特許 6374940 ガスタービンエンジン構成要素の音響洗浄

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6374940

(24)【登録日】2018年7月27日

(45)【発行日】2018年8月15日

(54)【発明の名称】ガスタービンエンジン構成要素の音響洗浄

(51)【国際特許分類】

   F01D 25/00 20060101AFI20180806BHJP

   F02C 7/00 20060101ALI20180806BHJP

   B08B 5/02 20060101ALI20180806BHJP

   B64F 5/30 20170101ALI20180806BHJP

   B64D 27/10 20060101ALI20180806BHJP

【ＦＩ】

   F01D25/00 R

   F01D25/00 V

   F02C7/00 A

   F02C7/00 F

   B08B5/02 A

   B64F5/30

   B64D27/10

【請求項の数】13

【外国語出願】

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2016-234616(P2016-234616)

(22)【出願日】2016年12月2日

(65)【公開番号】特開2017-115865(P2017-115865A)

(43)【公開日】2017年6月29日

【審査請求日】2017年2月13日

(31)【優先権主張番号】14/970,688

(32)【優先日】2015年12月16日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390041542

【氏名又は名称】ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ

(74)【代理人】

【識別番号】100137545

【弁理士】

【氏名又は名称】荒川 聡志

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(74)【代理人】

【識別番号】100113974

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 拓人

(72)【発明者】

【氏名】ピーター・アンドリュー・フリン

(72)【発明者】

【氏名】ブレント・ナウロース

【審査官】 高吉 統久

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０７−１８９７３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 英国特許出願公開第０２４９８６１８（ＧＢ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１４９９０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／１１６４０３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第６７６６８１３（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０８Ｂ ５／０２

Ｂ０８Ｂ ７／０２

Ｂ６４Ｄ ２７／１０

Ｂ６４Ｆ ５／３０

Ｆ０１Ｄ ２５／００

Ｆ０２Ｃ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガスタービンエンジン（１０）の構成要素を洗浄する方法であって、
ガスタービンエンジン（１０）の構成要素の洗浄場所（８９）であって、汚染物質が蓄積されていることを特徴とする洗浄場所（８９）に音響エミッタ（８４）を配置することと、
センサ（９８、９９）によって、洗浄場所（８９）の放射率を測定し、放射率を、汚染物質を消散させるように構成された周波数と関連づけることにより、所定の周波数を決定すること、
汚染物質を消散させるために、音響エミッタ（８４）を介して、所定の周波数の１以上の音響波（８８）を構成要素の洗浄場所（８９）に向けて放射することと、
を含み、
測定された放射率が高くなると、所定の周波数が低くなる、
方法。

【請求項2】

ガスタービンエンジン（１０）の入口（２０、５２、６４）、ポート（８２）、又は構成要素の冷却通路のうち、少なくとも１つ内に音響エミッタ（８４）を挿入することをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

音響波（８８）を照射した後、音響エミッタ（８４）によって、洗浄場所（８９）をすすぐことをさらに含む、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

所定の周波数の１以上の音響波（８８）を構成要素の洗浄場所（８９）に向けて放射することが、構成要素の洗浄場所（８９）に向けて音響波（８８）を移動させるために、放射中にガスタービンエンジン（１０）内に空気流を提供することを含む、請求項１から３のいずれかに記載の方法。

【請求項5】

所定の周波数が、約２ヘルツ（Ｈｚ）〜約１５００ヘルツ（Ｈｚ）の範囲である、請求項１から４のいずれかに記載の方法。

【請求項6】

ガスタービンエンジン（１０）が、航空機の航空機エンジンであることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の方法。

【請求項7】

航空機エンジンが、航空機の翼上に設置されている、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

ガスタービンエンジン（１０）の１以上の構成要素が、ガスタービンエンジン（１０）の圧縮機（２４）、高圧タービン（２８）、低圧タービン（３２）、燃焼器（２６）、燃焼室（６２）、燃料ノズル（８０）、１以上のタービンブレード、１以上の圧縮機ブレード（２５）、燃焼器ライナ、流路壁、タービンノズル又はベーン、圧縮機ベーン、ブースタ（２２）、タービンシュラウド、又はケーシングのうち、少なくとも１つを含む、請求項１から７のいずれかに記載の方法。

【請求項9】

ガスタービンエンジン（１０）の１以上の構成要素を洗浄するシステムであって、
ガスタービンエンジン（１０）の、汚染物質が表面に蓄積されている１以上の構成要素を洗浄するための１以上の音響波（８８）を発生させる音響エミッタ（８４）と、
音響エミッタ（８４）に接続され、音響エミッタ（８４）の周波数を制御するように構成されたコントローラ（９３）と、
コントローラ（９３）に通信可能に接続された１以上の放射率センサであって、１以上の構成要素の表面の放射率を検出するように構成された放射率センサと、
を備え、
音響エミッタ（８４）が、汚染物質を消散させるために、所定の周波数の１以上の音響波（８８）を１以上の構成要素に堆積された汚染物質に向けて導くように構成されており、
放射率が、表面に汚染物質が存在することを示し、コントローラ（９３）が、放射率を、汚染物質を消散させるように構成された周波数と関連づけるように構成されており、
検出された放射率が高くなると、所定の周波数が低くなる、
システム（８３）。

