用於清潔燃氣渦輪發動機構件的系統和方法與流程
2023-10-10 09:23:14 2
本主題大體上涉及燃氣渦輪發動機，且更具體地，涉及用於使用磨蝕性顆粒在原地清潔燃氣渦輪發動機構件的系統和方法。
背景技術：
燃氣渦輪發動機大體包括處於連續流順序的壓縮器區段、燃燒區段、渦輪區段和排氣區段。在運行中，空氣進入壓縮器區段的入口，在這裡，一個或多個軸向或離心壓縮器逐漸壓縮空氣，直到其到達燃燒區段。燃料在燃燒區段內與壓縮空氣混合且燃燒，以提供燃燒氣體。燃燒氣體從燃燒區段被引導通過限定在渦輪區段內的熱氣體路徑且然後經由排氣區段從渦輪區段排出。
在特定構造中，渦輪區段包括處於連續流順序的高壓(hp)渦輪和低壓(lp)渦輪。hp渦輪和lp渦輪各自包括多個可旋轉渦輪構件諸如渦輪轉子葉片、轉子盤和固持件，以及多個靜態渦輪構件諸如定子導葉或噴嘴、渦輪護罩和發動機框架。可旋轉和靜態渦輪構件至少部分地限定通過渦輪區段的熱氣體路徑。隨著燃燒氣體流過熱氣體路徑，熱能從燃燒氣體傳遞到可旋轉和靜態渦輪構件。
典型的燃氣渦輪發動機包括非常細的冷卻通路，這允許在燃燒器和/或hp或lp渦輪中有更高的氣體溫度。在運行期間，特別在包含細等級灰塵(例如pm10)的環境中、環境顆粒積聚在發動機構件上和在發動機的冷卻通路內。例如，灰塵(經反應或非經反應的)、砂粒等在渦輪發動機運行期間可累積在流徑構件上和受衝擊冷卻的表面上。另外，在進入渦輪發動機和冷卻通路的空氣中攜帶的顆粒物質可包含含硫物質，其可腐蝕構件。這種積聚可導致構件的冷卻效果降低和/或與發動機構件的金屬和/或塗層的腐蝕性反應。因而，顆粒累積可導致過早的損壞和/或減少發動機壽命。另外，諸如此類的環境汙染物(例如經反應的和未反應的灰塵、砂粒等)的積聚可通過改變翼型件形態降低高壓構件的空氣動力學性能和降低發動機的燃料效率。
因此，本公開涉及用於使用磨蝕性顆粒清潔發動機構件的系統和方法，其解決了前面提到的問題。更具體地，本公開涉及用於在原地清潔發動機構件的系統和方法，其利用特別可用於清潔燃氣渦輪發動機的內部冷卻通路的磨蝕性微粒。
技術實現要素：
在以下描述中部分地闡述本發明的各方面和優點，或者根據該描述，本發明的各方面和優點可為顯而易見的，或者可通過實踐本發明來學習本發明的各方面和優點。
在一個方面，本公開涉及一種用於在原地(例如在運行中)清潔燃氣渦輪發動機的一個或多個構件的方法。方法包括將乾式清潔介質在一個或多個位置處噴射進入燃氣渦輪發動機。乾式清潔介質包括多個磨蝕性微粒。因而，方法還包括使乾式清潔介質循環通過燃氣渦輪發動機的至少一部分，使得磨蝕性微粒磨蝕一個或多個構件的表面，以便清潔表面。進一步，磨蝕性微粒可後續通過標準發動機運行冷卻空氣流和/或經由焚化而使得殘留的灰內容物滿足在運行中應用於完全組裝的燃氣渦輪的要求來從發動機移除。
在另一個方面，本公開涉及一種用於在原地清潔燃氣渦輪發動機的一個或多個構件的清潔系統。清潔系統包括乾式清潔介質，其包含多個磨蝕性微粒。各個磨蝕性微粒具有範圍為大約10微米到大約100微米的顆粒直徑大小。進一步，清潔系統包括輸送系統，其構造成將清潔介質輸送到燃氣渦輪發動機的一個或多個位置處，以便清潔其一個或多個構件。
