōu)選的實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中限定。
為了清楚的目標(biāo)，術(shù)語“徑向方向”及“軸向方向”分別指從發(fā)動(dòng)機(jī)的中心線徑向的方向及沿著發(fā)動(dòng)機(jī)的中心線的方向。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，術(shù)語“切角”指從發(fā)動(dòng)機(jī)的中心線觀察到的切線方向的角。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了用于清潔燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的裝置，該發(fā)動(dòng)機(jī)至少包括一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)軸、可轉(zhuǎn)動(dòng)地布置的風(fēng)扇及核心發(fā)動(dòng)機(jī)，該風(fēng)扇包括多個(gè)安裝在轂上并大致在徑向方向上延伸的葉片，每個(gè)葉片具有壓力側(cè)及吸力側(cè)，該核心發(fā)動(dòng)機(jī)包括壓縮機(jī)單元及用于驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)單元和風(fēng)扇的渦輪，該裝置包括多個(gè)噴嘴，布置該噴嘴以在在風(fēng)扇的上游的發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣進(jìn)口中使在氣流中的清潔液體霧化。根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面的裝置包括第一噴嘴，該第一噴嘴布置在相對于發(fā)動(dòng)機(jī)的中心線的第一位置，從而使從第一噴嘴發(fā)射的清潔液體大致在壓力側(cè)上沖擊葉片的表面；第二噴嘴，該第二噴嘴布置在相對于發(fā)動(dòng)機(jī)的中心線的第二位置，從而使從第二噴嘴發(fā)射的清潔液體大致在吸力側(cè)上沖擊葉片表面；及第三噴嘴，該第三噴嘴布置在相對于發(fā)動(dòng)機(jī)的中心線的第三位置，從而使從第三噴嘴發(fā)射的清潔液體大致在葉片之間通過并且進(jìn)入核心發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)口。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供了用于清潔燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)軸、可轉(zhuǎn)動(dòng)地布置的風(fēng)扇及核心發(fā)動(dòng)機(jī)，該風(fēng)扇包括多個(gè)安裝在轂上并大致在徑向方向上延伸的葉片，每個(gè)葉片具有壓力側(cè)及吸力側(cè)，該核心發(fā)動(dòng)機(jī)包括壓縮機(jī)單元及用于驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)單元和風(fēng)扇的渦輪，該方法包括通過多個(gè)噴嘴在風(fēng)扇的上游的發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣進(jìn)口中使在氣流中的清潔液體霧化的步驟。根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面的方法還包括以下步驟將從第一噴嘴發(fā)射的清潔液體大致應(yīng)用在壓力側(cè)上；將從第二噴嘴發(fā)射的清潔液體大致應(yīng)用在吸力側(cè)上；及引導(dǎo)從第三噴嘴發(fā)射的清潔液體從而使清潔液體大致在葉片之間通過并且進(jìn)入核心發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)的進(jìn)口。
因此，本發(fā)明所依靠的觀點(diǎn)是，發(fā)動(dòng)機(jī)不同部件的污垢的性質(zhì)具有不同的性質(zhì)，并因此需要不同的清潔處理。作為一個(gè)例子，與風(fēng)扇葉片的污垢相比較，例如，由于壓縮機(jī)的溫度較高，核心壓縮機(jī)的污垢具有不同的性質(zhì)。高溫導(dǎo)致更容易將顆?！昂婵尽钡奖砻?，并且更難去除。分析表明，典型地，在核心發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)中發(fā)現(xiàn)的污垢為碳?xì)浠衔铩碜苑辣黧w的殘?jiān)?、鹽等。因此，這種污垢比風(fēng)扇葉片的污垢更難去除。
這種解決辦法提供了若干好于存在的解決辦法的優(yōu)點(diǎn)。一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)垢的元件的清潔適于每個(gè)元件的污垢的某些性質(zhì)。因此，不同的風(fēng)扇及核心發(fā)動(dòng)機(jī)的部件的清潔可以是各自適用的。與使用統(tǒng)一的清潔過程的已知的方法相比較，這使得發(fā)動(dòng)機(jī)的清潔更有效率并且更節(jié)省時(shí)間。由此，與已知的方法相比較，因?yàn)榭梢詼p小燃燒消耗，所以可以節(jié)省費(fèi)用。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，清潔液體能夠到達(dá)風(fēng)扇葉片的吸力側(cè)及壓力側(cè)。由此，由于已知的方法不允許壓力側(cè)的清潔，所以與已知的方法相比較，風(fēng)扇的清潔是更完全并且更有效率的。