【請求項10】

音響エミッタ（８４）が、ガスタービンエンジン（１０）の入口（２０、５２、６４）
、ガスタービンエンジン（１０）のポート（８２）、又はガスタービンエンジン（１０）の構成要素の冷却通路のうち、少なくとも１つ内に適合するように構成されている、請求項９に記載のシステム（８３）。

【請求項11】

ガスタービンエンジン（１０）の１以上の構成要素を洗浄する携帯型装置であって、
所定の周波数の１以上の音響波（８８）を、ガスタービンエンジン（１０）の１以上の構成要素の洗浄場所（８９）であって、汚染物質が蓄積されていることを特徴とする洗浄場所（８９）に向けて導くように構成された音響エミッタ（８４）管と、
１以上の構成要素の表面の放射率を検出するように構成された放射率センサと、
音響エミッタ（８４）管の遠位端部に配置され、洗浄場所（８９）の近くに、音響エミッタ（８４）管を位置づけるように構成された関節接合ガイドと、
関節接合ガイドを制御する制御部と、
ユーザが、音響エミッタ（８４）管を位置づけるのを補助するように構成されたハンドルと、
を備え、
検出された放射率が高くなると、所定の周波数が低くなる、
携帯型装置。

【請求項12】

音響エミッタ（８４）管が、洗浄場所（８９）に洗浄液を送達するように、さらに構成されている、請求項１１に記載の携帯型装置。

【請求項13】

制御部が、洗浄場所（８９）をユーザに表示するように構成されたユーザインタフェースを備える、請求項１１または１２に記載の携帯型装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願の主題は、一般にガスタービンエンジンに関し、より詳細には、機体搭載状態のガスタービンエンジンの音響洗浄に関する。

【背景技術】

【0002】

ガスタービンエンジンは、一般的に、直列の流れの順に、圧縮機部分、燃焼器部分、タービン部分、及び排気部分を含む。運転中は、空気が圧縮機部分の入口に入り、圧縮機部分では、空気が燃焼器部分に達するまで、１以上の軸流圧縮機又は遠心圧縮機が空気を進行的に圧縮する。燃料は、圧縮空気と混合され、燃焼部分内で燃焼され、燃焼ガスを提供する。燃焼ガスは、タービン部分内に画成された高温ガス流路を通って燃焼部分から送られ、その後、タービン部分から排気部分を介して排出される。

【0003】

具体的構成では、タービン部分は、直列の流れの順に、高圧（ＨＰ）タービン及び低圧（ＬＰ）タービンを含む。ＨＰタービン及びＬＰタービンの各々は、タービンロータブレード、ロータディスク、及びリテーナ等の様々な回転タービン構成要素、並びにステータベーン又はノズル、タービンシュラウド、及びエンジンフレーム等の様々な固定タービン構成要素を含んでいる。回転及び固定タービン構成要素は、少なくとも部分的に、タービン部分を通る高温ガス通路を画成する。高温ガス通路を通る燃焼ガス流として、熱エネルギーが、燃焼ガスから回転及び固定タービン構成要素に移送される。

【0004】

運転中、環境粒子がエンジン構成要素上に堆積する。このような堆積は、構成要素の冷却効果の低下、及び／又は金属との腐食反応、及び／又はエンジン構成要素コーティング、並びに航空機エンジン構成要素の汚損や劣化につながる可能性がある。したがって、粒子又は汚染物質の蓄積は、早期の損傷及び／又はエンジン寿命の低減につながる可能性がある。また、かなり堆積すると、エンジンを航空機の翼から除去しなければならなくなる場合があり、これは時間がかかり、高価なものとなり得る。

【0005】

したがって、ガスタービンエンジンの機体搭載状態の洗浄は、整備工場レベルの洗浄と比較して重要な価値命題となっている。したがって、本開示は、上述の問題に対処する音響洗浄を対象とする。より具体的には、本開示は、ガスタービン構成要素の機体搭載状態の洗浄に特に有用な、ガスタービン構成要素を音響洗浄するシステム及び方法を対象とする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】米国特許出願２０１５／００８３１６９号明細書

【発明の概要】

【0007】

本発明の態様及び利点は、以下の説明において部分的に述べられ、又は当該説明から明らかであり、又は本発明の実施により学ぶことができる。

【0008】

一態様において、本開示は、ガスタービンエンジンの構成要素を洗浄する方法を対象とする。この方法は、ガスタービンエンジンの構成要素の洗浄場所に音響エミッタを配置することを含む。例えば、洗浄場所は、汚染物質が蓄積されていることを特徴とする。したがって、この方法は、汚染物質を消散させるために、音響エミッタを介して、所定の周波数の１以上の音響波を構成要素の洗浄場所に向けて放射することを含む。

【0009】

別の態様では、本開示は、ガスタービンエンジンの１以上の構成要素を洗浄するためのシステムを対象とする。このシステムは、１以上の音響波を、ガスタービンエンジンの、１以上の構成要素に向けて発生させる音響エミッタと、音響エミッタに通信可能に接続されたコントローラとを備える。より具体的には、構成要素は、通常、その１以上の表面に堆積された汚染物質の蓄積を有している。したがって、音響エミッタは、汚染物質を消散させるために、所定の周波数の１以上の音響波を、１以上の構成要素に蓄積された汚染物質に向けて導くように構成されている。システムは、本明細書に記載されている、任意の追加の特徴を含むことができることも理解されたい。

