具有不同几何形状的喷嘴的吹灰器喷嘴组件制造技术

根据本发明专利技术的教导，一种吹灰器结构结合设置在一喷嘴段（３０２）主体上的一个下游喷嘴（３０８），以及相对于所述下游喷嘴（３０８）的位置纵向设置在距喷嘴段的远端（３０７）更远的位置的一个上游喷嘴（３１０）。所述上游喷嘴（３１０）的几何形状与所述下游喷嘴（３０８）的几何形状不同。通过具有不同几何形状的喷嘴（３０８、３１０），每个喷嘴（３０８、３１０）能够单独地为每个喷嘴（３０８、３１０）所经历的流动条件被最优化。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术基本上涉及用于清洗大型燃烧装置的内部表面的吹灰装置。更加具体地，本专利技术涉及具有增强的清洗性能的用于吹灰器吹灰管的喷嘴的新结构。
技术介绍
吹灰器用于面向大型燃烧装置，比如通用锅炉和处理恢复锅炉的热交换器表面来射出吹风介质流，比如蒸汽、空气或水。在操作中，燃烧产品造成炉渣和灰烬硬壳形成于热交换器表面上，降低了系统的热性能。吹灰器周期性地操作以清洗表面来恢复期望的操作特性。通常，吹灰器包括一个吹灰管，其与吹风介质的压力源相连。吹灰器还包括至少一个喷嘴，吹风介质以流动或喷射状态从喷嘴排出。在一个缩回吹灰器中，随着吹风介质从喷嘴排出，吹灰管周期性地前进到锅炉内部并从之缩回。在一个固定吹灰器中，吹灰管固定在锅炉内的某一位置，但是在吹风介质从喷嘴排出的同时其可以周期性地旋转。在任一类型中，排出的吹风介质对积聚在热交换器表面上的沉积物的冲击将沉积物移除。基本上公开了吹灰器的美国专利包括有US3439376；3585673；3782336；4422882，这些专利在此结合以供参考。典型的吹灰器吹灰管包括至少两个喷嘴，它们典型地沿直径取向，以在彼此180°的方向上排出流体流。这些喷嘴可以直接相对，也就是在沿着吹灰管的同一纵向位置或者彼此纵向分离。在后一种情况下，更靠近吹灰管远端的喷嘴被典型地称为下游喷嘴。沿纵向距远端最远的喷嘴一般被称为上游喷嘴。喷嘴通常但不总是定位成它们的中间通道垂直于吹灰管的纵向轴线且与之相交，并且定位在吹灰管的远端附近。多种清洗介质被用于吹灰器。蒸汽是通常使用的。通过清洗介质的冲击造成的机械和热冲击的结合来清洗燃烧装置的内表面内的炉渣和灰烬硬壳。为了将这种效果最大化，吹灰管和喷嘴被设计用来产生在被清洗表面上具有高峰值冲击压力的清洗介质的相干流。喷嘴性能通常通过测量冲击位于距喷嘴给定距离处的喷嘴的中心线的交点处的一个表面的动压来量化。为了将清洗效果最大化，通常优选地是随着其排出喷嘴，可压缩的吹风介质流被完全膨胀。完全膨胀指的是这种情况，其中排出喷嘴的流体流的静压接近锅炉内的环境压力。喷射经过喷嘴时承受的膨胀程度部分地依赖于喉部直径、喷嘴内的膨胀区的长度以及膨胀角度。用于可压缩流体，比如空气或蒸汽的经典超声喷嘴设计理论需要喷嘴具有经常被称为喉部的最小的流动截面面积，接着是一个膨胀的截面面积(膨胀区)，这个膨胀区允许随着流体经过喷嘴而其压力减少，并且加速流动到速度高于声速。多种喷嘴结构已经设计出来以优化流体流或喷射随着其排出喷嘴的膨胀。限制吹灰器喷嘴可以具有的实际长度是一种需要，因为吹灰组件必须经过在锅炉外壁中的一个小开口，被称为壁盒。对于长的缩回吹灰器，吹灰管典型地具有大约3到5英寸的直径。用于这种吹灰管的喷嘴不能延伸超过吹灰管的外圆柱表面很长距离。在两个喷嘴在直径上相对置的应用中，强调了对喷嘴长度延伸的严格限制，以避免在喷嘴之间的直接物理干涉或者避免有流体进入喷嘴入口发生无法接受的限制。在允许较长的吹灰器喷嘴的努力中，吹灰器吹灰管的喷嘴经常纵向移动。尽管这种结构基本上增强了性能，然而已经发现上游喷嘴展现了比下游喷嘴更好的性能。因此，在喷嘴之间导致了不期望的清洗效果的差别。
技术实现思路
根据本专利技术，提出了喷嘴结构上的改进，用于使上游和下游喷嘴的性能最佳化。简言之，本专利技术的第一实施例包括设置在一喷嘴段主体上的一个下游喷嘴，以及相对于所述下游喷嘴的沿纵向设置在距下游喷嘴的远端更远的位置的一个上游喷嘴。所述上游喷嘴的几何形状与所述下游喷嘴的几何形状不同。通过具有不同几何形状的喷嘴，每个喷嘴能够单独地被最优化用于每个喷嘴所经历的流动条件。因此，经过每个喷嘴的流动膨胀可以被最优化用于每个喷嘴经历的流动条件。在多种结构中，每个喷嘴的几何形状可以通过一个或多个参数限定，比如膨胀区的膨胀长度、出口端的出口面积或直径、以及喉部面积或直径。在一些结构中，下游喷嘴的膨胀长度不同于上游喷嘴的膨胀长度。在特殊实施例中，下游喷嘴的出口面积对喉部面积的比率不同于上游喷嘴的出口面积对喉部面积的比率。