(57)【要約】【課題】エンジンを実質的に分解することなく、洗浄剤でタービンエンジンの内部インピンジメント冷却回路を周方向に一様にその場で洗浄することを可能にする方法およびシステムを提供すること。【解決手段】タービンエンジンの各表面または構成部品を空気冷却するように構成されたバッフル板をそれぞれが有する、周方向に配置された内部インピンジメント冷却回路を含むタービンエンジンを洗浄することを提供する、タービンエンジンの内部冷却回路を洗浄剤でその場で洗浄するための方法およびシステム。洗浄剤がバッフル板の少なくとも開口を通過し、バッフル板が冷却するように構成された表面または構成部品に少なくとも作用するように、洗浄剤は、外壁を通って、バッフル板の裏側に近接して導入される。洗浄剤はまた、表面または構成部品に近接するバッフル板の表側にも作用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンエンジンの構成部品を空気冷却するように構成されたバッフル板（２０）を有する少なくとも１つの内部インピンジメント冷却回路（１０）を含むタービンエンジンを洗浄する方法であって、
洗浄剤（６４）が、前記バッフル板（２０）の少なくとも１つの開口（２８）を通過して、前記バッフル板（２０）が空気インピンジメント冷却するように構成された前記構成部品に少なくとも作用して前記構成部品から物質（３８）を除去するように、前記洗浄剤（６４）を前記タービンエンジンの前記バッフル板（２０）の裏側（２４）に導入することを含む、タービンエンジンを洗浄する方法。
【請求項２】
洗浄剤（６４）を前記タービンエンジンのバッフル板（２０）の裏側（２４）に導入することが、洗浄剤（６４）を前記バッフル板（２０）の前記裏側（２４）に近接して配置されたバッフル前空洞（３４）内に導入することを含む、請求項１記載の洗浄方法。
【請求項３】
前記タービンエンジンの外壁（５０）のポート（６６）を通って前記タービンエンジンの前記バッフル板（２０）の前記裏側（２４）へアクセスすることをさらに含む、請求項１記載の洗浄方法。
【請求項４】
前記バッフル板（２０）に空気を供給して前記構成部品を空気冷却する各内部インピンジメント冷却回路（１０）の内部冷却空気流路（１２）への通路を、前記タービンエンジンの前記外壁（５０）の前記ポート（６６）が提供する、請求項３記載の洗浄方法。
【請求項５】
前記ポート（６６）が、燃料ノズル（５６）に結合した燃料ラインを収容するように構成された前記タービンエンジンの外側ケース（５０）の開口である、請求項３記載の洗浄方法。
【請求項６】
前記タービンエンジンの外壁（５０）のポート（６６）を通って前記タービンエンジンのバッフル板（２０）の裏側（２４）へアクセスすることが、前記ポート（６６）を通して前記バッフル板（２０）の前記裏側（２４）に近接して洗浄剤供給機構（６０）を配置することを含む、請求項３記載の洗浄方法。
【請求項７】
前記構成部品がシュラウド（１８）であり、前記シュラウド（１８）が、前記シュラウド（１８）の前記裏側（３０）に少なくとも部分的に配置されたシュラウドハンガ（２２）に結合された、請求項１記載の洗浄方法。
【請求項８】
前記洗浄剤（６４）が、前記ハンガ（２２）の少なくとも１つの開口（４２）を通過して、前記ハンガ（２２）と前記シュラウド（１８）の前記裏側（３０）との間に形成されたバッフル前空洞（３４）内に導入される、請求項７記載の洗浄方法。
【請求項９】
前記洗浄剤（６４）が、前記バッフル板（２０）が空気インピンジメント冷却するように構成された前記構成部品に実質的に面する前記バッフル板（２０）の表側（２６）に作用する、請求項１記載の洗浄方法。
【請求項１０】
前記洗浄剤（６４）が、前記構成部品を形成する材料には実質的に反応しないで、硫酸塩系、塩化物系、および炭酸塩系の種のうちの少なくとも１つを選択的に溶解するように設計された有機物系の界面活性剤および腐食防止剤を含む酸性の水系薬品を含む、請求項１記載の洗浄方法。
【請求項１１】
前記タービンエンジンが航空機に取り付けられている、請求項１記載の洗浄方法。
【請求項１２】
周方向に配置された構成部品のうちのそれぞれ１つを冷却するように構成されたバッフル板（２０）をそれぞれが含む、周方向に配置された複数の冷却回路を、前記内部インピンジメント冷却回路（１０）が含む、請求項１記載の洗浄方法。
【請求項１３】
洗浄剤（６４）が前記バッフル板（２０）の開口（２８）を通過して、前記バッフル板（２０）が空気冷却するように構成された、周方向に配置された前記構成部品それぞれに少なくとも作用するように、周方向に配置された複数の前記バッフル板（２０）の前記裏側（２４）に前記洗浄剤（６４）を実質的に同時に導入することをさらに含む請求項１記載の洗浄方法。
【請求項１４】
洗浄剤（６４）がバッフル板（２０）の複数の開口（２８）を通過して、前記バッフル板（２０）が空気インピンジメント冷却するように構成された前記構成部品に少なくとも作用して前記構成部品から物質（３８）を除去する洗浄剤（６４）の複数の分離したジェットを形成するように、前記タービンエンジンの前記バッフル板（２０）の裏側（２４）に前記洗浄剤（６４）を導入することをさらに含む請求項１記載の洗浄方法。
【請求項１５】
タービンエンジンの周方向に配置された各構成部品を空気インピンジメント冷却するように構成されたバッフル板（２０）をそれぞれが有する、周方向に配置された内部インピンジメント冷却回路（１０）を含む前記タービンエンジンを取得することであって、前記バッフル板（２０）はそれぞれ、裏側（２４）、前記各構成部品に近接して配置された表側（２６）、および前記表側（２６）から前記裏側（２４）に延在する少なくとも１つの開口（２８）を含む、前記タービンエンジンを取得することと、
洗浄剤供給機構（６０）を、前記タービンの外壁（５０）の少なくとも１つの入口開口（６６）を通して前記バッフル板（２０）の前記裏側（２４）に近接して配置することと、
洗浄剤（６４）が前記バッフル板（２０）の少なくとも１つの前記開口（２８）を通過して、前記構成部品、および前記バッフル板（２０）の前記表側（２６）に作用して、それらから物質（３８）を除去するように、前記洗浄剤（６４）を前記洗浄剤供給機構（６０）によって前記バッフル板（２０）の前記裏側（２４）に導入することと
を含むタービンエンジンを洗浄する方法。
【請求項１６】
前記構成部品が、周方向に配置されたシュラウド（１８）であり、前記シュラウド（１８）がそれぞれ、前記シュラウド（１８）の裏側（３０）に少なくとも部分的に配置されたシュラウドハンガ（２２）に結合され、前記洗浄剤（６４）を、前記ハンガ（２２）のそれぞれの開口（４２）を通過させて、前記ハンガ（２２）と前記バッフル板（２０）の前記裏側（２４）との間に形成されたバッフル前空洞（３４）内に流すことをさらに含む請求項１５記載の洗浄方法。
【請求項１７】
前記ハンガ（２２）のそれぞれの前記開口（４２）が、周方向に配置された各内部インピンジメント冷却回路（１０）の各内部冷却通路（１２）と連通して、空気を各バッフル板（２０）に送って各構成部品を空気冷却する、請求項１６記載の洗浄方法。
【請求項１８】
前記タービンエンジンが航空機に取り付けられている、請求項１５記載の洗浄方法。
【請求項１９】
前記洗浄剤（６４）が、前記構成部品を形成する材料には実質的に反応しないで、硫酸塩系、塩化物系、および炭酸塩系の種のうちの少なくとも１つを選択的に溶解するように設計された有機物系の界面活性剤および腐食防止剤を含む酸性の水系薬品を含む、請求項１５記載の洗浄方法。
【請求項２０】
タービンエンジンの構成部品を空気冷却するように構成されたバッフル板（２０）と連通する内部冷却通路（１２）を有する少なくとも１つの内部インピンジメント冷却回路（１０）を含む前記タービンエンジンを洗浄するためのシステムであって、
前記タービンの外壁（５０）の開口（６６）を通って前記バッフル板（２０）の裏側（２４）に近接して延在する洗浄剤供給機構（６０）と
前記洗浄剤供給機構（６０）と流体連通する、有機物系の界面活性剤および腐食防止剤を含む酸性の水系薬品を含む洗浄剤の源（６２）と
を備えるシステム。
【請求項２１】
前記構成部品がシュラウド（１８）であり、前記シュラウド（１８）が、前記シュラウド（１８）の前記裏側（３０）に少なくとも部分的に配置されたシュラウドハンガ（２２）に結合されており、さらに、前記洗浄剤供給機構（６０）が、前記シュラウドハンガ（２２）の開口（４２）に延在して、前記シュラウドハンガ（２２）と前記バッフル板（２０）の前記裏側（２４）との間に形成されたバッフル前空洞（３４）内に前記洗浄剤（６４）を供給する、請求項２０記載のシステム。
【請求項２２】
前記洗浄剤供給機構（６０）が、前記バッフル板（２０）の裏側（２４）に近接するバッフル前空洞（３４）に延在する、請求項２０記載のシステム。
【請求項２３】
供給される洗浄剤（６４）が前記バッフル板（２０）の開口（２８）を通過して、前記構成部品、および前記バッフル板（２０）の表側（２６）に作用して、それらから物質（３８）を除去するように、酸性の水系薬品を含む洗浄剤の前記源（６２）が、前記洗浄剤（６４）を前記洗浄剤供給機構（６０）によって前記バッフル（２０）の前記裏側（２４）に供給するように構成される、請求項２０記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は一般に、タービンエンジンの内部洗浄のための方法およびシステムに関し、より詳細には、タービンエンジンの内部冷却回路を洗浄剤で洗浄する方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンなどのタービンは典型的には、使用中に１つまたは複数の構成部品をインピンジメント冷却するように設計された内部冷却通路を含む。例えば、ガスタービンエンジンの高圧セクションは典型的には、タービン内をより高温にすることを可能にする、周方向に配置された多数のインピンジメント内部冷却回路を含む。残念ながら、タービンエンジンのインピンジメント内部冷却回路は、回路の冷却効率を下げる粒子状物質で、部分的または完全に塞がれる傾向がある。例えば、粒子状物質は、砂塵嵐などの環境の事象が生じているときなどで運転または使用している間にタービンエンジンに入る可能性がある。粒子状物質は、微小な（例えば、１０ミクロンより小さい）ちり、破片、または他の汚染物質（反応物または非反応物）の場合がある。粒子状物質はまた、冷却回路を塞ぐ、または詰まらせることに加えて、冷却される構成部品に堆積して、その構成部品の表面と冷却回路の冷却媒体との間に断熱層を生成する場合もある。冷却回路が少なくとも部分的に塞がれること、および冷却される構成部品上に断熱層があることによって、冷却効率が下がり、それによって、構成部品の作動温度が上昇し、寿命が短くなる可能性がある。さらに、タービンエンジンに入る空気に取り込まれて、冷却回路内を移動する粒子状物質は、硫黄含有種を含むことがあり、これはタービンの構成部品を腐食する可能性がある。
