[实用新型]内腔式炉膛声吹灰器

说明书

本实用新型涉及声学领域中的一种清灰装置。

目前利用声学方法清除如锅炉的炉膛、过热器、省煤器、空气予热器及化工装置等积灰的声吹灰器已有多项技术，如：中国专利(CN91209145.2)、(CN95206417.0)、(CN95120902.6)等，在国外，瑞典也有自己的声吹灰器，并使用多年。声吹灰技术的关键在于将气流的动能转换为声能，利用高强声波的力学等效应和流体动力效应，将设备上积沉的灰尘或积垢吹振脱落。鉴于欲吹灰的场合不同性，除温度要求外，还有声波的频率、强度、方向及声源尺寸等方面的不同要求，现有技术装置在实际应用中具有一定的限制。

本实用新型的目的在于提出一种主要由接口柱、进气管、进气盘、中心柱、共振器、导声管、棱镜、档板和紧固螺母所组成的内腔式炉膛声吹灰器。它不仅提高了声波强度和能量转换效率，而且可以提供两个频率的声波辐射，更为主要的是，它形成的声源“人为”地改变了方向，使其沿水冷壁传播，使作用到水冷壁的声波和气流能量增加，它解决了现有技术都是垂直于水冷壁传送声与气流能量的所存在的问题。

本实用新型所采用的技术方案在于，它由接口柱、进气管、进气盘、中心柱、共振器、导声管、反射器、棱镜、档板和紧固螺母所组成。本实用新型的基本技术原理在于：气流从喷口狭缝以超声速进入自由空间形成一段不稳定的压强区，并冲击共振器，共振器腔内气流密度周期性变化而形成振动，当共振器腔的固有频率与气体射流频率一致时，形成共振现象，产生高强声波，声波经反射器后强度进一步提高，同时，气流与声也冲击导声管腔体，其固有频率形成另一频率的声波，它们从导声管的端口辐射出去。当声波与气流行进至棱镜斜面时，由于其反射作用，声与气流改变方向继续向前传播，而由于档板的作用，气流和声波只能在水冷壁和档板构成的区域传播，只是到达档板的边缘后才形成扩散。

本实用新型是这样工作的：压缩空气源由管道与接口柱接通，通过进气盘进入储气室，从狭缝喷口喷出，冲击共振器，其腔内气流密度周期性变化而振动发声，当共振器振动的声波频率与气体射流频率一致时发生共振，形成高强度声波，它经反射器作用，强度进一步加强，同时，气流与声冲击导声管腔体振动，形成另一种频率的声波，这样，在本实用新型的导声管端口形成两个频率的声波辐射。当声波与气流向前至棱镜斜面时，由于棱镜的反射作用，使声与气流改变方向，显然，当棱镜反射面与声波轴向成45°时，声波便以与原轴向90°方向传播。档板的作用在于，它和水冷壁组成了一定空间，声波和气流被“限制”在这一区域向前传播，在档板边缘才形成扩散。

本实用新型的特点在于：(1)内腔式结构形成两个腔体，可以有两个原始频率声波发射；(2)导声管同时又是声传播途径，使两个原始频率的声波与气流能量处于一个方向上；(3)反射器可进一步提高声波强度，使气流动能转换成声能的效率有所改善；(4)棱镜和档板改变了声与气流前进方向，更为有效的利用了声波的振动作用和气流动力效应。

图1为本实用新型的一个较佳实施例结构示意图。

现结合附图进一步说明本实用新型的较佳具体实施例。如图1所示，它是由接口柱1，进气管2，进气盘3，中心柱4，共振器5，反射器6，导声管7，棱镜8，档板9和紧固螺母10等组成。其中，进气管2、进气盘3和反射器6由整件料加工而成，或铸成一体再细加工。中心柱4通过螺纹与进气盘3拧上并焊接牢固。共振器5通过螺纹拧到中心柱4上，棱镜8和档板9同样依次拧上，并使三者贴紧，再用紧固螺母10紧固并焊牢。接口柱1与进气管2通过螺纹连接后焊牢。几个关键数据有：进气管2和中心柱4形成的喷口宽度为0.8mm；共振器5是一个有底的管，其内径43.6mm，壁厚3mm，深度30mm，其开口倒角为20°，其底内壁成半球缺，或多半球缺，或少半球缺都行，其尺寸只需使其内壁光滑；共振器5的口端与喷口距离(喷距)为17.5mm；中心柱4处于喷口部位的直径42mm，它在喷口外的圆柱体直径16mm；导声管7选用外径108mm、壁厚5mm的管子，长度为75mm；进气管2的最大外径和导声管7相配，彼此由螺纹连接后焊牢；导声管7可以是直筒形，或者喇叭形等其他形状，其壁厚可以相等或不相等，其长度也可根据需要而加长或缩短；处于喷口与导声管7之间的反射器6是半球缺，或多半球缺，或少半球缺，或者是环柱形等其他形状；档板9的直径为800mm，通常要大于声波波长的3至5倍以上；棱镜8是一个圆台，它的顶面直径与共振器5的外径相等，底面直径与导声管7的出口内径相等，而反射侧面坡长(即与中心柱4的水平轴线夹角)为45°，也可以大于或小于45°。

如图1所示的本实用新型适用炉膛的水冷壁的声吹灰。欲去掉棱镜8和档板9，它是一种定向的声吹灰器，欲再去掉导声管7，乃至反射器6，仍然是一种声吹灰器，它们都可以是用在如省煤器、空气预热器等等其他场合的声吹灰器，或用作气流式发声器，因此具有实用性。