用于从组装的翼上燃气涡轮发动机的部件清洁沉积物的系统和方法与流程

1.本主题大体涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地，涉及用于从燃气涡轮发动机的部件清洁沉积物的系统和方法。


背景技术：

2.典型的安装在飞行器上的燃气涡轮发动机包括燃气涡轮发动机部件，该部件具有允许燃烧器和/或高压或低压涡轮中的更高气体温度的非常精细的冷却通道。在操作期间，尤其是在含有细小灰尘的环境中，环境颗粒会积聚在发动机部件上和发动机的冷却通道内。例如，在涡轮发动机操作期间，灰尘(已反应的或未反应的)、沙子或类似物会堆积在流动路径部件上和撞击冷却表面上。此外，进入涡轮发动机和冷却通道的空气中夹带的颗粒物可能含有会腐蚀部件的含硫物质。这种沉积物会导致部件的冷却效率降低和/或与发动机部件的金属和/或涂层发生腐蚀反应。因此，沉积物会导致过早损坏和/或缩短发动机寿命。此外，环境污染物(例如已反应的和未反应的灰尘、沙子等)的积聚会通过翼型件形态的变化降低高压部件的空气动力学性能并降低发动机的燃料效率。例如，清洁压缩机的叶片和轮叶可以提高压缩效率并导致压缩机的较低出口温度。这进而可导致发动机的热区段的较低操作温度，这可以增加各种部件的操作寿命。
3.因此，清洁燃气涡轮发动机部件的改进方法将是有用的。


技术实现要素：

4.本发明的方面和优点将在以下描述中部分阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过本发明的实践获知。
5.在一个方面，本公开涉及一种用于从组装的翼上燃气涡轮发动机的至少一个部件去除沉积物的方法。燃气涡轮发动机可包括定位在风扇区段下游的核心燃气涡轮发动机。核心燃气涡轮发动机在去除沉积物期间可以没有动力旋转。该方法可包括将输送组件可操作地联接到核心燃气涡轮发动机的环形入口。输送组件可以联接到控制单元和包含清洁液的储存容器。该方法还可包括利用输送组件雾化一部分清洁液以产生清洁雾。清洁雾可包括多个雾化液滴。该方法可包括将清洁雾的雾化液滴悬浮在核心燃气涡轮发动机的至少一个流动路径内的气流中。清洁雾可占据至少一个流动路径的横截面区域以在其中建立同时横截面接触。至少一部分雾化液滴可以保持悬浮在从环形入口到燃气涡轮发动机的高压压缩机下游的轴向位置的流动路径内。此外，该方法可以包括将一部分清洁雾撞击或沉淀到部件上，以润湿部件的暴露的面向入口的表面的至少80％。此外，该方法可以包括溶解部件上的至少一部分沉积物。
6.在实施例中，雾化液滴可具有小于或等于50微米的中值直径，并且清洁雾具有至少0.05且小于或等于5.0千克清洁液与千克空气的流体空气质量比。
7.在另外的实施例中，核心燃气涡轮发动机的热状态可以小于或等于环境空气温度
的135％，并且压缩机下游的轴向位置可以是翼上燃气涡轮发动机下游的轴向位置。
8.在进一步实施例中，该方法可以包括建立清洁雾的升高的输送温度，以增加流动路径内的清洁雾的蒸汽含量。
9.在实施例中，该方法可以包括将清洁雾的浪涌部分供应到核心燃气涡轮发动机。该方法还可以包括将输送组件与环形入口可操作地分离。此外，该方法可以包括建立浸泡期，在该浸泡期期间清洁液影响沉积物。
10.在另外的实施例中，输送组件可以包括喷嘴阵列。喷嘴阵列中的每个喷嘴可以被构造为产生具有小于或等于50微米的中值直径的雾化液滴。该方法还可以包括致动喷嘴阵列中的至少一个喷嘴以建立清洁雾体积。清洁雾体积可以包括流动路径的指定部分内的雾化液滴的浓度。清洁雾体积的特征可以在于至少0.05且小于或等于5.0千克清洁液与千克空气的流体空气质量比。
11.在进一步的实施例中，该方法可以包括获得环境数据。环境数据可包括影响翼上燃气涡轮发动机的环境温度、环境压力和环境湿度。该方法还可以包括获得指示核心燃气涡轮发动机的热状态的数据。基于环境数据和指示核心燃气涡轮发动机的热状态的数据，该方法可以包括建立输送到环形入口的清洁雾体积。建立清洁雾体积还可以包括在一个或多个流动路径内建立清洁雾流率。
12.在实施例中，该方法可以包括监测翼上燃气涡轮发动机的出发点处的绝对湿度水平。该方法还可以包括利用监测到的湿度水平来确定所输送的清洁雾保持悬浮在翼上燃气涡轮发动机的出发点处的百分比。此外，该方法可以包括基于所确定的百分比来调节输送到环形入口的清洁雾体积，以实现部件的期望润湿水平。
13.在另外的实施例中，该方法可以包括确定被雾化并作为清洁雾输送到环形入口的清洁液的第一体积。该方法还可以包括基于监测到的湿度水平确定悬浮在翼上燃气涡轮发动机的出发点处的清洁液的第二体积。此外，该方法可以包括基于第一体积和第二体积之间的差计算沉淀到部件上的清洁液的第一体积的部分。此外，该方法可以包括调节输送到环形入口的清洁雾体积，使得第二体积小于或等于第一体积的35％。
14.在进一步实施例中，输送组件可包括喷嘴阵列。此外，将输送组件可操作地联接到环形入口还可以包括将喷嘴阵列定位在风扇区段内，使得喷嘴阵列中的每个喷嘴的出口布置在风扇区段和核心燃气涡轮发动机的环形入口之间的轴向位置处。此外，该方法可以包括利用至少一个阻塞元件包围喷嘴阵列。阻塞元件可以至少部分地堵塞替代流动路径。
15.在实施例中，可以每30天至少重复一次从翼上燃气涡轮发动机的部件去除沉积物。
16.在另外的实施例中，该方法可以包括建立清洁循环。清洁循环的持续时间可以为30分钟或更短。该方法还可以包括通过清洁循环的结束将输送组件与环形入口可操作地分离。
17.在进一步实施例中，雾化一部分清洁液可包括雾化少于120升的清洁液。
