CN102213435A - 用于改进脉冲爆震清洁的效果的装置 - Google Patents

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CN102213435A CN2011100769424A CN201110076942A CN102213435A CN 102213435 A CN102213435 A CN 102213435A CN 2011100769424 A CN2011100769424 A CN 2011100769424A CN 201110076942 A CN201110076942 A CN 201110076942A CN 102213435 A CN102213435 A CN 102213435A
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Abstract

本申请涉及用于改进脉冲爆震清洁的效果的装置。其中,提供一种用于从容器的表面(40)移除累积的碎屑的系统(20)和相关联的方法。该系统包括脉冲清洁装置(22)和喷射器组件(24),该脉冲清洁装置(22)限定燃烧腔室(80),在燃烧腔室(80)中可燃的燃料与空气混合并点火以产生燃烧,燃烧被导向该容器内待清洁的表面(40),该喷射器组件(24)包围腔室(80)的下游端用于将周围大气(100)引入到燃烧内以加宽被清洁的面积。

Description

用于改进脉冲爆震清洁的效果的装置
技术领域
本发明大体而言涉及脉冲燃烧(impulse combustion)清洁系统。更具体而言,本发明涉及一种在爆震腔室的下游端周围用于增加脉冲清洁系统的效果的喷射器屏蔽(eductor shield)。
背景技术
具有含微粒物质的流动的各种装置和系统可需要在某段时间使用后进行清洁。这些装置/系统的某些实例包括工业锅炉、气体对空气热交换器和在诸如水泥的产品的加工/制造中使用的其它类型的热交换器。目前关注工业锅炉的一个实例,这种锅炉通过使用热源来操作以从水或另一工作流体形成蒸汽,该蒸汽然后可用于驱动涡轮机以供电。热源可为燃烧器,其燃烧燃料以便生成热,热然后经由热交换传给工作流体。焚烧燃料可生成残留物,残留物可留在燃烧器或热交换器表面上。这种煤烟、灰分、炉渣或灰尘在热交换器表面上的积聚可抑制传热且因此降低系统效率。周期性移除这些积聚的沉积物维持了这种锅炉系统的效率。
加压的蒸汽、水流射、声波和机械锤击已用于移除积聚的沉积物。这些系统维护起来成本会高且这些系统的效果不同。在许多情形下,加压蒸汽、水射流和机械锤击损坏了传热表面。
超音速燃烧或脉冲清洁系统近来用于试图移除积聚的沉积物。超音速燃烧事件形成强脉冲波,脉冲波从热交换器表面移除积聚的沉积物和累积的碎屑。激波很有效地使积聚的灰尘流化。由单个装置来改进激波的有效清洁面积和冲刷作用是持续的目标。因此,存在发展具有改进的清洁面积和冲刷作用的有效且可靠脉冲清洁系统的需要。
发明内容
下文的总结给出简化总结以提供对本文所讨论的系统和/或方法的某些方面的基本理解。此总结并非本文所讨论的系统和/或方法的全面概括。其并非意在确定关键/至关重要的元件或者叙述这种系统和/或方法的范围。其唯一目的是为了以简化形式提出某些概念,作为下文给出的更详细描述的前序。
根据一方面,本发明提供一种从容器表面移除累积的碎屑的系统。该系统包括脉冲清洁装置和喷射器组件,脉冲清洁装置限定燃烧腔室,在燃烧腔室中可燃的燃料与空气混合并点火以产生燃烧,燃烧被导向(directed at)该容器内的待清洁表面,喷射器组件包围腔室的下游端用于将周围大气引入到燃烧内以加宽被清洁的面积。
