申请日2004.06.14
公开(公告)日2011.07.06
IPC分类号F01D25/00; F02C7/00; B08B3/02
摘要
本发明涉及清洁发动机领域，尤其使用诸如水和清洁剂，或仅仅水之类的清洁液，更具体地，涉及用于收集和处理来自发动机清洁操作的废水的系统，设备和包含这种系统的可移动的拖车。该系统包括用于在发动机清洁操作期间收集废液的收集装置和用于在所述清洁操作期间处理所收集的废液的处理装置。根据实施例，该系统设置在包括装备有轮子的底盘的在发动机(1)清洁操作期间为发动机(1)服务的可移动的拖车(50)上。可移动的拖车还包括相对于发动机(1)用于调整液体分离工具(31)的垂直位置的调整工具(73)和/或用于调整液体收集工具(302，36)的垂直位置的调整工具。
权利要求书
1.用于收集和处理来自发动机清洁的废液的系统，其特征在于，所述的系统包括：
用于在发动机(1)的清洁操作期间收集废液的收集装置，其中，所述的收集装置包括：
具有进口表面(32)和出口表面(33)的液体分离工具(31)，其设置为从进入所述进口表面(32)的气流(201)中分离清洁液，所述气流(201)在所述发动机(1)清洁操作期间从所述发动机(1)射出;及
设置为收集来自所述液体分离工具(31)的分离的液体(35)和来源于清洁操作的离开发动机的液体(202，203，204，205)的液体收集工具(302，36);及
用于处理在所述清洁操作期间收集的废液的处理装置，其中所述处理装置包括：
设置为从所述液体中除去颗粒和离子的过滤器工具(47，49)，其中
所述处理装置连接到液体收集装置，使得废液从所述液体收集工具(302，36)引导至所述处理装置，以在所述过滤器工具(47，49)内处理。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述收集装置还包括
设置为收集和储存由所述液体收集工具(302，36)收集的来自所述液体分离工具(31)的分离的液体(35)和来源于清洁操作的离开发动机(1)的液体(202，203，204，205)的液体储存工具(303)。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述的处理装置还包括设置为收集和储存由所述过滤器工具(47，49)处理的液体的液体储存工具(303)。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述的液体分离工具(31)包括设置为偏转气流以从气流(201)中分离废液小滴(84)的分离器型面(81)。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述液体分离器型面(81)设置为引导所述液体到指向所述液体收集工具(302，36)的表面内的开口。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述过滤器工具包括：
设置为从所述液体除去颗粒的第一过滤器工具(47);和
设置为从所述液体除去离子的第二过滤器工具(49)。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理设备还包括设置为从所述液体储存工具(303)或从所述液体收集工具(302，36)泵送液体到所述过滤器工具(47，49)的泵送工具(43)。
8.根据权利要求2所述的系统，其中所述液体收集工具包括：
设置为从所述液体分离工具(31)收集分离的液体的漏斗工具(36);及
设置为在所述清洁操作期间位于所述发动机下面以收集和引导液体离开所述发动机(1)到所述漏斗工具(36)的引导工具(302)。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述漏斗工具为设置为引导液体进入开口到所述储存工具(303)的进口的槽(36)。
10.根据权利要求8所述的系统，其中所述漏斗工具直接连接到所述泵送工具(43)。