技術方案1.一種用於在原地清潔燃氣渦輪發動機的一個或多個構件的方法，所述方法包括：
將乾式清潔介質在一個或多個位置處噴射進入所述燃氣渦輪發動機，所述乾式清潔介質包括多個磨蝕性微粒；以及
使所述清潔介質循環通過所述燃氣渦輪發動機的至少一部分，使得所述磨蝕性微粒磨蝕所述一個或多個構件的表面，以便清潔所述表面。
技術方案2.根據技術方案1所述的方法，其特徵在於，所述多個磨蝕性微粒包括堅果殼、水果核、氧化鋁、矽石、金鋼石或包括任何前述項目的組合。
技術方案3.根據技術方案1所述的方法，其特徵在於，所述多個磨蝕性微粒包括範圍為大約10微米到大約100微米的單獨顆粒直徑大小。
技術方案4.根據技術方案1所述的方法，其特徵在於，所述多個磨蝕性微粒包括不同顆粒直徑大小分布。
技術方案5.根據技術方案4所述的方法，其特徵在於，所述多個磨蝕性微粒中的在所述不同顆粒直徑大小分布內的第一組包括等於或小於20微米的中值顆粒直徑，並且其中所述多個磨蝕性微粒中的在所述不同顆粒直徑大小分布內的第二組包括等於或大於20微米的中值顆粒直徑。
技術方案6.根據技術方案5所述的方法，其特徵在於，所述第一組磨蝕性微粒包括等於或小於10微米的中值顆粒直徑，並且其中所述第二組磨蝕性微粒包括等於或大於40微米的中值顆粒直徑。
技術方案7.根據技術方案1所述的方法，其特徵在於，將所述乾式清潔介質噴射進入所述燃氣渦輪發動機進一步包括將所述清潔介質噴射進入所述燃氣渦輪發動機的入口、所述燃氣渦輪發動機的一個或多個埠、所述燃氣渦輪發動機的一個或多個冷卻通路、所述燃氣渦輪發動機的現有擋板系統或包括任何前述項目的組合。
技術方案8.根據技術方案7所述的方法，其特徵在於，使所述清潔介質循環通過所述燃氣渦輪發動機的至少一部分進一步包括在噴射所述清潔介質期間運行所述燃氣渦輪發動機，以便提供使所述多個微粒循環通過所述燃氣渦輪發動機的空氣流。
技術方案9.根據技術方案7所述的方法，其特徵在於，使所述清潔介質循環通過所述燃氣渦輪發動機的至少一部分進一步包括利用一個或多個外部壓力源來提供使所述多個微粒循環通過所述燃氣渦輪發動機的空氣流。
技術方案10.根據技術方案1所述的方法，其特徵在於，進一步包括產生清潔混合物，其包括所述多個磨蝕性微粒，以及水或去垢劑中的至少一個。
技術方案11.根據技術方案10所述的方法，其特徵在於，進一步包括經由泵使所述清潔混合物循環通過所述燃氣渦輪發動機的至少一部分。
技術方案12.根據技術方案1所述的方法，其特徵在於，所述燃氣渦輪發動機的所述一個或多個構件包括壓縮機、高壓渦輪、低壓渦輪、燃燒室、噴嘴、一個或多個葉片、增壓器、所述燃氣渦輪發動機的殼、渦輪護罩或所述燃氣渦輪發動機的一個或多個冷卻通路中的至少一個。
技術方案13.一種用於在原地清潔燃氣渦輪發動機的一個或多個構件的清潔系統，所述清潔系統包括：
乾式清潔介質，其包括多個磨蝕性微粒，所述多個磨蝕性微粒包括範圍為大約10微米到大約100微米的單獨顆粒直徑大小；以及
輸送系統，其構造成將所述清潔介質輸送到所述燃氣渦輪發動機的一個或多個位置處，以便清潔其一個或多個構件。
技術方案14.根據技術方案13所述的清潔系統，其特徵在於，所述多個磨蝕性微粒包括堅果殼、水果核、氧化鋁、矽石、金鋼石或包括任何前述項目的組合。