18.在另一方面，本公开涉及一种用于从组装的翼上燃气涡轮发动机的至少一个部件清洁沉积物的系统。翼上燃气涡轮发动机可包括定位在风扇区段下游的核心燃气涡轮发动机。在去除沉积物期间，翼上燃气涡轮发动机可以没有动力旋转。该系统可以包括包含清洁液的储存容器。该系统还可以包括可操作地联接到储存容器和控制单元的输送组件。输送
组件可包括至少一个喷嘴。喷嘴可被构造为雾化一部分清洁液以形成清洁雾。清洁雾可包括多个雾化液滴。雾化液滴可具有中值直径，该中值直径促进雾化液滴悬浮在从核心燃气涡轮发动机的环形入口到核心燃气涡轮发动机的高压压缩机下游的轴向位置的核心燃气涡轮发动机的流动路径内。清洁雾可占据流动路径的横截面区域以在其中建立同时横截面接触。此外，该系统可以包括流生成组件。流生成组件可被定向成促进清洁雾沿着核心燃气涡轮发动机的流动路径通过。应当理解，该系统还可以包括本文描述的任何特征。
19.参考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他特征、方面和优点。包含在本说明书中并构成本说明书一部分的附图说明了本发明的实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
附图说明
20.在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本发明的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其中：
21.图1示出了根据本公开的燃气涡轮发动机和用于从燃气涡轮发动机的部件清洁沉积物的系统的一个实施例的示意横截面视图；
22.图2示出了根据本公开的图1的燃气涡轮发动机的一部分和用于清洁沉积物的系统的实施例的示意图。
23.图3示出了根据本公开的图1的燃气涡轮发动机的一部分和用于清洁沉积物的系统的实施例的示意图。
24.图4示出了根据本公开的用于清洁沉积物的系统的实施例的示意图；和
25.图5描绘了例如用于图1-4的示例性系统的示例性控制器；和
26.图6示出了根据本公开的用于从图1的燃气涡轮发动机的部件去除沉积物的方法的一个实施例的流程图。
27.在本说明书和附图中重复使用的附图标记旨在表示本发明的相同或类似的特征或元件。
具体实施方式
28.现在将详细参考本发明的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。提供每个示例是为了解释本发明，而不是对本发明的限制。事实上，对于本领域技术人员来说将显而易见的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一实施例一起使用以产生又一实施例。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变化。
29.如本文所用，术语“第一”和“第二”可以互换使用以将一个部件与另一个部件区分开，并且不旨在表示单个部件的位置或重要性。
30.如本文所用，术语“蒸气”是指与液态或固态不同的气态物质。
31.术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体从其流动的方向，“下游”是指流体向其流动的方向。如本文所用，流体流在燃气涡轮发动机在飞行操作中遇到的方向上。
32.如本文所用，短语“由cmc构成”和“由cmc组成”是指部件基本上由cmc构成。更具体
地说，cmc部件应包括比仅仅一个cmc材料的层或cmc材料的涂层更多的cmc材料。例如，由cmc构成的部件可以基本上或完全由cmc材料组成或构成，包括大于约50％、60％、70％、80％、90％或100％的cmc材料。
33.用于处理组装发动机的某些方法可能依赖于泡沫或液体。然而，处理介质的物理特性可能会对可能受到影响的发动机表面施加限制。此外，清洁翼上发动机的某些方法可能需要将飞行器定位在机场的维护区域中并停止服务一段不期望的时间。例如，某些方法可能需要飞行器停止服务4-9小时，并且可能需要拆卸发动机的一部分，在驾驶舱中有机组人员，和/或外部电源来旋转发动机。由于这些缺点，这些清洁方法每年实践超过2-4次可能是不切实际的。清洁之间的延长间隔可能导致发动机在更大百分比的时间内在结垢状况下操作。
34.上述问题中的一个或多个可以通过当前公开的方法和系统来解决。特别地，大体提供用于从组装的翼上燃气涡轮发动机的部件清洁/去除沉积物的方法和系统。本公开的方法大体提供将清洁雾引入到发动机的环形入口中。清洁雾可包括清洁液的雾化颗粒，其尺寸被设定为允许清洁雾保持悬浮在核心发动机的流动路径中至少到高压压缩机下游的位置。当清洁雾沿着流动路径流动时，雾化颗粒可能会遇到发动机的各种部件。当遇到各种部件时，雾化颗粒可能会撞击部件和/或沉淀到部件上，从而用清洁液润湿部件。通过利用清洁雾，本文所述的方法可在30分钟或更短的时间内完成，而无需拆卸或旋转发动机。此外，利用清洁雾来润湿部件有助于利用少于120升的清洁液进行有效的清洁循环。
35.现在参考附图，图1示出了根据本主题的方面的可与飞行器一起使用的组装的翼上燃气涡轮发动机100的一个实施例的横截面视图，出于参考目的，发动机100被示出具有延伸穿过其中的纵向或轴向中心线轴线112。在实施例中，发动机100可以包括至少一个部件102，该部件102被构造为影响进入发动机100的一部分环境空气。部件102可包括本文讨论的发动机100的任何元件。在实施例中，部件102可以例如由cmc、钛、钢、铝、镍、铬和/或其组合形成。此外，应当理解，虽然发动机100在图1中被描绘为涡轮风扇喷气发动机，但本文所述的系统和方法可用于任何涡轮机，包括但不限于高旁路涡轮风扇发动机、低旁路涡轮风扇发动机、涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机、桨扇发动机等。
