本主題大體上涉及燃氣渦輪發動機,并且更具體地涉及用于原地清潔燃氣渦輪發動機的內部構件的系統和方法,以及用于執行原地清潔操作的相關塞組件。
背景技術:
燃氣渦輪發動機通常包括渦輪機核心,其具有成串流關系的高壓壓縮機、燃燒器和高壓渦輪。核心以已知方式可操作來生成主氣流。高壓壓縮機包括靜止導葉的環形陣列("排"),其將進入發動機的空氣指引到壓縮機的下游旋轉葉片。一排壓縮機導葉和一排壓縮機葉片共同構成壓縮機的"級"。類似地,高壓渦輪包括環形成排靜止噴嘴導葉,其將流出燃燒器的氣體指引到渦輪的下游旋轉葉片。一排噴嘴導葉和一排渦輪葉片共同構成渦輪的"級"。通常,壓縮機和渦輪兩者包括多個連續級。
就在燃氣渦輪發動機的操作而言,灰塵、碎屑和其它材料可在一定時間內累積在發動機的內部構件上,這可導致此類構件的操作效率的降低。例如,灰塵層和其它材料通常變為烤到高壓壓縮機的翼型件上。為了除去此材料沉積物,當前的清潔方法使用引導的軟管來將水噴射到壓縮機入口中。令人遺憾的是,此常規清潔方法通常提供壓縮機翼型件的低效清潔,特別是位于壓縮機的后級內的翼型件。
因此,用于原地清潔燃氣渦輪發動機的內部構件的改善的系統和方法將是本領域中受歡迎的。
技術實現要素:
本發明的方面和優點將在以下描述中部分地闡明,或可從描述中清楚,或可通過實施本發明理解到。
在一方面,本主題針對一種用于原地清潔燃氣渦輪發動機的內部構件的系統。系統可大體上包括塞組件,其限定在入口端與出口端之間縱向地延伸的流體通道。塞組件可構造成安裝在發動機的接入端口(accessport)內,使得流體通道限定發動機的內殼與外殼之間的流體通路,以用于供應發動機內部內的清潔流體。塞組件可包括至少部分地限定流體通路的內套筒,以及構造成收納內套筒的一部分的外套筒。內套筒可構造成聯接到內殼上,且外套筒可構造成聯接到外殼上。系統還可包括流體導管,其構造成聯接到定位在燃氣渦輪發動機外部的流體源與塞組件的入口端之間,以用于將清潔流體供應至塞組件。供應自流體導管的清潔流體可經由流體通道從入口端指引至出口端,且然后可從塞組件排出至燃氣渦輪發動機的內部中。
在另一方面,本主題針對一種燃氣渦輪發動機。發動機大體上可包括外殼和與外殼沿徑向向內間隔開一定徑向距離的內殼。外殼可限定發動機的接入端口的外部,且內殼可限定接入端口的內部。發動機也可包括塞組件,其限定在入口端與出口端之間縱向地延伸的流體通道。塞組件可安裝在接入端口的內部和外部內,使得流體通道限定內殼與外殼之間的流動路徑來用于供應發動機的內部內的清潔流體。塞組件可包括至少部分地限定流體通路的內套筒,以及構造成收納內套筒的一部分的外套筒。內套筒可聯接到內殼上,且外套筒可聯接到外殼上。另外,發動機可包括蓋,其構造成在塞組件的出口端處可除去地聯接到外套筒上。蓋可構造成在蓋安裝在塞組件上時防止穿過流體通道的流體流。
在另一方面,本主題針對一種原地清潔燃氣渦輪發動機的內部構件的方法。該方法可大體上包括接入安裝在限定為穿過燃氣渦輪發動機的內殼和外殼的接入端口內的塞組件。塞組件可限定在入口端與出口端之間縱向延伸的流體通道,使得流體通道限定內殼與外殼之間的流動路徑。塞組件可包括至少部分地限定流體通路的內套筒,以及構造成收納內套筒的一部分的外套筒。該方法還可包括將流體導管聯接在定位于燃氣渦輪發動機的外部的流體源與塞組件的入口端之間,以及將清潔流體從流體源經由流體導管供應至塞組件,使得清潔流體被指引穿過由塞組件限定的流體通道,且從塞組件的出口端排入燃氣渦輪發動機的內部中。
技術方案1.一種用于燃氣渦輪發動機的內部構件的原地清潔的系統,所述燃氣渦輪發動機包括外殼和內殼,所述系統包括:
限定在入口端與出口端之間沿縱向延伸的流體通道的塞組件,所述塞組件構造成安裝在所述燃氣渦輪發動機的接入端口內,使得所述流體通道限定所述內殼與所述外殼之間的流動路徑來用于將清潔流體供應在所述燃氣渦輪發動機的內部內,所述塞組件包括至少部分地限定所述流體通道的內套筒和構造成收納所述內套筒的一部分的外套筒,所述內套筒構造成聯接至所述內殼,且所述外套筒構造成聯接至所述外殼;以及
