【発明の詳細な説明】
衝撃波発生器
この発明は、一般に燃焼と爆発の過程に関し、より詳しくは、工業設備や工業
機械類をこれらの過程を利用する装置で清掃するような工業的適用のための燃焼
と爆発の過程の使用に関する。
工業機械類の適切なメンテナンスは一般に、その機械類における種々の要素へ
の望ましくない粒子蓄積物をたびたび除去することを含んでいる。機械類の部品
への粒子蓄積は、その機械類を取り巻く環境を清掃することにより最小にするこ
とができる。このような目的のために、種々の空気式清掃装置が使われてきた。
たとえ、きれいな作業環境が機械類の部品への粒子蓄積を減らすとしても、そ
のような蓄積を完全に防ぐことはできない。したがって、機械類の部品を清掃す
るためのいっそう直接的な方法がしばしば要求されている。
種々の機械類の部品を効果的に清掃するには、その部品の近傍に衝撃波を発生
させ、それによってその部品からちり粒子や他の蓄積物を「払いのける」ことに
より達成されるであろうことが知られている。また、代わりに、衝撃波を機械類
の部品に誘導して、その衝撃波がその部品を揺り動かしてその蓄積物を「払いの
ける」ようにしてもよい。衝撃波清掃は、清掃のため
にすぐには除去されないような諸要素及び／または他の清掃方法及び／または清
掃物質の使用の影響を特に受けやすい諸要素のために特に有用である。
衝撃波振動を気体動力発生器の近傍へ誘導する気体動力発生器が従来、知られ
ている。気体動力発生器が清掃すべき機械類要素の近傍に配されるとき、その要
素の近傍へ誘導される衝撃波は、前述のように、その要素を清掃するために用い
ることができる。気体動力発生器は、工事用材料や装置の製造、冶金学、採鉱、
化学工業、石油加工及び食品工業の諸目的に有用な助けとなる。
例えば、遠心圧縮機における塵蓄積物及び他の堆積物を清掃するために、従来
、気体動力発生器が用いられてきた。その遠心圧縮機は、ポンプ室に取り付けら
れたポンプ羽根を持ったポンプ車を含んでいる。気体通路を通して圧縮気体供給
源に接続された複数のノズルは、ポンプ室の中においてポンプ羽根からあらかじ
め選択された間隔で取り付けられている。その供給源はポンプ羽根に当たる高圧
の気体パルスを発生し、それによって望ましくない蓄積物をその羽根から取り除
く。最善の結果のために、同ノズルと同ポンプ羽根との間隔は、気体通路の直径
の１〜１．５倍になるように選択されている。
気体動力発生器はまた、汚染された電極を清掃するため、特に電気フィルタの
電極を清浄化するためにも用いられてきた。点火された空気−燃料混合気は、長
くされたデトネーション室を通って運ばれる。そこにおいて、燃焼用混合気が大
きい速度
を得て、衝撃輸送ブロックに接続されている衝撃受け板に放出される。このブロ
ックは、その板に生じた衝撃波を同電極まで運び、それによって堆積物を「払い
のける」ためにその電極における高い加速振動を生じさせる。
現在の気体動力パルス発生器が圧縮機の羽根の清掃及び電極からの堆積物除去
などのいくつかの用途に有用であるとしても、これらのシステムは一般に、高エ
ネルギー消費と低操作効率とを被っている。前述の装置によって得られた入力圧
力は一般に１０〜１２バールを超えることがなく、さらにまたその時においても
、清掃箇所ではパルス状の気体動力エネルギーの一部だけが衝撃波に変わるため
、大部分の気体動力エネルギーは利用されない。加えて、空気−燃料混合気の燃
焼割合はその混合気の膨張割合に比べて相対的に低い（典型的には４００〜５０
０メートル／秒）ため、その混合気の一部（典型的には３０％を超えない）だけ
が気体動力パルスを発生させるために利用される。燃焼割合と膨張割合との間に
おけるこのような相違はまた、可燃性の空気−燃料混合気の望ましくない放出を
招くことになるかも知れず、それによって同システムの効率を低下させるととも
に同システムの操作者に危険を及ぼすかも知れない。
充分に強力な衝撃波を得るために、現在の衝撃波発生器はしばしば、典型的に
は４メートル以上の長さを有する、まっすぐで長くされた燃焼室を使っている。
このため、システムは、空間消費が高く、したがって種々の用途のために実際的
でないものになる。
強力ディーゼルエンジンに使用される空気フィルタなどのフィルタの寿命は、
そのフィルタの定期的清掃によっていくぶん延ばすことができる、ということは
よく知られている。通常は、そのようなフィルタは、そのフィルタを手で振動さ
せることにより、あるいは逆方向、すなわち正常操作の際における空気流とは反
対の方向に圧縮空気を流すことにより、表面的に清掃される。しかしながら、空
気圧清掃はきわめて局部的なものであるため、空気圧清掃装置の使用は、しばし
ば、長たらしくてしかも清掃されるフィルタを傷めるものであり、また一般に完
全なものではない。
この発明の１つの目的は、気体動力パルスすなわち衝撃波を発生させるための
、いっそう効率的でいっそう強力な方法及び装置を提供することにある。この発
明に基づいて構成され操作される衝撃波発生器は、種々の堆積物を工業機械類の
部品から除去するために、例えば詰まった管をきれいにしたり、乾燥物質の自由
な流れを保証するために使用される。
この発明の別の１つの目的は、折り曲げられた気体動力パルス発生器を提供す
ることにある。ここで長い寸法の発生器は、相対的に長い効率的な長さを有する
相対的にコンパクトな衝撃波発生器を提供するために、所定の屈曲案に従って折
り曲げられる。 この発明のさらに別の１つの目的は、フィルタ特に空気フィル
タを気体動力パルスを用いて清掃するための改良された装置を提供することにあ
る。
この発明の好ましい１つの実施例によれば、入力口を有する第１燃焼部及びこ
の第１部の下流にあって出力開口を有する第２デトネーション部を含んだ燃焼室
と、前記入力口に空気−燃料混合気を送るために作用する空気−燃料供給ライン
と、この空気−燃料供給ラインに接続され、その供給ラインにおける空気−燃料
混合気に点火して、入力口に向かって伝播する燃焼前面を始動させる点火装置と
、燃焼室に固定状に取り付けられ、空気−燃料混合気の燃焼を促進しかつ制御す
るとともに、燃焼室の燃焼部内に位置し所定の第１気体動力抵抗を有する第１部
分と、燃焼室のデトネーション部内に位置し所定の第２気体動力抵抗を有する第
２部分とを含んだ乱流発生装置とを備えてなり、その第１抵抗は、燃焼部におけ
る空気−燃料混合気の燃焼がデトネーション部において残りの空気−燃料混合気
のデトネーションを開始させるのに適した所定圧力レベルを生じるようなもので
あり、その第２抵抗は、デトネーション部において残りの空気−燃料混合気の継
続されたデトネーションを維持するようなものである二相式衝撃波発生器が提供
される。
この発明によれば、第２気体動力抵抗は第１気体動力抵抗よりも低いのが好ま
しい。
この発明の好ましい１つの実施例によれば、空気−燃料供給ラインは、実質的
に燃焼前面の前記燃焼室への進入時にその燃焼前面を分散させる孔あきノズルを
介して前記入力口に接続されている。
加えて、この発明の好ましい１つの実施例によれば、乱流発
生装置は、燃焼部及びデトネーション部にそれぞれ沿ってあらかじめ選択された
前記の第１及び第２気体動力抵抗を発生させるために、燃焼室に沿った固定箇所
に配された複数の気体動力障害物を含んでいる。
各障害物は、燃焼室における燃焼前面の伝播方向に対してほぼ垂直な複数のロ
ッドを含んでいるのが好ましい。
この発明の好ましい１つの実施例によれば、複数のロッドは所定のピッチを有
するほぼらせん状の軌跡に沿って並んでいる。
この発明の好ましい１つの実施例によれば、衝撃波発生器の燃焼室は少なくと
も１つの屈曲部を含んでいる。その少なくとも１つの屈曲部は、燃焼室の燃焼部
に少なくとも１つの屈曲部を含み、そして／または燃焼室のデトネーション部に
少なくとも１つの屈曲部を含んでいてもよい。屈曲部の配置は所定の屈曲案に基
づいて選択されるのが好ましい。
代わりに、この発明の好ましい１つの実施例によれば、入力口及び出力開口を
有する燃焼室と、前記入力口に空気−燃料混合気を送るために作用する空気−燃
料供給ラインと、この空気−燃料供給ラインに接続され、その供給ラインにおけ
る空気−燃料混合気に点火して、入力口に向かって伝播する燃焼前面を始動させ
る点火装置と、燃焼室に固定状に取り付けられ、空気−燃料混合気の燃焼を促進
しかつ制御する乱流発生装置と、前記入力口に接続され、実質的に燃焼前面の前
記燃焼室への進入時にその燃焼前面を分散させる孔あきノズルとを含んでなる二
相式衝撃波発生器が提供される。
さらに、この発明の好ましい１つの実施例によれば、空気−燃料供給ラインか
ら燃焼室へ空気−燃料混合気を供給するステップと、その燃焼室があらかじめ選
択された量の空気−燃料混合気で満たされたときにその供給ラインにおける空気
−燃料混合気に点火し、それによって燃焼室へ向かって伝播する燃焼前面を始動
させるステップと、燃焼室において乱流を発生することで燃焼過程を促進すると
ともに制御するステップとを含み、ここで、乱流は、燃焼過程の第１燃焼相の間
に燃焼部における第１の所定気体動力抵抗を負わせるステップと、燃焼過程の第
２デトネーション相の間に燃焼部における第２の所定気体動力抵抗を負わせるス
