[发明专利]形成单一连贯喷气流的装置

说明书

本发明总的涉及气体的流动。本发明能够使来自单一喷枪的一股以上的气流流动会聚在一起组成一股单一的连贯性喷气流。

常常需要形成一股气流，例如，一股可喷入一种液体中以达到一个或多个目的的气流。可将一种活性气体喷入一种液体中与该液体中的一个或多个组分起反应，例如，将氧喷入熔融铁液内与其中的碳起反应而使铁脱碳，并放出热量使熔融铁液升温。也可将氧喷入其他的熔融金属(例如铜、铅和锌)内使之熔化或精炼，或者将氧喷入含水的液体或碳氢化含物液体内以进行氧化反应。可将非氧化性气体例如惰性气体喷入一种液体内进行搅动，以使整个液体中温度分布更均匀且组元分布更均匀。

在作业过程中常常需要使用一股以上的气体，例如可将一股氧化剂流(例如氧流)和一股燃料流(例如天然气流)供入反应区内或供入一种液体中，使氧化剂与燃料烧而产生热。虽然氧化剂和燃料可从供气装置按一股单一的混合气流供入，但是，从安全方面来说，上述方法通常不是最佳的选择。

多股气流可以会聚并相互作用。具体地说，在多股气流组成一股可燃性混合物的情况(例如在上面所述的情况)下，最好是上述的多股气流从供气装置起通过一段很长的距离。另外，在来自多股气流的各种气体在一种液体(例如熔融金属或含水的溶液)内相互作用的情况下，最好是这些气体深深地穿入液体内以增强它们相互作用的效果。

因此，本发明的目的是提供一种可使来自多股气流的气体从提供该多股气流的装置起通过一段长的距离的装置。

本发明的另一个目的是提供一种可使来自多股气流的气体在从提供该多股气流的装置起通过一段长的距离后有效地进入一种液体内的装置。

按照本发明可以达到上述的和其他的目的熟悉本技术的人们在阅读本发明书后将会明白这些目的，本发明的一个方面是：

由多股气流组成一股单一连贯喷气流的方法，该方法包含如下步骤：

(A)制备一种具有一轴线并具有一个带有多个喷嘴的端部的喷枪，每个上述喷嘴具有一个供喷出气体之用的出口；

(B)从每个喷嘴出口喷出一股气流，形成多初始连贯喷气流，每股初始连贯喷气流从一个与喷枪轴线成一向内角度的喷嘴出口流出；

(C)从喷枪端部喷出至少一股燃料和氧化剂流，该燃料和氧化剂燃烧而成为一个包围上述多股初始连贯喷气流的火焰包围层；

(D)使多股初始连贯喷气流一起喷出，并由它们组成一股单一连贯喷气流；和

(E)自上述多股初始连贯喷气流周围延伸该火焰包围层从包围上述单一连贯喷气流。

本发明的另一个方面是：

一种产生由股气流组成的单一连贯喷气流的装置，该装置是一种具有一轴线和一个带有多个喷嘴的端部的喷枪，每个上述的喷嘴的轴线与喷枪的轴线成一向内角度，它还具有一个用于从上述多个喷嘴外围的喷枪喷出燃料和氧化剂中至少一种的装置。

本文所用的术语“环形”意指一圆环形。

本文所用的术语“火焰包围层”的意指是指燃烧着的气流同心地包围至少一个另外的气流。

本文所用的术语“连贯喷气流”的意思是指其直径基本上保持不变的气流。

本发明用的术语“长度”在涉及喷气流时意指从形成喷气流之处至喷气流的预定冲击点的距离。

图1是可用于实施本发明的喷枪的端部或者说尖部的一个最佳实施例的剖视图；

图2是图1所示喷枪端部正在工作时的剖视图；

图3是按图1所示的具有4个环形排到的喷嘴的喷枪端部的正视图；

图4是按图1所示的具有两个喷嘴的喷枪端部的正视图；

图5和6是应用本发明获得的试验结果的曲线图。

在上述各图中相同的标号代表相同的零件。

下面参看附图详细说明本发明。喷枪1具有一个容纳多个喷嘴3的端部或者说尖部2。图1和2示出本发明的最佳实施例，其中的喷嘴3分别是会聚/发散式喷嘴。每个喷嘴3具有一个入口4和一个出口5。如图1和2所示，喷嘴出口5最好与喷枪端面7齐平。喷嘴口最好是圆形的，但是其他的形状例如椭圆形也可以用。入口4分别与一个气源相连通，在图1所示的实施例中，每个入口4与不同的气源相连通。例如，其中一个入口与氧化剂源连通，而另一个入口与燃料源连通。也可以是一个或多个入口4与同一气源连通。可用于实施本发明从喷嘴喷出的气体包括：空气、氧、富氧的空气、氮、氩、二氧化碳、氢、氦、气态的碳氢化合物、其他的气态燃料以及含有上述的一种或多种气体的混合物。