還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，可以將根據(jù)本發(fā)明的清潔裝置用于多種不同類型的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，該渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括具有單、雙、三或者更多軸的渦輪風(fēng)扇燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，風(fēng)扇及用于分開氣流的錐體是轉(zhuǎn)動(dòng)的。
一個(gè)附加的優(yōu)點(diǎn)是，因?yàn)楦行实貙⑽酃溉コ沟每梢越档腿紵覝囟?，所以可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的耐用性。由于減少NOx的形成，這對環(huán)境也具有有利的影響。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，布置第一噴嘴及第二噴嘴從而使從第一噴嘴及第二噴嘴發(fā)射的清潔液體各自形成噴射，在作用在風(fēng)扇葉片的沖擊處，沿著大致平行于風(fēng)扇葉片的徑向延伸的軸線，該噴射具有大致等于葉片前緣的長度的寬度。由此，在它的從尖端到轂的全長上，噴射將液體提供到葉片，并且分別增加了風(fēng)扇葉片的壓力側(cè)及吸力側(cè)的清潔或者清洗的效率。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，布置第三噴嘴從而使從第三噴嘴發(fā)射的液體形成噴射，在進(jìn)口處，沿著大致平行于風(fēng)扇葉片的徑向延伸的軸線，該噴射具有大致等于在導(dǎo)流板和在轂上的點(diǎn)之間的距離的寬度。
通過示范性的實(shí)施例將要討論本發(fā)明的其它目的及優(yōu)點(diǎn)。


參考以下附圖，現(xiàn)在將要更詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中圖1顯示了航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的截面。
圖2顯示了渦輪風(fēng)扇燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的截面。
圖3顯示了渦輪風(fēng)扇燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)及本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的截面，該優(yōu)選實(shí)施例帶有兩個(gè)用于發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇的清潔的噴嘴及一個(gè)用于清潔核心發(fā)動(dòng)機(jī)的噴嘴。
圖4顯示了噴嘴的安裝的細(xì)節(jié)。
圖5顯示了用于風(fēng)扇葉片壓力側(cè)的清潔的噴嘴的安裝。
圖6顯示了用于風(fēng)扇葉片吸力側(cè)的清潔的噴嘴的安裝。
圖7顯示了用于核心發(fā)動(dòng)機(jī)的清潔的噴嘴的安裝。
具體實(shí)施例方式
參考圖2，將要描述雙軸非混合渦輪風(fēng)扇航空發(fā)動(dòng)機(jī)。雙軸非混合渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)是若干可能的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)之一。由于明顯的是可以將本發(fā)明應(yīng)用到其它象混合渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)或者帶有單、三或者更多個(gè)軸的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)那樣的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的變形，所以不能以描述的這個(gè)實(shí)施例及它的附圖限制本發(fā)明。本發(fā)明適于實(shí)施的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的特征是風(fēng)扇及它的用于分開氣流的錐體是轉(zhuǎn)動(dòng)的。
在圖2中的發(fā)動(dòng)機(jī)2包括風(fēng)扇單元202及核心發(fā)動(dòng)機(jī)單元203。將發(fā)動(dòng)機(jī)建立在轉(zhuǎn)子軸24周圍，在它的前端將該轉(zhuǎn)子軸24與風(fēng)扇25相連接，而在它的后端將該轉(zhuǎn)子軸24與渦輪26相連接。渦輪26驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇25。第二軸29以與第一軸24共軸為形式。在它的前端將軸29與壓縮機(jī)27相連接，而在它的后端將軸29與渦輪28相連接。渦輪28驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)27。箭頭顯示了通過發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流。風(fēng)扇單元202及發(fā)動(dòng)機(jī)單元203都提供了用于推動(dòng)飛行器的推力。
