用在燃气涡轮发动机的压缩机的喇叭口周围的压缩机清洗系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种用在燃气涡轮发动机的压缩机的喇叭口周围的压缩机清洗系统。所述压缩机清洗系统可包括：喇叭口形清洗喷嘴，所述喇叭口形清洗喷嘴围绕所述压缩机的所述喇叭口定位；以及清洗门组件，所述清洗门组件围绕所述喇叭口的下半部分定位，以使所述清洗门组件可在所述喇叭口形清洗喷嘴激活时关闭。
【专利说明】用在燃气涡轮发动机的压缩机的喇叭口周围的压缩机清洗系统
【技术领域】
[0001]本实用新型大体涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及使用带有可枢转清洗门的喇叭口的离线压缩机清洗系统，从而使压缩机清洗和涂布得到改进。
【背景技术】
[0002]在燃气涡轮发动机运行时，空气中的污染物可能涂布在压缩机的叶片和轮叶以及其他部件上。随着时间推移，颗粒堆积可能约束通过压缩机的气流，并且可能会对总体燃气涡轮发动机性能和效率造成不利影响。为了减少这种堆积，可以使用水洗系统将所堆积的颗粒物质从压缩机叶片和轮叶移除。
[0003]尽管此类水洗系统在清洁前部压缩机级过程中是有效的，但是中部以及后部压缩机级通常清洁程度较低，或者相对来说完全没有进行清洁。确切地说，清洁溶液一般围绕压缩机的前端的喇叭口进行注射。清洁溶液可以在到达后部的级时降解或者蒸发。另外，清洁溶液所用喷嘴可能堵塞，从而进一步地减少清洁效力，同时使得喷涂模型产生不需要的变化。用于清洁压缩机的其他已知方法包括增加清洗持续时间和/或频率、增加清洁溶液对水比率、改变清洁溶液类型、使用基于泡沫的清洁剂和/或执行周期性的人工清洁。
[0004]因此，需要经改进的离线压缩机清洗系统和方法。优选地是，此类经改进的系统和方法可充分清洗所有压缩机级、尤其后部压缩机级，以使性能和效率得到改进。
实用新型内容
[0005]本实用新型因此提供一种用于相关燃气涡轮发动机的压缩机的喇叭口的压缩机清洗系统。所述压缩机清洗系统可以包括:喇叭口形清洗喷嘴，其围绕所述压缩机的所述喇叭口定位；以及清洗门组件，其围绕所述喇叭口的下半部分定位，这样所述清洗门组件就可以在所述喇叭口形清洗喷嘴激活时关闭。
[0006]本实用新型还提供一种清洗压缩机的方法。所述方法可以包括以下步骤:通过喇叭口形清洗喷嘴注射清洁溶液；关闭围绕所述压缩机的喇叭口定位的清洗门；以及以预定速度转动其中带有所述清洁溶液的所述压缩机。
[0007]本实用新型进一步地提供一种与燃气涡轮发动机一起使用的压缩机。所述压缩机可以包括喇叭口、位于所述喇叭口下游的多个级以及压缩机清洗系统。所述压缩机清洗系统可以包括清洗喷嘴以及围绕所述喇叭口定位的清洗门组件。
[0008]当结合若干附图以及所附权利要求书来阅读以下详细描述时，本领域的技术人员可以清楚了解本实用新型的这些和其他特征以及改进。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是示出压缩机、燃烧器、涡轮机以及负载的燃气涡轮发动机的示意图。
[0010]图2是带有压缩机抽取管道的压缩机的局部截面图。[0011]图3是带有可如本实用新型所述喇叭口的压缩机清洗系统的局部截面图。
[0012]图4是图3所示压缩机清洗系统的喇叭口门的前视图。
[0013]图5是带有图3所示喇叭口门的压缩机清洗系统的局部侧视图。
【具体实施方式】
