專利名稱：多束凝聚噴射流噴槍的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種氣體的流動(dòng)。本發(fā)明能夠使得一束以上的氣流以這樣的方式從單獨(dú)一個(gè)噴槍流出，即這些氣流在一段延伸的距離上相互靠近而流動(dòng)，同時(shí)相互之間保持不同。
經(jīng)常需要形成一束氣流。例如，為了一種或幾種原因可將氣流噴射到一種液體中?？蓪⒁环N反應(yīng)性氣體噴入一種液體中而與該液體的一種或多種成分起反應(yīng)，如將氧氣噴射到鐵水中與鐵水中的碳反應(yīng)而使該鐵脫碳并為該鐵水提供熱量。為了熔煉或精煉的目的，氧氣也可被噴射到如銅、鉛和鋅這樣的其它熔化金屬中，或者被噴射到一種水性液或碳?xì)浠衔镆后w中進(jìn)行氧化反應(yīng)。一種非氧化性的氣體，如惰性氣體可被噴射到液體中用來(lái)攪拌該液體，以便促進(jìn)整個(gè)液體的溫度分布或成分分布更加均勻化。
有時(shí)最好使得所述氣流以如超音速這樣的高速度在一段延伸的距離上流動(dòng)。這可以通過(guò)將所述氣流包圍在一個(gè)火焰包膜中來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種火焰包膜避免周圍的氣體被吸入到所述氣流中，這就導(dǎo)致形成了一種凝聚(coherent)的氣流，這種凝聚氣流能夠在一段延伸的距離上流動(dòng)而氣流速度沒(méi)有明顯的降低或者氣流直徑?jīng)]有明顯的增加。
在實(shí)際操作中經(jīng)常需要使用一束以上的氣流。所有氣流采用的氣體可以是相同的，或者一束或多束氣流可以使用不同的氣體。例如，在電弧煉爐操作或氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐操作中，有時(shí)最好將氧氣噴射到熔化金屬的兩個(gè)或多個(gè)部位中而不是一個(gè)部位。而且在電弧煉爐操作中，最好使用一束或多束氣流來(lái)將氣體噴入熔化金屬中，此外，一束或多束氣流將氧氣提供到所述煉爐容器的頂部空間中用于后燃。
在這種多束氣流的實(shí)際操作中，也需要所述氣流是凝聚氣流，在此之前這是通過(guò)每一氣流都采用一個(gè)單獨(dú)的噴射槍來(lái)實(shí)現(xiàn)的，借此為每一氣流提供了用于相應(yīng)火焰包膜的氣流和液體。雖然這種采用多個(gè)噴槍的系統(tǒng)有效地提供多束凝聚氣流時(shí)，但使用成本高而且使用起來(lái)又困難。隨單個(gè)噴槍數(shù)量的增加，這些問(wèn)題就更加突出。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種形成多束凝聚噴射流的系統(tǒng)，其中僅需要一單獨(dú)的噴射槍。
通過(guò)閱讀本發(fā)明所披露的內(nèi)容，本發(fā)明這樣那樣的目的對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)就變得清楚明白。本發(fā)明的目的是通過(guò)下列方式實(shí)現(xiàn)的。按照本發(fā)明的一方面是一種由單一的噴槍產(chǎn)生多束凝聚噴射流的方法，包括(A)提供一個(gè)端部帶有許多噴嘴的噴槍，每一個(gè)所述噴嘴具有一個(gè)用來(lái)從所述噴嘴噴射氣體的出口；(B)以射流的方式從每一噴嘴出口噴射氣體并形成多束噴射流，每一噴射流從一噴嘴出口流出；(C)以至少一束氣流的方式從所述噴槍端部流出燃料和氧化劑，并且燃燒所述燃料和氧化劑以形成一個(gè)圍繞所述許多噴射流的火焰包膜；以及(D)在所述噴射流的長(zhǎng)度上保持每一噴射流的流動(dòng)是彼此不同的。