【0010】

さらに別の態様において、本開示は、ガスタービンエンジンの１以上の構成要素を洗浄する携帯型音響エミッタ装置を対象とする。この携帯型音響エミッタ装置は、１以上の音響波を、ガスタービンエンジンの１以上の構成要素の洗浄場所に向けて導くように構成された音響エミッタ管を備えている。上述のように、洗浄場所は、通常、汚染物質が蓄積されていることを特徴とする。この携帯型音響エミッタ装置は、音響エミッタ管の遠位端部に配置され、洗浄場所の近くに音響エミッタ管を位置づけるように構成された関節接合ガイドをさらに備えている。また、携帯型音響エミッタ装置は、関節接合ガイドを制御する制御部を備えている。この携帯型音響エミッタ装置は、ユーザが音響エミッタ管を位置づけるのを補助するように構成されたハンドルをさらに備えていてもよい。この装置は、本明細書で説明するような、付加的な特徴の内、任意のものを備えることができることも理解されたい。

【0011】

本発明の、これら及び他の特徴、態様、及び利点は、以下の説明及び添付の特許請求の範囲を参照することによってより良く理解されるであろう。添付の図面は、本明細書に組み込まれて、本明細書の一部を構成し、本発明の実施形態を例示し、説明と共に本発明の原理を説明するのに役立つ。

【0012】

最良の態様を含み、当業者に向けられる、本発明の、完全で、本発明を実行可能にする開示は、本明細書に記載されているが、本明細書は、以下の添付の図面を参照している。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本開示に係るガスタービンエンジンの一実施形態の概略断面図である。

【図2】本開示に係る１以上のガスタービンエンジン構成要素の音響洗浄用に構成されたシステムの一実施形態の概略図である。

【図3】本開示に係るガスタービンエンジンの１以上の構成要素を音響洗浄する方法の一実施形態のフロー図である。

【図4】本開示に係る音響エミッタのガスタービンエンジンコントローラ又は制御部に備えることができる適切な構成要素の一実施形態のブロック図である。

【図5】ガスタービンエンジンの圧縮機の一実施形態の部分断面図であり、本開示に係る圧縮機のポートに挿入されている音響エミッタの音響エミッタ管を特に示す図である。

【図6】図５の一部の詳細図であり、本開示に係るガスタービンエンジン構成要素の洗浄場所に向けて音響波を放射する音響エミッタ管の遠位端部にある関節接合ガイドを特に示す。

【図7】図５の一部の詳細図であり、特に本開示に係るガスタービンエンジン構成要素の洗浄場所に向けて洗浄液を放射する音響エミッタ管の遠位端部にある関節接合ガイドを特に示す。

【図8】本開示に係る、周波数（ｘ軸）対放射率（ｙ軸）の一実施形態のグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

ここで、本発明の実施形態を詳細に参照するが、実施形態の１以上の例が図示されている。各例は、本発明を限定するものではなく、例示として提供される。実際には、本発明の範囲又は趣旨から逸脱することなく、本発明に様々な修正及び変更が可能であることは、当業者には明らかであろう。例えば、一実施形態の一部分として図示又は説明される特徴を別の実施形態と共に用いると、さらに別の実施形態を得ることができる。本発明は、添付の特許請求の範囲及びその均等物の範囲内に入るような修正形態及び変更形態を含むことが意図されている。

【0015】

本明細書では、「第１」、「第２」、「第３」の用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別するために、交換可能に使用することができ、個々の構成要素の位置又は重要性を意味するものではない。

【0016】

「上流」や「下流」の用語は、流体通路内の流体の流れに対する相対的な方向を示している。例えば、「上流」は、流体が流れる源となる方向を指し、「下流」は、流体が流れる先となる方向を指す。

【0017】

「近位」及び「遠位」という位置に関する用語は、音響エミッタの様々な構成要素を互いに対して、またガスタービンエンジンに対して方向付けるために本明細書で使用されている。「遠位」とは、ガスタービンエンジンに最も近い方向を指すのに対し、「近位」は、反対の方向を指す。

【0018】

一般に、本開示は、音響技術を用いてガスタービンエンジン構成要素を洗浄するシステム及び方法を対象とする。より具体的には、一実施形態では、方法は、ガスタービンエンジンの構成要素の洗浄場所の近くに音響エミッタを配置することを含んでもよい。例えば、構成要素の洗浄場所は、構成要素の表面に汚染物質が蓄積されていることを特徴とする。したがって、方法は、汚染物質を消散させるために、音響エミッタによって、所定の周波数の音響波を構成要素の洗浄場所に向けて放射することを含む。本明細書において用いられる場合、用語「汚染物質」は、一般に、構成要素の機能性を低下させるように表面に、汚損や異物の付着を引き起こし得る任意の材料又は粒子を包含する。例示的な汚染物質は、ごみ、ほこり、泥、粒子等を含んでもよいが、これらに限定されるものではない。