[0014]现在参阅附图，其中相似数字指代多多幅附图中的相似元件，图1示出可如本说明书中所描述的燃气涡轮发动机10的示意图。燃气涡轮发动机10可以包括压缩机15。压缩机15压缩进入气流20。压缩机15将压缩气流20递送到燃烧器25上。燃烧器25将压缩气流20与加压的燃料流30混合，并且使混合物点燃以便生成燃烧气流35。尽管示出仅单个燃烧器25，但燃气涡轮发动机10可以包括任意数量的燃烧器25。然后，将燃烧气流35递送到涡轮机40上。燃烧气流35驱动涡轮机40以产生机械功。涡轮机40中所产生的机械功是经由轴45来驱动压缩机15和诸如发电机以及相似负载的外部负载50。
[0015]燃气涡轮发动机10可以使用天然气、各种类型的合成气和/或其他类型燃料。燃气润轮发动机10可以是位于美国纽约斯卡奈塔第市(Schenectady, New York)的通用电气公司(General Electric Company)提供的多种不同燃气润轮发动机中的任何一种,包括(但不限于)7或9系列重型燃气涡轮发动机以及相似燃气涡轮发动机。该燃气涡轮发动机10可以具有不同配置并可以使用其他类型部件。本实用新型也可以使用其他类型燃气涡轮发动机。本实用新型还可同时使用多个燃气涡轮发动机、其他类型涡轮机以及其他类型发电设备。
[0016]图2是可与燃气润轮发动机10和相似装置一起使用的压缩机15的实例。压缩机15可以包括多个级55。尽管示出十八个级55，但也可以使用任何数量的级55。每一个级55包括多个呈周向布置的转动叶片60。任何数量的叶片60均可以使用。叶片60可以安装到转子叶轮65上。转子叶轮65可以附接到轴45上，以便与其一起转动。每一个级55还会包括多个呈周向布置的固定轮叶67。任何数量的轮叶67均可以使用。轮叶67可以安装在外壳70内。壳体70可以从喇叭口 75朝涡轮机40延伸。气流20因此围绕喇叭口 75来进入压缩机15中，并且在流到燃烧器25之前通过级55的叶片60和轮叶67来压缩。
[0017]燃气涡轮发动机10还可以包括抽气系统80。抽气系统80可以抽取压缩机15中的气流20的一部分，以供用于冷却涡轮机40和其他目的。抽气系统80可以包括多个抽气管道85。每个抽气管道85可以从围绕压缩机级55中的一个级的抽取端口 90朝涡轮机40的级中的一个级延伸。在这个实例中，第九级抽取管道92和第十三级抽取管道94可以示出。也可以是从压缩机15的其他级55上进行抽取。第九级抽取管道92可与涡轮机40的第三级96连通，同时第十三级抽取管道94可与涡轮机的第二级98连通。其他涡轮机级和其他抽取类型均可以使用。
[0018]图3至5示出可如本实用新型所述压缩机清洗系统100的实例。压缩机清洗系统100可以包括一个或多个喇叭口形清洗喷嘴110。喇叭口形清洗喷嘴110可以具有合适大小、形状或配置。喇叭口形清洗喷嘴110可与其中带有一定体积的水130的水源120连通，并且与其中带有一定体积的洗涤剂150的洗涤剂源140连通。水130和洗涤剂150能够以预定比率组合，从而提供清洁溶液155。本实用新型可以使用其他类型的流体和其他类型的流体来源。喇叭口形清洗喷嘴110中的一个或多个喇叭口形清洗喷嘴可以围绕喇叭口 75的内壳160定位，以使清洁溶液155的流沿着大体轴向路径通过压缩机15的级55。本实用新型也可使用其他部件以及其他配置。