構造成聯接在定位于所述燃氣渦輪發動機的外部的流體源與所述塞組件的入口端之間的流體導管,以用于將所述清潔流體供應至所述塞組件,
其中從所述流體導管供應的所述清潔流體從所述入口端指引穿過所述流體通道到所述出口端,且從所述塞組件排入所述燃氣渦輪發動機的所述內部中。
技術方案2.根據技術方案1所述的系統,其特征在于,所述外套筒限定圍繞所述外套筒的外周的外螺紋區域,所述外螺紋區域構造成接合限定為穿過所述外殼的所述接入端口的對應螺紋部分。
技術方案3.根據技術方案1所述的系統,其特征在于,所述內套筒限定圍繞所述內套筒的外周的內螺紋區域,所述內螺紋區域構造成接合限定為穿過所述內殼的所述接入端口的對應螺紋部分。
技術方案4.根據技術方案1所述的系統,其特征在于,所述內套筒構造成關于所述外套筒隨限定在所述內殼與所述外殼之間的徑向距離的變化而移動。
技術方案5.根據技術方案4所述的系統,其特征在于,偏壓部件聯接在所述內套筒與所述外套筒之間,以允許所述內套筒關于所述外套筒隨所述徑向距離變化而移動。
技術方案6.根據技術方案1所述的系統,其特征在于,所述外套筒的螺紋端部限定所述塞組件的所述入口端,所述流體導管構造成聯接至所述螺紋端部。
技術方案7.根據技術方案1所述的系統,其特征在于,所述系統還包括構造成在所述塞組件的所述入口端處聯接至所述外套筒的可除去的蓋。
技術方案8.根據技術方案7所述的系統,其特征在于,所述可除去的蓋包括構造成聯接至所述外套筒的蓋部分和從所述蓋部分向外延伸的塞部分,所述塞部分構造成在所述蓋部分聯接至所述外套筒時,在所述流體通道內在所述塞組件的所述入口端與所述出口端之間縱向地延伸。
技術方案9.一種燃氣渦輪發動機,包括:
外殼,所述外殼限定所述燃氣渦輪發動機的接入端口的外部;
與所述外殼沿徑向向內間隔開一定徑向距離的內殼,所述內殼限定所述接入端口的內部;
限定在入口端與出口端之間沿縱向延伸的流體通道的塞組件,所述塞組件安裝在所述接入端口的所述內部和所述外部內,使得所述流體通道限定所述內殼與所述外殼之間的流動路徑來用于將清潔流體供應所述燃氣渦輪發動機的內部內,所述塞組件包括至少部分地限定所述流體通道的內套筒和構造成收納所述內套筒的一部分的外套筒,所述內套筒聯接至所述內殼,且所述外套筒聯接至所述外殼;以及
構造成在所述塞組件的所述出口端處可除去地聯接至所述外套筒的蓋,所述蓋構造成在所述蓋安裝在所述塞組件上時防止穿過所述流體通道的流體流。
技術方案10.根據技術方案9所述的燃氣渦輪發動機,其特征在于,所述外套筒限定圍繞所述外套筒的外周的外螺紋區域,所述外螺紋區域構造成接合由所述外殼限定的所述接入端口的所述外部的對應螺紋區域。
技術方案11.根據技術方案9所述的燃氣渦輪發動機,其特征在于,所述內套筒限定圍繞所述內套筒的外周的內螺紋區域,所述內螺紋區域構造成接合由所述內殼限定的所述接入端口的所述內部的對應螺紋區域。
技術方案12.根據技術方案9所述的燃氣輪機,其特征在于,所述內套筒構造成關于所述外套筒隨限定在所述內殼與所述外殼之間的徑向距離的變化而移動。
技術方案13.根據技術方案12所述的燃氣渦輪發動機,其特征在于,偏壓部件聯接在所述內套筒與所述外套筒之間,以允許所述內套筒關于所述外套筒隨所述徑向距離變化而移動。
技術方案14.根據技術方案9所述的燃氣渦輪發動機,其特征在于,所述蓋包括構造成聯接至所述外套筒的蓋部分和從所述蓋部分向外延伸的塞部分,所述塞部分構造成在所述蓋部分聯接至所述外套筒時在所述流體通道內在所述塞組件的所述入口端與所述出口端之間縱向地延伸。
技術方案15.一種用于燃氣渦輪發動機的內部構件的原地清潔的方法,所述燃氣渦輪發動機包括內殼和外殼,所述方法包括:
接入安裝在限定為穿過所述燃氣渦輪發動機的所述內殼和所述外殼的接入端口內的塞組件,所述塞組件限定在入口端與出口端之間沿縱向延伸的流體通道,使得所述流體通道限定所述內殼與所述外殼之間的流動路徑,所述塞組件包括至少部分地限定所述流體通道的內套筒和構造成收納所述內套筒的一部分的外套筒;
將流體導管聯接在定位于所述燃氣渦輪發動機外部的流體源與所述塞組件的入口端之間;以及