發(fā)動(dòng)機(jī)2具有進(jìn)口20，在該進(jìn)口20處進(jìn)口空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)。風(fēng)扇25驅(qū)動(dòng)進(jìn)口氣流。進(jìn)口空氣的一部分在出口21排出。進(jìn)口空氣的剩下部分在進(jìn)口23處進(jìn)到核心發(fā)動(dòng)機(jī)中。然后，到核心發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣被壓縮機(jī)27壓縮。壓縮的空氣與燃料(未顯示)一起在燃燒室201中燃燒，這導(dǎo)致加壓的熱燃燒氣體。加壓的熱燃燒氣體朝向核心發(fā)動(dòng)機(jī)出口22膨脹。熱燃燒氣體的膨脹以兩個(gè)階段完成。在第一階段，燃燒氣體膨脹到中間的壓力，同時(shí)驅(qū)動(dòng)渦輪28。在第二階段，熱燃燒氣體朝向周圍壓力膨脹，同時(shí)驅(qū)動(dòng)渦輪26。燃燒氣體以高速在出口22處排出發(fā)動(dòng)機(jī)，這提供了推力。從出口22出來的氣體與從出口21出來的空氣一起組成了發(fā)動(dòng)機(jī)推力。
圖3顯示了雙軸非混合渦輪風(fēng)扇航空發(fā)動(dòng)機(jī)2的截面。相似的元件以與圖2相同的參考數(shù)字顯示。圖3僅是一個(gè)例子，其中，所示的原理應(yīng)用到其它象混合渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)或者帶有單、三或者更多個(gè)軸的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)那樣的航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)。
將渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇設(shè)計(jì)成帶有一套安裝在風(fēng)扇轂上并且以基本上是徑向的方向指向外側(cè)的葉片。每個(gè)葉片具有由風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)的方向限定的壓力側(cè)及吸力側(cè)。壓縮機(jī)清洗裝置包括三種用于噴射清潔流體的每個(gè)帶有專門的目的的噴嘴類型。一種噴嘴類型用于為清潔風(fēng)扇壓力側(cè)提供清潔流體的目的。另一種噴嘴類型用于為清潔風(fēng)扇吸力側(cè)提供清潔流體的目的。又一種噴嘴類型用于為清潔核心發(fā)動(dòng)機(jī)提供清潔流體的目的。將噴嘴定位在風(fēng)扇25的上游。噴嘴具有不同的噴射特征及液體容量。
用于清洗風(fēng)扇25的清洗裝置包括以導(dǎo)管為形式的剛性的歧管37，在一端將該歧管37與噴嘴31及35相連接。噴嘴31及35通過剛性的歧管37穩(wěn)定。將歧管37的另一端與聯(lián)結(jié)器(未顯示)相連接，該聯(lián)結(jié)器還與軟管(未顯示)相連接，該軟管還與泵(未顯示)相連接。在導(dǎo)管37中的清潔液體可以包括水或者帶有化學(xué)物質(zhì)的水。液體溫度可以象從液體源提供的那樣，或者可以在加熱器(未顯示)中加熱。泵將清洗液體泵到噴嘴31及35。噴嘴排出的液體霧化并且各自形成噴射32及36。引導(dǎo)噴射32及36朝向風(fēng)扇25。
在導(dǎo)管37中的液體壓力處在35-220巴的范圍內(nèi)。這個(gè)高壓導(dǎo)致通過噴嘴的高液體速度。液體速度處在50-180m/s的范圍內(nèi)。液體速度給予小滴足夠的慣性，以允許小滴從噴嘴尖端行進(jìn)到風(fēng)扇。到達(dá)風(fēng)扇的時(shí)候，小滴速度較大地高于風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，由此能夠象下面另外描述的那樣清洗風(fēng)扇的壓力側(cè)或者風(fēng)扇的吸力側(cè)。小滴碰撞風(fēng)扇并且弄濕風(fēng)扇表面。通過化學(xué)物質(zhì)的化學(xué)作用或者水釋放污染物。在清潔過程期間，通過發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)器馬達(dá)的輔助或者通過其它方法，允許風(fēng)扇25轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)用于若干目的。首先，轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致通過風(fēng)扇的氣流提高朝向風(fēng)扇的噴射的行進(jìn)。由此氣流增加了在風(fēng)扇表面上的碰撞速度。較高的碰撞速度增加了清潔效率。其次，當(dāng)噴射范圍從風(fēng)扇轂延伸到風(fēng)扇尖端的時(shí)候，通過僅使用一個(gè)噴嘴，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)能夠弄濕整個(gè)風(fēng)扇區(qū)域。第三，當(dāng)氣流從風(fēng)扇葉片表面剪切下液體的時(shí)候，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)提高了釋放的沾染物的去除。第四，當(dāng)離心力從風(fēng)扇葉片表面剪切下液體的時(shí)候，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)提高了釋放的沾染物的去除。