根据另一方面,本发明提供一种从容器内的表面移除累积的碎屑的方法。该方法包括提供一种脉冲清洁装置,该脉冲清洁装置限定燃烧腔室,传送可燃燃料的流动到燃烧腔室中的空气的流动内,在燃烧腔室内混合可燃的燃料与空气,将燃料与空气混合物点火以产生燃烧,将燃烧导向待清洁的表面以使累积的碎屑松动且从容器的表面移除累积的碎屑,且经由包围腔室的下游端的喷射器组件将周围大气引入到超音速燃烧内以加宽被清洁的面积。
附图说明
当参看附图来阅读本发明下文的详细描述时,本发明的这些和其它特点、方面和优点将更好地理解,在附图中:
图1是根据本发明的至少一个方面的实例脉冲清洁系统的示意图;
图2是沿着图1中的线2-2所截取的放大截面图且示出实例脉冲清洁装置的细节;
图3是沿着图2中的线3-3所截取的截面图;以及
图4是根据本发明的至少一个其它方面的脉冲清洁系统的另一实例的一部分和脉冲清洁装置的另一实例的示意图。
部件列表:
20 脉冲清洁系统
22 脉冲清洁装置
24 喷射器组件
26 控制器
40 壁
42 管
60 主体
62 端部
64 闭合头端
66 空气入口端口
68 燃料入口端口
80 燃烧腔室
90 喷嘴
92 会聚部分
94 发散部分
96 径向翅片
98 文丘里管
100 箭头
102 阀
104 燃料阀
120 点火装置
200 脉冲清洁装置
202 主体
204 锅炉壁
206 喇叭端(horn end)
208 喷射器组件
210 喷嘴
212 会聚部分
214 发散部分
216 每个促动器臂
218 枢轴销
220 驱动机构
具体实施方式
在附图中描述和说明合并了本发明的一个或多个方面的实例实施例。这些实例预期并不限制本发明。举例而言,本发明的一个或多个方面可用于其它实施例和甚至另外的装置类型。此外,在本文中使用某些术语只是出于方便目的且不应认为限制本发明。另外,在附图中,相同的附图标记用于表示相同的元件。本发明涉及具有含微粒物质的流动的各种装置和系统,这些微粒物质可在某段时间使用之后需要清洁。这些装置/系统的某些实例包括工业锅炉、气体对空气热交换器和在诸如水泥这样的产品的加工/制造中使用的其它类型的热交换器。本文所提出的讨论中的某些关于工业锅炉的一个实例提供。但应了解本发明无需限于关于工业锅炉且本发明可用于其它装置/系统。
在工业锅炉中热交换器表面上的煤烟或其它积聚物可由于实际上传到工作流体的热量减少而造成锅炉的总效率损失。这常常反映为来自过程的废气温度升高以及维持蒸汽产生和给定能量输出所需的燃料焚烧率的增加。从热交换器表面完全移除积聚物可需要在执行清洁过程时停用锅炉。但是,这种办法显然具有至少热交换器的停机时间的缺点。作为替代,联机清洁技术通常具有较高的维护成本或不完全清洁的结果。在传统上,联机清洁技术用于维持传热通量率。但在许多情形下,这种联机清洁技术不能实现令人满意的传热表面清洁且需要脱机清洁。本发明提供优于已知办法的优点和改进。
根据一方面,使用与锅炉相关联的脉冲清洁系统来生成一系列的激波(例如,经由爆震或准爆震),激波被导向至锅炉的污染部分内。所产生的脉冲波冲击锅炉表面且从表面松动积聚物。松动的碎屑自由落到锅炉底部且因此可通过料斗从锅炉出来。还需要用于锅炉的清洁系统能通过操作来迅速移除积聚物以最小化锅炉的停机时间。可提供这些和其它特点的基于脉冲的清洁系统将在下文中更详细地描述。
如本文所用的术语“脉冲清洁系统”将指从燃料与氧化剂的爆震或准爆震产生压力升高和速度增加的系统。脉冲清洁系统可以重复模式操作以在该装置内产生多次爆震或准爆震。这些爆震或准爆震形成以激波形式的能量脉冲,激波可用于从锅炉容器表面清洁积聚沉积物和累积的碎屑。“爆震”是超音速燃烧事件,其中激波耦合(couple)到燃烧区。激波由从燃烧区释放的能量维持,导致比燃烧反应物更高压力的燃烧产物。“准爆震”是超音速湍流燃烧过程,其产生比亚音速爆燃波所产生的压力升高和速度增加更高的压力升高和速度增加。为了简单起见,如本文所用的术语“爆震”意谓包括爆震和准爆震。
