TWI803607B - 用於產生高振幅壓力波的裝置和方法 - Google Patents

Abstract

一種用於產生高振幅壓力波，特別是用於鍋爐清潔之裝置，該裝置具有防爆容器（21、40）連同安裝在其中之燃燒室（121），該燃燒室可透過輸送管線被充填可流動的可燃材料。該防爆容器具有用於定向地排出因點燃該可燃材料而產生的氣體壓力之排出孔（306）。活塞（70）將該排出孔封閉，可將用於定向排出之該排出孔開通，並且可透過彈簧裝置將該活塞推回起始位置。該活塞（70）之支座具有就其縱向（305）而言相對排出孔（306）傾斜之活塞面（302），該活塞面相對同樣相對於排出孔（306）傾斜之殼體面（303）佈置，其中該殼體面（303）相對該活塞面（302）以對準排出孔（306）之角（304）自垂直於活塞方向（90）定向之封閉線（65）出發地打開。

Description

用於產生高振幅壓力波的裝置和方法

本發明係有關於用於產生高振幅壓力波的一種裝置及一種方法，該裝置及該方法特別是用於鍋爐清潔。

US 5,864,517揭露過此種用於產生高振幅壓力波的裝置。在此過程中，產生聲振動，此等聲振動與可透過擴音器產生之聲振動相比強烈得多。特別是可將此等聲振動用於鍋爐清潔，因為此等聲振動會導致產生用於分離沈積粒子之壓力波。US 5,864,517闡述過兩種不同的脈衝式燃燒。爆炸及爆燃。爆炸燃燒具有2000至4000 m/s之極快的火焰速度，而爆燃燃燒具有例如200 m/s之慢得多的火焰速度及振幅小得多的壓力波。

EP 2 319 036係有關於用於產生爆炸，特別是產生高強度壓力脈衝的方法及裝置。其中，防爆容器配設有主爆炸室，例如在上述美國專利中那樣配設有排出口，此排出口用於壓力脈衝及封閉此排出口之活塞。透過輔助爆炸室中之輔助爆炸將活塞推至其位置，藉此，使得活塞將排出口開通。此處理方式需要在觸發主爆炸與前述輔助爆炸之間進行精確的時間協調。在此情形下，此裝置還具有氣體彈簧室，其阻止活塞回移，並且在主爆炸室中之氣體排空後將此活塞推回其起始位置。

EP 1 922 568示出用於產生爆炸之另一方法及另一裝置，其中氣體彈簧機構具有減壓機構，此減壓機構作為彈簧機構為吾人所知。

Tibor Horst Füle所著文獻《Cleaning technologies with sonic homs and gas explosions at the waste-fired power plant in Offenbach (Germany)，在奧芬巴赫垃圾熱電廠中用聲及爆炸發生器進行清潔》（VGB Powertech，第93卷，第8號，2013年8月1日, 第67-72頁, ISSN；1435-3199）同樣揭露過用於產生爆炸以便藉由聲發射進行清潔之方法及裝置。

此外，FR 2,938,623示出一種具有活塞之爆炸氣缸，此活塞可在打開與閉合位置之間運動，以便以循環的方式由加壓的氣體或空氣產生爆炸以實現清潔目的。

基於上述先前技術，本發明之目的在於，提供一種改良的裝置及一種改良的方法，該裝置可被簡單且可靠地點燃。

此外，本發明之目的在於，該裝置實現更長的維護間隔期，因為防爆容器中之活動部分因爆炸而磨損嚴重，且在先前技術中，在必須維護設備前，僅以有限次數重複進行清潔點火。在電力行業、基礎工業及工業化學中，通常在複雜的化學設備中實施該等過程，因此，在大部分情況下，設置一行此類用於產生高振幅壓力波之裝置以清潔不同的容器，隨後，必須相應地對該等裝置進行維護。

較佳將該裝置用於清潔大型工業設備中之鍋爐，例如垃圾焚燒設備、火力發電廠、料倉，用來清除水淬爐石或沈積物。該處之主要優點在於，可極為迅速且多次地重複各清潔週期。同樣地，應用氣體作為用於產生壓力波及與其相連的壓力脈衝之清潔材料成本相對較低，並且可產生較大的壓力。在觸發壓力波不久前之時間點上輸送本身不可燃或不可爆炸的兩個化學流體還會提高安全性。在溫度還較高或視情況還在運行中的設備中亦可進行清潔，因為反應材料長時間地曝露於較熱的環境。

在此過程中，可透過管道在較長的距離範圍內將所產生的壓力波導引至鍋爐中的待清潔位置上。管道可固定地安裝在待清潔設備上，但亦可自外部引入，例如可以可伸縮的方式將管道推入設備或鍋爐中。透過燃燒中產生的壓力脈衝，在將鍋爐及其壁部中之內管道的沈澱及污染吹走的同時，使得管道或壁部發生振動。該二操作皆實現對待清潔設備之高效清潔。

亦可採用其他不同的應用方案，其中需要更大、更快速的衝力、壓力脈衝或者高強度的及/或可（快速）重複的壓力波。例如用於金屬板成形之壓縮機或用作用於火器之驅動裝置，其中將壓力脈衝用於加速發射物。同樣可在可控的雪崩觸發範圍內使用此類設備。

用於產生壓力波，特別是用於鍋爐清潔之裝置具有防爆容器。該容器可由多部分組成。其具有至少一安裝在其中的燃燒室。數個燃燒室可相連。設有至少一伸入燃燒室之點火裝置。設有至少一用於將可流動的可燃材料輸入燃燒室之輸送管線，優選分別輸送燃料及氧化劑，例如天然氣及空氣或者甲烷及氧氣。在此過程中，亦可使用其他不同的液態或氣態燃料。其中，防爆容器具有用於定向地排出因點燃可燃材料而在燃燒室中產生的氣體壓力之排出孔。在點火前及點火時，設有封閉排出孔之封閉構件，該封閉構件設計為將用於定向排出之排出孔開通，並且該封閉構件隨後可在燃燒後透過彈簧裝置移入起始位置。其中，封閉構件為可沿其縱向移動的活塞，該活塞具有朝彈簧裝置方向定向之後區段及朝排出孔方向定向之前區段。

活塞之支座具有就其縱向而言相對排出孔傾斜之活塞面，該活塞面相對同樣相對於排出孔傾斜之殼體面佈置，其中殼體面相對活塞面以對準排出孔之角自垂直於活塞方向定向之封閉線出發地打開。