テップとによって発生し、ここで、その第１抵抗は、前記燃焼相における空気−
燃料混合気の燃焼がデトネーション相の間における残りの空気−燃料混合気のデ
トネーションを開始させるのに適した所定圧力レベルを生じさせるようなもので
あり、その第２抵抗は、残りの空気−燃料混合気の継続されたデトネーションを
維持するようなものである、二相燃焼過程を用いる衝撃波発生方法が提供される
。
この発明の好ましい１つの実施例によれば、第２気体動力抵抗は第１気体動力
抵抗よりも低いものであるのが好ましい。
前記方法は、実質的に燃焼前面の前記燃焼室への進入時にその燃焼前面を分散
させるステップをさらに含んでいるのが好ましい。
代わりに、この発明の好ましい１つの実施例によれば、空気−燃料供給ライン
から燃焼室へ空気−燃料混合気を供給するス
テップと、その燃焼室があらかじめ選択された量の空気−燃料混合気で満たされ
たときに供給ラインにおける空気−燃料混合気に点火し、それによって燃焼室へ
向かって伝播する燃焼前面を始動させるステップと、燃焼室において乱流を発生
することで燃焼過程を促進するとともに制御するステップと、実質的に燃焼前面
の前記燃焼室への進入時にその燃焼前面を分散させるステップと、燃焼室におけ
る空気−燃料混合気をデトネーションするステップとを含んでなる衝撃波発生方
法が提供される。
この発明の好ましい１つの実施例によれば、前記方法は、デトネーションされ
た混合物を出力開口において除去し、気体動力パルスをそこにおいて形成するス
テップをさらに含んでいるのが好ましい。
さらに、この発明の好ましい１つの実施例によれば、少なくとも１つの気体動
力パルスを所定方向へ発生する衝撃波発生器と、少なくとも１つの気体動力パル
スをフィルタの少なくとも１つの部分へ反射させる反射器とを含んだ、フィルタ
を清掃する装置が提供される。
清掃装置に使用される衝撃波発生器は、前述のような二相式衝撃波発生器を含
んでいるのが好ましい。
その装置は、フィルタを受け入れるための囲いをさらに含んでいるのが好まし
い。そのフィルタは空気フィルタであるのが好ましい。
この発明の好ましい１つの実施例によれば、その清掃装置は、フィルタに対す
る反射器の位置を制御する位置決め機構をさら
に含んでいる。その装置は、位置決め機構の操作と衝撃波発生器の作動とを制御
する制御部をさらに含んでいるのが好ましい。その制御部は、所定の清掃順序に
基づいて、位置決め機構を操作し、衝撃波発生器を作動させるのが好ましい。
この清掃順序は、フィルタに対する反射器の所定数の位置のそれぞれについて
衝撃波発生器の所定数の作動を含んでいるのが好ましい。その衝撃波発生器の所
定数の作動は、反射器の各位置において１及び２０の間の作動を含んでいるのが
好ましい。この発明の好ましい１つの実施例によれば、フィルタは円筒状フィル
タであり、所定数の位置はその円筒状フィルタの高さに沿って配されている。好
ましくは、所定数の位置は５及び１０の間のセンチメートルの間隔で配されてい
る。
この発明は、同発明の好ましいいくつかの実施例の、添付図面を参照した次の
詳細な記載からいっそうよく理解されるであろう。
図１は、この発明の１つの好ましい実施例により構成され操作される気体動力
パルス発生器の概略断面図である。
図２は、この発明の１つの好ましい実施例による図１の気体動力発生器の操作
に有用な二相式乱流発生装置の描画的側面図である。
図３は、この発明の他の好ましい実施例により構成され操作される屈曲状気体
動力パルス発生器の一部分の概略断面図である。
図４は、この発明のさらに他の好ましい実施例により構成され操作されるパル
ス動力パルス発生を用いるフィルタを清掃するための装置の概略断面図である。
さて、図１によれば、この発明の気体動力パルス発生器の好ましい実施例が概
略的に描かれている。図１に示すように、気体動力パルス発生器は好ましくは、
燃料供給ライン１０、空気供給ライン１２、混合器１４、空気−燃料混合気輸送
ライン１５、輸送ライン１５におけるあらかじめ選ばれた部分に接続された点火
装置１６、輸送ライン１５の端部に取り付けられた孔あきノズル１８、燃焼室２
０、及び燃焼室２２に取り付けられた二相式乱流発生装置２２を含んでいる。
メタン（ＣＨ4）などの燃焼ガスが好ましい燃料と空気とは、それぞれライン
１０及びライン１２を通して圧縮されて、適切な圧力で混合器１４に入り、混合
器１４の出口で、あらかじめ選ばれた燃料−空気比を有する空気−燃料混合気に
なる。混合器１４によりもたらされるこの燃料−空気比は、燃料と空気との間に
おける通常の化学反応に要求される比よりも高いものであるのが好ましい。この
空気−燃料混合気は、輸送ライン１５を通して運ばれ、孔あきノズル１８を通し
て燃焼室２０へ放出される。輸送ライン１５に気密的に取り付けられた点火プラ
グが好ましい点火装置１６は、燃焼室２０が適切な燃焼に適した所定量の燃料−
空気混合気で満たされた後にだけ作動される。
点火装置１６の作動により、輸送ライン１５における空気−
燃料混合気の燃焼が始まり、孔あきノズル１８の方へ向かって伝播する燃焼前面
が生じる。この燃焼前面が孔あきノズル１８に達すると、その前面は砕け、分散
された火炎前面が燃焼室２０の中へ放出される。ノズル１８により燃焼前面の分
散が起こるのは望ましい。なぜなら、それにより、燃焼室２０において伝播する
燃焼前面と空気−燃料混合気との間にかなり大きな接触領域ができるからである
。燃焼前面と空気−燃料混合気との間における増加した接触領域は燃焼室２０に
おける空気−燃料混合気のいっそう迅速な燃焼をもたらす、ということを理解す
べきである。これにより、以下に燃焼相として述べる燃焼過程の第１相が始まる
。
燃焼室２０内において、燃焼前面は、以下に述べる制御された方法で空気−燃
料混合気の燃焼を強めかつ促進する二相式乱流発生装置２２に当たる。
図２は乱流発生装置２２をいっそう詳しく描画的に図示している。図２に示す
ように、乱流発生装置２２は好ましくは、長手軸２３と、この長手軸２３すなわ
ち燃焼前面の伝播方向に対してほぼ垂直であり放射状に延びる複数のロッド２８
とから構成されている。この発明の好ましい実施例によると、乱流発生装置２２
は、燃焼室２０（図１）の第１燃焼部２５に接続された第１部分２４と、燃焼室
２０（図１）の第２デトネーション部２７に接続された第２部分２６とを含んで
いる。第１部分２４における隣り合うロッド２８どうしの間隔は、第２部分２６
における隣り合うロッド２８どうしの間隔よりも小さいのが好
ましい。加えて、あるいは代わりに、部分２４におけるロッド２８はデトネーシ
ョン部分２６におけるロッド２８よりも太いのが好ましい。
この発明の好ましい実施例では、発生装置２２の部分２４及び２６のロッド２
８は、以下に障害物３０及び３２でそれぞれ示されるような同一面群として配さ
れている。各障害物内のロッドの数はさまざまであってもよいが、各障害物３０
に含まれるロッド２８の数は各障害物３２に含まれるものよりも多いのが好まし
い。例えば、障害物３０のそれぞれが十字状の形態に配された４つのロッド２８
を含み、障害物３２のそれぞれが放射状に並んだ２つのロッド２８を含んでいて
もよい。連続する障害物３０または３２の複数のロッドは、それらのロッド２８
の外方端部どうしがあらかじめ選択されたピッチを有するらせん軌道を形成する
ように、角度的に変えられているのが好ましい。それらのロッド２８の端部どう
しによって決められたらせん軌道のピッチは、燃焼室２０における燃焼中の空気
−燃料混合気が最善の乱流をつくり出すように、経験に基づいて選択されるのが
好ましい。
この発明の好ましい実施例では、ロッド２８の放射状外方端部は、燃焼室２０
の内面に接触しない。ロッド２８の同端部と燃焼室２０の内面との間に、典型的
にはあらかじめ選択された少なくとも２〜３ｍｍの間隔が存在しているのが好ま
しい。これによって、燃焼室２０において燃焼中の空気−燃料混合気の、改善さ
れた乱流がもたらされる。
好ましくは１０〜１４ｍｍの直径を有するロッド２８は、燃焼室２０において
伝播する燃焼中気体に所定の抵抗を負わし、したがって、燃焼過程の間、燃焼室
２０における気圧を制御するために作用する。この発明の好ましい実施例では、
障害物３０及び３２は、以下に述べるように、燃焼室２０における空気−燃料混
合気の所望の燃焼が継続して起きるように軸２３に沿って適切な間隔をおいて位
置している。
第１部分２４におけるロッド２８は概していっそう太いため、そして／または
各障害物３０の中のロッド２８は数がより多いため、そして／または第１部分２
４において連続する障害物３０どうしの間隔がいっそう狭いため、部分２４に沿
って流れる気体が受ける抵抗は第２部分２６に沿って流れる気体が受ける抵抗よ
りも一般的に大きい。その結果、燃焼前面が第１部分２４と相互に作用している
限り、圧力が急速に増加することになり、実質的に燃焼前面が部分２４と部分２
６との界面に達したときに空気−燃料混合気のデトネーションのための適切な最
大値に到達する。この発明によれば、部分２４と部分２６との界面における燃焼
前面が到達した最大値圧力は、残りの未燃焼空気−燃料混合気がデトネーション
