[其他]脈沖燃燒能量系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 87102874
• 申請(qǐng)日: 1987-04-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN87102874A
• 公開(kāi)（公告）日: 1988-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 漢福德·N·洛克伍德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: NEA技術(shù)公司
• 主分類號(hào): F16K5/00
• 分類號(hào): F16K5/00;F23R7/00;F26B3/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理有限公司
• 代理人: 陶增煒

本發(fā)明關(guān)于干燥用設(shè)備和方法，特別是一種新的干燥用設(shè)備和方法，其中的被干燥材料被熱氣流的脈沖流所霧化和干燥。

普通的燃燒干燥法已被使用多年。這方法被廣泛地用來(lái)替懸浮或溶解于流體中的固體材料除濕。典型地說(shuō)，液體被霧化，所得到的噴霧被處于從燃燒方法得到的熱氣流中，（例如從空氣加熱器或脈沖燃燒器得到的）以便把噴霧中的濕氣蒸發(fā)。固體粒子被干燥氣流從干燥室?guī)С鰜?lái)，通過(guò)旋流器和氣分離開(kāi)來(lái)。

有兩種脈沖燃燒器。第一種是閥型脈沖燃燒器，其中V-1飛彈型的發(fā)動(dòng)機(jī)是眾所周知的例子。第二種是空氣閥脈沖燃燒器，它利用脈沖能量來(lái)抽吸助燃空氣。這種型式的眾所周知的例子是由雷蒙洛克伍德（Mr.Raymond????Lockwood）發(fā)展出來(lái)的空氣閥發(fā)動(dòng)機(jī)，并被公開(kāi)于他的許多專利中，例如美國(guó)專利3，462，955。

空氣閥脈沖燃燒器包括一個(gè)有燃料進(jìn)入的燃燒室，短管狀的燃燒室進(jìn)口，和一個(gè)比燃燒室進(jìn)口長(zhǎng)一些的燃燒室尾管。燃料在燃燒室中被加壓霧化，當(dāng)達(dá)到合適的爆炸混合程度時(shí)，火花塞就點(diǎn)燃它作初次起動(dòng)。燃料和空氣爆炸，燃燒氣從進(jìn)口管和出口管噴出。當(dāng)這兩個(gè)沖擊波從燃燒室出來(lái)時(shí)爆炸釋放的能量就提供推力或動(dòng)力。在第二個(gè)沖擊波從尾管出來(lái)之前，一個(gè)沖擊波就從短的燃燒室進(jìn)口管出來(lái)了。

燃燒物的沖力在燃燒室中造成部分真空，進(jìn)而引起進(jìn)口和尾管兩者的回流。這種回流把新鮮空氣帶入燃燒室，在此，空氣就和新進(jìn)來(lái)的燃料以及在尾管中回流來(lái)的熱氣混合。回流的沖力在燃燒室中形成低的壓力，使燃料、空氣和燃燒物很好地混合。混合物產(chǎn)生自點(diǎn)燃，這種過(guò)程在一秒鐘內(nèi)重復(fù)進(jìn)行一百次。

當(dāng)今大部分的脈沖燃燒系統(tǒng)采用空氣閥發(fā)動(dòng)機(jī)因?yàn)樗谱骱?jiǎn)單又沒(méi)有機(jī)械移動(dòng)另件。然而，空氣閥系統(tǒng)要用較大百分比的從燃燒過(guò)程中得到的能量來(lái)抽吸隨后的燃料爆炸所需的助燃空氣。即使這種系統(tǒng)可以通過(guò)增加推力和力器來(lái)做成效率較高的推力發(fā)動(dòng)機(jī)，抽吸助燃空氣所消耗的能量使獲得的總能量降低，并使整個(gè)系統(tǒng)的效率降低。

閥型脈沖燃燒器采用相同的燃燒原理，除了它有一個(gè)機(jī)械的（舌片，舌板，或原始旋轉(zhuǎn)型）閥位于燃燒室進(jìn)口側(cè)，用以防止任何從進(jìn)口管噴出的燃燒物的回流。閥在燃料/空氣混合的完成階段和爆炸時(shí)是關(guān)閉的，所以全部燃燒物從尾管出去，沖擊波先出去。然而，這些閥型系統(tǒng)由于閥必須在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口的熱的環(huán)境下在每次燃燒循環(huán)開(kāi)閉，每秒種達(dá)到一百次，所以實(shí)際壽命有限。

還有一個(gè)影響兩種型式脈沖燃燒器發(fā)動(dòng)機(jī)壽命的問(wèn)題是熱的已燃?xì)獾母g。系統(tǒng)中承受最熱溫度的各另件很快地?fù)p壞，需要對(duì)這些另件進(jìn)行經(jīng)常的昂貴的修理和更換。由于系統(tǒng)中的這些另件耐不住機(jī)械的和溫度的應(yīng)力而破壞，所以試圖用抗蝕材料來(lái)制造這些另件，如用高級(jí)不銹鋼或因康鎳合金，業(yè)已成功。試圖用陶材料來(lái)造這些另件卻遭失敗，因?yàn)橛矛F(xiàn)有的工藝來(lái)造，成本太高。陶瓷結(jié)構(gòu)成本高的主要原因是元件必須先做成厚的斷面，再加工形成法蘭，孔，等等。這個(gè)方法浪費(fèi)了昂貴的陶瓷材料以及昂貴的人工，還要采用先進(jìn)的刀具和切削技術(shù)。

脈沖燃燒能量系統(tǒng)的效率在很大程度上取決于它的工作特性。例如，工作頻率影響通過(guò)系統(tǒng)的流速（也即干燥時(shí)間），而聲沖擊波的幅度或壓力必須和給定的材料成比例，因?yàn)閴毫μ髸?huì)過(guò)度干燥或損壞材料，而壓力太小使干燥不充分。

目前的各種系統(tǒng)僅在脈沖燃燒器的自然頻率下工作，它由排氣管長(zhǎng)度決定。因此，工作頻率（也即干燥速度）的改變需要通過(guò)昂貴的系統(tǒng)改建才行。這是對(duì)特定類型材料進(jìn)行干燥時(shí)想得到最大效率時(shí)各系統(tǒng)經(jīng)常碰到的。現(xiàn)有，由于脈沖燃燒器的自然頻率也取決于聲速，燃燒器中溫度變化會(huì)改變自然頻率。由于自然頻率偏離脈沖燃燒器理想運(yùn)行的頻率，壓力波的幅度減小，使某種產(chǎn)品的干燥時(shí)間增加到能接收的水平之上。結(jié)果使干燥過(guò)程不均勻和低效率。

目前的各系統(tǒng)的另一缺點(diǎn)是不能符合勞保安全條例的標(biāo)準(zhǔn)（OSHA????standards）。外部噪音是工業(yè)上不歡迎脈沖燃燒器作為可選用能源的主要原因，因?yàn)榄h(huán)境噪音可以超過(guò)120分貝。

最后，由于工作中的過(guò)熱，起動(dòng)時(shí)的過(guò)多燃料積聚，在干燥氣流中有太多的氧而引起干燥產(chǎn)品的燃燒，經(jīng)常有爆炸的危險(xiǎn)。

本發(fā)明是一個(gè)脈沖燃燒能量系統(tǒng)，它的一個(gè)功用是把懸浮或溶解在流體中的固體材料復(fù)原。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，脈沖燃燒器被連接到一條工作管道，該管道又被連接到一對(duì)旋流收集器。

被處理材料被流送入工作管的上游端，處理好的材料用旋流收集器從燃燒氣流中分出。