用于清洗核心發(fā)動(dòng)機(jī)的清洗裝置包括以導(dǎo)管為形式的剛性的歧管38，在一端將該歧管37與噴嘴33相連接。噴嘴33通過剛性的歧管38穩(wěn)定。將歧管38的另一端與聯(lián)結(jié)器(未顯示)相連接，該聯(lián)結(jié)器還與軟管(未顯示)相連接，該軟管還與泵(未顯示)相連接。在導(dǎo)管38中的清潔液體可以包括水或者帶有化學(xué)物質(zhì)的水。液體溫度可以象從液體源提供的那樣，或者可以在加熱器(未顯示)中加熱。泵將清洗液體泵到噴嘴33。噴嘴排出的液體霧化并且形成噴射34。引導(dǎo)噴射34朝向風(fēng)扇25。在導(dǎo)管38中的液體壓力處在35-220巴的范圍內(nèi)。這個(gè)高壓導(dǎo)致通過噴嘴噴口的高液體速度。液體速度處在50-180m/s的范圍內(nèi)。液體速度給予小滴足夠的慣性，以允許小滴從噴嘴尖端通過風(fēng)扇(在葉片之間)行進(jìn)到進(jìn)口23。到達(dá)進(jìn)口23的時(shí)候，液體進(jìn)入壓縮機(jī)。
在壓縮機(jī)內(nèi)側(cè)，小滴碰撞象葉片及槳片那樣的壓縮機(jī)部件。通過化學(xué)物質(zhì)的化學(xué)作用或者水，釋放了沾染物。在清潔過程期間，通過發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)器馬達(dá)的輔助或者通過其它方法，允許壓縮機(jī)27轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)用于若干目的。首先，轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致通過壓縮機(jī)的氣流提高朝向壓縮機(jī)出口的小滴的行進(jìn)。由此氣流增加了在壓縮機(jī)表面上的碰撞速度。較高的碰撞速度改善了清潔效率。其次，當(dāng)氣流從風(fēng)扇葉片表面剪切下液體的時(shí)候，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)提高了釋放的沾染物的去除。第三，當(dāng)離心力從壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子葉片表面剪切下液體的時(shí)候，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)提高了釋放的沾染物的去除。
噴嘴31、35及33的噴口幾何形狀限定了噴射形狀。噴射的形狀對于清洗結(jié)果具有顯著的重要性?？梢詫娚渲瞥上髨A形、橢圓形或者長方形那樣的許多形狀。這通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)及噴嘴噴口的加工操作來實(shí)現(xiàn)。圓形噴射具有圓形分布的小滴，其特征是作為錐形噴射。橢圓形噴射類似于錐形噴射，然而其特征是圓的軸的一個(gè)長于另一個(gè)?？梢韵薅ǖ氖牵瑱E圓形噴射具有小滴的寬度方向的分布及厚度方向的分布，其中，寬度方向的方向相應(yīng)于橢圓的長軸而厚度方向的方向相應(yīng)于橢圓的短軸。通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)及噴嘴噴口的加工操作，也可能產(chǎn)生長方形噴射。長方形噴射形狀具有相似于橢圓形噴射的寬度方向的及厚度方向的分布。圓形噴射具有相等的寬度方向的及厚度方向的分布。正方形噴射具有相等的寬度方向的及厚度方向的分布。
圖4顯示了非混合渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的部分的截面。圖4顯示了噴嘴安裝的細(xì)節(jié)及相對于發(fā)動(dòng)機(jī)中心線400的位置。以與在圖2及圖3中相同的參考數(shù)字顯示了相似的元件。風(fēng)扇25具有帶有前緣41及尾緣42的葉片40。葉片40具有尖端43及在風(fēng)扇25的轂處的輪轂44。根據(jù)非混合渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)，氣流20在通過風(fēng)扇25之后被分開成兩股流。氣流20的一部分在出口21處從發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇部分排出。氣流的另一部分在進(jìn)口23處進(jìn)入核心發(fā)動(dòng)機(jī)部分，用于將空氣提供到核心發(fā)動(dòng)機(jī)。導(dǎo)流板45將氣流分開成兩股流。在一側(cè)通過導(dǎo)流板45而在相對側(cè)通過在轂上的點(diǎn)46限制了進(jìn)口23的開口。