【0019】

本開示は、従来技術に存在しない様々な利点を提供する。例えば、本開示によるガスタービンエンジンは、機体搭載状態で、本来の場所で、及び／又はオフサイトで洗浄することができる。さらに、本開示の音響洗浄方法は、冷却通路及び／又はガスタービンエンジン構成要素の外面における粒子状堆積物の機械的除去及び化学的除去を同時に提供する。さらに、本開示の方法は、洗浄効果を向上させ、エンジン時間飛行耐久性に重大な影響を及ぼす。

【0020】

図面を参照すると、図１が、本開示に係るガスタービンエンジン１０（高バイパス式）の一実施形態の概略断面図を示す。より具体的には、ガスタービンエンジン１０は、例として航空機エンジンを含んでいてもよい。図示されているように、ガスタービンエンジン１０は、参考のために、ガスタービンエンジン１０を貫通する軸方向長手方向中心軸線１２を有している。さらに、図示されるように、ガスタービンエンジン１０は、符号１４で特定されるコアガスタービンエンジン、及びコアガスタービンエンジン１４の上流に配置されたファン部分１６を備えることが好ましい。コアエンジン１４は、通常、環状入口２０を画成する略管状の外側ケーシング１８を備える。外側ケーシング１８は、また、コアエンジン１４に流入する空気の圧力を第１圧力レベルまで上昇させるブースタ２２を収容し、支持する。高圧多段軸流圧縮機２４は、ブースタ２２から加圧空気を受け、さらに空気の圧力を上昇させる。圧縮機２４は、タービンエンジン１０内の空気を導き、圧縮する機能を有する、回転ブレード２５、及び固定ベーン２７（図５及び図７）を備える。加圧空気は燃焼器２６に流れ、燃焼器２６において、燃料が加圧空気ストリーム内に噴射され、着火されて、加圧空気の温度及びエネルギーレベルを上昇させる。高圧圧縮機２４を駆動するために、高エネルギー燃焼生成物は、第１（高圧）駆動シャフト３０を介して、燃焼器２６から第１（高圧）タービン２８に流れ、その後、ブースタ２２及びファン部分１６を駆動するために、第１駆動シャフト３０と同軸の第２（低圧）駆動シャフト３４を介して、第２（低圧）タービン３２に流れる。タービン２８、３２の各々を駆動した後に、燃焼生成物は、排気ノズル３６を介してコアエンジン１４から出て、エンジン１０のジェット推進スラストの少なくとも一部を提供する。

【0021】

ファン部分１６は、環状のファンケーシング４０によって囲まれた回転可能な軸流ファンロータ３８を備える。ファンケーシング４０は、複数の、実質的に半径方向に延在し、円周方向に間隔を置いて設けられた出口案内ベーン４２によって、コアエンジン１４から支持されていることが理解されよう。このようにして、ファンケーシング４０は、ファンロータ３８及びファンロータブレード４４を収容している。ファンケーシング４０の下流側部分４６は、コアエンジン１４の外側部分上に延在して、二次的な、すなわちバイパス用の空気流導管４８を形成する。空気流導管４８は、付加的なジェット推進スラストをもたらす。

【0022】

流れの観点からは、矢印５０によって表された初期空気流は、入口５２を通ってガスタービンエンジン１０に入り、ファンケーシング４０に到ることが理解されるであろう。気流は、ファンロータブレード４４を通り、空気流導管４８を通って移動する第１空気流（矢印５４で表す）と、ブースタ２２に入る第２空気流（矢印５６で表す）とに分離する。

【0023】

第２圧縮空気流５６の圧力が上昇し、矢印５８によって表されるように高圧圧縮機２４に入る。燃料と混合され、燃焼器２６で燃焼した後、燃焼生成物６０は、燃焼器２６を出て、第１タービン２８を通って流れる。その後、燃焼生成物６０は、第２タービン３２を通って流れ、排気ノズル３６を出て、ガスタービンエンジン１０の推力の少なくとも一部分を提供する。

【0024】

さらに図１を参照すると、燃焼器２６は、長手方向中心軸線１２と同軸である環状燃焼室６２、並びに入口６４及び出口６６を備える。上述のように、燃焼器２６は、高圧圧縮機排出口６９から加圧空気の環状ストリームを受ける。この圧縮機吐出空気の一部は、ミキサ（不図示）に流入する。燃料は、燃料ノズル８０から噴射されて空気と混合され、燃焼のために燃焼室６２に供給される燃料空気混合気を形成する。燃料空気混合気の点火は適切な点火器によって行われ、結果として生じる燃焼ガス６０は、環状の第１段タービンノズル７２に向かって軸方向に流れ、第１段タービンノズル７２に流れ込む。ノズル７２は、環状流路によって画成される。環状流路は、複数の、半径方向に延在し、円周方向に間隔を置いて設けられたノズルベーン７４を備える。ノズルベーン７４は、ガスが角ばって流れ、第１タービン２８の第１段タービンブレードに衝突するようにガスを回す。図１に示すように、第１タービン２８は、第１駆動シャフト３０を介して高圧圧縮機２４を回転させることが好ましく、低圧タービン３２は、第２駆動シャフト３４を介してブースタ２２及びファンロータ３８を駆動することが好ましい。