36.一般而言，发动机100可包括核心燃气涡轮发动机(大致由附图标记114表示)和定位在其上游的风扇区段116。核心发动机114通常可以包括限定环形入口120的基本上管状的外壳118。环形入口120可以限定到核心发动机114的至少一个流动路径104的入口。
37.在实施例中，外壳体118可以包围并支撑增压压缩机122，用于将进入核心发动机114的空气的压力增加到第一压力水平。高压(hp)、多级、轴流式压缩机124可以串行布置在增压压缩机122下游的轴向位置处。在操作中，hp压缩机124可以从增压压缩机122接收加压空气并进一步增加这种空气的压力。
38.在实施例中，燃烧器126可以串行布置在hp压缩机124下游的轴向位置处。在操作中，离开hp压缩机124的加压空气可以流向燃烧器126，在燃烧器126内燃料可以由燃料系统106喷射到加压空气流中，得到的混合物在燃烧器126内燃烧。
39.仍然参考图1，在实施例中，hp涡轮128可以串行布置在燃烧器126下游的轴向位置处，使得高能燃烧产物可以沿着发动机100的流动路径104从燃烧器126被引导到hp涡轮128，用于经由hp驱动轴130驱动hp压缩机124。
40.在实施例中，低压(lp)涡轮132可以串行布置在hp涡轮128下游的轴向位置处。lp涡轮132可被构造为经由lp驱动轴134驱动增压压缩机122和风扇区段116。在实施例中，lp驱动轴134可以与hp驱动轴130大致同轴。
41.如图1所示，流动路径104可以将环形入口120与发动机100的出发点136连通地联接。例如，在操作中，在驱动hp涡轮128和lp涡轮132之后，流动路径104中的燃烧产物可以经由被构造为排气喷嘴的出发点136从核心发动机114排出，以提供推进喷射推力。
42.应当理解，每个涡轮通常可以包括一个或多个涡轮级，每个级包括涡轮喷嘴和下游涡轮转子。如下文将描述的，涡轮喷嘴可包括围绕发动机100的中心线轴线112布置成环形阵列的多个轮叶，用于将燃烧产物流转向或以其他方式引导通过涡轮级，朝向形成涡轮转子的一部分的转子叶片的对应环形阵列。如一般理解的，转子叶片可联接到涡轮转子的转子盘，转子盘又旋转地联接到涡轮的驱动轴130、134。
43.此外，如图1所示，发动机100的风扇区段116可大体上包括可旋转的轴流式风扇转子138，其被环形风扇壳体140包围。在实施例中，lp驱动轴134可以可操作地联接到风扇转子138。应当理解，风扇壳体140可以由多个基本上径向延伸、周向间隔开的出口导向轮叶142相对于核心发动机114被支撑。因此，风扇壳体140可以包围风扇转子138及其对应的风扇转子叶片144。此外，风扇壳体140的下游区段146可以在核心发动机114的外部分上延伸以在风扇壳体140和核心发动机114的外壳118之间限定至少一个替代流动路径148。在实施例中，替代流动路径148可以提供额外的推进喷射推力。
44.如图1-4所示，在实施例中，系统300可用于从组装的翼上燃气涡轮发动机100的部件102上清除沉积物。当核心发动机114基本上静止并且不经由动力源的应用而旋转时，可以采用系统300。系统300可以包括含有清洁液304的储存容器302。系统300还可以包括可操作地联接到储存容器302和控制单元308的输送组件306。输送组件306可以包括至少一个喷嘴310，该喷嘴310被构造为雾化一部分清洁液304以产生清洁雾312。清洁雾312可包括多个雾化液滴。雾化液滴可具有中值直径，并因此具有质量，这有利于雾化液滴在核心发动机114的流动路径104内的悬浮。在实施例中，清洁雾312的一部分雾化液滴可以悬浮在从环形入口120到hp压缩机124下游的轴向位置(a)的流动路径104中的气流318内。清洁雾312可占据流动路径104的横截面区域以在其中建立同时的横截面接触。换言之，在实施例中，清洁雾312可以在给定轴向位置处基本上填充流动路径104而不需要发动机100旋转。系统300还可以包括流生成组件314，其可以被定向成促进清洁雾312沿着核心发动机114的流动路径104的通过。
45.在实施例中，清洁液304可以包括本领域现在已知的或以后开发的任何合适的组合物。例如，在实施例中，清洁液304可以包括可生物降解的柠檬酸和/或乙醇酸组合物，该组合物包括离子和非离子表面活性剂和/或腐蚀抑制特性。因此，清洁液304可以与发动机100内部和外部的所有涂层和部件102相兼容并且适用于翼上应用。清洁液304可以在清洁之后发动发动机100之前不需要漂洗步骤的情况下使用。清洁液304可以表现出对发动机母金属或编码系统没有点蚀或晶间侵蚀。因此，清洁液304可以是水基清洁液。例如，在实施例中，清洁液304可以是水洗涤剂组合。在进一步实施例中，清洁液304可以是没有洗涤剂的水。此外，可以对水进行处理以去除潜在的污染物，例如通过蒸馏和/或去离子。
46.清洁液304可以被构造为通过润湿部件102来影响部件102。在实施例中，部件102
的润湿可以包括形成基本上覆盖部件102的暴露表面的液膜。例如，系统300可以被构造为在部件102(例如，hp压缩机124的叶片和轮叶)的暴露的、面向入口的表面的大于75％(例如，至少80％)上形成液膜。
47.应当理解，部件102的润湿可以允许清洁液304溶解/分离部件102上的一部分沉积物。一部分沉积物的溶解会减弱沉积的污染物与部件102表面之间的结合。在这样的实施例中，减弱的结合可以允许在发动机100启动期间通过热力学和/或机械力去除沉积污染物的附加部分。