根據(jù)本發(fā)明，清洗系統(tǒng)包括三種噴嘴類型，每種致力于特殊的任務(wù)。第一種噴嘴類型用于清洗風(fēng)扇葉片的壓力側(cè)的目的。第一種噴嘴類型具有橢圓形或者長方形噴射形狀。第二種噴嘴類型用于清洗風(fēng)扇葉片的吸力側(cè)的目的。第二種噴嘴類型具有橢圓形或者長方形噴射形狀。第三種噴嘴類型用于清洗核心發(fā)動(dòng)機(jī)的目的。第三種噴嘴類型具有橢圓形或者長方形噴射形狀。根據(jù)本發(fā)明的清洗單元由一個(gè)或者多個(gè)三種噴嘴類型的每種組成。
圖4顯示了第一種噴嘴類型，即噴嘴31，及它的寬度方向的投射。噴嘴31用于為清洗葉片40的壓力側(cè)提供清洗液體的目的。葉片40的前緣41具有等于在尖端43和輪轂44之間的距離的長度。在軸向方向上，將噴嘴31定位在某個(gè)點(diǎn)上，該點(diǎn)優(yōu)選地在風(fēng)扇前緣41的上游大于100mm處，并且更優(yōu)選地大于500mm而小于1000mm。在徑向方向上，將噴嘴31定位在小于風(fēng)扇直徑而大于風(fēng)扇轂直徑的點(diǎn)上。引導(dǎo)噴嘴31朝向風(fēng)扇25。噴嘴31使清洗液體霧化形成噴射32。噴嘴31提供橢圓形或者長方形噴射樣式。確定噴嘴的位置，從而使噴射樣式的寬度方向的軸線平行于葉片40的前緣41。在噴射樣式的一側(cè)，以流線75限制寬度方向的分布。在相對的噴射樣式側(cè)，以流線76限制寬度方向的分布。從噴嘴的噴口點(diǎn)，在前緣41處的寬度方向的噴射32的尺度等于前緣41的長度。由此，在葉片從尖端到轂的全長上，噴射將液體提供到葉片。
如從由轉(zhuǎn)子圓周朝向軸中心的投射看到的那樣，圖5顯示了噴嘴31。在圖5中，查看到噴嘴31處在它的厚度方向的投射。噴嘴31用于為清洗葉片40的壓力側(cè)提供清洗液體的目的。風(fēng)扇25包括多個(gè)安裝在風(fēng)扇轂上并且基本上以徑向方向延伸的風(fēng)扇葉片。示意圖顯示了典型的相對于發(fā)動(dòng)機(jī)中心線400的葉片斜度。風(fēng)扇以箭頭所示的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。葉片40具有前緣41及尾緣42。葉片具有壓力側(cè)53及吸力側(cè)54。將噴嘴31定位在風(fēng)扇25的上游的點(diǎn)上。噴嘴31使清洗液體霧化形成噴射32。引導(dǎo)噴嘴31朝向風(fēng)扇25。圖5顯示了相對于發(fā)動(dòng)機(jī)中心線400的噴嘴切角X。相對于發(fā)動(dòng)機(jī)中心線400，切角X優(yōu)選地是大于40度，并且更優(yōu)選地是大于60度而小于80度。噴嘴31形成橢圓形或者長方形噴射樣式。圍繞噴嘴軸線確定噴嘴31的位置，從而在噴射樣式的一側(cè)以流線51而在相對的噴射樣式側(cè)以流線52限制厚度方向的噴射樣式的軸線。
返回圖4，這張圖顯示了第二種噴嘴類型，即噴嘴35，及它的寬度方向的投射。噴嘴35具有為清洗葉片40的吸力側(cè)提供清洗液體的目的。葉片40具有尖端43及輪轂44。葉片40的前緣41具有等于在尖端43和輪轂44之間的距離的長度。在軸向方向上，將噴嘴35定位在某個(gè)點(diǎn)上，該點(diǎn)優(yōu)選地在風(fēng)扇前緣的上游大于100mm處，更優(yōu)選地大于500mm而小于1000mm。在徑向方向上，將噴嘴35定位在小于風(fēng)扇直徑而大于風(fēng)扇轂直徑的點(diǎn)上。引導(dǎo)噴嘴35朝向風(fēng)扇25。噴嘴35使清洗液體霧化形成噴射36。噴嘴35提供橢圓形或者長方形噴射樣式。確定噴嘴的位置，從而使噴射樣式的寬度方向的軸線平行于葉片40的前緣41。在噴射樣式的一側(cè)，以流線75限制寬度方向的分布。在相對的噴射樣式側(cè)，以流線76限制寬度方向的分布。從噴嘴的噴口點(diǎn)，在前緣41處的寬度方向的噴射36的尺度等于前緣41的長度。由此，在葉片從尖端到轂的全長上，噴射將液體提供到葉片。
如從由轉(zhuǎn)子圓周朝向軸中心的投射看到的那樣，圖6顯示了噴嘴35。在圖6中，查看到噴嘴35處在它的厚度方向的投射。噴嘴35用于為清洗葉片40的吸力側(cè)提供清洗液體的目的。風(fēng)扇25包括許多安裝在風(fēng)扇轂上并且基本上以徑向方向延伸的風(fēng)扇葉片。示意圖顯示了典型的相對于發(fā)動(dòng)機(jī)中心線400的葉片斜度。風(fēng)扇以箭頭所示的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。葉片40具有前緣41及尾緣42。葉片40具有壓力側(cè)53及吸力側(cè)54。將噴嘴35安裝在風(fēng)扇25的上游的點(diǎn)上。圖6顯示了相對于發(fā)動(dòng)機(jī)中心線400的噴嘴切角Z。相對于發(fā)動(dòng)機(jī)中心線400，切角優(yōu)選地是大于20度而小于-20度，并且更優(yōu)選地是0度。噴嘴35使清洗液體霧化形成噴射36。引導(dǎo)噴嘴35朝向風(fēng)扇25。噴嘴35形成橢圓形或者長方形噴射樣式。圍繞噴嘴軸線確定噴嘴35的位置，從而在噴射樣式的一側(cè)以流線61而在相對的噴射樣式側(cè)以流線62限制厚度方向的噴射樣式的軸線。
