專(zhuān)利名稱(chēng)：凝聚的氣體射流的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及凝聚的氣體射流，獲得凝聚的氣體射流的方法以及能夠用來(lái)獲得凝聚的氣體射流的設(shè)備。
氣體射流，即在高速下以流束的形式從一個(gè)噴嘴射出的氣體，可以至少以?xún)煞N形式存在。目前有興趣的兩種形式是一種常規(guī)的湍性射流(或如在本文中所稱(chēng)的“正常射流”)以及一種凝聚射流。
在正常射流中，從一個(gè)噴嘴射出的氣體產(chǎn)生了一股氣體射流。周?chē)鷼怏w被帶進(jìn)該氣體射流中使該射流發(fā)生膨脹。一個(gè)典型的正常射流示于

圖1。氣體從噴嘴1排出并且發(fā)展成為一股正常氣流2。周?chē)鷼怏w的挾帶速率可以根據(jù)英國(guó)煤利用研究協(xié)會(huì)(The British CoalUtilization Research Association)的M.A.Field，D.W.Gill，B.B.Morgan，和P.G.W.Hawksley等人的著作“粉煤的燃燒”的第二章“流型和混合”中的46頁(yè)上給出的一個(gè)方程進(jìn)行計(jì)算。該方程適用于在湍性射流充分發(fā)展以后的情況，這種情況在X/d0值接近6時(shí)發(fā)生。在該值小于6時(shí)，挾帶率較低。MaMo=0.32(ρaρo)0.5xdo]]>在上述方程中Ma/Mo是被挾帶的周?chē)鷼怏w的質(zhì)量與原有的氣體射流的質(zhì)量之比，ρa(bǔ)/ρo是周?chē)鷼怏w的密度與原有的氣體射流的密度之比，x/d是用離開(kāi)噴嘴的軸向距離除以噴嘴直徑。
如該方程所示出的，對(duì)于充分發(fā)展的湍性流來(lái)說(shuō)，該挾帶速率是相當(dāng)快的。例如，假定周?chē)鷼怏w的密度等于原有的射流氣體的密度，那么對(duì)于射流長(zhǎng)度相當(dāng)于3倍噴嘴直徑的情況來(lái)說(shuō)，被挾帶氣體的質(zhì)量將近似等于該原有的射流中的氣體質(zhì)量。對(duì)于3，6和9倍噴嘴直徑的射流長(zhǎng)度來(lái)說(shuō)，被挾帶的氣體質(zhì)量將分別是原有的射流氣體的質(zhì)量的1，2和3倍。
與正常射流相比較，在離開(kāi)噴嘴端面的一個(gè)相當(dāng)大的距離內(nèi)，只有極少量周?chē)諝獗粧稁У侥凵淞髦?。如圖2所示，這種射流可以保持相當(dāng)好的凝聚而只具有極少量的膨脹。在圖2中，氣體從噴嘴1排出，并且發(fā)展成一股凝聚射流3。通常，這種射流在它轉(zhuǎn)變成正常射流以前，可以在大約50倍噴嘴直徑的射流長(zhǎng)度上保持凝聚。
在一個(gè)氧氣切割器中，氧氣射流被一個(gè)還原焰環(huán)所包圍，該焰或者預(yù)先混合即在從噴嘴排出以前使可燃?xì)怏w與氧化劑氣體相混合，或者后混合即在從各獨(dú)立的噴嘴排出以后再使可燃?xì)怏w與氧化劑氣體相混合。在這種熱火焰包圍物中的氧氣射流就變成凝聚射流，從而當(dāng)該氧氣射流沖擊在碳鋼上時(shí)，就能制出一條筆直、平滑的切口。如果該射流不是凝聚射流則將產(chǎn)生一條劣質(zhì)的參差不齊的粗糙切口。
在現(xiàn)有技術(shù)中用來(lái)獲得凝聚氧射流以及在本申請(qǐng)中用來(lái)獲得數(shù)據(jù)的設(shè)備示于圖3A和3B中。如圖3A和3B中所示，主氣體(在此情況下為氧氣)通過(guò)一個(gè)縮-擴(kuò)噴嘴4以獲得超音速流。還設(shè)置有一個(gè)用于天然氣的內(nèi)孔圈5和一個(gè)用于氧氣的外孔圈6。