を開始するのに充分である。したがって、燃焼過程は、前述した燃焼相から、残
りの空気−燃料混合気がデトネーションされ、以下にデトネーション相として述
べる、燃焼過程の第２相への遷移を受ける。
従来技術で知られているように、空気−燃料混合気のデトネーションは、その
空気−燃料混合気の圧力が適切な閾値圧力
レベルを超えたときだけ開始される。この発明の好ましい実施例では、この閾値
圧力レベルは実質的に燃焼室２０の部分２５及び２７の界面において超えること
となる。
前述したように、燃焼相からデトネーション相への遷移は、燃焼前面が実質的
に部分２５及び２７の界面にあるときに起こるのが好ましい。この点において、
発生装置２２の部分２４によりもたらされる圧力増加抵抗はもはや必要ない。そ
れにもかかわらず、この発明の好ましい実施例では、発生装置２２の第２部分２
６は、デトネーション部分２７における未燃焼空気−燃料混合気が急速であるが
完全であって制御されたデトネーションを必要とするようないくらかの抵抗を、
伝播していく気体に対して負わせる。
デトネーションを維持するために適した気体動力抵抗は、圧力を増加させるた
めに適したそれよりも一般に低いため、前述したように、ロッド２８は部分２６
に沿って概していっそうまばらであり、そして／または障害物３０どうしは障害
物３２どうしよりも間隔がいっそう狭い。一般に、特定の障害物３０または３２
により受ける気体動力抵抗は、その特定の障害物に含まれるロッド２８の太さ、
長さ及びロッド２８の数に順次、依存する、その特定の障害物が占める体積によ
って決まる。障害物３０及び３２に含まれるロッド２８の太さ、長さ及び数が決
まれば、部分２５及び２７における平均の気体動力抵抗はそれぞれ、障害物３０
及び３２どうしの間隔によって決まる。
燃焼過程のデトネーション相は、室２０の出力開口３４を通
して放出される高圧の気体動力パルス、すなわち衝撃波を作りだす。その出力圧
力は、この発明の好ましい実施例では、約８０気圧以上である。従来技術で知ら
れているように、開口３４から放出される衝撃波または、好ましくは連続的に発
生する一続きの衝撃波は、工業機械類の諸要素の清掃などのさまざまな用途を有
しているであろう。孔あきノズル１８と二相式乱流発生装置２２とを用いる前述
した燃焼過程によれば、対応する従来の衝撃波発生器よりもかなり効率のよい、
きわめて効率的な衝撃波発生器がもたらされる、ということを正当に評価すべき
である。
最善の二相式衝撃波発生をもたらすためには、部分２４及び２６にそれぞれ沿
って障害物３０及び３２を注意深く配することが必要である、ということが理解
される。この発明者は、障害物３０及び３２が次の実験式：
Ｘ＝１０ｄ／ｍ
に従った間隔で配されているときに満足すべき結果が得られることを発見した。
ここで、Ｘは障害物３０または３２どうしの間隔、ｄは各障害物３０または３２
におけるロッド２８の平均直径、ｍは部分２５または２７のそれぞれにおける各
障害物３０または３２の気体動力透過度である。
透過度ｍは次の式：
ｍ＝ｓc／ｓt
から決定されるであろうということが理解される。ここで、ｓtは軸２３に垂直
である、障害物３０または３２の断面積、
ｓcは燃焼室２０の断面積である。
この発明に従って設計される実用的な原型は、直径が１２０ミリメートルで長
さが４メートルである燃焼室に構成された。乱流発生装置における長さ２．５メ
ートルの第１部分における障害物は、１４ミリメートルの直径をそれぞれ有する
４つのロッドを含んでいた。その燃焼部における各障害物の前記透過度は、前述
のようにして決定されるが、３．５であった。そして、前記の式に従うと、第１
部分において連続する障害物どうしの適切な間隔は４０ミリメートルであった。
乱流発生装置における、残りの長さ１．５メートルの第２部分における障害物
は、１２ミリメートルの直径をそれぞれ有する２つのロッドを含んでいた。その
デトネーション部における各障害物の前記透過度は、前述のようにして決定され
るが、２であった。したがって、前記の式に従うと、第２部分において連続する
障害物どうしの適切な間隔は２０ミリメートルであった。
前述の原型による試験で、従来の衝撃波発生器の約５〜７倍の出力レベルを有
する出力衝撃波が生じた。その原型のエネルギ消費量は従来の発生器のそれの約
２〜３倍低いものであった。
前述の原型において、燃焼室は長さが約４メートルであるのに対し、燃焼室の
直径はわずか１２０ミリメートルである。衝撃波発生器のある種の用途に対して
はいっそう長い燃焼室が必要になる、ということが理解される。そのような長い
燃焼室は隘路効果を有しており、その結果、発生器はかなりの空間を消
費することになり、また、あちらこちらに移動するのが困難である。したがって
、この発明の好ましい実施例では、燃焼室はその効果的な長さを維持するコンパ
クトな形態に折り曲げられる。
さて、図３によれば、この発明のさらに好ましい実施例によって構成されて作
用するコンパクトな衝撃波発生器の屈曲状燃焼室１２０の一部が概略的に描かれ
ている。図１の衝撃波発生器の燃焼室２０に似て、燃焼室１２０は、第１の燃焼
部１２５と第２のデトネーション部１２７とを含んでいる。しかしながら、図１
の実施例とは異なり、燃焼室は、発生器の全長を短くするために所定の屈曲案に
従って多くの箇所で曲げられている。一例として、図３には燃焼室１２０の２つ
の屈曲部が示されている。燃焼部１２５には屈曲部１４０が示され、デトネーシ
ョン部１２７には屈曲部１４２が示されている。特定の設計思想に基づいて衝撃
波発生器の所望の形状を得るために、部分１２５及び１２７の一方または両方に
屈曲部１４０及び１４２に似たいくつかの屈曲部が形成されていてもよい、とい
うことが理解される。このようにして形成された燃焼室は、移動前面のための区
画された伝播路を定め、それによって屈曲部１４０及び１４２において燃焼前面
の曲線状伝播路が定められ、また、これらの屈曲部の間の区画に直線状伝播路が
定められる。
図３の衝撃波発生器はさらに、図２の乱流発生装置における部分２４及び２６
に似た第１部分１２４及び第２部分１２６を有する乱流発生装置１２２を含んで
いる。乱流発生装置１２２
は、軸１２３と、軸１２３にほぼ垂直であり、すなわち、燃焼前面の伝播方向に
ほぼ垂直であり、放射状に延びる複数のロッド１２８とから構成されているのが
好ましい。部分１２４及び１２６におけるロッド１２８の配列は、図２の部分２
４及び２６ににおけるロッド２８のそれに似ているのが好ましい。すなわち、第
１部分１２４において隣り合うロッド１２８どうしの間隔は第２部分１２６にお
いて隣り合うロッド１２８どうしの間隔よりも小さいのが好ましい。加えて、あ
るいは代わりに、部分１２４におけるロッド１２８は部分１２６におけるロッド
１２８よりも太くてもよい。しかしながら、図１及び２の実施例とは異なり、発
生装置１２２の軸１２３は直線に沿って延びているのではなく、むしろ、その軸
１２３は燃焼室１２０における屈曲部に対応する所定箇所である屈曲部１４０及
び１４２で曲げられている。
燃焼室１２０の屈曲部すなわち屈曲部１４０及び１４２によって生じる気体動
力抵抗は、燃焼室の直線状区画によって生じる気体動力抵抗よりも一般に高いこ
とが理解される。したがって、屈曲部における燃焼前面の望ましくない減速をさ
けるために、乱流発生装置１２２によって屈曲部１４０及び１４２に生じる、制
御された気体動力抵抗が適切に調整されて、部分１２５及び１２７のそれぞれに
沿って実質的に均質な気体動力抵抗が保たれる。これは、屈曲部に沿ったロッド
１２８の寸法すなわち、長さ及び／または直径を調整することにより、そして／
または屈曲部に沿ったロッド１２８どうしの間隔を調整す
ることにより、なし遂げられるのが好ましい。より詳しくは、屈曲部に沿ったロ
ッド１２８の長さ及び／または直径は減らされるであろうし、あるいは屈曲部に
沿ったロッド１２８どうしの間隔は広くされるであろう。
適切な屈曲案を用いることによって気体動力発生器はかなりコンパクトにする
ことができる、ということを認識すべきである。例えば、５．５メートルという
効果的な長さを有する気体動力発生器は、最大寸法がわずかに１．２メートルで
あるハウジングの中に折り曲げて入れることが可能である、ということがわかっ
た。これは、燃焼室に沿って９０度のほぼ等間隔で配された４つの屈曲部によっ
て得ることができるが、そのうちの２つの屈曲部は燃焼部にあり、他の２つの屈
曲部はデトネーション部にあるのが好ましい。
さて、図４によれば、この発明のさらに他の好ましい実施例によって構成され
て作用するパルス動力パルス発生を用いてフィルタを清掃するための装置が概略
的に描かれている。図４の装置は、３０〜４０気圧の出力圧力を有する衝撃波発
生器であればそれがどのようなものでもよい衝撃波発生器１５０を含んでいる。
しかしながら、好ましい実施例では、衝撃波発生器１５０は、図１〜図３を参照
して前述されたそれぞれの実施例のうちの１つに基づいて構成されている。衝撃
波発生器１５０の作動は、以下に述べるように、外部の位置決めモータ１５４の
操作をも制御する制御部１５２によって制御されるのが好ましい。制御部１５２
は、モータ１５４及び発生器１５０の一方