技術方案15.根據技術方案13所述的清潔系統，其特徵在於，所述多個磨蝕性微粒包括不同顆粒直徑大小分布。
技術方案16.根據技術方案15所述的清潔系統，其特徵在於，所述多個磨蝕性微粒中的在所述不同顆粒直徑大小分布內的第一組包括等於或小於20微米的中值顆粒直徑，且其中所述多個磨蝕性微粒中的在所述不同顆粒直徑大小分布內的第二組包括等於或大於20微米的中值顆粒直徑。
技術方案17.根據技術方案13所述的清潔系統，其特徵在於，所述一個或多個位置包括所述燃氣渦輪發動機的至少一個入口、所述燃氣渦輪發動機的一個或多個埠或所述燃氣渦輪發動機的一個或多個冷卻通路。
技術方案18.根據技術方案13所述的清潔系統，其特徵在於，所述輸送系統包括一個或多個外部壓力源來提供使所述多個磨蝕性微粒循環通過所述燃氣渦輪發動機的空氣流。
技術方案19.根據技術方案18所述的清潔系統，其特徵在於，所述一個或多個外部壓力源包括風扇、吹送器或泵中的至少一個。
技術方案20.根據技術方案13所述的清潔系統，其特徵在於，所述燃氣渦輪發動機的所述一個或多個構件包括壓縮機、高壓渦輪、低壓渦輪、燃燒室、噴嘴、一個或多個葉片、增壓器、所述燃氣渦輪發動機的殼、渦輪護罩或所述燃氣渦輪發動機的一個或多個冷卻通路中的至少一個。
技術方案21.一種用於在原地清潔燃氣渦輪發動機(10)的一個或多個構件的方法，所述方法包括：
將乾式清潔介質(84)在一個或多個位置處噴射進入所述燃氣渦輪發動機(10)，所述乾式清潔介質(84)包括多個磨蝕性微粒(92)；以及
使所述清潔介質(84)循環通過所述燃氣渦輪發動機(10)的至少一部分，使得所述磨蝕性微粒(92)磨蝕所述一個或多個構件的表面，以便清潔所述表面。
技術方案22.根據技術方案21所述的方法，其特徵在於，所述多個磨蝕性微粒(92)包括堅果殼、水果核、氧化鋁、矽石、金鋼石或包括任何前述項目的組合。
技術方案23.根據技術方案21所述的方法，其特徵在於，所述多個磨蝕性微粒(92)包括範圍為大約10微米到大約100微米的單獨顆粒直徑大小。
技術方案24.根據技術方案21所述的方法，其特徵在於，所述多個磨蝕性微粒(92)包括不同顆粒直徑大小分布。
技術方案25.根據技術方案24所述的方法，其特徵在於，所述多個磨蝕性微粒(92)中的在所述不同顆粒直徑大小分布內的第一組包括等於或小於20微米的中值顆粒直徑，且其中所述多個磨蝕性微粒(92)中的在所述不同顆粒直徑大小分布內的第二組包括等於或大於20微米的中值顆粒直徑。
技術方案26.根據技術方案25所述的方法，其特徵在於，所述第一組磨蝕性微粒(92)包括等於或小於10微米的中值顆粒直徑，且其中所述第二組磨蝕性微粒(92)包括等於或大於40微米的中值顆粒直徑。
技術方案27.根據技術方案21所述的方法，其特徵在於，將所述乾式清潔介質(84)噴射進入所述燃氣渦輪發動機(10)進一步包括將所述清潔介質(84)噴射進入所述燃氣渦輪發動機(10)的入口、所述燃氣渦輪發動機(10)的一個或多個埠、所述燃氣渦輪發動機(10)的一個或多個冷卻通路、所述燃氣渦輪發動機(10)的現有擋板系統或包括任何前述項目的組合。