返回圖4，這張圖顯示了第三種噴嘴類型，即噴嘴33，及它的寬度方向的投射。噴嘴33具有為清洗核心發(fā)動(dòng)機(jī)提供清洗液體的目的。在軸向方向上，將噴嘴33定位在某個(gè)點(diǎn)上，該點(diǎn)優(yōu)選地在風(fēng)扇前緣的上游大于100mm處，并且更優(yōu)選地大于500mm而小于1000mm。在徑向方向上，將噴嘴33定位在小于風(fēng)扇直徑的一半而大于風(fēng)扇轂直徑的點(diǎn)上。確定噴嘴33的位置，以允許液體在葉片之間穿過風(fēng)扇。噴嘴33使清洗液體霧化形成噴射34。噴嘴33形成橢圓形或者長方形噴射樣式。確定噴嘴的位置，從而使噴射樣式的寬度方向的軸線平行于葉片40的前緣41。在噴射樣式的一側(cè)，以流線47限制寬度方向的分布。在相對的噴射樣式側(cè)，以流線48限制寬度方向的分布。到核心發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣進(jìn)口具有相應(yīng)于在導(dǎo)流板45和點(diǎn)46之間的距離的開口。在開口到核心發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)口處的寬度方向的噴射34的尺度相應(yīng)于在導(dǎo)流板45和點(diǎn)46之間的距離。由此，噴射34提供了用于進(jìn)入進(jìn)口23的液體。
如從由轉(zhuǎn)子圓周朝向軸中心的投射看到的那樣，圖7顯示了噴嘴33的典型的安裝的細(xì)節(jié)。在圖7中，查看到噴嘴33處在它的厚度方向的投射。風(fēng)扇25包括許多安裝在風(fēng)扇轂上并且基本上以徑向方向延伸的風(fēng)扇葉片。示意圖顯示了典型的相對于發(fā)動(dòng)機(jī)中心線400的葉片斜度。風(fēng)扇以箭頭所示的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。葉片40具有前緣41及尾緣42，第三種噴嘴類型，即噴嘴33，具有為清洗核心發(fā)動(dòng)機(jī)提供清洗液體的目的。將噴嘴33定位在風(fēng)扇25的上游的點(diǎn)上。圖7顯示了相對于發(fā)動(dòng)機(jī)中心線400的噴嘴切角Y。相對于發(fā)動(dòng)機(jī)中心線400，切角Y優(yōu)選地是大于20度，并且更優(yōu)選地是大于25度而小于30度。噴嘴33使清洗液體霧化形成噴射34。引導(dǎo)來自噴嘴33的噴射，以允許液體在葉片之間以從前緣41朝向尾緣42的方向穿過風(fēng)扇。噴嘴33形成橢圓形或者長方形噴射樣式。圍繞噴嘴軸線確定噴嘴33的位置，從而在噴射樣式的一側(cè)以流線71而在相對的噴射樣式側(cè)以流線72限制厚度方向的噴射樣式的軸線。相對于軸中心線400，確定噴嘴33的位置，以使液體能夠在風(fēng)扇葉片之間通過。在進(jìn)口23處，穿過風(fēng)扇的液體進(jìn)到核心發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)。
雖然為了說明及舉例的目的已經(jīng)在這里顯示并且描述了特殊的實(shí)施例，但是在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，所顯示并描述的特殊的實(shí)施例可以替代為很多種可供選擇的和/或者等價(jià)的實(shí)現(xiàn)，這是本領(lǐng)域中的那些普通的技術(shù)人員所理解的。本申請旨在覆蓋在這里討論的優(yōu)選實(shí)施例的任何改造或變化。因此，以附加的權(quán)利要求書的措詞及其等價(jià)物限定了本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.用于清潔燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(2)的裝置，該發(fā)動(dòng)機(jī)(2)包括至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)軸(24、29)，可轉(zhuǎn)動(dòng)地布置在第一軸(24)上的風(fēng)扇(25)及核心發(fā)動(dòng)機(jī)(203)，該風(fēng)扇(25)包括多個(gè)安裝在轂上并且大致以徑向方向延伸的每個(gè)具有壓力側(cè)(53)及吸力側(cè)(54)的風(fēng)扇葉片(40)，該核心發(fā)動(dòng)機(jī)(203)包括壓縮機(jī)單元(27)及用于驅(qū)動(dòng)所述的壓縮機(jī)單元(27)及所述的風(fēng)扇(25)的渦輪(26、28)，該裝置包括多個(gè)噴嘴(31、33、35)，布置該噴嘴(31、33、35)以使在所述的風(fēng)扇(25)的上游在發(fā)動(dòng)機(jī)(2)的空氣進(jìn)口(20)中的氣流中的清潔液體霧化，其特征在于，將第一噴嘴(31)布置在所述的風(fēng)扇(25)的上游的相對于所述的發(fā)動(dòng)機(jī)(2)的中心線(400)的某個(gè)位置，并且布置第一噴嘴(31)從而使從所述的第一噴嘴(31)發(fā)射的清潔液體大致在所述的壓力側(cè)(53)上沖擊所述的葉片(40)的表面；將第二噴嘴(35)布置在所述的風(fēng)扇(25)的上游的相對于所述的發(fā)動(dòng)機(jī)(2)的所述中心線(400)的某個(gè)位置，并且布置第二噴嘴(35)從而使從所述的第二噴嘴(35)發(fā)射的清潔液體大致在所述的吸力側(cè)(54)上沖擊所述的葉片(40)的表面；及將第三噴嘴(33)布置在所述的風(fēng)扇(25)的上游的相對于所述的發(fā)動(dòng)機(jī)(2)的所述中心線(400)的