本實(shí)用新型屬于除灰器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種氣能激波除灰器系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

鍋爐和各類換熱器的受熱面積灰、結(jié)焦問題一直是困擾著行業(yè)的難題。大部分燃用煤、油、天然氣燃料的鍋爐上都存在不同程度的積灰、結(jié)焦現(xiàn)象。積灰、結(jié)焦直接影響到鍋爐及換熱設(shè)備的受熱面換熱效率，直接增加了鍋爐的能耗，降低了各種節(jié)能換熱器的節(jié)能效果。積灰、結(jié)焦嚴(yán)重時，還可能引起鍋爐堵灰，受熱面的腐蝕、爆管，引起鍋爐的意外停爐，對鍋爐安全危害極大，不采取得力措施會造成相當(dāng)大的經(jīng)濟(jì)損失。

傳統(tǒng)除灰器包括燃?xì)饧げǔ移骱涂諝饧げù祷移鞯龋細(xì)饧げǔ移鞔嬖诘膯栴}是：方向性強(qiáng)，有除灰死角；燃料采用乙炔等，運(yùn)行成本高；采用燃?xì)庾鳛槿紵庠?，存在安全隱患；激波能量不可控，對爐墻造成沖擊破壞；燃?xì)馀浔劝l(fā)生變化，存在啞炮現(xiàn)象，系統(tǒng)穩(wěn)定性差。傳統(tǒng)空氣激波吹灰器存在的問題是：噴嘴雖然可旋轉(zhuǎn)，但是旋轉(zhuǎn)可靠性差；沖擊能量小，無法形成激波。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，本實(shí)用新型提供一種氣能激波除灰器系統(tǒng)，其無除灰死角，采用氮?dú)獾确€(wěn)定性氣體作為氣源，安全且成本低，激波能量可控，噴嘴可穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種氣能激波除灰器系統(tǒng)，包括空氣壓縮機(jī)、空氣增壓泵、過濾器、激波發(fā)生器和旋轉(zhuǎn)噴嘴組件，所述空氣壓縮機(jī)的出氣口與空氣增壓泵的進(jìn)氣口連接，空氣增壓泵的出氣口與所述過濾器的進(jìn)氣口連接，過濾器的出氣口與所述激波發(fā)生器的進(jìn)氣口連接，所述旋轉(zhuǎn)噴嘴組件連接激波發(fā)生器的出氣口。

上述激波除灰器的工作原理如下：一定壓力的氣體通過激波發(fā)生器后產(chǎn)生激波，伴隨同時產(chǎn)生的強(qiáng)烈聲能、高速氣體的沖擊動能和氣流的清洗效應(yīng)，共同作用在受熱面的積灰層上或結(jié)焦層上，能夠有效的清除受熱面上各種不同類型的積灰或結(jié)焦。

管內(nèi)平面正激波出旋轉(zhuǎn)噴嘴組件后，形成球面激波，球面激波直徑不斷增大，其球心沿旋轉(zhuǎn)噴嘴軸線向前運(yùn)動，同時隨著球面激波直徑的增大，激波強(qiáng)度不斷衰減，最后減弱為聲波。在鍋爐煙道的局限空間內(nèi)，激波會在煙道四壁產(chǎn)生反射和折射，激波在受熱面管束間產(chǎn)生透射、折射和反射，在局限的空間內(nèi)，激波的有效作用比自由空間場內(nèi)更強(qiáng)。激波會在積灰與基底的物理界面發(fā)生反射，并能通過折射而導(dǎo)入積灰內(nèi)部，激波劇烈的壓力縱波對積灰產(chǎn)生一種先壓后拉的作用，使積灰破裂，導(dǎo)入積灰中的折射激波還會在灰體中產(chǎn)生橫波，和入射波及反射波相互作用，使積灰脫離基底。

同時，在旋轉(zhuǎn)噴嘴組件處，由于激波及高速氣流沖擊，產(chǎn)生極為強(qiáng)勁的噴口噪聲。聲波是一種以能量形式存在的機(jī)械波，它表現(xiàn)為振動、擾動和波動，聲波激烈而快速變化的振動，聲強(qiáng)達(dá)到一定程度后，會對積灰結(jié)焦在受熱面的附著狀態(tài)產(chǎn)生分離效應(yīng)，并使積灰、結(jié)焦產(chǎn)生疲勞斷裂和破碎傾向。