該角可為0.5至5度，優選為1至3度，特別是2度。

垂直於活塞方向定向之封閉線可佈置在下區段之活塞壁內，使得經倒圓的靜態壓力開口面處於封閉線與活塞壁之間。

垂直於活塞軸之與燃燒室連接或包含於該燃燒室的法蘭面可具有某個面積，該面積為由活塞面之面積所形成的面積的百分之50至百分之200。

在該二區段之間可設有過渡區域。在活塞之封閉排出孔的位置上，前區段佈置在燃燒室之區域內。就活塞之縱向而言，前區段相對後區段採用漸細的實施方案，使得過渡區域形成橫向於活塞之縱向定向的作用面，在點燃可燃材料時，將回推活塞之壓力施加至該作用面，使得活塞之前區段將排出孔開通。如此便能簡化清潔，因為在燃燒後亦可實現增壓，隨後，該增壓致使通向排出漏斗之路徑打開。

該過渡區域可為沿氣體彈簧之活塞的縱向自較大的活塞直徑朝較小的活塞直徑持續漸細的區域，該區域佈置在燃燒室中。另一方面，該過渡區域亦可由活塞之法蘭狀的漸細部構成。

在防爆容器中特別是可設有空心的中心導引線路，該導引線路在其內部導引前區域內之活塞。此點在活塞導引件磨損的情況下較為有利，因為如此便能在活塞之相隔較遠的區段上進行導引。在此情形中，在燃燒室與活塞之法蘭狀的漸細部的區域內的輔助壓力室之間設有至少一連接間隙。

燃燒室可圍繞活塞呈環形地圍繞活塞之縱軸佈置。燃燒室之環形壁部特別是可為以堆疊式密封的方式連接的環段，該等環段有利地被頂板及底板在上方或下方密封。因此，圓柱形燃燒室之高度及容積可以簡單的方式按比例調整，因為毋須設置大小不同的特殊腔室。此種按比例調整的燃燒室僅包括相應地與長度匹配的活塞作為封閉單元。

在一平面內可以一定角距彼此徑向地相對中心軸佈置有至少兩個燃燒室。其中兩個燃燒室特別是可沿直徑對置。在此情形中，氣體彈簧之縱軸與該中心軸重合；三個燃燒室在同一平面內便能具有120度之角距。或者，氣體彈簧之縱軸同樣處於至少兩個燃燒室之上述平面內，使得在採用三個燃燒室的情況下，各元件相互間之角距可為90度。

排出孔通常具有包含管道縱向之管道。其中，要麼排出孔之管道縱向可與中心軸重合，即排出孔處於活塞之延長部上，要麼氣體彈簧之縱軸可處於該等至少兩個燃燒室之上述平面內。在此情形中，例如在採用兩個燃燒室的情況下，亦可在該二燃燒室之間設置小於120度之角距，使得該等燃燒室更加對準排出孔。

氣體彈簧可具有相對活塞佈置之前氣體彈簧室及透過間壁與該前氣體彈簧室隔開之後氣體彈簧室，其中在前氣體彈簧室與後氣體彈簧室之間存在作為回流連接的第一連接及與止回閥之第二連接，其中止回閥如此地佈置，從而產生自前氣體彈簧室至後氣體彈簧室之無阻礙的媒介流，但自後氣體彈簧室出發之反向大體被阻塞。

第一及第二連接可設在間壁中。另一方面，第二連接可具有至少兩個子連接，其在一側側向地沿活塞運動之縱向重疊地與前氣體彈簧室中之氣體彈簧的壁部連通，在另一側終止於後氣體彈簧室，從而在活塞進入前氣體彈簧室時在時間上依次覆蓋該等出口，其中上述子連接分別具有一自有止回閥。藉此，逐漸地斷開各止回閥，使得自前氣體彈簧室至後氣體彈簧室之媒介流減速，亦即，透過前氣體彈簧室中之增壓所制動效果減弱。

其中，第二連接具有可控的止回閥，該止回閥可選擇性地具有串聯的控制閥及止回閥，該可控的止回閥與控制單元連接，該控制單元可觸發點火，其中控制單元設計為，在點燃可流動的可燃材料後的第一預設時間間隔內打開可控的止回閥。如此便能確保在活塞進一步後退前，在燃燒室中充分實施燃燒。

第一連接可具有可控的回流閥，該回流閥可選擇性地具有串聯的控制閥及回流導引件，該可控的回流閥與控制單元連接，該控制單元可觸發點火，其中控制單元設計為，在打開可控的止回閥後的第二預設時間間隔內打開可控的回流閥。如此便能儘可能遲地在打開可控的止回閥從而打開前後氣體彈簧室之間的壓力補償後延遲地激活回流，亦即，在時間上較晚地觸發活塞之閉合運動，使得仍受壓的燃燒氣體完全離開燃燒室。

在此過程中，亦可分別設有用於前氣體彈簧室及後氣體彈簧室之兩個氣體彈簧氣體接口，其中控制單元具有氣體充填控制單元，其可用來在點火前根據相應的預設值調節前後氣體彈簧室中之氣體充填壓力，其中前氣體彈簧室中之氣體充填壓力被調節為大於後氣體彈簧室中之氣體充填壓力。前氣體彈簧室中之氣體充填壓力特別是可被調節為超過至少2倍、較佳至少3倍或5倍的程度大於後氣體彈簧室中之氣體充填壓力，使得一方面在點火時，前氣體彈簧室不會或僅小幅地後退，因為前氣體彈簧室中的壓力在點火時與燃燒室中形成的壓力相對，且唯有在打開止回閥時方完全且迅速地開始退回，因為已存在氣壓差。特別是可在後腔室中存在有大氣壓，而僅在前氣體彈簧室中存在受壓的惰性氣體。

為達成上述目的，本發明提供一種改良的裝置及一種改良的方法，該裝置可被簡單且可靠地點燃，用於產生高振幅壓力波，特別是用於鍋爐清潔之裝置可具有防爆容器連同安裝在其中之燃燒室及至少一伸入該燃燒室之點火裝置、至少一用於將可流動的可燃材料輸入該燃燒室之輸送管線，其中該防爆容器具有用於定向地排出因點燃該可燃材料而在該燃燒室中產生的氣體壓力之排出孔及封閉該排出孔之封閉構件，該封閉構件設計為將用於定向排出之排出孔開通，並且該封閉構件可透過彈簧裝置移入起始位置，其特徵在於，該封閉構件為可沿其縱向移動的活塞，該活塞具有朝該彈簧裝置方向定向之後區段及朝該排出孔方向定向之前區段，使得在該活塞之封閉該排出孔的位置上，該前區段佈置在該燃燒室之區域內，使得就該活塞之縱向而言，活塞之支座具有相對該排出孔傾斜之活塞面，該活塞面相對同樣相對於該排出孔傾斜之殼體面佈置，其中該殼體面相對活塞面以對該准排出孔之角自垂直於活塞方向定向之封閉線打開。其中，該角較佳為0.5至3度，特別是1度。垂直於活塞方向定向之封閉線有利地佈置在下區段之活塞壁內，使得經倒圓的靜態壓力開口面處於封閉線與活塞壁之間。在該裝置中同樣滿足如下特徵，即就活塞之縱向而言，前區段相對後區段採用漸細的實施方案。漸細部係指內活塞座壁且在此情形中較佳具有相對佈置的外殼體側閥座壁，該殼體側閥座壁以較小的角度朝排出口朝內打開。

