專利名稱：爆炸清潔設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)設(shè)備。更特別而言，本發(fā)明涉及工業(yè)設(shè)備的爆炸清潔
(d改onative cleaming )。
背景脈
表面污垢是:n^設(shè)備中的主要問題。這種設(shè)備包括爐(煤爐、油爐、廢物 爐，等等)，鍋爐，氣化器，反應(yīng)器，熱交換器，等等。通常，這種設(shè)備包括包 含內(nèi)部傳熱表面的容器，該內(nèi)部傳熱表面由于累積了粒子(例如煙灰、灰燼、 礦物和其它產(chǎn)物和燃燒的副產(chǎn)品聚集成例如爐渣和/或污垢等)而易于形鵬坭。 這種粒子積聚可能會逐漸妨礙設(shè)備運行、降低效率和生產(chǎn)量以及可能引起損害。 因此非常需要對設(shè)備進行清潔并且也要考慮許多相關(guān)因素。通常，難以直接接 近帶有污垢的表面。此外，為了保持收入，需要將工業(yè)設(shè)備停工期和與清潔工 作相關(guān)的成本減至最低。已經(jīng)提出了多種技術(shù)。
通過實例，提出了多種技術(shù)。美國匹茲堡能源中心能源部
(D&FG22-95MT95010)的Huque,Z ，礦渣的特性和煤氣化中使用脈沖爆炸 清除礦渣的文獻(報告日期03/01/97-06/30/97)中討論了一種可伸縮的脈沖爆 炸吹灰器。
Huque, Z.等在"使用脈沖爆炸波技術(shù)清渣的實驗研究") (DOE/HBCU/OMI Annual SymposiumJVliamiJ^UMarch 16-18,1999)的文獻中公 開了另外的技術(shù)。詳細的沖擊波技術(shù)由Hanjali6和Smajevi6在其以下出版物中 進行了描述《能量研究國際期刊》(第17巻，第583頁-595頁，1993年)的文 章"使用爆炸波清理鍋爐受熱面的進一步經(jīng)驗"和《美國機械工程師學(xué)會學(xué)報》 的用于燃氣機和電力的工程期刊中的文章"從暴露于污垢的表面清除沉淀的爆 炸波獄"G994年l月，第1巻，116223-236)。按照這種駄的示例'腿用， 此類系統(tǒng)常常被稱作"吹灰器"。在此所弓間以作為詳細參考的專利號為7011047 的美國專利，公開了數(shù)個結(jié)構(gòu)上和過程上的變化。
然而，在這個領(lǐng)域中仍存在許多需要進一步改進的可能
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一方面涉及用于清潔鄉(xiāng)內(nèi)的表面的設(shè)備。容鵬將容器內(nèi)部與容 器外部隔開并具有壁孔。該設(shè)備包括長管道，長管道具有上游第一端和下游第 二端。管道定位成將沖擊波從第二端導(dǎo)入容器內(nèi)部。燃料和氧化齊l鵬連接在管 道上，用于將燃料和氧化劑傳送至魏。弓撥器定位成引起燃料和氧化齊,燒。 管道包括第一部分和第一部分下游的第二部分。第二部分相對于第一部分是可 延伸和可收縮的，從而選擇性地將第二端定位在容器內(nèi)的所需位置上。管道下 游端包括中心體，定位該中心體以在誠軸對稱的方向上引導(dǎo)沖擊波。
在多種應(yīng)用中，致動器可以連接在管道第二部分，以相對于第一部分延伸 和收縮第二部分。所述第二部分可以是不可旋轉(zhuǎn)的(例如，既不，動器也不 是其他任一種被配置以使第二部件相對于第一部分環(huán)繞縱軸旋轉(zhuǎn)的致動器)。中 心體可以限定管道的唯一出口。該中心體大致上可以是軸對稱的，并且可以由 多個支柱保持。中心體可能在中心縱剖面內(nèi)有上游面凹陷并且該上游面大致上 是軸對稱的。
本發(fā)明公開內(nèi)容的另一方面涉及這樣的清潔設(shè)備，其中管道下 包括中
心體，該中心體定位成從大致為360。的開口引導(dǎo)沖擊波的，上。