并且，旋轉(zhuǎn)噴嘴組件噴射出的壓縮空氣到達(dá)受熱面管壁后，對其上所附著的灰垢層、結(jié)焦表面溫度產(chǎn)生劇烈影響，打破灰垢層、結(jié)焦原來的溫度平衡狀態(tài)，灰垢層、結(jié)焦表面溫度發(fā)生溫度交變，灰垢層、結(jié)焦產(chǎn)生熱疲勞，使灰垢層、結(jié)焦產(chǎn)生碎裂、脫落傾向。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述過濾器和空氣增壓泵之間還設(shè)有穩(wěn)壓調(diào)壓罐，穩(wěn)壓調(diào)壓罐與過濾器之間設(shè)有截止閥。穩(wěn)壓調(diào)壓罐用于調(diào)節(jié)并穩(wěn)定氣流氣壓，以滿足激波發(fā)生器的要求。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述激波發(fā)生器與過濾器之間設(shè)有進(jìn)氣電磁閥，激波發(fā)生器上設(shè)有釋放電磁閥。激波發(fā)生器利用瞬間泄壓技術(shù)，在釋放電磁閥打開瞬間，高低氣壓瞬間接觸，形成初始壓縮波，再在激波發(fā)生器內(nèi)發(fā)展成為激波。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的旋轉(zhuǎn)噴嘴組件包括電機(jī)、旋轉(zhuǎn)齒輪、轉(zhuǎn)軸、彎管和出氣管；所述出氣管設(shè)于激波發(fā)生器的出氣口處；所述彎管包括平直段和彎曲段，彎管的平直段可旋轉(zhuǎn)設(shè)置于所述出氣管的出氣口內(nèi)，且彎管的彎曲段延伸至出氣管外；所述轉(zhuǎn)軸設(shè)于所述出氣管內(nèi)，轉(zhuǎn)軸的一端設(shè)有三角爪，該三角爪與所述彎管的平直段固定連接，轉(zhuǎn)軸的另一端穿過出氣管的端部，且該端轉(zhuǎn)軸上設(shè)置所述的旋轉(zhuǎn)齒輪；所述電機(jī)與所述旋轉(zhuǎn)齒輪齒合相連。

工作時，電機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)齒輪轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸通過其末端的三角爪，帶動彎管的平直段在出氣管內(nèi)轉(zhuǎn)動，進(jìn)而使彎管的彎曲段在出氣管外一起跟隨轉(zhuǎn)動；激波發(fā)生器產(chǎn)生的激波和高壓氣流等傳遞至出氣管中，在出氣管的出氣口處，從彎管平直段的入口進(jìn)入彎管內(nèi)，進(jìn)而傳遞至彎管的末端，隨著彎管的轉(zhuǎn)動對鍋爐內(nèi)的積灰和結(jié)焦等進(jìn)行掃射，以去除積灰和結(jié)焦；其旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定，運(yùn)行可靠，無除灰死角。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)可精確控制彎管的旋轉(zhuǎn)，如可控制彎管順時針旋轉(zhuǎn)180度，再逆時針旋轉(zhuǎn)180度，如此循環(huán)工作，以避開爐內(nèi)煙氣的流速方向，避免彎管的出氣口噴射方向與煙氣的流速方向相對，形成力量抵消，甚至使煙氣倒灌入彎管內(nèi)，進(jìn)而倒灌入激波發(fā)生器內(nèi)的情況發(fā)生，增加系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述彎管彎曲段末端切線與彎管平直段軸線的夾角為135度-150度。目的是適當(dāng)增大掃射面積，提升效率。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述旋轉(zhuǎn)噴嘴組件還包括軸承，所述彎管的平直段套設(shè)于該軸承的內(nèi)圈內(nèi)，該軸承的外圈固定于所述出氣管內(nèi)。目的是通過軸承增加彎管的穩(wěn)定性，避免轉(zhuǎn)動時彎管與出氣管之間顫動影響穩(wěn)定性。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述出氣管的一端設(shè)有外螺紋，所述激波發(fā)生器的出氣口處設(shè)有與該外螺紋匹配的內(nèi)螺紋，出氣管和激波發(fā)生器通過所述外螺紋和內(nèi)螺紋可拆卸式連接。目的是便于整個旋轉(zhuǎn)噴嘴組件安裝于激波發(fā)生器上。

本實(shí)用新型的有益效果是：

1）步進(jìn)電機(jī)可精確控制彎管的旋轉(zhuǎn)，如可控制彎管順時針旋轉(zhuǎn)180度，再逆時針旋轉(zhuǎn)180度，如此循環(huán)工作，以避開爐內(nèi)煙氣的流速方向，避免彎管的出氣口噴射方向與煙氣的流速方向相對，形成力量抵消，甚至使煙氣倒灌入彎管內(nèi)，進(jìn)而倒灌入激波發(fā)生器內(nèi)的情況發(fā)生；且無除灰死角，旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性好，極大提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性；