11.根据权利要求8所述的系统，其中所述引导装置为具有前端(39)和后端(38)的斜槽(302)，所述前端(39)垂直高于所述后端(38)设置，其中所述后端(38)设置在所述漏斗工具(36)处，使得由所述斜槽(302)收集的液体被引导至所述漏斗工具(36)。
12.根据权利要求6所述的系统，其中所述第一过滤器工具(47)为沉淀类型的过滤器。
13.根据权利要求6所述的系统，其中所述第二过滤器工具(49)为金属微粒床类型的过滤器。
14.根据权利要求1所述的系统，其中在清洁操作期间，发动机曲轴转动，由此促使气流通过发动机。
15.根据权利要求14所述的系统，其中在发动机曲轴转动的同时，清洁液喷射到发动机的进口。
16.用于收集来自发动机清洁的废液的收集装置，其特征在于，所述装置包括：
具有进口表面(32)和出口表面(33)的设置为从进入所述进口表面(32)的气流(201)中分离清洁液的液体分离工具(31)，所述气流在所述发动机(1)清洁操作期间从所述发动机(1)射出;及
设置为收集来自所述液体分离工具(31)的分离的液体(35)和来源于清洁操作的离开发动机的液体(202，203，204，205)的液体收集工具(302，36)。
17.根据权利要求16所述的收集装置，还包括：
设置为收集和储存由所述液体收集工具(302，36)收集的来自所述液体分离工具(31)的分离的液体(35)和来源于清洁操作的离开发动机(1)的液体(202，203，204，205)的液体储存工具(303)。
18.根据权利要求16所述的收集装置，其中，所述液体分离工具(31)包括设置为偏转气流以从气流(201)中分离废液小滴(84)的分离器型面(81)。
19.根据权利要求18所述的收集装置，其中所述液体分离器型面(81)设置为引导所述液体到指向所述液体收集工具(302，36)的表面内的开口。
20.根据权利要求16所述的收集装置，其中所述液体收集工具包括：
设置为从所述液体分离工具收集分离的液体的漏斗工具(36);及
设置为在所述清洁操作期间位于所述发动机下面以收集和引导液体从所述发动机(1)离开至所述漏斗工具(36)的引导工具(302)。
21.根据权利要求20所述的收集装置，其中所述漏斗工具为设置为引导液体进入开口到所述储存工具(303)的进口的槽(36)。
22.根据权利要求20所述的收集装置，其中所述引导工具为具有前端(39)和后端(38)的斜槽(302)，所述前端(39)垂直高于所述后端(38)设置，其中所述后端(38)设置在所述漏斗工具(36)处，使得由所述斜槽(302)收集的液体被引导至所述漏斗工具(36)。
23.根据权利要求16所述的收集装置，其中在清洁操作期间，发动机曲轴转动，以促使气流通过发动机。
24.根据权利要求23所述的收集装置，其中液体分离器构造为当气流离开发动机时接收气流中携带的清洁液，且从所述气流分离清洁液。
25.用于处理来自发动机清洁的废液的处理装置，所述液体在发动机清洁操作期间被收集，其特征在于，所述装置包括：
设置为从所述液体中除去颗粒和离子的过滤器工具(47，49)。
26.根据权利要求25所述的处理装置，其中所述处理装置还包括设置为收集和储存由所述过滤器工具(47，49)处理的液体的液体储存工具(303)。
27.根据权利要求25所述的处理装置，其中所述过滤器工具(47，49)包括：
设置为从所述液体除去颗粒的第一过滤器工具(47);和
设置为从所述液体除去离子的第二过滤器工具(49)。
28.根据权利要求25所述的处理装置，其中所述处理装置还包括设置为泵送液体到所述过滤器工具(47，49)的泵送工具(43)。
29.根据权利要求27所述的处理装置，其中所述第一过滤器工具(47)为沉淀类型的过滤器。
30.根据权利要求27所述的处理装置，其中所述第二过滤器工具(49)为金属微粒床类型的过滤器。
31.用于在所述发动机清洁操作期间服务发动机的可移动的拖车，包括配备有轮子的底盘，其特征在于，所述拖车包括：
设置在所述底盘上的根据权利要求1所述的系统;
用于相对于所述发动机(1)调整所述液体分离工具(31)和/或所述液体收集工具(302，36)和/或所述液体储存工具(303)的位置的调整工具(73)。
