(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）グリコールアルキルエーテル化合物と、
（ｂ）炭素数３〜１８のアルキル鎖長を有するアルコキシル化界面活性剤と、
（ｃ）金属防食剤成分と
の混合物を含むガスタービン洗浄組成物であって、前記混合物のアルカリ金属の含有量が２５ｐｐｍ未満であり、前記金属防食剤成分が、Ｎ−メチルオレアミド酢酸、１，８−オクタンジカルボン酸、（（（２−ヒドロキシエチル）イミノ）ビス−（メチレン））ビス−ホスホン酸Ｎ−オキシド及び（（テトラヒドロ−２−ヒドロキシ−４Ｈ−１，４，２−オキサホスホリン−４−イル）メチル）ホスホン酸Ｎ−オキシド、並びにこれらの１種以上とトリエタノールアミン及び／又は５−メチル−１，２，３−ベンゾトリアゾールとの混合物からなる群から選択される、組成物。
【請求項２】
前記グリコールアルキルエーテル化合物が、プロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−プロピルエーテル、トリプロピレングリコールｎ−プロピルエーテル、プロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールヘキシルエーテル、エチレングリコールプロピルエーテル、エチレングリコールｎ−ブチルエーテル及びエチレングリコールヘキシルエーテル、並びにこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１記載の組成物。
【請求項３】
前記アルコキシル化界面活性剤が、第一級又は第二級アルコールの非イオン性エトキシレート、プロピレンオキシドを有するアルコキシル化第一級アルコール、及びプロピレンオキシドとエチレンオキシドのブロックコポリマー、並びにこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１又は請求項２記載の組成物。
【請求項４】
前記アルコキシル化界面活性剤が炭素数６〜１５のアルキル鎖長を有する、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の組成物。
【請求項５】
前記アルコキシル化界面活性剤が非イオン性である、請求項１記載の組成物。
【請求項６】
前記混合物のｐＨが６．５〜９である、請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の組成物。
【請求項７】
前記混合物のｐＨが６．５〜７．５である、請求項６記載の組成物。
【請求項８】
前記混合物の灰分含有量が０．０１％未満である、請求項１記載の組成物。
【請求項９】
動力を大きく損失することなく、動力発生中にガスタービンコンプレッサ及びそのブレードを洗浄する方法であって、洗浄する表面を、請求項１乃至請求項８のいずれか１項記載の組成物と接触させる段階を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンブレード用の化学洗浄溶液に関する。具体的には、本発明は、グリコールアルキルエーテル化合物と、溶媒と、金属防食剤成分とを含む洗浄組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用ガスタービンエンジンは、世界中で使用されている。ガスタービンの具体例としては、Ｓｏｌａｒ  Ｔｕｒｂｉｎｅｓ社製のＭａｒｓ  Ｇａｓ  Ｔｕｒｂｉｎｅ又はＴａｕｒｕｓ  ７０  Ｇａｓ  Ｔｕｒｂｉｎｅがある。Ｍａｒｓタービンには、１５段のコンプレッサがあり、各段が、静翼（ステータブレード）列及び動翼列からなる。第１段のブレードが最も大きく、第１５段のブレードが最小である。運転中、空気がコンプレッサの末広通路に導入され、各段を通過する間に圧縮する。
【０００３】
ステータブレードは、各段で圧縮された空気を、その付随動翼列を横断する方向に向ける。ステータ及び動翼の翼警部は、効率が最大になるように設計されている。しかし、連続運転の結果、汚染物質がこうした翼警部の前縁に堆積する。従って、全体的効率はコンプレッサ部分で失われる。そのため、使用者が利用できる馬力が減少する。Ｍａｒｓタービンエンジンは、最高馬力で毎秒約４１キログラム（９０ポンド）の空気を圧縮する。標準状態の空気０．０２８立方メートル（１立方フィート）当たりの空気に含まれる汚染物質の量はわずかしかない。しかし、多量の空気がタービンを通過するので、こうした汚染物質は増倍される。さらに、空気は、室温でタービンに入り、約３３０℃（約６３０°Ｆ）でコンプレッサを出る。大部分の効率損失は、最初の３段又は４段で起こり、汚染物質がいったんブレードに付着するとブレードを洗浄することは非常に困難である。
