CN1047816A - 屏蔽式热喷枪及其喷涂方法 - Google Patents

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Abstract

一种热喷枪，可用于喷涂可氧化材料的低氧化物涂层。喷枪包含：喷嘴部件；第一气帽；和一燃烧室。可燃混合物的环流从喷嘴部件注入燃烧室，其压力足以将混合物的燃烧产物、以超声速从开口端喷出。惰性气体的第一环流紧贴圆柱形壁在可燃混合物的环流的径向外侧注入。热熔性热喷涂材料从喷嘴部件送入燃烧室里可燃混合物的径向内侧，形成超声速喷流。燃烧气体的第二环流邻接地包围喷流。惰性气体的第三环流邻接地包围第二环流一同从开口端向前喷出。

Description

本申请是1989年1月17日递交的共同待批美国专利申请No.297901的继续申请部分。本发明涉及热喷涂，尤其涉及屏蔽式燃烧热喷涂粉末料或金属线材料的喷涂方法和喷枪。
热喷涂，也叫做火焰喷涂，它包含将热熔性材料如金属或陶瓷等加热成半流动状态;然后将这种半流动材料以颗粒形式喷向要涂复的表面上。被加热的微粒打在该表面上，在表面上猝冷而涂复其上。用一种热喷枪来实现加热和喷涂微粒。有一种如美国专利No.3455510（Rotolico）中所述的热喷枪，其热由燃烧火焰提供，而热熔性材料以粉末料形式送入枪中。这些粉末料典型地由小微粒组成，如其尺寸在美国标准筛网尺寸100筛目（即149微米）和约2微米之间。携带和运送粉末料的载体气体可以是燃烧气体之一或一种惰性气体，如氮，或简单地用压缩空气。
材料也可以以棒条或线材（以下也称线料、线）的形式送入加热区，如美国专利No.3148818（Charlop）中所述。在线材型热喷枪中，用于喷涂的棒条或线材料送入由某种类型的火焰形成的加热区，如燃烧火焰，在那里，它们被熔化或至少加热成半流动状态，且用喷燃气体使其雾化，最后以微粒形式喷向待涂复的表面。
一种较新的、典型的火箭式粉末喷枪如美国专利No.4416421（Browning）所述。这种类型的枪有一个内部燃烧室，其高压燃烧流经环形开口流入长喷嘴室的狭窄的颈部。粉末料和线材料经环形开口轴向地送入喷嘴室，由燃烧流将其加热并喷射。法国专利No.1041056和美国专利No.2317173（Bleakley）揭示了一种用于高速喷涂的短喷嘴喷涂装置。粉末料沿轴线送入熔化室的燃烧气体环流内。一环形空气流或环形非氧化气体流沿该室壁、同轴地注入燃烧气流的外侧。然后，具有加热粉末料的喷流从燃烧室的开口端喷出。一种类似的装置揭示在美国专利No.2544259（Duccini等）中，其中外层流是氧和可燃气体（丁烷）的混合物。一种用来防止金属或易氧化喷涂材料氧化或至少使其氧化程度减至最小的惰性气体喷涂，通常是用带有屏蔽罩或室的惰性气体等离子喷枪来实现的。美国专利No.3470347（Jackson）揭示了一种典型的、运用惰性气体如氩或氦屏蔽等离子火焰在大气中进行喷涂的方法。美国专利No.4121083（smyth）公开了一种用于等离子喷枪的火焰屏蔽，且选用一种环形喷孔装置，用冷却水或惰性气体，围绕屏蔽的等离子火焰提供一环形屏蔽帘效应。而实际上用这种屏蔽等离子火焰进行大气喷涂需要大量的惰性气体，而且只能在有限的范围内减少涂层的氧化。
低压惰性气体气氛室中的等离子喷涂，如美国专利No.4328257（Muehlberger）所述，能非常成功地实现密而无氧化物的金属涂层。然而这种系统的商业用户提出了很多实际问题及与之相联系的费用，如泄漏问题、涂复部件的装卸问题。粘附到室壁表面的灰尘有可能是可燃的、有害于泵设备，且难于清除;停机时间往往为操作时间的两倍。这种等离子喷涂流对喷涂涡轮发动机中的小而具有奇特的形状的部件显得太宽，尤其在所需要的40公分的喷涂距离时更是如此，且由于粉末料是从侧面注入的（“目标点偏离”）使喷涂流偏斜。还存在再现性问题，而且为了使物料完全熔化需用84千瓦的功率，因而需要大量的冷却。涂复奇特形状的结构需机器人型的处理设备，这对室内喷涂是一个难题。