其他實施方式提供在附屬項中。

圖1示出根據本發明之實施例，用於產生高振幅壓力波之裝置的透視圖。佈置在中心體30左右的為第一防爆容器21及第二防爆容器22。該等容器21及22在本實施例中大體平行於局部示出的鍋爐壁5。在中心體30上還法蘭連接有具有如下排出管道62之排出漏斗61：該排出管道穿過鍋爐壁5，並且終止於鍋爐內部15中的排出孔63。在另一實施例中，排出孔63亦可直接佈置在鍋爐壁上，且排出管道62可設計得短於排出漏斗61或可被完全省去。在中心體30上，在排出漏斗61對面還法蘭連接有氣體彈簧壓力體40。在下中心體30之下區域內，在左邊及右邊設有第一氣體儲存容器51及相對的第二氣體儲存容器52。在另一實施例中，容器21及22之結構可較長，亦即，內部容積121及122之縱橫比介於5：1與20：1之間。

結合根據圖1及圖2之裝置的示意圖來描述用於產生壓力波之裝置的工作方式。該圖示出圖1之若干重要元件的示意圖。在中心體30上佈置有該二左邊及右邊的防爆容器21及22，其分別具有第一燃燒室121及第二燃燒室122。防爆容器21及22在實施例中呈圓柱形，在後區域內具有直徑較大的內腔，出口朝中心體30一端漸細。

在中心體30中佈置有活塞70，如在其他圖式中更詳細地示出的那樣，該活塞在所示閉合狀態下將腔室121與122相互分離，並且以活塞70的前端72朝排出漏斗61方向將排出口封閉。如在圖3中更詳細地示出的那樣，活塞70以其上部71伸入氣體彈簧壓力體40。閥座本身以元件符號300表示。該閥座可特別是可根據圖14及圖15A、圖15B、圖15C之細節圖設計，以便隨後發揮作用，該作用在圖16中示出。

用於產生高振幅壓力波之裝置的目標在於，透過燃燒液態燃燒劑或炸藥來在第一及第二壓力室121及122中產生壓力波。較佳透過混合本身不可燃或不可爆炸的組分來構成該燃燒劑，該等組分儲存在第一及第二氣體儲存容器51及52中。氣體儲存容器51及52透過外部氣體輸送管線53及54受相應的氣體接口57及58供給，透過外部氣體輸送閥55及56來調節該等氣體接口。第一氣體儲存容器51透過第一氣體充填管線151及中間連接的第一氣體充填閥153與燃燒室121及122連接。在第一與第二燃燒室121與122之間設有相應的補償管線的情況下，圖2之視圖亦可僅與一燃燒室121連接。相應地，此點對第二氣體接口58而言同樣適用，即第二氣體儲存容器52透過第二氣體充填管線152及第二氣體充填閥154與燃燒室121及122直接或間接地連接。所示實施例對應於透過兩個定量槽為燃燒室121及122裝填隨後流入該裝置之入流。此外，該裝置亦可直接透過隔板裝填。

此外，設有氣體彈簧氣體接口47，其中如圖3所示，透過氣體彈簧輸送閥48及氣體彈簧輸送管線49將用於氣體彈簧40之氣體引入氣體彈簧內部41或42。

在本實施例中，涉及第一及第二氣體。第一氣體例如可為甲烷或天然氣，其中第二氣體可為氧氣或空氣或含氧的空氣混合氣。在其他實施例中，可流動的可燃材料可為可爆炸的混合氣，除氣態材料外，該混合氣亦可為液態、粉末狀材料或此類材料之混合。

燃燒室121及122還與點火裝置連接，該點火裝置將燃燒室121及122中之可燃材料同時點燃。如圖6之實施方式所示，在設有環形間隙，即該二燃燒室121及122按容積連接的情況下，僅需設置一點火裝置。主要可將引火塞或火花塞用作點火裝置。藉由火花塞進行集中點火便能提高反應速度，該火花塞與引火塞相比具有更大的點火能量。因此，燃燒室121及122中之增壓速度更快。

在觸發點火時，可燃或可爆炸的混合組分在燃燒室121及122中以可控的方式燃燒或爆炸，該等組分將壓力施加至活塞70且在該處特別是施加至中間區域75，結合圖3對該中間區域進行過描述。此點致使活塞70沿其縱向反向於氣體彈簧40運動，同時，燃燒室121及122與排出漏斗61之間的連接迅速打開。

之前透過作為封閉構件之活塞70使得防爆容器之出口保持封閉。氣體彈簧使得封閉件亦可反向於燃燒室121及122中之可燃元件的填入壓力而保持封閉。透過在點燃可流動混合物時進行增壓來如此地增大施加至中間區域75之壓力，從而相應地推回活塞70。隨後，正如結合圖3所描述的那樣，氣體彈簧元件同樣在燃燒後引起作為封閉構件之活塞70的回移，並且透過重新裝填腔室121及122來直接地重複該過程。同時，可靠地防止處於鍋爐中之材料回流進該裝置。

如此地迅速打開活塞70，使得燃燒室121及122中的受壓的混合物在溢出時始終不被完全燒完，使得氣體混合物在排出漏斗中進一步燃燒，從而產生具有較大的尖峰壓力之壓力脈衝。除CH₄ 或天然氣外，在應用空氣作為該二媒介中之一者的情況下，在燃燒室121及122內發生化學反應，並且在該裝置中轉化全部的能量。透過在初次增壓後緊接著，即時間上有所延遲地快速打開活塞70來將氣體釋放出來。

圖3示出用於產生壓力波之裝置連同其體現本發明特徵的組件的側向剖視示意圖。

第一及第二防爆容器21及22鄰接在插入防爆容器之排出漏斗61上，該排出漏斗在其內末端上具有經倒圓的閥座觸點65。在設計為大體呈圓形的水平接觸線之該閥座觸點65上鄰接有活塞70之前端72，該接觸線垂直於活塞縱軸90且與該活塞縱軸同軸，一端漸細的活塞區域73連接該活塞。該一端漸細的活塞區域73連接活塞過渡區75，其中活塞之直徑逐漸增大，以便在活塞71之後端處具有最大直徑。因此，後活塞直徑171相對前活塞直徑172而言設計得更大，活塞70特別是沿其縱向視之具有某個大小的表面91（如圖4所示），該大小足夠在點火時將活塞朝氣體彈簧40方向移動。可選擇與燃燒室121及122相比更大的氣體彈簧40空腔直徑及高度。活塞70在左右防爆容器21及22之壁部之間透過密封件81及82之順序沿其縱向被密封，其中三個密封件81可指銅密封件，而嵌在其之間的密封件82為O型密封圈。該等密封件81及82被裝入活塞70中之凹槽；該等密封件亦可設在相對佈置的壁部中。