[0019]压缩机清洗系统100还可以包括多个下游清洗喷嘴170。下游清洗喷嘴170可以具有合适大小、形状或配置。下游清洗喷嘴170中的一个或多个下游清洗喷嘴可以围绕压缩机15的后部级55定位。确切地说，下游清洗喷嘴170中的一个或多个下游清洗喷嘴可与第九级抽取管道92连通，并且下游清洗喷嘴170中的一个或多个下游清洗喷嘴可与第十三级抽取管道94连通。本实用新型可以使用其他的级。第九级抽取管道92和第十三级抽取管道94可与水源120和洗涤剂源140连通，以供清洗溶液155流动。本实用新型也可使用其他部件以及其他配置。
[0020]压缩机清洗系统100还可以具有可如本实用新型所述的清洗门组件180，其绕喇叭口 75定位。清洗门组件180可以包括清洗门190。例如，如图4所示，清洗门190可以具有实质半圆形的形状或实质U形形状200。清洗门190的形状在很大程度上符合喇叭口的形状。清洗门组件180可以包括铰链210。铰链210可以在清洗门190与致动装置220之间延伸。本实用新型可以使用其他类型枢转装置。致动装置220可以包括电机、气动装置以及相似装置，从而使清洗门190在图3所示关闭位置230与图5所示打开位置240之间枢转。清洗门组件180还可以包括弹簧250。弹簧250可以将清洗门190偏置在打开位置240中。本实用新型可以使用其他部件以及其他配置。
[0021]清洗门190可以围绕喇叭口 75的下半部分260定位。清洗门190可围绕压缩机15的前部外壳270定位，以在关闭时阻挡从中穿过的流路。清洗门190可在喇叭口的内壳160与外壳280之间延伸。门190可以具有经橡胶处理的接触密封表面285以与前部外壳270良好接合。可以使用多个限位开关以及其他类型的传感器而来确保良好接合。本实用新型可以使用其他部件以及其他配置。
[0022]可以由清洗控制器290来运行压缩机清洗系统100。清洗控制器290可以将水130和洗涤剂150以其形成清洗溶液155的合适比率提供给喇叭口形清洗喷嘴110以及下游清洗喷嘴170。清洗控制器290可以是任何类型的可编程逻辑控制器，并且可与燃气涡轮发动机10的总体控制系统通信。清洗控制器290还可以控制清洗门组件180以通过致动装置220使清洗门190在关闭位置230与打开位置240之间枢转。本实用新型可以使用各种类型的传感器向清洗控制器290提供反馈。对清洗控制器290和运行参数的访问在本实用新型中可能受到约束，以便确保充分清洗以及涂覆。
[0023]清洗控制器290还可以确定适于使用压缩机清洗系统100的总体运行参数。确切地说，该清洗控制器290可以确定涡轮机40是以“回转齿轮”速度运行而来促进清洁溶液155进行清洁行为。另外，该清洗控制器290可以确定叶轮空间温度处于合适水平，以使清洁溶液155的注射将不对内部金属造成热冲击而在材料中诱发蠕变或诱发任何机械或结构形变。另外，如果轴速超过预定RPM限制以及相似限制，那么该清洗控制器290还可以自动打开清洗门190。本实用新型可以考虑其他类型运行参数。
[0024]一旦满足运行必要条件，清洗控制器290就可以接合压缩机清洗系统100。清洗控制器290因此可以经由致动装置220将清洗门190移动到关闭位置230中。清洁溶液155随后可以经由喇叭口形清洗喷嘴110、和/或下游清洗喷嘴170注射到压缩机15中。清洁溶液155可以填充压缩机15的壳体70达到预定水平、和/或体积，以使压缩机部件与清洁溶液155之间实现预定接触时间。因此，压缩机清洗系统100允许预先清洗浸泡其中部件，以便将沉积物从压缩机叶片和轮叶上移除，同时对其金属表面进行处理。例如，本实用新型可以使用抗静电的溶液以及相似溶液。清洗控制器290可以关闭喇叭口形清洗喷嘴110和/或下游清洗喷嘴170，并且在达到预定体积、预定时间或其他参数之后打开清洗门190。本实用新型可以使用其他部件以及其他配置。