本發(fā)明公開內(nèi)容的另一方面涉及一種方法，該方法用于清潔這種容器內(nèi)的
表面。沖擊波從大致上環(huán)繞管道的軸的開口中排出，該管道位于中心體與中心
體的，上游部分之間。
本發(fā)明的一個或更多實施例的詳細情況在附圖和以下詳細描述中進行闡
明。艦閱讀以下描述和附圖以及權(quán)禾腰求，將可以清楚本發(fā)明的其它特征、
目的和優(yōu)點。


圖1是吹灰M延伸狀態(tài)下的局部示意圖。
圖2是圖1中的吹灰器在收縮狀態(tài)下的局部示圖。
圖3是圖1中的吹灰器的出口端部分的橫向剖視圖。
圖4是第一劍戈型的吹灰器出口的局部示意的縱向咅艦圖。
圖5是第二替代型的吹灰器出口的局部示意的縱向剖視圖。
在各圖中，相同的附圖標記和標號指示相同的元4牛。
具體實施例方式
圖1示出一種具有相關(guān)吹灰器22的爐20，該吹灰器^容器(例如爐)壁24。也可能采用其它結(jié)構(gòu)(例如， 一組吹灰器，多個層面中每個層面上具有 一個或多個吹灰器，等等)。
吹灰器22包括長燃燒管道26，該長燃燒管道26圍繞/沿著軸500 ^離爐 壁24的上游端28向爐內(nèi)部31的下游端30延伸。在吹灰器運行時，位于tii 26內(nèi)的j^料/氧化劑混合物在接^i:游端28 (例如，在tit長度最上游的10% 內(nèi))開始燃燒從而引起爆炸波，該爆炸波作為沖擊波從下游端排出連同相關(guān)燃 '航體一繊來清潔內(nèi)部的表面。
所述吹灰器可以結(jié)合燃料/氧化劑源。這種源，或一種頓多其中的組分， 可以在各種吹灰器中M如果存在多樣的吹風(fēng)機。 一個示例性源包括液化或壓 縮氣體燃料缸32和氧氣缸34。在示例性實施例中，氧化劑為第一氧化劑，例如 基本純凈的氧?？梢浴筋D第二氧化劑柳麟二燃料(例如，美國專利7011047 中所公開的)。^示例性源M31適當(dāng)波導(dǎo)管(例如，包括閥門36和38)連接 于相關(guān)管道26上。作為選擇，所述的源可以預(yù)先混合燃料和Wit上游端的氧化 劑(例如并沿著單線向管道傳遞混合物(例如，顏程位置))。同樣地，所述 的吹灰器包括連棘激勵42的火花箱40，其用于開始燃燒燃料氧化齊嗨，， 并且其與源32 —起，由控制和監(jiān)控系統(tǒng)44雜制。
示例性管道26是可延伸的魏，具有近端部50和相對于近端部50可延伸 和可收縮(可縮進)的遠端部52。多種可延伸結(jié)構(gòu)可以從蒸^行的吹灰器中 得知。示例性上游端28髓部件50并且示例性下游端30 、髓部件52。所述部 件50還包括它本身的下游端54。所述部件52還包括它本身的上游端56?？梢?在部件50和52之間提供密封件60?？梢蕴峁┲聞悠?2用來延伸和收縮下游部 件52。致動器62可以包括氣動，、鵬，或電氣健傳繊，或者可以包括用動 力推動的車架。上游部件50和Wit在總體上也可以由其他的致動器或類似物(未 示出)來移動。
示例性部件52包括聯(lián)合體，該S^體由管70和與管70的下游邊74相毗 鄰的中心體72組成。中心體72包括主要的/上游末端/尖端76。下游叉開的偵幢 78 iA^端76向下游延伸到端面80上，該端面80具有外圍或，緣82。示例 '^jC端76位于邊緣74的略微上游的位置。中心體72被管70經(jīng)多個支柱90保 持。朝著環(huán)狀出口向夕卜放射狀的幵口 92在邊緣74和中心體的邊緣82之間形成。 示例性開口92可以位于接近被清潔的表面的位置。在該例舉的實施例中，出口92在容器內(nèi)部31內(nèi)的呈一對的兩個束100和102之間。
圖l示出了相對地延伸位置，而圖2示出了相對收鄉(xiāng)縮進位置。在示例性 清潔周期中，部件52可以^M燒周期或在其中的聚集群之間逐鵬延伸或收縮。 每次燃燒由于燃燒過程到爆炸過程的轉(zhuǎn)換產(chǎn)生波110，從而向下移動管道并且以 大致軸對稱的沖擊波112的方式從出口排出。然而典型的皿吹灰器包括一個