技術方案28.根據技術方案27所述的方法，其特徵在於，使所述清潔介質(84)循環通過所述燃氣渦輪發動機(10)的至少一部分進一步包括在噴射所述清潔介質(84)期間運行所述燃氣渦輪發動機(10)，以便提供使所述多個微粒循環通過所述燃氣渦輪發動機(10)的空氣流。
技術方案29.根據技術方案27所述的方法，其特徵在於，使所述清潔介質(84)循環通過所述燃氣渦輪發動機(10)的至少一部分進一步包括利用一個或多個外部壓力源來提供使所述多個微粒循環通過所述燃氣渦輪發動機(10)的空氣流。
技術方案30.根據技術方案21所述的方法，其特徵在於，進一步包括產生清潔混合物(99)，其包括所述多個磨蝕性微粒(92)，以及水或去垢劑中的至少一個，其中所述方法進一步包括經由泵使所述清潔混合物(99)循環通過所述燃氣渦輪發動機(10)的至少一部分。
技術方案31.一種用於在原地清潔燃氣渦輪發動機(10)的一個或多個構件的清潔系統(90)，所述清潔系統包括：
乾式清潔介質(84)，其包括多個磨蝕性微粒(92)，所述多個磨蝕性微粒(92)包括範圍為大約10微米到大約100微米的單獨顆粒直徑大小；以及
輸送系統(94)，其構造成將所述清潔介質(84)輸送到所述燃氣渦輪發動機(10)的一個或多個位置處，以便清潔其一個或多個構件。
技術方案32.根據技術方案31所述的清潔系統(90)，其特徵在於，所述多個磨蝕性微粒(92)包括堅果殼、水果核、氧化鋁、矽石、金鋼石或包括任何前述項目的組合。
技術方案33.根據技術方案31所述的清潔系統(90)，其特徵在於，所述一個或多個位置包括所述燃氣渦輪發動機(10)的至少一個入口、所述燃氣渦輪發動機(10)的一個或多個埠或所述燃氣渦輪發動機(10)的一個或多個冷卻通路。
技術方案14.根據技術方案31所述的清潔系統(90)，其特徵在於，所述輸送系統(94)包括一個或多個外部壓力源來提供使所述多個磨蝕性微粒(92)循環通過所述燃氣渦輪發動機(10)的空氣流，其中所述一個或多個外部壓力源包括風扇、吹送器或泵中的至少一個。
技術方案35.根據技術方案31所述的清潔系統(90)，其特徵在於，所述燃氣渦輪發動機(10)的所述一個或多個構件包括壓縮機、高壓渦輪、低壓渦輪、燃燒室、噴嘴、一個或多個葉片、增壓器、所述燃氣渦輪發動機(10)的殼、渦輪護罩或所述燃氣渦輪發動機(10)的一個或多個冷卻通路中的至少一個。
參照以下描述和所附權利要求，本發明的這些和其它特徵、方面和優點將變得更好理解。附圖結合在本說明書中且構成說明書的一部分，附圖示出本發明的實施例，並且和描述共同用來說明本發明的原理。
附圖說明
針對本領域普通技術人員，在說明書中闡述本發明的完整和能夠實施的公開，包括其最佳模式，說明書參照了附圖，其中：
圖1示出根據本公開的燃氣渦輪發動機的一個實施例的示意性橫截面圖；
圖2示出根據本公開的用於在原地清潔燃氣渦輪發動機的一個或多個構件的方法的一個實施例的流程圖；
圖3示出根據本公開的燃氣渦輪發動機的一個實施例的部分橫截面圖，其特別示出清潔介質在多個位置處噴射進入發動機；以及
圖4示出根據本公開的用於清潔燃氣渦輪發動機構件的清潔系統的一個實施例的示意圖。
部件列表：