【０００３】
残念ながら、ガスタービンエンジンの１つまたは複数の構成部品を冷却するように設計された内部冷却通路は通常、洗浄されないか、あるいは、費用、時間、手間がかかる、および／または効果的でない手段によって洗浄される。例えば、タービンエンジンの運転を止めて（例えば、航空機、発電プラント、またはエンジンが出力を与えるか、その他の方法でエンジンとともに使用されている他の機械から取り外し）、洗浄のために内部冷却通路に直接アクセスできるように、エンジンを実質的に分解する場合がある。このように、従来は、洗浄する場合には、周辺に配置された冷却回路を個々に洗浄しており、これはその場での洗浄ではない。
【０００４】
したがって、ガスタービンエンジンの内部冷却回路を洗浄して、蓄積する可能性のある粒子状物質を除去できることが強く望まれる。例えば、ガスタービンエンジンの内部冷却回路を洗浄して、回路の冷却効率を運用開始前の元の状態またはそれに近い状態に戻すことは実質的に有益である。エンジン内の周方向に配置された内部冷却回路システムすべての洗浄を可能にする洗浄作業を実施することもまた強く望まれる。多くのガスタービンエンジンは航空機によって利用されるので、冷却回路内に付着した粒子状物質を除去するために使用される洗浄作業は、すべての連邦航空局（ＦＡＡ：Ｆｅｄｅｒａｌ  Ａｖｉａｔｉｏｎ  Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ）の規定および他の運行または飛行規定を遵守する必要がある。さらには、洗浄作業は、ガスタービンが搭載されている状態（航空機に搭載された航空機エンジン、または発電プラントに据え付けられた発電用ガスタービンなど）で、または、少なくとも実質的に分解することなく行うことが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３／０１９９０４０号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの態様において、本開示は、タービンエンジンの構成部品を空気冷却するように構成されたバッフル板を有する少なくとも１つの内部インピンジメント冷却回路を含むタービンエンジンを洗浄する方法を提供する。本方法は、洗浄剤がバッフル板の少なくとも１つの開口を通過して、バッフル板が空気インピンジメント冷却するように構成された構成部品に少なくとも作用してその構成部品から物質を除去するように、洗浄剤をタービンエンジンのバッフル板の裏側に導入することを含む。
【０００７】
洗浄剤をタービンエンジンのバッフル板の裏側に導入することは、バッフル板の裏側に近接して配置されたバッフル前空洞内に洗浄剤を導入することを含むことができる。本方法は、タービンエンジンの外壁のポートを通ってタービンエンジンのバッフル板の裏側へアクセスすることをさらに含むことができる。タービンエンジンの外壁のポートは、バッフル板に空気を供給して構成部品を空気冷却する各内部インピンジメント冷却回路の内部冷却空気流路への通路を提供することができる。ポートは、燃料ノズルに結合した燃料ラインを収容するように構成されたタービンエンジンの外側ケースの開口であってもよい。タービンエンジンの外壁のポートを通ってタービンエンジンのバッフル板の裏側へアクセスすることは、ポートを通ってバッフル板の裏側に近接して洗浄剤供給機構を配置することを含むことができる。
【０００８】
インピンジメント冷却される構成部品はシュラウドとすることができ、このシュラウドは、シュラウドの裏側に少なくとも部分的に配置されたシュラウドハンガに結合されている。洗浄剤は、ハンガの少なくとも１つの開口を通過することができ、ハンガとシュラウドの裏側との間に形成されたバッフル前空洞内に導入することができる。
【０００９】
洗浄剤は、バッフル板が空気インピンジメント冷却するように構成された構成部品に実質的に面するバッフル板の表側に作用することができる。洗浄剤は、構成部品を形成する材料には実質的に反応しないで、硫酸塩系、塩化物系、および炭酸塩系の種のうちの少なくとも１つを選択的に溶解するように設計された有機物系の界面活性剤および腐食防止剤を含む酸性の水系薬品を含むことができる。本タービンエンジンは航空機に取り付けられていてもよい。周方向に配置された構成部品のうちのそれぞれ１つを冷却するように構成されたバッフル板をそれぞれが含む、周方向に配置された複数の冷却回路を、内部インピンジメント冷却回路は含むことができる。本方法は、洗浄剤がバッフル板の開口を通過して、バッフル板が空気冷却するように構成された、周方向に配置された構成部品それぞれに少なくとも作用するように、周方向に配置された複数のバッフル板の裏側に洗浄剤を実質的に同時に導入することを含むことができる。洗浄剤が、バッフル板の複数の開口を通過して、バッフル板が空気インピンジメント冷却するように構成された構成部品に少なくとも作用してその構成部品から物質を除去する洗浄剤の複数の分離したジェットを形成するように、タービンエンジンのバッフル板の裏側に洗浄剤を導入することを、本洗浄方法は含むことができる。
【００１０】
別の態様において、本開示はタービンエンジンを洗浄する方法を提供する。本方法は、タービンエンジンの周方向に配置された各構成部品を空気インピンジメント冷却するように構成されたバッフル板をそれぞれが有する、周方向に配置された内部インピンジメント冷却回路を含むタービンエンジンを取得することであって、バッフル板はそれぞれ、裏側、各構成部品に近接して配置された表側、および表側から裏側に延在する少なくとも１つの開口を含む、タービンエンジンを取得することを含む。本方法は、タービンの外壁の少なくとも１つの入口開口を通してバッフル板の裏側に近接して洗浄剤供給機構を配置することをさらに含む。本方法はまた、洗浄剤がバッフル板の少なくとも１つの開口を通過して、構成部品、およびバッフル板の表側に作用して、それらから物質を除去するように、洗浄剤を洗浄剤供給機構によってバッフル板の裏側に導入することを含む。
【００１１】
本構成部品は、周方向に配置されたシュラウドとすることができ、このシュラウドはそれぞれ、シュラウドの裏側に少なくとも部分的に配置されたシュラウドハンガに結合されており、さらに、本方法は、洗浄剤を、ハンガのそれぞれの開口を通過させて、ハンガとバッフル板の裏側との間に形成されたバッフル前空洞内に流すことを含むことができる。ハンガのそれぞれの開口は、周方向に配置された各内部インピンジメント冷却回路の各内部冷却通路と連通して、空気を各バッフル板に送って各構成部品を空気冷却することができる。
【００１２】
本タービンエンジンは航空機に取り付けられていてもよい。洗浄剤は、構成部品を形成する材料には実質的に反応しないで、硫酸塩系、塩化物系、および炭酸塩系の種のうちの少なくとも１つを選択的に溶解するように設計された有機物系の界面活性剤および腐食防止剤を含む酸性の水系薬品を含むことができる。
【００１３】
別の態様において、本開示は、タービンエンジンの構成部品を空気冷却するように構成されたバッフル板と連通する内部冷却通路を有する少なくとも１つの内部インピンジメント冷却回路を含むタービンエンジンを洗浄するためのシステムを提供する。本システムは、タービンの外壁の開口を通ってバッフル板の裏側に近接して延在する洗浄剤供給機構を含む。本システムは、洗浄剤供給機構と流体連通する、有機物系の界面活性剤および腐食防止剤を含む酸性の水系薬品を含む洗浄剤の源をさらに含む。
【００１４】
本構成部品はシュラウドとすることができ、このシュラウドは、シュラウドの裏側に少なくとも部分的に配置されたシュラウドハンガに結合されており、さらに、洗浄剤供給機構は、シュラウドハンガの開口に延在して、シュラウドハンガとバッフル板の裏側との間に形成されたバッフル前空洞内に洗浄剤を供給することができる。洗浄剤供給機構は、バッフル板の裏側に近接するバッフル前空洞に延在することができる。供給される洗浄剤がバッフル板の開口を通過して、構成部品、およびバッフル板の表側に作用して、それらから物質を除去するように、酸性の水系薬品を含む洗浄剤の源は、洗浄剤を洗浄剤供給機構によってバッフルの裏側に供給するように構成することができる。
【００１５】
本開示のこれらの、ならびに他の目的、特徴、および利点は、添付の図面と併せて、以下の本開示の様々な態様の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】例示的なタービンエンジンのシュラウドのための例示的な内部インピンジメント冷却回路の断面図である。
【図２】図１の例示的な内部インピンジメント冷却回路のバッフル板部の一部分の拡大断面図である。
【図３】タービンエンジンの内部インピンジメント冷却回路および関係する構成部品の例示的な周方向の配置のグラフ的な表示である。
【図４】例示的な内部インピンジメント冷却回路の例示的なバッフル板の正面図で、粒子状物質がそのバッフル後側に積み重なっている図である。
【図５】例示的な内部インピンジメント冷却回路の例示的なシュラウドのインピンジメント冷却される表面の正面図で、それに粒子状物質が積み重なっている図である。
【図６】図１の内部インピンジメント冷却回路に取り入れられた、本開示による洗浄システムおよび方法の例示的な実施形態の断面図である。
【図７】図６の例示的な洗浄システムおよび方法の拡大断面図で、図１の内部インピンジメント冷却回路を洗浄している図である。
【図８】図７の例示的な洗浄システムおよび方法を適用した後の、図５の例示的なシュラウドの例示的なインピンジメント冷却される表面の正面図である。
【図９】図７の例示的な洗浄システムおよび方法を適用した後の、図４の例示的なバッフル板の正面図である。