藉此透過具有防爆容器21及22之中心體30密封的活塞70在此情況下密封地伸至氣體彈簧壓力體40中之前氣體彈簧室41上，該前氣體彈簧室透過氣體彈簧間壁43與後氣體彈簧室42隔開。在氣體彈簧間壁中設有止回閥44及氣體回流孔45。

氣體彈簧之功能如下。透過氣體充填管線151及152將可燃氣體混合物之兩個組分引入腔室121及122。透過未在圖3中繪示之點火裝置將該等氣體點燃。藉此，將壓力施加至過渡區域75，該過渡區域克服與其相對的氣體彈簧壓力並且將活塞70移至前氣體彈簧室41之區域內。為使得該運動足夠快速地進行，在間壁43中設有止回閥44，該止回閥立即打開並且迅速對前氣體彈簧室41與後氣體彈簧室42之間的氣壓進行補償，使得在活塞70起初的激烈運動後，在阻力增大的情況下防止自組合的氣體彈簧室41及42移出。在活塞70朝間壁43方向回移後，可燃氣體以經過燃燒或仍在燃燒的形式自排出漏斗61溢出，且燃燒室121及122中之壓力減小。氣體彈簧間壁43中之閥門係指止回閥44，因此，隨後氣體彈簧室41、42之連接僅透過直徑極小的氣體回流孔45實施，氣體彈簧之氣體隨後藉由該氣體回流孔自後氣體彈簧室42擠回前氣體彈簧室41，並且如圖3所示地將活塞70推入其起始位置。透過氣體彈簧輸送管線49對可能的氣體損失進行補償。氣體彈簧40之氣體可為空氣或惰性氣體，如N₂ 。

圖4以以三個疊置的橫截面圖4A、圖4B及圖4C示出根據圖3之裝置沿交線IVa、IVb或IVc的三個橫截面。活塞70較佳具有圓形的橫截面。

圖4A示出防爆容器之頂壁21、22之沿線IVa的橫截面，其中示出包圍活塞70之後區域71的銅密封件81。

圖4B示出燃燒室121及122中及穿過燃燒室121及122之與上述橫截面平行的剖面，其中係指燃燒室121及122之空間的上區域內沿IVb之截面，在該截面中，活塞70具有後區域71之直徑。

圖4C隨後示出沿線IVc之另一截面，其平行於圖4B之空腔的下區域內的截面，其中可直接看出，雖然活塞70之寬度在中心腔室區域30內緊鄰防爆容器21、22之壁部，因而具有在活塞長度範圍內保持不變的寬度；而深度朝內腔121、122之縱向設計得較小。因此，在此可直接看出，在前活塞直徑172與後活塞直徑171之間存在差異，其中概念活塞直徑在此相當於沿相對佈置的燃燒室121、122之縱向的寬度。

在此的全部三個圖式圖4A、圖4B及圖4C中，排出孔61皆處於繪圖平面下方。如先前技術WO 2010/025574之圖3所示，排出漏斗61亦可沿延長部的縱向在中心體30之另一側上與燃燒室121連接且實施為活塞70之封閉元件與該燃燒室垂直，使得氣體混合物在活塞70回移時可直接方向不變地沿整個裝置之縱向逸出。

在此過程中，亦可設置兩個、三個、四個或四個以上的燃燒室，其對應於圖7之剖面92地佈置在圖1、2或6之燃燒室121及122之平面內，因為在任何情形下，活塞70在此皆垂直於燃燒室及排出漏斗61之上述佈置平面。在根據WO 2010/025574之佈置方案中，排出漏斗61與其他燃燒室處於同一平面內，且在此情況下例如可與該等所有燃燒室具有相同的角距。在採用三個燃燒室情況下，角距為90度。燃燒室亦可更靠近排出漏斗61地佈置，使得流出方向毋須發生很大的變化。

圖5示出活塞70之過渡區域75的局部放大圖。

其中可以看出，由活塞之縱軸90產生第一直徑121，該第一直徑設計得小於後活塞直徑171。藉此，剖面中的過渡區域75在縱軸90之投影中形成兩個矩形條帶91，其用作壓力傳送帶。在充填燃燒室121及122時，施加至該等條帶91之壓力不足，以便活塞70反向於氣體彈簧壓力地回移。上述情形在點燃氣體混合物後突然發生改變，因為可能出現25倍至30倍充填壓力之壓力差，該壓力差足以在相應地調節氣體彈簧張力的情況下推回活塞70。在示例性的實施例中，可燃的燃燒室具有一至兩升的容積，其中氣體充填壓力可為10 bar至30 bar，例如為15 bar至25 bar。被活塞封閉的環形開口之直徑為40 mm至15 mm，特別是60 mm至100 mm，特別是80 mm。

可以與先前技術WO 2010/025574中類似的方式設計點火，因此，例如可實施電點火或光點火。

圖6示出根據本發明之實施例，用於產生高振幅壓力波之另一裝置的示意性透視圖。相同特徵在整個描述中用相同元件符號表示。在中心體30上佈置，在此同樣佈置有兩個防爆容器21及22，且垂直於該等容器地設有氣體彈簧壓力體40。氣體充填管線151及152伸入中心體30，並且在中心體30中心繪示有點火裝置之輸送管50。

圖7示出根據圖6之具有豎向切割軸的裝置的示意性橫截面圖。相當於氣體彈簧壓力體40之縱軸的活塞縱軸90與壓力體21及22之水平中心剖面92相交。中心體30之元件在此為簡化而在圖7中被略去。在下區域內，防爆容器21及22接近排出漏斗61，其中排出漏斗之內末端構成用於活塞70之閥座觸點65。密封線為閥座300上的圓環。活塞70具有漸細的下區域73，直徑逐漸增大的過渡區域75連接該下區域，該過渡區域伸入後活塞區域71。活塞70在此實施為空心的。該活塞可為兩分式的，其中可將下末端裝入空心的活塞70以與閥座65接觸。閥座300又可以圖14所示的方式實施。

活塞70之後區域自過渡區域75至其上扁平端面具有足夠的高度，該端面與下氣體彈簧室41鄰接，使得在活塞退回該前氣體彈簧室41的情況下，活塞70仍以透過以下密封元件大體密封的方式抵靠在氣體彈簧40之內壁上。其中，根據圖7之實施例，設有兩個銅導引件81及佈置在該等銅導引件之間的密封的O型密封圈82，該等銅導引件環繞活塞70。彼此間隔較大地佈置的銅導引件81同樣具有密封功能，其正如O型密封圈82那樣支承在活塞70中相應的環繞式凹槽中。在大體垂直於活塞縱軸90之氣體彈簧間壁43中設有止回閥44及氣體回流孔45。氣體回流孔45亦可被稱為隔板。氣體彈簧輸送管線47通向氣體彈簧室42之後末端，可藉由該氣體彈簧輸送管線在外部透過氣體彈簧氣體接口49重新裝填惰性氣體，例如氮氣、CO2或氬氣。在氣體彈簧室41及42足夠地密封的情況下，該氣體亦可為空氣。

