WO2026022430A1 - Procédé de nettoyage d'un composant - Google Patents

Procédé de nettoyage d'un composant

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WO2026022430A1
WO2026022430A1 PCT/FR2025/050654 FR2025050654W WO2026022430A1 WO 2026022430 A1 WO2026022430 A1 WO 2026022430A1 FR 2025050654 W FR2025050654 W FR 2025050654W WO 2026022430 A1 WO2026022430 A1 WO 2026022430A1
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WO
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cleaning
component
product
circulation circuit
cleaning product
Prior art date
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Pending
Application number
PCT/FR2025/050654
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English (en)
Inventor
Philippe ETCHART
Pascal JAURETCHE
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Safran Helicopter Engines SAS
Original Assignee
Safran Helicopter Engines SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Safran Helicopter Engines SAS filed Critical Safran Helicopter Engines SAS
Publication of WO2026022430A1 publication Critical patent/WO2026022430A1/fr
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/002—Cleaning of turbomachines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/00004—Preventing formation of deposits on surfaces of gas turbine components, e.g. coke deposits

Definitions

  • the technical field of the invention is that of the maintenance of turbomachinery.
  • the invention relates to a method for cleaning the components of fuel injection systems in turbomachinery, especially in gas turbines.
  • the components of a gas turbine's fuel injection system are highly sensitive to fuel degradation due to temperature.
  • This phenomenon known as coking, occurs when the following three conditions are present: fuel present in retention zones, significant residual heat from the engine after operation above a certain temperature, and prolonged exposure of the residual fuel to this temperature.
  • This phenomenon results in the formation of carbon deposits inside the fuel injection system components, for example, in the form of plaques or agglomerates.
  • the fuel injection system components are highly susceptible to this phenomenon due to the resulting disruptions in fuel flow, or even blockages.
  • Cleaning processes involving removal include, in particular, pyrolytic cleaning processes and wet cleaning processes using a degreasing agent (alkaline degreasing or hydrocarbon solvent degreasing) as the cleaning solution.
  • a degreasing agent alkaline degreasing or hydrocarbon solvent degreasing
  • Removing the engine component results in equipment downtime for a considerable period and a significant maintenance burden (requiring personnel to remove the engine component, clean it, allow it to cool in the case of pyrolytic cleaning, and then reinstall the component on the engine).
  • pyrolytic processes require specific equipment (for example, a pyrolytic oven).
  • Cleaning processes without removal can be used, for example, for cleaning nozzles and are carried out using a wet method.
  • a cleaning solution is injected into the fuel circulation circuit (hereafter simply referred to as the "fuel circuit") in several stages and over a relatively long period (between 20 and 30 minutes in total) to ensure that the circulating cleaning solution properly cleans the component to be cleaned.
  • a rinsing solution is then injected into the fuel circuit to remove the cleaning solution, and finally the fuel circuit is dried by blowing air through it.
  • These processes are preferably used for new or recently cleaned components, as they are not suitable for cleaning components that are already clogged.
  • implementing these processes is cumbersome, as it involves a series of steps. according to a very precise sequence with specific means, and it still requires a fairly high maintenance load (need to circulate the cleaning solution inside the circuit for a sufficient time, then to circulate the cleaning solution inside the circuit until the cleaning solution is completely evacuated).
  • the invention provides a solution to the problems mentioned above by injecting a semi-solid cleaning product, i.e., in the form of a paste, cream, or highly viscous fluid, into the fuel circulation circuit.
  • the cleaning product may, for example, be in the form of a gel, foam, or cream.
  • the cleaning product thus covers, at least partially, any coked areas, and its semi-solid state allows it to remain in place within the fuel circulation circuit, in contact with the component to be cleaned.
  • a rinsing solution is then injected to remove the cleaning product along with any coked compounds.
  • the cleaning of the component is done by contact of the cleaning product with the component (i.e.
  • One aspect of the invention thus relates to a method for cleaning a component of a fluid circulation circuit in a gas turbine, the component being subject to a risk of coking, the method comprising, in this order:
  • fluid circulation circuit means any component or set of components forming a circuit through which a fluid can circulate.
  • the fluid may be, but is not limited to, oil or fuel.
  • Such a fluid circulation circuit includes at least one inlet point for the fluid to enter the circuit, and one outlet point for the fluid or a fluid residue to exit the circuit.
  • the first and second inlet ports may be a single port or two separate ports and constitute one or more entry points into the circulation circuit. These inlet ports are located upstream of the component to be cleaned, so that the cleaning agent and the rinsing agent can reach the component. Furthermore, the second inlet port is located at the same level (particularly in the case where the first and second inlet ports coincide) or upstream of the first inlet port (so as to be able to rinse all portions of the circulation circuit of the fluid into which the cleaning agent has been introduced).
  • the cleaning product is in a semi-solid form.
  • a semi-solid form is defined as a form between the solid and liquid states, in the sense that a semi-solid material possesses certain properties characteristic of solids (in particular, a consistency characteristic of solids, which allows the material to not, or only slightly, "flow") and certain properties characteristic of liquids (in particular, to conform to the shape of the mold or component into which they are injected).
  • a semi-solid material is thus a material having a viscosity within a predefined range, which allows it to possess both good strength properties and conformation properties.
  • the viscosity can be between 10 Pa.s and 100 Pa.s.
  • Injecting a cleaning product in semi-solid form advantageously allows the surface of the component on which coked deposits are likely to be present to be coated, and to remain in contact with this
  • the cleaning agent is applied to the surface without flowing directly to an outlet in the fluid circulation circuit. This allows the cleaning agent to remain in place to perform its cleaning action (in this case, by adhering to the coked deposit and/or by dissolving or disintegrating the coked deposit).
  • a mixture comprising the cleaning solution with any coked deposits (if present on the component surface) and the rinsing solution is discharged from the fluid circulation circuit to an outlet.
  • the cleaning of the component is linked to a "prolonged" contact of the cleaning product with any coked deposits.
  • the term “prolonged” means that the cleaning product remains in contact with any coked deposits until the rinsing product is injected.
  • the cleaning of the component is linked to the circulation of a quantity of fluid along the surface on which any coked deposits are present.
  • the cleaning process according to the invention is very simple to implement and requires little maintenance (personnel are only needed for the injection of the two products, but remain available for other tasks between the two steps). Furthermore, the quantity of cleaning product is advantageously reduced compared to existing processes. Finally, contact cleaning proves more effective than circulation cleaning.
  • the cleaning product may remain in contact with the surface at risk of coking of the component.
  • the method can be implemented when the component is installed on the gas turbine.
  • the component is therefore left in place (i.e., installed or mounted) on the gas turbine, and it is not necessary to remove it. This is therefore a "no-removal" process for the component.
  • Such embodiments reduce the maintenance burden compared to processes involving component removal (i.e., dismantling the component for separate cleaning), as well as the downtime (in processes involving removal, the equipment remains unavailable during dismantling, cleaning, and reassembly).
  • the process can be used on a component that has been disassembled or uninstalled from the gas turbine (process with component removal).
  • the injection of the rinsing product is carried out after a predefined time following the injection of the cleaning product, the predefined time being between 2 hours and 12 hours.
  • the cleaning product remains in contact with the surface of the component on which any coked deposits are present for the entire predefined time, allowing optimal action of the cleaning product on any coked deposits.
  • the component may be a hollow component comprising an internal surface delimiting an internal space, and the cleaning product may be injected into the internal space so as to cover the entire internal surface of the component.
  • the cleaning product can be injected into the interior space so as to occupy the entire interior space.
  • the component may be a component of a fuel injection circuit of the gas turbine.
  • the component may be a component of an injection rail, such as a half-injection rail or a preferred injector.
  • the cleaning product may be a thixotropic fluid.