因此本发明的目的在于提供一种改进的热喷枪和不需要惰性气体气氛室、对会氧化的热喷涂材料提供一种喷涂低氧化物涂层的喷涂方法;提供一种高速燃烧粉末热喷涂的改进的方法和装置;提供一种燃烧线材料热喷涂的改进的方法和装置，尤其是以高速度喷涂的方法和装置;和提供一种方法和装置，可用以以合理费用产生低氧化物，且密而粘着力强的热喷涂层。
本发明的前述和其它目的是通过使用一种新颖的热喷枪实现的。使用这种喷枪可以用易氧化的材料喷涂出低氧化物的涂层，该枪包含：产生燃烧生成物和呈微粒形式的热可熔材料的超声速喷流的燃烧枪装置;产生一邻接地包围该喷流的第一惰性气体屏蔽包覆流的屏蔽包覆气流装置;产生一邻接地包围该第一包覆流的第二燃烧气体包覆流的燃烧包覆流装置;和产生一个邻接地包围该第二包覆流的第三惰性气体包覆流的惰性气体包覆流装置。
在一优选的实施例中，该枪是一种粉末料热喷枪，它包含：一个具有喷嘴面的喷嘴部件;从喷嘴部件延伸的第一气帽，它有一个面向里的圆柱形的壁，圆柱形壁形成一燃烧室，具有将燃烧生成物以超声速喷入环境大气中的开口端和一个以喷嘴面为界的对置端。可燃气体装置将可燃气体和氧气的可燃混合物的第一环流，从喷嘴部件以一定压力同轴地注入燃烧室，其中的压力足以将混合物的燃烧生成物以超声速从开口端喷出。屏蔽包覆气流装置将惰性气体的第一环流、紧贴圆柱形壁、在可燃混合物环流的径向外侧注入。馈料装置将热熔性粉末料从喷嘴部件，在可燃混合物的径向内侧送入燃烧室。从而有一个包含粉末料的超声速喷流，经过开口端喷出。燃烧包覆流装置，将燃烧气体的第二环流，紧贴地包围喷流从开口端朝前射出。惰性气体包覆流装置，将惰性气体的第三环流紧贴地包围第二环流从开口端朝前射出。
这些目的也通过一种以可氧化的材料喷涂低氧化物涂层的方法来实现。此方法包含：燃烧枪装置，它产生一超声速的燃烧生成物和热熔性材料的喷流;屏蔽包覆流装置，它将邻接地包围该喷流的惰性气体的第一包覆流射出;燃烧包覆流装置，它引导燃烧气体的第二包覆流，邻接等包围第二包覆流;惰性气体包覆流装置，它引导惰性气体的第二包覆流，邻接地包围第二包覆流;最后将喷流向基片以在其上产生涂层。
在本方法的优选实施例中，使用了一种粉末料热喷枪，它包含：一个具有喷嘴面的喷嘴部件;从喷嘴部件延伸的第一气帽，它有一个面向里的圆柱形的壁，圆柱形壁形成一燃烧室，具有一开口端，经此将燃烧生成物以超声速喷入环境大气中和一个以喷嘴面为界的对置端。该方法包含：将可燃气体和氧气的可燃混合物的第一环流，从喷嘴部件以一定压力同轴地注入燃烧室，其中的压力足以将混合物的燃烧生成物，以超声速从开口端喷出;将惰性气体的第一环流，紧贴圆柱形壁，从可燃混合物的环流的径向外侧注入;将粉末料从喷嘴部件，在可燃混合物的径向内侧送入燃烧室;由此一个包含细分形式的热熔性材料的超声速喷流，经过开口端喷出。燃烧气体的第二环流邻接地包围着喷流，从开口端向前引出，惰性气体的第三环流邻接地包围第二环流从开口端向前引出，最终喷流喷向基片，以在其上产生一涂层。
前面的和其它的本发明目的也可用一种用于喷涂可氧化材料的低氧化物涂层的新颖线材热喷枪来实现，该枪包含：一个具有喷嘴面的喷嘴部件;从喷嘴部件延伸的第一气帽，它有一个面向里的圆柱形的壁，形成一燃烧室，具有一开口端，以便将燃烧生物物喷入环境大气中和一个以喷嘴面为界的对置端。可燃气体装置将可燃气体和氧气的可燃混合物的第一环流，从喷嘴部件同轴地注入燃烧室燃烧，以便将混合物的燃烧生成物从开口端喷出。屏蔽包覆流装置将惰性气体的第一环流、紧贴圆柱形壁、在可燃混合物的环流的径向外侧注入。馈料装置将热熔性热喷涂线材从喷嘴部件的轴线方向上送入燃烧室，在可燃混合物径向内侧，直到形成线材尖端点为止，由此包含细分形式热熔性材料的喷流，由燃烧生成物和第一环流将其从开口端喷出。燃烧包覆流装置引导燃烧气体的第二环流邻接地包围着喷流从开口端向前运动。惰性气体包覆流装置引导惰性气体的第三环流邻接地包围着第二环流从开口端向前运动。