【0025】

燃焼室６２は、エンジンの外側ケーシング１８内に収容され、燃料は１以上の燃料ノズル８０によって燃焼室６２内に供給される。より具体的には、液体燃料は、燃料ノズル８０のステム内の１以上の通路又は導管を通って移送される。

【0026】

ガスタービンエンジン１０の運転中、汚染物質はエンジン構成要素上に堆積される。このような堆積は、構成要素の冷却効率の低下、及び／又は金属との腐食反応、及び／又はエンジン構成要素コーティング、並びに航空機エンジン構成要素の汚損や劣化につながる可能性がある。したがって、本開示は、例えば図１で説明した構成要素等の、ガスタービンエンジン構成要素の音響洗浄のためのシステム８３（図２）及び方法１００（図３）を対象とする。例えば、特定の実施形態では、ガスタービンエンジン１０の構成要素は、本明細書で説明するようなエンジン１０の任意の構成要素を備えてもよい。任意の構成要素は、例えば、圧縮機２４、高圧タービン２８、低圧タービン３２、燃焼器２６、燃焼室６２、第１以上のノズル７２、８０、１以上のタービンブレード又はベーン４３、１以上の圧縮機ブレード２５又は圧縮機ベーン２７、流路壁、ブースタ２２、タービンシュラウド、ガスタービンエンジン１０の外側ケーシング１８等を含むがこれらに限られない。より具体的には、本システム８３（図２）により洗浄されるタービン構成要素は、一般に、その１以上の表面上に蓄積された汚染物質の蓄積を有し、そのうちの一部は、アクセスが困難であり得る。このように、本開示の洗浄システム及び洗浄方法は、航空機の翼上に設置された航空機エンジンを洗浄するために特に有用である。

【0027】

特に図２を参照すると、本開示による、ガスタービンエンジン１０の１以上の構成要素を洗浄するためのシステム８３の一実施形態の概略図が示されている。図示されているように、システム８３は、１以上の音響波８８（図６）を発生させる携帯型音響エミッタ８４と、音響エミッタ８４に通信可能に接続されたコントローラ９３とを備える。より具体的には、一実施形態では、音響エミッタ８４は、ガスタービンコントローラ９３に通信可能に接続された別のローカル制御部８７を備えてもよい。或いは、制御部８７は、エンジンコントローラ９３と一体であってもよい。さらなる実施形態では、音響エミッタ８４は、エンジンコントローラ９３によって直接制御されてもよい。さらに、図示したように、音響エミッタ８４は、音響波８８をガスタービンエンジン１０の構成要素の洗浄場所８９（図６及び図７）に向けるように構成された音響エミッタ管８５を備える。例えば、音響エミッタ管８５は、エンジン１０の入口（例えば、環状入口２０、５２、又は６４）、エンジン１０の１以上のポート８２（図５）、及び／又は、エンジン１０の構成要素の１以上の冷却通路に、音響エミッタ管８５を容易に挿入できるような直径及び／又は長さを有している。より具体的には、図５に示すように、音響エミッタ管８５は、エンジン１０のポートに挿入されるものとして例示される。

【0028】

さらに、ローカル制御部８７は、エミッタ８４の様々な特徴及び／又は動作モードを制御するように構成されている。例えば、図２に示すように、音響エミッタ８４は、音響エミッタ管８５をエンジン構成要素の洗浄場所８９の近くに位置づけるために、音響エミッタ管８５の遠位端部に配置された関節接合ガイド８６を有していてもよい。より具体的には、制御部８７は、目標とする洗浄場所８９の近傍に選択的にガイド８６を位置づけることができるように、関節接合ガイド８６を制御するように構成されていてもよい。したがって、ガイド８６は、汚染物質を消散させるために、所定周波数の音響波８８を洗浄場所８９に向けるように構成されている。さらなる実施形態では、例えば図２に示すように、音響エミッタ８４は、複数の関節接合ガイド８６を備えてもよい。

【0029】

特定の実施形態では、制御部８７は、洗浄場所８９の表示をユーザに提供する、ユーザインタフェース９１及びオプションのキーパッドを備えてもよい。ユーザは、洗浄の現場で音響波８８を放射する際の音響エミッタ管８５を見ることができる。したがって、ユーザは、必要に応じて洗浄場所８９を変更又は調節するために、関節接合ガイド８６を調節する（図６の点線で示すように）ためにキーパッドを使用することができる。さらなる実施形態では、音響エミッタ８４は、ユーザが音響エミッタ管８５をエンジン構成要素の近傍に位置づけるのを補助するように構成されたハンドルをさらに備えてもよい。