实例脉冲清洁系统(其中的某些将在下文中进一步详细地讨论)包括用于将燃料/氧化剂混合物点火的点火装置和爆震腔室或区,在爆震腔室或区中由燃烧引发的压力波前(pressure wave fronts)合并以产生爆震波。每次爆震由外部点火源(诸如火花放电、激光脉冲热源或等离子体点火器)或者通过气体动态过程(诸如激波聚焦(shock focusing)、自动点火或自另一源(交叉火力点火)的现有爆震波)而引发。爆震腔室几何形状允许在爆震波后的压力增加以驱动爆震波且也将燃烧产物从脉冲清洁系统吹出。
各种腔室几何形状可支持爆震形成,包括圆形腔室、管、谐振腔和环形腔室。这些腔室可在面积和形状方面具有恒定或变化的截面。实例腔室包括具有多边形截面的一个或多个柱形管(cylindrical tube),诸如,六边形管,或者包括促进爆震的阻碍物。
在图1中示意性地示出适用于工业锅炉的实例脉冲清洁系统20的一个实施例。根据本发明的一方面,脉冲清洁系统20包括脉冲清洁装置22和喷射器组件24。在本发明的另一方面,脉冲清洁系统20还包括控制器/监视器26。
脉冲清洁装置22被构造和安装成其可将激波或清洁能量脉冲导向锅炉容器的壁40。在一实例中,多个管42位于锅炉容器中且由壁40支承。因此,清洁能量脉冲也导向管42。壁40和管42倾向于具有煤烟或其它积聚物,煤烟或其它积聚物由锅炉容器中的燃烧过程造成,这可由于实际传到通过管流动的工作流体的热量减少而造成总系统效率损失。
脉冲清洁装置22具有管状主体60,管状主体60在纵向延伸,具有开口“喇叭”端62,开口“喇叭”端62导向待清洁的锅炉容器的壁40和管42。主体60具有相对的闭合头端64和至少一个空气入口端口66和至少一个燃料入口端口68。尽管可向空气与燃料入口提供多个端口,但为了易于参考,仅讨论用于空气与燃料中每一个的单个端口。主体60限定燃烧腔室80,燃烧腔室80具有爆燃区“a”和爆震区“b”。
脉冲清洁装置22的头端64的空气进入端口66连接到空气源,空气源可在压力下通过阀102提供以传送空气流动P到燃烧腔室80。此空气源用于填充和净化燃烧腔室80,且还提供空气以用作燃料燃烧的氧化剂。空气入口端口66可连接到设施空气源,诸如空气压缩机(未图示)。
燃料入口端口68位于脉冲清洁装置22的头端64且相对于空气入口端口66在横向延伸。连接燃料入口端口68以通过阀104供应燃料流动F到燃烧腔室80。燃料F将在燃烧腔室80内焚烧。供应到燃烧腔室80的燃料F与空气流动P混合。
燃料F与空气P的混合可由空气入口端口66与燃料入口端口68的相对布置而增强。举例而言,如果利用多个燃料入口端口,那么这些端口可提供于燃烧腔室80的外围周围。通过将燃料入口端口68放置于特定位置使得燃料F被喷射到流动空气P产生的高湍流区域内,燃料与空气可更迅速地混合以提供更易于爆震的燃料/空气混合物。如同空气入口端口66,燃料入口端口68可安置于多个轴向与周向位置。燃料入口端口68可对准以在纯径向延伸,或者可相对于径向在轴向或周向倾斜。
燃料F通过阀104供应到燃料入口端口68,阀104控制燃料何时被允许到脉冲清洁装置22的燃烧腔室80内。阀104可安置于燃料入口端口68内,或者可安置于连接到燃料入口端口的供应管线的上游。阀104可为电磁阀且可受到控制器26电子控制以打开和关闭来调节到燃烧腔室80内的燃料流动F。控制器26还可电子控制该阀102和到燃烧腔室80的空气流动P。