本发明的目的也可用燃烧枪喷涂可氧化材料的低氧化物涂层的方法来实现，所用的燃烧枪包括：具有喷嘴表面的喷嘴部件;从喷嘴部件延伸的第一气帽，它有一个面向里的圆柱形的壁，圆柱形壁形成一燃烧室，具有一开口端，以便将燃烧生成物喷入环境大气中和一个以喷嘴面为界的对置端。该方法包含：将可燃气体和氧气的可燃混合物的第一环流，从喷嘴部件同轴地注入燃烧室并燃烧混合物，使所产生的压力足以将混合物的燃烧生成物从开口端喷出;将惰性气体的第一环流，紧贴圆柱形壁，从可燃混合物的环流的径向外侧注入;把热熔性热喷涂线材经喷嘴部件送入燃烧室，在可燃混合物的径向内侧，由此包含细分形式的热熔性材料的喷流从线材处喷出。该方法进一步包含：引导燃烧气体第二环流邻接地包围喷流从开口端向前喷出;引导惰性气体的第三环流邻接地包围第二环流从开口端向前喷出;和最终将喷流喷向基片在其上产生涂层。在一最佳实施例中，可燃混合物以足够的压力注入，以便以超声速喷出喷流。
图1是用于本发明的热喷枪的正视图。
图2是沿图1    2-2线的剖视图。
图3是图2的前端部分的放大图。
图4是沿图1中4-4线的剖视图和相应的粉末料馈给系统的略图。
图5是按照本发明产生超声速喷流的图1的略图。
图6是结合本发明的热喷枪的垂直剖视图。
图7是图6前端部的放大图。
对于粉末料热喷涂，使用本发明的优选实施例的热喷装置公开在1988年5月11日递交的共同待批专利申请No.193030，即现在已转让给本发明的受让人的美国专利No.4865252中，现详细描述如下。该装置图示在图1中，图2是其水平剖示图。其中的热喷枪10具有：一气体头12，其上装有气帽14;一阀门部件16，用来将燃料、氧气、和惰性气体供给该气体头;和手柄17。该阀门部件16具有：一用于提供气体燃烧的软管接头18;一用于提供氧气的软管接头19;和一用于提供惰性气体的软管接头20。这三个接头通过软管分别连接到可燃气体源21、氧气源22和惰性气体源24。圆柱形阀26中的孔25控制各自通过它们的接头进入枪体的气流。阀和有关部件，可以是例如具有美国专利No.3530892中所述的那种类型，它包含一对阀杆27和用于每个气流部分的密封装置，该密封装置包含柱塞28、弹簧29和“O”的形环30。
一圆柱形虹吸插塞31安装在气体头12中的相应孔31内，其上多个。稀毙位32用作气体密封。该虹吸插塞中设有具有中心通道34的中心管33。该管安装在拧入虹吸插塞后部的夹件37上，且轴向地进入枪体12中。其中，虹吸插塞还有环槽35和环槽36，且具有多个相互连接的通道38（图中画出两个通道）。当圆柱形阀26处于如图2所示打开位置时，氧气由软管40通过它的接头19和阀26进入通道42，由此它流入槽35且通过通道38。有一同样的结构安排使气体燃料从源21和软管46经接头18、阀26和通道48进入槽36，与氧气混合，且作为可燃混合物经过与通道38对准的通道50进入环形槽52。该环形槽52将混合物馈入喷嘴件54后面部分中的多个通道53。
细节请参看图3。图中喷嘴件54由通常的管形内部构件55和管形外层构件56组成。（在本文及权利要求书中，“内部”指朝向轴而“外部”指离开轴。“朝前”和“前向地”指朝着枪的开口端;“后面”、“朝后”和“向后地”指相反方向。）外层构件56形成一外环孔装置，它将环流状的可燃混合物注入燃烧室。该外环孔装置最好包含一个向前的环形开口57，该开口具有以内部构件的外壁58为界的径向向内的内侧。从通道53通向环形开口的孔系统可以是多个弧形间隔的孔，但最好是一个环形孔59。
从槽52流出的可燃混合物于是通过孔（或多个孔）59而产生环流，该环流在环形开口57中点燃。一喷嘴螺母60将喷嘴54和虹吸插塞31固定在气体头12上。另外两个“O”形环设置在喷嘴54和虹吸插塞31之间以形成气密封。燃烧器喷嘴54延伸入气帽14，气帽14由固定环64固定在位并从喷嘴向前延伸。
喷嘴部件54也设有用于载在载体气体中的粉末的轴向孔62，从管形的通道34向前延伸。粉末料也可以通过接近枪轴63的小直径孔环注入（图中未画出）。参看图1和图4，一斜通道64从管33的后面向后延伸到粉料接头65。馈送软管66和中心孔62可接受来自粉料馈给器67的粉末料，该粉末料载在通过馈送软管66来自一个压缩气源68的气体如氮或氩的载体气体中。粉料馈给器67具有一般的或所需类型，但必须能在足够高的压力下传送载体气体，以便将粉料送入枪10中的室82，这种馈给器可以是如现在已让给本转让人的、1988年10月21日申请的共同待批专利申请No.260625中所述的馈给器。