10燃氣渦輪發動機
12中心線軸線
14核心發動機
16風扇區段
18外殼
20環形入口
22增壓器
24壓縮機
26燃燒器
28第一渦輪
30第一驅動軸
32第二渦輪
34第二驅動軸
36排氣噴嘴
38風扇轉子
40風扇殼
42導葉
44轉子葉片
46下遊區段
48空氣流導管
50箭頭
52入口
54箭頭
56箭頭
58箭頭
60燃燒產物
62燃燒室
64入口
66出口
68燃料噴嘴末梢組件
69排出出口
70燃料分配器末梢
72第一級渦輪噴嘴
74噴嘴導葉
80燃料噴嘴
82埠
84清潔介質
90清潔系統
92磨蝕性微粒
94輸送系統
96外部壓力源
98液體
99清潔混合物
100方法
102方法步驟
104方法步驟。
具體實施方式
現在將詳細參照本發明的實施例，在附圖中示出實施例的一個或多個示例。以闡述本發明，而非限制本發明的方式提供各個示例。實際上，對於本領域技術人員將顯而易見的是，在本發明中可作出修改和變型，而不偏移本發明的範圍或精神。例如，作為一個實施例的一部分示出或描述的特徵可用於另一個實施例上，以產生又一個實施例。因而，意圖的是，本發明覆蓋落在所附權利要求和其等效方案的範圍內的這種修改和變型。
如本文所用，用語「第一」、「第二」和「第三」可互換使用，以區分一個構件與另一個構件，而不意於表示單獨的構件的位置或重要性。
用語「上遊」和「下遊」指的是相對於流體路徑中的流體流的相對方向。例如，「上遊」表示流體流出的方向，而「下遊」則表示流體流到的方向。
大體上，本公開涉及用於在原地(例如在運行中)清潔燃氣渦輪發動機的一個或多個構件的清潔系統和方法。方法包括將乾式清潔介質在一個或多個位置處噴射進入燃氣渦輪發動機，其中乾式清潔介質包括多個磨蝕性微粒。進一步，磨蝕性微粒可懸浮在空氣、水和/或基於水的去垢劑中。因而，方法還包括使清潔介質循環通過燃氣渦輪發動機的至少一部分，使得磨蝕性微粒磨蝕一個或多個構件的表面，以便清潔表面。
本公開提供現有技術中不存在的多種優點。例如，根據本公開的燃氣渦輪發動機可在運行中、在原地和/或在場外清潔，其中發動機保持處於完全組裝狀況。進一步，本公開的清潔方法同時提供燃氣渦輪發動機的冷卻通路中的顆粒沉積物的物理和化學移除。另外，本公開的系統和方法改進清潔效果且對發動機運行時間耐久性有顯著意義。此外，本發明提供磨蝕性介質清潔和輸送系統和用於均勻地沿周向清潔渦輪發動機的方法，其不一定需要後續的衝洗循環。
現在參照附圖，圖1示出根據本公開的燃氣渦輪發動機10(高旁通類型)的一個實施例的示例性橫截面圖。如顯示的那樣，燃氣渦輪發動機10具有通過其中的軸向縱向中心線軸線12，以用於參照目的。進一步，如顯示的那樣，燃氣渦輪發動機10優選地包括大體以標號14表示的核心燃氣渦輪發動機和定位在其上遊的風扇區段16。核心發動機14典型地包括大體管狀外殼18，其限定環形入口20。外殼18進一步包圍和支承增壓器22，以將進入核心發動機14的空氣的壓力提高到第一壓力水平。高壓多級軸向流壓縮器24接收來自增壓器22的加壓空氣且進一步提高空氣的壓力。加壓空氣流到燃燒器26，在這裡，燃料噴射進入加壓空氣流且點燃，以提高加壓空氣的溫度和能量水平。高能燃燒產物從燃燒器26流到第一(高壓)渦輪28，以通過第一(高壓)驅動軸30驅動高壓壓縮器24，且然後流到第二(低壓)渦輪32，以通過第二(低壓)驅動軸34驅動增壓器22和風扇區段16，第二(低壓)驅動軸34與第一驅動軸30同軸。在驅動渦輪28和32中的各個之後，燃燒產物通過排氣噴嘴36離開核心發動機14，以提供發動機10的噴氣推力的至少一部分。