【0030】

特に図４を参照すると、本開示によるコントローラ９３及び／又は制御部８７に備えてもよい好適な構成要素の一実施形態のブロック図が示されている。図示されているように、コントローラ９３は、様々なコンピュータ実装された機能（例えば、本明細書に開示したような方法、ステップ、計算等の実行、及び関連するデータの格納）を実行するように構成された１以上のプロセッサ９４及び関連づけられた記憶装置９５を備えてもよい。また、コントローラ９３は、コントローラ９３と、ガスタービンエンジン１０の様々な構成要素、又は制御部８７との間の通信を容易にするための通信モジュール９６を、さらに備えることができる。さらに、通信モジュール９６は、１以上のセンサ９８、９９から送信された信号を、プロセッサ９４が理解及び処理することができる信号に変換することを可能にするセンサインタフェース９７（例えば、１以上のアナログ／デジタル変換器）を備えることができる。センサ９８、９９は、任意の適切な手段を用いて通信モジュール９６に通信接続することができることを理解されたい。例えば、図４に示すように、センサ９８、９９は、有線接続を介してセンサインタフェース９７に接続される。しかし、他の実施形態では、センサ９８、９９は、当技術分野で知られている任意の適切な無線通信プロトコルを用いること等によって、無線接続を介してセンサインタフェース９７に接続することができる。したがって、プロセッサ９４は、センサ９８、９９から１以上の信号を受信するように構成することができる。

【0031】

センサ９８、９９は、任意の適切なセンサを含むことができることを理解されたい。例えば、一実施形態では、システム８３は、コントローラ９３及び／又は制御部８７に通信可能に接続された１以上の放射率センサを備えてもよい。より具体的には、放射率センサ（例えば、センサ９８、９９）は、１以上の構成要素の表面の放射率を検出するように構成することができる。測定された放射率は、表面にある汚染物質の量の指標を与えるように構成されている。したがって、制御部８７（又はコントローラ９３）は、放射率を、汚染物質を消散させるように構成された周波数と関連づけるように構成されていてもよい。これは、図８を参照してより詳細に説明される。

【0032】

本明細書で用いる場合、「プロセッサ」という用語は、当技術分野においては、コンピュータに含まれていると言われる集積回路だけでなく、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラマブル論理コントローラ（ＰＬＣ）、特定用途向け集積回路、及びその他のプログラム可能な回路を指す。また、記憶装置９５は、一般にメモリ素子を備え、メモリ素子は、コンピュータ可読媒体（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ））、コンピュータ可読不揮発性媒体（例えば、フラッシュメモリ）、クラウドストレージ、フロッピーディスク、コンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光磁気ディスク（ＭＯＤ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）及び／又は他の適切なメモリ素子からなるメモリ素子を含むことができるが、これらに限定されない。このような記憶装置９５は、一般に、適切なコンピュータ可読命令を記憶するように構成されており、コンピュータ可読命令は、プロセッサ９４によって実行されると、エンジン及び／又は音協エミッタ８４を制御することを含む様々な機能を実行するコントローラ９３（又は制御部８７）を構成する。

【0033】

ここで図３を参照すると、ガスタービンエンジン（例えば図１に示すガスタービンエンジン１０のような）の１以上の構成要素を、機体搭載状態で洗浄する方法１００の一実施形態のフロー図が示されている。１０２で示すように、方１０２で示すように、方法１００は、ガスタービンエンジン１０の構成要素の洗浄場所８９に（図５〜７）、又はガスタービンエンジン１０の構成要素の表面の近くに、音響エミッタ８４（図３）を配置することを含む。洗浄場所８９は、任意の適切な表面、通路、又は類似する任意のガスタービン構成要素のであってもよく、通常、構成要素に汚染物質が蓄積されていることを特徴とする。例えば図５〜７に示すように、構成要素は、圧縮機２４、及び洗浄場所８９を含み、洗浄場所８９は、回転圧縮機ブレード２５と固定ベーン２７との間の領域に対応している。こうして、図示するように、エンジン１０の構成要素の洗浄場所８９に音響エミッタ８４を配置するステップは、音響エミッタ８４の音響エミッタ管８５をエンジン１０の入口（例えば環状入口２０、５２、６４）エンジン１０の１以上のポート８２、及び／又はエンジン１０の構成要素の１以上の冷却通路内に挿入することを含んでもよい。したがって、方法１００は、アクセスが困難な内部エンジン構成要素を洗浄するのに特に有用である。

【0034】

さらに、図２に示すように、方法１００は、汚染物質を消散させるために、音響エミッタ８４を介して、所定の周波数の１以上の音響波８８を構成要素の洗浄場所８９に向けて放射することをさらに含む。いくつかの実施形態では、所定の周波数は、約２ヘルツ（Ｈｚ）〜約１５００Ｈｚ、より好ましくは約２Ｈｚ〜約８００Ｈｚの範囲とすることができる。より具体的には、いくつかの実施形態では、所定の周波数の１以上の音響波８８を構成要素の洗浄場所８９に向けて放射するステップは、構成要素の洗浄場所８９に向けて音響波８８を移動させるために、放射中にガスタービンエンジン１０内に空気流を提供することを含んでもよい。より具体的には、方法１００は、ガスタービンエンジン１０の構成要素を通るように音響波８８を移動させる空気流を提供するために、音響波８８の放射中にエンジン１０を動かすことを含んでいてもよい。代替的又は付加的に、所定の周波数の１以上の音響波８８を構成要素の洗浄場所８９に向けて放射するステップは、ガスタービンエンジン１０の構成要素を通るように音響波８８を移動させる空気流を提供するために１以上の外部圧力源を用いることを含んでもよい。例えば、いくつかの実施形態では、外部圧力源は、ファン、送風機等を含むことができる。