將清潔流體從所述流體源經由所述流體導管供應至所述塞組件,使得所述清潔流體被指引穿過由所述塞組件限定的所述流體通道,且從所述塞組件的所述出口端排入所述燃氣渦輪發動機的內部中。
技術方案16.根據技術方案15所述的方法,其特征在于,還包括將所述塞組件安裝在限定為穿過所述燃氣渦輪發動機的所述內殼和所述外殼的所述接入端口內。
技術方案17.根據技術方案16所述的方法,其特征在于,將所述塞組件安裝在所述接入端口內包括:
在限定為穿過所述外殼的所述接入端口的外部處將所述塞組件的所述外套筒聯接至所述外殼;以及
在限定為穿過所述內殼的所述接入端口的內部處將所述塞組件的所述內套筒聯接至所述內殼。
技術方案18.根據技術方案15所述的方法,其特征在于,還包括在將所述流體導管聯接至所述塞組件的所述入口端之前從所述塞組件除去蓋,所述蓋包括構造成聯接至所述外套筒的蓋部分和從所述蓋部分向外延伸的塞部分。
技術方案19.根據技術方案18所述的方法,其特征在于,還包括在所述清潔流體經由所述塞組件供應之后關于所述塞組件再安裝所述蓋,使得所述蓋部分聯接至所述外套筒,且所述塞部分在由所述塞組件限定的所述流體通道內沿縱向延伸。
技術方案20.根據技術方案15所述的方法,其特征在于,所述內套筒構造成關于所述外套筒隨限定在所述內殼與所述外殼之間的徑向距離的變化而移動。
本發明的這些及其它特征、方面和優點將參照以下描述和所附權利要求而更好理解。并入且構成本說明書的一部分的附圖示出了本發明的實施例,且連同描述用于闡釋本發明的原理。
附圖說明
針對本領域的技術人員的包括其最佳模式的本發明的完整且開放的公開內容在參照附圖的說明書中提出,在附圖中:
圖1示出了按照本主題的方面的可用于飛行器內的燃氣渦輪發動機的一個實施例的截面視圖;
圖2示出了適用于在圖1中所示的燃氣渦輪發動機內使用的壓縮機的一部分的一個實施例的簡化截面視圖,特別地示出了用于提供至壓縮機的內部通路的限定為穿過壓縮機殼的接入端口;
圖3示出了按照本主題的方面的用于燃氣渦輪發動機的內部構件的原地清潔的系統的一個實施例,特別示出了圖2中所示的壓縮機的截面視圖的一部分,其中公開系統的塞組件安裝在壓縮機接入端口中的一個內,且處于未塞住/未蓋住狀態,以允許清潔流體經由塞組件噴射且進入壓縮機的內部中;
圖4示出了如圖3中所示的類似的截面視圖,特別地示出了處于塞住/蓋住狀態以在燃氣渦輪發動機的操作期間防止流體流過組件的塞組件;
圖5示出了圖3中所示的圍繞線5-5截取的塞組件的截面視圖,特別地示出了處于其未塞住/未蓋住狀態來允許清潔流體噴射穿過塞組件且進入壓縮機的內部中的塞組件;
圖6示出了圖4中所示的圍繞線6-6截取的塞組件的截面視圖,特別地示出了處于其塞住/蓋住狀態來在燃氣渦輪發動機的操作期間防止流體流過組件的塞組件;以及
圖7示出了按照本主題的方面的用于原地清潔燃氣渦輪發動機的內部構件的方法的一個實施例的流程圖。
具體實施方式
現在將詳細參照本發明的實施例,其一個或更多個實例在附圖中示出。各個實例通過闡釋本發明的方式提供,而不限制本發明。實際上,對本領域的技術人員將顯而易見的是,可在本發明中作出各種改型和變型,而不會脫離本發明的范圍或精神。例如,示為或描述為一個實施例的一部分的特征可結合另一個實施例使用以產生又一個實施例。因此,期望本發明覆蓋歸入所附權利要求和其等同物的范圍內的此類改型和變型。
大體上,本主題針對一種用于原地清潔燃氣渦輪發動機的內部構件的系統和方法。具體而言,在若干實施例中,本公開內容針對一種塞組件,其構造成安裝在燃氣渦輪發動機的接入端口內,以允許清潔流體噴射到發動機的內部中,以提供發動機的一個或更多個內部構件的導向目標的清潔。例如,如下文將描述那樣,塞組件可限定在入口端與出口端之間延伸的流體通道,其中入口端為對發動機的外部可接入的,且出口端與發動機的內部流體連通。在此實施例中,通過將流體軟管或導管聯接到塞組件的入口端上,清潔流體可從發動機外的位置供應至塞組件,且隨后噴射到發動機的內部中。此外,塞組件還可構造成在組件未用于提供至發動機的內部的通路時蓋住或塞住。因此,塞組件可在發動機的操作期間保持安裝在接入端口內。