在試驗(yàn)設(shè)備中，縮-擴(kuò)噴嘴4的入口直徑為0.427英寸，其出口直徑為0.58英寸。內(nèi)孔圈5的孔數(shù)為16，每個(gè)孔的直徑為0.113英寸，它們圍繞在直徑為15/8英寸的圓上均勻地間隔布置。外孔圈6的孔數(shù)也是16，每個(gè)孔的直徑為0.161英寸，它們圍繞在直徑為21/4英寸的圓上均勻地間隔布置。試驗(yàn)在此設(shè)備上用皮托管進(jìn)行，以便確定沿著射流軸線(xiàn)的射流速度。使用一根皮托管來(lái)測(cè)量氣體速度的方法在本技術(shù)領(lǐng)域中是眾所周知的。皮托管通過(guò)測(cè)量在全壓與靜壓之間的壓力差來(lái)測(cè)定局部速度或點(diǎn)速度。測(cè)量可以用燃燒后火焰(1200立方英尺/小時(shí)天然氣和1200立方英尺/小時(shí)氧氣)也可以不用燃燒后火焰進(jìn)行。
氣體速度與離開(kāi)噴嘴的軸向距離的關(guān)系曲線(xiàn)在圖4中給出。如從圖4可以方便地看見(jiàn)的那樣，不用該火焰，氣體速度沿著射流軸線(xiàn)將有一個(gè)陡降。使用該火焰，在該軸線(xiàn)上的射流速度在開(kāi)始下降以前的24英寸的射流長(zhǎng)度(表示此處的射流為凝聚射流)上基本上保持恒定的超音速(例如馬赫數(shù)為1或更大)。圖4中兩條曲線(xiàn)之間的差別是十分驚人的。所測(cè)得的進(jìn)入射流凝聚部分的氣體挾帶量?jī)H為使用正常射流情況下的該方程計(jì)算出來(lái)的氣體挾帶量的大約5％。
如果使用正常的氬氣射流射入鋼水槽中以便產(chǎn)生攪拌作用時(shí)，為了使之有效就必須把它放在離熔池很近的位置，但這樣將引起噴嘴的腐蝕。如果使用了足以避免噴嘴腐蝕的正常射流的長(zhǎng)度，則該射流在它沖擊在熔池表面上以前將帶入大量的周?chē)諝?。因而，這樣的正常射流將具有一個(gè)寬而矮的速度分布，從而在射入金屬熔池中時(shí)將是無(wú)效的。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種使用除氧以外的氣體的凝聚的氣體射流，提供獲得凝聚的氣體射流的方法，提供改進(jìn)的氧凝聚射流以及提供可以產(chǎn)生凝聚的氣體射流的設(shè)備。本發(fā)明考慮使用任何氣體，包括活性氣體和惰性氣體。
這樣，我們已經(jīng)發(fā)展了凝聚的氣體射流，以及用于制造該射流的方法和設(shè)備，這些都是在現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有做到的。
我們的發(fā)明包括凝聚的氣體射流，其中射流的氣體可以是活性的或非活性的。適當(dāng)?shù)臍怏w包括氮?dú)?、氬氣、二氧化碳以及包括天然氣或丙烷在?nèi)的可燃?xì)怏w。
本發(fā)明還包括一種產(chǎn)生凝聚的氣體射流的方法。該方法是通過(guò)用火焰圍繞著氣體射流而完成的，該火焰被偏轉(zhuǎn)朝向主氣體射流的中心軸線(xiàn)。使用這個(gè)方法就可以獲得包含任何氣體的一般長(zhǎng)凝聚射流。