或兩個排出蒸汽的分離的徑向開口， m爆炸獲得的相當(dāng)高的可用動力便于大
致360° ,咄(例如，可能由于存在支柱導(dǎo)致了少量波動，該支柱占據(jù)了該圓 周總和的一小部分(例如，小于20%))。沖擊波通過中心體向外改變方向，從 而可以將大量機械壓力施加在中心體和支柱上。必須選擇足夠數(shù)量和足夠耐用 的支，拂來使結(jié)構(gòu)完整。然而，也需要限制支柱的干涉及燃燒產(chǎn)物的流動和沖 擊波的排出。示例性支柱可以是淚滴W流線型橫截面。
圖4示出可選擇的出口 160，該出口通過類似于喇叭狀的中心體162和外 傾的下游管下游端部164形成。
圖5示出一時由對稱的出口 ，其中管道下游部分分裂為兩1il像出口 180和 182。因此所述出口軸向?qū)?例如，用于區(qū)辨由向/縱向的空間分隔)并且完全 相反。比產(chǎn)生的軸對稱的沖擊波更強的一對相反的沖擊波被排出。出口的鏡像 性提供了反作用力平衡，該反作用力平衡不會以單個側(cè)向出口而存在，并且與 軸向上空間分隞偏移的開口相比，該反作用力更為平衡。這種鏡像幵口可以便 利地允許管道位于對稱面之間(例如，管道各個面上的管束用以同時清潔兩個 面)。
圖5中的分支管道可以這樣配置，從而提供更為局部的強沖擊波，該沖擊 波相比軸對稱的裝置具有更大范圍的影響。然而，為了包括沖擊波的整個范圍， 可能需要旋轉(zhuǎn)機械裝置以4吏下游部件圍繞其軸旋轉(zhuǎn)。
以本發(fā)明的一個或多個實施例進行了描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解可以作出 多種改變。例如，本教導(dǎo)適用于各種工業(yè)設(shè)備中以及各種吹灰器技術(shù)。這可能 包括重組現(xiàn)有的吹灰器配置或再徵麟現(xiàn)有的吹灰器。在可擴展的蒸汽吹灰器 的示例性再設(shè)計中，魏部分可由更堅固的部分來替代，并且燃料和氧化齊鵬 還有引發(fā)器可以同相關(guān)設(shè)備一起被添加?？梢詫⑼屑芎?或其它致動器、接入設(shè) 備和類似物保留下來。相關(guān)已有設(shè)備和技術(shù)的方面可能影響任何特定實現(xiàn)方式 的方面。燃燒魏可能是其它形狀(例如采用非直管道或其部段以便通過外部或內(nèi)部障礙物以及M或其部皿用非圓形，皿面)。相應(yīng)地，其它實施例也在 以下權(quán)利要*^內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于清潔容器內(nèi)部的表面的設(shè)備，該容器具有將容器外部與內(nèi)部隔開的容器壁和壁孔，所述設(shè)備包括長管道，具有上游第一端和下游第二端并且定位成用于將沖擊波從第二端導(dǎo)入容器內(nèi)部；以及燃料和氧化劑源，連接在管道上以便將燃料和氧化劑輸送至管道中；以及引發(fā)器，定位成引發(fā)燃料和氧化劑燃燒，其中管道包括第一部分和第一部分下游的第二部分，第二部分相對于第一部分是可延伸和可收縮的，從而選擇性地將第二端定位在容器內(nèi)的所需位置；以及管道下游端包括中心體，該中心體定位成以大致軸對稱地引導(dǎo)沖擊波。
2. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其特征在于還包括致動器，連接在tit第二部分i^而相對于第一部分延伸和收縮第二部分。
3. 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于既不是該致動器也不是任何其他的致動器配置成使第二部件相對于第一部 分環(huán)繞縱軸旋轉(zhuǎn)。
4. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其特征在于-中心體限定唯一的出口。