某個(gè)位置，并且布置第三噴嘴(33)從而使從所述的第三噴嘴(33)發(fā)射的清潔液體大致在所述的葉片(40)之間通過并且進(jìn)入所述的核心發(fā)動(dòng)機(jī)(203)的進(jìn)口(23)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，布置所述的第一噴嘴(31)及所述的第二噴嘴(35)，從而使從所述的第一噴嘴(31)及所述的第二噴嘴(35)發(fā)射的清潔液體各自形成噴射(32)，在沖擊到葉片(40)的時(shí)候，該噴射(32)具有沿著大致平行于所述的風(fēng)扇(25)的葉片(40)的徑向延伸的軸線的寬度(75、76)，該寬度(75、76)大致等于所述的葉片(40)的前緣(41)的長度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的裝置，其中，在一側(cè)以導(dǎo)流板(45)而在相對側(cè)以在所述的轂上的點(diǎn)(46)限制所述的核心發(fā)動(dòng)機(jī)(203)的所述進(jìn)口(23)，其特征在于，布置所述的第三噴嘴(33)從而使從所述的第三噴嘴(33)發(fā)射的清潔液體形成噴射(34)，在所述的進(jìn)口(23)處，該噴射(34)具有沿著大致平行于所述的風(fēng)扇(25)的葉片(40)的徑向延伸的軸線的寬度(47、48)，該寬度(47、48)大致等于在所述的導(dǎo)流板(45)和在所述的轂上的所述的點(diǎn)(46)之間的距離。
4.根據(jù)上述的權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，以相對于所述的發(fā)動(dòng)機(jī)(2)的所述的中心線(400)的第一切角(X)布置所述的第一噴嘴(31)，和/或以相對于所述的發(fā)動(dòng)機(jī)(2)的所述的中心線(400)的第二切角(Z)布置所述的第二噴嘴(35)，和/或以相對于所述的發(fā)動(dòng)機(jī)(2)的所述的中心線(400)的第三切角(Y)布置所述的第三噴嘴(33)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述的第一切角(X)優(yōu)選地大于40度，并且更優(yōu)選地大于60度而小于80度。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述的第二切角(Z)優(yōu)選地大于-20度而小于20度，并且更優(yōu)選地大致為0度。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述的第三切角(Y)優(yōu)選地大于20度，并且更優(yōu)選地大于25度而小于30度。
8.根據(jù)上述的權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，將所述的第一噴嘴(31)、所述的第二噴嘴(35)及所述的第三噴嘴(33)的每個(gè)布置在這樣的點(diǎn)上，即，該點(diǎn)在軸方向上在所述的風(fēng)扇(25)的前緣(41)的上游大于100mm處，并且該點(diǎn)更優(yōu)選地在軸方向上在所述的風(fēng)扇(25)的前緣(41)的上游大于500mm而小于1000mm處。
9.根據(jù)上述的權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，將所述的第一噴嘴(31)、所述的第二噴嘴(35)及所述的第三噴嘴(33)的每個(gè)布置在徑向方向上的這樣的位置，即，在小于風(fēng)扇(25)的直徑而大于所述的風(fēng)扇(25)的所述的轂的直徑的點(diǎn)上。
10.用于清潔燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(2)的方法，該發(fā)動(dòng)機(jī)(2)包括至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)軸(24、29)，可轉(zhuǎn)動(dòng)地布置在第一軸(24)上的風(fēng)扇(25)及核心發(fā)動(dòng)機(jī)(203)，該風(fēng)扇(25)包括多個(gè)安裝在轂上并且大致以徑向方向延伸的每個(gè)具有壓力側(cè)(53)及吸力側(cè)(54)的風(fēng)扇葉片(40)，該核心發(fā)動(dòng)機(jī)(203)包括壓縮機(jī)單元(27)及用于驅(qū)動(dòng)所述的壓縮機(jī)單元(27)及所述的風(fēng)扇(25)的渦輪(26、28)，該方法包括將多個(gè)噴嘴(31、33、35)布置為使在所述的風(fēng)扇(25)的上游在發(fā)動(dòng)機(jī)(2)的空氣進(jìn)口(20)中的氣流中的清潔液體霧化，其特征在于，該方法的步驟為將從第一噴嘴(31)發(fā)射的清潔液體大致應(yīng)用在所述的壓力側(cè)(53)上；將從第二噴嘴(35)發(fā)射的清潔液體大致應(yīng)用在所述的吸力側(cè)(54)上；及引導(dǎo)從第三噴嘴(33)發(fā)射的清潔液體，從而使清潔液體大致在所述的葉片(40)之間通過并且進(jìn)入所述的核心發(fā)動(dòng)機(jī)(203)的進(jìn)口(23)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，包括以下步驟各自形成從所述的第一噴嘴(31)及所述的第二噴嘴發(fā)射的清潔液體的噴射(32)，在沖擊到所述的前緣(41)的時(shí)候，該噴射(32)具有沿著大致平行于所述的風(fēng)扇(25)的葉片(40)的徑向延伸的軸線的寬度(75、76)，該寬度(75、76)大致等于葉片(40)的前緣(41)的長度。