  • a thixotropic fluid is a fluid whose flow properties vary depending on the applied stress. Using a thixotropic fluid as a cleaning agent allows it to be in a liquid state upon injection, to solidify when at rest (typically between the injection of the cleaning agent and the injection of the rinsing agent), and to return to a liquid state upon the injection of the rinsing agent. The injection of the cleaning agent, its action by contact on any coked deposits, and the removal of the cleaning agent are thus advantageously simplified and implemented more efficiently.
  • the cleaning product is in the form of a paste, cream or gel, and wherein the cleaning product has a viscosity between 10 Pa.s and 100 Pa.s.
  • the cleaning product may be in a foam material having an expansion ratio of less than 15.
  • the cleaning product may comprise a solvent or a detergent.
  • the cleaning product may have an action of adhesion and/or dissolution on coked compounds.
  • the rinsing product may be a demineralized water-based solution or a solution based on the fluid intended to circulate in the fluid circulation circuit when the gas turbine is in operation.
  • the fluid circulation circuit may be a fuel circulation circuit, and the rinsing product may include fuel.
  • the injection of the rinsing product may include an injection of a first rinsing product, then an injection of a second rinsing product, the second rinsing product comprising the fluid intended to circulate in the fluid circulation circuit when the gas turbine is in operation.
  • the first inlet port and the second inlet port may be common.
  • the process may further comprise, after the injection of the rinsing product: [0043] - recover, at an outlet of the fluid circulation circuit, the cleaning product and the rinsing product.
  • a mixture comprising the cleaning product, the rinsing product and any coked compounds can be recovered in a container placed at an outlet of the fluid circulation circuit.
  • the component is a component of a fuel injection circuit of the gas turbine and the outlet of the fluid circulation circuit is located in a combustion chamber of the gas turbine.
  • Figure 1 represents an example of a flowchart of a cleaning process according to an embodiment of the invention.
  • Figure 2 represents an example of a gas turbine in which the cleaning process according to the invention can be applied.
  • Figure 3 represents an example of a component of a fluid circulation circuit on which the cleaning process according to the invention can be used.
  • Figure 1 represents an example of a flowchart of a cleaning process according to an embodiment of the invention.
  • the cleaning process can be used for cleaning any component subject to a risk of coking.
  • the component to be cleaned can be any component of a fluid circulation circuit in which coking may occur.
  • a circulation circuit can be, for example, a fuel injection circuit of a gas turbine.
  • the component to be cleaned may be a component of a gas turbine injector, for example a half fuel injection rail or a preferred injector.
  • the cleaning method according to the invention is not limited to a fuel injection circuit. It can be used for any fluid circulation circuit susceptible to coking, in particular the oil circuit in a turboshaft engine such as a turbojet. Indeed, oils are used in turboshaft engines to cool and lubricate the bearings and gear systems present in the various housings, and these oils can also coke with heat, thus causing an obstruction of the passages and/or filters constituting the oil circuit, which can have serious consequences on the operation of the turboshaft engine.
  • a cleaning product is injected into the fluid circulation circuit to which the component to be cleaned belongs.
  • the cleaning product is injected via a first inlet orifice (or first injection point) of the fluid circulation circuit, located upstream of the component with respect to the direction of fluid flow in the fluid circulation circuit.
  • the cleaning product injected in step 110 is injected so as to cover a surface of the component on which deposits of coked compound(s) are likely to be present.
  • the cleaning product is injected so as to penetrate the interior of this component, to coat an internal surface of the component, and thus any coked compounds deposited on this internal surface.
  • the cleaning product can be injected so as to completely fill the interior of the component to be cleaned.
  • the cleaning product is in a "semi-solid” form.
  • a semi-solid product (also called a “quasi-solid” or “false-solid”) is a product in a state between a solid and a liquid.
  • a semi-solid product exhibits many of the properties of a solid, such as the ability to support its own weight and retain its shape, but also certain properties of a liquid, such as conforming to the shape of an object that applies pressure and the ability to flow under pressure.
  • Semi-solid forms include, in particular, gels, creams, pastes, and foams.
  • the cleaning product can thus have a viscosity between 10 Pa ⁇ s (Pascal seconds) and 100 Pa ⁇ s, that is, between 100 P (Poise) and 1000 P.
  • the advantage of such a form for the cleaning product is to prolong the contact time with the potentially coked component. Indeed, unlike a liquid which would flow directly towards an outlet of the fluid circulation circuit, a semi-solid cleaning product flows less rapidly (or may even remain in place at the end of the injection 110) and therefore remains in contact with the component for a longer time, which allows it to act on any coked compounds on the surface of the component.
  • the cleaning product may be thixotropic, meaning that its flow properties vary over time depending on an applied shear stress (or velocity gradient). This phenomenon is due to an evolution of the material's structure when subjected to shear stress (the product "destructures"). A thixotropic material left at rest can thus (re)structure itself and its viscosity increases. Under the application of shear stress, the thixotropic material destructures and its viscosity decreases, allowing it to flow.
  • Such a thixotropic property allows for easy injection of the cleaning product (due to a lower viscosity) and better product adhesion to the interior of the fluid circulation circuit (due to a higher viscosity once the injection is complete). Furthermore, it also allows for easier removal of the cleaning product during rinsing step 120 described below. Indeed, the injection of a rinsing product in step 120 exerts a shear stress on the cleaning product, which causes a decrease in its viscosity, allowing it to be removed more easily and efficiently. When the cleaning product is thixotropic, it can have a viscosity under stress between 10 Pa ⁇ s and 100 Pa ⁇ s. "Viscosity under stress” refers to the viscosity of the cleaning product when a stress is applied to it (Le, in its "unstructured” state).
  • the cleaning product may have a composition comprising an active substance having a cleaning action on coked deposits.
  • the cleaning product may have a dissolving effect on coked deposits.
  • the active substance may be a solvent (water, alcohol, ester, or hydrocarbon, for example) and/or a detergent (for example, ethanolamine, sodium metasilicate).
  • the composition of the cleaning product may include acidic or basic, organic or inorganic compounds, potentially in combination with a solvent and/or a detergent.
  • the cleaning product may include particles having abrasive properties on coked deposits (for example, silica or alumina particles) to maximize the cleaning action.
  • the cleaning product can have an adhesive action on the coked deposits: the product attaches to the coked deposits, and carries them away with it when it is expelled from the fluid circulation circuit during the rinsing step 120 described below.
  • the composition of the cleaning product is established according to the component to be cleaned and any other components of the fluid circulation circuit with which the cleaning product is intended to come into contact, in order to ensure compatibility with this or these components (and in particular to ensure that the cleaning product does not damage the component(s), or does not cause a harmful chemical reaction which would release dangerous compounds).
  • the quantity of cleaning product injected depends on the surface area of the component to be cleaned, or, in the case of a hollow component, on the internal volume defined by the inner wall of that component. This quantity of product can therefore be predetermined based on the dimensions of the component to be cleaned, but also on the injection point in the fluid circulation circuit (to ensure that a sufficient quantity of cleaning product reaches the component to be cleaned). This quantity can advantageously be determined in such a way as to limit the excessive amount of cleaning product injected, that is to say, the quantity of cleaning product exceeding the optimal amount required to cover the surface of the component.
  • the first inlet orifice can be located as close as possible to the component to be cleaned, upstream of this component.
  • the injection of the cleaning product in step 110 can be carried out via any product injection device, for example via a syringe, or via a pressurization device such as a compressed air gun (for example a foam gun or a siphon, when the cleaning product is in foam form).
  • a pressurization device such as a compressed air gun (for example a foam gun or a siphon, when the cleaning product is in foam form).
