JP4138320B2 - ガスタービンエンジンを洗浄するための方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的にガスタービンエンジンに関し、より具体的には、ガスタービンエンジンを洗浄するための方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスタービンエンジンが作動すると、空気中に浮遊する汚染物質が、ガスタービンエンジン圧縮機の内部で回転する圧縮機ブレードを汚損してそれを覆う可能性がある。より具体的には、圧縮機ブレードが回転すると、ブレードは静電帯電した微粒子を引き寄せる静電荷をしばしば生じる。時が経つにつれて、微粒子の蓄積が、圧縮機を通る空気流を制限し、従ってエンジン性能に悪影響を及ぼしエンジンの出力を低下させる可能性がある。
【特許文献１】
米国特許第４，１９６，０２０号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような蓄積により生じる性能低下を減少させるために、ガスタービンエンジンは、性能が低下した時に水洗浄される。その上に、エンジンの定期整備のための運転停止期間の間に機械的清浄が実施される。少なくとも一部の公知のタービンエンジン洗浄システムは、水または水と洗浄剤の混合物をエンジン中に吹きつけて圧縮機ブレードから蓄積した微粒子物質を除去する。このような水洗浄システムは、性能低下の一部を回復させるが、エンジン性能の回復は一般的に一時的なものであって、時が経つにつれてエンジンの劣化は続くのが普通である。
【０００４】
【課題を解決するための方法】
例示的な実施形態において、ガスタービンエンジン洗浄方法は、ガスタービンエンジン内部における微粒子物質の形成を減少させるのを促進する。エンジン洗浄方法は、エンジン運転及び性能に悪影響を及ぼす可能性があるエンジン内部に形成された微粒子物質を除去するために、エンジン中に第1の液体を注入する段階を含む。次いで、エンジンが運転されて、第1の液体の注入により残っている液体残留物を除去し、確実にエンジンを完全に乾燥させる。次いで、ガスタービンエンジン内部における微粒子物質の形成速度の低下を促進するために、第２の液体がエンジン中に注入される。より具体的には、第２の液体は、帯電防止液であり、該帯電防止液でガスタービンエンジン内部の圧縮機ブレードを被覆して、静電荷が圧縮機ブレードの内部に生じるのを抑制することを促進する。
【０００５】
エンジンの運転中、圧縮機ブレードに施された帯電防止コーティングが、ブレードへの静電吸引の抑制を促進する。従って、静電吸引により圧縮機ブレードに付着する微粒子は、中性化されてエンジンを通り抜けて流れるので、エンジン内部における微粒子物質の形成速度を低下させる。その結果、ガスタービンエンジン洗浄方法は、対費用効果が良くかつ信頼性のある方法でエンジンの運転性能特性を改善する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は、ファン組立体１２、圧縮機組立体１４、及び燃焼器１６を含むガスタービンエンジン１０の概略図である。エンジン１０はまた、高圧タービン１８、低圧タービン２０、及びブースタ２２を含む。ファン組立体１２は、ロータディスク２６から半径方向外方に延びるファンブレード２４の列を含む。エンジン１０は吸入側２８及び排出側３０を有する。
【０００７】
運転中、空気はファン組立体１２を通って流れて、加圧された空気は高圧圧縮機１４に供給される。高度に加圧された空気は、燃焼器１６に供給される。燃焼器１６からの空気流（図１には示さず）は、タービン１８及び２０を駆動し、タービン２０はファン組立体１２を駆動する。
【０００８】
図２は、図１に示すガスタービンエンジン１０のようなガスタービンエンジンに用いることができるガスタービンエンジン洗浄方法４０の例示的な実施形態を示す流れ図である。図３は、ガスタービンエンジン１０のようなガスタービンエンジンを洗浄するのに用いることができるガスタービンエンジン洗浄システム４２の例示的な実施形態の一部の概略斜視図である。ガスタービンエンジン洗浄システム４２は、当技術では知られており、複数の吹きつけノズル４４、複数の配管４６、ポンプ４８、及びタンク５０を含む。配管４６は、環状マニホルド５２とタンク５０の間に延びて、ノズル４４を流体連通するようにタンク５０に接続する。
【０００９】
例示的な実施形態において、ノズル４４は、圧縮機組立体１４の上流に円周方向の配列で等しい間隔を置いて配置される。より具体的には、ノズル４４は円周に沿って半径方向内方に液体を注入する。ノズル４４はそれぞれ環状マニホルド５２と流体連通するように接続されるので、各ノズル４４はほぼ等しい流量でほぼ等しい水量を放出する。配管４６は、環状マニホルド５２とタンク５０の間が流体連通するように連結される。より具体的には、配管４６はポンプ４８から環状マニホルド５２まで延びる。
【００１０】
ガスタービンエンジン１０は、最初はガスタービンエンジン洗浄システム４２を用いて洗浄される（５８）。より具体的には、ガスタービン水洗浄システム４２は、エンジン１０に連結され、タンク５０は第１の液体を充填される。エンジン１０の洗浄５８中は、第１の液体は、エンジン１０から汚れ及び微粒子物質を除去するために、エンジン１０中に注入される（６０）。１つの実施形態において、第１の液体は水である。別の実施形態においては、第１の液体は、水性洗剤または洗浄液である。さらに別の実施形態においては、第１の液体は水性界面活性剤である。
【００１１】
第１の液体がガスタービンエンジン１０中に注入される（６０）時、ポンプ４８が第１の液体を加圧して、それを配管４６を通してタンク５０から環状マニホルド５２まで運ぶ。第１の液体は、環状マニホルド５２からノズル４４を通して半径方向内方にエンジン１０中に放出される。１つの実施形態において、第１の液体が注入される（６０）とき、ガスタービンエンジン１０は、始動モータによって回転されてエンジン１０を通り抜ける空気流を供給するので、第１の液体で取り除かれた微粒子物質は、エンジン１０を通り抜けて流れる空気及び第１の液体と共にエンジン１０から運び出される。
【００１２】
エンジン１０を通して第１の液体を注入した（６０）後に、次にエンジン１０を点検して（６２）、所要のレベルのエンジン清浄度が第１の液体を最初に使用することで得られたかどうかを判断する。余分な微粒子物質が好ましくないことに残っていると判断されれば、次に追加の洗浄（５８）が、第１の液体を用いて実施される（点線）。
【００１３】
エンジン１０が洗浄された（５８）後に、エンジン１０は、エンジン１０から残留する第１の液体を除去し、確実にエンジン１０を完全に乾燥するために、所定の時間の間運転される（７０）。次いで、第２の液体がガスタービンエンジン１０中に注入される（８０）。１つの実施形態において、ガスタービンエンジン洗浄システムのタンク５０は、第１の液体を除去するために排出され、第２の液体を次に充填される。別の実施形態において、ガスタービンエンジン洗浄システムのタンク５０は、第２の液体を充填されている第２のタンク（図示せず）を含む。
【００１４】
第２の液体がエンジン１０中に注入される（８０）と、エンジン１０の少なくとも一部が、第２の液体で被覆されて、ガスタービンエンジン１０内部における微粒子物質の形成速度の低下を促進する。より具体的には、第２の液体は圧縮機組立体１４内部の圧縮機ブレード（図示せず）を被覆して、帯電により引き寄せられる微粒子の圧縮機ブレードへの吸引を抑制するのを促進する。１つの実施形態において、第１の液体がエンジン１０中に注入される（６０）ときに、第２の液体が第１の液体と同時にエンジン１０中に注入される（８０）。
【００１５】
第２の液体は、エンジン１０の性能を最適化するのを促進するように選定される。より具体的には、第２の液体が選定されるとき、エンジン１０に固有の幾つかの要因が考慮されるが、それに限定されるわけではないが、それら要因には、圧縮機組立体ブレードを製造する際に用いられている材料の種類、エンジン１０に用いられている空気ろ過システム（図示せず）の種類、及びエンジン１０が主として運転される地理的場所が含まれる。１つの実施形態において、第２の液体は、大韓民国仁川市のＤｏｎｇｎａｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｌｔｄ．から市販されている帯電防止剤のような水溶性の帯電防止液である。
【００１６】
上述のガスタービンエンジン洗浄方法は、対費用効果が良くかつ高い信頼性がある。エンジンの運転中、圧縮機ブレードに施された帯電防止コーティングは、ブレードの静電吸引の抑制を促進する。従って、静電吸引により圧縮機ブレードに付着する微粒子は、中性化されてエンジンを通り抜けて流れるので、エンジン内部における微粒子物質の形成速度を低下させる。その結果、ガスタービンエンジン洗浄方法は、エンジンの運転性能特性を対費用効果が良くかつ信頼性がある方法で改善する。
【００１７】
本発明を様々な特定の実施形態について説明してきたが、本発明が特許請求の範囲の技術思想及び技術的範囲内の変形形態で実施可能であることは当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ガスタービンエンジンの概略図。
【図２】 ガスタービンエンジン洗浄方法の例示的な実施形態を示す流れ図。
【図３】 ガスタービンエンジン洗浄システムの例示的な実施形態の一部の概略斜視図。
【符号の説明】
１０ ガスタービンエンジン
１４ 圧縮機組立体
４２ ガスタービンエンジン洗浄システム
４４ 吹きつけノズル
４６ 配管
４８ ポンプ
５０ タンク
５２ 環状マニホルド

