[发明专利]用于声学清洁的方法和系统

说明书

技术领域

本发明的领域通常涉及声学发生器，以及更具体地说，涉及用于生成在可闻频率范围内的高强度窄频带的音调噪声的方法和系统。

背景技术

在运行期间，工业过程的至少一些已知组件经历在该组件内的表面上形成的沉积物。在例如公用事业锅炉或其他工业过程组件中形成的这种沉积物往往不利地影响了组件的运行。在这些组件的表面上的累积可以导致热传导效率低下、压力下降、过多的破坏性清洁以及过多的停机时间。在过程保持在线的时候移除这些沉积物利于过程的效率和利用率。

在线沉积物清除的至少一些已知的方法包括震动清洁系统、蒸汽/空气吹灰以及射声器(acoustic horn)。然而，震动清洁系统创造了穿过燃料和氧化剂的燃烧的强烈声波，其具有与它们相关联的运行成本。蒸汽粉尘吹风(soot blow)是易膨胀的并且对将要清洁的表面具有腐蚀性。射声器需要压缩空气的供给来致动振动的隔膜板并且已知其具有压力强度限制和包括对清洁没有帮助的频率的宽频率谱带。上述技术使用了运动部件，所述运动部件随着时间磨损并且必须被更换以便维持有效性。这种维护是耗费时间的并且对过程的正常运行来说是破坏性的。

发明内容

在一个实施例中，一种音调发生器组装件，包括共振箱，所述共振箱包括具有共振箱开口以及与共振箱开口流体连通的共振箱空腔的机身。音调发生器组装件还包括喷嘴，所述喷嘴具有进口，所述进口配置为接收相对高压流体的流；以及出口，所述出口以流体连通的方式耦合到进口。出口的朝向与共振箱开口大致轴向对准并且以间隙将其与共振箱开口分隔开。选择共振箱和喷嘴的尺寸以便利于发射音调，所述音调具有低于两千赫兹的频率并且被调谐到确定用来提供清洁振动能量的频率。

在另一个实施例中，一种生成音调的方法，包括生成流体的射流，引导该流体的射流进入封闭端部空腔，使用流体的射流以低于两千赫兹的速率在空腔中交替地形成压缩波和膨胀波，使用该压缩波和膨胀波生成音调，以及朝向将要清洁的表面发射该音调。

在又一个实施例中，一种声学清洁系统，包括配置为生成流体的不完全膨胀的射流的喷嘴和配置为接收流体的射流的至少一部分的共振箱，其中，共振箱包括在流体的射流的流方向的可选地可变的长度。声学清洁系统还包括包围喷嘴和共振箱的外壳，其中，该外壳包括大小被调整以便发射具有低于一千赫兹的频率的音调的开口。

附图说明

图1-3示出本文描述的方法和系统的示范实施例。

当结合附图阅读时，参考本发明的某些示范实施例的下面描述将最好地理解本发明的上述的和其他的特征和方面，其中：

图1是根据本发明的示范实施例的声学清洁音调发生器组装件的示意图；

图2是根据本发明的另一个实施例的在图1中示出的音调发生器组装件的示意图；以及

图3是根据本发明的示范实施例生成音调的方法的流程图。

具体实施方式

下面详细的描述以举例的方式而不是限制的方式示出了本发明的实施例。可以领会，本发明具有一般应用来生成声学音调，以用于清洁在工业应用、商业应用和住宅应用中的组件。

本发明的实施例描述了特别设计的设备，所述特别设计的设备配置为利用空气的高压射流和形成空腔的封闭端的管子的相互作用,来创造高强度、窄频带音调噪声。该设备被设计为将音调作为在可闻的频率范围内的声波发射。这些声波接着被用于在过程中清洁表面，其中碎片/粉尘/污垢累积导致该过程中的效率低下。声波使沉积物或累积振动并且沉积物从表面落下。这是一种非破坏性的廉价的清洁技术。本发明的实施例更类似于汽笛(shistle)地运行，而不是使隔膜板振动来生成噪声。通过引导空气的射流进入封闭端的管子，创造压缩波，所述压缩波从封闭端向封闭端的管子的开口反射回来。该管子通过排出流体为它自己减轻高压。因而生成的膨胀波移动回到封闭端，所述封闭端将其反射为膨胀波回到开口，从而允许流体进入管子。流体的运动导致高强度的调谐的音调，其作为用于清洁目的的音速驱动器(sonic driver)被利用。

如本文所使用的，除非明确地陈述了这样的排除，否则应当将以单数形式陈述的并且跟随不定冠词“一”的元件或步骤理解为没有排除复数的元件或步骤。另外，对本发明的“一个实施例”的引用无意于解释为排除也结合了所陈述的特征的附加实施例的存在。