在本主題的特定實施例中,公開的塞組件中的一個或更多個可安裝在一個或更多個接入端口內,以提供至燃氣渦輪發動機的高壓壓縮機的內部通路,以允許壓縮機的內部構件(諸如壓縮機葉片和/或導葉)的對準目標的清潔。例如,(多個)塞組件可安裝在(多個)接入端口內,以提供至壓縮機的后級中的一個或更多個的通路,以允許烤上的灰塵層和其它材料沉積物從位于此(多個)級內的翼型件除去。
應當認識到的是,為了描述的目的,本文將參照提供燃氣渦輪發動機的高壓壓縮機的內部構件的對準目標的、原地清潔來描述公開的系統和方法。然而,大體上,本文公開的系統和方法可用于提供燃氣渦輪發動機的任何其它適合的構件的內部內的對準目標的、原地清潔。此外,應當認識到的是,公開的系統和方法可大體上用于提供位于任何適合類型的燃氣渦輪發動機(包括基于飛行器的渦輪發動機和陸基渦輪發動機)內的內部構件的原地清潔,而不論發動機的當前組裝狀態(例如,完全或部分組裝)。此外,關于飛行器發動機,應當認識到的是,本主題可在翼上或翼外實施。
現在參看附圖,圖1示出了按照本主題的方面的可用于飛行器內的燃氣渦輪發動機10的一個實施例的截面視圖,其中發動機10示為具有出于參照目的在其間延伸的縱向或軸向中心線軸線12。大體上,發動機10可包括核心燃氣渦輪發動機(大體上由參考標號14指出)和定位在其上游的風扇區段16。核心發動機14大體上可包括限定環形入口20的基本管狀的外殼18。另外,外殼18還可包圍和支承增壓壓縮機22,以用于將進入核心發動機14的空氣的壓力升高到第一壓力水平。高壓多級軸流式壓縮機24然后可從增壓壓縮機22接收加壓的空氣,且進一步升高此空氣的壓力。流出高壓壓縮機24的加壓的空氣然后可流至燃燒器26,燃料在燃燒器26內噴射到加壓的空氣流中,其中所得的混合物在燃燒器26內燃燒。高能燃燒產物從燃燒器26沿發動機10的熱氣體路徑指引至第一(高壓)渦輪28來用于經由第一(高壓)傳動軸30驅動高壓壓縮機24,且然后指引至第二(低壓)渦輪32,以用于經由大體上與第一傳動軸30同軸的第二(低壓)傳動軸34驅動增壓壓縮機22和風扇區段16。在驅動各個渦輪28和32之后,燃燒產物可從核心發動機14經由排氣噴嘴36排出來提供推進噴氣推力。
此外,如圖1中所示,發動機10的風扇區段16可大體上包括可旋轉的軸流式風扇轉子組件38,其構造成由環形風扇殼40包繞。本領域的普通技術人員將認識到,風扇殼40可構造成關于核心發動機14由多個基本沿徑向延伸、沿周向間隔開的出口導向導葉42支承。因此,風扇殼40可包圍風扇轉子組件38和其對應的風扇轉子葉片44。此外,風扇殼40的下游區段46可在核心發動機14的外部上延伸,以便限定提供附加推進噴氣推力的副或旁通空氣流導管48。
應當認識到的是,在若干實施例中,第二(低壓)傳動軸34可直接地聯接到風扇轉子組件38上,以提供直接傳動構造。作為備選,第二傳動軸34可經由減速裝置37(例如,減速齒輪或變速箱)聯接到風扇轉子組件38上,以提供間接傳動或齒輪傳動構造。此(多個)減速裝置還可按期望或要求設在發動機10內的任何其它適合的軸和/或轉軸之間。
在發動機10的操作期間,應當認識到的是,初始空氣流(由箭頭50指出)可穿過風扇殼40的相關聯的入口52進入發動機10中??諝饬?0然后經過風扇葉片44,且分流成移動穿過導管48的第一壓縮的空氣流(由箭頭54指出)和進入增壓壓縮機22中的第二壓縮的空氣流(由箭頭56指出)。第二壓縮的空氣流56的壓力然后增大,且進入高壓壓縮機24(如箭頭58指出)。在與燃料混合且在燃燒器26內燃燒之后,燃燒產物60流出燃燒器26,且流過第一渦輪28。此后,燃燒產物60流過第二渦輪32,且流出排氣噴嘴36,以給發動機10提供推力。
燃氣渦輪發動機10還包括穿過其殼和/或框架限定的用于提供至核心發動機14的內部的通路的多個接入端口。例如,如圖1中所示,發動機10可包括多個接入端口62(其中僅示出六個),其穿過外殼18限定來用于提供至壓縮機22,24中的一個或兩個的內部通路,且/或提供至渦輪28,32中的一個或兩個的內部通路。在若干實施例中,接入端口62可沿核心發動機14軸向地間隔開。例如,接入端口62可沿各個壓縮機22,24和/或各個渦輪28,32沿軸向間隔開,使得至少一個接入端口62位于各個壓縮機級和/或各個渦輪級處,以提供至位于此(多個)級處的內部構件的通路。此外,接入端口62也可圍繞核心發動機14沿周向間隔開。例如,多個接入端口62可沿周向圍繞各個壓縮機級和/或渦輪級間隔開。