按照本發(fā)明的另一方面是一種形成多束凝聚噴射流的噴槍，包括(A)具有一個(gè)帶有許多噴嘴的端部的一個(gè)噴槍，每一所述噴嘴具有一個(gè)入口和一個(gè)出口；(B)每一個(gè)所述噴嘴入口與一個(gè)氣體源連通，且每一所述噴嘴出口設(shè)置在所述噴槍端面上；(C)至少一個(gè)在所述噴槍端面圍繞所述許多噴嘴出口的噴射裝置；以及(D)一個(gè)從所述噴槍端面延伸并形成一個(gè)空間的延伸部分，所述許多噴嘴出口的每一個(gè)和所述噴射裝置都與該空間連通。
按照本方面的又一方面是一種由單一的噴槍形成多束凝聚噴射流的方法，包括(A)提供一個(gè)端部帶有許多噴嘴的噴槍，每一個(gè)所述噴嘴具有一個(gè)用來(lái)從所述噴嘴噴射氣體的出口；(B)以射流方式從每一噴嘴出口噴射氣體并形成多束噴射流，每一噴射流從一噴嘴出口流出；(C)以至少一束氣流的方式從所述噴槍端部圍繞所述許多噴射流流出燃料，并且將所述燃料與吸入到所述燃料氣流中的空氣燃燒以形成圍繞所述許多噴射流的一個(gè)火焰包膜；以及
(D)在所述噴射流的長(zhǎng)度上保持每一束噴射流的流動(dòng)是彼此不同的。
這里采用的術(shù)語(yǔ)“環(huán)狀”意思是呈一個(gè)圓環(huán)的形狀。
這里采用的術(shù)語(yǔ)“火焰包膜”意思是同軸地圍繞至少一束其它的氣流的一燃燒氣流。
當(dāng)指一束噴射流時(shí)所采用的術(shù)語(yǔ)“長(zhǎng)度”意思是從噴出氣體的噴嘴到該噴射流想要到達(dá)的目標(biāo)點(diǎn)之間的距離。
當(dāng)指一束噴射流時(shí)所采用的術(shù)語(yǔ)“不同”意思是該噴射流與其它的噴射流沒(méi)有明顯的相互作用。
這里所采用的術(shù)語(yǔ)“包含的氧氣流量”意思是氧化劑流量乘以分成100份的氧化劑中的氧氣百分比。例如，10000CFH純氧氣具有10000CFH的包含的氧氣，10000CFH的空氣具有約2100CFH包含的氧氣。


圖1是本發(fā)明實(shí)施中使用的噴槍端部或頂部截面的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案的橫截面圖；圖2是從表示噴槍端部或頂部截面的圖1所示的噴槍端部的頂視圖；圖3表示圖1所示的噴槍端部在操作時(shí)的橫截面圖；圖4和圖5是采用本發(fā)明的方法得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和一些比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖解表示；圖6是采用圖7所示的實(shí)際橫截面的本發(fā)明實(shí)施例所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖解表示。
相同的部件在圖中用相同的標(biāo)記號(hào)表示。
下面將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明?，F(xiàn)在看圖1和圖2，噴槍1有一個(gè)帶有許多噴嘴3的端部截面2。圖1說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，其中所述噴嘴是一個(gè)個(gè)縮/擴(kuò)噴嘴。每一個(gè)噴嘴3有一個(gè)入口4和一個(gè)出口5。盡管可以使用如橢圓形噴嘴出口這樣的其它形狀的噴嘴出口，但優(yōu)選地，圖中所示的噴嘴出口是圓形的。每一個(gè)入口4都與一個(gè)氣源相連通。在圖1所示的實(shí)施方案中，所有的入口4都與相同的氣源連通，該氣源是噴槍1內(nèi)的氣體通道6。可替換地，入口4中的一個(gè)或多個(gè)可與其它的氣源連通。具有相同成分的氣體可被提供給所有的噴嘴，或者，不同的氣體可被提供給一個(gè)或多個(gè)噴嘴。實(shí)際上不同的氣體可被提供給每一個(gè)噴嘴。在本發(fā)明的實(shí)際操作中可被用來(lái)從一個(gè)噴嘴噴射的氣體可以是空氣、氧氣、氮?dú)?、氬氣、二氧化碳、氫氣、氦氣、氣態(tài)碳?xì)浠衔?、其它氣態(tài)燃料和包括一種或多種這些氣體的混合物。