または両方を手動制御するのを可能にする使用者仲介装置（ｕｓｅｒ ｉｎｔｅ
ｒｆａｃｅ）を含んでいるのが好ましい。制御部１５２はまた、所定の、好まし
く選択することのできる作動プログラムに基づいて発生器１５０及びモータ１５
４が制御される自動操作モードを含んでいるのが好ましい。
発生器１５０の出力に関連して、清掃装置は出力開口１５８を有する出力用延
長部１５６を含んでいる。延長部１５６は、発生器１５０によって作られた衝撃
波を開口１５８を通して、清掃に供されるフィルタ１７０を受け入れるフィルタ
清掃用囲い１６０の内部へ導き入れる。フィルタ１７０は例えば、強力ディーゼ
ルエンジンに使用されるような型の円筒形空気フィルタであるのが好ましい。フ
ィルタ１７０は、開口１５８からの衝撃波がそのフィルタの内部１７２へ放出さ
れるように、開口１５８を取り囲んで、何らかの適切な手段により囲い１６０の
内側にしっかりと取り付けられているのが好ましい。
この発明の好ましい実施例では、その清掃装置はさらに、フィルタ１７０の内
部１７２に置かれた円盤反射器１６４や、開口１５８と出力用延長部１５６の一
部とを通って延びている延長アーム１６２を含んだ衝撃波反射機構を含んでいる
。円盤反射器１６４の垂直位置は以下に述べるように、外部の位置決めモータ１
５４を用いて制御部１５２により制御されるのが好ましい。反射器１６４の位置
の機構的制御をすることができるように、アーム１６２は位置決めモータ１５４
と円盤反射器１６４との間に接続されている。出力用延長部１５６は、アー
ム１６２が外部の位置決めモータ１５４に応えて、延長部１５６の壁における開
口１６６を通して直線状運動を行うことができるような屈曲部１６８を持って形
成されているのが好ましい。開口１６６は、そこからのエネルギー損失を防止す
るために、適切に密封されているのが好ましい。
この発明のこのような好ましい実施例によれば、開口１５８を通して発生した
衝撃波は、円盤反射器１６４によってフィルタ１７０の内面上に反射され、フィ
ルタから汚れやちりなどの蓄積物を「払いのける」。反射器１６４を用いるこの
ような衝撃波の間接的適用によれば、直接的適用法に比べて、フィルタ１７０上
への衝撃波エネルギーのいっそう均一な分布が得られることがわかった。しかし
ながら、反射した衝撃波の大きさは一般に距離の関数であるので、その衝撃波は
一般にいっそう強烈であり、したがって反射器１６４の近傍においてはいっそう
効果的である。したがって、この発明の好ましい実施例では、フィルタ内部１７
２における反射器１６４の垂直位置を清掃過程の間に変化させ、それによって所
定数の反射器位置レベルのそれぞれで所定数の衝撃波を発生させる。これにより
、フィルタ１７０上への衝撃波エネルギーのいっそう均一な垂直分布を行うこと
ができ、結局、フィルタ１７０のいっそう効果的な清掃が可能になる。
この発明の好ましい実施例によれば、垂直位置レベルの数は、フィルタ１７０
の寸法によるが、５〜２０センチメートルの垂直間隔をおいて、１と１５の間に
ある。フィルタ１７０の効果
的な清掃のためには、気体動力パルスの数、すなわち、それぞれの垂直位置レベ
ルで適用される衝撃波は、フィルタ１７０の状態と種類によるが、１〜２０であ
るのが好ましく、１レベル当たり１５〜２０の衝撃波であるのがより好ましい。
異なった垂直位置の間における反射器１６４の動きは、外部の位置決めモータ１
５４を用いて制御部１５２により制御されるのが好ましく、それによってその反
射器は所定時間、それぞれのレベルに保たれる。反射器１６４の各垂直レベルで
の、所定回数の衝撃波発生装置１５０の作動もまた、制御部１５２により制御さ
れる。
この発明は以上に記載されたものに限定されるものではないということが当業
者には理解されるであろう。むしろ、この発明の範囲は次の請求の範囲によって
のみ限定される。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Shock wave generator
The present invention relates generally to the process of combustion and explosion, and more particularly to industrial equipment and
Combustion for industrial applications such as cleaning machinery with equipment utilizing these processes
And regarding the use of the explosion process.
Proper maintenance of industrial machinery generally involves various elements of the machinery.
Frequent removal of unwanted particulate buildup. Machinery parts
Particle accumulation on the machinery can be minimized by cleaning the environment surrounding the machinery.
Can be. Various pneumatic cleaning devices have been used for such purposes.
Even if a clean working environment reduces particle accumulation on machinery parts,
Such accumulation cannot be completely prevented. Therefore, clean the machine parts.
More direct methods of doing so are often required.
To effectively clean various machinery parts, generate a shock wave near the parts
To "dislodge" dust particles and other accumulations from the part.
It is known that more will be achieved. Also, instead of shock waves, machinery
And the shock wave rocks the part, removing the accumulation
”. Shock wave cleaning is for cleaning
Elements and / or other cleaning methods and / or cleaning that are not immediately removed
It is particularly useful for factors that are particularly susceptible to the use of scavengers.
Gas power generators that induce shock wave vibrations in the vicinity of the gas power generator have been known.
ing. When the gas power generator is located near the machinery element to be cleaned,
Shock waves guided near the element are used to clean the element, as described above.
Can be Gas power generators are used in the manufacture of construction materials and equipment, metallurgy, mining,
It is a useful aid for chemical, petroleum processing and food industry purposes.
For example, to clean dust accumulations and other deposits in centrifugal compressors,
, Gas powered generators have been used. The centrifugal compressor was installed in the pump room
Includes pump truck with pump blades installed. Compressed gas supply through gas passage
A number of nozzles connected to the source were previously installed in the pump chamber from pump vanes.