可需要由控制器26使用阀104来控制燃料F到脉冲清洁装置22内的引入。也可需要在清洁系统20不操作时控制空气流动P。控制器26可监测(track)从燃料阀104打开所经历的时间量。基于空气到脉冲清洁装置22的输入速率,在添加足量燃料F使得燃料/空气混合物填充燃烧腔室80的所需部分后,控制器26可关闭燃料阀104。
如图1所示,点火装置120位于脉冲清洁装置22的头端64或相对端附近。在图示实施例中,点火装置120将燃料/空气混合物点火以在爆燃区a中形成燃烧C。点火装置120可呈各种形式。特别地,点火装置120无需在每个实施例中产生燃料/空气混合物的即时爆震。但是,点火装置120提供充分能量用于点火,其允许燃料/空气混合物燃烧,而此燃烧可过渡为燃烧腔室80的爆震区b内的超音速激波D。点火装置120可连接到控制器26以在所需或周期性时间操作该点火装置。
控制器26可为任何合适类型构件或构件组合以控制各种系统(诸如阀102、104和点火装置120)的定时和操作。举例而言,控制器26可包括处理器,微处理器,微控制器,可编程的逻辑控制器,专用集成电路,适用于这些目的的任何其它可编程的电路和软件或者其任何合适组合。还如本文所用的那样,术语控制器26可广泛地包括额外方面,诸如联网的计算机主机26’和它的操作连接。而且,另外的方面/特点/构件可广泛地包括于控制器26内。这些其它方面/特点/构件可为可选的且可包括指示器、警报器或类似物。这些其它方面/特点/构件大体上以26”和其操作连接来表示。控制器26也可控制其它方面/功能。举例而言,在本文中随后描述的另一实施例可包括经由控制器26来控制功能/方面。
根据如图1所示的一方面构造的脉冲清洁装置22包括细长管状主体60,细长管状主体60限定燃烧腔室80,燃烧腔室80从头端64延伸到喇叭端62。燃料/空气混合物的燃烧发生于燃烧腔室80内。一般而言,燃烧C将从点火装置120前进通过燃烧腔室80内的混合物。图1示出具有恒定截面积的大体上圆柱体形状的主体60的截面。显然,主体60和燃烧腔室80的其它配置也是可能的。
主体60可在燃烧腔室80中包含多个障碍物(未图示),这些障碍物沿着主体的长度安置于各个位置。障碍物用于在燃烧沿着主体60的长度前进时促进燃烧,和/或在燃烧前沿到达主体下游端的喇叭端62之前加速燃烧前沿C到超音速激波D内。主体60和障碍物可使用适合于耐受与重复爆震相关联的温度和压力的多种材料制成。这些材料包括(但不限于):铬镍铁合金(Inconel)、不锈钢、铝和碳钢。
合并脉冲清洁装置22的清洁系统20使用超音速激波D,超音速激波D形成清洁能量来松动可累积于锅炉容器或其它装置上的壁40和管42的累积碎屑、沉积物和涂层。爆震后的高压流体流动帮助将松动的材料吹离清洁的表面。在操作中,脉冲清洁装置22从燃烧循环形成超音速激波D和其相关联的高压流动,燃烧循环优选地以高频重复。脉冲清洁装置22可以小于1Hz直至100Hz的频率操作。每个燃烧循环通常包括填充阶段,点火事件,火焰加速到爆震或超音速阶段和排污阶段。
燃料填充阶段、燃烧点火、火焰前沿加速到超音速和燃烧产物的排污和净化的单次发生被称作“燃烧循环”或“爆震循环”。脉冲清洁系统20启用的时间部分被称作“清洁操作”。当待清洁的容器有效地用于其目的的时间将被称作“锅炉操作”。如上文所指出的那样,待清洁的部分无需为锅炉容器的部分;但是,为了易于参考,术语“锅炉操作”将用于指由清洁系统20清洁的任何装置的操作。
清洁系统20的一个优点在于,与其它清洁系统不同,无需停止锅炉容器或被清洁的其它部件以便操作该清洁系统。具体而言,能在锅炉操作期间发生清洁操作。额外优点涉及激波对容器的非破坏性质。脉冲不会损坏传热介质的表面,因此与常规方法相比,允许更频繁的操作。清洁系统20无需在锅炉操作期间持续地运行。但是,通过提供在锅炉操作期间以规则循环操作该清洁系统的灵活性,可维持总体更高的清洁水平,而无需锅炉操作中显著的停机时间。