【図１０】本開示によるタービンエンジンの内部インピンジメント冷却回路を洗浄する例示的な方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の様々な実施形態の要素を導入するときに、冠詞「１つ（ａ）」、「１つ（ａｎ）」、「その（ｔｈｅ）」、および「前記（ｓａｉｄ）」は、それらの要素のうちの１つまたは複数があることを意味することを意図する。用語「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」は、包括的であることを意図し、列挙した要素以外に追加の要素があり得ることを意味する。動作パラメータのいかなる例も、本開示の実施形態の他のパラメータを除外するものではない。特定の任意の実施形態に関して本明細書に記載、図示、またはその他で開示される構成要素、態様、特徴、構成、配置、使用などは、本明細書に開示される他の任意の実施形態に同様に適用することができる。
【００１８】
本開示による方法およびシステムは、エンジンを実質的に分解することなく、洗浄剤でタービンエンジンの内部インピンジメント冷却回路を周方向に一様にその場で洗浄する（すなわち、タービンの全周を洗浄する）ことを可能にして、それから物質を除去して回路の冷却効率を回復または改善し、それによって、タービンの性能を回復または改善する。例えば、本開示によるタービンエンジンの内部インピンジメント冷却回路を洗浄する方法およびシステムは、内部インピンジメント冷却回路がインピンジメント冷却するように構成された構成部品の冷却機能を、運用に入る前の元の状態に戻すのに効果的にすることができる。また、本開示による洗浄方法およびシステムによって、内部インピンジメント冷却回路の構成部品、および／あるいは、内部インピンジメント冷却回路がインピンジメント冷却するように構成された構成部品または表面から、その上に堆積したほとんどの物質（または除去することが最も困難な物質）を含む物質を除去することができ、その結果、構成部品の性能、寿命、または機能は実質的に修正または完全に回復される。例えば、本開示による方法およびシステムによって、周方向に配置されたインピンジメント冷却回路のうちの「最も汚れた」インピンジメント冷却回路（インピンジメント冷却される「最も汚れた」構成部品を含む回路など）が洗浄されて、周方向に配置されたインピンジメント冷却回路全体を確実に修正または修復することができる。同様に、それぞれの個々のインピンジメント冷却回路、および／または内部インピンジメント冷却回路がインピンジメント冷却するように構成されたそれぞれの構成部品に対しては、本開示による方法およびシステムによって、それぞれの回路および／または冷却される構成部品の「最も汚れている」領域を効果的に洗浄することができ、その結果、回路および／または冷却される構成部品の最悪の領域でさえ、その性能、寿命、および／または機能は、タービン使用中に許容できる効果的なインピンジメント冷却のレベルにまで実質的に修正または修復される。
【００１９】
本開示によるタービン内部インピンジメント冷却回路を洗浄する方法およびシステムは、タービンエンジンを実質的に分解することなく、タービンの外壁の１つまたは複数の入口、ポート、または開口を通して洗浄剤を供給することによって、ガスタービンエンジンの内部冷却通路を洗浄剤で洗浄するように構成することができる。いくつかの実施形態では、タービン内部インピンジメント冷却回路洗浄方法およびシステムは、通常の、または典型的なタービンエンジンの運転中に、最高１，０００ｐｓｉの空気圧力で典型的には動作するインピンジメント冷却回路の通路内に、洗浄剤を供給するように構成することができる。本開示によるタービン内部インピンジメント冷却回路を洗浄する方法およびシステムは、内部インピンジメント冷却回路のバッフル板システム（すなわち、インピンジメント冷却用に使用されるバッフル板）を利用して、バッフル板が冷却するように構成された構成部品に洗浄剤を供給して、構成部品の洗浄効率を改善することができる。
【００２０】
本開示によるタービンエンジンの内部インピンジメント冷却回路を洗浄する方法およびシステムは、特定の構成部品（例えば、シュラウド）をインピンジメント空気冷却するように構成または設計された特定の内部インピンジメント冷却回路に関して、以下で詳細に説明されるが、本開示による内部インピンジメント冷却回路洗浄方法およびシステムは、ノズル、ベーン、ヒートシールド（燃焼器ヒートシールドなど）、ブレード、スプラッシュプレートなどの、インピンジメント空気冷却される（または、インピンジメント空気冷却可能な）タービンエンジンの他の構成部品を冷却するように構成される他のインピンジメント冷却回路に同様に適用することができる。さらに、本開示によるタービン内部インピンジメント冷却回路を洗浄する方法およびシステムは、ガスタービンエンジンの高圧セクションまたは高圧部分の内部冷却通路に関しては、以下で詳細に説明されるが、この洗浄方法およびシステムは、インピンジメント冷却を有するタービンエンジンの他のセクションまたは他の部分に同様に適用することができる。
【００２１】
したがって、本明細書で説明する、タービンエンジンを洗浄するために利用される、タービンエンジンの内部インピンジメント冷却回路は、インピンジメントバッフル前空洞またはプレナム、少なくとも１つの開口が貫通しているバッフルまたはバッフル板、およびバッフル後空洞を含む任意のタービン冷却回路であって、典型的には、タービンエンジンの運転中、それらがまとまって、タービンエンジンの構成部品、表面、または部分をインピンジメント冷却するように構成された、任意のタービン冷却回路であってであってもよい。バッフル前空洞は、インピンジメントバッフル板の上流に配置され、冷却空気または他の材料をバッフル板の少なくとも１つの開口を通して供給するように構成され、また、バッフル後空洞はバッフルの下流で、インピンジメント冷却される構成部品または表面に近接して、または隣接して配置される。本明細書で使用されるバッフルまたはバッフル板という用語は、それを貫通して延在する少なくとも１つの開口を含んで、その開口が、タービンエンジンの内部インピンジメント冷却回路のバッフル後空洞内の表面または構成部品に衝突してその表面または構成部品を冷却する少なくとも１つの分離した冷却ジェットを発生するように働く、任意の構成部品、部分、表面、または機構を指す。したがって、図１〜９に関して、（インピンジメント冷却されるシュラウドとともに）以下で論じるバッフル板は、単なる例示的なバッフル板の実施形態にすぎず、他のいかなる構成部品、部分、表面、または機構も、それを貫通して延在する少なくとも１つの開口を含んで、タービンエンジンの内部インピンジメント冷却回路のバッフル後空洞内の表面または構成部品に衝突する少なくとも１つの分離した冷却ジェットを発生するように働くものであれば、本明細書で開示する洗浄方法およびシステムにおいて利用することができる。
【００２２】
タービンの異なる内部インピンジメント冷却回路では、バッフル前およびバッフル後空洞として働く、実質的に包含される容積の幾何学的形状および構成は、バッフル板として働く構成部品、部分、表面、または機構の幾何学的形状および構成と同様に広範囲にわたっている。バッフル前空洞、分離した冷却ジェットを発生する少なくとも１つの開口（本明細書では全体としてバッフル板と呼ぶ）、および少なくとも１つの分離したジェットによってバッフル後空洞内でインピンジメント冷却される構成部品または表面のいかなる構成も、タービンを洗浄するために本明細書で説明される方法およびシステムによって利用することができる。このような洗浄方法およびシステムでは、洗浄剤は、少なくとも１つの内部インピンジメント冷却回路のバッフル前空洞またはプレナム内に導入され、または入り、バッフルの少なくとも１つの開口を通過して、その少なくとも１つの内部インピンジメント冷却回路が通常またはそれ以外でインピンジメント冷却する構成部品または表面などのタービンの構成部品または表面から物質を除去する。
【００２３】
このように、本開示の内部インピンジメント冷却回路を洗浄する方法およびシステムは、既存のインピンジメント冷却の構成を使用して、インピンジメント冷却される表面または構成部品の全領域から異物を効果的かつ効率的に除去する適切な洗浄剤の流れの状態を確立するように構成される。言い換えれば、本開示による効果的かつ効率的な洗浄は、インピンジメント冷却用にタービンエンジンで使用されている既存のバッフル板を通して洗浄剤を「吹きかけ」て、インピンジメント冷却されるタービンの内部構成部品または表面を洗浄することによって行われる。本発明者は、内部インピンジメント冷却回路の洗浄される表面または構成部品はそれぞれ、インピンジメント冷却される表面または構成部品の全領域にわたって一様に洗浄されるように、洗浄剤のジェットを構成することができることを確定した。本発明者はまた、周方向に配置された内部インピンジメント冷却回路を含むタービンにおいて、エンジンの全周の周りの冷却回路のそれぞれを一様に洗浄することができることを確定した（すなわち、各インピンジメント冷却回路は、インピンジメント冷却される表面または構成部品の全領域から異物を除去するのに効果のある少なくとも最低限の洗浄効率を提供する）。
【００２４】
タービンエンジンの冷却される構成部品または表面から異物を除去するための本開示の方法およびシステムの効率および有効度に影響を及ぶすいくつかの要因が認識された。例えば、本発明者は、バッフル前空洞内の洗浄剤の供給圧力、バッフル板の開口を通る洗浄剤の流量、バッフル板の開口の数、洗浄剤がバッフル板を出るときの速度、洗浄剤が冷却される構成部品または表面の物質に衝突するときの速度、および洗浄剤によって物質に生じるせん断応力はそれぞれ、冷却される構成部品または表面から異物を除去するために洗浄剤およびインピンジメント冷却回路を利用する効率および有効度に影響を及ぼすことを確定した。例えば、複数の開口を含むバッフル板の開口のパターンは、生じた洗浄剤のジェットが冷却される構成部品または表面上にどのように分布するか、さらにジェットが洗浄される構成部品または表面の物質にどのように衝突するかということに影響を及ぼすと確定された。実際、洗浄剤のジェットの衝突角度は、ジェットが構成部品または表面の物質に対して適切に衝突するか、またそれによってそこから物質を除去するかどうかを決める要因であると確定された。典型的なインピンジメント冷却回路のバッフル開口の軸線の角度は、冷却される（したがって、洗浄される）表面または構成部品に対して垂直の方向の場合もあるし、または、冷却される（したがって、洗浄される）表面または構成部品に対して傾いている場合もある。例えば、本明細書で開示される洗浄方法およびシステムで使用されるバッフル開口の軸線の角度は、冷却される（したがって、洗浄される）表面または構成部品に対して約３０度から約９０度の範囲内とすることができる。タービンエンジンのバッフル板の開口の構成は、典型的には、空気冷却効率に基づいて構成されるので、本開示の洗浄方法およびシステムは、このような既存の冷却設計された開口を使用して、完全で一様な洗浄を提供する。