  • a rinsing agent is injected (step 120) into the fluid circulation circuit to rinse the parts of the fluid circulation circuit that are or have been in contact with the cleaning agent and to remove the cleaning agent from the fluid circulation circuit.
  • the rinsing agent is injected via a second inlet (or second injection point) of the fluid circulation circuit, located at the same level as, or upstream of, the first inlet with respect to the direction of fluid flow in the fluid circulation circuit.
  • the first and second inlet ports are the same port.
  • the second inlet port is located upstream of the first inlet port.
  • the injection of the rinsing agent allows for mechanical removal (the flow of the rinsing agent "pushes away" the cleaning agent) and/or chemical removal (the rinsing agent dissolves the cleaning agent).
  • the rinsing agent can be, for example, a liquid.
  • the rinsing agent can be a water-based rinsing solution, such as demineralized water or a mixture of water and methanol, or a hydrocarbon-based rinsing solution (fuel, solvent, etc.), or even the fluid intended to circulate in the fluid circulation circuit.
  • the advantage of using the fluid intended to circulate in the fluid circulation circuit is that it is not necessary to dry the circuit at the end of the cleaning process (if there is any flushing product left in the circuit, this does not pose any problem in terms of engine operation, and this remaining flushing product will be mixed with the fluid in the circuit during engine operation), and that the fluid is, by nature, compatible with the elements of the circulation circuit.
  • the injection of the rinsing product in step 120 may include a plurality of rinsing product injections.
  • step 120 may include an injection of a first rinsing product (mineralized water, for example, but not limited to) followed by an injection of a second rinsing product (for example, fluid intended to circulate in the fluid circulation circuit when the engine is running).
  • a first rinsing product mineralized water, for example, but not limited to
  • a second rinsing product for example, fluid intended to circulate in the fluid circulation circuit when the engine is running
  • the quantity of rinsing product injected can be predetermined during tests according to the dimensions of the component to be cleaned, and possibly the point of injection in the fluid circulation circuit, so as to expel all the cleaning product present in the fluid circulation circuit, without however using an excessive quantity of rinsing product.
  • the injection of rinsing product in step 120 can be carried out via any product injection device, for example via a syringe, or via a compressed air pressurization device.
  • step 120 the rinsing product injection step
  • step 120 is carried out after a predefined time following step 110, the cleaning product injection step. During this predefined time, the cleaning product injected in step 110 remains in contact with the component to be cleaned.
  • This predetermined time depends on the cleaning power of the cleaning product. For example, if the cleaning product acts by adhesion, and the removal of coked compounds is achieved by flushing away, through the injection of rinsing agent 120, the cleaning product to which the coked compounds are "attached," the predetermined time is related to the time required for the cleaning product to bind to the coked compounds. If the cleaning product acts by dissolving the coked compounds, the predetermined time is related to the time required for the cleaning product to satisfactorily dissolve the coked compounds. As mentioned previously, these two modes of action of the cleaning product can be combined.
  • This predefined time also depends on the amount of coked compounds on the surface of the component, which can be estimated by simulations or determined by endoscopy for example.
  • this predefined time can range from a few minutes to several hours. In one or more embodiments, this predefined time is between 1 and 24 hours, for example, between 2 and 12 hours, between 2 and 8 hours, or between 2 and 6 hours.
  • the cleaning process according to the invention requires a maintenance load, as well as a quantity of products, much lower than existing wet processes.
  • existing wet processes it is necessary to circulate a large quantity of cleaning fluid to remove coked compounds, since the cleaning action is mainly carried out by the circulation of the cleaning fluid (it is the flow that acts primarily on the (coked deposits) – which is why these processes are not recommended when components are moderately or heavily soiled.
  • they require the mobilization of maintenance personnel or a very specific installation to be able to inject the cleaning fluid over a prolonged period and possibly in several stages, followed by the injection of the rinsing fluid over a prolonged period and possibly in several stages.
  • the quantity of products injected, particularly the cleaning product is greatly reduced, no specific installation is required, and the maintenance cost is advantageously reduced (personnel are only mobilized to inject the cleaning and rinsing products, but remain available between the two stages – which can potentially be carried out over two consecutive days).
  • the flushing agent mixed with the cleaning agent and any coked compounds detached from the component, is discharged through an outlet in the fluid circulation circuit.
  • this outlet may be located in the combustion chamber.
  • this outlet may be an orifice located in a low part (i.e., closest to the ground) of the combustion chamber, so that the flushing agent flows out of the combustion chamber by the effect of gravity.
  • the cleaning process may optionally include a step 130 for recovering this mixture.
  • a container may be placed at the outlet of the fluid circulation circuit through which the mixture escapes in order to recover the mixture.
  • the fluid circulation circuit can be dried, for example by blowing air into the circuit, via an inlet of the circuit which can be the same as the first inlet port or the second inlet port, or be a third inlet port in the fluid circulation circuit located upstream of the second inlet port.
  • This step is not mandatory, in particular when the rinsing step 120 ends with an injection of fluid intended to circulate in the fluid circulation circuit (for example, fuel in the case of a fuel circuit).
  • the cleaning process in Figure 1 can be used with or without removing the component to be cleaned.
  • the cleaning process is used without removing the component (i.e., the component is still in place on the engine and has not been disassembled), the maintenance load is greatly reduced.
  • Figure 2 represents an example of a gas turbine in which the cleaning process according to the invention can be applied.
  • the gas turbine is a gas turbine 200 of a turboshaft engine and comprises a gas generator including a centrifugal compressor 210 and a high-pressure turbine 220.
  • the gas turbine 200 also includes a free turbine 230 and a reduction gearbox (not shown in Figure 2) with an output shaft.
  • Figure 2 also shows the air inlet 240, the combustion chamber 250, and the fuel inlet 260.
  • This fuel inlet includes an opening to the combustion chamber, which can be used as a common orifice for injecting the cleaning and rinsing agents.
  • the combustion chamber 250 includes, in its lower part, an opening 270 closed by a valve.
  • This opening 270 (once the valve is open) can serve as an outlet to evacuate the mixture of cleaning product and rinsing product (with any coked compounds).
  • Figure 3 represents an example of a component of a fluid circulation circuit on which the cleaning process according to the invention can be used.
  • the fluid circulation circuit is a fuel circulation circuit (or simply “fuel circuit”).
  • the components to be cleaned are injector components: the two half-rails of the injection system 310, 320, and the preferred injector 330.
  • the cleaning product and the rinsing product are injected through the same inlet port via a syringe 340.
  • Syringe 340 can be replaced by any other injection method, as mentioned above.
  • the inlet port is a spring preload adjuster cover, repurposed as an injection point, thus allowing the cleaning and rinsing products to be injected upstream and as close as possible to the components to be cleaned. It is understood that any other entry point in the fuel system located upstream of the components to be cleaned can be used as an injection point.
  • the injection point can be any existing entry point in a "standard" fuel system (whose primary function is not to receive the cleaning or rinsing product), notably one created by removing a component (e.g., a sensor or valve) belonging to the fuel system and providing access to the component(s) to be cleaned.
  • the injection point can also be a dedicated injection point, designed for this purpose from the outset of the fuel system design.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)

Abstract

Un aspect de l'invention concerne un procédé de nettoyage d'un composant d'un circuit de circulation d'un fluide dans une turbine à gaz, le composant à un risque de cokéfaction, le procédé comprenant, dans cet ordre: - injecter (110) un produit de nettoyage dans le circuit de circulation de sorte à recouvrir une surface à risque de cokéfaction du composant, le produit de nettoyage étant dans une forme semi-solide; - injecter (120) un produit de rinçage dans le circuit de circulation.

Description

DESCRIPTION
TITRE : Procédé de nettoyage d’un composant
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
[0001] Le domaine technique de l’invention est celui de la maintenance des turbomachines.