Installed at selected intervals. The source is high pressure impinging on the pump blades
Gas pulse, thereby removing unwanted buildup from the blades
Good. For best results, the distance between the nozzle and the pump vane should be the diameter of the gas passage.
Is selected so as to be 1 to 1.5 times.
Gas power generators can also be used to clean contaminated electrodes, especially for electric filters.
It has also been used to clean electrodes. The ignited air-fuel mixture is long
It is transported through a detonated chamber. There, the mixture for combustion is large
Threshold speed
And is released to the impact receiving plate connected to the impact transport block. This bro
The rock transports the shock wave generated on the plate to the same electrode, thereby `` wiping out the sediment. ''
It causes high accelerating oscillations in the electrode to "break".
Current gas powered pulse generator cleans compressor blades and removes deposits from electrodes
Although useful for some applications, such as for example, these systems are generally
It suffers from energy consumption and low operating efficiency. Input pressure obtained by the aforementioned device
The force generally does not exceed 10 to 12 bar, and even then
However, only a part of the pulsed gas power energy is converted into a shock wave at the cleaning point.
Most of the gas kinetic energy is not utilized. In addition, the fuel of the air-fuel mixture
The firing rate is relatively low compared to the expansion rate of the mixture (typically 400 to 50).
0 m / s), so only part of the mixture (typically not more than 30%)
Are used to generate gas powered pulses. Between the rate of combustion and the rate of expansion
Such differences in the emissions also lead to undesirable emissions of flammable air-fuel mixtures.
May reduce the efficiency of the system.
May pose a danger to the operator of the system.
In order to obtain a sufficiently strong shock wave, current shock wave generators are often
Uses a straight, elongated combustion chamber with a length of 4 meters or more.
This makes the system space consuming and therefore practical for a variety of applications.
It will not be.
The life of filters such as air filters used in heavy duty diesel engines is
That it can be extended somewhat by regular cleaning of the filter.
well known. Typically, such filters are vibrated by hand.
The air flow in the opposite direction, that is, during normal operation.
Superficial cleaning is achieved by flowing compressed air in opposite directions. However, empty
Since air pressure cleaning is very localized, the use of air pressure cleaning equipment is often
Can damage the filter that is long and is cleaned, and is generally complete.
Not everything.
One object of the present invention is to generate gas powered pulses or shock waves.
To provide a more efficient and more powerful method and apparatus. This departure
The shock wave generator, which is constructed and operated based on the
For example, to clean clogged tubes or free of dry matter to remove from parts
Used to assure proper flow.
Another object of the present invention is to provide a folded gas powered pulse generator.
It is to be. Here the long dimension generator has a relatively long efficient length
In order to provide a relatively compact shock wave generator, fold according to a predetermined bending plan.
Can be bent. Yet another object of the invention is to provide a filter, in particular an air filter.
To provide an improved apparatus for cleaning gas turbines using gas powered pulses.
You.
According to a preferred embodiment of the present invention, a first combustion section having an input port and the first combustion section are provided.
Combustion chamber including a second detonation section downstream of the first section and having an output opening
An air-fuel supply line operative to deliver an air-fuel mixture to said input port
And the air-fuel supply line connected to the air-fuel supply line.