本發(fā)明還包括可以使火焰射向氣體射流的中心軸線(xiàn)從而可以獲得一股很長(zhǎng)的凝聚射流的設(shè)備。這種設(shè)備可以包括火焰反射器，該反射器可以使包圍住氣體的火焰包圍物變窄并且使火焰朝向氣體射流的軸線(xiàn)。這種設(shè)備可以安裝在現(xiàn)有裝置(例如在圖3A和3B中的裝置)上，或者可以完全重新制造。適當(dāng)?shù)难b置包括噴嘴裝置，它可以設(shè)置在火焰/氣體組合裝置的上面，用來(lái)作為火焰和氣體固有的出口，并且它可以使火焰向內(nèi)。本發(fā)明還包括使氧化劑氣體轉(zhuǎn)向可燃?xì)怏w以使火焰射向主氣體射流的設(shè)備以及為可燃?xì)怏w和氧化劑氣體以某個(gè)角度提供噴嘴的設(shè)備，使得火焰從噴嘴中排出并且射向主氣體射流的橫軸線(xiàn)上，從而產(chǎn)生一股凝聚的氣體射流，并且無(wú)需使用附加的轉(zhuǎn)向裝置。
圖1是一個(gè)常規(guī)的湍性射流(或一個(gè)正常射流)的圖象；圖2是一個(gè)凝聚的射流的圖象；圖3A和3B是可以用來(lái)獲得氧氣凝聚射流的設(shè)備的圖象，圖3A是一個(gè)剖視圖，圖3B是一個(gè)俯視圖；圖4是示出沿一個(gè)具有和不具有火焰包圍物的氧氣射流的軸線(xiàn)的速度曲線(xiàn)圖；圖5是固定在圖3A和3B中所示的射流設(shè)備上的一個(gè)火焰反射器的草圖；圖6是示出沿一個(gè)具有和不具有火焰反射器的氮?dú)馍淞鞯纳淞鬏S線(xiàn)的速度曲線(xiàn)圖；圖7是示出沿一個(gè)具有和不具有火焰包圍物的氬氣射流的射流軸線(xiàn)的速度曲線(xiàn)圖；圖8是把氧氣的凝聚射流(沒(méi)有火焰反射器)與氮?dú)夂蜌鍤獾哪凵淞?有火焰反射器)相比較的曲線(xiàn)圖；圖9是本發(fā)明使用的一個(gè)火焰反射器的另一個(gè)實(shí)施例的圖象；以及圖10是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的剖視圖，它使氧化劑氣體偏轉(zhuǎn)以便把火焰對(duì)準(zhǔn)主氣體射流。
附圖中對(duì)同樣的元件標(biāo)號(hào)都是相同的。
本發(fā)明包括多個(gè)凝聚的氣體射流。這種凝聚的氣體射流由于在離開(kāi)噴嘴端面的一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的距離上只挾帶有很少的周?chē)鷼怏w進(jìn)入凝聚的射流中，因而當(dāng)氣流從該噴嘴中以很小的膨脹排出時(shí)，能夠保持或接近保持該氣流的速度。在轉(zhuǎn)變成正常射流以前，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的凝聚射流可以在一個(gè)約為噴嘴直徑的50倍或更大倍數(shù)的射流長(zhǎng)度上保持凝聚。
可以用來(lái)形成凝聚射流的氣體包括惰性氣體或非活性氣體以及活性氣體。
惰性或非活性氣體的實(shí)例包括氮、氬和二氧化碳。氣體的混合物也可以用來(lái)形成該主氣體射流。
可以提供有用的凝聚氣體射流的活性氣體的實(shí)例包括氧氣和可燃?xì)怏w，例如丙烷和天然氣以及它們的混合物。
本發(fā)明的凝聚氣體射流可以通過(guò)用火焰包圍住用來(lái)形成該射流即主體的氣體并且把該火焰射向該氣體射流的中心軸線(xiàn)而獲得。本發(fā)明的目的可以通過(guò)把亞音速和超音速氣體速度用于該凝聚射流而實(shí)現(xiàn)。但是，如果氣體速度為超音速即馬赫數(shù)為1或更大時(shí)則更加有效。