現在參看圖2,示出了按照本主題的方面的上文參照圖1所述的高壓壓縮機24的一部分的簡化截面視圖。如圖所示,壓縮機24可包括多個壓縮機級,其中各個級均包括環形陣列的固定壓縮機導葉80(其中各個級僅示出了一個),以及環形陣列的可旋轉壓縮機葉片82(其中各個級僅示出了一個)。各排壓縮機導葉80大體上構造成將流過壓縮機24的空氣指引至其緊接的下游的成排的壓縮機葉片82。
此外,壓縮機24可包括構造成包圍各種壓縮機級的內殼84,以及與內殼84沿徑向向外間隔開的外殼86。例如,如圖2中所示,外殼86可與內殼84間隔開一定徑向距離88。限定在內殼84與外殼86之間的徑向距離88可通過設計來沿壓縮機24的軸向長度變化。另外,由于內殼84與外殼86之間的熱膨脹的不同速率,故沿壓縮機24的給定軸向位置處的徑向距離88可在燃氣渦輪發動機10的操作期間變化。例如,內殼84可在比外殼86更快的速率下膨脹,由此引起限定在內殼84與外殼86之間的徑向距離88的縮短。
此外,壓縮機24可包括限定為穿過內殼84和外殼86的多個接入端口62,其中各個接入端口62均構造成在不同軸向位置處提供至構件24的內部的通路。例如,如圖2中所示,各個接入端口62均可包括限定為穿過外殼86的外部90,以及限定為穿過內殼84的內部92。因此,通過經由給定接入端口62的內部92和外部90插入光學探頭、修理工具和/或其它裝置,保養工人可獲得接入壓縮機24的內部。
在若干實施例中,接入端口62可沿軸向間隔開,使得各個接入端口62與壓縮機24的不同級對準且另外提供至不同級的內部通路。例如,如圖2中所示,示出了兩個單獨的接入端口62,其提供至壓縮機24的兩個不同級的通路。在其它實施例中,應當認識到的是,類似的接入端口62也可提供成用于壓縮機24的任何其它級。還應當認識到的是,除沿軸向間隔開的接入端口62外,接入端口62也可設在不同的沿周向間隔開的位置處。例如,在一個實施例中,多個沿周向間隔開的接入端口62可限定為穿過各個壓縮機級處的壓縮機殼84,86,以提供在圍繞壓縮機級的多個周向位置處至壓縮機24的內部通路。
現在參看圖3-6,示出了按照本主題的方面的用于燃氣渦輪發動機10的內部構件的原地清潔的系統100的一個實施例。具體而言,圖3和4示出了圖2中所示的高壓壓縮機24的截面視圖的一部分,其中公開的系統100的塞組件102位于壓縮機接入端口62中的一個內。在此方面,圖3示出了處于未塞住/未蓋住的狀態來允許清潔流體噴射穿過塞組件102且進入壓縮機24的內部中的塞組件102,而圖4示出了處于塞住/蓋住的狀態來在燃氣渦輪發動機10的操作期間防止流體流過組件102的塞組件102。此外,圖5和6分別示出了圖3和4中所示的塞組件102的截面視圖,其中圖5示出了處于其未塞住/未蓋住的狀態的塞組件102,且圖6示出了處于其塞住/蓋住的狀態的塞組件102。
大體上,本文將參照提供上文參照圖1和2描述的燃氣渦輪發動機10的高壓壓縮機24的內部構件(諸如,壓縮機24的導葉80和/或葉片82)的對準目標的、原地清潔來描述系統100。然而,應當認識到的是,在其它實施例中,系統100可類似地用于提供任何其它適合的內部發動機構件的原地清潔。例如,與關于限定為穿過壓縮機24的(多個)殼84,86的接入端口62安裝公開的系統構件相反,系統構件可關于限定為穿過渦輪28,32中的一個的(多個)殼的接入端口來安裝,以允許原地清潔操作在(多個)渦輪28,32的(多個)內部發動機構件(諸如渦輪葉片和/或噴嘴)上執行。
如圖3-6中所示,系統100大體上可包括構造成安裝在壓縮機24的給定接入端口62的內部92和外部90內的塞組件102。在若干實施例中,塞組件102可限定在入口端106與出口端108之間沿縱向延伸的流體通道104,其中入口端106定位在壓縮機24的外殼86處或附近,且出口端108定位在壓縮機24的內殼84處或附近。因此,通過經由接入端口62安裝塞組件102,流體通道104可提供用于將清潔流體(由圖3和5中的箭頭110指出)指引穿過內殼84和外殼86來用于隨后在壓縮機24的內部輸送的手段。