点火装置120受到控制以引发燃烧腔室80内燃料/空气混合物的燃烧。如果例如火花引发器用作点火装置120,那么控制器26发送电流到火花引发器以在预定时间形成火花。一般而言,点火装置120传送足够能量到点火装置附近的混合物以形成燃料/空气混合物中扩张的燃烧前沿C。随着此燃烧前沿C通过焚烧燃料与混合物中存在的氧化剂而消耗燃料,燃烧火焰将通过燃烧腔室80内的混合物传播。
随着燃烧前沿C通过脉冲清洁装置22的燃烧腔室80传播,燃烧前沿将到达主体60壁和安置于燃烧腔室内的任何障碍物。燃烧前沿C与主体60壁和障碍物的相互作用将倾向于造成燃烧腔室80内压力和温度升高。这种升高的压力和温度倾向于增加燃烧前沿C通过燃烧腔室80传播的速度和燃烧前沿从燃料/空气混合物释放能量的速率。这种加速持续直到燃烧速度升高超过爆燃区中普通爆燃过程预期的速度到表征爆震区b中准爆震或爆震的速度。需要这种爆燃到爆震过程迅速发生(以便维持高操作循环速率),且因此障碍物用于缩短运行时间和每个引发的火焰过渡到爆震所需的距离。
爆震或超音速激波D沿着主体60的长度行进且作为清洁能量从喇叭端62出来。从喇叭端62,清洁能量可导向待清洁的物体,诸如壁40和管42。高压燃烧产物跟随在超音速激波D之后且通过喇叭端62流动。
随着高压产物从脉冲清洁装置22吹出,通过空气入口端口66继续供应的空气流动P将倾向于向下游推动燃烧产物且使之从喇叭端62出来。这种持续的空气流动P的供应用于从脉冲清洁装置22的主体60净化燃烧产物。一旦净化了燃烧产物,用于燃料入口端口68的阀104打开,且可开始新填充阶段以开始下一燃烧循环。
脉冲清洁装置22可受到控制器26的控制以快速连续地产生多个超音速激波D。从喇叭端62出来的超音速激波D包括作为清洁能量的突然压力增加,其将冲击待清洁的物体的部分,诸如锅炉容器的壁40和管42。此清洁能量通过打碎在锅炉容器的壁40和管42的累积的碎屑和炉渣而具有有益的效果。
在一方面,清洁能量可产生压力波,压力波通过累积的炉渣和碎屑行进。这种压力波可在累积物内产生挠曲和压缩,这可促进碎屑内的分裂形成且使碎屑部分脱离积聚物的其余部分,或者脱离锅炉容器的壁40和管42。这通常被视作从累积的炉渣表面放出的“灰尘”。
此外,与清洁能量的传递相关联的压力变化可在锅炉壁本身中产生挠曲,其也可辅助从锅炉容器的壁40和管42分离炉渣。自重复燃烧循环的清洁能量的重复冲击可激发炉渣内的谐振,这可进一步增强所经历的内部应力且促进碎屑的机械崩溃。使用冲击和净化的重复作用来去除累积在锅炉容器的壁40和管42上的积聚物。
重要的是,脉冲清洁系统20在锅炉操作期间适当地操作。脉冲清洁装置22可位于操作者或值班人员看不到或听不到的区域中使得不能检验该脉冲清洁装置的操作。
根据图1至图3所示的本发明的一方面,主体60的喇叭端62具备喷射器组件24。在图示实例中,喷射器组件24呈喷嘴90的形式,其具有会聚部分92和发散部分94。但是,喷嘴可具有不同形状。举例而言,喷嘴可为直的(例如,非会聚的)且然后为发散的。一般而言,应了解形状、轮廓、尺寸等可不同且在图示实例中的形状、轮廓、相对尺寸并非具体限制。为了进一步表明这点,应当指出的是还设想到表面可具有超过图示的复杂性。举例而言,能使喷射器的入口卷曲(curl out)使得表面被卷(rolled)为平滑的用于流动效率。
喷射器组件24由径向翅片96同心地安装于主体60的喇叭端62上。喷射器组件24包围燃烧腔室80的下游端。在脉冲爆震时,在主体60的喇叭端62处形成文丘里管98(图3)。在每次爆震,高速气体通过文丘里管98传递以将文丘里管98周围的气体引入到喷射器组件24内,如由箭头100所示。喷射器组件24将周围大气引入到超音速燃烧内以加宽被清洁的面积。