用來(lái)產(chǎn)生火焰包圍的氣體射流的裝置可以是與本文前面討論過(guò)的同樣類(lèi)型的裝置，該裝置示于圖3A和3B中。在這種裝置中，用來(lái)形成該射流的氣體被設(shè)置在一系列同心環(huán)的最中心位置。該射流氣體由兩圈能夠分別提供用來(lái)產(chǎn)生火焰的一種氧化劑和一種可燃?xì)怏w的孔所包圍。氧化劑孔和可燃?xì)怏w孔的數(shù)量、尺寸和配置應(yīng)選擇成能形成一個(gè)可偏向該氣體射流的中心的火焰包圍物。如前面在圖3A和3B中所示的裝置中所討論的，內(nèi)圈孔用于天然氣，而外圈孔用于氧氣。也可以工作成把內(nèi)圈孔用于氧氣，而外圈孔用于天然氣?？扇?xì)怏w和氧化劑氣體也可以通過(guò)同心的環(huán)來(lái)供應(yīng)。
用來(lái)產(chǎn)生包圍在該射流氣體周?chē)幕鹧姘鼑锏臍怏w可以是本技術(shù)領(lǐng)域的一般技術(shù)人員所知?dú)怏w中的任何一種。例如，可以使用含有30-100％(體積百分比)的氧的氧化劑。具有大于90％體積百分比的氧的氧化劑應(yīng)優(yōu)先采用。可燃?xì)怏w可以是本技術(shù)領(lǐng)域所知可燃?xì)怏w中的任何一種，包括氫氣、丙烷、天然氣以及其他碳?xì)淙剂稀?br> 可燃?xì)怏w和氧化劑氣體可以預(yù)先混合，也可以以后混合。后混合火焰由于更完全應(yīng)被優(yōu)先采用。
凝聚的氣體射流通過(guò)使用一個(gè)能把火焰轉(zhuǎn)向該氣體射流的中心軸線(xiàn)的裝置連同一個(gè)如圖3A和3B中所示的裝置一起就可以獲得。這種反射器的一個(gè)實(shí)例示于圖5中。該反射器可以設(shè)置在如圖3A和3B中的裝置的頂部。從對(duì)圖5的研究可以看出，反射器8的內(nèi)實(shí)體壁7以近似25°角向該主氣體射流的中心軸線(xiàn)會(huì)聚。這種會(huì)聚壁結(jié)構(gòu)當(dāng)射流氣體離開(kāi)在出口9處的反射器時(shí)，可使由排出的燃料和氧化劑所產(chǎn)生的火焰包圍物射向射流氣體的中心軸線(xiàn)，從而產(chǎn)生了凝聚氣體射流。
雖然示于圖5中的實(shí)施例示出了一個(gè)特定的偏轉(zhuǎn)角，但本發(fā)明并不受此限制。任何角度只要它能使火焰射向氣體射流并且提供凝聚氣體射流都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，偏轉(zhuǎn)角直至90°都可認(rèn)為是適當(dāng)?shù)摹?br> 通過(guò)將火焰包圍物轉(zhuǎn)向主射流軸線(xiàn)，火焰就在噴嘴端面附近圍繞該主射流形成。
本發(fā)明將用下列實(shí)例來(lái)說(shuō)明。雖然這些實(shí)例示出了主氣體、可燃?xì)怏w和氧化劑氣體的特定的流量，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明并不受此限制，本技術(shù)領(lǐng)域中的任何一個(gè)一般技術(shù)人員都可以為這些氣體選擇適當(dāng)?shù)牧髁俊?shí)例1把示于圖5中的反射器連接在圖3A和3B中示出的氣體射流和火焰裝置上。利用從內(nèi)圈孔排出的1200立方英尺/小時(shí)(CFH)的天然氣和從外圈孔排出的1200立方英尺/小時(shí)的氧氣，并且使用了后燃燒火焰，以產(chǎn)生一種火焰結(jié)構(gòu)。氮?dú)獗挥脕?lái)作為主氣體或射流氣體，其流量約為21000 CFH，噴嘴上游的壓力為125表壓(磅/英寸2)(psig)。