回过头来再看图2和图3。惰性气体从源24和软管69经过它的接头20、圆柱形阀26和通道70到达固定环64的内部的空间71。喷嘴螺母60中的横向开口72使气帽14中的圆柱形燃烧室82与空间71连通，以便气体可从空间71经这些横向开口72，再作为外屏蔽包覆流通过环形槽84，它处于喷嘴54的外表面和面向里的圆柱形壁85之间，该壁85是形成燃烧室82的壁86向后的延伸部分，环形槽84以燃烧室82为出口。该气流作为第一包覆流继续通过室82，与内流混合且从气帽14中的开口端88流出。室82的相对端（后端）以喷嘴54的面89为界。
燃烧室82最好从喷嘴向前以某个角度向轴倾斜，最佳角在约2°和10°之间，例如5度。由壁85形成的槽84也向前以某个角度向轴倾斜，最佳角约在12°和16°之间，例如14.5°，进而，槽84应该有足够的长度以便环形包覆流能充分形成，例如其长度可与燃烧室长102相当，但至少大于这长度102的一半。另外，燃烧室也应该以小于槽84的某个角度以喷嘴54向前倾斜，最佳角在约8°至12°之间，如10°不到一点。这种结构提供一个相对于燃烧室收敛的气体流，使堆积于燃烧室壁的粉料减至最少。
惰性气流的流量（流速，下同）可以用如向后的狭孔92在槽84的上流来控制，或另外用流量调节器来控制。例如，在1.5厘米的圆上，槽长为8毫米，槽宽为0.38毫米，输到枪的气压（源24）为4.9kg/cm2（70磅/平方英寸），以在燃烧室82中产生具有压力为4.2kg/cm2（60磅/平方英寸）流速为425 l/分钟的总气流。当阀26（图2）如前面美国专利No.3530892中所述，在对准泄放孔的点燃位置时，阀26中的气孔90允许气流流过供点燃之用，而上面指出的角度和尺寸对于这种点燃是很重要的。（阀26中用于点燃的氧气和燃料的泄放孔，与空气孔90的情况类似，图中未画出）。
喷嘴部件54的内部构件55中有多个并行内孔91（如8个内孔，直径为0.89毫米）设在螺栓分布圆上（如直径为2.57毫米），它在从喷嘴的孔62发射出的中心粉末料的四周提供一个环状内屏蔽包覆惰性气体流。这种内屏蔽包覆流对于减少粉料在壁86上产生堆积的倾向是非常起作用的。这种屏蔽包覆流可以方便地从通道70取得。经管道93（图2）到环绕虹吸插塞31的后部的环槽94和夹件37，至少一个孔96进入与管道33相邻的环状空间98。最好至少有三个这样的孔96在圆弧上等分设置，以便提供足够的气体使涡流减至最小，这种涡流会有害地将粉料向外旋向燃烧室82的壁86上。这种内屏蔽包覆流应该在外屏蔽包覆气流的流量（速）的1%和10%之间，最好约2%至5%之间，例如约3%左右。该内屏蔽包覆流也可独立于外屏蔽包覆流单独调节，以便更好地控制。
通过使喷嘴部件的内部构件55（图3）伸入燃烧室82时，比外部构件56伸得更前面，如图2和图3中所描绘的那样，粉末料堆积的几率被进一步减小。燃烧室长度102可定为从喷嘴面89到开口端88的最短距离，即从喷嘴的最前点到开口端88的距离。内部构件的最前点最好从外部构件56向前突出燃烧室的长度的约10%至40%之间的距离，例如突出30%的距离。
一个内部构件的优选结构描绘在图2和图3中。参看喷嘴的内部构件55的外壁58，它形成了一环形开口57，这种壁58应该从环形开口处以一向内弯向轴的曲率向前延伸。该曲率最好是均匀一致的，例如，如图中所示，该曲率基本上在内部构件58上形成一半球面89。这样的结构将使燃烧火焰被向内吸，从而使气流离开燃烧室壁86。
作为采用本发明的热喷枪的更详细描述的实例，虹吸插塞31有8个各为1.5毫米氧气通道38，以便有足够的氧气流入，且有1.51毫米直径的通道50用于气体混合。在这喷嘴头中，中心孔62为3.6毫米直径，气帽的开口端88离喷嘴的面（长度102）是0.95厘米。因此也夹带粉末料的燃烧室82是相当短的，且通常应该在开口端88的直径的一至两倍之间。
按照本发明，安装在气帽上且从那儿向前的是又一气帽组件104，它增加了包围喷枪流及其第一包覆流的气流。在图2和图3的实施例中，该组件包含第二气帽106和紧固环108。为了便于制作，这第二气帽由四个部件组成，通过钎焊、螺钉、“O”形环（为清楚而未画出）等传统方法将它们连接在一起并加以密封。但是，该帽子和夹紧环通常也可按实际需要采取其他结构，且把它们与第一气帽14和/或枪的其余部分相连。