An ignition device that ignites the air-fuel mixture and starts a combustion front that propagates toward the input port;
Are fixedly mounted in the combustion chamber to promote and control the combustion of the air-fuel mixture.
And a first part located within the combustion part of the combustion chamber and having a predetermined first gas power resistance.
A second gas-powered resistor located within the detonation portion of the combustion chamber and having a predetermined second gas power resistance;
And a turbulence generator including two parts, the first resistance of which is provided in the combustion section.
Combustion of the air-fuel mixture in the detonation section
To produce a predetermined pressure level suitable for initiating detonation of
And the second resistor is connected to the remaining air-fuel mixture at the detonation section.
Provides a two-phase shockwave generator that is like maintaining a continuous detonation
Is done.
According to the present invention, the second pneumatic resistance is preferably lower than the first pneumatic resistance.
New
According to one preferred embodiment of the present invention, the air-fuel supply line is substantially
A perforated nozzle for dispersing the combustion front when the combustion front enters the combustion chamber.
Connected to the input port via
In addition, according to one preferred embodiment of the present invention, a turbulent
The raw equipment is preselected along each of the combustion and detonation sections
A fixed point along the combustion chamber to generate the first and second pneumatic resistances
A plurality of gas-powered obstacles.
Each obstacle is a plurality of blocks that are substantially perpendicular to the propagation direction of the combustion front in the combustion chamber.
It preferably contains a pad.
According to a preferred embodiment of the present invention, the plurality of rods have a predetermined pitch.
Are arranged along an almost spiral locus.
According to one preferred embodiment of the present invention, the combustion chamber of the shock generator is at least
Also includes one bend. The at least one bend is a combustion section of the combustion chamber
At least one bend and / or at the detonation of the combustion chamber
At least one bend may be included. The arrangement of the bend is based on the specified bend plan.
It is preferred to select
Alternatively, according to one preferred embodiment of the invention, the input and output apertures are
A combustion chamber having an air-fuel operative to deliver an air-fuel mixture to the input port.
Fuel supply line and this air-fuel supply line.
Igniting the air-fuel mixture to start a combustion front propagating toward the input.
Igniter and fixedly mounted in the combustion chamber to promote combustion of the air-fuel mixture
A turbulence generator for controlling and controlling the turbulence, connected to the input and substantially in front of the combustion front.
A perforated nozzle for dispersing the combustion front upon entry into the combustion chamber.
A phase shock wave generator is provided.
Further, according to one preferred embodiment of the present invention, the air-fuel supply line
Supplying an air-fuel mixture to the combustion chamber, and selecting the combustion chamber in advance.
Air in the supply line when filled with the selected amount of air-fuel mixture
-Igniting the fuel mixture and thereby starting the combustion front propagating towards the combustion chamber
And promoting the combustion process by generating turbulence in the combustion chamber.
Controlling together, wherein the turbulence is generated during a first combustion phase of the combustion process.
Applying a first predetermined gas power resistance in the combustion section;
A second predetermined gas power resistance in the combustion section during the two detonation phases;
Where the first resistance is the air-pressure in the combustion phase.
Combustion of the fuel-air mixture is the remaining air-fuel mixture during the detonation phase.
Such as to create a predetermined pressure level suitable for initiating tonation
And the second resistor provides for continued detonation of the remaining air-fuel mixture.
Provided is a method of generating a shock wave using a two-phase combustion process, such as maintaining.
.
According to one preferred embodiment of the present invention, the second pneumatic resistance is the first pneumatic power resistance.
Preferably, it is lower than the resistance.
The method substantially disperses the combustion front as it enters the combustion chamber.
Preferably, the method further comprises the step of causing
Alternatively, according to one preferred embodiment of the present invention, an air-fuel supply line
To supply an air-fuel mixture from
Step and its combustion chamber are filled with a preselected amount of air-fuel mixture.
Ignites the air-fuel mixture in the supply line when
Initiating a combustion front propagating towards and generating turbulence in the combustion chamber
Encouraging and controlling the combustion process by performing
Dispersing the combustion front as it enters the combustion chamber;
Detonating a mixed air-fuel mixture.
A law is provided.
According to one preferred embodiment of the present invention, the method comprises the steps of:
The mixed mixture is removed at the output aperture and a gas-powered pulse is formed therein.
Preferably, it further includes a step.
Further, in accordance with one preferred embodiment of the present invention, at least one gas dynamic
A shock wave generator for generating a force pulse in a predetermined direction and at least one gas powered pulse
A reflector for reflecting the light to at least one portion of the filter.
There is provided an apparatus for cleaning.
The shock wave generator used in the cleaning device includes the two-phase shock wave generator as described above.
Is preferred.
The device preferably further includes an enclosure for receiving the filter.
No. Preferably, the filter is an air filter.
According to one preferred embodiment of the invention, the cleaning device comprises a
A positioning mechanism to control the position of the reflector
Included in The device controls the operation of the positioning mechanism and the operation of the shock wave generator
It is preferable to further include a control unit that performs the control. The control unit performs a predetermined cleaning order
Based on this, it is preferable to operate the positioning mechanism and activate the shock wave generator.
This cleaning sequence is based on each of a predetermined number of positions of the reflector with respect to the filter.
Preferably, it includes a predetermined number of actuations of the shockwave generator. The place of the shock wave generator
Actuation of the constant includes actuation between 1 and 20 at each position of the reflector.
preferable. According to one preferred embodiment of the present invention, the filter is a cylindrical filter.
And a predetermined number of positions are arranged along the height of the cylindrical filter. Good
Preferably, the predetermined number of locations are spaced between 5 and 10 centimeters.
You.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a preferred embodiment of the present invention.
It will be better understood from the detailed description.
FIG. 1 is a gas power constructed and operated according to one preferred embodiment of the present invention.
It is a schematic sectional drawing of a pulse generator.
FIG. 2 illustrates the operation of the gas power generator of FIG. 1 according to one preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a drawing side view of a two-phase turbulence generator useful for the present invention.
FIG. 3 shows a bent gas constructed and operated according to another preferred embodiment of the present invention.
It is a schematic sectional drawing of a part of power pulse generator.
FIG. 4 shows a pallet constructed and operated according to yet another preferred embodiment of the present invention.
1 is a schematic cross-sectional view of an apparatus for cleaning a filter using power pulse generation.
Referring now to FIG. 1, a preferred embodiment of the gas powered pulse generator of the present invention is generally described.
It is drawn schematically. As shown in FIG. 1, the gas powered pulse generator is preferably
Fuel supply line 10, air supply line 12, mixer 14, air-fuel mixture transport
Line 15, ignition connected to a preselected part of the transport line 15
Apparatus 16, perforated nozzle 18 mounted at the end of the transport line 15, combustion chamber 2
0 and a two-phase turbulence generator 22 attached to the combustion chamber 22.
Methane (CHFourThe fuel and air, each of which is preferably a combustion gas such as
10 and compressed through line 12 into mixer 14 at the appropriate pressure,
At the outlet of the vessel 14, an air-fuel mixture having a preselected fuel-air ratio is
Become. This fuel-to-air ratio provided by the mixer 14 is
Preferably, the ratio is higher than that required for normal chemical reactions. this
The air-fuel mixture is carried through a transport line 15 and through a perforated nozzle 18.
And discharged into the combustion chamber 20. Ignition plug hermetically mounted on the transport line 15
The ignition system 16 is preferably a combustion system in which the combustion chamber 20 has a predetermined amount of fuel suitable for proper combustion.
Only activated after being filled with an air-fuel mixture.
The operation of the ignition device 16 causes the air in the transport line 15 to
The combustion front where the combustion of the fuel mixture begins and propagates towards the perforated nozzle 18
Occurs. When this combustion front reaches the perforated nozzle 18, it breaks and disperses.