【００２５】
本開示によるタービン内部インピンジメント冷却回路を洗浄する方法およびシステムは、冷却回路が構成または設計されてインピンジメント冷却する構成部品、および／または、冷却回路それ自体の構成部品または面から異物を実質的に除去するのに効果的とすることができる。異物は、エンジンの使用中に、タービンエンジンの１つまたは複数の構成部品または表面の上または中に積み重なり、導入され、または生成され、タービンの効率を下げる、またはタービンの１つまたは複数の機能または構成部品に支障をもたらす、またはそれらを劣化させる、粒子状物質などの任意の物質であり得る。このように、本明細書で開示される方法およびシステムによって除去される異物は、タービンを最初に製造した後に、タービンの構成部品または表面上に堆積、および／または生成し、タービン全体、ならびに／あるいはタービンの１つまたは複数の構成部品またはサブシステムの、適切な、設計通りの、または理想的な効率、機能、または寿命に支障をもたらす任意の物質であり得る。例えば、本明細書で開示される方法およびシステムによって除去される異物は、エンジン内に吸い込まれ、または導入され、インピンジメント冷却回路の１つまたは複数の構成部品または表面、ならびに／あるいはインピンジメント冷却回路が構成または設計されて冷却する構成部品または表面に堆積する、または付着する、ちり、砂、泥、破片、または他の異物、あるいは汚染物質であり得る。異物にはまた、エンジン内に導入されて、エンジン内の熱、圧力などによって、反応、処理、または変化された物質が含まれる場合がある。異物は、タービンエンジンによって吸い込まれ、インピンジメント冷却回路の１つまたは複数の構成部品または表面、ならびに／あるいは、インピンジメント冷却回路が冷却するように構成された構成部品または表面に堆積した（例えば、時間とともに積み重なった）、溶解性および不溶解性のちりの種が組み合わさったものである。
【００２６】
本開示によるタービン内部インピンジメント冷却回路を洗浄する方法およびシステムは、タービン内部インピンジメント冷却回路の下地の構成部品または表面（インピンジメント冷却される構成部品または表面自体を含む）に堆積する、または形成される可能性のある物質を除去するのに有効な薬品成分を含む１つまたは複数の洗浄剤を利用することができる。例えば、本開示によるタービン内部インピンジメント冷却回路を洗浄する方法およびシステムは、ＣＭＡＳ系反応生成物、介在セメント、および／または、それに続く、蓄積した鉱物性ちりの層の酸化物系、塩化物系、硫酸塩系、および／または炭化物系の成分をタービン構成部品から除去するのに有効な洗浄剤、例えば、２０１４年９月１２日出願の米国特許出願第１４／４８４，８９７号に開示された洗浄剤、を利用することができる。より具体的には、本開示によるタービン内部インピンジメント冷却回路を洗浄する方法およびシステムは、タービンエンジンの内部冷却通路内の異物の成分を選択的に溶解する薬品を含む洗浄剤を利用することができる。本明細書で使用するとき、「選択的に溶解」は、ある所定の材料と反応するが、その所定の材料以外の材料とは実質的に反応しない洗浄剤の性質を指す。具体的には、用語「選択的に溶解」は、本明細書では、本開示のシステムおよび方法の洗浄剤に関して使用されて、タービンエンジン内の下地の構成部品上の異物と反応して、反応した異物および未反応の異物を下地のタービン構成部品から除去するのを促進するが、下地のタービン構成部品を形成するために使用された材料とは実質的に反応せずに、異物の除去時（すなわち、洗浄作業時）にそれらを傷めないようする薬品成分を有する洗浄剤を指す。
【００２７】
いくつかの実施形態では、洗浄剤は、金属製タービン構成部品などのタービン構成部品を形成する材料には実質的に反応しないで、タービン構成部品上の硫酸塩系、塩化物系、および炭酸塩系の物質の種を選択的に溶解するように設計された１つまたは複数の有機物系の界面活性剤および腐食防止剤を含む酸性の水系洗浄薬品を含むことができる。いくつかの実施形態では、金属製構成部品は、ニッケル合金、コバルト基合金、および／または鋼より構成する場合がある。洗浄剤の薬品成分は、薬品成分の約２５から約７０体積パーセントの範囲内の水、薬品成分の約１から約５０体積パーセントの範囲内の酸性成分、および薬品成分の約１から約４０体積パーセントの範囲内のアミン成分を含むことができる。洗浄剤は、少なくとも部分的に、薬品成分を水で最大４０倍に希釈することによって形成することができる。いかなる特定の理論にも拘束されることなく、洗浄剤の酸性成分が、異物の酸化物系、塩化物系、硫酸塩系、および炭化物系の成分を選択的に溶解するのを促進する主要な原動力であると考えられる。例示的な酸性成分は、限定するものではないが、クエン酸、グリコール酸、ポリアクリル酸、およびそれらの組合せを含む。また、いかなる特定の理論にも拘束されることなく、洗浄剤のアミン成分は、洗浄溶液と異物との間の表面張力を下げることを促進する表面活性剤として働くと考えられる。例示的なアミン成分は、限定するものではないが、モノイソプロパノールアミンおよびトリエタノールアミンを含む。
【００２８】
本開示の洗浄方法およびシステムを使用することができる例示的なガスタービンエンジンの内部インピンジメント冷却回路または通路１０を図１〜５に示す。内部インピンジメント冷却回路１０は、タービンエンジンの高圧セクションに配置することができる。例えば、図１に示すように、例示的な内部インピンジメント冷却回路１０は、少なくとも１つの第１段ノズル１４および少なくとも１つの第１段ブレード１６に近接（例えば、それらの周りに少なくとも部分的に延在）し、少なくとも１つの第１段ブレード１６と関連する少なくとも１つの第１段シュラウド１８の少なくとも１つの部分または表面３０をインピンジメント空気冷却するように構成することができる（すなわち、この少なくとも１つのシュラウド１８は、内部インピンジメント冷却回路１０が冷却するように設計または構成された構成部品である）。しかしながら、上記のように、内部インピンジメント冷却回路１０は単なる例示にすぎず、本開示は、当業者であれば認識するように、タービンエンジンの他のインピンジメント冷却される構成部品（すなわち、第１段シュラウド１８以外の構成部品）に同様に適用することができる。
【００２９】
図１および２に示すように、内部インピンジメント冷却回路１０は、冷却空気の流れを、冷却される構成部品（すなわち、少なくとも１つのシュラウド１８）に隣接して配置された少なくとも１つのインピンジメントバッフル板２０の少なくとも１つの裏側表面２４に向けるように、内部冷却通路１２を含む、画定する、または形成することができる。このようにして、インピンジメント冷却回路１０の内部冷却通路１２は、最終的には、シュラウド１８を冷却するためにシュラウド１８の裏側３０に空気を衝突させるバッフル板２０へ空気を送る。冷却通路１２は、概ね、前方から後方へ延在することができる。内部冷却通路１２は、図１に示すように、エンジンの外壁または外側ケーシング５０と内壁または内側ケーシング５２との間に設ける、または形成することができる。エンジンの外壁５０によって、内部冷却通路１２をエンジンの外部から隔離する、またはエンジンの外部との出入りを防ぐことができる。このように、内部冷却通路１２内への入口用の開口または通路を設けるために、エンジンの外壁５０に穴を開ける、または「開口」しなければならない。内壁５２は、燃料を送る燃料ノズル５６から、エンジンの第１段（すなわち、第１段ノズル１４およびブレード１６）まで延在する燃焼通路５４を少なくとも部分的に画定、または形成することができる。このように、冷却通路１２は、燃焼通路５４の周りを、燃焼通路５４に沿って、または燃焼通路５４の外側を少なくとも部分的に延在することができる。
【００３０】
図２に示し、上記したように、内部冷却通路１２は、内部インピンジメント冷却回路１０の少なくとも１つのバッフル板２０につながる、または流体連通することができる。いくつかの実施形態では、バッフル板２０は、バッフル板２０の裏側、または外側を向く表面２４に近接して配置された少なくとも１つのハンガ部材２２に結合する、または少なくとも１つのハンガ部材２２によって保持することができる。いくつかの実施形態では、ハンガ部材２２は、複数のバッフル板２０を「保持」する、またはそれらに結合することができる。ハンガ部材２２およびバッフル板２０は、図２に示すように、ハンガ部材２２とバッフル板２０の裏側２４との間にバッフル前空洞、プレナム、または空間３４を形成することができる。バッフル前空洞３４（および／または内部冷却通路１２）は実質的に気密にすることができ、その結果、バッフル前空洞３４内で（内部冷却通路１２によって送られた）冷却空気の圧力が保たれる。いくつかの実施形態では、バッフル前空洞３４および／または内部冷却通路１２内の冷却空気は、エンジンの運転中、最高約１，０００ｐｓｉの圧力で動作することができる。
【００３１】
冷却空気を内部冷却通路１２からバッフル前空洞３４内に送るために、ハンガ部材２２は、内部冷却通路１２からハンガ部材２２を貫通してバッフル前空洞３４に延在する少なくとも１つの開口または通路４２を含む、または画定することができる。このように、バッフル前空洞３４と内部冷却通路１２は、少なくとも１つの開口４２を通して流体連通することができる。冷却空気が、バッフル前空洞３４内で十分な流量、圧力、およびその他の特性または状態となるように、ハンガ部材２２の少なくとも１つの開口４２を構成することができ、その結果、バッフル板２０は、少なくとも１つのシュラウド１８の少なくとも１つの裏側、冷却側、または部分３０を効果的にインピンジメント空気冷却する。
【００３２】