第二气帽的部件之一是过渡环（接合环）110它装在第一气帽14上，且形成第一气帽14的一部分;该环110和气帽14也可以形成一个整体件。在本实施例中，环110通过紧固环108安装到帽14上，在采用过渡环110时，固紧环108可具有缝112（图1和图4）且包含紧固螺钉114。圆柱形中间部件116朝前安装在过渡环110上且用“O”形环118与其密封。
一垫圈形状的前向件120与中间部件相连。
中间部件和一插入件146一起在第二气帽中形成一个中心前室122。
室122的内直径应取第一气帽开口端88直径的约一至三倍，且等于前室122的内部长度的一至两倍。该前室有一个前向出口124。
中间部件116由第一法兰盘（突缘）126与过渡环110隔开得足以形成一个薄的环形孔128，例如0.4毫米那么厚。该环形孔径中间部件中的第一通道130、互连的第一和第二外侧槽132、134、安装在紧固环108上的第一气体连接器136和连接于压缩可燃气体源140的软管138来接受可燃气体如丙烷。孔128径向地通向与开口端88邻接的室122。
前向件120以同样的方法用第二连接法兰盘（突缘）142与中间部件隔开，从而形成通道槽144。环形插入物146向前固定在中间部件中，并有一空间，形成一环形开孔150，在与出口124邻接的第二气帽的前向面152中有一开口端151。孔150与槽144联通。共轴孔150例如厚约0.3毫米。前向件120最好有一碟形面154，插入件146稍微从蝶形面154伸出，连通槽144经中间部件中的第二通道158、第三外侧槽160、第二气体连接器162和软管164，接受来自压缩气源156惰性气体如氮、氩或氦。可以看出，前向气帽可以更多地与枪体构成整体，使枪中有附加的通道能将气体连接器136、162移置到枪的后部，或到第二气帽的气体可从到第一气帽的气流中引流过来。
在操作中，供给燃烧室82的每种气体都要有足够高的压强，如至少是环境气压的两个大气压以上（表压），它用通常的点火器如火花器点燃，使燃烧的气体流以超声喷流的形式夹带着粉末料从开口端喷出。燃烧产生的热熔化或至少软化粉末材料，以便在基片（质）上喷涂上涂层。应该可以看到菱形激波168（图3和图5）。由于环流结构，为了得到超声流没有必要使用扩展型喷嘴出口。
按照本发明，主要燃料气体最好用丙稀，或丙炔-丙二稀气体（“MPS”）。这些气体允许产生较高速的喷流且能获得优良的涂层。例如用丙稀或MPS，以压强约7公斤/平方厘米（100磅/平方英寸表压）（大气压以上）和71    l/分钟（150标准立方英尺/小时）流速输送到枪内，氧气为10公斤/平方厘米（140磅/平方英寸）和307    l/分钟（650标准立方英尺/小时），和内部惰性气体为5.6公斤/平方厘米（80磅/平方英寸）和283    l/分钟（600标准立方英尺/小时），在喷流中没有粉末流时至少可见8个菱形激波，待喷涂上涂层的基片（质）170的位置最好是在如图5中所示可以看到第四或第五个整个菱形激波的位置，即约9厘米的喷涂距离。对于丙稀或MPS，其流速范围约为47至94    l/分钟（100至200标准立方英尺/小时）。如果用氢气的话，其流速应在约283至850    l/分钟（600至1800标准立方英尺/小时）之间。
环形孔气流装置128提供一个燃烧气体包覆流174，作为第二环形燃烧气流延伸，从开口端88向前包围超声喷流166。同样，环形孔气流装置150提供一个惰性气体包覆流176，作为第二环形惰性气流延伸，从开口端向前包围处于内超声流外侧的第二燃烧气流174。该燃烧气体包覆流的流速最好在约38至94    l/分钟（80至200标准立方英尺/小时）之间，如66    l/分钟（140标准立方英尺/小时），而惰性气体包覆流在94和472    l/分钟之间（200和1000标准立方英尺/小时之间），如354    l/分钟（750标准立方英尺/小时）。外侧惰性气体包覆流基本上屏蔽喷流，而内燃烧气体包覆流则从穿过外侧包覆流的空气中得到氧气。
本发明的前气帽也适用于其它超声波热喷枪，如前述专利No.4416421中所述的喷枪。