48.在实施例中，清洁液304可以被构造为以恒定速率输送到发动机100。在另外的实施例中，清洁液304可以以可变速率输送到发动机100。例如，在实施例中，清洁液304的第一部分可以在清洁循环开始时被输送，以便快速润湿部件102。然后可以减少输送到发动机的清洁液304的量并且可以允许润湿部件102浸泡(soak)。在浸泡期间，可经由清洁液304的第二部分保持期望的湿度水平，清洁液304的第二部分可小于清洁液304的第一部分。至少一次浸泡之后。可以引入清洁液304的第三部分以增加部件102的湿度。如下文更充分地描述的，清洁液304的第三部分可以被认为是浪涌(surge)部分。
49.在实施例中，用输送组件306雾化一部分清洁液304可以产生清洁雾312。清洁雾312可以包括悬浮在一定体积的气体(例如一定体积的大气)中的清洁液304的多个雾化液滴。例如，在清洁液304是水基清洁液的实施例中，清洁雾312的产生可能导致清洁雾312的过饱和蒸气组分的含水量超过在普遍存在的环境条件下自然发生的含水量。换言之，清洁液304的水的雾化可导致部分雾化液滴在空气中蒸发，清洁液304的雾化液滴被引入空气中，从而提高所得清洁雾312的蒸气组分的流体含量。包含清洁雾312的雾化清洁液304的剩余部分可以作为被夹带在蒸气组分流中的水和/或水洗涤剂液滴保留。在实施例中，清洁雾312可具有至少0.05且小于或等于5.0千克清洁液与千克空气的流体空气质量比。例如，在实施例中，流体空气质量比可以是至少1.0且小于4.0。
50.应当理解，可以通过加热清洁液304、加热引入清洁液304的雾化液滴的空气部分和/或在将清洁雾312输送到环形入口120之前增加清洁液304的输送压力来增加清洁雾312的效率。这样的技术可以增加清洁雾312的流体含量，从而促进部件102的润湿。例如，对于水基清洁液304，清洁液304可以在95℃至260℃的温度和/或10kpa至3,500kpa的压力下由喷嘴310排出。在这样的实施例中，要清洁的发动机100可以处于15℃、101.325kpa的标准大气下。在输送到环形入口时，清洁液304可能遇到比输送压力和温度更低的压力和温度条件，使得处理化合物蒸发(如果还不是蒸气)。由于水基处理化合物的输送压力(分压)为103kpa至3,447kpa，并且水基化合物在15℃下的饱和压力为约1.705kpa，因此所得蒸气可能过饱和。应当理解，本文所用的术语“过饱和”是指分压高于化合物蒸气压的化合物蒸气。
51.为了增加清洁液304和/或引入它的那部分空气的温度，系统300可以包括至少一个加热元件316。加热元件316可以定位成与清洁雾312热接触，从而建立相对于环境温度升高的清洁雾312的输送温度，这增加了清洁雾312的蒸气含量。例如，在实施例中，加热元件316可以定位成与包含在储存容器302内的清洁液304热接触。在另外的实施例中，加热元件316可以定位成与由流生成组件314生成的气流318热接触。将加热元件316定位成与气流318热接触可以增加引入清洁液304的雾化液滴的空气部分的温度。
52.仍然参考图1-4，在实施例中，清洁雾312的雾化液滴可以具有中值直径，并且因此
具有质量，这有利于雾化液滴保持悬浮在流动路径104内的一部分空气中。雾化液滴的至少一部分可以夹带在通过流动路径104从环形入口120到hp压缩机124下游的轴向位置(a)的气流318中。应当理解，在沿流动路径104的各个点处，气流318可能例如由于气流318的方向变化而经历减速。作为减速的结果，气流318可能缺乏将雾化液滴保持在由中值直径限定的指定质量以上的必要能量。当气流318的能量水平下降到给定尺寸的雾化颗粒的给定阈值以下时，雾化颗粒可以离开气流318并在核心发动机114内撞击/沉淀。此外，对于给定尺寸的球的雾化颗粒，颗粒的惯性能量可导致雾化颗粒离开气流318。因此，为了使雾化液滴的至少一部分从环形入口120到轴向位置(a)保持悬浮在流动路径104内，在实施例中，雾化液滴可以具有小于或等于50微米的中值直径。
53.在另外的实施例中，可以通过形成具有中值直径大于或等于5微米且小于或等于15微米的雾化液滴的清洁雾312来增强流动路径104内的清洁雾312的可支撑性。换言之，在其中水和/或水洗涤剂液滴具有在5至15微米之间的范围内的中值直径的实施例中，液滴可以被夹带在通过核心发动机114的蒸气组分流中。例如，在实施例中，核心发动机114的热状态可以小于或等于以摄氏度为单位的环境空气温度的135％。在这样的实施例中，雾化液滴的中值直径可以促进一部分清洁雾312保持悬浮在气流318内到翼上燃气涡轮发动机100下游的轴向位置(b)。
54.为了产生具有所需中值直径的液滴，输送组件306可以雾化一部分清洁液304。例如，输送组件306可以利用喷嘴310来产生具有期望中值直径的雾化液滴的清洁雾312。喷嘴310可以利用至少一个孔口和/或经由超声波喷嘴施加超声波能量来雾化清洁液304。例如，清洁液304可以经由孔口上的压差被抽吸通过孔口。或者，可通过在储存容器302内产生比孔口处更高的压力来驱动清洁液304通过孔口。更高的压力可以经由泵、压缩空气源326和/或加热产生。在至少一个实施例中，压缩空气源326还可以被构造为流生成组件314以促进清洁雾312沿着流动路径104的通过。
55.在另外的实施例中，喷嘴310可以被构造为超声换能器。在这样的实施例中，喷嘴310可以插入到一部分清洁液304中以便雾化一部分清洁液304。所得雾化部分可由流生成组件314从清洁液304中抽吸以输送至环形入口120。