圖8示出圖6在剖面92內之實施例。其中可看出，活塞70以保持不變的間距佈置在中心體30之內壁的該中心區域內，在該處存在沿活塞縱軸方向90延伸的環形間隙123，該環形間隙被設計為用於補償該二燃燒室121與122之間的壓力。因此，在本實施例中，並排佈置的氣體輸送管線151及152足夠用於該二用於燃燒的待混合氣體或流體。在燃燒室121與122之間的環形間隙123中間，較佳同樣在中心體之中間高度上，引火塞或火花塞59伸入環形間隙123，該引火塞或火花塞與點火裝置之管線50連接。在此設有隔板或者定量閥153及154，從而對燃燒室121及122實施直接裝填。

此種環形間隙123可實施為單側的，即僅設在火花塞59一側，且該環形間隙亦可用於具有兩個或兩個以上的其他燃燒室之其他實施例。

圖9示出根據本發明之實施例，用於產生高振幅壓力波之另一裝置的示意性透視圖。其中，在此圍繞活塞縱軸90採用對稱的佈置方案。特別是設有環形的防爆容器25，氣體輸送管線151及152通向該容器。該防爆容器25在氣體彈簧壓力體40下方佈置在該氣體彈簧壓力體之延長部中，且點火裝置輸送管50透過防爆容器25之突出於氣體彈簧體的區段伸入該裝置內部。其中，防爆容器25由密封地靠在一起的頂板、底板及在此的環構成。亦可將數個環相疊佈置。

圖10示出根據圖9之裝置的具有豎向切割軸的示意性橫截面圖。

氣體彈簧40以類似於其他實施例的方式構建。相對於該等其他實施例存在兩個重要的結構差異，該等差異在此共同被採用。但在圖式未示出的其他實施例中，亦可僅將下文所描述的該二差異中之一者與其他實施例相結合。

與其他實施例之第一差異在於，設有環形的燃燒室125，其將活塞70完全包圍。因此，設有防爆容器25之環形元件。在此即三個環，該等環因圖9中之平坦的齊平外表面而被繪示為環。穿過上壁板，將點火裝置50之火花塞59密封地嵌入環形燃燒室125。在另一位置上，即在圖10下方，將該二氣體輸送管線151及152直接引入。換言之，未設置任何氣體儲存容器51及52作為定量元件。在裝填時，透過隔板153及154進行控制。

其他實施方式與圖9及圖10之實施例的第二差異在於活塞70之設計。其他實施例之壓力面91的投影在此由活塞70之底側191構成，該底側及活塞內側對輔助壓力室95進行限制。該輔助壓力室在其底側上鄰接一端朝下漸細的致偏輪廓線路96。在此為空心的線路96具有均勻的內徑，下區段以漸細的活塞區域173延伸進該內徑，該活塞區域透過在此的兩個銅密封件81相對線路96佈置。在點燃輸送管151及152中所輸送的可燃氣體混合物時，如前述示例中那樣的環形燃燒室125中之壓力透過火花塞59增大，其中壓力在此可能透過連接間隙126膨脹至輔助壓力室95。亦可較佳以規則的角距設有數個此類間隙126，使得致偏輪廓線路96直至達到由連接間隙126形成之中斷處前皆固定在板件上或氣體彈簧壓力體上。

因此，點火後不久，環形燃燒室125之內壓便將活塞之輔助壓力室95中突出於芯部之表面191施加至活塞70之後末端71的底側。因此，透過施加至該表面191之壓力（該壓力相當於另一實施例中施加至壓力面之投影91的壓力），不斷增大的輔助壓力室95將線路96中之活塞70朝下推入前氣體彈簧室41，其中在此亦在活塞之後末端71與氣體彈簧40之內壁之間設有銅密封件81及O型密封圈82。

在活塞70後退時，環形燃燒室125與在此未示出的排出漏斗61之間的連接打開，該排出漏斗用線路96及閥座65下方之距離表示。在該情形中，存在於環形燃燒室125中之媒介的燃燒或爆炸的壓力同樣作用於後退的活塞70。

圖11示出具有某些特徵的裝置的具有豎向切割軸90的示意性橫截面圖，該等特徵部分地對應於根據圖6之裝置且部分地對應於根據圖9或圖10之裝置。

其中，係指根據圖1及圖6之實施例的活塞70，如圖9及圖10之實施例所示，該活塞被環形燃燒室125包圍。因此，環形間隙123朝環形燃燒室125變寬，且作為兩個相對佈置的燃燒室121及122之替代，僅設有一具有活塞70之圓柱形燃燒室作為芯部。此外，活塞70之回移功能剛好同樣透過燃燒的氣體混合物之施加至過渡區域75的壓力解決。在圖11中，氣體彈簧壓力體作為一體式元件配設有環形（在將嵌入的活塞70視為中心元件的情況下）或者圓柱形燃燒室125之蓋部。當然，亦可為數個法蘭連接在一起的元件。此圖中重要之處在於，包圍活塞70之後區段的壁部具有延長部196，該等延長部伸入燃燒室125之內腔。在此設計為環形的該等延長部196相當於圖10中之線路96且用於進一步導引活塞70。該等延長部可對應於被裝入活塞70中之銅環81地相對佈置。換言之，有利地在較大的長度範圍內導引活塞70，且此點可透過被導引至中心的線路或者透過環形或環段形的延長部96實現。

活塞70本身可設計為空心的以減輕重量，其中該活塞在內部可沿縱向90朝前方暴露，或者該活塞同樣可由實心材料，特別是鋼構成，或者該活塞可為空心的且具有自前方嵌入特別是擰入的插塞。該插塞亦可構成用於閥座65之密封面。

圖12示出具有氣體彈簧140之另一實施例的豎向切割軸90的示意性橫截面圖，其中裝置之具有活塞70及火花塞59及在此未示出的燃燒室及排出漏斗的大部分區域可採用相似或相同的設計方案。與氣體彈簧40之主要區別在於壓力體外部之止回閥44的外部旁路以及壓力體外部之氣體回流孔45的外部旁路。亦即，二者並非佈置在該二腔室41及42之間的氣體彈簧間壁43內部，而是具有外閥門144及145。該等隔板或控制閥144及145與用150表示之控制線連接，該控制線同樣與點火裝置連接。其中，輸送管150並非任何直接的電線或直接用電控制的管線，而是示意性地代表由未在圖中示出的控制單元將控制信號傳輸至火花塞59以及閥門144及145，從而相應地延遲地接通該等火花塞及閥門。在此過程中，在點火後首先透過閥門144選擇性地有所延遲地連續接通止回閥44，以防止活塞開始時因前氣體彈簧室41中之迅速增壓而發生運動，並且在打開後以後氣體彈簧室42實現快速的壓力補償。在此過程中，用於回流孔45之閥門145為打開的。回流孔亦可預先打開，因為其僅允許較少的氣體量沿反向通過。隨後，在全部氣體經過燃燒使得腔室41及42中之壓力需要將活塞推回的情況下，隔板145打開且閥門144關閉。藉由此類控制閥便不再需要將元件44及45設計為止回閥或隔板；其亦可為簡單的管線。