提供喷射器组件24增加了脉冲爆震的有效清洁半径,具体而言增加了在激波后高压产物的排污。因此,能使用更少的脉冲清洁装置来实现所需清洁。或者,考虑此优点的另一方式是相同数量的脉冲清洁装置将清洁更大面积。或者考虑此优点的再一方式是激波之后更大的空气急流来由激波冲掉更多的沉积物碎块。因此,更大体积的清洁流动以高速行进且接合待清洁的表面。
在图4中示出根据本发明的另一方面的脉冲清洁装置200的另一实施例。脉冲清洁装置200大体上类似于图1所示的脉冲清洁装置22且具有延伸穿过锅炉壁204的主体202,该主体202的喇叭端206具备喷射器组件208。喷射器组件208呈喷嘴210的形式,其具有会聚部分212和发散部分214。
在图示实例中,喷嘴210由两个等距隔开(即,180°分开)的促动器臂216支承,促动器臂216由枢轴销218连接到喷嘴210。但应了解可利用具有不同数量促动器臂(包括单个臂)的布置。在图示实例中,可提供位于两个图示臂之间的第二对臂(因而总共四个臂)。因此四个臂绕喷嘴的圆周以90°的间距间隔开。向每个促动器臂216提供一驱动机构220。每个驱动机构220可液压、电气或手动地提供动力从而以锥形路径(conical path)、并排或上下操纵喷嘴210(图4示意性地表示这些运动平面中的任一个)。每个驱动机构200可基于预先编程的模式起作用,或者基于传热表面温度而手动地启动。根据本发明的此方面,铰接的喷嘴将脉冲爆震导向至更大的传热表面截面。设想到促动器臂控制可合并到控制器26内。因此,可经由控制器26来控制文丘里管的位置。以此方式,爆震脉冲可与文丘里管部段的运动协调。
因此上文所述的脉冲清洁系统的各种实施例提供实现从锅炉容器的壁和管移除煤烟或灰分的方式。这些技术和系统也允许周期性的操作而无需停用被清洁的装置较长时段。
应了解所提出的脉冲清洁系统并不限于用于工业锅炉,而是也可用于在经历碎屑污染或累积的多种不同表面上提供清洁。具有可使用本文所述的系统和技术清洁的表面的容器实例包括(但不限于):在水泥生产中所用的容器,废物变能设备,以及燃煤能源设施,以及煤气化设备中的反应器。
尽管关于一些优选实施例和实例公开了本发明的系统,但本领域技术人员应了解本发明可扩展超过具体公开的实施例至其它替代实施例和/或本文所述的系统和技术的用途和其明显的修改和等效物。因此,预期所公开的本发明的范围不受上文所述的特定公开实施例的限制,而是应仅通过公平地阅读所附权利要求而确定。

Claims (15)

1.一种用于从容器的表面(40)移除累积的碎屑的系统(20),所述系统(20)包括:
脉冲清洁装置(22),其限定燃烧腔室(80),在所述燃烧腔室(80)中可燃的燃料与空气混合并点火以产生燃烧,所述燃烧被导向所述容器内待清洁的表面(40);以及
喷射器组件(24),其包围所述腔室(80)的下游端用于将周围大气(100)引入到所述燃烧内以加宽被清洁的面积。
2.根据权利要求1所述的系统(20),其特征在于,所述喷射器组件(24)呈喷嘴(90)的形式。
3.根据权利要求2所述的系统(20),其特征在于,所述喷嘴(90)具有会聚部分(92)和发散部分(94)。
4.根据权利要求3所述的系统(20),其特征在于,所述喷嘴(90)与所述燃烧腔室(80)在轴向对准并固定到所述燃烧腔室(80)。
5.根据权利要求4所述的系统(20),其特征在于,所述喷嘴(90)由径向翅片(96)固定到所述燃烧腔室(80)。
6.根据权利要求4所述的系统(20),其特征在于,所述燃烧腔室的下游端发散以形成喇叭端。
7.根据权利要求2所述的系统(20),其特征在于,所述喷嘴(90)由至少一个促动臂(216)支承,所述至少一个促动臂(216)枢转地连接到所述喷嘴(90)。