Claims (8)

1. 洗浄システム（４２）を用いてガスタービンエンジン（１０）を洗浄するための方法（４０）であって、
   微粒子物質を除去するために前記エンジン中に第1の液体を注入する（６０）段階と、
   前記ガスタービンエンジン内部における微粒子物質の形成速度の低下を促進するために、前記エンジン中に第２の液体を注入する（８０）段階と、
   を含むことを特徴とする方法（４０）。
2. 第1の液体を注入する（６０）前記段階は、前記タービンエンジン（１０）中に水性洗浄液を注入する段階を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法（４０）。
3. 前記第２の液体が帯電防止液であることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の方法（１０）。
4. 洗浄システム（４２）を含む、ガスタービンエンジン（１０）のための装置であって、
   該洗浄システムは、少なくとも１つのノズル（４４）に流体連通するポンプ（４８）とタンク（５０）とを含み、前記ガスタービンエンジン中に第1の液体及び第２の液体を注入する（６０、８０）ように構成にされており、該第１及び第２の液体の少なくとも１つは、前記ガスタービンエンジン内部における微粒子物質の形成速度の低下を促進するように構成にされていることを特徴とする装置。
5. 前記第１の液体は、水性洗浄液であることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
6. 前記第２の液体は、帯電防止液であることを特徴とする、請求項４又は請求項５に記載の装置。
7. 前記洗浄システム（４２）は、前記第１の液体がエンジン（１０）中に注入された（６０）後に前記第２の液体を注入する（８０）ようにさらに構成にされていることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
8. 前記ガスタービンエンジン（１０）は、圧縮機（１４）を含んでおり、前記洗浄システム（４２）は、前記圧縮機を前記第２の液体で被覆するようにさらに構成されていることを特徴とする、請求項４に記載の装置。

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