[0002] En particulier, l’invention concerne un procédé de nettoyage des composants des systèmes d’injection de carburant dans les turbomachines, notamment dans les turbines à gaz.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION
[0003] Les composants du système d’injection de carburant, en particulier les injecteurs, d’une turbine à gaz sont très sensibles à la dégradation du carburant par la température. Ce phénomène, appelé cokéfaction, apparaît lorsque les trois conditions suivantes sont présentes : carburant présent dans des zones de rétention, chaleur résiduelle importante du moteur après fonctionnement au-delà d’une certaine température et durée d’exposition du carburant résiduel à cette température. Ce phénomène se traduit par la création de dépôts carbonés à l’intérieur des composants du système d’injection de carburant, par exemple sous forme de plaques ou d’agglomérats. Les composants du système d’injection de carburant sont très sensibles à ce phénomène en raison des perturbations d'écoulement du carburant, voire d'obstruction, qu'il entraîne.
[0004] Les perturbations d'écoulement dues à la cokéfaction ont des répercussions mécaniques sur les pièces situées en aval - par rapport au sens de circulation du carburant - du système d’injection de carburant, mais aussi sur la qualité de la combustion. La cokéfaction entraîne des différences de débit entre injecteurs et par conséquent des différences de températures de flamme dans la chambre de combustion, préjudiciables pour la chambre de combustion et la turbine puisqu'à l'origine de points chauds et donc de dégradations. Ces dégradations entraînent d'une part une diminution de la durée de vie de la chambre de combustion et de la turbine et d'autre part un raccourcissement du temps moyen entre deux démontages des injecteurs car il est alors nécessaire de les nettoyer plus souvent. Par ailleurs, l'obturation des injecteurs a un impact sur la qualité de la pulvérisation du carburant, qui n'est plus uniforme. [0005] Dans les cas les plus graves, la cokéfaction peut entraîner une impossibilité de démarrer un moteur au sol, une impossibilité de redémarrer un moteur en vol, la perforation thermique de la chambre de combustion, ou encore la destruction des aubes de turbine. Ces éléments entraînent également une diminution des performances du moteur à très haut régime ou une marge à l’extinction diminuée lors de très fortes décélérations.
[0006] A cause de la cokéfaction, il est nécessaire de nettoyer régulièrement les composants du système d’injection de carburant. Les procédés de nettoyage actuels peuvent être séparés en deux catégories, selon le type de composants à nettoyer : « avec dépose » du composant, c’est-à-dire que le composant à nettoyer est démonté du moteur avant d’être nettoyé, et « sans dépose » du composant, c’est-à-dire que le composant à nettoyer est laissé en place sur le moteur et nettoyé alors qu’il est monté sur le moteur.
[0007] Les procédés de nettoyage avec dépose comprennent notamment des procédés de nettoyage par pyrolyse et des procédés de nettoyage par voie humide utilisant comme solution de nettoyage un produit de dégraissage (dégraissage alcalin ou dégraissage par solvant hydrocarboné). Le fait de démonter le composant du moteur engendre une indisponibilité du matériel sur un temps assez long, et une charge de maintenance importante (nécessité de personnel pour démonter le composant du moteur, le nettoyer, le laisser refroidir dans le cas du nettoyage par pyrolyse, puis remonter le composant sur le moteur). En outre, les procédés par pyrolyse nécessitent un matériel spécifique (par exemple un four à pyrolyse).
[0008] Les procédés de nettoyage sans dépose peuvent être utilisés par exemple pour le nettoyage des buses et se font par voie humide. Selon ces procédés, une solution de nettoyage est injectée dans le circuit de circulation de carburant (appelé simplement « circuit carburant » par la suite), en plusieurs fois et pendant un temps relativement long (entre 20 et 30 minutes au total), pour s’assurer que la solution de nettoyage circulante nettoie correctement le composant à nettoyer. Une solution de rinçage est ensuite injectée dans le circuit carburant pour éliminer la solution de nettoyage, et enfin le circuit carburant est séché par envoi d’air. Ces procédés sont préférentiellement utilisés pour des composant neufs ou récemment nettoyés, car ils ne sont pas adaptés pour nettoyer des composants déjà obstrués. En outre, la mise en œuvre de ces procédés est contraignante, car elle implique une série d’étapes selon un enchaînement bien précis avec des moyens spécifiques, et elle nécessite encore une charge de maintenance assez élevée (nécessité de faire circuler la solution de nettoyage à l’intérieur du circuit pendant suffisamment de temps, puis de faire circuler la solution de nettoyage à l’intérieur du circuit jusqu’à évacuation complète de la solution de nettoyage).
[0009] Il existe ainsi un besoin pour un procédé de nettoyage des composants du système d’injection de carburant qui soit simple et rapide à mettre en œuvre, et qui fournisse des résultats efficaces même sur des composants en partie obstrués.
RESUME DE L’INVENTION
[0010] L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en injectant, dans le circuit de circulation du carburant, un produit de nettoyage semi- solide, c’est-à-dire sous forme de fluide pâteux, crémeux ou très visqueux. Le produit de nettoyage peut, par exemple, se présenter sous forme de gel, de mousse ou de crème. Le produit de nettoyage recouvre ainsi, au moins partiellement, les parties éventuellement cokéfiées, et son état semi-solide lui permet de rester en place à l’intérieur du circuit de circulation de carburant, au contact du composant à nettoyer. Une solution de rinçage est ensuite injectée pour évacuer le produit de nettoyage avec les éventuels composés cokéfiés. Ainsi, selon la solution proposée, le nettoyage du composant se fait par contact du produit de nettoyage avec le composant (c’est-à-dire que le nettoyage est dû à l’action, sur les éventuels composés cokéfiés, du produit de nettoyage qui est en contact « statique » avec le composant), alors que dans les procédés par voie humide de l’état de la technique, le nettoyage se fait par circulation du liquide de nettoyage dans le composant (donc par une action « dynamique »).
[0011] Un aspect de l’invention concerne ainsi un procédé de nettoyage d’un composant d’un circuit de circulation d’un fluide dans une turbine à gaz, le composant étant sujet à un risque de cokéfaction, le procédé comprenant, dans cet ordre :
[0012] - injecter, via un premier orifice d’entrée du circuit de circulation du fluide situé en amont du composant par rapport à un sens de circulation du fluide dans le circuit de circulation, un produit de nettoyage dans le circuit de circulation de sorte à recouvrir une surface à risque de cokéfaction du composant, le produit de nettoyage étant dans une forme semi-solide ; et [0013] - injecter, via un deuxième orifice d’entrée du circuit de circulation du fluide situé à un même niveau ou en amont du premier orifice d’entrée par rapport au sens de circulation du fluide dans le circuit de circulation, un produit de rinçage dans le circuit de circulation.
[0014] Par « circuit de circulation d’un fluide », il est entendu tout composant ou ensemble de composants formant un circuit dans lequel un fluide peut circuler. Par exemple, le fluide peut être, de manière non limitative, de l’huile ou du carburant. Un tel circuit de circulation d’un fluide comprend au moins un point d’entrée pour faire entrer le fluide à l’intérieur du circuit, et un point de sortie, pour faire sortir le fluide ou un résidu de fluide du circuit.
[0015] Le premier orifice d’entrée et le deuxième orifice d’entrée peuvent être un même orifice ou deux orifices distincts et constituent un ou plusieurs points d’entrée dans le circuit de circulation. Ces orifices d’entrée sont situés en amont du composant à nettoyer, de sorte que le produit de nettoyage et le produit de rinçage puissent atteindre le composant à nettoyer. En outre, le deuxième orifice d’entrée est situé au même niveau (notamment dans le cas où le premier orifice d’entrée et le deuxième orifice d’entrée sont confondus) ou en amont du premier orifice d’entrée (de sorte à pouvoir rincer toutes les portions du circuit de circulation du fluide dans lequel le produit de nettoyage a été introduit).