最後，圖13示出具有氣體彈簧240之另一實施例的豎向切割軸90的示意性橫截面圖，該氣體彈簧同樣可插入例如根據圖1、圖6、圖10或圖11之裝置。在此，止回閥244設計為四倍，而氣體回流孔45如在其他實施例中那樣佈置在氣體彈簧間壁43中。透過佈置透過相應的各管線243與後氣體彈簧室42連接之四個止回閥244，結合退回的活塞70產生附加功能。四個止回閥244之各出口246沿活塞縱軸90間隔地相疊佈置（毋須正對彼此地上下疊置，而是儘可能以一定的角距側向偏移），使得退回的活塞70以逐漸自下方上移的方式一個接一個地將出口246中斷，以及將與止回閥244之連接與前氣體彈簧室41與後氣體彈簧室42之間的連接中斷。因此，隨著活塞行程漸增，即隨著活塞70退回至氣體彈簧240，透過止回閥244在前後彈簧室41與42之間進行的氣壓補償逐漸縮小，此點輕微地抑制前氣體彈簧室41中之活塞70，而毋須由閥門進行複雜的控制。以純機械的方式封閉止回閥244。

上文結合圖1至圖13所示所有實施例可附加地或僅配設有結合圖14所闡述的閥座300，在閥座300在圖15A至圖15C之橫截面的細節圖中對該閥座之工作方式進行說明，且閥座之在一定時間內作用於作用至活塞70的力分佈的測得效果在圖16中示出。

圖14示出具有進一步特徵之閥座300的實施例的活塞70的外壁172的剖視圖。其中，該外壁在圖14中抵靠在氣體彈簧壓力體40之相對佈置的壁部上；但該外壁亦可抵靠在導引線路96上。其中，閥座300朝下方受廢氣漏斗61之對配面支撐。在廢氣漏斗61與氣體彈簧壓力體40之間設有開口，其通向第一燃燒室121。作為廢氣漏斗61之上區段的替代，亦可設有定義的對配面，該對配面例如對應於防爆容器21、22。圖14之視圖在上活塞端部上以活塞表面170結束，該活塞表面垂直於前活塞直徑172之側壁，且在該活塞表面上方設有（前）氣體彈簧室41。該技術方案可用於圖2、圖3、圖7、圖10、圖11之實施例。在此示出類似於圖10之實施例，其中設有輔助壓力室95，在該輔助壓力室中，法蘭面191形成用於移動活塞70之壓力面。

在閥座300上標有線301，該線表示到活塞直徑172之側壁之距離。此點為某個距離，該距離包含於曲線R2，該曲線自側壁172包含於內活塞座壁302，在圖15A至圖15C之細節圖中可更好地看出該活塞座壁。該內活塞座壁302與外閥座壁或殼體側閥座壁303相對佈置。在此的重要之處在於，與活塞運動軸305成大體約45度角，在其他未示出的實施例中成30至60度角之該二壁部203及303並非相互平行，而是互成角304，該角在圖14之實施例中為1度，但亦可為0.5度至5度，特別是1度至3度。

張角304之頂端處於示出活塞70之曲線末端的線301與相對佈置的外殼體側壁部303的交點上，並且在該處以圓環將外排出漏斗室306與（在此所示）第一燃燒室121隔絕，當然同樣相對第二燃燒室122隔絕。

閥座300之該技術方案之在採用活塞行程之爆炸狀開口時以時間流程在圖15A（開始0.5 mm）、圖15B（開口1 mm）、圖15C（清晰的通道2 mm）中示出，其中參閱圖16所示力狀況。（基於位置情況，僅）在圖14及圖15C中標有箭頭311、312、313、314及315。該等箭頭代表其所處的整個表面。若存在，則該等表面可選擇性地為前室面311、靜態輔助面312、動態輔助面313、活塞內面314及所有與該等表面徑向相對佈置的氣體彈簧面315。

可選的前室面311為輔助壓力室95中之法蘭加寬部。靜態輔助面312為由圖14中之距離301及在前活塞末端上與該距離對應的半徑R2所形成的曲面，該半徑隨後在數學意義上持續過渡至內活塞座壁302。被稱為動態輔助面313之原因在於，透過角304，該二壁部302及303朝排出漏斗室306方向相互分離，因此，該表面動態地發展。在此，箭頭313沿自內緣至靠近箭頭312之順序被標出。最後，活塞內面314在此被標在空心活塞之凹部中，但其亦可設在活塞之下末端上。與該表面徑向相對地設有氣體彈簧面315。

圖16在Y軸上示出相對X軸上之時間而言作用於活塞70之力。輔助壓力室95及其表面311之基本作用用線411表示。因此，0線與線411之間的表面511為用於前室作用面之參數。線412示出附加的力作用，該力作用透過箭頭312處之經過倒圓的面產生，用線411與線412之間的表面512表示。

該力逐漸形成，直至活塞70在時間點520上與支座分離。隨後，動態輔助面313開始起作用並且導致增壓，該增壓用線413表示，其中效果用線412與413之間的面513表示為力增長。不久後，氣體彈簧40之反作用稍延遲地開始起作用，氣體彈簧之力作用作為線415示出。

被稱為增壓之力增長在一時間點上以稍後的時間點521上之增壓曲線413的折回結束，在該稍後的時間點上，圖15A至圖15C中之分離的間隙擴展成如圖15C中之通道。此點並不表示在此係指寬度為2毫米之與閥座的深度無關的縫隙，即自（用線/箭頭301描述之）倒圓R2至排出漏斗室306之開端的距離。在該時間點521上，線414在下降區域內與線413分離。

隨著線414及對應的在表面415內之力作用，在下降區域內還將活塞室排空，其中總體形成特性曲線419作為累積頻數曲線並且與氣體彈簧線交替地成大弧形地伸展。綜上所述，閥座之幾何形狀有利於活塞之開口特性。在打開期間，最窄的橫截面徑向地自外朝內移動，從而有利地在閉合狀態下產生較小的投影面，此點防止出現非期望的開口。在所示實施例中，前室95在期望的時間點上提供初始開口。但亦可透過在主腔室121內佈置表面191（亦即類似於圖10中之實施例，不單獨點火）來替代該輔助腔室，使得該表面511相當於主腔室之初次點火。最窄的橫截面徑向地自外朝內移動，藉此，活動表面之增大緊接在初始開口後導致活塞運動之增壓效應，該活塞運動在圖15A至圖15C中在初始開口運動中示出。