図２および３に示すように、バッフル板２０は、裏側２４に近接するバッフル前空洞３４からバッフル板２０を貫通してバッフル板２０の表側２６に近接するバッフル後空洞３６へ延在する（例えば、複数の、または配列された）開口または通路２８の少なくとも１つを含むことができる。バッフル板２０の表側２６は、バッフル板２０の裏側２４の実質的に反対側とすることができる。バッフル板２０の表側２６は、内部インピンジメント冷却回路１０がタービンエンジンの運転中にインピンジメント冷却するように設計または構成された構成部品１８の表面または部分３０に近接または隣接することができる。このように、バッフル後空洞３６は、バッフル板２０の表側２６と、内部インピンジメント冷却回路１０がインピンジメント冷却するように設計または構成された構成部品１８の表面または部分３０との間を延在することができる。図１〜５に示すように、インピンジメント冷却回路１０は、少なくとも１つのシュラウド１８をインピンジメント冷却するように設計または構成することができ、したがって、バッフル板２０の表側２６（およびバッフル後空洞３６）は、シュラウド１８の裏側または部分３０に近接または隣接し、さらに、バッフル板２０の複数の開口２８を通過してバッフル後空洞３６内に入る冷却空気はシュラウド１８の裏側３０に衝突するように構成される。このように、バッフル板２０の複数の開口２８は、空気インピンジメント冷却によってバッフル後空洞３６で構成部品１８の少なくとも表面３０を冷却して、冷却される必要のある、または冷却することで恩恵を受ける構成部品１８を冷却することができる。
【００３３】
インピンジメント冷却回路１０は、インピンジメント冷却回路１０が設計されて冷却する構成部品１８（例えば、少なくとも１つのシュラウド、ノズルなど）への冷却を最適にする、あるいは、効率的な、効果的な、および／または所定の最低のレベルを上回る冷却をするように設計することができることに留意されたい。例えば、冷却空気のバッフル前空洞３４内への供給圧力、バッフル板２０を通る冷却空気の流量、バッフル板２０の開口２８の数、配置／パターン、大きさ、角度、形状など、冷却空気がバッフル板２０の表側２６を出て、バッフル後空洞３６に入るときの速度、冷却空気がバッフル後空洞３６でインピンジメント冷却される構成部品１８の表面または部分３０（例えば、少なくとも１つのシュラウド１８の裏側３０）に衝突するときの速度などは、インピンジメント冷却される構成部品１８に対して最適のインピンジメント冷却効率を与えるように設計することができる。
【００３４】
本開示によるタービン内部インピンジメント冷却回路を洗浄する方法およびシステムは既存のインピンジメント冷却回路１０を利用するので、この方法およびシステムは、インピンジメント冷却される構成部品１８の全領域または表面３０にわたって、適切な洗浄剤の流れ形状、特性、または他の状態を生成または確立するように構成されて、主に冷却のため、または冷却のためだけに構成、設計、または最適化されたインピンジメント冷却回路１０を利用して、ちり、砂、破片３８、または他の物質を洗浄することができる。言い換えれば、既存のインピンジメント冷却回路１０は、空気冷却効率に基づいて設計されているので、本開示によるタービン内部インピンジメント冷却回路を洗浄する方法およびシステムは、最適に洗浄するために、そのような設計または構成を利用するように構成することができる。しかしながら、本開示によるタービンを洗浄する方法およびシステムのインピンジメント冷却回路１０（バッフル板２０を含む）は、タービン運転中のインピンジメント冷却と、インピンジメント冷却される構成部品１８のインピンジメント洗浄とのバランスをとるように設計、構成、または適合されるインピンジメント冷却回路１０（バッフル板２０を含む）を、設計、構成、および／または利用することを含むことができる。
【００３５】
主に冷却のため、または冷却のためだけに構成、設計、または最適化されたインピンジメント冷却回路１０は、隣接または近接するインピンジメント冷却される構成部品１８の表面３０から約０．０５インチから約０．５インチの範囲内で離間した表側２６を有するバッフル板２０を含む場合がある。対照的に、タービン構成部品のインピンジメント冷却とインピンジメント洗浄とのバランスをとるように構成、設計、最適化されたインピンジメント冷却回路１０は、隣接または近接するインピンジメント冷却される構成部品１８の表面３０から約０．１インチから約０．２５インチの範囲内で離間した表側２６を有するバッフル板２０を含むことができる。
【００３６】
図３のグラフ的な表示で示すように、タービンエンジンは典型的には、周方向に配置された複数の内部冷却回路を含む。したがって、図１および２に示し、上記した内部冷却回路１０は、タービン内に周方向に配置することができる多くの回路のうちの１つを表している。したがって、周方向に配置された内部冷却回路１０はそれぞれ、冷却空気用の通路１２、少なくとも１つのバッフル板２０、バッフル板２０によって空気インピンジメント冷却される少なくとも１つの構成部品１８を含むことができる。このように、図３は、周方向に配置された内部冷却回路１０を有するタービンエンジンをグラフ的に示しており、内部冷却回路１０はそれぞれ、冷却空気用の通路１２、シュラウドハンガ２２、一対のバッフル板２０、およびこの一対のバッフル板２０によって冷却される少なくとも１つのシュラウド１８を含む。各ハンガ２２の中心線または中央線２１が、一対のバッフル板２０の接合部と実質的に一致するように、一対のバッフル板２０をハンガ２２に支持または結合することができる。
【００３７】
図４および５に示し、上記したように、タービンエンジンの使用中、エンジン内に吸い込まれた、または導入された、ちり、砂、泥、破片、あるいは他の異物、汚染物、物質３８は、内部インピンジメント冷却回路１０の構成部品、ならびに／あるいは、インピンジメント冷却回路１０が冷却するように構成または設計された構成部品１８または表面３０に堆積する、付着する、または積み重なる場合がある。図４に示すように、バッフル板２０の表側２６には、物質３８が積み重なる場合があり、それは、バッフル板２０を詰まらせる、またはバッフル板２０の冷却効率に悪影響を与える場合がある。図４に示すように、エンジンの運転時間に応じて、バッフル板２０の表側２６は、積み重なった物質３８で実質的に覆われて、その結果、積み重なった物質３８で実質的に完全に覆われる場合がある。同じく図４で示されるように、バッフル板２０の少なくとも１つの開口２８は、積み重なった物質３８で、部分的または完全に塞がれる、詰まる、または閉じる場合がある。本開示によるタービン内部インピンジメント冷却回路を洗浄する方法およびシステムは、以下でさらに説明するように、内部インピンジメント冷却回路１０のバッフル板２０の表側２６上の、および／または、バッフル板２０の開口２８内の、このような積み重なった物質３８を実質的に除去することができる。
【００３８】
同様に、図５に示すように、シュラウド１８の裏側、あるいはインピンジメント冷却される構成部品、表面、または部分３０（すなわちインピンジメント冷却される構成部品）は、積み重なった物質３８を含む場合がある。いくつかの実施形態では、シュラウド１８の裏側、あるいはインピンジメント冷却される表面、または部分３０は、図５に示すように、積み重なった物質３８を捕捉または受け止める傾向のあるバンプまたは隆起部を含む場合がある。また図５に示すように、冷却される構成部品１８（例えば、シュラウド）のインピンジメント冷却される表面または部分３０上の積み重なった物質３８は、構成部品１８を断熱する、またはバッフル板２０によるインピンジメント冷却の冷却効率に悪影響を与える場合がある。図５に示すように、エンジンの運転時間に応じて、冷却される構成部品１８の冷却される表面または部分３０は、積み重なった物質３８で実質的に覆われて、その結果、積み重なった物質３８で実質的に完全に覆われる場合がある。本開示によるタービン内部インピンジメント冷却回路を洗浄する方法およびシステムは、以下でさらに説明するように、内部インピンジメント冷却回路１０の冷却される構成部品１８の冷却される表面または部分３０上の、このような積み重なった物質３８を実質的に除去することができる。
【００３９】
図６〜１０は、タービンエンジンの（図５に示すような）内部インピンジメント冷却回路１０の冷却される構成部品１８の冷却される表面または部分３０上の、および／または、（図４に示すような）内部インピンジメント冷却回路１０のバッフル板２０の表側２６上の、積み重なった物質３８を洗浄剤６４で除去するための、本開示によるタービン内部インピンジメント冷却回路を洗浄する方法およびシステムを示す。洗浄剤６４は、図６および７で示されるように、タービンエンジンで（例えば、ガスタービンエンジンの高圧セクションで）インピンジメント冷却用に使用される少なくとも１つのバッフル板２０に供給することができる。例えば、いくつかの実施例では、システムおよび方法は、洗浄剤６４がバッフル板２０の開口２８を通過して、バッフル板２０が空気冷却するように構成された構成部品１８に少なくとも作用してその構成部品１８から積み重なった物質３８を除去するように、洗浄剤６４をタービンエンジンのバッフル前空洞３４に、または少なくとも１つのバッフル板２０の裏側２４に近接して導入するように構成される。
【００４０】
図６に示すように、洗浄剤６４は、洗浄剤供給機構６０によって、バッフル前空洞３４に、または少なくとも１つのバッフル板２０の裏側２４に近接して供給することができる。洗浄剤供給機構６０には、タービン内部インピンジメント冷却回路１０を少なくとも部分的に通って、タービンエンジンのバッフル前空洞３４への、または少なくとも１つのバッフル板２０の裏側２４に近接する通路、あるいは他の洗浄剤移送機構または手段を設けることができる。洗浄剤供給機構６０は、タービンエンジンの１つまたは複数の部分を通過して、バッフル前空洞３４につながって、または少なくとも１つのバッフル板２０の裏側２４に近接して、洗浄剤６４をそれらに供給することができる、可撓性の、屈曲性の、適応性の、または調節可能なホース、チューブ、またはチューブ状の機構とすることができる。洗浄剤供給機構６０は、内部冷却通路１２から、少なくとも１つのハンガ機構２２の少なくとも１つの開口４２に取り付く、係合する、または結合するように構成されて、洗浄剤６４を少なくとも１つの開口４２に供給し、最終的には、関連するバッフル前空洞３４に、または少なくとも１つのバッフル板２０の裏側２４に近接して供給することができる。