32.根据权利要求31所述的可移动的拖车，其中用于调整所述液体分离工具(31)的位置的所述调整工具(73)和用于相对于所述发动机(1)调整所述液体收集工具(302，36)和/或所述液体储存工具(303)的位置的所述调整工具设置为在垂直，水平，或侧向方向上调整所述位置。
33.根据权利要求31所述的可移动的拖车，其中所述液体分离工具(31)设置在支架上，支架设置在所述底盘上且支架包括用于调整所述液体分离工具(31)的位置的所述调整工具，所述调整工具为液压，气动或链驱动单元。
34.根据权利要求31所述的可移动的拖车，其中用于调整所述液体收集工具(302，36)的位置的所述调整工具设置在所述底盘上。
35.根据权利要求31所述的可移动的拖车，其中在清洁操作期间，发动机曲轴转动，由此促使气流通过发动机。
36.根据权利要求35所述的可移动的拖车，其中在发动机曲轴转动的同时，清洁液喷射到发动机的进口。
说明书
用于收集和处理来自发动机清洁的废水的系统和装置
技术领域
本发明总的涉及清洁喷气发动机领域，尤其使用诸如水和清洁剂或仅仅水之类的清洁液，更具体地，涉及用于收集和处理来自发动机清洁操作的废水的系统和装置及包括这种系统的可移动的拖车。
背景技术
作为飞行器发动机安装的燃气涡轮发动机包括压缩周围空气的压缩机，燃烧燃料和压缩的空气的燃烧室，及用于驱动压缩机的涡轮。膨胀燃烧气体驱动涡轮并也产生用于推进飞行器的推力。
类似喷气发动机的空气喷气机消耗大量空气。空气包含浮质或更大颗粒形式的外来颗粒，外来颗粒随后和气流一起进入发动机。颗粒的大部分将沿着气体通道穿过发动机并和废气一起离开。然而，具有粘到发动机气体通道内的部件的特性的颗粒，改变了发动机的空气动力特性，更具体地降低了发动机性能。在航空环境中发现的典型的污染物为花粉，昆虫，发动机废气，泄漏的发动机油，来自工业活动的碳氢化合物，来自近海的盐，来自飞行器除冰的化学物质和飞行器场地面诸如灰尘之类的物质。
粘到发动机气体通路内的部件上的污染物产生发动机污垢。气体通路污垢的结果是发动机以较低的效率运转。随着效率的降低，发动机较低效率运转并具有更高的排放物。污垢将导致必须燃烧更多的燃料以获得与清洁的发动机同样的推力。并且，发现伴随着更高的燃料消耗具有二氧化碳排放增加的环境缺陷。另外，更多的燃料被燃烧导致发动机燃烧室内更高的温度。伴随这种情况，高温暴露给发动机热的部件。更高的温度暴露将缩短发动机的寿命时间。更高的烘烤温度导致增加的NOx形成，其也是另一个环境缺陷。概括地说，弄脏的发动机的操作者遭受了降低的发动机寿命，不良的运转效率和更高的排放物的损害。航线操作者因此具有强烈的保持发动机清洁的动机。
已经发现与污垢斗争的唯一合理的方法是清洁发动机。清洁可通过引导来自橡胶软管的水流朝向发动机进口来实行。然而，这种方法由于过程的简单特性其成功受到限制。一个可选的方法是通过带有特殊喷嘴的歧管泵送引导朝向发动机进口表面的清洁液。在清洁期间，歧管暂时安装在发动机罩上或发动机轴锥形头部上。朝着发动机进口喷射清洁液的同时，通过使用其起动马达发动机轴曲轴转动。轴旋转增强了机械运动的清洁效果。轴旋转允许清洁液移过更大的表面区域并增强液体渗透进入发动机内部的能力。本方法在诸如涡轮喷气发动机，涡轮螺旋桨发动机，涡轮轴发动机，及混合或非混合的涡轮风扇发动机之类的大多燃气涡轮喷气发动机类型上证明是成功的。
燃气涡轮发动机的适当的清洁操作可通过观测清洁液在发动机出口离开发动机得到证实。在发动机出口，清洁液已经变成废液。废液可以作为倾泻到地面的液流离开发动机出口。可选地，废液可以以细小小滴由气流运送，其中气流是发动机轴旋转的结果。这种空气携带的液体在降落到地面之前可以运送相当大的距离。来自实际的清洁操作显示，废液将在大的表面区域上散布，通常超过发动机出口下游20米。不希望废液在地面上散布。本发明的目的为提供用于收集离开发动机的废液的一种方法和设备。
清洁时离开发动机的废液包括进入发动机的清洁液，连同释放的污垢物质，燃烧固体，压缩机和涡轮涂层材料，及油脂产物。这种废液可能是危险的。例如，收集自实际涡轮发动机清洁操作的水的分析显示含有镉。镉来自清洁操作期间释放的压缩机叶片涂层材料。镉是环境上很敏感的，不允许处置到排水道中。这种废液在下水道内处置之前必须经过处理以分离危险成分。