當(dāng)噴射流從所述噴槍噴射時(shí)，該噴射流可以以任何角度噴出。附圖描述了本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施方案。參考圖1-3，在噴槍端部噴嘴的取向可以是其中心線平行于噴槍的中心線。如圖1所示，噴嘴在噴槍端部的取向?yàn)槠渲行木€相對(duì)于噴槍的中心線有一個(gè)向外的角度A。角度A可以達(dá)到60度或更大，較好是在0-30度的范圍內(nèi)，最好是在0-15度的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，噴嘴的頸部直徑在0.25-3英寸范圍內(nèi)，出口5的直徑在0.3-4英寸范圍內(nèi)。最好噴嘴中心線在噴槍端2的前端面7上形成一個(gè)直徑為D的圓。優(yōu)選地D至少為0.4英寸且不大于10英寸，更優(yōu)選地D是在0.5-8英寸范圍內(nèi)。
如果需要的話，噴嘴可以這樣取向，即一束或多束噴射流以一個(gè)相對(duì)于所述噴槍中心線向內(nèi)的角度從噴槍噴出。
氣體從每一個(gè)噴嘴出口5向外噴出，優(yōu)選地以超音速噴出，一般是在從500-10000英尺/秒(fps)的范圍內(nèi)，以形成多束噴射流，每一噴射流從一個(gè)噴嘴出口向外流出。
所述噴槍端還至少具有一個(gè)噴射裝置，最好是環(huán)狀噴射裝置，用來(lái)最好同心地圍繞上述許多噴射流從所述噴嘴噴出至少一束氣流，從所述噴射裝置流出的一束或多束氣流可以是任何有效形狀，并且不需要完全圍繞上述許多噴射流。當(dāng)采用一個(gè)環(huán)形噴射裝置時(shí)，所述同心氣流最好包括燃料和氧化劑的混合物。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，所述噴射裝置可僅提供燃料，與燃料燃燒形成火焰包膜所需的氧化劑可來(lái)自被帶入一個(gè)或多個(gè)燃料流的空氣。優(yōu)選地，如圖1和2所示，噴槍端具有第一環(huán)形噴射裝置8和第二環(huán)形噴射裝置9，用來(lái)呈兩個(gè)同心流從所述噴槍分別流出燃料和氧化劑。燃料可以是任何液體燃料，如甲烷、丙烷、丁烯、天然氣、氫、焦?fàn)t氣或油類。氧化劑可以是空氣或其氧氣濃度超過(guò)空氣中的氧氣濃度的液體。優(yōu)選地，氧化劑是一種其氧氣濃度至少為30摩爾百分?jǐn)?shù)的液體，更優(yōu)選地其氧氣濃度至少為50摩爾百分?jǐn)?shù)。當(dāng)氧氣為從所述噴嘴噴射的氣體時(shí)，最好通過(guò)第一環(huán)形噴射裝置提供所述燃料，通過(guò)第二環(huán)形噴射裝置提供所述氧化劑。當(dāng)一種惰性氣體從所述噴嘴噴出時(shí)，最好通過(guò)第一環(huán)形噴射裝置提供氧化劑，通過(guò)第二環(huán)形噴射裝置提供燃料。如果需要的話，可以使用三個(gè)環(huán)形噴射裝置提供燃料和氧化劑，其中氧化劑從內(nèi)外環(huán)形噴射裝置提供，燃料從中間環(huán)形噴射裝置提供。盡管一個(gè)或兩個(gè)所述環(huán)形噴射裝置可在從其噴射燃料和氧化劑的噴槍面7上形成一個(gè)連續(xù)的環(huán)形開(kāi)口，但優(yōu)選地如圖2所示，第一和第二環(huán)形噴射裝置兩者都形成一系列不連續(xù)的開(kāi)口，例如圓形孔，從這些開(kāi)口噴射出兩個(gè)同心的燃料和氧化劑氣流。所述噴射裝置不必完全圍繞所述噴射流提供燃料和氧化劑。