5‧‧‧鍋爐壁 10‧‧‧裝置 15‧‧‧鍋爐內部 21‧‧‧右防爆容器 22‧‧‧左防爆容器 25‧‧‧環形壓力容器 30‧‧‧中心體 40‧‧‧氣體彈簧壓力體 41‧‧‧前氣體彈簧室 42‧‧‧後氣體彈簧室 43‧‧‧氣體彈簧間壁 44‧‧‧止回閥 45‧‧‧氣體回流孔 47‧‧‧氣體彈簧氣體接口 48‧‧‧氣體彈簧輸送閥 49‧‧‧氣體彈簧輸送管線 50‧‧‧點火裝置 51‧‧‧第一氣體儲存容器 52‧‧‧第二氣體儲存容器 53‧‧‧第一外部氣體輸送管線 54‧‧‧第二外部氣體輸送管線 55‧‧‧第一氣體輸送管線閥 56‧‧‧第二氣體輸送管線閥 57‧‧‧第一氣體接口 58‧‧‧第二氣體接口 59‧‧‧火花塞 61‧‧‧排出漏斗 62‧‧‧排出管道 63‧‧‧排出孔 65‧‧‧閥座觸點 70‧‧‧活塞 71‧‧‧活塞之後末端 72‧‧‧活塞的前端 73‧‧‧漸細的活塞區域 75‧‧‧活塞過渡區 81‧‧‧銅密封件 82‧‧‧O型密封圈 90‧‧‧活塞縱軸 91‧‧‧壓力面之投影 92‧‧‧水平面 95‧‧‧輔助壓力室 96‧‧‧導引線路 121‧‧‧第一燃燒室 122‧‧‧第二燃燒室 123‧‧‧燃燒室環形間隙 125‧‧‧環形燃燒室 126‧‧‧漸細的線路 140‧‧‧氣體彈簧 144‧‧‧止回控制閥 145‧‧‧回流控制閥 151‧‧‧第一氣體充填管線 152‧‧‧第二氣體充填管線 153‧‧‧第一氣體充填閥 154‧‧‧第二氣體充填閥 170‧‧‧活塞表面 171‧‧‧後活塞直徑 172‧‧‧前活塞直徑 173‧‧‧漸細的活塞區域 175‧‧‧活塞法蘭過渡區 191‧‧‧法蘭面 196‧‧‧環形導引件延長部 240‧‧‧氣體彈簧 243‧‧‧連接管線 246‧‧‧管線出口 300‧‧‧閥座 301‧‧‧顯示曲線末端之線 302‧‧‧內活塞座壁 303‧‧‧外殼體側閥座壁 304‧‧‧302與303之間的角 305‧‧‧活塞運動軸（打開） 306‧‧‧排出漏斗室 311‧‧‧前室面 312‧‧‧靜態輔助面 313‧‧‧動態輔助面 314‧‧‧活塞內面 315‧‧‧氣體彈簧面 411‧‧‧前室作用線 412‧‧‧靜態表面作用線 413‧‧‧增壓作用線 414‧‧‧活塞清空線 415‧‧‧氣體彈簧作用線 419‧‧‧累積頻數曲線 511‧‧‧前室作用面 512‧‧‧靜態作用面 513‧‧‧增壓作用面 514‧‧‧活塞清空作用面 520‧‧‧活塞開口時間點 521‧‧‧活塞座處通道打開的時間點

下面結合圖式對本發明之較佳實施方式進行描述，該等實施方式僅用於闡述且不構成任何限制。圖中： 圖1為根據本發明之實施例，用於產生高振幅壓力波之裝置的示意性透視圖； 圖2為根據圖1之裝置的示意圖； 圖3為用於產生壓力波之裝置連同其體現本發明特徵的組件的並非按比例繪示的側向剖視圖； 圖4A、圖4B及圖4C以三個疊置的橫截面示出根據圖3之裝置的三個橫斷面； 圖5為圖3中之活塞在線IVb與IVc之間的示意性細節圖； 圖6為根據本發明之實施例，用於產生高振幅壓力波之另一裝置的示意性透視圖； 圖7為根據圖6之裝置的具有豎向切割軸的示意性橫截面圖； 圖8為根據圖6之裝置的具有水平切割軸的示意性橫截面圖； 圖9為根據本發明之實施例，用於產生高振幅壓力波之另一裝置的示意性透視圖； 圖10為根據圖9之裝置的具有豎向切割軸的示意性橫截面圖； 圖11為具有根據圖6及圖9之裝置的部分特徵的裝置的具有豎向切割軸的示意性橫截面圖； 圖12為可插入例如根據圖1、圖6、圖10或圖11之裝置的氣體彈簧的實施例的具有豎向切割軸的示意性橫截面圖； 圖13為可在例如根據圖1、圖6、圖10或圖11之裝置中使用的氣體彈簧的另一實施例的具有豎向切割軸的示意性橫截面圖； 圖14為根據本發明之另一實施例的裝置的中心件的局部示意圖，該裝置亦可在圖2、圖3、圖7、圖10及圖11中使用； 圖15A、圖15B及圖15C為圖14在打開週期之不同時間點上的細節圖；以及 圖16為用於產生高振幅壓力波之裝置的閥座的實施例在一段時間內的力變化圖表。

21‧‧‧右防爆容器

40‧‧‧氣體彈簧壓力體

41‧‧‧前氣體彈簧室

61‧‧‧排出漏斗

65‧‧‧閥座觸點

70‧‧‧活塞

72‧‧‧活塞的前端

95‧‧‧輔助壓力室

121‧‧‧第一燃燒室

170‧‧‧活塞表面

172‧‧‧前活塞直徑

191‧‧‧法蘭面

300‧‧‧閥座

301‧‧‧顯示曲線末端之線

304‧‧‧302與303之間的角

305‧‧‧活塞運動軸(打開)

306‧‧‧排出漏斗室

311‧‧‧前室面

314‧‧‧活塞內面

315‧‧‧氣體彈簧面

Claims (22)