8.根据权利向要求7所述的系统(20),其特征在于,所述促动臂(216)延伸穿过锅炉容器的壁(204)。
9.根据权利要求2所述的系统(20),其特征在于,所述喷嘴(90)由至少两个促动臂(216)支承,所述至少两个促动臂(216)枢转地连接到所述喷嘴(90)。
10.根据权利要求1所述的系统(20),其特征在于,所述燃烧是超音速燃烧。
11.一种用于从容器内的表面(40)移除累积的碎屑的方法,所述方法包括:
提供脉冲清洁装置(22),所述脉冲清洁装置(22)限定燃烧腔室(80);
将可燃的燃料的流动传送到所述燃烧腔室(80)中的空气的流动内;
在所述燃烧腔室(80)内混合所述可燃的燃料与空气;
将所述燃料与空气混合物点火以产生燃烧;
将所述燃烧导向待清洁的表面(40)以使累积的碎屑松动并从所述容器表面移除所述累积的碎屑;以及
经由包围所述腔室(80)的下游端的喷射器组件(24)将周围大气(100)引入到超音速燃烧内以加宽被清洁的面积。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,引入所述周围大气(100)是由固定到所述燃烧腔室的下游端的喷嘴(90)造成的。
13.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述喷嘴(90)由在径向延伸的翅片(96)固定到所述燃烧腔室(80)。
14.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,促动器臂(216)循序操作以使所述喷嘴(90)在锥形路径上移动。
15.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述燃烧是超音速燃烧。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105228761A (zh) * 2013-02-11 2016-01-06 冲击及清洁装置有限责任公司 清洗容器和设备的内部空间的方法和装置
CN103471117B (zh) * 2013-10-11 2016-05-11 哈尔滨现代吹灰技术有限公司 脉冲自旋式吹灰器及吹灰方法

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7987821B2 (en) * 2008-05-30 2011-08-02 General Electric Company Detonation combustor cleaning device and method of cleaning a vessel with a detonation combustor cleaning device
ES2398688T3 (es) * 2008-09-16 2013-03-21 H.Z. Management And Engineering Supervision Ltd. Soplador de impulsos de gas
US20110302904A1 (en) * 2010-06-11 2011-12-15 General Electric Company Pulsed Detonation Cleaning Device with Multiple Folded Flow Paths
CH709242A1 (de) 2014-02-11 2015-08-14 Bang & Clean Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Innenräumen von Behältern und Anlagen mittels Explosionstechnologie.