如圖3-6中所示,在若干實施例中,塞組件102可包括聯接到壓縮機24的外殼86上的外套筒112,以及構造成聯接到壓縮機24的內殼84上的內套筒114。各個套筒112,114均可大體上限定沿其長度延伸的通孔或通道。例如,如圖5中具體所示,外套筒112可限定外通道116,其在其外端(例如,塞組件102的入口端106)與其相對的內端118之間沿縱向延伸。類似地,內套筒114可限定內通道120,其在其外端122與其相對的內端(例如,塞組件102的出口端108)之間沿縱向延伸。此外,如圖5和6中所示,內套筒114的一部分可構造成收納在外套筒112內,使得由外套筒112限定的外通道116與由內套筒114限定的內通道120流體連通。結果,內套筒114和外套筒112可共同地限定在塞組件102的入口端106與出口端108之間延伸的流體通道104。
此外,如圖3和4中所示,在若干實施例中,內套筒114和外套筒112可構造成分別經由螺紋連接來聯接到內殼84和外殼86上。例如,外套筒112可限定圍繞其外周的外螺紋區域124,其構造成接合限定在接入端口62的外部90內的對應螺紋區域126。類似地,內套筒114可限定圍繞其外周的內螺紋區域128,其構造成接合限定在接入端口62的內部92內的對應的螺紋區域130。因此,在將塞組件102安裝在接入端口62內時,套筒114,112的內螺紋區域128和外螺紋區域124可擰入接入端口62的內部90和外部92的對應螺紋區域130,126中或以其它方式與其接合,以允許組件102聯接到內殼84和外殼86上。
此外,在某些實施例中,內套筒114可構造成關于外套筒112移動來適應內殼84與外殼86之間的相對移動。例如,由于燃氣渦輪發動機10的操作期間內殼84與外殼86之間的溫差,故殼84,86可具有不同的熱膨脹速率。此變化的熱膨脹可導致限定在塞組件102的位置處的內殼84與外殼86之間的徑向距離88的變化。因此,通過允許內套筒114關于外套筒112移動,塞組件102的總體徑向高度可自動地調整,其中徑向距離88中的變化限定在內殼84與外殼86之間,同時仍保持套筒114,112與殼84,86之間的剛性聯接。
如圖5和6中所示,在一個實施例中,內套筒114可構造成沿塞組件102的縱向方向關于外套筒112滑動(由圖5和6中的箭頭132指出),使得收納在外套筒112的外通道116內的內套筒114的量在內殼84與外殼86之間的徑向距離88減小或增大時分別增大或減小。在此實施例中,塞組件102可包括聯接在內套筒114與外套筒112之間的偏壓機構(諸如彈簧134),以相對內套筒112提供偏壓力,其在內套筒112中沿內殼84的方向偏壓。因此,當內殼84與外殼86之間的徑向距離88減小時,經由塞組件102施加的壓縮力可克服由彈簧134施加的偏壓力,由此壓縮彈簧134,且允許內套筒114關于外套筒112沿塞組件102的入口端106的方向移動。類似地,當內殼84與外殼86之間的徑向距離88增大時,由彈簧134施加的偏壓力可沿塞組件102的出口端108的方向偏壓內套筒114,由此允許塞組件102跨越殼84,86之間的增大的徑向間隙。
如所示實施例中所示,彈簧134可定位在由外套筒112限定的外通路116的放大部分136內,使得彈簧134圍繞收納在外套筒112內的內套筒114的區段的至少一部分延伸。具體而言,如圖5和6中所示,彈簧134可接合在外通道116的放大部分136的內表面138與從內套筒114沿徑向向外延伸的彈簧凸緣140之間。因此,當內殼84與外殼86之間的徑向距離88增大時,由彈簧134提供的偏壓力可相對凸緣140施加來將內套筒114推離塞組件102的入口端106。