在所述噴槍端面的第一環(huán)形噴射裝置圍繞所述許多噴嘴出口形成一個(gè)環(huán)，在所述噴槍端面的第二環(huán)形噴射裝置圍繞所述第一環(huán)形噴射裝置形成一個(gè)環(huán)。從所述第一和第二環(huán)形噴射裝置出來(lái)的燃料和氧化劑燃燒，形成圍繞所述許多噴射流的一個(gè)火焰包膜。如果要噴入燃料和氧化劑的環(huán)境不夠熱不能自動(dòng)點(diǎn)燃所述混合物，將需要一個(gè)單獨(dú)的點(diǎn)火源來(lái)點(diǎn)燃所述燃燒物。優(yōu)選地，所述火焰包膜以小于每一噴射流速度的速度移動(dòng)，通常以100-1000fps范圍內(nèi)的速度移動(dòng)。
圖3表示圍繞凝聚的噴射流20的火焰包膜的截面?？拷鼑姌屆鎸⒂幸粋€(gè)單獨(dú)的火焰包膜，且所有凝聚的噴射流被包圍在圖3中的由火焰包膜21所示的火焰包膜內(nèi)。根據(jù)噴槍的設(shè)計(jì)和操作條件，在火焰端面的再下游將會(huì)看到一個(gè)單獨(dú)的火焰包膜，且所有凝聚的噴射流被包圍在該火焰包膜內(nèi)，和/或一單個(gè)的火焰包膜圍繞著每一個(gè)凝聚噴射流。為了解釋說(shuō)明的目的，在圖3中示出這種由燃燒氣流21和22表示的單個(gè)火焰包膜。
優(yōu)選地如圖1所示，長(zhǎng)度通常在0.5-6英寸范圍內(nèi)的延伸部分10從噴槍端面7延伸形成一個(gè)空間11，所述多個(gè)噴嘴出口5的每一個(gè)、第一環(huán)形噴射裝置8和第二環(huán)形噴射裝置9與該空間11連通，且所述許多噴射流的每一個(gè)和圍繞該許多噴射流的所述火焰包膜在該空間內(nèi)最初形成。由延伸部分10形成的空間11建立了一個(gè)保護(hù)區(qū)，該保護(hù)區(qū)用于當(dāng)所述氣流、燃料和氧化劑從噴槍端2流出時(shí)就立刻保護(hù)它們，這樣就有助于每一噴射流達(dá)到凝聚。該保護(hù)區(qū)引起所述燃料和氧化劑圍繞所述噴射流(在有些情況下圍繞每一單個(gè)噴射流)的再循環(huán)。這樣，即使燃料和氧化劑可能最初未被供入空間11中完全圍繞所述噴射流，在所述保護(hù)區(qū)內(nèi)的燃料和氧化劑的再循環(huán)也能用來(lái)保證形成一個(gè)或多個(gè)有效的火焰包膜以使每一噴射流產(chǎn)生凝聚性。
在這種噴射流的整個(gè)長(zhǎng)度上每一噴射流的流動(dòng)保持與從噴槍1的噴嘴口流出的所有其它噴射流的流動(dòng)不同，直到該噴射流到達(dá)其目標(biāo)。這種目標(biāo)可以是例如，如熔融金屬或水性液這樣的液池表面，或者一個(gè)固體目標(biāo)，或者如所述噴射流與之配合的其它噴射流這樣的氣體目標(biāo)。這與當(dāng)常規(guī)的噴射流從相同的噴槍噴出時(shí)發(fā)生的情況形成對(duì)照。對(duì)于這種常規(guī)的噴射流，它會(huì)迅速匯合或流動(dòng)合并在一起形成一個(gè)單獨(dú)的噴射流。本發(fā)明的這些噴射流在至少10個(gè)噴嘴外徑的距離上保持不同，一般是在至少20個(gè)噴嘴外徑的長(zhǎng)度上，通常在20-100個(gè)噴嘴外徑范圍內(nèi)的長(zhǎng)度距離上保持不同。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)從所述噴嘴流出的噴射流的總體流速增加時(shí)，從所述噴射裝置流出的形成所述火焰包膜的燃料和氧化劑的總體流速也增加，但增加的速度比噴射流流速增加的速度小。當(dāng)從噴嘴流出的噴射流的總體流量在20000-100000CFH范圍內(nèi)時(shí)，形成火焰包膜的燃料的總體流量最好在2-15百萬(wàn)BTU每小時(shí)(MMBTU/hr)的范圍內(nèi)，并且在形成所述火焰包膜的氧化劑中所包含的氧氣的總體流量最好在2000-15000CFH的范圍內(nèi)。當(dāng)從噴嘴流出的噴射流的總體流量在400000-2000000CFH范圍內(nèi)時(shí)，形成火焰包膜的燃料的總體流量最好在10-70MMBTU/hr的范圍內(nèi)，并且在形成所述火焰包膜的氧化劑中所包含的氧氣的總體流量最好在10000-70000CFH的范圍內(nèi)。