[0016] Selon l’invention, le produit de nettoyage est dans une forme semi-solide. Une telle forme est définie comme une forme entre l’état solide et l’état liquide, dans le sens où un matériau semi-solide possède certaines propriétés propres aux solides (en particulier, une tenue propre aux solides, qui permet au matériau de ne pas, ou peu, « couler ») et certaines propriétés propres aux liquides (en particulier de se conformer à la forme du moule ou du composant dans lequel ils sont injectés).
[0017] Un matériau semi-solide est ainsi un matériau ayant une viscosité comprise dans un intervalle prédéfini, qui lui permet de posséder à la fois des propriétés de bonne tenue mais aussi des propriétés de conformation. Typiquement, la viscosité peut être comprise entre 10 Pa.s et 100 Pa.s.
[0018] L’injection d’un produit de nettoyage sous forme semi-solide permet avantageusement de pouvoir recouvrir la surface du composant sur laquelle des dépôts cokéfiés sont susceptibles d’être présents, et de rester au contact de cette surface sans s’écouler directement vers un point de sortie du circuit de circulation du fluide. Ainsi, le produit de nettoyage peut rester en place pour exercer une action de nettoyage (ici, une action d’adhérence au dépôt cokéfié et/ou une action de dissolution ou de désintégration du dépôt cokéfié). Lors de l’injection du produit de rinçage, un mélange comprenant la solution de nettoyage avec d’éventuels dépôts cokéfiés (lorsqu’il y a des dépôts cokéfiés sur la surface du composant) et la solution de rinçage sont évacués hors du circuit de circulation du fluide, vers une sortie du circuit de circulation du fluide.
[0019] Ainsi, selon l’invention, le nettoyage du composant est lié à un contact « prolongé » du produit de nettoyage sur les éventuels dépôts cokéfiés. Ici, le terme « prolongé » signifie que le produit de nettoyage reste au contact des éventuels dépôts cokéfiés jusqu’à l’injection du produit de rinçage. A l’inverse, dans les procédés par voie humide existants, le nettoyage du composant est lié à la circulation d’une quantité de fluide le long de la surface sur laquelle d’éventuels dépôts cokéfiés sont présents.
[0020] Le procédé de nettoyage selon l’invention est très simple à mettre en œuvre, et nécessite peu de maintenance (le personnel n’est mobilisé que pour l’injection des deux produits, mais reste disponible pour d’autres tâches entre la mise en œuvre des deux étapes). En outre, la quantité de produit de nettoyage est avantageusement réduite par rapport aux procédés existants. Enfin, le nettoyage par contact s’avère plus efficace que le nettoyage par circulation.
[0021] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, entre l’injection du produit de nettoyage et l’injection du produit de rinçage, le produit de nettoyage peut rester en contact avec la surface à risque de cokéfaction du composant.
[0022] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le procédé peut être mis en œuvre lorsque le composant est installé sur la turbine à gaz.
[0023] Dans ces modes de réalisation, le composant est donc laissé en place (i.e. installé ou monté) sur la turbine à gaz, et il n’est pas nécessaire de le retirer. Il s’agit donc d’un procédé « sans dépose » du composant. De tels modes de réalisation diminuent la charge de maintenance par rapport aux procédés avec dépose du composant (c’est-à-dire en démontant le composant pour le nettoyer séparément), ainsi que la durée d’indisponibilité (dans des procédés avec dépose, le matériel reste indisponible pendant la durée du démontage, du nettoyage et du remontage). [0024] Dans d’autres modes de réalisation, le procédé peut être utilisé sur un composant démonté ou désinstallé de la turbine à gaz (procédé avec dépose du composant).
[0025] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, l’injection du produit de rinçage est mise en œuvre après une durée prédéfinie suivant l’injection du produit de nettoyage, la durée prédéfinie étant comprise entre 2 heures et 12 heures.
[0026] Ainsi, le produit de nettoyage reste en contact de la surface du composant sur laquelle sont présents d’éventuels dépôts cokéfiés pendant toute la durée prédéfinie, permettant une action optimale du produit de nettoyage sur les éventuels dépôts cokéfiés.
[0027] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le composant peut être un composant creux comprenant une surface interne délimitant un espace intérieur, et le produit de nettoyage peut être injecté dans l’espace intérieur de sorte à recouvrir toute la surface interne du composant.
[0028] En particulier, dans lequel le produit de nettoyage peut être injecté dans l’espace intérieur de sorte à occuper tout l’espace intérieur.
[0029] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le composant peut être un composant d’un circuit d’injection de carburant de la turbine à gaz.
[0030] Par exemple, le composant peut être un composant d’une rampe d’injection, comme une demi-rampe d’injection ou un injecteur privilégié.
[0031] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le produit de nettoyage peut être un fluide thixotrope.
[0032] Un fluide thixotrope est un fluide dont les propriétés d’écoulement varient en fonction de la contrainte qui lui est appliquée. L’utilisation d’un fluide thixotrope comme produit de nettoyage permet à celui-ci d’être à l’état liquide lors de son injection, d’entrer dans un état solide lorsqu’il est au repos (typiquement entre l’injection du produit de nettoyage et l’injection du produit de rinçage), et de retrouver un état liquide lors de l’injection du produit de rinçage. L’injection du produit de nettoyage, l’action par contact sur les dépôts cokéfiés éventuels et l’élimination du produit de nettoyage sont ainsi avantageusement simplifiés et mis en œuvre de manière plus efficace. [0033] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le produit de nettoyage est sous forme de pâte, de crème ou de gel, et dans lequel le produit de nettoyage a une viscosité comprise entre 10 Pa.s et 100 Pa.s.
[0034] Dans un ou plusieurs modes de réalisation alternatifs, le produit de nettoyage peut être dans un matériau sous forme de mousse ayant un foisonnement inférieur à 15.
[0035] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le produit de nettoyage peut comprendre un solvant ou un détergent.
[0036] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le produit de nettoyage peut avoir une action d’adhérence et/ou de dissolution sur des composés cokéfiés.
[0037] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le produit de rinçage peut être une solution à base d’eau déminéralisée ou une solution à base du fluide destiné à circuler dans le circuit de circulation du fluide lorsque la turbine à gaz est en fonctionnement.
[0038] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le circuit de circulation du fluide peut être un circuit de circulation de carburant, et le produit de rinçage peut comprendre du carburant.
[0039] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, l’injection du produit de rinçage peut comprendre une injection d’un premier produit de rinçage, puis une injection d’un deuxième produit de rinçage, le deuxième produit de rinçage comprenant le fluide destiné à circuler dans le circuit de circulation du fluide lorsque la turbine à gaz est en fonctionnement.
[0040] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le premier orifice d’entrée et le deuxième orifice d’entrée peuvent être communs.
[0041] La mise en œuvre du procédé est ainsi avantageusement simplifiée. En outre, l’utilisation d’un même orifice pour injecter le produit de nettoyage et le produit de rinçage permet de s’assurer que d’éventuels résidus du produit de nettoyage à l’entrée de l’orifice d’injection du produit de nettoyage sont éliminés.
[0042] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le procédé peut en outre comprendre, après l’injection du produit de rinçage : [0043] - récupérer, à une sortie du circuit de circulation du fluide, le produit de nettoyage et le produit de rinçage.
[0044] Par exemple, un mélange comprenant le produit de nettoyage, le produit de rinçage et d’éventuels composés cokéfiés peut être récupéré dans un récipient placé à une sortie du circuit de circulation du fluide.