56.如图2所示，喷嘴310可以定位在风扇区段116的上游并且可操作地联接到核心发动机114的环形入口120。在另外的实施例中，喷嘴310可以是喷嘴阵列320中的一个。例如，喷嘴阵列320可以包括四个或更多个喷嘴310。如图1所示，喷嘴阵列320可以布置成与风扇区段116交界，以便将每个喷嘴310的出口322定位在风扇区段116和环形入口120之间的轴向位置处。在这样的实施例中，喷嘴阵列320的喷嘴310的数量可以对应于风扇叶片144之间的空间的数量，使得至少一个喷嘴310插入在每对风扇叶片144之间。在实施例中，喷嘴310可以可操作地联接到环形入口120而不必与发动机100接触。
57.在其中输送组件306包括喷嘴阵列320的实施例中，修改用于雾化清洁液304的部分的喷嘴310的数量可以影响流动路径104的指定部分330内的雾化液滴的浓度。因此，修改喷嘴310的数量可以建立清洁雾体积。例如，在其中整个喷嘴阵列320被激活的实施例中，雾化液滴的浓度可以大于其中大部分喷嘴阵列320闲置的实施例中的雾化液滴的浓度。
58.现在特别参考图3，在实施例中，输送组件306可以包括管道部分324，该管道部分324连通地联接在核心发动机114和储存容器302之间。在这样的实施例中，清洁液304的雾
化可发生在储存容器302中或邻近储存容器302。雾化液滴可以进入输送组件306的管道部分324并通过流生成组件314输送到环形入口120。在实施例中，流生成组件314可以并入管道部分324中。另外，在实施例中，管道部分324可以结合加热元件316。
59.再次参考图1-3，在实施例中，系统300可以包括流生成组件314。流生成组件314可以通过产生气流318来促进清洁雾312沿着流动路径104的通过。在实施例中，流生成组件314可以被构造为驱动或抽吸一部分大气以便生成气流318。在这样的实施例中，流生成组件314可以例如被构造为风扇。因此，当被构造为加速或驱动气流318时流生成组件可以定位在环形入口120的上游，并且当被构造为抽吸清洁雾312通过流动路径104时流生成组件可以定位在发动机100的下游。
60.在实施例中，流生成组件314可以被构造为在环形入口120和出发点136之间建立压差。例如，在实施例中，流生成组件314可以被构造为压缩空气源326。在这样的实施例中，压缩空气不仅可以驱动清洁液304通过喷嘴310，而且压缩空气通过喷嘴310的排放可以产生与环形入口120流体连通的压力增加的区域。压力增加的区域可以驱动清洁雾312通过流动路径104。在另一个实施例中，可以经由加热邻近环形入口120的一部分大气来建立邻近环形入口120的高压区域。在又一个实施例中，流生成组件314可以定位在发动机100的下游并且被构造为建立邻近出发点136的低压区域。
61.仍然参考图1-3，在实施例中，系统300的流生成组件314可以被构造为定位在出发点136下游的热源。在这样的实施例中，流生成组件314可以加热邻近出发点136的部分大气。大气的这种加热可以建立通过核心发动机114的作为对流的气流318。清洁雾312可经由对流被抽吸通过流动路径104。
62.再次参考图1，在实施例中，系统300可以包括控制单元308。在实施例中，控制单元308可以包括多个控制器，其被构造为允许操作员采用系统300来从组装的翼上燃气涡轮发动机100的部件102去除沉积物。在至少一个实施例中，控制单元可以包括被构造为向操作员提供关于清洁发动机100的信息的各种读数和被构造为向操作员提供对本文所述方法的必要程度的控制以从部件102去除沉积物的各种手动控制。在另外的实施例中，控制单元308还可以包括控制器400。控制器400还可以被构造为实施本文讨论的方法以从发动机100的部件102去除沉积物。应当理解，控制器400可以与各种手动控制和显示器结合采用以促进操作员对本文所述方法的控制。
63.在实施例中，从部件102去除沉积物可包括操作员/控制器400获得指示影响翼上燃气涡轮发动机的环境条件的环境数据。例如，环境数据可以包括影响发动机100的环境温度、环境压力和环境湿度。在实施例中，环境数据还可以包括指示发动机100的操作环境的悬浮大气颗粒的类型(例如，已反应的和未反应的灰尘、沙子等)、大气颗粒浓度和/或大气颗粒尺寸的数据。换言之，环境数据可包括关于发动机操作期间遇到的污染物的类型和严重程度的数据。应当理解，操作员/控制器400可以利用关于遇到的颗粒的信息来确定清洁液成分、清洁操作持续时间和/或清洁操作频率。还应当理解，环境数据可以从任何合适的来源(例如多个传感器、外部提供者和/或查找表)获得。
64.操作员/控制器400还可以获得指示核心发动机114的热状态的数据。热状态可以指示核心发动机114内的部件的温度与环境温度之间的差。可以经由至少一个传感器和/或经由查找表获得指示热状态的数据。例如，可以相对于在环境大气条件下发动机停机以来
经过的时间来确定热状态。基于环境数据和指示热状态的数据，操作员/控制器400可以建立输送到环形入口120的清洁雾体积。例如，建立清洁雾体积可包括致动喷嘴310以在指定时间间隔在流动路径104的指定部分330内建立雾化液滴的浓度。另外，建立清洁雾体积还可以包括在流动路径104内建立清洁雾流率。建立清洁雾流率可以包括建立/修改气流318的速度。应当理解，气流318的速度连同被致动的喷嘴310的数量可以影响流动路径104内的清洁雾312的所得密度。
65.仍然参考图1，在实施例中，系统300还可以包括电子传感器328(例如，湿度传感器、激光雷达单元、风速计和/或用于检测水/水蒸气的任何其他合适的传感器)。电子传感器328可以通信地联接到控制单元308并且可以定位在组装的翼上燃气涡轮发动机100的出发点136处。电子传感器328可以监测出发点136处的绝对湿度水平和/或液态水滴量。绝对湿度水平/水滴量可以被操作员/控制器400用来确定在发动机100的出发点136处保持悬浮的所输送的清洁雾312的百分比。例如，在针对环境温度进行校正时出发点136处的绝对湿度水平可以指示出发点136处的气流318的流体含量。流体含量又可以指示引入环形入口120的清洁雾312的百分比，该清洁雾312在出发点136处保持悬浮。