作为本发明应用实例，举出一种基本上由17%的铬、12.5%的铝、23%的钴、0.45%的钇和其余为镍组成的合金粉末料，用上面所述的粉料喷枪装置将其喷涂到飞机透平发动机部件上，涂层厚度为0.1毫米到3毫米。同样镍和镍钴合金也可喷涂。这种涂层-虽然质量上不尽相同-估计有足够的密度和无氧化物，可以满意地替代在低压室中对这种部件的等离子喷涂。采用本发明的涂层成本低，还能摆脱喷涂的各种问题。
喷流将以与燃烧生成物，任何剩余未燃烧氧气或燃料气体和载体气体的总流速相等的速度从内部气帽中喷出，并且将夹带第一环形流。例如用上面提到的较佳气体参数、喷流的气体流速可达到354    1/分钟（750标准立方英尺/小时）。第一包覆流应该有一个惰性气体流其流速至少是喷流气流流速的10%左右。第二包覆流应该有一个惰性气体流其流速至少是喷流气流流速的80%左右。而且惰性气体流流速应该是燃烧气体流流速的25%至135%之间。
对于图6中的线材枪喷涂，热喷枪210有一个气体头212，其上装在气帽214，还有阀装置216，用于燃料、氧气和空气的控制。该阀装置有一个软管接头218用于连接燃料气体。两个其它的用于氧气和空气的接头（未画出）与接头218横向间隔排列，即放在图6平面的上面和下面。三个接头各自通过软管连到燃气源220、氧气源222和空气源224。一圆柱形阀226分别控制这些气体从各自的接头流入枪内的流量。
一圆柱形虹吸插塞228安装在气体头中对应的孔中，且有多个“O”形环230设在其上以保持气体密封。虹吸插塞设有中心通道232，还设有环形槽234和另一个环形槽236，且具有多个内部互连的通道238（图中只画出两个）。当圆柱形阀226处于开启位置时，如图所示，氧气由软管240经它的接头（未画出）和阀226进入通道242（画出一部分），从那里它流进槽234且流经通道238。
一基本上相同的装置使燃气从源220和软管246通过接头218、阀226和通道248流入槽236，与氧气混合，且作为可燃混合物通过与通道238对准的通道250进入环形槽252。环形槽252与喷嘴部件254的后表面上的相应的环形槽对齐，该喷嘴部件254上设有环形孔，或最好是等间隔设置的燃烧器环孔256，其出口在与气体帽214共轴的喷嘴的面258上的圆形位置上。来自对齐的槽252的可燃混合物通过孔256产生一个环流且在喷嘴254的面258处被点燃。一喷嘴螺母260把喷嘴254和虹吸插塞228固定在气体头212上。另外两个“O”形环261按传统方法设置在喷嘴和虹吸插塞之间以保持气体密封。
喷嘴部件254也设有一轴向孔262，向前延伸形成通道232的继续，供喷线材263之用，线材从枪210的后面馈入。燃烧器喷嘴254伸入气帽214，该气帽214用护圈环（固定环）264固定在位且从喷嘴向前延伸。
一惰性气体如氮从源224和软管265经过它的接头（未画出），圆柱体阀226、和通道266（只画出一部分），到护圈环（固定环）264内部的空间268。喷嘴螺母260中的横向开口270沟通了空间268与气帽214中的圆柱形燃烧室282，因而气体可作为外屏蔽包覆流从空间268经过这些横向开口270，然后通过喷嘴254的外表面和面朝里的形成燃烧室282的圆柱形壁86之间的环形狭缝284，作为外环流通过室282最后从气帽214中的开口端288流出。室282的对置的内端以喷嘴254的面258上为界。
线材263和中心通道232的外壁之间的环形空间300，提供一个环形惰性气体的内屏蔽包覆流，围绕从喷嘴延伸的线材。这一内屏蔽包覆流阻止炽热气体沿线材回流且对减少喷料在壁286上的堆积有重要作用。该屏蔽包覆气体可以方便地从供应空间268的气体中分出，经导管302到虹吸插塞228后部中的环形槽304至少一个孔306进入线材263和虹吸插塞228之间的环形空间300。最好至少三个这样的孔306在圆弧上等间隔设置，以便提供足够的气体使将粉料向外旋向室282的壁286上的涡流减至最小。虹吸插塞后面的衬套307紧紧地包围着线材263，使气体的泄漏减至最小。内屏蔽包覆流应该在外屏蔽包覆流流速的约10%至20%之间，如约15%。内屏蔽包覆流也可以独立于外包覆流单独进行调节，以便更好地进行控制。
后壳体294包含对线材263的驱动机构。一个传统的电动机或空气涡轮机（未画出）驱动一对滚轮295，该滚轮有啮合的连接器机构296能与线材263啮合。一手柄298或机器安装装置可连接到后壳体上。