[0045] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le composant est un composant d’un circuit d’injection de carburant de la turbine à gaz et la sortie du circuit de circulation du fluide est localisée dans une chambre de combustion de la turbine à gaz.
[0046] L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
[0047] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description, qui peut être lue en regard des figures. Ces figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention.
[0048] La Figure 1 représente un exemple d’organigramme d’un procédé de nettoyage selon un mode de réalisation de l’invention.
[0049] La Figure 2 représente un exemple de turbine à gaz dans lequel le procédé de nettoyage selon l’invention peut être appliqué.
[0050] La Figure 3 représente un exemple d’un composant d’un circuit de circulation de fluide sur lequel le procédé de nettoyage selon l’invention peut être utilisé.
DESCRIPTION DETAILLEE
[0051] La Figure 1 représente un exemple d’organigramme d’un procédé de nettoyage selon un mode de réalisation de l’invention.
[0052] Il est noté que le procédé de nettoyage peut être utilisé pour le nettoyage de tout composant sujet à un risque de cokéfaction. En particulier, le composant à nettoyer peut être n’importe quel composant d’un circuit de circulation d’un fluide dans lequel un phénomène de cokéfaction peut se produire. Un tel circuit de circulation peut être, par exemple, un circuit d’injection de carburant d’une turbine à gaz. En particulier, le composant à nettoyer peut être un composant d’un injecteur de turbine à gaz, par exemple une demi-rampe d’injection de carburant ou un injecteur privilégié.
[0053] Il est noté que le procédé de nettoyage selon l’invention ne se limite pas à un circuit d’injection de carburant. Il peut être utilisé pour n’importe quel circuit de circulation de fluide susceptible de cokéfaction, notamment le circuit d’huile dans un turbomoteur tel qu’un turboréacteur. En effet, des huiles sont utilisées dans les turbomoteurs pour refroidir et lubrifier les roulements et systèmes à engrenages présents dans les différentes enceintes, et ces huiles peuvent elles aussi se cokéfier avec la chaleur, provoquant ainsi une obstruction des conduits et/ou des filtres constituant le circuit d’huile, ce qui peut avoir des conséquences graves sur le fonctionnement du turbomoteur.
[0054] Lors d’une étape 110, un produit de nettoyage est injecté dans le circuit de circulation du fluide auquel appartient le composant à nettoyer. Pour que le produit de nettoyage puisse atteindre les parties susceptibles de cokéfaction du composant à nettoyer, le produit de nettoyage est injecté via un premier orifice d’entrée (ou premier point d’injection) du circuit de circulation du fluide, situé en amont du composant par rapport au sens de circulation du fluide dans le circuit de circulation du fluide.
[0055] Le produit de nettoyage injecté à l’étape 110 est injecté de sorte à recouvrir une surface du composant sur laquelle des dépôts de composé(s) cokéfié(s) sont susceptibles d’être présents.
[0056] Par exemple, lorsque le composant est un élément creux, tel qu’une demi- rampe d’injection, à l’intérieur duquel peut se produire une cokéfaction, le produit de nettoyage est injecté de sorte à pénétrer à l’intérieur de ce composant, pour recouvrir une surface interne du composant, et donc d’éventuels composés cokéfiés déposés sur cette surface interne. En particulier, le produit de nettoyage peut être injecté de sorte à combler en totalité l’intérieur du composant à nettoyer.
[0057] Le produit de nettoyage se présente, selon l’invention, sous une forme « semi-solide ». Un produit semi-solide (appelé aussi « quasi-solide », ou « faussement solide ») est un produit dans un état entre un solide et un liquide. En particulier, un produit semi-solide présente un grand nombre de propriétés d’un solide, comme la capacité de supporter son propre poids et de conserver sa forme, mais également certaines propriétés d’un liquide, comme le fait de se conformer à la forme d’un élément qui lui applique une pression et une capacité à s’écouler sous pression. La forme semi-solide comprend notamment les gels, les crèmes, les pâtes ou les mousses. Les produits semi-solides ont une viscosité suffisante qui leur permet de conserver leur forme sans « couler ». Dans le contexte de l’invention, le produit de nettoyage peut ainsi avoir une viscosité comprise entre 10 Pa.s (Pascal secondes) et 100 Pa.s, c’est-à-dire entre 100 P (Poises) et 1000 P.
[0058] L’intérêt d’une telle forme pour le produit de nettoyage est de prolonger le temps de contact avec le composant éventuellement cokéfié. En effet, contrairement à un liquide qui s’écoulerait directement vers une sortie du circuit de circulation du fluide, un produit de nettoyage semi-solide s’écoule moins rapidement (voire peut rester en place à la fin de l’injection 110) et donc reste en contact plus longtemps avec le composant, ce qui lui permet d’agir sur d’éventuels composés cokéfiés à la surface du composant.
[0059] Dans des modes de réalisation de l’invention, le produit de nettoyage peut ainsi être sous forme de gel ou de mousse. Par exemple, le produit de nettoyage peut être un gel ayant une viscosité comprise entre 10 Pa.s et 100 Pa.s. Selon un autre exemple, le produit de nettoyage peut être une mousse ayant un foisonnement inférieur à 15. Il est rappelé que le foisonnement correspond au rapport entre le volume de mousse obtenue et le volume de solution moussante ayant servi à produire cette mousse.
[0060] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le produit de nettoyage peut être thixotrope, ce qui signifie que ses propriétés d’écoulement varient avec le temps en fonction d’une contrainte de cisaillement (ou un gradient de vitesse) appliquée. Un tel phénomène est dû à une évolution de la structure du matériau lorsqu’il est soumis à une contrainte de cisaillement (le produit se « déstructure »). Un matériau thixotrope laissé au repos peut ainsi se (re-)structurer et voit sa viscosité augmenter. Sous application d’une contrainte de cisaillement, le matériau thixotrope se déstructure et voit sa viscosité diminuer, ce qui lui permet de s’écouler.
[0061] Une telle propriété de thixotropie permet une injection aisée du produit de nettoyage (du fait d’une viscosité plus faible) et une meilleure tenue du produit à l’intérieur du circuit de circulation du fluide (du fait d’une viscosité plus forte, une fois l’injection terminée). En outre, elle permet également une évacuation plus aisée du produit de nettoyage lors de l’étape 120 de rinçage décrite ci-après. En effet, l’injection d’un produit de rinçage à l’étape 120 exerce une contrainte de cisaillement sur le produit de nettoyage, qui provoque une baisse de la viscosité de celui-ci, qui peut ainsi être plus facilement et plus efficacement évacué. Lorsque le produit de nettoyage est thixotrope, il peut avoir une viscosité sous contrainte comprise entre 10 Pa.s et 100 Pa.s. Par « viscosité sous contrainte », il est entendu la viscosité du produit de nettoyage lorsqu’une contrainte lui est appliquée (Le., dans son état « déstructuré »).
[0062] Dans des modes de réalisation, le produit de nettoyage peut avoir une composition comprenant une substance active ayant une action nettoyante sur les dépôts cokéfiés. Par exemple, le produit de nettoyage peut avoir un effet de dissolution des dépôts cokéfiés. La substance active peut être un solvant (eau, alcool, ester ou hydrocarbure par exemple) et/ou un détergent (par exemple, éthanolamine, métasilicate de sodium). Dans des modes de réalisation, la composition du produit de nettoyage peut comprendre des composés acides ou basiques, organiques ou inorganiques, potentiellement en association avec un solvant et/ou un détergent. Dans des modes de réalisation compatibles avec les précédents, le produit de nettoyage peut comprendre des particules ayant des propriétés abrasives sur les dépôts cokéfiés (par exemple des particules de silice ou d’alumine) pour maximiser l’action nettoyante.