燃气涡轮飞行器发动机可以是诸如涡轮喷气发动机，涡轮螺旋桨发动机，涡轮轴发动机，及混合或非混合的涡轮风扇发动机之类的不同类型。这些发动机包含大的性能范围并可以包括不同的制造商的不同的设计细节。用于限定的服务的飞行器类型可以由不同的飞行器制造商提供，从而飞行器的设计和其发动机可以变化。并且，飞行器制造商可以对同样的飞行器类型提供不同的发动机设置。飞行器类型和来自不同飞行器制造商的大的发动机组合的可能性导致在设计适用于大多有翼的飞行器的收集和处理废清洁液系统上的实际问题。Testman，Jr.的美国专利5,899,217批露了发动机清洁回收系统，其限制于小的和特殊的涡轮螺旋桨发动机，因为用在该发明的容器不适用于从例如大的涡轮风扇发动机射出的气流。
收集来自发动机清洁的废水可以通过在发动机机舱下面悬挂类似收集器的帆布来实现。然而，产生钩到发动机上的任何东西的任何操作具有使发动机遭受损坏的缺点。
发明内容
因此，本发明的目的是提供能够收集和处理来自用于包括最大的飞行器种类的大范围的飞行器种类的发动机清洁的废水的方法和设备。
本发明的另一个目的为提供用于在处置废水前从其中除去危险的成分的方法和设备。
本发明的另一个目的为提供用于收集和处理来自在收集器装置和发动机之间没有物理接触的发动机清洁的废水的方法和设备。
本发明的另外一个目的为提供用于能够清洁发动机操作的方法和设备。
根据本发明，通过提供具有在主要技术方案中限定的特征的装置和系统达到了这些和其它目的。优选的实施例在附属的技术方案中限定。
根据本发明的第一个方面，提供用于收集和处理来自发动机清洁的废水的系统。系统包括用于在发动机清洁操做期间收集废液的收集装置，其中收集装置包括具有进口表面和出口表面的液体分离工具，其设置为从进入进口表面的气流分离清洁液，在发动机清洁操作期间气流从发动机射出;及用于收集来自液体分离工具的被分离的液体和来自清洁操作的离开发动机的液体的液体收集工具。并且，系统包括用于处理在清洁操作期间收集的废液的处理装置，其中处理装置包括设置为除去来自液体的颗粒和离子的过滤器工具，其中处理装置连接到收集装置，以引导废液从液体收集工具到处理装置，以在过滤器工具内处理。
根据本发明的第二个方面，提供在发动机清洁操作期间用于收集废液的收集装置，其中收集装置包括具有进口表面和出口表面的液体分离工具，其设置为从进入进口表面的气流中分离清洁液，其中气流在发动机清洁操作期间从发动机射出;及用于从液体分离工具收集已分离的液体和来源于清洁操作离开发动机的液体的液体收集工具。
根据本发明的第三个方面，提供用于处理在清洁操作期间收集的废液的处理装置，其中处理装置包括设置为从液体除去颗粒和离子的过滤器工具。
根据本发明的另一方面，提供用于在发动机清洁操作期间为发动机服务的可移动的拖车，其包括配备有轮子的底盘。拖车包括设置在底盘上的根据本发明的第一个方面的系统;用于调整相对于发动机的液体分离工具和/或液体收集工具和/或液体储存工具的位置的调整工具。
根据本发明的解决方案提供了优于现有解决方案的几个优点。一个优点是危险的颗粒，物质，或其他内容物类型，诸如释放的污垢物质，燃烧固体，压缩机和涡轮涂层材料，重金属和油脂产物，能以有效的和环保的方式从来源于清洁操作的废液中除去或分离。
另一个优点是有创造性的装置和系统可以和燃气涡轮飞行器发动机的不同类型和设计一起使用，诸如涡轮喷气发动机，涡轮螺旋桨发动机，涡轮轴发动机和混合或非混合的涡轮风扇发动机，并且，和来自不同制造商的不同飞行器类型和设计一起使用，因为对于具体的发动机和飞行器，装置和系统可以精确地调整。因此，本发明提供很高的适应度，因为一个系统可以用于所有的发动机和飞行器类型，即本发明提供普遍适用于大多有翼飞行器的废清洁液的收集和处理。这也带来了成本节约，因为同一个系统或包括该系统的可移动的拖车能用于发动机和飞行器的所有类型。
另外的优点是，在收集器装置和发动机之间没有物理接触，使得发动机的任何损坏可以避免。
本发明的另外的目的和优点将通过作为例子的实施例在下面论述。