SE539397C2 (en) * 2014-07-03 2017-09-12 Av Sootblower Ab A system and method for cleaning a boiler
CN104676615B (zh) * 2015-01-27 2017-01-25 深圳凡元兴科技有限公司 一种弱爆脉冲吹灰装置
EP3210678A1 (en) * 2016-02-29 2017-08-30 AV Sootblower AB Acoustic cleaner
CN107044361A (zh) * 2017-05-17 2017-08-15 西北工业大学 一种带有补燃装置的脉冲爆震火箭发动机及控制方法
US11841198B2 (en) 2019-01-16 2023-12-12 Dos Viejos Amigos, LLC Cleaning system and method
US10962311B2 (en) 2019-01-16 2021-03-30 Dos Viejos Amigos, LLC Heat recovery steam generator cleaning system and method
US11465758B2 (en) 2019-04-30 2022-10-11 Rohr, Inc. Method and apparatus for aircraft anti-icing
US11279491B2 (en) * 2019-04-30 2022-03-22 Rohr, Inc. Method and apparatus for aircraft anti-icing
US11125184B2 (en) 2019-05-21 2021-09-21 General Electric Company Constant density heat exchanger and system for energy conversion
GB2592267A (en) * 2020-02-24 2021-08-25 Altair Uk Ltd Pulse nozzle for filter cleaning systems

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2802298Y (zh) * 2005-06-28 2006-08-02 樊未军 液体脉冲爆震清灰器
US20070051833A1 (en) * 2005-09-07 2007-03-08 Anton Jager Discharge device
US7360508B2 (en) * 2004-06-14 2008-04-22 Diamond Power International, Inc. Detonation / deflagration sootblower
CN101298969A (zh) * 2007-05-04 2008-11-05 联合工艺公司 爆炸清洁设备
CN100544841C (zh) * 2004-04-02 2009-09-30 尼若芬有限公司 用于产生气体脉冲的方法和装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7842654B2 (en) * 2003-12-03 2010-11-30 The Procter & Gamble Company Method, articles and compositions for cleaning bathroom surfaces
US7585343B2 (en) * 2006-07-26 2009-09-08 General Electric Company Filter cleaning system and method
EP1962046A1 (en) 2007-02-22 2008-08-27 General Electric Company Pulse detonation combustor cleaning device and method of operation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100544841C (zh) * 2004-04-02 2009-09-30 尼若芬有限公司 用于产生气体脉冲的方法和装置
US7360508B2 (en) * 2004-06-14 2008-04-22 Diamond Power International, Inc. Detonation / deflagration sootblower
CN2802298Y (zh) * 2005-06-28 2006-08-02 樊未军 液体脉冲爆震清灰器
US20070051833A1 (en) * 2005-09-07 2007-03-08 Anton Jager Discharge device
CN101298969A (zh) * 2007-05-04 2008-11-05 联合工艺公司 爆炸清洁设备

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105228761A (zh) * 2013-02-11 2016-01-06 冲击及清洁装置有限责任公司 清洗容器和设备的内部空间的方法和装置
CN103471117B (zh) * 2013-10-11 2016-05-11 哈尔滨现代吹灰技术有限公司 脉冲自旋式吹灰器及吹灰方法

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Publication number Publication date
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