The burned flame front is discharged into the combustion chamber 20. Nozzle 18 allows combustion front
It is desirable that scattering occurs. Because it propagates in the combustion chamber 20
Because there is a rather large contact area between the combustion front and the air-fuel mixture
. The increased contact area between the combustion front and the air-fuel mixture
Understand that it will result in faster combustion of the air-fuel mixture in
Should. This initiates the first phase of the combustion process, described below as the combustion phase.
.
Within the combustion chamber 20, the combustion front is air-fueled in a controlled manner as described below.
The two-phase turbulence generator 22 enhances and promotes the combustion of the fuel-air mixture.
FIG. 2 graphically illustrates the turbulence generator 22 in more detail. Shown in FIG.
As such, the turbulence generator 22 preferably has a longitudinal axis 23 and this longitudinal axis 23,
A plurality of radially extending rods 28 substantially perpendicular to the direction of propagation of the combustion front
It is composed of According to a preferred embodiment of the present invention, the turbulence generator 22
A first part 24 connected to a first combustion part 25 of the combustion chamber 20 (FIG. 1);
20 (FIG. 1) and a second portion 26 connected to the second detonation portion 27.
I have. The distance between adjacent rods 28 in the first part 24 is
Smaller than the distance between adjacent rods 28
Good. Additionally or alternatively, rod 28 in section 24 may be detoned.
Preferably, it is thicker than the rod 28 in the part 26.
In the preferred embodiment of the present invention, the rod 2 of portions 24 and 26 of the generator 22
8 are arranged as the same plane group as indicated below by obstacles 30 and 32, respectively.
Have been. The number of rods in each obstacle may vary, but each obstacle 30
The number of rods 28 included in each of the obstacles is preferably larger than that included in each obstacle 32.
No. For example, four rods 28 in which each of the obstacles 30 is arranged in a cross shape
And each of the obstacles 32 includes two radially aligned rods 28
Is also good. The plurality of rods of successive obstacles 30 or 32
Outer ends of a circle form a spiral trajectory with a preselected pitch
As described above, the angle is preferably changed. What about the ends of those rods 28
The pitch of the spiral orbit determined by the air
-Empirically selected so that the fuel mixture creates the best turbulence
preferable.
In a preferred embodiment of the invention, the radially outer end of rod 28
Do not touch the inner surface of Typically between the same end of rod 28 and the inner surface of combustion chamber 20
It is preferred that there be at least a preselected distance of 2-3 mm.
New This improves the air-fuel mixture burning in the combustion chamber 20.
Resulting in turbulence.
A rod 28, preferably having a diameter of 10 to 14 mm,
The propagating combustion gas imposes a certain resistance, and thus during the combustion process, the combustion chamber
Acts to control the barometric pressure at 20. In a preferred embodiment of the invention,
Obstacles 30 and 32 may cause the air-fuel mixture in the combustion chamber 20 as described below.
At appropriate intervals along axis 23 so that the desired combustion of the aiki continues to occur.
It is location.
The rod 28 in the first part 24 is generally thicker and / or
The rods 28 in each obstacle 30 may be of greater number and / or the first part 2
4, the distance between the continuous obstacles 30 is smaller, so that
The resistance of the gas flowing along the second part 26 is less than the resistance of the gas flowing along the second part 26.
Is also generally large. As a result, the combustion front interacts with the first part 24.
As long as the pressure increases rapidly, the combustion front is substantially divided between part 24 and part 2
6 when reaching the interface with the appropriate detonation of the air-fuel mixture.
Reach the maximum. According to the present invention, combustion at the interface between the portions 24 and 26
The maximum pressure reached by the front is the detonation of the remaining unburned air-fuel mixture.
Is enough to start. Therefore, the combustion process is based on the combustion phase described above.
The air-fuel mixture is detonated and described below as the detonation phase.
Undergoes a transition to the second phase of the combustion process.
As is known in the prior art, the detonation of the air-fuel mixture is
Air-fuel mixture pressure is appropriate threshold pressure
Started only when the level is exceeded. In a preferred embodiment of the invention, this threshold
The pressure level is substantially exceeded at the interface of parts 25 and 27 of the combustion chamber 20
Becomes
As mentioned above, the transition from the combustion phase to the detonation phase occurs when the combustion front is substantially
Preferably occurs at the interface between portions 25 and 27. In this regard,
The pressure increasing resistance provided by the section 24 of the generator 22 is no longer necessary. So
Nevertheless, in a preferred embodiment of the invention, the second part 2 of the generator 22
6 indicates that the unburned air-fuel mixture in the detonation part 27 is rapid.
Some resistance that requires complete and controlled detonation,
Inflict on propagating gas.
Suitable gas power resistance to maintain detonation is
Rod 28 is generally lower than that suitable for
Are generally more sparse along and / or obstacles 30
The distance between the objects 32 is narrower than each other. Generally, a specific obstacle 30 or 32
The gas power resistance experienced by the rod 28 included in that particular obstacle,
Depending on the volume occupied by that particular obstacle, which in turn depends on the length and number of rods 28
Is decided. The thickness, length and number of rods 28 included in obstacles 30 and 32 are determined.
Then, the average pneumatic resistance in sections 25 and 27, respectively, is
And 32 between each other.
The detonation phase of the combustion process passes through the output opening 34 of the chamber 20.
To produce high pressure gas powered pulses, or shock waves. Its output pressure
The force is greater than about 80 atmospheres in a preferred embodiment of the present invention. Known in the prior art
Shock wave emitted from the aperture 34 or, preferably, continuously.
The resulting series of shock waves has a variety of uses, including cleaning industrial machinery components.
Would be. Using the perforated nozzle 18 and the two-phase turbulence generator 22
According to the combustion process, it is considerably more efficient than the corresponding conventional shock wave generator,
It should be appreciated that a very efficient shock wave generator is provided
It is.
To achieve the best two-phase shock wave generation, the sections 24 and 26 must be
It is necessary to carefully place obstacles 30 and 32
Is done. The inventor states that the obstacles 30 and 32 have the following empirical formula:
X = 10d / m
It has been found that satisfactory results are obtained when arranged at intervals according to.
Here, X is the distance between obstacles 30 or 32, and d is each obstacle 30 or 32.
The average diameter of the rod 28 at m
The gas power permeability of the obstacle 30 or 32.
The transmittance m is given by the following equation:
m = sc/ St
It will be understood that the Where stIs perpendicular to axis 23
The cross-sectional area of the obstacle 30 or 32,
scIs the cross-sectional area of the combustion chamber 20.
A practical prototype designed according to the invention is 120 mm in diameter and long
The combustion chamber was 4 meters in length. 2.5 mm length in turbulence generator
The obstacles in the first part of the shaft each have a diameter of 14 millimeters
Included four rods. The transmittance of each obstacle in the combustion section is as described above.
Was 3.5, but was 3.5. Then, according to the above equation, the first
The appropriate spacing between successive obstacles in the section was 40 millimeters.
Obstacles in the second part of the turbulence generator with a remaining length of 1.5 meters
Included two rods, each having a diameter of 12 millimeters. That
The transmittance of each obstacle in the detonation section is determined as described above.
But it was 2. Thus, according to the above equation, the second part is continuous
The appropriate spacing between obstacles was 20 millimeters.
In the test using the prototype described above, the output level was about 5 to 7 times that of the conventional shock wave generator.
Output shock wave. Its prototype energy consumption is about the same as that of a conventional generator.
It was 2-3 times lower.