【0035】

汚染物質を消散させるのに十分な時間、音響波８８を与えた後、方法１００は、洗浄場所８９をすすぐことを含んでもよい。例えば、図７に示すように、音響エミッタ管８５は、洗浄液９２を洗浄場所８９に送達するように構成してもよい。したがって、洗浄液は、構成構成要素の表面から、消散した汚染物質をすすぐように構成されている。

【0036】

ここで図８を参照すると、方法１００は、センサ（例えばセンサ９８、９９）によって洗浄場所８９の放射率を測定し、この放射率を、汚染物質を消散させるように構成された周波数と関連づけることによって、所定の周波数を決定することをさらに含んでもよい。例えば、表１及び図８のグラフに示すように、放射率は、汚染物質を消散させるために理想的な周波数と関連づけることができる。より具体的には、表１に示すように、金属（例えば、アルミニウム、銅、銀等）は、通常、低い放射率を有するが、汚染物質と同様の組成の、石（例えばアスファルト、レンガ、石灰石、大理石、石膏等）は、高い放射率を有する。したがって、汚染物質が存在すると、エミッタ８４に対して適切な周波数値に関連づけることができる、より高い放射率値を有するセンサ測定値が得られる。

【0037】

【表1】

したがって、放射率は、反射率の逆数（例えば、線１０６により示されるように）であるため、高い放射率値は、エンジン構成構成要素に存在する汚染物質の量が多いことを示す。したがって、汚染物質を消散させるためには、構成要素に低周波数の音響波が供給されてもよい。同様に、低い放射率値は、エンジン構成構成要素に存在する汚染物質の量が少ないことを示し、高周波音響波で処理することができる。

【0038】

本明細書は、最良の態様を含めて本発明を開示すると共に、任意の装置又はシステムを製造及び使用すること、並びに任意の組み込まれた方法を実行することを含む、本発明を実施することが、いかなる当業者にも可能となるように、例を用いている。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者に想起される他の例を含み得る。このような他の例が、特許請求の範囲の文字通りの文言と異ならない構造要素を有する場合、又は、それらが特許請求の範囲の文字通りの文言と実質的な差異がなく、均等な構造要素を含む場合には、このような他の例は特許請求の範囲内であることを意図している。
［実施態様１］
ガスタービンエンジン（１０）の構成要素を洗浄する方法であって、
ガスタービンエンジン（１０）の構成要素の洗浄場所（８９）であって、汚染物質が蓄積されていることを特徴とする洗浄場所（８９）に音響エミッタ（８４）を配置することと、
汚染物質を消散させるために、音響エミッタ（８４）を介して、所定の周波数の１以上の音響波（８８）を構成要素の洗浄場所（８９）に向けて放射することとを含む方法。
［実施態様２］
ガスタービンエンジン（１０）の入口（２０、５２、６４）、ポート（８２）、又は構成要素の冷却通路のうち、少なくとも１つ内に音響エミッタ（８４）を挿入することをさらに含む実施態様１に記載の方法。
［実施態様３］
センサ（９８、９９）によって、洗浄場所（８９）の放射率を測定し、放射率を、汚染物質を消散させるように構成された周波数と関連づけることにより、所定の周波数を決定することをさらに含む実施態様１に記載の方法。
［実施態様４］
音響波（８８）を照射した後、音響エミッタ（８４）によって、洗浄場所（８９）をすすぐことをさらに含む実施態様１に記載の方法。
［実施態様５］
所定の周波数の１以上の音響波（８８）を構成要素の洗浄場所（８９）に向けて放射することが、構成要素の洗浄場所（８９）に向けて音響波（８８）を移動させるために、放射中にガスタービンエンジン（１０）内に空気流を提供することを含む、実施態様１に記載の方法。
［実施態様６］
所定の周波数が、約２ヘルツ（Ｈｚ）〜約１５００ヘルツ（Ｈｚ）の範囲である、実施態様１に記載の方法。
［実施態様７］
ガスタービンエンジン（１０）が、航空機の航空機エンジンであることを特徴とする。実施態様１に記載の方法。
［実施態様８］
航空機エンジンが、航空機の翼上に設置されている、実施態様７に記載の方法。
［実施態様９］
ガスタービンエンジン（１０）の１以上の構成要素が、ガスタービンエンジン（１０）の圧縮機（２４）、高圧タービン（２８）、低圧タービン（３２）、燃焼器（２６）、燃焼室（６２）、燃料ノズル（８０）、１以上のタービンブレード、１以上の圧縮機ブレード（２５）、燃焼器ライナ、流路壁、タービンノズル又はベーン、圧縮機ベーン、ブースタ（２２）、タービンシュラウド、又はケーシングのうち、少なくとも１つを含む、実施態様１に記載の方法。
［実施態様１０］
ガスタービンエンジン（１０）の１以上の構成要素を洗浄するシステムであって、
ガスタービンエンジン（１０）の、汚染物質が表面に蓄積されている１以上の構成要素を洗浄するための１以上の音響波（８８）を発生させる音響エミッタ（８４）と、
音響エミッタ（８４）に接続され、音響エミッタ（８４）の周波数を制御するように構成されたコントローラ（９３）とを備え、
音響エミッタ（８４）が、汚染物質を消散させるために、所定の周波数の１以上の音響波（８８）を１以上の構成要素に堆積された汚染物質に向けて導くように構成されている、システム（８３）。
［実施態様１１］
音響エミッタ（８４）が、ガスタービンエンジン（１０）の入口（２０、５２、６４）、ガスタービンエンジン（１０）のポート（８２）、又はガスタービンエンジン（１０）の構成要素の冷却通路のうち、少なくとも１つ内に適合するように構成されている、実施態様１０に記載のシステム（８３）。
［実施態様１２］
ガスタービンエンジン（１０）の１以上の構成要素を通るように、音響波（８８）を移動させる空気流を提供するように構成された１以上の圧力源をさらに含む実施態様１１に記載のシステム（８３）。
［実施態様１３］
コントローラ（９３）が、約２ヘルツ（Ｈｚ）と約１５００Ｈｚとの間に、音響エミッタ（８４）の所定の周波数を維持するように構成される、実施態様１０に記載のシステム（８３）。
［実施態様１４］
コントローラ（９３）に通信可能に接続された１以上の放射率センサであって、１以上野構成要素の表面の放射率を検出するように構成された放射率センサをさらに備え、放射率が、表面に汚染物質が存在することを示し、コントローラ（９３）が、放射率を、汚染物質を消散させるように構成された周波数と関連づけるように構成されている、実施態様１３に記載のシステム（８３）。
［実施態様１５］
ガスタービンエンジン（１０）が、航空機の航空機エンジンであり、航空機エンジンが航空機の翼上に設置されている、実施態様１０記載のシステム（８３）。
［実施態様１６］
ガスタービンエンジン（１０）の１以上の構成要素が、ガスタービンエンジン（１０）の圧縮機（２４）、高圧タービン（２８）、低圧タービン（３２）、燃焼器（２６）、燃焼室（６２）、燃料ノズル（８０）、１以上のタービンブレード、１以上の圧縮機ブレード（２５）、燃焼器ライナ、流路壁、タービンノズル又はベーン、圧縮機ベーン、ブースタ（２２）、タービンシュラウド、又はケーシングのうち、少なくとも１つを含む、実施態様１０記載のシステム（８３）。
［実施態様１７］
ガスタービンエンジン（１０）の１以上の構成要素を洗浄する携帯型装置であって、
１以上の音響波（８８）を、ガスタービンエンジン（１０）の１以上の構成要素の洗浄場所（８９）であって、汚染物質が蓄積されていることを特徴とする洗浄場所（８９）に向けて導くように構成された音響エミッタ（８４）管と、
音響エミッタ（８４）管の遠位端部に配置され、洗浄場所（８９）の近くに、音響エミッタ（８４）管を位置づけるように構成された関節接合ガイドと、
関節接合ガイドを制御する制御部と、
ユーザが、音響エミッタ（８４）管を位置づけるのを補助するように構成されたハンドルとを備える携帯型装置。
［実施態様１８］
携帯型装置の音響エミッタ（８４）管が、ガスタービンエンジン（１０）の入口（２０、５２、６４）、ガスタービンエンジン（１０）のポート（８２）、又はガスタービンエンジン（１０）の１以上の構成要素の冷却通路のうち、少なくとも１つを介して洗浄場所（８９）にアクセスするように構成されている、実施態様１７に記載の携帯型装置。
［実施態様１９］
音響エミッタ（８４）管が、洗浄場所（８９）に洗浄液を送達するように、さらに構成されている、実施態様１７に記載の携帯型装置。
［実施態様２０］
制御部が、洗浄場所（８９）をユーザに表示するように構成されたユーザインタフェースを備える、実施態様１７に記載の携帯型装置。