66.利用在出发点136处保持悬浮的清洁雾312的确定百分比，在实施例中，操作员/控制器400可以调节输送到环形入口120的清洁雾体积，以便实现部件102的期望润湿水平。例如，在当系统300被激活时发动机100的热状态相对较高的实施例中，在冷却核心发动机114的过程中相当大百分比的清洁雾312可以转化为蒸汽。在这样的实施例中，出发点136处的绝对湿度水平可以相对接近环境湿度水平并且可以指示需要增加清洁雾体积以实现部件102的期望润湿水平。在进一步实施例中，出发点136处的绝对湿度水平可以显著高于环境湿度水平，因此指示过量的清洁雾312在出发点136处保持悬浮。在这样的实施例中，操作员/控制器400可以减少清洁雾体积和/或气流318的速度以提高系统300的效率。因此，在实施例中，发动机100的清洁循环可消耗少于57升的清洁液304。
67.在实施例中，例如在图2和3中具体描绘的，系统300可以被构造为确定被雾化并作为清洁雾312输送到环形入口的清洁液304的第一体积。例如，第一体积可以经由监测来自储存容器302的清洁液304的分散速率来确定。在实施例中，系统300还可以被构造为基于可以由监测的绝对湿度水平指示的保持的总水位来确定悬浮在出发点136处的清洁液304的第二体积332。计算第一体积和第二体积之间的差可以指示沉淀/撞击到部件102上的清洁液304的第一体积的部分。
68.在实施例中，操作员/控制器400可以调节输送到环形入口120的清洁雾体积，使得第二体积小于或等于第一体积的35％。换句话说，在实施例中，系统300可以被构造成以65％或更多的清洁雾312沉积在核心发动机114内的清洁雾体积和流速输送清洁雾312。例如，在发动机100处于冷热稳定状态的实施例中，这可能是合乎需要的。然而，对于热发动机100，过量的清洁液30可被引入发动机100以便加速部件102的表面的冷却和润湿。因此，第二体积可以超过第一体积的35％。应当理解，一旦核心发动机114被冷却，确保不超过35％的清洁雾312完全通过核心发动机114可以确保系统300以有效方式操作。例如，有效方式可以通过在15分钟内执行消耗少于57升清洁液304的清洁循环来限定。
69.再次参考图1，在实施例中，系统300可以包括包围环形入口120的至少一个阻塞元件334。另外，在实施例中，阻塞元件334可以包围喷嘴阵列320。阻塞元件334可以至少部分
地堵塞替代流动路径148。应当理解，通过减少或消除可绕过流动路径104的清洁雾312的部分，堵塞替代流动路径148可以提高系统300的效率。
70.现在参考图4，在实施例中，系统300可以被构造为在飞行器336停在机场340的登机口338时在发动机100上采用。因此，可以在着陆342之后或在起飞344之前利用系统300清洁发动机100，而不需要将飞行器336移动到机场340的维护区域。应当理解，在飞行器336位于登机口338时进行本文所述的清洁操作可以减少或消除飞行器336由于发动机清洁操作而停止服务的时间量。
71.在实施例中，系统300可以被构造为执行持续时间为30分钟或更短且消耗量小于120升的清洁循环。例如，系统300可用于在循环开始的15分钟内以小于57升的消耗量溶解部件102上的一部分沉积物。
72.在实施例中，在清洁循环结束之后，输送组件306可以与环形入口120可操作地分离。然而，由于本文公开的清洁循环不需要漂洗循环，部件102可以在输送组件306的可操作分离之后保持在润湿状态。
73.在实施例中，可以通过在可操作地分离输送组件306之前将清洁雾312的浪涌部分供应到核心发动机114来利用不需要漂洗发动机。在这样的实施例中，可在输送组件306的可操作分离之后建立浸泡期，在此期间清洁液304继续影响部件102上的沉积物。因此，浪涌部分可增加部件102的湿度，从而增加浸泡期的有效性。
74.当飞行器336停在登机口338处时，在30分钟或更短的时间内执行清洁循环的能力可以促进相对于当前发动机清洁方法增加的清洁频率。因此，在实施例中，可以每30天和/或发动机循环至少重复一次从部件102去除沉积物。例如，在实施例中，系统300可至少每7天采用一次以从部件102去除沉积物。应当理解，发动机循环可以对应于24小时周期、起飞/着陆顺序和/或特定的发动机操作小时数。
75.在实施例中，关于在发动机操作期间遇到的污染物的类型和严重性的数据可用于修改清洁间隔。例如，发动机操作期间遇到的污染物的类型和/或严重性可能很高，并且可能指示应保证减小清洁间隔。例如，当在多尘/沙漠环境中操作发动机100时可能会遇到这种颗粒状况，并且可以证明每晚利用系统300从部件102去除沉积物是合理的。
76.应当理解，频繁的清洁可以保持发动机100的效率和寿命。还应当理解，相对于传统的水/泡沫洗涤，更频繁的清洁可以单独地去除部件102上较小百分比的沉积物。然而，频繁清洁的效果可以累积，使得频繁清洁的综合效果累积大于任何单一的水/泡沫洗涤。结果，清洁之间的缩短的间隔可以导致发动机在比传统方法下可实现的更大百分比的时间内在较少结垢的条件下操作。
77.现在参考图6，示出了从组装的翼上燃气涡轮发动机的至少一个部件去除沉积物的方法504的一个实施例的流程图。方法500可以使用例如上面参考图1-4讨论的系统300来实施。为了说明和讨论的目的，图6描绘了以特定顺序进行的步骤。使用本文提供的公开内容的本领域普通技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，方法500的各个步骤或本文公开的任何方法可以以各种方式改编、修改、重新布置、同时执行或修改。