2）采用壓縮氣體作為氣源，比如空氣、氮?dú)獾确€(wěn)定性氣體作為氣源，不發(fā)生燃燒、爆炸等劇烈的化學(xué)反應(yīng)，安全性好且成本低；

3）通過穩(wěn)壓調(diào)壓罐調(diào)節(jié)并穩(wěn)定氣源氣壓，控制激波能量，使激波既能形成并清除爐墻上的積灰、結(jié)焦，又不至于能量過大沖擊破壞爐墻；

4）運(yùn)行穩(wěn)定有效，不存在燃?xì)饧げㄆ鞯膯∨诂F(xiàn)象，除灰效率高。

附圖說明

圖1 本實(shí)用新型實(shí)施例所述氣能激波除灰器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中旋轉(zhuǎn)噴嘴組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標(biāo)記說明：

10-空氣壓縮機(jī)，20-空氣增壓泵，30-穩(wěn)壓調(diào)壓罐，40-截止閥，50-過濾器，60-激波發(fā)生器，601-進(jìn)氣電磁閥，602-釋放電磁閥，70-旋轉(zhuǎn)噴嘴組件，701電機(jī)，7011電機(jī)的輸出軸，702旋轉(zhuǎn)齒輪，703轉(zhuǎn)軸，704三角爪，705彎管，7051彎管的平直段，7052彎管的彎曲段，706軸承，707出氣管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例

參考圖1，一種氣能激波除灰器系統(tǒng)，包括空氣壓縮機(jī)10、空氣增壓泵20、過濾器50、激波發(fā)生器60和旋轉(zhuǎn)噴嘴組件70，所述空氣壓縮機(jī)10的出氣口與空氣增壓泵20的進(jìn)氣口連接，空氣增壓泵20的出氣口與所述過濾器50的進(jìn)氣口連接，過濾器50的出氣口與所述激波發(fā)生器60的進(jìn)氣口連接，所述旋轉(zhuǎn)噴嘴組件70連接激波發(fā)生器60的出氣口。

上述激波除灰器的工作原理如下：一定壓力的氣體通過激波發(fā)生器60后產(chǎn)生激波，伴隨同時產(chǎn)生的強(qiáng)烈聲能、高速氣體的沖擊動能和氣流的清洗效應(yīng)，共同作用在受熱面的積灰層上或結(jié)焦層上，能夠有效的清除受熱面上各種不同類型的積灰或結(jié)焦。

管內(nèi)平面正激波出旋轉(zhuǎn)噴嘴組件70后，形成球面激波，球面激波的直徑不斷增大，其球心沿旋轉(zhuǎn)噴嘴組件軸線向前運(yùn)動，同時隨著球面激波直徑的增大，激波強(qiáng)度不斷衰減，最后減弱為聲波。在鍋爐煙道的局限空間內(nèi)，激波會在煙道四壁產(chǎn)生反射和折射，激波在受熱面管束間產(chǎn)生透射、折射和反射，在局限的空間內(nèi)，激波的有效作用比自由空間場內(nèi)更強(qiáng)。激波會在積灰與基底的物理界面發(fā)生反射，并能通過折射而導(dǎo)入積灰內(nèi)部，激波劇烈的壓力縱波對積灰產(chǎn)生一種先壓后拉的作用，使積灰破裂，導(dǎo)入積灰中的折射激波在灰體中產(chǎn)生橫波，和入射波及反射波相互作用，使積灰脫離基底。

同時，在旋轉(zhuǎn)噴嘴組件70處，由于激波及高速氣流沖擊，產(chǎn)生極為強(qiáng)勁的噴口噪聲。聲波是一種以能量形式存在的機(jī)械波，它表現(xiàn)為振動、擾動和波動，聲波激烈而快速變化的振動，聲強(qiáng)達(dá)到一定程度后，會對積灰結(jié)焦在受熱面的附著狀態(tài)產(chǎn)生分離效應(yīng)，并使積灰、結(jié)焦產(chǎn)生疲勞斷裂和破碎傾向。

并且，旋轉(zhuǎn)噴嘴組件70噴射出的壓縮空氣到達(dá)受熱面管壁后，對其上所附著的灰垢層、結(jié)焦表面溫度產(chǎn)生劇烈影響，打破灰垢層、結(jié)焦的溫度平衡狀態(tài)，灰垢層、結(jié)焦表面溫度發(fā)生溫度交變，灰垢層、結(jié)焦產(chǎn)生熱疲勞，使灰垢層、結(jié)焦產(chǎn)生碎裂、脫落傾向。