【０００４】
従って、ガスタービンは、運転効率及び利用可能な最大馬力を維持するために、通常は毎月洗浄しなければならない。ガスタービンの洗浄法としては主に２つあり、一つの方法はクランク洗浄、もう一つはオンライン洗浄である。これらのうちクランク洗浄の方が一般的である。洗浄中、各タービンでは、タービンを洗浄するために洗浄剤約８リットル（２ガロン）、パッケージを洗浄するために追加の４〜８リットル（１〜２ガロン）が使用される。又同じ洗浄剤が運転プラントにおける一般的な洗浄目的に使用されることもある。従って、ガスタービン用の優れた洗浄剤が大いに求められている。
【０００５】
ガスタービンのクランク洗浄は、緩慢なクランキングが行われているときに、洗浄溶液をタービンコンプレッサ中に導入する方法である。この緩慢なクランキングは、点火又は燃料の導入なしで冷間で行われる。市販のタービンコンプレッサ洗浄剤には多くのタイプのものがある。これには、Ｐｅｎｅｔｏｎｅ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＰｅｎｅｔｏｎｅ（登録商標）１９、Ｃｏｎｎｔｅｃｔ，Ｉｎｃ．のＣｏｎｎｅｃｔ（登録商標）５０００、Ｔｕｒｃｏ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．のＴｕｒｃｏ（登録商標）６７８３シリーズ、ＺＯＫ  ＩｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄのＺＯＫ（登録商標）２７及びＲｏｃｈｅｍ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＦｙｒｅｗａｓｈ（登録商標）がある。
【特許文献１】米国特許第６３１００２２号明細書
【特許文献２】米国特許第６００１７９３号明細書
【特許文献３】米国特許第５８７７１３３号明細書
【特許文献４】米国特許第５０７６８５５号明細書
【特許文献５】米国特許第５００２０７８号明細書
【特許文献６】米国特許第４８３４９１２号明細書
【特許文献７】米国特許第４８０８２３５号明細書
【特許文献８】米国特許第４７１３１２０号明細書
【特許文献９】米国特許第４５１１４８８号明細書
【特許文献１０】米国特許第３８８２０３８号明細書
【特許文献１１】英国特許第２１０４５４１号明細書
【特許文献１２】英国特許第２０７７７６９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、現在の洗浄製品には幾つかの短所がある。そうした短所としては、過剰な泡立ち、長い浸漬期間、水に対する低溶解性、及び洗浄剤の残留がある。現在の製品は、この短所の幾つかを矯正しているが、こうした性質をすべて矯正できるものはない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、（ａ）グリコールアルキルエーテル化合物と、（ｂ）炭素数約３〜１８のアルキル鎖長を有するアルコキシル化界面活性剤と、（ｃ）金属防食剤成分との混合物を含むガスタービン洗浄組成物に関する。本発明はさらに、動力を大きく損失することなく、動力発生中にガスタービンコンプレッサ及び／又はそのブレードを洗浄する方法であって、洗浄する表面を、（ａ）グリコールアルキルエーテル化合物と、（ｂ）炭素数約３〜１８のアルキル鎖長を有するアルコキシル化界面活性剤と、（ｃ）金属防食剤成分との混合物を含む洗浄組成物と接触させる段階を含む方法に関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、ガスタービン洗浄剤を対象とする。具体的には、本発明の洗浄剤を、組成物として記載する。本発明の組成物は、グリコールアルキルエーテル化合物と、炭素数約３〜１８のアルキル鎖長を有するアルコキシル化界面活性剤とを含む。本発明はまた、金属防食剤成分を含んでいてもよい。
【０００９】
本発明はまた、本発明による洗浄溶液を提供する段階と、その洗浄溶液を洗浄する基材と接触させる段階とを含む、基材を洗浄するための方法を対象とする。
【００１０】