【００４１】
洗浄剤供給機構６０は、インピンジメント冷却回路１０の内部冷却通路１２を少なくとも部分的に通って延在することによって、インピンジメント冷却回路１０の少なくとも１つのバッフル前空洞３４に、または少なくとも１つのバッフル板２０の裏側２４に近接して延在して洗浄剤６４をそれらに流すことができる。洗浄剤供給機構６０は、エンジンの外壁またはケース５０を貫通することによって、内部冷却通路１２にアクセスする、あるいは、洗浄剤６４を少なくとも１つのバッフル空洞３４に、または少なくとも１つのバッフル板２０の裏側２４に近接して供給するように延在する、または構成することができる。例えば、図６に示すように、洗浄剤供給機構６０は、エンジンの外壁またはケース５０を貫通して、内部冷却通路１２を通って、または沿って、対応するハンガ機構２２の少なくとも１つの開口４２へ延在することができる。しかしながら、洗浄剤供給機構６０は、内部冷却通路１２を通過する、またはその中を通ることなしに、エンジンの外壁またはケース５０の入口または開口６６を通って、少なくとも１つのバッフル空洞３４に、または少なくとも１つのバッフル板２０の裏側２４に近接して延在することができる。
【００４２】
洗浄剤供給機構６０は、エンジンの外壁またはケース５０の少なくとも１つの開口６６を通って、タービンエンジンの内部インピンジメント冷却回路１０に洗浄剤６４を送る、または供給することができる。このように、本開示の洗浄システムおよび方法は、洗浄を実施するためにエンジンの運転を止める、および／またはエンジンを実質的に分解することなしに、エンジンの洗浄を可能にする。洗浄剤６４を、関連する内部冷却通路１２を通すなどして、インピンジメント冷却回路１０の少なくとも１つのバッフル前空洞３４に、または少なくとも１つのバッフル板２０の裏側２４に近接して送る、または供給する洗浄剤供給機構６０によって利用されるエンジンの外壁またはケース５０の少なくとも１つの開口６６は、外壁５０にすでに存在しているアクセスポート（すなわち、内部インピンジメント冷却回路１０の洗浄以外の異なる目的のためにタービンエンジンによって利用されるポート）とすることができる。例えば、供給機構６０が通過するエンジンの外壁またはケース５０の少なくとも１つの開口６６は、ボアスコープのアクセスポート、燃料ノズルのポートまたはフランジ、点火栓のポート、計測アクセスポート、またはエンジンのその他の任意の既存のポートとすることができる。エンジンのポート６６を利用している少なくとも１つの部品または機構は、供給機構６０がポート６６にアクセスできるように、またはポート６６を利用できるように取り外すことができる。例えば、図６に示すように、燃料ノズルの少なくとも１つの部分は、タービンエンジンの外壁５０の各開口またはポート６６から取り外すことができ、供給機構６０は、その「開いている」ポート６６を通って、各内部冷却通路１２内を（最終的には、それぞれの少なくとも１つのバッフル空洞３４に、または少なくとも１つのバッフル板２０の裏側２４に近接して）延在することができる。しかしながら、洗浄剤６４を少なくとも１つのバッフル板２０に供給するために供給機構６０によって利用される、エンジンの外壁またはケース５０の少なくとも１つの開口６６は、既存のものでない、および／または、内部インピンジメント冷却回路１０の洗浄以外の異なる目的のための開口６６とすることができる。
【００４３】
洗浄剤供給機構６０が、エンジンの外壁またはケース５０を貫通して、（内部冷却通路１２を少なくとも部分的に通って、関連するハンガ機構２２の少なくとも１つの開口に延在することなどによって）少なくとも１つのバッフル空洞３４に、または少なくとも１つのバッフル板２０の裏側２４に近接して延在している状態では、洗浄剤６４は、洗浄剤供給機構６０を通って、またはそれによって、バッフル板２０に供給され、その結果、洗浄剤６４はバッフル板２０の開口２８を通過してバッフル後空洞３６内に流れ、各内部インピンジメント冷却回路１０が冷却するように構成された少なくとも構成部品１８であって、運転中にその上に堆積した物質３８に覆われた、または含むようになった構成部品１８に衝突する、またはその他物理的に作用する。バッフル後空洞３６内に通り抜けた洗浄剤６４はまた、バッフル板２０の表側２６に作用して、その上に同じく積み重なった物質３８を除去することができる。このように、本開示によるタービン内部インピンジメント冷却回路を洗浄する方法およびシステムは、洗浄剤６４が、バッフル前プレナム／空洞３４に、またはインピンジメント冷却回路１０のバッフル板２０の裏側２４に近接して供給されると、バッフル後空洞３６内に洗浄剤洗浄ジェットの配列を生成して、内部インピンジメント冷却回路１０が冷却するように構成された少なくとも構成部品１８から物質３８を除去するために、バッフル板２０を利用する。
【００４４】
このような洗浄剤６４の洗浄ジェットを確実に形成し、内部インピンジメント冷却回路１０が冷却するように構成された少なくとも構成部品１８（および、潜在的には、バッフル板２０の表側２６）に積み重なった物質３８を除去するのに効果的にするために、洗浄剤供給機構６０によってバッフル後空洞３６内に供給される洗浄剤６４の圧力、流量、温度、およびその他の条件または基準は設定または制御することができる。例えば、供給機構６０は、洗浄剤６４を洗浄剤供給機構６０に送る、または供給する洗浄剤６４の源と流体接続することができる。洗浄剤源６２は、供給機構６０によってバッフルプレナム／空洞３４に、またはバッフル板２０の裏側２４に近接して、およびバッフル後空洞３６内に供給される洗浄剤６４の温度および圧力のうちの少なくとも１つを調節することができる。洗浄剤６４は、洗浄剤源６２および洗浄剤供給機構６０によって、バッフルプレナム／空洞３４に、またはバッフル板２０の裏側２４に近接して、約１ｐｓｉから約１０００ｐｓｉの範囲内の圧力で供給されて、バッフル後空洞３６内（例えば、内部インピンジメント冷却回路１０が冷却するように構成された構成部品１８、および、潜在的には、バッフル板２０の表側２６）の物質３８を除去する。しかしながら、洗浄剤６４が、バッフル前空洞３４内で、またはバッフル２０の裏側２４に近接して、実質的に受動的な、または淀んだ流体となるように、洗浄剤６４は、洗浄剤源６２および洗浄剤供給機構６０によって、バッフル前プレナム／空洞３４に、またはバッフル板２０の裏側２４に近接して、より低い圧力で供給することができる。
【００４５】
内部インピンジメント冷却回路１０が冷却するように構成された構成部品１８（および、潜在的には、内部インピンジメント冷却回路１０のバッフル板２０の表側２６）に積み重なった物質３８を除去することにおける、バッフル後空洞３６内の洗浄剤６４のジェットの有効度および／または効率に、ジェットの特性、または基準はある役割を果たすことができる。例えば、バッフル後空洞３６内での洗浄剤６４のジェットの衝突角度を、物質３８に対して適切な衝突を生じるように設定することができる。同様に、洗浄剤源６２および洗浄剤供給機構６０によって、バッフル前プレナム／空洞３４へ、またはバッフル板２０の裏側２４に近接して供給される洗浄剤６４の供給圧力および流量範囲は、バッフル後空洞３６内で、効果的および／または効率的な洗浄剤のジェットの幾何形状およびパターンを確立するように設定することができる。洗浄剤６４の洗浄に影響を及ぼす場合がある、したがって、特定の洗浄作業また洗浄システムの構成において、構成または考慮される場合がある他の要素には、バッフル板２０の開口２８のパターン、洗浄剤６４がバッフル板２０を通る流量、バッフル板２０の開口２８の数、洗浄剤６４がバッフル板２０を出てバッフル後空洞３６に入るときの速度、洗浄剤６４が物質３８に衝突するときの速度、および洗浄剤６４によって物質３８に生じるせん断応力が含まれる場合がある。例えば、洗浄剤源６２および洗浄剤供給機構６０によって、バッフル前プレナム／空洞３４へ、またはバッフル板２０の裏側２４に近接して供給される洗浄剤６４の供給圧力および流量範囲は、１つまたは複数の特定のインピンジメント冷却回路１０に対して、少なくともそれぞれインピンジメント冷却される表面または構成部品１８に積み重なった物質３８が、その全領域にわたって一様に除去されるように、バッフル後空洞３６内で、洗浄剤のジェットの効果的および／または効率的な幾何形状およびパターンを確立するように設定することができる。
【００４６】
本開示によるタービン内部インピンジメント冷却回路を洗浄する方法およびシステムはまた、洗浄剤６４を使用する前に、および／または使用した後に、洗浄剤６４以外の材料を、バッフル板が冷却するように構成された少なくとも構成部品または表面１８に衝突させるように、バッフル板２０の少なくとも１つの開口２８を通過させることを含むことができる。例えば、本開示の方法およびシステムは、洗浄剤６４を使用する前に、および／または使用した後に、バッフル板が冷却するように構成された少なくとも構成部品または表面１８に気体および／または液体を衝突させるように、それ／それらをバッフル板２０の少なくとも１つの開口２８を通す少なくとも１つのサイクルを経ることを含むことができる。例えば、本開示によるタービン内部インピンジメント冷却回路を洗浄する方法およびシステムは、蒸気、洗浄剤６４、および液体の水を、少なくとも１つのバッフル板が冷却するように構成された少なくとも構成部品または表面１８にそれぞれ衝突させるように、それらを、少なくとも１つのバッフル板２０の少なくとも１つの開口２８を通すサイクルを経ることを含むことができる。
【００４７】