78.如(502)处所示，方法500可包括将输送组件可操作地联接到核心燃气涡轮发动机的环形入口。输送组件被联接到控制单元和包含清洁液的储存容器。如(504)处所示，方法500可以包括用输送组件雾化一部分清洁液以产生清洁雾。清洁雾可包括多个雾化液滴。此
外，如(506)处所示，方法500可以包括将清洁雾的雾化液滴悬浮在核心燃气涡轮发动机的至少一个流动路径内的气流中。清洁雾可占据至少一个流动路径的横截面区域以在其中建立同时横截面接触。雾化液滴的至少一部分可保持悬浮在从环形入口到燃气涡轮发动机的压缩机下游的轴向位置的至少一个流动路径内。如(508)处所示，方法500可以包括将一部分清洁雾撞击或沉淀到至少一个部件上，以润湿至少一个部件的暴露表面的至少80％。方法500可以在(510)处进一步包括溶解至少一个部件上的至少一部分沉积物。
79.图5提供了根据本公开的示例性实施例的示例性控制器400的框图，该示例性控制器400可用于实施本文描述的方法和系统。尽管下面描述为计算系统，但是应当理解，在一些实施例中，控制器可以是不包括计算装置的模拟系统或电气系统。如图所示，计算系统400可以包括一个或多个计算装置402。一个或多个计算装置402可以包括一个或多个处理器404和一个或多个存储器装置406。一个或多个处理器404可以包括任何合适的处理装置，例如微处理器、微控制器、集成电路、逻辑装置或其他合适的处理装置。一个或多个存储器装置406可以包括一个或多个计算机可读介质，包括但不限于非暂时性计算机可读介质、ram、rom、硬盘驱动器、闪存驱动器或其他存储器装置。
80.一个或多个存储器装置406可存储可由一个或多个处理器404访问的信息，包括可由一个或多个处理器404执行的计算机可读指令408。指令408可以是当由一个或多个处理器404执行时使一个或多个处理器404进行操作的任何指令集。指令408可以是以任何合适的编程语言编写的软件或者可以以硬件实施。在一些实施例中，指令408可由一个或多个处理器404执行以使得一个或多个处理器404进行操作，例如实施上述处理中的一个或多个。
81.存储器装置404还可以存储可由处理器404访问的数据410。例如，数据410可包括用于燃气涡轮发动机的共享数据的第三实例，如本文所述。根据本公开的示例实施例，数据410可以包括一个或多个表、函数、算法、模型、方程等。
82.一个或多个计算装置402还可以包括用于例如与系统的其他部件通信的通信接口412。通信接口412可以包括用于与一个或多个网络接口的任何合适的部件，包括例如发射器、接收器、端口、控制器、天线或其他合适的部件。
83.本文讨论的技术参考基于计算机的系统、由基于计算机的系统采取的动作、发送到基于计算机的系统的信息以及来自基于计算机的系统的信息。本领域普通技术人员将认识到，基于计算机的系统的固有灵活性允许部件之间和部件之中的任务和功能的多种可能的构造、组合和划分。例如，可以使用单个计算装置或组合工作的多个计算装置来实施本文讨论的处理。数据库、存储器、指令和应用可以在单个系统上实施或跨多个系统分布。分布式部件可以顺序或并行操作。
84.该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执行任何合并的方法。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例包括与权利要求的字面语言没有区别的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质区别的等效结构元件，则这些其他示例意图落入权利要求的范围内。
85.本发明的进一步方面由以下条项的主题提供：
86.条项1.一种从组装的翼上燃气涡轮发动机的至少一个部件去除沉积物的方法，所述燃气涡轮发动机包括定位在风扇区段下游的核心燃气涡轮发动机，所述核心燃气涡轮发
动机在去除所述沉积物期间没有动力旋转，所述方法包括：将输送组件可操作地联接到所述核心燃气涡轮发动机的环形入口，所述输送组件联接到控制单元和包含清洁液的储存容器；利用所述输送组件雾化一部分所述清洁液以产生清洁雾，所述清洁雾包括多个雾化液滴；将所述清洁雾的所述雾化液滴悬浮在所述核心燃气涡轮发动机的至少一个流动路径内的气流中，其中所述清洁雾占据所述至少一个流动路径的横截面区域以在其中建立同时横截面接触，其中至少一部分所述雾化液滴保持悬浮在从所述环形入口到所述核心燃气涡轮发动机的压缩机下游的轴向位置的所述至少一个流动路径内；将一部分所述清洁雾撞击或沉淀到所述至少一个部件上，以润湿所述至少一个部件的暴露表面的至少80％；以及溶解所述至少一个部件上的至少一部分所述沉积物。
87.条项2.根据任何前述条项所述的方法，其中所述雾化液滴具有小于或等于50微米的中值直径，并且所述清洁雾具有至少0.05且小于或等于5.0千克所述清洁液与千克空气的流体空气质量比。
88.条项3.根据任何前述条项所述的方法，其中所述核心燃气涡轮发动机的热状态小于或等于环境空气温度的135％，并且其中所述压缩机下游的所述轴向位置是所述翼上燃气涡轮发动机下游的轴向位置。
89.条项4.根据任何前述条项所述的方法，进一步包括：建立所述清洁雾的升高的输送温度，以增加所述至少一个流动路径内的所述清洁雾的蒸汽含量。
90.条项5.根据任何前述条项所述的方法，进一步包括：向所述核心燃气涡轮发动机供应所述清洁雾的浪涌部分；将所述输送组件与所述环形入口可操作地分离；以及建立浸泡期，在所述浸泡期期间所述清洁液影响所述沉积物。