5. 力敝禾腰求l所述的設(shè)備，其特征在于中心體大1U:是軸對稱的，并且由多個支柱保持。
6. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其特征在于 中心體在中心縱剖面內(nèi)有上游面凹陷。
7. —種用于清潔容器內(nèi)的表面的設(shè)備，該容器具有將容默卜部與容器內(nèi)部隔開的容mi和壁孔，所述設(shè)備包括.-長管道，具有上游第一端和下游第二端并且定位成用于將沖擊波從第二端導(dǎo)入容器內(nèi)部；以及燃料和氧化齊臓，連接在魏上以便將燃料和氧化劑,至魏中；以及引發(fā)器，定位成引起燃料和氧化劑燃燒，其中魏包括第一部分和第一部分下游的第二部分、第二部分相對于第一部分是可延伸和可收縮的，從而選擇性地將第二端定位在容器內(nèi)的所需位置上；以 及管道下游端包括中心體，定位該中心體以從大致為360°的開口引導(dǎo)沖擊波。
8. 如權(quán)禾腰求7所述的錢，其特征在于，還包括致動器，連接在管道第二部分上，從而相對于第一部分延伸和收縮第二部分。
9. 一種用于清潔容器的容器內(nèi)的表面的設(shè)備，該容器具有將容默卜部與容 器內(nèi)部隔開的容，和壁孔，所述設(shè)備包括-長管道，具有上游第一端和下游第二端，并且定位成用于將沖擊波從第二 端導(dǎo)入容器內(nèi)部；以及燃料和氧化齊鵬，連接在魏上以便將燃料和氧化劑,至魏中；以及引發(fā)器，定位成引,料和氧化劑燃燒， 其特征在于，包括第一部分和第一部分下游的第二部分，第二部分相對于第一部分 是可延伸和可收縮的，從而選擇性地將第二端定位在容器內(nèi)的所需位置；以及 tit下游端包括一對軸向?qū)实某隹陂_口 。
10. 如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于出口的開口是徑向相反的。
11. 一種用于清潔具有將容默卜部與容器內(nèi)部隔開的容體和壁孔的容器 內(nèi)的表面的方法，i^,括將燃料和氧化劑弓l入長M中，該長，具有上游第一端和下游第二端， 第二端在容器內(nèi)部；引 料和氧化劑燃傲以及 將沖擊波從第二端排出到容器內(nèi)部中；其中排出來自于在中心體與中心體的難上游部分之間并大致環(huán)繞髓的軸線 的開口。
12. 如權(quán)禾腰求ll所述的方法，其特征在于魏包括第一部分和第一部分下游的第二部分，沿第二部分的中心體；以及該方法包括至少一個相對第一部分可延伸和可收縮的第二部分，從而選擇 性地在多個排出周期之間將第二端定位在容器內(nèi)的所需位置。 13.如權(quán)禾腰求12所述的方法，其特征在于 進行包括多個運動的整個清潔周期，而第二部分不旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于清潔容器內(nèi)表面的設(shè)備。容器壁將容器外部同容器內(nèi)部分隔開來并且具有壁孔。該設(shè)備包括具有上游第一端和下游第二端的長管道。管道定位成將沖擊波從第二端導(dǎo)入容器內(nèi)部。燃料和氧化劑源連接在管道上，用于將燃料和氧化劑傳送至管道中。引發(fā)器定位成引起燃料和氧化劑燃燒。該引發(fā)器包括第一部分和位于第一部分下游的第二部分。第二部分相對于第一部分是可延伸和可收縮的，從而選擇性地將第二端定位在容器內(nèi)的所需位置上。管道下游端包括中心體，定位該中心體以大致軸對稱地引導(dǎo)沖擊波。
文檔編號F28G11/00GK101298969SQ20081012589
公開日2008年11月5日 申請日期2008年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月4日
發(fā)明者J·P·哈蒂, K·R·盧普克斯 申請人:聯(lián)合工藝公司