沿射流軸線(xiàn)的氣體速度用皮托管測(cè)量。測(cè)量可以使用或不使用火焰反射器進(jìn)行。如從圖6中可以方便地看見(jiàn)的那樣，它是沿氮?dú)馍淞鞯妮S線(xiàn)通過(guò)裝有和不裝火焰反射器所測(cè)量的一組速度曲線(xiàn)，通過(guò)使用火焰反射器可以取得明顯的改進(jìn)。
如圖6中所示，對(duì)于離開(kāi)裝有火焰反射器的噴嘴出口約25英寸處的氮?dú)馑俣瓤杀３衷诿棵?500英尺(fPS)以上。而在離開(kāi)不裝有火焰反射器的噴嘴約25英寸處的氮?dú)馑俣葎t降到約1000 fPS。因此，當(dāng)使用火焰反射器時(shí)，氮?dú)馍淞饔捎谄溲厣淞鬏S線(xiàn)的速度始終一致地較高而變得更加凝聚。實(shí)例2使用氬氣作為主氣體或射流氣體，后混合火焰(孔的尺寸，幾何形狀和流量)與上述用氧氣和氮?dú)馑鞯脑囼?yàn)的火焰相同。為氬氣設(shè)計(jì)的收斂-發(fā)散噴嘴具有直徑為0.438英寸的入口和直徑為0.554英寸的出口。氬氣的流量為20000 CFH，在噴嘴上游處的壓力為120 psig。
氣體速度的測(cè)量在具有偏轉(zhuǎn)火焰但沒(méi)有火焰包圍物的情況下進(jìn)行。對(duì)于工作在有和沒(méi)有火焰情況下的沿該軸線(xiàn)的速度曲線(xiàn)圖在圖7中給出。在具有火焰和反射器的情況下，可以獲得較長(zhǎng)的凝聚射流。工作在有火焰和沒(méi)有火焰兩種情況之間的區(qū)別與用氧作試驗(yàn)的結(jié)果相類(lèi)似。一種在離開(kāi)噴嘴端面36英寸的檢測(cè)距離處所作的射流速度的比較是在具有和沒(méi)有火焰反射器兩種情況下進(jìn)行的。在具有反射器情況下測(cè)得的速度是1210 fPS，而在沒(méi)有反射器情況下測(cè)得的速度是850fPS。該火焰反射器使速度產(chǎn)生了巨大的差別。實(shí)例3對(duì)3種氣體(具有火焰反射器的氬氣和氮?dú)庖约安粠в谢鹧娣瓷淦鞯难鯕?的直接比較示于圖8中。對(duì)該速度進(jìn)行了歸一化，即用在噴嘴出口處的速度除沿射流軸線(xiàn)的速度。該組曲線(xiàn)清楚地示出，通過(guò)使用火焰反射器，基本上使用任何氣體都能實(shí)現(xiàn)可以與用氧氣獲得的凝聚射流相比較的凝聚射流。該射流的凝聚部分的長(zhǎng)度按氮?dú)?、氧氣到氬氣的順序增加。這種情況可能是由于氣體密度的增加而造成的。一般認(rèn)為凝聚射流的長(zhǎng)度將隨著氣體密度的增加而增加。
有各種不同的方法可以使火焰轉(zhuǎn)向射流軸線(xiàn)以獲得凝聚射流。另外一種反射器的最佳實(shí)施例示于圖9中。在該實(shí)施例中，在主氣體4的噴嘴端面與反射器10之間的空隙由于朝向射流軸線(xiàn)的可燃?xì)怏w、氧氣和燃燒產(chǎn)物的徑向速度的增加而減小。此處的火焰偏轉(zhuǎn)角約為90°。在該實(shí)施例中，火焰在離開(kāi)反射器出口11以前即轉(zhuǎn)向射流氣體。
另外一種模擬火焰反射器的作用的方法是把用于可燃?xì)怏w和/或氧氣的孔作出朝向射流軸線(xiàn)的角度。