采用類似于圖1-3描述的本發(fā)明的實(shí)施例并采用氧氣作為從噴嘴噴出時(shí)的氣體作了一些實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的有效性，下面將討論所述的實(shí)驗(yàn)及其結(jié)果并在圖4中連同一比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果一起顯示。進(jìn)行這些實(shí)驗(yàn)的目的僅是為了解釋和比較，而不是用來(lái)起限定作用。
繞包圍噴槍軸的一個(gè)圓設(shè)置四個(gè)噴嘴。每一個(gè)噴嘴是縮/擴(kuò)噴嘴，其頸部和外徑尺寸分別為0.27和0.39英寸。所述圓的直徑(D)是3/4″。所述凝聚噴射流和噴槍軸之間的角度(A)是0度，每一噴射流的周邊與相鄰噴射流的周邊相距0.14英寸。用于火焰包膜的天然氣和氧化劑通過(guò)兩個(gè)孔環(huán)供應(yīng)內(nèi)環(huán)(16個(gè)直徑為0.154″的孔，在一個(gè)2″直徑的圓周上)供應(yīng)天然氣；外環(huán)(16個(gè)直徑為0.199″的孔，在直徑為2 3/4″的圓周上)供應(yīng)氧化劑，在這種情況下，市場(chǎng)上買到的氧化劑是氧濃度約為99.5摩爾百分?jǐn)?shù)的純氧。一個(gè)延伸部分(直徑為3 1/2″，長(zhǎng)度為2″)被安裝在噴槍端部以提供氣體的再循環(huán)，從而穩(wěn)定所述火焰。
實(shí)驗(yàn)是在從所述噴嘴流出的主要氧氣的供應(yīng)壓力為每平方英寸150磅絕壓(psig)的條件下進(jìn)行的。在這一壓力下正好在所述噴嘴的上游，通過(guò)每一噴嘴的氧氣的流量為10000立方英尺每小時(shí)(CFH)，所有四個(gè)噴嘴的總流量40000CFH。對(duì)于在噴嘴出口處的凝聚噴射流計(jì)算到的出口溫度、速度和馬赫數(shù)(Mach Number)分別是-193°F、1700fps和馬赫2.23。流到孔內(nèi)環(huán)和外環(huán)的天然氣和氧氣的流量分別是5000和6000CFH。
四個(gè)不同的凝聚噴射流用肉眼是可觀測(cè)到的，并且在這些噴射流之間沒(méi)有明顯的相互作用。在圖2所示的距所述噴嘴端面18、24和30英寸截取的面B-B上，由皮托管測(cè)量值計(jì)算的速度在圖4中如曲線A、B和C所示。
對(duì)于非?？拷钠胀▏娚淞?，卷吸作用將這些噴射流吸引在一起形成在圖4中如曲線D所示單一的噴射流，這顯示出當(dāng)沒(méi)有火焰包膜圍繞所述四個(gè)噴射流的情況下重復(fù)進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)所獲得的結(jié)果。曲線D所示的皮托管測(cè)量值是在距噴嘴端面10.25英寸的地方測(cè)得的。即使所述凝聚噴射流非?？拷?，但對(duì)于這里描述的本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)也沒(méi)有出現(xiàn)這種卷吸作用。對(duì)于平行于噴槍軸且每一噴射流的周邊距臨近噴射流的周邊小于1/4″的四個(gè)凝聚噴射流這種情況尤其明顯。每一個(gè)噴射流就象在自由空間中的單一噴射流一樣在距噴嘴端面很長(zhǎng)的一段距離上保持凝聚。為多個(gè)凝聚噴射流提供火焰包膜的一個(gè)非常有效的手段是穿過(guò)兩個(gè)包圍所有凝聚噴射流的孔環(huán)(用于天然氣和氧氣)。這種結(jié)構(gòu)設(shè)置連同一個(gè)延伸部分引起靠近噴嘴的氣體的再循環(huán)，導(dǎo)致均勻的火焰包圍每一凝聚噴射流。