風扇區段16包括可旋轉的軸向流風扇轉子38，其被環形風扇殼40包圍。將理解，風扇殼40從核心發動機14由多個基本沿徑向延伸的沿周向間隔開的出口導葉42支承。照這樣，風扇殼40包圍風扇轉子38和風扇轉子葉片44。風扇殼40的下遊區段46延伸經過核心發動機14的外部部分，以限定輔助或旁通空氣流導管48，其提供額外的噴氣推力。
從流的觀點看，將理解，由箭頭50表示的初始空氣流通過風扇殼40的入口52進入燃氣渦輪發動機10。空氣流傳送通過風扇葉片44和分成移動通過導管48的第一空氣流(由箭頭54表示)和進入增壓器22的第二空氣流(由箭頭56表示)。
第二壓縮空氣流56的壓力提高且進入高壓力壓縮器24，這由箭頭58表示。在燃燒器26中與燃料混合和燃燒之後，燃燒產物60離開燃燒器26且流過第一渦輪28。燃燒產物60然後流過第二渦輪32且離開排氣噴嘴36，以對燃氣渦輪發動機10提供至少一部分推力。
仍然參照圖1，燃燒器26包括與縱向中心線軸線12同軸的環形燃燒室62，以及入口64和出口66。如上面所提到，燃燒器26接收來自高壓壓縮器排出出口69的環形加壓空氣流。這個壓縮器排出空氣流的一部分進入混合器(未顯示)。燃料從燃料噴嘴80噴射，以與空氣混合且形成燃料-空氣混合物，燃料-空氣混合物被提供給燃燒室62，以進行燃燒。燃料-空氣混合物的點燃通過適當的點火器實現，且產生的燃燒氣體60沿軸向方向流向和進入環形的第一級渦輪噴嘴72。噴嘴72由環形流通道限定，環形流通道包括多個沿徑向延伸的沿周向間隔開的噴嘴導葉74，其使氣體轉向，使得它們成角度地流動且衝擊在第一渦輪28的第一級渦輪葉片上。如圖1中顯示，第一渦輪28優選地通過第一驅動軸30使高壓壓縮器24旋轉，而低壓渦輪32優選地通過第二驅動軸34驅動增壓器22和風扇轉子38。
燃燒室62容納在發動機外殼18內且燃料被一個或多個燃料噴嘴80供應進入燃燒室62。更具體而言，液體燃料被運送通過在燃料噴嘴80的莖幹內的一個或多個通路或導管。
現在參照圖2，示出用於在原地清潔燃氣渦輪發動機(例如諸如示出在圖1中的燃氣渦輪發動機10)的一個或多個構件的方法100的一個實施例的流程圖。例如，在某些實施例中，燃氣渦輪發動機10的構件可包括發動機10的任何構件，如本文描述的那樣，包括但不限於，燃氣渦輪發動機10的壓縮器24、高壓渦輪28、低壓渦輪32、燃燒器26、燃燒室62、一個或多個噴嘴72，80、一個或多個葉片44或導葉42、增壓器22、殼18、發動機10的冷卻通路、渦輪護罩等。