使用一種不是氧氣的氣體來(lái)獲得凝聚射流的一個(gè)最佳的裝置示于圖10中。圖10中示出了安裝在一個(gè)供氣結(jié)構(gòu)13上的一個(gè)轉(zhuǎn)向裝置12。主氣體(圖10中所示為氮?dú)?通過(guò)中心噴嘴4供應(yīng)，而可燃?xì)怏w和氧化劑氣體則分別通過(guò)環(huán)形孔14和15供應(yīng)。從圖10可以看出，主氣體和可燃?xì)怏w不受阻礙的通過(guò)該環(huán)形孔和噴嘴4向上流動(dòng)。但轉(zhuǎn)向裝置12使氧化劑氣流通過(guò)孔17流入可燃?xì)怏w流中，該孔17圍繞在對(duì)準(zhǔn)主氣體射流軸線(xiàn)的圓周上設(shè)置。
使用示于圖10的該裝置，用氮?dú)庾鳛橹鳉怏w以及用天然氣和氧氣來(lái)供應(yīng)火焰包圍物，可以發(fā)現(xiàn)每個(gè)孔17中的氧氣流摻入到天然氣的環(huán)形孔中，并且在噴嘴端面處圍繞主射流的四周可以觀(guān)察到火焰。因此，可以使用低速氧氣來(lái)使火焰轉(zhuǎn)向主射流，以取代實(shí)體的反射器的使用。一般相信當(dāng)使用惰性氣體時(shí)，這種方法可能比本文討論過(guò)的其他裝置更有效。
反射器可以用于所有射流氣體。對(duì)于不是氧氣的其他氣體，反射器的作用是很顯著的，如本文中用氮?dú)饣驓鍤庾鳛橹鳉怏w所進(jìn)行的試驗(yàn)所示出的那樣。如果用氧氣作主氣體，使用反射器取得的改進(jìn)可能會(huì)較小。但是即使在使用氧氣時(shí)，反射器的使用也能保證這種情況對(duì)于獲得較長(zhǎng)的凝聚射流是有利的。
在實(shí)施本發(fā)明時(shí)，不僅使火焰轉(zhuǎn)向射流氣體是重要的，而且保持可燃?xì)怏w和氧化劑的流量處于某些操作指南的范圍內(nèi)以便產(chǎn)生包圍住該射流的火焰也是重要的。這些操作指南中使用了以下符號(hào)。Q-可燃?xì)怏w的加熱速度(LHV)，MMBtu/hr(million Btu/hr)V-氧化劑的容積流量，MCFH(每小時(shí)幾千立方英尺)，該流量是在華氏60度和大氣壓力條件下的流量。P-氧氣在氧化劑中的體積百分比，％。D-噴嘴出口的直徑，英寸氧氣在氧化劑中的體積百分比(P)應(yīng)大于30％，并且最好大于90％。比值Q/D應(yīng)大于0.6，并且最好在2.0左右。函數(shù)VP/D應(yīng)大于70，并且最好大約在200。
此外，燃燒不穩(wěn)定性，諸如火焰或可燃?xì)怏w和氧化劑氣體的中斷應(yīng)當(dāng)避免。
用來(lái)制造噴嘴和反射器的材料在本技術(shù)領(lǐng)域是眾所周知的，其中包括不銹鋼、銅以及在某些應(yīng)用場(chǎng)合下使用的耐火材料型材料。
噴嘴和反射器在工作期間可以根據(jù)該凝聚射流的最終用途來(lái)進(jìn)行冷卻。例如，如果該射流在爐子中使用，噴嘴冷卻將是合適的。為本領(lǐng)域的技術(shù)熟練的人所知的方法，包括水和空氣冷卻將是合適的。
從上述公開(kāi)內(nèi)容可以看出，我們已經(jīng)成功地獲得了新的凝聚氣體射流，該射流并不限于何特定種類(lèi)的氣體。本發(fā)明也不限于使用使火焰轉(zhuǎn)向主氣體的中心軸線(xiàn)以產(chǎn)生凝聚射流的任何特定的裝置。
權(quán)利要求