一个喷嘴的膨胀长度对出口直径的比率可以不同于其它喷嘴的膨胀长度对出口直径的比率。而且，下游喷嘴的膨胀长度对喉部直径的比率可以不同于上游喷嘴的膨胀长度对喉部直径的比率。附图说明本专利技术的进一步的特征和优点将通过下面的讨论和附图而变得清楚，其中图1是一个长的缩回吹灰器的示意图，示出了可以与本专利技术的喷嘴装置结合的一种吹灰器。图2是根据现有技术的吹灰器喷嘴段的截面图。图2A是与图2相似的截面图，但是示出了喷嘴头的作为选择的停滞区。图3是结合了根据本专利技术第一实施例的结构的吹灰管喷嘴段的透视图。图4是根据如图3所示的本专利技术的第一实施例的吹灰管喷嘴段的截面前视图。图5是根据本专利技术的另一个实施例的吹灰管喷嘴段的截面视图，该喷嘴段具有相对于吹灰管纵轴线是弯曲的上游喷嘴。图6A和6B是根据本专利技术的再一个实施例的吹灰管喷嘴段的截面视图。图7描绘了将图6A和6B的吹灰管的总压力损失与喷嘴长度相联系的一个特征曲线。图8描绘了将喷嘴中心线处的总压力与同喷嘴的长度相关的沿着同一径向平面内的喷嘴壁的总压力相比较的一个特征曲线。图9描绘了将图7和图8的特征曲线的结合，用以确定喷嘴的最佳结构。具体实施例方式后面的优选实施例描述实质上仅仅是示例性的，决不是用于限制本专利技术或者限制本专利技术的应用或使用。在图1中示出了代表性的吹灰器，并且总体上由参考标号10表示。吹灰器10主要包括壳体组件12、吹灰管14、进给管16和支架18。吹灰器10示出了其正常的缩回静止位置。在致动时，吹灰管14延伸进入一个燃烧系统并且从中缩回，比如一个锅炉(未示出)，并且可以同时旋转。壳体组件12包括一个基本上矩形的壳体盒20，该壳体盒形成用于整个单元的外壳。支架18沿着设置在壳体盒20相对侧上的两对引导轨道，轨道包括一对下轨道(未示出)和一对上轨道22。一对有齿架(未示出)刚性连接于上轨道22并且能够使支架18纵向移动。壳体组件12支撑于一个壁盒(未示出)，该壁盒固定在锅炉壁上或者其他安装结构上，并且被后支撑架24进一步支撑。支架18驱动吹灰管14进出锅炉并且包括驱动马达26和被机架30封闭的齿轮箱28。支架18驱动与有齿架啮合的一对小齿轮32以使支架和吹灰管14前进。支撑辊34啮合导轨以支撑支架18。进给管16连接于后支架36的一端并且传导清洗介质流，该介质流通过提升阀38的作用来控制。提升阀38通过与支架18啮合的联杆40致动，以在吹灰管14延伸的情况下开始清洗介质的排出，并且一旦吹灰管和支架返回到静止的缩回位置就切断流体流，如图1所示。吹灰管14包覆配合进给管16，并且它们之间的流体密封由垫圈提供(未示出)。像空气或蒸汽那样的吹灰介质流入吹灰管14内且通过一个或多个安装在喷嘴段52的喷嘴50排出，该喷嘴具有一远端51。远端51被一个半球壁53闭合。喷嘴段52可以例如通过焊接与吹灰管14相连，或者喷嘴段可以限定为吹灰管的端部。喷嘴50可以焊接在组件52内钻出的孔中，或者喷嘴可以被切割成喷嘴段，使得喷嘴和组件是单一件。盘卷弹性电缆42将电能传导给驱动马达26。前支撑架44在吹灰管纵向和旋转运动期间支撑吹灰管14。对于长度很长的吹灰管，可以具有一个中间支撑46以防止吹灰管的过度弯曲偏移。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于吹灰器的吹灰管喷嘴段，包括：　　　　一喷嘴段主体，其限定一个纵向轴线、一个中空的内部、一个远端以及一个近端，所述近端容纳清洗介质；　　　　一下游喷嘴，设置在所述喷嘴段主体上，所述下游喷嘴具有一个第一入口端、一个第一出口端以及一个第一喉部，所述第一喉部设置在所述第一入口端和所述第一出口端之间并且具有一个第一几何形状；以及　　　　一上游喷嘴，其相对于所述下游喷嘴的位置纵向设置在距所述远端更远的位置，所述上游喷嘴具有一个第二入口端、一个第二出口端以及一个第二喉部，所述第二喉部设置在所述第二入口端和所述第二出口端之间，所述上游喷嘴具有不同于所述下游喷嘴的所述第一几何形状的一个第二几何形状，　　　　所述清洗介质在所述纵向轴线的方向上从所述近端向着所述远端通过所述喷嘴段中空的内部流动，并且通过各自的第一和第二入口进入所述下游和上游喷嘴，并且从各自的出口端从所述下游和上游喷嘴排出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：托尼F哈比卜，戴维L凯勒，史蒂文R福特纳，
申请(专利权)人：钻石能量国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]