本開示によるタービン内部インピンジメント冷却回路を洗浄する方法およびシステムは、図３に示すような周方向に配置された内部インピンジメント冷却回路１０から一様に物質３８を除去することができる。洗浄剤供給機構６０は、周方向に配置されたバッフル板２０のそれぞれに近接して延在して、周方向に配置された構成部品１８に堆積した物質３８をインピンジメント除去するために、洗浄剤６４をそれらに供給することができる。例えば、洗浄剤供給機構６０は、洗浄剤６４を、タービンエンジンのバッフル前空洞３４に、または周方向に配置されたバッフル板２０の裏側２４のそれぞれに近接して導入する、または供給するように構成されて、タービンエンジンの内部冷却通路１０の全周の周りの一様な洗浄を実施することができる。タービンエンジンは、（例えば、タービンエンジンの典型的な保守中では）実質的に垂直方向に延在する推進軸とともに据え付けられ、または姿勢をとって、エンジンのバッフル前空洞３４に、または周方向に配置されたバッフル板２０の裏側２４それぞれに近接して、実質的に等しい量の洗浄剤６４（または実質的に等しい洗浄剤６４の供給圧力）を導いて、または導入して、エンジンの内部インピンジメント冷却回路１０がインピンジメント冷却するように構成された少なくとも構成部品１８から、物質３８を実質的に一様に除去することができる。タービンエンジンは、（例えば、タービンエンジンの典型的な運転時では）実質的に水平方向に延在する推進軸とともに据え付けられ、または姿勢をとり、エンジンのバッフル前空洞３４に、または周方向に配置されたバッフル板２０の裏側２４それぞれに近接して導かれる、または導入される洗浄剤６４の量（または洗浄剤６４の供給圧力）は、洗浄剤のジェットと構成部品との相互作用をエンジンの全周の周りで同様にするように、重力に対して補正するように調節されて、少なくとも構成部品１８から物質３８を実質的に一様に除去することができる。
【００４８】
本開示によるタービン内部インピンジメント冷却回路を洗浄する方法およびシステムの最終結果は、図８および９に示されている。図８に示すように、図５と比較すると、洗浄剤６４を使用してインピンジメント洗浄し、それによって、内部インピンジメント冷却回路１０のバッフル板２０がインピンジメント空気冷却などインピンジメント冷却するように構成された構成部品１８のインピンジメント冷却される表面３０に積み重なった物質３８を除去するのに、本開示によるタービン内部インピンジメント冷却回路を洗浄する方法およびシステムは有効である。図８に示すように、冷却される構成部品１８のインピンジメント冷却される表面３０全体は、洗浄作業後には実質的に物質３８を無くすることができ、その結果、インピンジメント冷却される表面３０は、製造されたままの状態および初期の冷却効率と実質的に同様となる（少なくとも、物質３８がその上に無いということに関しては）。同様に、図９に示すように、図４と比較すると、洗浄剤６４を使用して、インピンジメント空気冷却などのインピンジメント冷却するように構成された内部インピンジメント冷却回路１０のバッフル板２０の表側２６に積み重なった物質３８を除去するのに、本開示によるタービン内部インピンジメント冷却回路を洗浄する方法およびシステムは有効である。図９に示すように、冷却される構成部品１８のインピンジメント冷却される表面３０に隣接または近接するバッフル板２０の表側２６の全体は、洗浄作業後には実質的に物質３８を無くすることができ、その結果、バッフル板２０の表側２６は、製造されたままの状態および初期の冷却効率と実質的に同様となる（少なくとも、物質３８がその上に無いということに関しては）。
【００４９】
図１０に示すように、本開示によるタービン内部インピンジメント冷却回路を洗浄する例示的な方法１７０は、周方向に配置された内部インピンジメント冷却回路を含むタービンエンジンを取得すること１７２を含むことができる。各内部インピンジメント冷却回路は、タービンエンジンの周方向に配置された各構成部品を空気インピンジメント冷却するように構成されたバッフル板を含むことができる。各バッフル板は、裏側、それぞれインピンジメント冷却される構成部品に近接して配置された表側、および表側から裏側に延在する開口を含むことができる。タービン内部インピンジメント冷却回路を洗浄する方法１７０はまた、図１０に示すように、タービンエンジンの外壁を貫通する、周方向に配置された内部インピンジメント冷却回路のそれぞれの内部冷却通路への入口を提供すること１７４を含むことができる。内部冷却通路への入口を提供すること１７４は、タービンエンジンの外壁を貫通するポートまたは開口にアクセスできること、あるいはポートまたは開口を形成すること、または提供することを含むことができる。同じく図１０に示すように、タービン内部インピンジメント冷却回路を洗浄する方法１７０はまた、タービンの外壁の入口を通って、内部冷却通路内に、さらにバッフル板の裏側に近接して、洗浄剤供給機構を配置すること１７６を含むことができる。洗浄剤供給機構をバッフル板の裏側に近接して配置すること１７６は、例えば、各バッフル板と協働してバッフル前空洞を形成するハンガ機構の開口を経由して、各内部インピンジメント冷却回路の各バッフル板と関連するバッフル前空洞と直接流体連通する、洗浄剤供給機構を配置することを含むことができる。
【００５０】
同じく図１０に示すように、タービン内部インピンジメント冷却回路を洗浄する方法１７０はまた、洗浄剤が、少なくとも１つのバッフル板の開口を通過して、少なくとも１つのバッフル板が空気冷却するように構成された少なくとも１つの構成部品に少なくとも作用して、少なくとも１つに構成部品から物質を除去するように、洗浄剤をタービンエンジンの少なくとも１つのバッフル板の裏側に導入すること１７８を含むことができる。洗浄剤を導入すること１７８は、洗浄剤供給機構によって行うことができる。タービンエンジンの少なくとも１つのバッフル板の裏側に洗浄剤を導入すること１７８は、洗浄剤が、少なくとも１つのバッフル板の開口を通過して、少なくとも１つのバッフル板が空気冷却するように構成された少なくとも１つの構成部品、および少なくとも１つのバッフル板の表側に作用して、それらから物質を除去するように、洗浄剤を導入することを含むことができる。蒸気、洗浄剤、および液体の水のサイクルは、少なくとも１つのバッフル板の開口を通過し、少なくとも１つのバッフル板が空気冷却するように構成された少なくとも１つの構成部品に少なくとも衝突して、少なくとも１つの構成部品から物質を除去することができる。
実施例
概説したタービン内部インピンジメント冷却回路を洗浄する方法およびシステムは、以下の実施例を参照することによってより容易に理解することができる。これらの例は、特定の態様および実施形態を単に例示する目的で含まれるが、いかなる形でもこれら方法およびシステムを限定するように意図するものではない。
【００５１】
実施例においては、本開示のタービン内部インピンジメント冷却回路を洗浄する方法およびシステムは、エンジンの高圧シュラウドをインピンジメント冷却するように構成された航空機タービンエンジンの内部インピンジメント冷却回路で実施された。したがって、シュラウドの裏側または後面は、エンジンの通常運転中、内部インピンジメント冷却回路のインピンジメント冷却空気によって冷却された。その結果、エンジンの使用中に、粒子状物質（ちり、破片など）はシュラウドの裏側または後面に堆積し、または積み重なり、それによって、インピンジメント冷却回路の伝熱効果が実質的に下がり、シュラウドの流路表面温度の望ましくない上昇を招いた。したがって、シュラウドの裏側または後面、および回路のバッフル板の表側を洗浄剤でインピンジメント洗浄するために、実施例の冷却方法およびシステムが実施された。
【実施例１】
【００５２】
本開示の供給方法およびシステムの試験が、シュラウドを洗浄剤で濡らすこと、最終的にはシュラウドを洗浄することへの洗浄剤の流量の効果を分析するために、部分的に実施された。バッフル板の開口を通るインピンジメント流体が、バッフル板の表側で十分な圧力であることを保証するため、バッフルを通る流れもまた試験され分析され、その結果、配置された各ジェットは、エンジンに周方向に配置されたシュラウド組立体の全周の周りのすべての位置に対して、シュラウドの表面に対して本質的に垂直であった。
【００５３】
シュラウドハンガ開口を通るインピンジメント流体の速度は約１．３ｍ／ｓで、バッフル開口を通るインピンジメント流体の速度は約０．４ｍ／ｓであった。バッフル板開口を通る流れ、および洗浄剤のジェットのシュラウドの裏側への衝突を評価するために、シュラウドハンガから取り外したシュラウドで試験が実施された。
【００５４】
エンジンの全周の周りの向きまたは位置（すなわち、周方向に配置されたシュラウドを冷却する周方向に配置された冷却回路）の関数として、洗浄した場合の洗浄の一様性を決定するために、シュラウドハンガに取り付けられたシュラウドに対して濡れ試験もまた実施された。具体的には、位置または向きの洗浄剤の流れへの効果を決定するために、エンジンの周囲の約３時、約６時、および約９時の３つの位置にあるシュラウドが試験された（すなわち、実質的に水平方向に向けられたエンジンの姿勢を模擬している）。シュラウドは、最初、別々に３０秒間、４００、６００、８００、および１０００ｍｌ／分の４つの洗浄剤の流量に曝された。２０００ｍｌ／分の高い洗浄剤の流量もまた調べられた。ちり、または物質が付いたシュラウドの表面は、洗浄剤に曝されたとき、暗く見えた。洗浄時にシュラウド表面のちり、または物質が洗浄剤にどの程度一様に曝されるかの物差しとして、洗浄剤の濡れが用いられた。シュラウドごとの洗浄の一様性と同様に、各シュラウド全体にわたる洗浄の一様性が分析された。このことから、１２時の位置に配向されたシュラウドの表面積のすべてを実質的に濡らすには、４００ｍｌ／分の流量が必要であり、６時の位置に配置または配向されたシュラウドに対しては、８００ｍｌ／分の流量が必要であり、３時の位置に配置または配向されたシュラウドに対しては、１０００ｍｌ／分の流量が必要であることが決定された。
【００５５】
次いで、エンジンの周囲のあらゆる時計位置に対して配置または配向されたシュラウドに、洗浄剤の流量１０００ｍｌ／分で３０秒間曝す試験が行われた（すなわち、実質的に水平方向に向けられたエンジンの姿勢を模擬している）。洗浄剤の流量１０００ｍｌ／分で３０秒間その流体で曝すと、あらゆるシュラウドのほとんどすべての表面域は洗浄剤で濡れていた。濡れが最も少ないことを示したシュラウドとしては、２時、５時、７時、および１０時の位置のシュラウドが含まれる。曝す時間を、試験で用いた３０秒間より長くすると、エンジンの周囲の周りでの濡れの一様性が改善されることが認められた。
【実施例２】
【００５６】
また、本開示の供給方法およびシステムの洗浄効果を評価するために、実際の航空機エンジン組立体で試験が実施された。
【００５７】