91.条项6.根据任何前述条项所述的方法，其中所述输送组件包括喷嘴阵列，其中所述喷嘴阵列中的每个喷嘴被构造为产生具有小于或等于50微米的中值直径的雾化液滴，所述方法进一步包括：致动所述喷嘴阵列中的至少一个喷嘴以建立清洁雾体积，其中所述清洁雾体积包括所述至少一个流动路径的指定部分内的雾化液滴的浓度，所述清洁雾体积的特征在于至少0.05且小于或等于5.0千克清洁液与千克空气的流体空气质量比。
92.条项7.根据任何前述条项所述的方法，进一步包括：获得环境数据，所述环境数据包括影响所述翼上燃气涡轮发动机的环境温度、环境压力和环境湿度；获得指示所述核心燃气涡轮发动机的热状态的数据；以及基于所述环境数据和指示所述核心燃气涡轮发动机的所述热状态的所述数据，建立输送到所述环形入口的所述清洁雾体积，其中建立所述清洁雾体积进一步包括在所述至少一个流动路径内建立清洁雾流率。
93.条项8.根据任何前述条项所述的方法，其中所述环境数据进一步包括指示所述翼上燃气涡轮发动机的操作环境的悬浮大气颗粒的类型、大气颗粒浓度和大气颗粒尺寸中的至少一个的数据。
94.条项9.根据任何前述条项所述的方法，进一步包括：监测所述翼上燃气涡轮发动机的出发点处的绝对湿度水平；利用监测到的湿度水平来确定所输送的清洁雾保持悬浮在所述翼上燃气涡轮发动机的所述出发点处的百分比；以及基于所确定的百分比调节输送到所述环形入口的所述清洁雾体积，以实现所述至少一个部件的期望润湿水平。
95.条项10.根据任何前述条项所述的方法，进一步包括：确定被雾化并作为所述清洁雾输送到所述环形入口的清洁液的第一体积；基于监测到的湿度水平确定悬浮在所述翼上
燃气涡轮发动机的所述出发点处的清洁液的第二体积；基于所述第一体积和所述第二体积之间的差计算沉淀到所述至少一个部件上的清洁液的所述第一体积的部分；调节输送到所述环形入口的所述清洁雾体积，使得所述第二体积小于或等于所述第一体积的35％。
96.条项11.根据任何前述条项所述的方法，其中所述输送组件包括喷嘴阵列，并且其中将所述输送组件可操作地联接到所述环形入口进一步包括：将所述喷嘴阵列定位在所述风扇区段内，使得所述喷嘴阵列中的每个喷嘴的出口布置在所述风扇区段和所述核心燃气涡轮发动机的所述环形入口之间的轴向位置处；以及利用至少一个阻塞元件包围所述喷嘴阵列，其中所述至少一个阻塞元件至少部分地堵塞替代流动路径。
97.条项12.根据任何前述条项所述的方法，进一步包括：在所述环形入口和来自所述翼上燃气涡轮发动机的所述气流的出发点之间建立负压差，其中所述负压差将一部分所述清洁雾抽吸通过所述核心燃气涡轮发动机。
98.条项13.根据任何前述条项所述的方法，其中将所述输送组件可操作地联接到所述核心燃气涡轮发动机的所述环形入口进一步包括将所述输送组件可操作地联接到停放在机场的登机口处的飞行器的所述核心燃气涡轮发动机的所述环形入口。
99.条项14.根据任何前述条项所述的方法，其中每30天至少重复一次从所述翼上燃气涡轮发动机的至少一个部件去除所述沉积物。
100.条项15.根据任何前述条项所述的方法，进一步包括：建立清洁循环，其中所述清洁循环的持续时间为30分钟或更短；以及通过所述清洁循环的结束将所述输送组件与所述环形入口可操作地分离。
101.条项16.根据任何前述条项所述的方法，其中雾化一部分所述清洁液包括雾化少于120升的清洁液。
102.条项17.一种用于从组装的翼上燃气涡轮发动机的至少一个部件清洁沉积物的系统，所述翼上燃气涡轮发动机包括定位在风扇区段下游的核心燃气涡轮发动机，所述翼上燃气涡轮发动机在去除所述沉积物期间没有动力旋转，所述系统包括：储存容器，所述储存容器包含清洁液；输送组件，所述输送组件可操作地联接所述储存容器和控制单元，所述输送组件包括至少一个喷嘴，所述喷嘴被构造为雾化一部分所述清洁液以产生包括多个雾化液滴的清洁雾，所述雾化液滴具有中值直径，所述中值直径促进所述雾化液滴悬浮在从所述核心燃气涡轮发动机的环形入口到所述核心燃气涡轮发动机的压缩机下游的轴向位置的所述核心燃气涡轮发动机的至少一个流动路径内，所述清洁雾占据所述至少一个流动路径的横截面区域以在其中建立同时横截面接触；以及流生成组件，所述流生成组件被定向成促进所述清洁雾沿着所述核心燃气涡轮发动机的所述至少一个流动路径通过。
103.条项18.根据任何前述条项所述的系统，进一步包括：加热元件，所述加热元件定位成与所述清洁雾热接触，以建立所述清洁雾的升高的输送温度，从而增加所述清洁雾的蒸汽含量。
104.条项19.根据任何前述条项所述的系统，进一步包括湿度传感器，所述湿度传感器定位在所述燃气涡轮发动机的出发点处并通信地联接到所述控制单元，其中所述湿度传感器监测所述燃气涡轮发动机的所述出发点处的湿度水平，其中所述控制单元利用监测到的湿度水平来确定保持悬浮在所述翼上燃气涡轮发动机的所述出发点处的所输送的清洁雾的百分比，并且其中，所述控制单元基于所确定的百分比来调节输送到所述环形入口的清
洁雾体积，以实现所述至少一个部件的期望润湿水平，其中所述雾化液滴具有小于或等于50微米的中值直径，并且所述清洁雾体积的特征在于至少0.05且小于或等于5.0千克所述清洁液与千克空气的流体空气质量比。
105.条项20.根据任何前述条项所述的系统，其中所述喷嘴是喷嘴阵列中的一个，其中所述喷嘴阵列被布置为与所述风扇区段交界，以将所述喷嘴阵列中的每个喷嘴的出口定位在所述风扇区段和所述核心燃气涡轮发动机的所述环形入口之间的轴向位置处，所述系统进一步包括：至少一个阻塞元件，所述至少一个阻塞元件包围所述喷嘴阵列，其中所述至少一个阻塞元件至少部分地堵塞所述气流的替代流动路径。