此外,在若干實施例中,內套筒114可限定其內螺紋區域128處或附近的安裝凸緣142,其在關于內殼84安裝內套筒114時用作機械止擋件。例如,如圖3-6中所示,安裝凸緣142可從內螺紋區域128沿徑向向外定位,使得在內套筒114已經關于殼84適當地安裝時,凸緣142接觸內殼84。另外,安裝凸緣142與內殼84之間的此接觸可用于提供塞組件102與內殼84之間的附加密封對接,由此防止流過壓縮機24的工作流體經由接入端口62的內部92泄漏。
具體參看圖4和6,塞組件102還可包括可除去的蓋144,其構造成在燃氣渦輪發動機10的操作期間閉合或以其它方式蓋住由塞組件102限定的流體通道104。如圖6中特別所示,蓋144可大體上包括蓋部分146和從蓋部分146向外延伸的塞部分148。蓋部分146可大體上構造成在塞組件102的入口端106處可除去地聯接到外套筒112上。例如,如圖6中所示,外套筒112的端部150可螺接到組件102的入口端106處或附近。在此實施例中,蓋部分146的內表面可類似地有螺紋,以允許蓋部分146擰到外套筒112的端部150上,由此提供閉合或罩住塞組件102的入口端106的手段。
另外,如圖6中所示,蓋144的塞部分148可構造成插入塞組件102的流體通道104內,使得在蓋部分146聯接到外套筒112上時,塞部分148可在塞組件102內沿縱向延伸,且占據流體通路106的一部分。例如,如所示實施例中所示,塞部分148大體上限定蓋部分146與蓋144的塞端154之間的長度152。在此實施例中,塞部分148的長度152可選擇成使得在塞部分148插入組件102內時,塞部分148占據流體通道106的全部或顯著部分。例如,如圖6中所示,塞部分148的長度152可大體上對應于塞組件102的整個長度,使得蓋144的塞端154大體上與塞組件102的出口端108對準且/或定位在出口端108處或附近。
具體參看圖3和5,公開的系統100還可包括清潔流體源160(例如,移動清潔站、流體罐和/或任何其它適合的流體源)和構造成聯接在流體源160與塞組件102之間的流體導管162。具體而言,當期望在壓縮機24內原地執行清潔操作時,蓋144可從塞組件102除去,且流體導管162可聯接到塞組件102上,以提供流體源160與塞組件102之間的流動路徑。從流體源160指引穿過流體導管162的清潔流體然后可供應至塞組件102,且可穿過流體通道104流至組件102的出口端108。清潔流體然后可從塞組件102排入壓縮機24的內部中。
應當認識到的是,流體導管162可構造成使用本領域中已知的任何適合的聯接和/或連接手段來聯接到塞組件102上。例如,如圖5中所示,在一個實施例中,導管162的供應端164可有螺紋來允許端164聯接到外套筒112的螺紋端部150上。在此實施例中,當蓋144從塞組件102除去時,導管162的供應端164可擰到外套筒112的螺紋端部150上,以提供導管162與由塞組件102限定的流體通道104之間的連續流動路徑。作為備選,流體導管162可構造成使用任何其它適合的手段聯接到塞組件102上。例如,在另一個實施例中,導管162的供應端164可構造成在組件102的入口端106處(例如,經由快速連接類型的聯接)插入外套筒112的外通道116中,以允許清潔流體從導管162供應穿過塞組件102。
還應當認識到的是,用于系統100內的清潔流體可大體上對應于任何適合的流體。例如,清潔流體可對應于液體、氣體和/或它們的任何組合(例如,泡沫)。另外,清潔流體可含有和/或可用作用于固體材料(諸如固體顆粒和/或磨蝕材料)的輸送手段。例如,包含固體磨料的液體清潔流體可經由塞組件102供應,且在相對高的壓力下噴射到壓縮機24中,以允許磨蝕材料用于磨損或磨掉位于壓縮機導葉80和/或葉片82上的任何烤上的材料沉積物。此外,清潔流體可經由塞組件102在任何適合的壓力和/或速度下供應。例如,塞組件102可構造成適應清潔流體使用脈沖壓力技術和/或在超聲速度下的噴射。
此外,應當認識到的是,塞組件102的出口端108可大體上具有允許清潔流體噴射到壓縮機24的內部中的任何適合的形狀和/或構造。例如,在一個實施例中,塞組件102的出口端108可構造或成形為形成噴嘴(例如,會聚噴嘴或會聚發散噴嘴),從而允許清潔流體的高壓流或射流從塞組件102噴射到壓縮機24的內部中。作為備選,塞組件102的出口端108可構造成形成任何其它適合的開口或出口來用于將清潔流體排入壓縮機24的內部中。