作为采用本发明的热喷枪的例子，举出将彼金-埃尔默公司、威士特伯里、N.Y.出售的美特克（Metco）型12E线材枪与一EC气帽或丁气帽和丙烷喷嘴一起配合使用。这种气帽适用于后面要描述的气帽装置310。该线材枪可按传统方式工作。或者，在一最佳实施例中，该枪作了修改以便作超声速喷涂。为了实现上述目的，对一5号虹吸插塞作了修改，即将氧气通道238扩至1.5毫米使氧气流增加，且孔306扩至1.0毫米以增加内部空气流。喷嘴在一个直径为5.6毫米的圆上有10个孔，每个孔直径为0.89毫米，以便让可燃混合物进入燃烧室。在这种气体头中，喷嘴254和气帽214间的环形空气缝284为0.5毫米宽，中心孔262直径为3.3毫米用于3.175毫米的线材。气帽的开口端距喷嘴面为6.4毫米。
安装在气帽214上和从那儿向前的是另一气帽装置310，用以增加包围喷流束及其第一包覆流的气流。在图6和图7的实施例中（图7为图6的详细描述），该装置包含一个中间部件312、形成一第二气帽，此外还包括一紧固环308。为了使制作方便起见，第二气帽由四个部件组成，此四个部件通过传统的钎焊、螺钉、“O”形环或类似物（为清晰起见未画出）等连接在一起并加以密封。然而气帽和紧固环可以取任何实际需要的构造并连接到第一气帽214和/或枪的其余部分上。
气帽装置310的另一个部件是装在第一气帽214上的一个适配环311，它有效地构成第一气帽的一部分;环311和帽214也可以由同一件构成。在本实施例中，环是用紧固环308安装在帽214上的，采用这种适配环时，紧固环308可以具有一槽缝及紧固螺钉（未画出）。一圆柱形中间部件316朝前安装在适配环上，且用“O”形环318使中间部件316密封其上。一垫圈形前向件320与中间部件相连。
中间部件和其中的插入件346一起构成第二气帽，并在第二气帽中有中心前室322。室322的内直径应该是第一气帽的开口端288的直径的约一至三倍之间，且等于前室322的内部长度的一至两倍。该前室有一个前向出口324。
中间部件316由第一法兰盘（突缘）326与适配环311间隔开，以形成一个薄的环形孔328，其厚度例如为0.4毫米。该环形孔经中间部件中的第一通道330、互连的第一和第二外侧槽332、334、安装在紧固环308上的第一气体连接器336和连接于压缩可燃气体源340的软管338来接受可燃气体如丙烷，孔328径向地通向与开口端288邻接的室122中。
前向件320以同样方式用第二连接法兰盘（突缘）342与中间部件316间隔开，从而形成通道槽344。环形插入物346向前固定在中间部件中，并有一空间，以提供一环形孔350，该孔在与出口324邻接的第二气帽321的前向面352中具有开口端351。孔350与槽344沟通。共轴的孔350例如厚为0.3毫米。前向件320最好有一碟形面354，插入件346稍微从碟形面354突出，连接槽344经中间部件中的第二通道358、第三外侧槽360、第二气体连接器362和软管364，接受来自压缩气源356的惰性气体如氮、氩或氦。可以看出：前向气帽可以和枪体构成进一步的整体，使枪中的附加通道能将气体连接器336、362移置到枪的后部，或者到第二气帽的气体可从流到第一气帽的气流中分流而得。
环形孔气流装置328提供一个燃烧气体包覆流374，它作为第二环形燃烧气流延伸，从开口端288向前包围着超声喷流366。同样，环形孔气流装置350提供一个惰性气体包覆流376，它作为第二环形惰性气流延伸，从开口端向前包围着处于内部超声流外侧的第二燃烧气流374。
线材或棒材在用作热喷线料时应该有通常的尺寸和精度容差，如其尺寸可在6.4毫米至2.3毫米间变化（20线规）。线材或棒材可按传统方式如拉制而成，或可用粉料烧结而成，或通过有机粘结剂或其他适合的粘结剂粘结而成，这种粘合剂在加热区的温度下会分离，因此能释放粉料以细分的形式实现喷涂。
供给圆柱形燃烧室的每种气体必须有足够高的压强，如至少比环境气压高出两个大气压，可以用通常的点火装置例如用火花装置点火，结果可燃气体与空气混合以夹带粉末的超声流的形式从开口端射出。燃烧产生的热将熔化线料的端部，而气体的压力和速度使熔化的金属雾化并以高速向前喷出而在基质（片）上涂上一层涂层。尤其当枪中不带线材料时，应可清楚见到菱形激波。由于环流构造，不需要扩张型的喷咀出口就能获得超声流。