In the aforementioned prototype, the combustion chamber was about 4 meters long, while the combustion chamber
The diameter is only 120 millimeters. For certain applications of shock generators
It is understood that a longer combustion chamber is required. Such a long
The combustion chamber has a bottleneck effect, so that the generator consumes considerable space.
Would be expensive and difficult to move around. Therefore
In a preferred embodiment of the present invention, the combustion chamber is provided with a compressor which maintains its effective length.
It is folded into a new shape.
Referring now to FIG. 3, a preferred embodiment of the present invention is constructed and operated.
A part of the bent combustion chamber 120 of the compact shock wave generator used is schematically depicted.
ing. Similar to the combustion chamber 20 of the shockwave generator of FIG.
Unit 125 and a second detonation unit 127. However, FIG.
Unlike the embodiment, the combustion chamber is provided with a predetermined bending plan in order to shorten the overall length of the generator.
Therefore, it is bent at many points. As an example, FIG. 3 shows two combustion chambers 120.
Are shown. A bend 140 is shown in the combustion section 125 and the detonation
The bending part 142 is shown in the option part 127. Shock based on specific design philosophy
In order to obtain the desired shape of the wave generator, one or both of the parts 125 and 127
Some bends similar to bends 140 and 142 may be formed.
It is understood that The combustion chamber thus formed has a compartment for the moving front.
Defined propagation paths, and thereby the combustion front at bends 140 and 142
Is defined, and a straight propagation path is formed in a section between these bent portions.
Determined.
The shock wave generator of FIG. 3 further comprises portions 24 and 26 in the turbulence generator of FIG.
Including a turbulence generator 122 having a first portion 124 and a second portion 126 similar to
I have. Turbulence generator 122
Is substantially perpendicular to the axis 123 and to the axis 123, ie, in the direction of propagation of the combustion front.
And a plurality of rods 128 which are substantially vertical and extend radially.
preferable. The arrangement of rods 128 in portions 124 and 126 is similar to that of portion 2 in FIG.
Preferably, it is similar to that of rod 28 at 4 and 26. That is,
The distance between adjacent rods 128 in one part 124 is
It is preferable that the distance between adjacent rods 128 is smaller than the distance between adjacent rods 128. In addition
Alternatively, the rod 128 in section 124 is replaced by the rod in section 126
It may be thicker than 128. However, unlike the embodiment of FIGS.
The axis 123 of the raw device 122 does not extend along a straight line, but rather
123 is a bent portion 140 which is a predetermined portion corresponding to the bent portion in the combustion chamber 120;
And 142 are bent.
Gas motion created by the bends in combustion chamber 120, ie, bends 140 and 142
The force resistance is generally higher than the gas power resistance created by the straight section of the combustion chamber.
Is understood. Therefore, there is no undesirable deceleration of the combustion front at the bend.
The turbulence generator 122 creates a bend in the bends 140 and 142.
The controlled gas power resistance is adjusted appropriately to allow each of the sections 125 and 127
Along with a substantially homogeneous gas power resistance. This is the rod along the bend
By adjusting the dimensions of 128, ie length and / or diameter, and /
Or adjust the distance between rods 128 along the bend
Preferably, this is accomplished. More specifically,
The length and / or diameter of the head 128 may be reduced, or
The spacing between the rods 128 along will be widened.
Gas power generators can be quite compact by using appropriate bend schemes.
It should be recognized that For example, 5.5 meters
Pneumatic power generators with effective lengths have a maximum dimension of only 1.2 meters
It turns out that it is possible to fold it into a certain housing
Was. This is due to the four bends, which are equally spaced at 90 degrees along the combustion chamber.
Two bends are in the combustion zone and the other two bends
The bend is preferably at the detonation.
Referring now to FIG. 4, it is constructed according to yet another preferred embodiment of the present invention.
Device for cleaning filters using pulsed power pulse generation
Is drawn. The device of FIG. 4 generates a shock wave having an output pressure of 30 to 40 atm.
It includes a shockwave generator 150, which may be any creature.
However, in the preferred embodiment, the shockwave generator 150 is shown in FIGS.
It is configured based on one of the embodiments described above. impact
The operation of the wave generator 150 is controlled by an external positioning motor 154, as described below.
It is preferably controlled by a control unit 152 that also controls the operation. Control unit 152
Is one of the motor 154 and the generator 150
Or a user intermediary (user inte
rface). The control unit 152 also includes a predetermined
The generator 150 and the motor 15 are selected based on an operation program that can be selected.
4 preferably includes an automatic operation mode to be controlled.
In connection with the output of the generator 150, the cleaning device has an output extension having an output opening 158.
A long portion 156 is included. The extension 156 is used to reduce the impact created by the generator 150.
A filter for receiving waves through aperture 158 and receiving filter 170 for cleaning.
It is guided into the inside of the cleaning enclosure 160. The filter 170 is, for example, a powerful diesel.
Preferably, it is a cylindrical air filter of the type used in such engines. H
Filter 170 allows the shock wave from aperture 158 to be emitted into the interior 172 of the filter.
Surrounding the opening 158 so that the enclosure 160 is closed by any suitable means.
Preferably, it is securely attached inside.
In a preferred embodiment of the invention, the cleaning device further comprises a filter 170
One of the disk reflector 164 placed in the section 172, the opening 158 and the output extension section 156.
And a shock wave reflecting mechanism including an extension arm 162 extending therethrough.
. The vertical position of the disk reflector 164 is determined by the external positioning motor 1 as described below.
It is preferable that control is performed by the control unit 152 using the control unit 54. Position of reflector 164
Arm 162 is provided with positioning motor 154 so that mechanical control of
And the disk reflector 164. The output extension 156 is
The opening 162 in the wall of the extension 156 responds to the external positioning motor 154.
Shaped with a bend 168 so that linear movement can be performed through the mouth 166
It is preferred that it is formed. Openings 166 prevent energy loss therefrom.
For this reason, it is preferred that they are properly sealed.
According to such a preferred embodiment of the present invention, the
The shock wave is reflected by the disk reflector 164 onto the inner surface of the filter 170,
"Dispel" accumulated matter such as dirt and dust from rutha. This using the reflector 164
According to such an indirect application of the shock wave, the filter 170
It has been found that a more uniform distribution of the shock wave energy to the object is obtained. However
However, the magnitude of the reflected shockwave is generally a function of distance,
Generally more intense, and therefore more near reflector 164
It is effective. Therefore, in the preferred embodiment of the present invention, the filter interior 17
The vertical position of the reflector 164 at 2 is changed during the cleaning process, thereby
A predetermined number of shock waves are generated at each of a fixed number of reflector position levels. This
To provide a more uniform vertical distribution of shock wave energy onto filter 170
As a result, more effective cleaning of the filter 170 is enabled.
According to a preferred embodiment of the present invention, the number of vertical position levels
Depending on the dimensions of the above, with a vertical spacing of 5-20 cm, between 1 and 15
is there. Effect of filter 170
For effective cleaning, the number of pneumatic power pulses,
The shock wave applied by the filter depends on the condition and type of the filter 170, but is 1 to 20.
Preferably, there are 15 to 20 shock waves per level.
The movement of the reflector 164 between different vertical positions is controlled by the external positioning motor 1.
54 is preferably controlled by the control unit 152 so that the
The projectiles are kept at each level for a predetermined time. At each vertical level of the reflector 164
The operation of the shock wave generator 150 a predetermined number of times is also controlled by the control unit 152.
It is.
It is recognized in the art that the present invention is not limited to those described above.
Will be understood by others. Rather, the scope of the present invention is defined by the following claims.
Only limited.
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(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，
ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ
Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ
，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，
ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，
ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ
Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ
，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，
ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ
Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ
，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，
ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ────────────────────────────────────────────────── ───
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(81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE,
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