1.一種用來(lái)形成一個(gè)凝聚氣體射流的方法，包括a)通過(guò)一個(gè)噴嘴提供一種主氣體，使得該主氣體從該噴嘴中射出以形成一個(gè)具有一條中心軸線(xiàn)的主氣體射流；b)用一個(gè)火焰包圍物包圍住該主氣體射流；以及c)使所述火焰包圍物射向該主氣體射流的該中心軸線(xiàn)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該主氣體以等于或大于馬赫數(shù)為1的速度從該噴嘴中射出。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該火焰包圍物通過(guò)一種氧化劑氣體和一種可燃?xì)怏w而形成，其中該氧化劑的含氧量在30％體積百分比或大于此百分比，該可燃?xì)怏w的加熱速度(單位為millionBtu/hr)與噴嘴出口直徑(單位為英寸)的比值為0.6或更大，以及氧化劑的容積流量(單位為每小時(shí)幾千立方英尺)乘上氧氣在氧化劑中的體積百分比，再除以該噴嘴出口直徑(單位為英寸)，其結(jié)果應(yīng)大于70。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該主氣體選自包括氧氣、氬氣、氮?dú)夂投趸荚趦?nèi)的該組氣體。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該火焰包圍物以一個(gè)角度射向該氣體射流，該角度從約25度至約90度。
6.一種用于產(chǎn)生一個(gè)凝聚氣體射流的設(shè)備，包括a)一個(gè)主氣體噴嘴，該噴嘴能夠以高速射出一股主氣體從而產(chǎn)生一個(gè)具有一條中心軸線(xiàn)的主氣體射流；b)用來(lái)產(chǎn)生圍繞所述主氣體射流的一個(gè)火焰包圍物的裝置；以及c)用來(lái)把所述火焰包圍物射向所述主氣體射流的裝置。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，用來(lái)產(chǎn)生該火焰包圍物的裝置包括用于可燃?xì)怏w的一個(gè)排出孔內(nèi)圈和用于氧化劑氣體的一個(gè)排出孔外圈，其中該外和內(nèi)圈互相同心并且與該主氣體噴嘴同心。
8.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，用來(lái)導(dǎo)引該火焰包圍物的裝置包括一個(gè)具有器壁的反射器，該壁與該主氣體射流的中心軸線(xiàn)形成一個(gè)角度。
9.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，用來(lái)導(dǎo)引該火焰包圍物的裝置包括用于導(dǎo)引氧化劑氣體進(jìn)入用來(lái)產(chǎn)生該火焰包圍物的可燃?xì)怏w中的裝置，由此該火焰包圍物被引向該主氣體射流。
10.一種通過(guò)一個(gè)噴嘴提供一種主氣體而形成的凝聚的氣體射流，該射流是這樣形成的，使該主氣體從該噴嘴中排出以形成一股具有一條中心軸線(xiàn)的主氣體射流，用一個(gè)火焰包圍物包圍住該主氣體射流，以及使所述火焰包圍物引向該主氣體射流的該中心軸線(xiàn)。
全文摘要
一種用來(lái)產(chǎn)生一股凝聚的氣體射流的設(shè)備,其中一個(gè)火焰包圍物圍繞一股氣體射流產(chǎn)生并且被引向該氣體射流的中心軸線(xiàn)。
文檔編號(hào)F23D14/00GK1193553SQ9810418
公開(kāi)日1998年9月23日 申請(qǐng)日期1998年3月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月18日
發(fā)明者J·E·安德森, D·R·法倫科普夫 申請(qǐng)人:普拉塞爾技術(shù)有限公司