[0025]因此，压缩机清洗系统100对压缩机15、尤其是其后部级55提供充分和彻底的清洗。另外，压缩机清洗系统100可能消除或减少与喷嘴堵塞和对喷涂模型造成的影响有关的问题。压缩机清洗系统100可通过允许加入各种溶剂而不使用传统喷嘴来实质减少输出、加热速率降解速率(degradation rates)。压缩机清洗系统100可以在不要求新的壳体穿透件的情况下易于安装，并且易于集成到现有控制系统中。压缩机清洗系统100可以减少压缩机叶片因多次水洗而造成的侵蚀。确切地说，压缩机清洗系统100可以在更少时间中提供更高质量的清洗，同时增加总体合格清洗的百分比。本实用新型可以使用不同类型清洁溶液。另外，类似或不同清洁溶液均可以用于压缩机15和涡轮机40。
[0026]应当清楚，前述内容仅仅涉及本实用新型中的某些实施方案。本领域的技术人员可以在不背离本发明的总体精神和范围情况下对本实用新型做出多种变化以及修改，其中本实用新型的总体精神和范围由所附权利要求书及其等效物定义。
【权利要求】
1.一种用在燃气涡轮发动机的压缩机的喇叭口周围的压缩机清洗系统，其包括: 喇叭口形清洗喷嘴，其围绕所述压缩机的所述喇叭口定位；以及 清洗门组件，其围绕所述喇叭口的下半部分定位以使所述清洗门组件可在所述喇叭口形清洗喷嘴激活时关闭。
2.如权利要求1所述的压缩机清洗系统，其中所述喇叭口形清洗喷嘴与水源和洗涤剂源连通。
3.如权利要求1所述的压缩机清洗系统，其中所述喇叭口形清洗喷嘴围绕所述喇叭口的内壳定位。
4.如权利要求1所述的压缩机清洗系统，其进一步包括多个喇叭口形清洗喷嘴。
5.如权利要求1所述的压缩机清洗系统，其进一步包括围绕所述压缩机的一个或多个级定位的一个或多个下游清洗喷嘴。
6.如权利要求5所述的压缩机清洗系统，其中所述一个或多个下游清洗喷嘴与一个或多个抽气管道连通。
7.如权利要求1所述的压缩机清洗系统，其中所述清洗门组件包括呈U形形状的清洗门。
8.如权利要求7所述的压缩机清洗系统，其中所述清洗门围绕所述压缩机的前部壳体定位。
9.如权利要求7所述的压缩机清洗系统，其中所述清洗门在所述喇叭口的内壳与外壳之间延伸。
10.如权利要求7所述的压缩机清洗系统，其中所述清洗门包括位于所述清洗门上经橡胶处理的接触表面。
11.如权利要求1所述的压缩机清洗系统，其中所述清洗门组件包括用于枢转清洗门的铰链。
12.如权利要求1所述的压缩机清洗系统，其中所述清洗门组件包括用于枢转清洗门的致动装置。
13.如权利要求1所述的压缩机清洗系统，其中所述清洗门组件包括用于将清洗门偏置到打开位置中的弹簧。
14.如权利要求1所述的压缩机清洗系统，其进一步包括与所述喇叭口形清洗喷嘴和所述清洗门组件连通的清洗控制器。
15.一种与燃气涡轮发动机一起使用的压缩机，其包括: 喇叭口 ； 位于所述喇叭口下游的多个级；以及 压缩机清洗系统； 所述压缩机清洗系统包括清洗喷嘴以及围绕所述喇叭口定位的清洗门组件。
【文档编号】B08B3/04GK203664278SQ201320701447
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年11月7日 优先权日:2012年11月7日
【发明者】A.I.西皮奥, S.埃卡纳亚克 申请人:通用电气公司