在另一個實(shí)施例中，所述過濾器50和空氣增壓泵20之間還設(shè)有穩(wěn)壓調(diào)壓罐30，穩(wěn)壓調(diào)壓罐30與過濾器50之間設(shè)有截止閥40。穩(wěn)壓調(diào)壓罐30用于調(diào)節(jié)并穩(wěn)定氣流氣壓，以滿足激波發(fā)生器60的要求。

在另一個實(shí)施例中，所述激波發(fā)生器60與過濾器50之間設(shè)有進(jìn)氣電磁閥601，激波發(fā)生器60上設(shè)有釋放電磁閥602。激波發(fā)生器60利用瞬間泄壓技術(shù)，在釋放電磁閥602打開瞬間，高低氣壓瞬間接觸，形成初始壓縮波，再在激波發(fā)生器60內(nèi)發(fā)展成為激波。

在另一個實(shí)施例中，所述的旋轉(zhuǎn)噴嘴組件包括電機(jī)701、旋轉(zhuǎn)齒輪702、轉(zhuǎn)軸703、彎管705和出氣管707；所述出氣管707設(shè)于激波發(fā)生器60的出氣口處；所述彎管705包括平直段7051和彎曲段7052，彎管的平直段7051可旋轉(zhuǎn)設(shè)置于所述出氣管707的出氣口內(nèi)，且彎管的彎曲段7052延伸至出氣管707外；所述轉(zhuǎn)軸703設(shè)于所述出氣管707內(nèi)，轉(zhuǎn)軸703的一端設(shè)有三角爪704，該三角爪704與所述彎管的平直段7051固定連接，轉(zhuǎn)軸703的另一端穿過出氣管707的端部，且該端轉(zhuǎn)軸703上設(shè)置所述的旋轉(zhuǎn)齒輪702；所述電機(jī)701與所述旋轉(zhuǎn)齒輪702齒合相連。

工作時，電機(jī)701帶動旋轉(zhuǎn)齒輪702轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動轉(zhuǎn)軸703轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸703通過其末端的三角爪704，帶動彎管的平直段7051在出氣管707內(nèi)轉(zhuǎn)動，進(jìn)而使彎管的彎曲段7052在出氣管707外一起跟隨轉(zhuǎn)動；激波發(fā)生器60產(chǎn)生的激波和高壓氣流等傳遞至出氣管707中，在出氣管707的出氣口處，從彎管平直段7051的入口進(jìn)入彎管705內(nèi)，進(jìn)而傳遞至彎管的末端，隨著彎管的轉(zhuǎn)動對鍋爐內(nèi)的積灰和結(jié)焦等進(jìn)行掃射，以去除積灰和結(jié)焦；其旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定，運(yùn)行可靠，無除灰死角。

在另一個實(shí)施例中，所述電機(jī)701為步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)可精確控制彎管705的旋轉(zhuǎn)，如可控制彎管705順時針旋轉(zhuǎn)180度，再逆時針旋轉(zhuǎn)180度，如此循環(huán)工作，以避開爐內(nèi)煙氣的流速方向，避免彎管705的出氣口噴射方向與煙氣的流速方向相對，形成力量抵消，甚至使煙氣倒灌入彎管705內(nèi)，進(jìn)而倒灌入激波發(fā)生器60內(nèi)的情況發(fā)生，增加系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

在另一個實(shí)施例中，所述彎管彎曲段7052末端切線與彎管平直段7051軸線的夾角為135度，也可為137度或是150度。目的是適當(dāng)增大掃射面積，提升效率。

在另一個實(shí)施例中，所述旋轉(zhuǎn)噴嘴組件70還包括軸承706，所述彎管的平直段7051套設(shè)于該軸承706的內(nèi)圈內(nèi)，該軸承706的外圈固定于所述出氣管707內(nèi)。目的是通過軸承706增加彎管705的穩(wěn)定性，避免轉(zhuǎn)動時彎管705與出氣管707之間顫動影響穩(wěn)定性。

在另一個實(shí)施例中，所述出氣管707的一端設(shè)有外螺紋，所述激波發(fā)生器60的出氣口處設(shè)有與該外螺紋匹配的內(nèi)螺紋，出氣管707和激波發(fā)生器60通過所述外螺紋和內(nèi)螺紋可拆卸式連接。目的是便于整個旋轉(zhuǎn)噴嘴組件70安裝于激波發(fā)生器60上。

以上所述實(shí)例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。