【符号の説明】

【0039】

１０ ガスタービンエンジン
１２ 中心軸線
１４ コアエンジン
１６ ファン部分
１８ 外側ケーシング
２０ 環状入口
２２ ブースタ
２４ 圧縮機
２５ 圧縮機ブレード
２６ 燃焼器
２７ 圧縮機ベーン
２８ 第１タービン
３０ 第１駆動シャフト
３２ 第２タービン
３４ 第２駆動シャフト
３６ 排気ノズル
３８ ファンロータ
４０ ファンケーシング
４２ 案内ベーン
４３ タービンブレード／ベーン
４４ ロータブレード
４６ 下流側部分
４８ 空気流導管
５０ 矢印
５２ 入口
５４ 矢印
５６ 矢印
５８ 矢印
６０ 燃焼生成物
６２ 燃焼室
６４ 入口
６６ 出口
６８ 燃料ノズル先端組立体
６９ 排出口
７０ 燃料分配器先端部
７２ 第１段タービンノズル
７４ ノズルベーン
８０ 燃料ノズル
８２ ポート
８３ システム
８４ 音響エミッタ
８５ 音響エミッタ管
８６ 関節接合ガイド
８７ 制御部
８８ 音響波
８９ 洗浄場所／面
９０ ハンドル
９１ ユーザインタフェース
９２ 洗浄液
９３ コントローラ
９４ プロセッサ
９５ 記憶装置
９６ 通信モジュール
９７ センサインタフェース
９８ センサ
９９ センサ
１００ 方法
１０２ 方法ステップ
１０４ 方法ステップ
１０６ グラフ上の線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】