還應當認識到的是,盡管大體上在本文中參照安裝在燃氣渦輪發動機10的單個接入端口62內的單個塞組件102來描述系統100,但系統100可包括安裝在發動機10的各種不同接入端口62內的多個塞組件102。例如,塞組件102可安裝在沿發動機10軸向地間隔開的接入端口62內,諸如通過將塞組件102安裝在定位于燃氣渦輪發動機10的各個壓縮機級和/或渦輪級處的接入端口內。類似地,塞組件102可安裝在沿周向圍繞發動機10間隔開的接入端口62內,諸如通過將多個塞組件102安裝在沿周向圍繞給定的(多個)壓縮機級和(多個)渦輪級間隔開的接入端口62內。
此外,應當認識到的是,公開的塞組件102也可構造成容納期望經由燃氣渦輪發動機10的接入端口62中一個插入燃氣渦輪發動機10的內部中的任何工具、探頭和/或裝置。例如,由塞組件102限定的流體通道104可確定尺寸以便容納光學探頭(諸如管道鏡、纖維鏡或光纖視鏡),其用于執行發動機10的內部的目視檢查。
現在參看圖7,示出了按照本主題的方面的用于燃氣渦輪發動機的內部構件的原地清潔的方法200的一個實施例的流程圖。大體上,本文將參照上文參照圖1-6所述的燃氣渦輪發動機10和系統100來論述方法200。然而,本領域的普通技術人員將認識到的是,公開的方法200可大體上結合具有任何其它適合的發動機構造的燃氣渦輪發動機和/或結合具有任何其它適合的系統構造的系統來實施。另外,盡管圖7出于圖示和論述的目的繪出了以特定順序指定的步驟,但本文所述的方法不限于任何特定的順序或布置。使用本文提供的公開內容的本領域的技術人員將認識到,本文公開的方法的各種步驟可以以各種方式省略、重排、組合和/或改變,而不脫離本公開內容的范圍。
如圖7中所示,在(202)處,方法200包括接入安裝在限定為穿過燃氣渦輪發動機的內殼和外殼的接入端口內的塞組件。例如,如上文指出那樣,公開的塞組件102可安裝在燃氣渦輪發動機10的給定接入端口62內,使得塞組件102的外套筒112聯接到外殼86上(例如,由外殼86限定的接入端口62的外部90內),且塞組件112的內套筒114聯接到內殼84上(例如,由內殼86限定的接入端口62的內部92內)。
另外,在(204)處,方法200可包括將流體導管聯接在定位于燃氣渦輪發動機外的流體源與塞組件的入口端之間。例如,如上文所述,流體導管162的供應端164可聯接到塞組件102的入口端106上,且流體導管162的相對端可與適合的流體源160流體連通。因此,流體導管162可提供流體源160與塞組件102之間的流動路徑。
此外,在(206)處,方法200可包括經由流體導管供應來自流體源的清潔流體,使得清潔流體被指引穿過由塞組件限定的流體通道,且從塞組件的出口端排入燃氣渦輪發動機的內部中。具體而言,如上文指出那樣,塞組件102可限定其入口端106與出口端108之間延伸的流體通道104。因此,通過將清潔流體供應到塞組件102的入口端106中,清潔流體可經由流體通道104指引到塞組件102的出口端108。清潔流體然后可從塞組件102排入燃氣渦輪發動機10的內部,以允許清潔發動機10的一個或更多個內部構件。
應當認識到的是,公開的方法200還可包括附加的方法元件。例如,在一個實施例中,方法200可包括在將流體導管162聯接到塞組件102的入口端106上之前從塞組件102除去蓋144。另外,方法200可包括在清潔流體經由塞組件102供應之后關于塞組件102再安裝蓋144,使得蓋144的蓋部分146聯接到外套筒112上,且蓋144的塞部分148在由塞組件102限定的流體通道104內縱向地延伸。
本書面描述使用了實例來公開本發明,包括最佳模式,且還使本領域的任何技術人員能夠實施本發明,包括制作和使用任何裝置或系統,以及執行任何并入的方法。本發明的專利范圍由權利要求限定,且可包括本領域的技術人員想到的其它實例。如果此類其它實施例包括并非不同于權利要求的書面語言的結構元件,或如果它們包括與權利要求的書面語言無實質差別的等同結構元件,則期望此類其它實例在權利要求的范圍內。