例えば、１立方メートルあたり約８０マイクログラムより多いＰＭ１０など、比較的高い濃度の空中浮遊微粒子を含む環境条件で、約１０００サイクル作動したワイドボディ航空機エンジンから一組のシュラウドが取り外された。次いで、シュラウドは、写真にとられ、流路の状態、冷却穴の状態／性能、およびシュラウドの裏側またはインピンジメント冷却される表面上の粒子状物質の程度を含む悪化度合い対して評価／測定された。次いで、シュラウドは、同じエンジン位置／構成に再組立てされ、次いで、円周状シュラウドハンガ組立体内の全シュラウド組立体は、シュラウドの裏側またはインピンジメント冷却される表面からの粒子状物質の除去を試験するために、一連の蒸気、洗浄剤、および水の洗浄を受けた。
【００５８】
タービンエンジンの全周のシュラウドを一様に洗浄するために、本開示の供給方法またはシステムを使用して、ハンガ部材、バッフル板、および、最終的には、シュラウドに洗浄剤を供給した。エンジンの全周のあらゆる位置の各シュラウドのインピンジメント冷却される表面を洗浄するために、各シュラウド（すなわち、バッフル後空洞）に約１０００ｍｌ／分の流量で供給するように、洗浄剤をハンガ部材の開口に供給した。洗浄された特定のエンジンでは、各ハンガ部材には２つの開口があった。したがって、各ハンガ開口を通る流量は約５００ｍｌ／分であった。シュラウドハンガ部材の開口に供給された流れの状態および流量は、バッフル板を通って、バッフル後空洞に入る、あるジェット配置を生じさせた。
【００５９】
より詳細には、洗浄のフルサイクルを形成するように一連の蒸気および／または洗浄剤のサイクルを用いて、洗浄試験が実施された。洗浄される部品（すなわち、シュラウドの裏側またはインピンジメント冷却される表面）を予熱するためにシステムを通して過熱蒸気が使用され、シュラウドに積み重なった異物の酸化物系、塩化物系、硫酸塩系、および炭化物系の成分を選択的に溶解するためにシステムを通して洗浄剤が使用された。
【００６０】
最初の手順は、約１０５℃の温度の過熱蒸気を約１６分間適用することを含んだ。２番目の手順は、各シュラウドに対して約１０００ｍｌ／分の流量で、約７０℃より高い温度で、約５分間持続して、約３５倍に希釈したＣｉｔｒａｎｏｘ（登録商標）を適用することを含んだ。Ｃｉｔｒａｎｏｘ（登録商標）の適用後、約１０５℃より高い温度の過熱蒸気を約１６分間適用した。３番目の手順は、各シュラウドに対して約１０００ｍｌ／分の流量で、約８０℃で、約５分間持続して、約３５倍に希釈したＣｉｔｒａｎｏｘ（登録商標）を適用すること、さらに、約１０５℃より高い温度の過熱蒸気を約１６分間持続して適用することを含んだ。４番目の手順は、各シュラウドに対して約１０００ｍｌ／分の流量で、約７０℃より高い温度で、約５分間持続して、約３５倍に希釈したＣｉｔｒａｎｏｘ（登録商標）を適用することを含んだ。４番目の手順は、各シュラウドに対して約１０００ｍｌ／分の流量で、約２０℃より高い温度で、約２０分間持続して、水を適用することを含んだ。円周状エンジン組立体には合計４０個のシュラウドがあるので、一様な周方向の洗浄をするためにエンジンに供給された洗浄剤の流量の合計は、約４０，０００ｍｌ／分であった。
【００６１】
洗浄サイクル全体が完了した後、シュラウドがタービンエンジンから取り外され、乾燥した後、調べられた。例えば、流路の状態、冷却開口の状態／性能、およびシュラウドの裏側またはインピンジメント冷却される表面上の粒子状物質の程度を含むシュラウドの状態が評価および／または測定された。
【００６２】
本洗浄システムおよび方法によって、シュラウドの後面またはインピンジメント冷却される表面全体にわたって、実質的に一様に洗浄剤が分布することが分かった。また、本洗浄システムおよび方法によって、インピンジメント冷却される表面上のちり、破片、または粒子状物質が、下記の洗浄手順を使用して、実質的に一様に除去されることも分かった。例えば、元々あったちり、または粒子状物質の質量の約８５パーセント以上がシュラウドから除去され、かつ各シュラウドの表面全体にわたって、ちりが一様に除去されたと判定された。これによって、エンジン内のシュラウドを洗浄するために用いられた洗浄剤の洗浄ジェットの配置、洗浄剤の流量、および洗浄サイクルによって、シュラウドが一様に洗浄されたと結論付けられた。さらに、エンジン周囲の周りの各シュラウドは、ちりの除去度合いが同じように洗浄されたと判定された。したがって、エンジン内のシュラウドを洗浄するために用いられた洗浄剤の洗浄ジェットの配置、洗浄剤の流量、および洗浄サイクルによって、タービンエンジンのシュラウドの周方向に配置されたインピンジメント冷却される表面または部分が一様に周方向に洗浄されたと結論付けられた。
【００６３】
上記の説明は、例示的であることを意図されており、制限的なものではないことを理解されたい。以下の特許請求の範囲およびその均等物によって規定される本発明の精神および範囲から逸脱することなく、当業者によって、ここで多くの変更および修正を行うことができる。例えば、上記の実施形態（および／またはそれらの態様）はお互いに組み合わせて使用することができる。さらに、様々な実施形態の教示の範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料をそれらに適合するように多くの修正を行うことができる。本明細書で説明された材料の寸法とタイプは、様々な実施形態のパラメータを規定するように意図されているが、それらは決して限定するものではなく、単に例示しているだけである。上記の説明を吟味すれば、当業者には他の多くの実施形態が明らかになるであろう。したがって、様々な実施形態の範囲は、添付の特許請求の範囲が権利を有する均等物のすべての範囲とともに、この特許請求の範囲を参照して決定されるべきである。添付の特許請求の範囲において、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「において（ｉｎ  ｗｈｉｃｈ）」はそれぞれ、用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「ここでは（ｗｈｅｒｅｉｎ）」を簡単にした同等の英語表現として使用される。さらに、以下の特許請求の範囲において、用語「第１の」、「第２の」、および「第３の」などは、単に符号として使用され、その物体に数的な要件を課すことを意図していない。また、用語「動作可能に接続される」は、直接または間接的に結合される分離した個別の構成部品から生じる接続と、一体に形成される（すなわちモノリシックな）構成部品から生じる接続との両方を意味するように本明細書では使用される。さらに、以下の請求項の限定事項は、ミーンズプラスファンクション形式で書かれておらず、そのような請求項の限定事項が、さらなる構造が欠けた機能の文言が続く、「するための手段（ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ）」という語句を明示的に使用しない限り、および使用するまでは、米国特許法第１１２条第６項に基づいて解釈されることを意図していない。必ずしも上記のそのような目的または利点のすべてが、任意の特定の実施形態に従って達成できるとは限らないことを理解されたい。したがって、例えば、本明細書に記載のシステムおよび技法は、本明細書に教示または示唆され得るような他の目的または利点を必ずしも達成せずに、本明細書に教示したような１つの利点または一群の利点を達成または最適化するやり方で具体化または実行することができることは当業者には理解されよう。
【００６４】
限られた数の実施形態のみに関連して本発明を詳細に説明したが、本発明が、開示されたこのような実施形態に限定されないことは容易に理解すべきである。むしろ、本発明は、これまで説明していないが、本発明の精神および範囲に相応する任意の数の変形、変更、置換、等価な配置を組み込んで修正することができる。さらに、本発明の様々な実施形態を説明したが、本開示の態様は、記載した実施形態のいくつかのみを含む場合があることを理解されたい。したがって、本発明は、前述の説明に限定されるものと理解されるのではなく、添付の特許請求の範囲にのみ限定される。
【００６５】
本明細書では、最良の態様を含む例を用いて本発明を開示し、さらに、任意の装置またはシステムの作製および使用、ならびに任意の組み入れられた方法の実施を含め、当業者が本発明を実施できるように本発明を開示している。本発明の特許性を有する範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到する他の例も含むことができる。このような他の例は、特許請求の範囲の文言と相違ない構成要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言と実質的に相違ない等価の構成要素を含む場合、特許請求の範囲内であることを意図している。
【符号の説明】
【００６６】
１０  内部インピンジメント冷却回路
１２  内部冷却通路
１４  第１段ノズル
１６  第１段ブレード
１８  第１段シュラウド
２０  バッフル板
２１  ハンガの中心線
２２  ハンガ
２４  バッフル板の裏側
２６  バッフル板の表側
２８  バッフル板の開口
３０  シュラウドの裏側
３４  バッフル前空洞
３６  バッフル後空洞
３８  積み重なった、ちり、砂、破片、その他異物
４２  ハンガの開口
５０  エンジンの外壁
５２  エンジンの内壁
５４  燃焼通路
５６  燃料ノズル
６０  洗浄剤供給機構
６２  洗浄剤源
６４  洗浄剤
６６  外壁の開口
１７０  タービン内部インピンジメント冷却回路を洗浄する方法
１７２  周方向に配置された内部インピンジメント冷却回路を含むタービンエンジンを取得すること
１７４  タービンエンジンの外壁を貫通する、各内部インピンジメント冷却回路の内部冷却通路への入口を提供すること
１７６  入口を通って、回路のバッフル板の裏側に近接して、洗浄剤供給機構を配置すること
１７８  洗浄剤が、少なくとも１つのバッフル板の開口を通過して、少なくとも１つのバッフル板によって冷却される構成部品に少なくとも作用して、それから物質を除去するように、洗浄剤を少なくとも１つのバッフル板の裏側に導入すること
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2016148327.tif 000011
【図１０】
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【外国語明細書】
2016148327000001.pdf