[0063] Dans des modes de réalisation alternatifs ou combinés avec les précédents, le produit de nettoyage peut avoir une action d’adhérence sur les dépôts cokéfiés : le produit se fixe aux dépôts cokéfiés, et les emporte avec lui lorsqu’il est chassé du circuit de circulation du fluide lors de l’étape 120 de rinçage décrite ci-après.
[0064] En outre, la composition du produit de nettoyage est établie en fonction du composant à nettoyer et d’éventuels autres composants du circuit de circulation du fluide au contact desquels le produit de nettoyage est destiné à entrer en contact, pour assurer une compatibilité avec ce ou ces composants (et s’assurer notamment que le produit de nettoyage n’endommage pas le ou les composants, ou ne provoque pas une réaction chimique délétère qui libérerait des composés dangereux). [0065] La quantité de produit de nettoyage injecté dépend de la surface du composant à nettoyer, ou dans le cas d’un composant creux, du volume interne défini par la paroi interne de ce composant. Cette quantité de produit peut donc être prédéterminée en fonction des dimensions du composant à nettoyer, mais aussi du point d’injection dans le circuit de circulation du fluide (pour s’assurer qu’une quantité suffisante de produit de nettoyage arrive au niveau du composant à nettoyer). Cette quantité peut être avantageusement déterminée de manière à limiter la quantité excessive de produit de nettoyage injectée, c’est-à-dire la quantité de produit de nettoyage dépassant la quantité optimale permettant de recouvrir la surface du composant.
[0066] En outre, pour diminuer la quantité de produit de nettoyage à injecter, le premier orifice d’entrée peut être situé au plus près du composant à nettoyer, en amont de ce composant.
[0067] L’injection du produit de nettoyage à l’étape 110 peut être effectuée via n’importe quel dispositif d’injection de produit, par exemple via une seringue, ou via un dispositif de mise sous pression de type pistolet à air comprimé (par exemple un pistolet à mousse ou un siphon, lorsque le produit de nettoyage est sous forme de mousse).
[0068] Après l’injection du produit de nettoyage (étape 110), un produit de rinçage est injecté (étape 120) dans le circuit de circulation du fluide, pour rincer les parties du circuit de circulation du fluide qui sont ou ont été en contact avec le produit de nettoyage, et évacuer le produit de nettoyage hors du circuit de circulation du fluide. Pour que le produit de rinçage puisse atteindre toutes les parties susceptibles d’être recouvertes de produit de nettoyage (ou de traces de produit de nettoyage), le produit de rinçage est injecté via un deuxième orifice d’entrée (ou deuxième point d’injection) du circuit de circulation du fluide, situé au même niveau ou en amont du premier orifice d’entrée par rapport au sens de circulation du fluide dans le circuit de circulation du fluide. Ainsi, selon un ou plusieurs modes de réalisation, le premier orifice d’entrée et le deuxième orifice d’entrée sont un même orifice. Selon des modes de réalisation alternatifs, le deuxième orifice d’entrée est situé en amont du premier orifice d’entrée. [0069] L’injection du produit de rinçage permet d’évacuer mécaniquement (l’écoulement du produit de rinçage « chasse » le produit de nettoyage) et/ou chimiquement (le produit de rinçage a une action de dissolution sur le produit de nettoyage). Le produit de rinçage peut être, par exemple, un liquide. En particulier, le produit de rinçage peut être une solution de rinçage à base d’eau, comme de l’eau déminéralisée ou un mélange d’eau et de méthanol, ou une solution de rinçage à base d’hydrocarbure (carburant, solvant, etc.), ou encore le fluide destiné à circuler dans le circuit de circulation du fluide.
[0070] L’intérêt d’utiliser le fluide destiné à circuler dans le circuit de circulation du fluide (par exemple du carburant dans un circuit carburant ou de l’huile dans un circuit d’huile) comme produit de rinçage est qu’il n’est pas nécessaire de sécher le circuit à l’issue du procédé de nettoyage (s’il reste du produit de rinçage dans le circuit, cela ne pose aucun problème en termes de fonctionnement du moteur, et ce reste de produit de rinçage sera mélangé au fluide du circuit lors du fonctionnement du moteur), et que le fluide est, par nature, compatible avec les éléments du circuit de circulation.
[0071] L’inconvénient d’utiliser le fluide destiné à circuler dans le circuit de circulation du fluide comme produit de rinçage est qu’un tel fluide est plus coûteux et plus dangereux à manipuler que de l’eau déminéralisée par exemple.
[0072] Ainsi, dans un ou plusieurs modes de réalisation, l’injection du produit de rinçage de l’étape 120 peut comprendre une pluralité d’injections de produits de rinçage. Par exemple, l’étape 120 peut comprendre une injection d’un premier produit de rinçage (de l’eau minéralisée, par exemple et de manière non limitative) suivie d’une injection d’un deuxième produit de rinçage (par exemple, du fluide destiné à circuler dans le circuit de circulation du fluide lorsque le moteur est en fonctionnement).
[0073] La quantité de produit de rinçage injecté peut être prédéterminée lors d’essais selon les dimensions du composant à nettoyer, et éventuellement du point d’injection dans le circuit de circulation du fluide, de sorte à chasser tout le produit de nettoyage présent dans le circuit de circulation du fluide, sans toutefois utiliser une quantité excessive de produit de rinçage. [0074] L’injection de produit de rinçage à l’étape 120 peut être effectuée via n’importe quel dispositif d’injection de produit, par exemple via une seringue, ou via un dispositif de mise sous pression à air comprimé.
[0075] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, l’étape 120 d’injection de produit de rinçage est mise en œuvre après un temps prédéfini suivant l’étape 110 d’injection de produit de nettoyage. Pendant ce temps prédéfini, le produit de nettoyage injecté à l’étape 110 est laissé en contact avec le composant à nettoyer.
[0076] Ce temps prédéfini dépend du pouvoir nettoyant du produit de nettoyage. Par exemple, si le produit de nettoyage agit par adhérence, et que l’élimination des composés cokéfiés se fait par l’évacuation, par injection 120 du produit de rinçage, du produit de nettoyage auquel sont « accrochés » les composés cokéfiés, le temps prédéfini est lié au temps nécessaire pour que le produit de nettoyage se fixe aux composés cokéfiés. Si le produit de nettoyage agit par dissolution des composés cokéfiés, le temps prédéfini est lié au temps nécessaire pour que le produit de nettoyage puisse dissoudre de manière satisfaisante les composés cokéfiés. Comme mentionné précédemment, ces deux moyens d’actions du produit de nettoyage peuvent être combinés.
[0077] Ce temps prédéfini dépend également de la quantité de composés cokéfiés sur la surface du composant, qui peut être estimée par des simulations ou déterminée par endoscopie par exemple.
[0078] Ainsi, selon le degré de cokéfaction, le type d’action du produit de nettoyage et le composant actif du produit de nettoyage, ce temps prédéfini peut aller de quelques minutes à plusieurs heures. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, ce temps prédéfini est compris entre 1 heure et 24 heures, par exemple entre 2 heures et 12 heures, entre 2 heures et 8 heures ou 2 heures et 6 heures.