具体的には、本発明は、ガスタービンコンプレッサのブレードを洗浄するのに有用な洗浄剤組成物に関する。本発明の洗浄水溶液は、ガスタービンコンプレッサ内に堆積した汚染物を効果的に除去し、コンプレッサを効果的に洗浄する目的で利用する。ガスタービンコンプレッサ上に存在する具体的な汚染堆積物は、それを運転する環境及び設置されたろ過装置によって決まることに留意されたい。通常、堆積物は、様々な水分量、煤塵、水溶性の成分、不溶性ごみ及びコンプレッサのブレード材料が腐食した生成物を含む。
【００１１】
好ましい実施形態は、本発明は、（１）１種以上のアルコール−エチレングリコールの組合せを含む溶媒成分（約１〜２０重量％）と、（２）１種以上の非イオン性界面活性剤を含む界面活性剤成分（約５〜２５重量％）と、（３）金属防食剤成分（約１〜１５重量％）（残りは水であり約５０〜９０重量％）とを含む洗浄剤組成物に関する。
【００１２】
溶媒成分としては、以下の成分：プロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−プロピルエーテル、トリプロピレングリコールｎ−プロピルエーテル、プロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールヘキシルエーテル、エチレングリコールプロピルエーテル、エチレングリコールｎ−ブチルエーテル及びエチレングリコールヘキシルエーテルの１種以上が挙げられる。
【００１３】
界面活性剤成分としては、以下の成分：第一級及び／又は第二級アルコールの非イオン性エトキシレート、プロピレンオキシドを有するアルコキシ第一級アルコール、及び／又はプロピレンオキシドとエチレンオキシドのブロックコポリマーの１種以上が挙げられる。アルキル鎖長は、好ましくは３〜１８の範囲、さらに好ましくは６〜１５の範囲である。エチレンオキシド又はプロピレンオキシド材料は、約２〜２０分子の範囲である。かかるタイプの界面活性剤の具体例としては、Ｎｅｏｄｏｌ（商標）、Ｓｕｒｆｏｎｉｃ（登録商標）、Ｐｌｕｒａｆａｃ（登録商標）及びＰｌｕｒｏｎｉｃ（登録商標）シリーズの界面活性剤が挙げられる。
【００１４】
防食材成分としては、以下の成分：Ｎ−メチルオレアミド酢酸、トリエタノールアミン、１，８−オクタンジカルボン酸、（（（２−ヒドロキシエチル）イミノ）ビス−（メチレン））ビス−ホスホン酸Ｎ−オキシド、（（テトラヒドロ−２−ヒドロキシ−４Ｈ−１，４，２−オキサホスホリン−４−イル）メチル）ホスホン酸Ｎ−オキシド、及び５−メチル−１，２，３−ベンゾトリアゾールの１種以上が挙げられる。
【００１５】
本発明による洗浄組成物のｐＨは、水酸化アンモニウム溶液、トリエタノールアミン及びジエタノールアミンのうちの１種以上を加えることによって、約６．５〜９の範囲内、好ましくは６．５〜７．５の範囲内に調整することができる。
【００１６】
洗浄効率試験及び規格試験を、ＭＩＬ−ＰＲＦ−８５７０４Ｃ（Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ，  Ｃｌｅａｎｉｎｇ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ，  Ｔｕｒｂｉｎｅ  Ｅｎｇｉｎｅ  Ｇａｓ  Ｐａｔｈ，  １９９８）に準拠して行った。ＭＩＬ−ＰＲＦ−２３６９９に準拠する潤滑油５００グラムを、Ｒａｖｅｎ（登録商標）１０４０番のカーボンブラック５０グラムと１リットルの広口ジャー中で混合した。ジャーを２４０℃±５℃のオーブンに入れた。毎秒８．５±０．５立方センチメートルの空気を流しながら、目盛付空気供給装置に連結した内径０．６３センチ（０．２５インチ）のガラス管を混合物中に挿入した。空気を吹き込みながら混合物を２４０℃±５℃で１２０時間加熱し、次いで室温まで冷却し、均一になるまで混合した。
【００１７】
試験用パネルは、直径１５センチメートル（６インチ）×厚さ０．０５１センチメートル（０．０２０インチ）の裸のステンレス鋼３１６であった。パネルに汚れをブラシで均一に塗布した。洗浄装置で、かかるパネルを垂直に、パネルに垂直なノズルの前面において２２０ｒｐｍで回転させた。パネルは、規定された領域内で毎分９回前後に移動させた。ノズルのチップは、洗浄及びすすぎサイクルを通して試験用パネルから８．４±０．３センチメートル（３．３±０．１インチ）離れた位置に留めておいた。２０体積パーセントの洗浄溶液１０００ｍｌをノズルを通して吸引し、毎分１００±１０ｍｌの割合で回転する汚れたパネルに吹き付けた。ノズルは０．７気圧（１０ｐｓｉｇ）の蒸気ラインに連結されていた。試験用パネルを乾燥し、秤量し、結果を使用して洗浄化合物の洗浄効率のパーセンテージを計算した。
【００１８】