圖5表示由本發(fā)明另一實(shí)施方案測(cè)得的結(jié)果，除了僅采用兩個(gè)噴嘴外該實(shí)施方案類似于圖1描述的實(shí)施方案。每一噴嘴開(kāi)口的取向與噴槍軸線之間的夾角是向外5度，且所述噴嘴開(kāi)口中心線之間的距離是0.875英寸。從每一噴嘴流出的氧氣的流量是20000CFH，在噴嘴出口處噴嘴出口周邊之間的間距是0.32英寸。天然氣和輔助氧氣分別以5000CFH和4000CFH的流量從兩個(gè)小孔環(huán)流出。兩個(gè)不同的凝聚噴射流形成并且在圖5中示出距噴嘴端18英寸(曲線E)和24英寸(曲線F)處的速度輪廓線。這兩個(gè)噴射流之間沒(méi)有干涉并且每一噴射流就如同在自由空間中的單一噴射流一樣。
圖6表示如圖7截面所示的本發(fā)明的另一實(shí)施方案測(cè)得的結(jié)果。在這一實(shí)施方案中，噴槍端部有兩個(gè)帶有兩個(gè)孔或出口的噴嘴，所述孔中心線之間的距離是0.725英寸。第一個(gè)噴嘴設(shè)計(jì)成30000CFH的氧氣流量，其軸線平行于噴槍軸。第二個(gè)噴嘴設(shè)計(jì)成10000CFH的氧氣流量，其軸線與噴槍軸之間的夾角是向外5度。在所述出口處，相鄰孔的周邊之間的間距是0.20英寸。天然氣和輔助氧氣流過(guò)所述孔環(huán)(未示出)的流量分別是5000和4000CFH。通過(guò)兩個(gè)縮-擴(kuò)噴嘴的流量的不同是由三個(gè)方面的因素決定的。圖6中示出距噴槍端面30、34和38英寸處的G、H和I速度輪廓曲線。對(duì)于高流量的噴射流(30000CFH氧氣)，在距噴嘴端面的這些距離范圍內(nèi)，所述輪廓曲線基本保持相同。凝聚噴射流保持與噴槍軸線平行。如所預(yù)料的那樣，低流量的噴射流(10000CFH)在距噴槍端面30英寸以外就開(kāi)始失去其凝聚性。峰值的定位表明所述噴射流從噴槍軸線向外的角度約5.5度。這接近于在噴槍端面有5度角的值。在這兩個(gè)噴射流之間沒(méi)有明顯的干涉。這些結(jié)果表明多孔凝聚噴射流噴槍的適應(yīng)性是可能的。例如，用一個(gè)多噴嘴噴槍由氧氣進(jìn)行切縫和后燃燒是可能的。一個(gè)噴射流能夠指向熔池進(jìn)行切縫，同時(shí)一個(gè)較小的噴射流能夠指向所述熔池的上方用于后燃燒。這都能用一有多個(gè)凝聚噴射流的噴槍來(lái)完成。
在本發(fā)明的在氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐操作中使用的一個(gè)特定的優(yōu)選實(shí)施方案中，使用3到6個(gè)噴射流，每一個(gè)噴射流與另外的噴射流呈發(fā)散角度，并且每一個(gè)噴射流都以超音速噴射，其中每一噴射流具有相同的氣體成分并且所述火焰包膜是用圍繞所述多個(gè)噴射流的燃料和氧化劑的兩個(gè)同心氣流形成的。