[0079] Il est entendu que le procédé de nettoyage selon l’invention nécessite une charge de maintenance, mais aussi une quantité de produits, bien moins élevées que les procédés par voie humide existants. Dans les procédés par voie humide existants, il est nécessaire de faire circuler une grande quantité de liquide de nettoyage pour éliminer les composés cokéfiés, puisque l’action nettoyante se fait principalement par circulation du liquide de nettoyage (c’est l’écoulement qui agit principalement sur les dépôts cokéfiés) - raison pour laquelle ces procédés ne sont pas recommandés lorsque les composants sont moyennement ou fortement encrassés. En outre, ils nécessitent une mobilisation du personnel de maintenance ou une installation très spécifique, pour pouvoir injecter sur une durée prolongée et éventuellement en plusieurs fois le liquide de nettoyage, puis injecter sur une durée prolongée et éventuellement en plusieurs fois le liquide de rinçage. A l’inverse, selon le procédé de nettoyage de l’invention, la quantité de produits injectés, en particulier du produit de nettoyage, est largement réduite, aucune installation spécifique n’est requise, et le coût de maintenance est avantageusement réduit (le personnel n’est mobilisé que pour injecter le produit de nettoyage et le produit de rinçage, mais reste disponible entre les deux étapes - qui peuvent éventuellement être mises en œuvre sur deux journées consécutives).
[0080] Le produit de rinçage, mélangé au produit de nettoyage et d’éventuels composés cokéfiés décollés du composant, est évacué par une sortie du circuit de circulation du fluide. Dans le cas d’un circuit carburant, cette sortie peut être située dans la chambre de combustion. En particulier, cette sortie peut être un orifice situé dans une partie basse (c’est-à-dire au plus proche du sol) de la chambre de combustion, de sorte que le produit de rinçage s’écoule hors de la chambre de combustion par effet de la pesanteur.
[0081] Pour récupérer le mélange comprenant le produit de rinçage, le produit de nettoyage et les éventuels composés cokéfiés décollés, le procédé de nettoyage peut en outre comprendre, de manière optionnelle, une étape 130 de récupération de ce mélange. Par exemple, un contenant peut être placé à la sortie du circuit de circulation du fluide par laquelle s’échappe le mélange pour récupérer le mélange.
[0082] Enfin, lors d’une étape optionnelle 140, le circuit de circulation du fluide peut être séché, par exemple en insufflant de l’air à l’intérieur du circuit, via une entrée du circuit qui peut être la même que le premier orifice d’entrée ou le deuxième orifice d’entrée, ou être un troisième orifice d’entrée dans le circuit de circulation du fluide situé en amont du deuxième orifice d’entrée. [0083] Cette étape n’est pas obligatoire, en particulier lorsque l’étape 120 de rinçage se termine par une injection de fluide destiné à circuler dans le circuit de circulation du fluide (par exemple, du carburant dans le cas d’un circuit carburant).
[0084] Le procédé de nettoyage de la Figure 1 peut être utilisé avec ou sans dépose du composant à nettoyer. Lorsque le procédé de nettoyage est utilisé sans dépose du composant (c’est-à-dire que le composant est toujours en place sur le moteur et n’a pas été démonté), la charge de maintenance est fortement réduite.
[0085] La Figure 2 représente un exemple de turbine à gaz dans lequel le procédé de nettoyage selon l’invention peut être appliqué.
[0086] Dans cet exemple, la turbine à gaz est une turbine à gaz 200 d’un turbomoteur et comprend un générateur de gaz comportant un compresseur centrifuge 210 et une turbine haute pression 220. La turbine à gaz 200 comprend également une turbine libre 230 et un boîtier réducteur (non représenté sur la Figure 2) avec un arbre de sortie. La Figure 2 représente également l’entrée d’air 240, la chambre de combustion 250 et l’arrivée de carburant 260. Cette arrivée de carburant comprend une ouverture vers la chambre de combustion, qui peut être utilisée comme orifice commun pour l’injection du produit de nettoyage et du produit de rinçage.
[0087] En outre, la chambre de combustion 250 comprend, dans sa partie basse, une ouverture 270 fermée par un clapet. Cette ouverture 270 (une fois le clapet ouvert) peut servir de sortie pour évacuer le mélange de produit de nettoyage et de produit de rinçage (avec éventuels composés cokéfiés).
[0088] La Figure 3 représente un exemple d’un composant d’un circuit de circulation de fluide sur lequel le procédé de nettoyage selon l’invention peut être utilisé.
[0089] Dans l’exemple de la Figure 3, le circuit de circulation de fluide est un circuit de circulation de carburant (ou simplement « circuit carburant »). Les composants destinés à être nettoyés sont des composants de l’injecteur : les deux demi-rampes d’injection 310, 320, ainsi que l’injecteur privilégié 330.
[0090] Dans cet exemple, le produit de nettoyage et le produit de rinçage sont injectés par un même orifice d’entrée via une seringue 340. Il est entendu que la seringue 340 peut être remplacée par n’importe quel autre moyen d’injection, comme mentionné plus haut. En outre, dans cet exemple, l’orifice d’entrée est un couvercle de dispositif de tarage de ressort, dont la fonction est ici détournée pour l’utiliser comme point d’injection, permettant ainsi d’injecter le produit de nettoyage et le produit de rinçage en amont et au plus près des composants à nettoyer. Il est entendu que tout autre point d’entrée dans le circuit carburant et situé en amont des composants à nettoyer peut être utilisé comme point d’injection. En particulier, le point d’injection peut être n’importe quel point d’entrée existant dans un circuit carburant « standard » (et dont la fonction initiale n’est pas de recevoir le produit de nettoyage ou le produit de rinçage), notamment généré par la dépose d’un élément (par exemple un capteur ou un clapet) appartenant au circuit carburant et donnant accès au(x) composant(s) à nettoyer. Le point d’injection peut aussi être un point d’injection dédié, envisagé dès la conception du circuit carburant à cet effet.
[0091] Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites ci-avant à titre d'exemples, elle s'étend à d'autres variantes.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1 ] Procédé de nettoyage d’un composant (310, 320, 330) d’un circuit de circulation d’un fluide dans une turbine à gaz, le composant (310, 320, 330) étant sujet à un risque de cokéfaction, le procédé comprenant, dans cet ordre :
- injecter (110), via un premier orifice d’entrée du circuit de circulation du fluide situé en amont du composant (310, 320, 330) par rapport à un sens de circulation du fluide dans le circuit de circulation, un produit de nettoyage dans le circuit de circulation de sorte à recouvrir une surface à risque de cokéfaction du composant (310, 320, 330), le produit de nettoyage étant dans une forme semi-solide ; et
- injecter (120), via un deuxième orifice d’entrée du circuit de circulation du fluide situé à un même niveau ou en amont du premier orifice d’entrée par rapport au sens de circulation du fluide dans le circuit de circulation, un produit de rinçage dans le circuit de circulation.
[Revendication 2] Procédé selon la revendication 1 , le procédé étant mis en œuvre lorsque le composant (310, 320, 330) est installé sur la turbine à gaz.
[Revendication 3] Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’injection (120) du produit de rinçage est mise en œuvre après une durée prédéfinie suivant l’injection (110) du produit de nettoyage, la durée prédéfinie étant comprise entre 2 heures et 12 heures.
[Revendication 4] Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le composant (310, 320, 330) est un composant d’un circuit d’injection de carburant de la turbine à gaz.
[Revendication 5] Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le produit de nettoyage est un fluide thixotrope.
[Revendication 6] Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le produit de nettoyage est sous forme de pâte, de crème ou de gel, et dans lequel le produit de nettoyage a une viscosité comprise entre 10 Pa.s et 100 Pa.s.
[Revendication 7] Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel le produit de nettoyage est dans un matériau sous forme de mousse ayant un foisonnement inférieur à 15.
[Revendication 8] Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le premier orifice d’entrée et le deuxième orifice d’entrée sont communs.
[Revendication 9] Procédé selon l’une des revendications précédentes, comprenant en outre, après l’injection (120) du produit de rinçage : - récupérer (130), à une sortie (270) du circuit de circulation du fluide, le produit de nettoyage et le produit de rinçage.
[Revendication 10] Procédé selon la revendication précédente en combinaison avec la revendication 4, dans lequel la sortie (270) du circuit de circulation du fluide est localisée dans une chambre de combustion (250) de la turbine à gaz.
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