因而，如102處顯示，方法100可包括將乾式清潔介質84在一個或多個位置處噴射進入燃氣渦輪發動機10。更具體地，將清潔介質噴射進入燃氣渦輪發動機10的步驟可包括將清潔介質84噴射進入發動機10的入口(例如入口20、52或64)。備選地或另外，如顯示的那樣，將清潔介質84噴射進入燃氣渦輪發動機10的步驟可包括將清潔介質84噴射進入發動機10的一個或多個埠82。進一步，將清潔介質84噴射進入燃氣渦輪發動機10的步驟可包括將清潔介質84噴射進入燃氣渦輪發動機10的現有擋板系統(未顯示)。進一步，清潔介質84可使用任何適當的手段來噴射進入發動機10。更具體地，在某些實施例中，清潔介質84可使用構造成將物質灌注、運送或引導進入發動機10的自動和/或人工裝置噴射進入發動機10。
例如，現在參照圖3，示出根據本公開的燃氣渦輪發動機10的一個實施例的部分橫截面圖。如顯示的那樣，清潔介質(如箭頭84所指示)可在多個位置處噴射進入發動機10。更具體地，如顯示的那樣，清潔介質噴射進入發動機10的入口20。進一步，如顯示的那樣，清潔介質84可噴射進入發動機10的一個或多個埠82。例如，如顯示的那樣，清潔介質84可噴射進入壓縮機24的埠82和/或燃燒室62的埠82。進一步，清潔介質84包含多個磨蝕性微粒。因而，清潔介質顆粒構造成流過發動機10且磨蝕發動機構件的表面，以便清潔表面。另外，在其中使用有機磨蝕性微粒的某些實施例中，清潔介質84在清潔之後不一定需要後續的衝洗循環。
如本文使用，「微粒」大體上表示具有在大約0.1微米或μm到大約100微米之間的顆粒直徑的顆粒。在某些實施例中，多個微粒可具有大約10微米到大約100微米的顆粒直徑。在10微米以下，顆粒動量可能不足以有效地移除發動機10中的灰塵，而是可潛在地積聚在特定冷卻迴路內。進一步，在100微米以上，顆粒可能不具有足夠的速度且因此將不能有效地移除發動機10中的灰塵，而是可潛在地積聚在特定冷卻迴路內。換句話說，顆粒必須大於粘附大小且小於可導致細的冷卻迴路阻塞的臨界大小。因而，用於清潔構件的流徑和渦輪的冷卻迴路的優選顆粒大小典型地為大約10微米到大約100微米。
另外，本公開的清潔介質84可包括本領域現在已知或以後開發的任何適當的磨蝕性顆粒。例如，在一個實施例中，清潔介質84可包括有機顆粒，諸如堅果殼(例如胡桃果殼)、水果核(例如李子)和/或任何其它適當的有機材料。有機材料具有一些清潔優點，包括(但不限於)在清潔之後容易從發動機10去除。在另外的實施例中，清潔介質84可還包括非有機顆粒，諸如例如，氧化鋁、矽石(例如碳化矽)、金鋼石等。
另外，清潔介質84的顆粒可具有不同顆粒大小。例如，在某些實施例中，磨蝕性微粒可包括具有在第一較小微米範圍內的中值或均值顆粒直徑的第一組微粒和具有在第二較大微米範圍內的中值顆粒直徑的第二組微粒。更具體地，如本文使用，「微米範圍」大體上包含以微米為單位且小於100微米的顆粒直徑大小範圍。例如，在某些實施例中，第一組微粒可具有等於或小於20微米的中值顆粒直徑，而第二組微粒可具有等於或大於20微米的中值顆粒直徑。更具體地，第一微米範圍可等於或小於10微米，而第二微米範圍可等於或大於30微米，或更優選等於或大於40微米。因而，第二微米範圍的中值可大於第一微米範圍的中值或均值。
因此，如圖2的104處顯示，方法100可還包括使清潔介質84循環通過燃氣渦輪發動機10的至少一部分，使得多個磨蝕性微粒清潔其一個或多個構件。更具體地，清潔介質84的磨蝕性微粒可被攜帶進入發動機10的對於較大顆粒而言不可接近的較小區域，例如進入較小冷卻通路。