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或者11所述的方法，其中，在一側(cè)以導(dǎo)流板(45)而在相對側(cè)以在所述的轂上的點(diǎn)(46)限制所述的核心發(fā)動(dòng)機(jī)(203)的所述的進(jìn)口，其特征在于，包括以下步驟形成從所述的第三噴嘴(33)發(fā)射的清潔液體的噴射(34)，在所述的進(jìn)口處，該噴射(34)具有沿著大致平行于所述的風(fēng)扇(25)的葉片(40)的徑向延伸的軸線的寬度(47、48)，該寬度(47、48)大致等于在所述的導(dǎo)流板(45)和在所述的轂上的所述的點(diǎn)(46)之間的距離。
13.根據(jù)權(quán)利要求10-12中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，包括以下步驟以相對于所述的發(fā)動(dòng)機(jī)(2)的所述的中心線(400)的第一切角(X)引導(dǎo)從所述的第一噴嘴(31)發(fā)射的清潔液體，和/或以相對于所述的發(fā)動(dòng)機(jī)(2)的所述的中心線(400)的第二切角(Z)引導(dǎo)從所述的第二噴嘴(35)發(fā)射的清潔液體，和/或以相對于所述的發(fā)動(dòng)機(jī)(2)的所述的中心線(400)的第三切角(Y)引導(dǎo)從所述的第三噴嘴(33)發(fā)射的清潔液體。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述的第一切角(X)優(yōu)選地大于40度，并且更優(yōu)選地大于60度而小于80度。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述的第二切角(Z)優(yōu)選地大于-20度而小于20度，并且更優(yōu)選地大致為0度。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述的第三切角(Y)優(yōu)選地大于20度，并且更優(yōu)選地大于25度而小于30度。
17.根據(jù)上述的權(quán)利要求10-16中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，包括以下步驟將所述的第一噴嘴(31)、所述的第二噴嘴(35)及所述的第三噴嘴(33)的每個(gè)布置在這樣的點(diǎn)上，即，該點(diǎn)在軸方向上在所述的風(fēng)扇(25)的前緣(41)的上游大于100mm處，并且該點(diǎn)更優(yōu)選地在所述的風(fēng)扇(25)的前緣(41)的上游大于500mm而小于1000mm處。
18.根據(jù)上述的權(quán)利要求10-17中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，包括以下步驟將所述的第一噴嘴(31)、所述的第二噴嘴(35)及所述的第三噴嘴(33)的每個(gè)布置在徑向方向上的這樣的位置，即，在小于風(fēng)扇(25)的直徑而大于所述的風(fēng)扇(25)的所述的轂的直徑的點(diǎn)上。
全文摘要
用于清潔燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(2)并且特別用于清潔渦輪風(fēng)扇類型的發(fā)動(dòng)機(jī)的裝置。本發(fā)明還涉及用于清潔這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)的方法。裝置包括多個(gè)噴嘴(31、33、35)，布置該噴嘴(31、33、35)以在發(fā)動(dòng)機(jī)(2)的風(fēng)扇(25)的上游在發(fā)動(dòng)機(jī)(2)的空氣進(jìn)口(20)處使在氣流中的清潔液體霧化。根據(jù)本發(fā)明，將第一噴嘴(31)布置在某個(gè)位置，從而使從第一噴嘴(31)發(fā)射的清潔液體大致在壓力側(cè)(53)上沖擊葉片(40)的表面；將第二噴嘴(35)布置在某個(gè)位置，從而使從第二噴嘴(35)發(fā)射的清潔液體大致在吸力側(cè)(54)上沖擊葉片(40)的表面；并且將第三噴嘴(33)布置在某個(gè)位置，從而使從第三噴嘴(33)發(fā)射的清潔液體大致在葉片(40)之間通過并且進(jìn)入核心發(fā)動(dòng)機(jī)(203)的進(jìn)口(23)。由此，能夠以有效的方式去除在風(fēng)扇上及在渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的核心發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的不同類型的污垢。
文檔編號F01D25/00GK1705524SQ200480001287
公開日2005年12月7日 申請日期2004年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月16日
發(fā)明者C·-J·耶普, P·阿斯普倫德 申請人:燃?xì)鉁u輪效率股份有限公司