各洗浄組成物の洗浄効率を以下の表１に示す。重量減、及び洗浄後の試験用パネル上に残留する汚れの量を目視で観察することによって洗浄効率を測定した。約１００％の洗浄性能を与えた洗浄効率が、最高の洗浄力を有するものであり、＃１にランク付けした。脱イオン（Ｄ．Ｉ．）水を対照として使用し、＃６にランク付けした。洗浄後の試験用パネルの視感（清浄度）に従って性能ランクを割り当てた。表に示すように、１％ジプロピレングリコールメチルエーテル（Ａｒｃｏｓｏｌｖ（登録商標）ＤＰＭ）、３％プロピレングリコールｎ−ブチルエーテル（Ｄｏｗａｎｏｌ（商標）ＰｎＢ）及び防食材の混合物とブレンドした１５．６％Ｃ１２〜１８アルコキシル化線状アルコール（たとえば、Ｐｌｕｒａｆｕｃ  Ｄ−２５）が、特に洗浄性能が高かった。組成物３８を除いて、表１の組成物はすべて防食剤の混合物（５−メチル−１，２，３−ベンゾトリアゾール０．１〜１重量％；Ｎ−メチルオレアミド酢酸０．０１〜０．１重量％；トリエタノールアミン０．１〜３重量％；１，８−オクタンジカルボン酸０．５〜２重量％）を含んでいた。
【００１９】
【表１】
0005404997.tif 000002
【００２０】
【表２】
0005404997.tif 000003
【００２１】
【表３】
0005404997.tif 000004
【００２２】
【表４】
0005404997.tif 000005
表１中：
１．溶媒成分：Ａｒｃｏｓｏｌｖ  ＤＰＭ＝ジプロピレングリコールメチルエーテル；Ｄｏｗａｎｏｌ  ＰｎＢ＝プロピレングリコールｎ−ブチルエーテル；Ｄｏｗａｎｏｌ  ＤＰｎＭ＝ジプロピレングリコールプロピルエーテル；Ｂｕｔｙｌ  Ｃｅｌｌｏｓｏｌｖｅ（商標）＝エチレングリコールモノブチルエーテル；Ｂｕｔｙｌ  Ｃａｒｂｉｔｏｌ（商標）＝ジエチレングリコールｎ−ブチルエーテル；ヘキシレングリコール＝２−メチル−２，４−ペンタンジオール。
２．防食剤成分：５−メチル−１，２，３−ベンゾトリアゾール；Ｎ−メチルオレアミド酢酸；トリエタノールアミン；１，８−オクタンジカルボン酸；ＥＢＯ＝（（（２−ヒドロキシエチル）イミノ）ビス−（メチレン））ビス−ホスホン酸Ｎ−オキシドと（（テトラヒドロ−２−ヒドロキシ−４Ｈ−１，４，２−オキサホスホリン−４−イル）メチル）ホスホン酸Ｎ−オキシドとの混合物。
３．界面活性剤成分：Ｎｅｏｄｏｌ  ２３−５：ＥＯ単位５モルを有するＣ１２〜１１第一級アルコールエトキシレート；Ｎｅｏｄｏｌ  ２５−７：ＥＯ単位７モルを有するＣ１２〜１５第一級アルコールエトキシレート；Ｎｅｏｄｏｌ  ２５−９：ＥＯ単位９モルを有する第一級アルコールエトキシレート；Ｓｕｒｆｏｎｉｃ  Ｌ１２−６：ＰＯＥ（６）Ｃ１０〜１２アルキル；Ｓｕｒｆｏｎｉｃ  Ｌ１２−８：ＰＯＥ（８）Ｃ１０〜１２アルキル；Ｓｕｒｆｏｎｉｃ  Ｌ２４−９：ＰＯＥ（９）Ｃ１２〜１４アルキル；ＳｕｒｆｏｎｉｃＪＬ−２５Ｘ：  Ｃ１２〜１８エトキシル化、プロポキシ化アルコール；Ｍａｃｏｌ  Ｌ１２：ラウリルアルコールエトキシレート；Ｉｃｏｎｏｌ２４−９：Ｃ１２〜１６エトキシルアルコール；Ｉｃｏｎｏｌ３５−８：Ｃ１２〜１５枝分れアルコール、分子量５８０；Ｐｌｕｒａｆａｃ  Ｂ２５−５：Ｃ１２〜１５アルコキシル化線状アルコール、分子量８１０；Ｐｌｕｒａｆａｃ  Ｂ２６：Ｃ１２〜１５アルコキシル化線状アルコール、分子量１０３０；Ｐｌｕｒａｆａｃ  Ｄ２５：Ｃ１２〜１８アルコキシル化線状アルコール、分子量９３０；Ｐｌｕｒａｆａｃ  ＳＬ−６２：Ｃ６〜１０アルコキシル化線状アルコール、分子量８４０；Ｐｌｕｒａｆａｃ  ＳＬ−９２：Ｃ６〜１０アルコキシル化線状アルコール、分子量７００。
【００２３】
コンプレッサ材料のどんな水性腐食又は応力腐食も防ぎ、タービン中の熱腐食を防ぐために、洗浄溶液の成分は、好ましくは純度が高く、防食剤とバランスしている。洗浄溶液の残渣又は灰分の含有量は、好ましくは約０．０１％を超えるべきでない。従って、成分はすべて、特に界面活性剤成分は、ガスタービン洗浄に応用する目的のために高純度グレードであり、低塩分であるべきである。
【００２４】
好ましくは、全アルカリ金属は約２５ｐｐｍ未満、マグネシウム及びカルシウムは約５ｐｐｍ未満、スズ及び銅は約１０ｐｐｍ未満、硫黄は約５０ｐｐｍ未満、塩素は約４０ｐｐｍ未満、バナジウムは約０．１ｐｐｍ未満であるべきである。
【００２５】
本発明を、その具体的な実施形態を参照して説明してきたが、本発明のその他の多くの形態及び変更は当分野の技術者には自明である。特許請求の範囲及び本発明は、本発明の要旨及び技術的範囲に属するあらゆる形態及び変更形態を包含する。