在另外的實施例中，使清潔介質84循環通過燃氣渦輪發動機10的至少一部分的步驟可包括在噴射清潔介質84期間運行或運轉發動機10，以便經由空氣流使顆粒循環通過燃氣渦輪發動機10。備選地，使清潔介質84循環通過燃氣渦輪發動機10的至少一部分的步驟可包括利用一個或多個外部壓力源來提供使顆粒循環通過燃氣渦輪發動機10的空氣流。例如，在某些實施例中，外部壓力源96(圖4)可包括風扇、吹送器等。
現在參照圖4，示出用於在原地清潔燃氣渦輪發動機10的一個或多個構件的清潔系統90的一個實施例的示意圖。如顯示的那樣，清潔系統90包括清潔介質84，其包含多個微粒92，如本文描述的那樣。進一步，如顯示的那樣，清潔系統90包括輸送系統94，其構造成將清潔介質84輸送到燃氣渦輪發動機10的一個或多個位置處，以便清潔其一個或多個構件。更具體地，輸送系統94可包括用於輸送清潔介質84的任何適當的輸送裝置，包括(但不限於)經由管、軟管、導管、管道等與待清潔的發動機10的多種構件處於流體連通的一個或多個外部壓力源96。進一步，位置可包括燃氣渦輪入口、燃氣渦輪發動機10的一個或多個埠、燃氣渦輪發動機10的一個或多個冷卻通路和/或現有擋板。磨蝕性清潔系統90還可用於在工作期間在渦輪發動機中在高達1000磅每平方英寸(psi)的空氣壓力下運行的冷卻通路中。進一步，磨蝕性介質和輸送系統90可在大約五(5)psi到大約1000psi的壓力下用於清潔通路。因而，意圖的是，可使用清潔介質84和輸送系統94，使得其可通過發動機的外壁，通過埠(諸如管道鏡接近埠、燃料噴嘴凸緣、儀器進入埠)傳遞到渦輪發動機10的冷卻結構中。進一步，在某些實施例中，輸送系統94可包括一個或多個外部壓力源96，其構造成提供空氣流給發動機10，以便使磨蝕性微粒92循環通過其中。例如，在某些實施例中，外部壓力源96可包括風扇、吹送器、泵或任何其它適當的裝置。
因而，如顯示的那樣，在某些實施例中，方法100可還包括通過混合多個磨蝕性微粒和液體98(例如諸如水或基於水的去垢劑)產生清潔混合物99。在這種實施例中，使清潔介質84循環通過燃氣渦輪發動機10的至少一部分的步驟可包括經由泵使清潔混合物99循環通過燃氣渦輪發動機10。因而，對於某些構件，空氣可用於噴射磨蝕性顆粒，例如經由風扇，而在其它構件(諸如護罩、燃燒器和噴嘴)中，水可用作輸送磨蝕性顆粒的介質。
更具體地，在某些實施例中，清潔發動機10可通過將磨蝕性介質噴射在其上有灰塵層的構件處來執行。例如，磨蝕性介質可噴射通過在發動機中用於衝擊冷卻的擋板系統。在另一個示例中，磨蝕性介質可在旋轉壓縮機的核心的同時噴射通過管道鏡噴射埠，以便衝擊在壓縮機翼型件上。
本書面描述使用示例來公開本發明，包括最佳模式，並且還使本領域任何技術人員能夠實踐本發明，包括製造和使用任何裝置或系統，以及實行任何結合的方法。本發明的可取得專利的範圍由權利要求限定，並且可包括本領域技術人員想到的其它示例。如果這樣的其它示例包括不異於權利要求的字面語言的結構要素，或者如果它們包括與權利要求的字面語言無實質性差異的等效結構要素，則它們意於處在權利要求的範圍之內。