[发明专利]热合成的装置

权利要求书

1.一种用于将一种或多种反应物热转变成至少一种所需产物的装置，该装置包括：

轴向反应器，它包含入口端、出口端、在入口端和出口端之间的反应区和在入口端上的反应器入口；

火炬部分，将其构造成产生热气体；和

注射器部分，它插在火炬部分和轴向反应器之间，该注射器部分包括热气体入口和至少一个反应物入口，将热气体入口和至少一个反应物入口构造成在注射器部分内的直径受限制的注射通道中提供所有的一种或多种反应物，确定注射器部分的尺寸、将其定位并构造成在热气体中引入一种或多种反应物，以促进一种或多种反应物与热气体基本上彻底地混合，产生轴向流向轴向反应器的反应器入口的流，其中将火炬部分、注射器部分和轴向反应器共同构造成使任何流过轴向反应器的气体都通过轴向反应器的入口进入轴向反应器。

2.如权利要求1所述的装置，它还包括缩-扩喷嘴，该喷嘴与轴向反应器的出口端同轴定位，并位于所述出口端的预期下游位置上，用于快速冷却气体流，其办法是在所述流轴向流过喷嘴时产生绝热和等熵膨胀将热能转变成动能。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述缩-扩喷嘴具有会聚部分和扩张部分，分别通向和导自受限开口的咽喉，该扩张部分具有沿轴向反应器的轴为中心的圆锥形构造。

4.如权利要求2所述的装置，它还包括从缩-扩喷嘴导出的冷却部分。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述冷却部分构造成能降低流的速度，同时以足以防止其动力温度升高并在所述流中保留至少一种所需产物的速率除去热能。

6.如权利要求1所述的装置，它还包括与轴向反应器的出口端流体相连的冷却部分。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述冷却部分构造成能降低流的速度，同时以足以防止其动力温度升高并在所述流中保留所需产物的速率除去热能。

8.如权利要求6所述的装置，它还包括将轴向反应器的出口端与冷却部分连接的会聚部分。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述注射器部分包括位于注射通道中的多孔道注射器。

10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述火炬部分包括阳极注射器。

11.如权利要求1所述的装置，它还包括包围在反应区周围的绝缘层。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述绝缘层包含选自碳、氮化硼、氧化锆、碳化硅和其组合的材料。

13.如权利要求11所述的装置，它还包括包围在绝缘层周围的冷却层。

14.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述火炬部分包括等离子炬，该等离子炬具有将等离子弧气流引入等离子炬以产生等离子体的等离子弧入口。

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述等离子炬包括至少一对位于反应器入口端的预期上游位置处的电极。

16.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述注射器部分包括直径比反应区直径小的注射通道。

17.如权利要求1所述的装置，它还包括至少靠近一部分反应区的冷却部分。

18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述冷却部分构造成将至少靠近一部分反应区的液体进行循环。