雖然本發(fā)明參考一些優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到還有一些其它的本發(fā)明的實(shí)施方案也在權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種由單一的噴槍產(chǎn)生多束凝聚噴射流的方法，包括(A)提供一個(gè)端部帶有許多噴嘴的噴槍，每一個(gè)所述噴嘴具有一個(gè)用來(lái)從所述噴嘴噴射氣體的出口；(B)以射流的方式從每一噴嘴出口噴射氣體并形成多束噴射流，每一噴射流從一噴嘴出口流出；(C)以至少一束氣流的方式從所述噴槍端部流出燃料和氧化劑，并且燃燒所述燃料和氧化劑以形成一個(gè)圍繞所述許多噴射流的火焰包膜；以及(D)在所述噴射流的長(zhǎng)度上保持每一束噴射流的流動(dòng)是彼此不同的。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，至少兩束噴射流以發(fā)散的氣流方式流動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，至少兩束噴射流以平行的氣流方式流動(dòng)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃料和氧化劑呈兩個(gè)同心氣流從圍繞所述多束噴射流的噴槍端部分別通過(guò)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，每一束噴射流以超音速噴射。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，至少一束所述噴射流包括氧氣。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，形成3到6束噴射流，每一所述噴射流相對(duì)于另外的噴射流呈一個(gè)發(fā)散的角度且以超音速流動(dòng)，并且具有與每一其它的噴射流相同的氣體成分，其中所述火焰包膜是由圍繞許多噴射流從所述噴槍端部以兩個(gè)同心氣流形式流出的燃料和氧化劑形成的。
8.一種形成多束凝聚噴射流的噴槍，包括(A)具有一個(gè)帶有許多噴嘴的端部的一個(gè)噴槍，每一所述噴嘴具有一個(gè)入口和一個(gè)出口；(B)每一個(gè)所述噴嘴入口與一個(gè)氣體源連通，且每一所述噴嘴出口設(shè)置在所述噴槍端面上；(C)至少一個(gè)在所述噴槍端面圍繞所述許多噴嘴出口的噴射裝置；以及(D)一個(gè)從所述噴槍端面延伸并形成一個(gè)空間的延伸部分，所述許多噴嘴出口的每一個(gè)和所述噴射裝置都與該空間連通。
9.如權(quán)利要求8所述的噴槍，其特征在于，所述噴射裝置包括在噴槍端面圍繞所述許多噴嘴出口的第一環(huán)形噴射裝置和在所述噴槍端面圍繞所述第一環(huán)形噴射裝置的第二環(huán)形噴射裝置。
10.一種由單一的噴槍形成多束凝聚噴射流的方法，包括(A)提供一個(gè)端部帶有許多噴嘴的噴槍，每一個(gè)所述噴嘴具有一個(gè)用來(lái)從所述噴嘴噴射氣體的出口；(B)以射流方式從每一噴嘴出口噴射氣體并形成多束噴射流，每一噴射流從一噴嘴出口流出；(C)以至少一束氣流的方式從所述噴槍端部圍繞所述許多噴射流流出燃料，并且將所述燃料與吸入到所述燃料氣流中的空氣燃燒以形成圍繞所述許多噴射流的一個(gè)火焰包膜；以及(D)在所述噴射流的長(zhǎng)度上保持每一噴射流的流動(dòng)是彼此不同的。
全文摘要
一種使用單一的噴槍形成許多互相靠近的凝聚噴射流的系統(tǒng),其中許多噴射流從相應(yīng)的噴槍中的許多噴嘴噴出,并且圍繞許多噴射流形成一個(gè)火焰包膜,所述噴射流保持不同且在其長(zhǎng)度上不匯集在一起。
文檔編號(hào)C22B9/05GK1269425SQ0010259
公開(kāi)日2000年10月11日 申請(qǐng)日期2000年3月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月2日
發(fā)明者J·E·安德森, D·R·法倫科普夫, R·T·塞門扎, P·C·馬圖爾, W·J·馬奧尼 申請(qǐng)人:普拉塞爾技術(shù)有限公司