1. 一種用於產生用於鍋爐清潔之高振幅壓力波之裝置，該裝置具有防爆容器(21、22、25、30、40)連同安裝在其中之燃燒室(121、122、125)及至少一伸入該燃燒室(121、122)之點火裝置(50、59)、至少一用於將可流動的可燃材料輸入該燃燒室(121、122、125)之輸送管線(151、152)，其中該防爆容器(21、22、25、30、40)具有用於定向地排出因點燃該可燃材料而在該燃燒室(121、122)中產生的氣體壓力之排出孔(61、62、63)及封閉該排出孔(61、62、63)之封閉構件(70)，該封閉構件設計為將用於定向排出之該排出孔(61、62、63)開通，並且該封閉構件可透過彈簧裝置(40、140、240)移入起始位置，其中，該封閉構件(70)為可沿其縱向移動的活塞，該活塞具有朝該彈簧裝置(40、140、240)方向定向之後區段及朝該排出孔(61)方向定向之前區段(72)，其中使得在該活塞(70)之封閉該排出孔(61)的位置上，該前區段(72)佈置在該燃燒室(121、122、125)之區域內，並且其中使得就該活塞(70)之縱向(90)而言，該活塞(70)之支座具有相對該排出孔(61)傾斜之活塞面(302)，該活塞面與殼體面(303)相對地佈置，該殼體面(303)相對於該排出孔(61)傾斜，其特徵在於，該殼體面(303)相對於該活塞面(302)以角(304)的方式呈現，該角(304)自與該活塞(70)之該縱向(90)垂直之封閉線(65)開始且朝向該排出孔(61)打開。
2. 如請求項1所述之裝置，其中該角(304)為0.5至5度。
3. 如請求項2所述之裝置，其中該角(304)為1至3度。
4. 如請求項3所述之裝置，其中該角(304)為2度。
5. 如請求項1或2所述之裝置，其中垂直於該活塞(70)之該縱向(90)定向之該封閉線(65)佈置在該前區段(72)之活塞壁內，使得經倒圓 的靜態壓力開口面(312)處於該封閉線(65)與該活塞壁之間。
6. 如請求項1或2所述之裝置，其中垂直於活塞軸之與該燃燒室(121、122、125)連接或包含於該燃燒室的法蘭面(191)具有某個面積，該面積為由該活塞面(302)之面積所形成的面積的百分之50至百分之200。
7. 如請求項1所述之裝置，其中，在該後區段(71)與該前區段(72)之間設有過渡區域(75、175)，使得在該活塞(70)之封閉該排出孔(61、62、63)的位置上，該前區段(72)佈置在該燃燒室(121、122)之區域內，使得就該活塞(70)之該縱向(90)而言，該前區段(72)相對該後區段(71)採用漸細的實施方案，使得該過渡區域(75、175)形成橫向於該活塞(70)之該縱向(90)定向的作用面(91)，在點燃可燃材料時，將回推該活塞(70)之壓力施加至該作用面，使得該活塞(70)之該前區段(72)將該排出孔(61、62、63)開通。
8. 如請求項7所述之裝置，其中該過渡區域(75)為沿該氣體彈簧(40、140、240)之該活塞(70)的該縱向自較大的活塞直徑(171)朝較小的活塞直徑(172)持續漸細的區域，該區域佈置在這些燃燒室(121、122、125)中。
9. 如請求項7所述之裝置，其中該過渡區域(175)由該活塞(70)之法蘭狀(191)的漸細部構成。
10. 如請求項9所述之裝置，其中在該防爆容器(30)中設有空心的中心導引線路(96)，或者在伸入這些燃燒室(121、122、125)之防爆容器(30)上設有環形的導引件延長部，該導引線路在其內部導引該前區域(72)內之該活塞(70)，且在這些燃燒室(121、122、125)與該活塞(70)之該法蘭狀(191)的漸細部的區域內的輔助壓力室(95)之間設有至少一連接間隙(126)。
11. 如請求項1或2所述之裝置，其中該燃燒室(125)圍繞該活塞(70)呈環形或圓柱形地繞著該活塞之縱軸佈置。
12. 如請求項11所述之裝置，其中該燃燒室(125)之環形壁部(25)為以堆疊式密封的方式連接的環段，這些環段有利地被頂板及底板在上方或下方密封。
13. 如請求項7或8所述之裝置，其中在一平面內以一定角距彼此徑向地相對中心軸佈置有至少兩個燃燒室(121、122)，其中要麼該氣體彈簧(40、140、240)之縱軸與該中心軸重合，要麼該氣體彈簧(40、140、240)之該縱軸處於這些至少兩個燃燒室(121、122)之上述平面內。
14. 如請求項13所述之裝置，其中該排出孔(61、62、63)具有包含管道縱向之管道，其中要麼該排出孔(61、62、63)之該管道縱向與該中心軸重合，要麼該氣體彈簧(40、140、240)之該縱軸處於這些至少兩個燃燒室(121、122)之上述平面內。
15. 如請求項1所述之裝置，其中該氣體彈簧(40、140、240)具有相對該活塞(70)佈置之前氣體彈簧室(41)及透過間壁(43)與該前氣體彈簧室隔開之後氣體彈簧室(42)，其中在該前氣體彈簧室(41)與該後氣體彈簧室(42)之間存在作為回流連接(45)的第一連接及與止回閥(44)之第二連接。
16. 如請求項15所述之裝置，其中該第一連接及該第二連接設在該間壁(43)中。
17. 如請求項15所述之裝置，其中該第二連接具有至少兩個子連接(243)，其在一側側向地沿該活塞運動之縱向重疊地與該前氣體彈簧室(41)中之氣體彈簧(240)的壁部連通，在另一側終止於該後氣體彈簧室(42)，從而在該活塞(70)進入該前氣體彈簧室(41)時依次覆蓋出口 (246)，其中上述子連接(243)分別具有一止回閥(44)。
18. 如請求項15所述之裝置，其中該第二連接具有可控的止回閥(44、144)，該止回閥可選擇性地具有串聯的控制閥(144)及止回閥(44)，該可控的止回閥(44、144)與控制單元連接，該控制單元可觸發點火(50)，其中該控制單元設計為，在點燃該可流動的可燃材料後的第一預設時間間隔內打開該可控的止回閥(44、144)。
19. 如請求項18所述之裝置，其中該第一連接具有可控的回流閥(45、145)，該回流閥可選擇性地具有串聯的控制閥(145)及回流導引件(45)，該可控的回流閥(45、145)與該控制單元連接，該控制單元可觸發點火(50)，其中該控制單元設計為，在打開該可控的止回閥(44、144)後的第二預設時間間隔內打開該可控的回流閥(45、145)。
20. 如請求項18或19所述之裝置，其中設有用於該前氣體彈簧室及該後氣體彈簧室(41、42)之兩個氣體彈簧氣體接口，其中該控制單元具有氣體充填控制單元，其可用來在點火前根據相應的預設值調節該前氣體彈簧室及該後氣體彈簧室(41、42)中之氣體充填壓力，其中該前氣體彈簧室(41)中之氣體充填壓力被調節為大於該後氣體彈簧室(42)中之氣體充填壓力。
21. 如請求項20所述之裝置，其中該前氣體彈簧室(41)中之氣體充填壓力是被調節為比該後氣體彈簧室(42)中之氣體充填壓力大至少2倍。
22. 如請求項21所述之裝置，其中該前氣體彈簧室(41)中之氣體充填壓力是被調節為比該後氣體彈簧室(42)中之氣體充填壓力大至少3倍或5倍。

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