根据本发明的超声实施例，线料速度调节得使线料端部299处于贴近开口端288的位置，这明显地不同于在传统线材枪操作中超出气帽一个约等于开口直径的距离的那种情况。与传统线材枪相比，氧气和可燃气体流在通过狭缝284的外屏蔽包覆气流的流量中所占的比例应该较高。其原因是雾化的任务是由通过开口288的燃烧生成物的高速超声流来承担的。线料尖端299贴近开口288平面的这种方式的雾化是最有效的，最好在开口直径的25%以内。
用氧气流作为对燃烧生成物流的量度，氧气的流速应至少为外屏蔽包覆气流的80%左右，最好在90%和100%之间，如氧气流速为340    l/分钟而外包覆气流为357    l/分钟，相当于氧气为外包覆气流的95%，而用MPS气体和氧气进行工作的传统线材枪，其氧气流速为83    l/分钟，外包覆气流速为623    l/分钟，即氧气与外包覆气体（在普通线材枪中一般为空气）相比为14%。氧气通道应具有这样的横截面积和长度，以便有适当的气流与燃烧气体混合，在进入燃烧室时至少有两个大气压，最好是3个大气压。外屏蔽包覆流应同样是如此，以便通过与氧气相应的适当气流;传统的线材枪流也适用于非超声速喷涂。燃烧气体与氧气的配比一般接近理想配比。
本发明的优选燃烧气体是丙烯气体和丙炔-丙二烯气体（“MPS”）。这些气体都能提供相当高的喷流速度且能得到优良的涂层。例如当使用丙烯或MPS，且其进入枪内的压强为约7公斤/厘米2（表压100磅/英寸2）（在大气压强以上），氧气在10.5公斤/厘米2（表压150磅/英寸2），以及空气在5.6公斤/厘米2（表压80磅/英寸2）时，如在喷流无线材馈给，则至少看到8个菱形激波。对于“硬”线材（钢、青铜、钼等），喷涂距离应约为13厘米，对于“软”线材（锌、铝等）则为20-30厘米。
包覆流基本上与所述粉料喷流相同。燃烧气包覆气流的流速最好约在38至94    l/分钟之间，如66    l/分钟，对于惰性气体包覆流约在94至472    l/分钟之间，如354    l/分钟。外侧惰性气包覆流基本上屏蔽喷流，而内燃烧气体包覆流则从穿透外包覆流的空气中获得氧气。一般说来，第一包覆流至少应有约为喷流流速的10%的燃烧气体流流速。第二包覆流也至少应有约为喷流流速的80%的惰性气流流速。而且惰性流流速应约为燃烧气流流速的25%至135%之间。
作为本发明的应用实例，一种镍合金线材基本上包含17%的铬、其余为镍，用上面所述粉料喷涂装置将其喷涂到飞机透平发动机部件上，厚度为0.1毫米至3毫米。类似的镍和镍钴合金也可以喷涂。所得涂层虽然特性不尽相同，但可期望得到足够的密度和无氧化，可满意替代在低压室中对这些部件的等离子喷涂。而且，涂层成本低廉得多，且能摆脱室内喷涂的各种问题。
从内部气帽中喷出的喷流其标准化流速等于燃烧生成物、任何过剩的未燃烧的氧气或燃料气体和载体气体的总流速，而且喷流束将夹带第一环流。例如用上面所述的优选气体参数，能实现354    l/分钟的喷流速度。
用本发明的装置和方法产生的涂层有多种用途而对燃气轮机发动机尤为合适。这样的应用包含：对在燃烧部分中的陶瓷的合金涂层和耐磨密封涂层;与密封相接触的浆叶平台（尖端）;浆叶根部;和机翼上的薄涂层等。
虽然本发明是联系具体的实施例在上面作详细描述的，但在本发明的精神实质和所附权项范围内的各种变化和修改，对于本技术领域内的技术人员是很显而易见的。因此，本发明仅打算由所附权项或其等效项所限定。

Claims (50)

1、一种用于喷涂可氧化材料的低氧化物涂层的热喷枪，其特征在于包含：燃烧枪装置，它产生一个由燃烧生成物和细分形式的热熔性材料组成的超声速喷流；蔽屏包覆气流装置，它引导惰性气体的第一包覆流邻接地包围所述喷流；燃烧包覆流装置，它引导燃烧气体的第二包覆流邻接地包围所述第一包覆流；和惰性气体包覆流装置，它引导惰性气体的第三包覆流邻接地包围所述第二包覆流。
2、一种用于喷涂可氧化材料的低氧化物涂层的粉末料热喷枪，其特征在于包含：
具有喷嘴面的喷嘴部件;
一第一气帽从所述喷嘴部件延伸，它有一个面向内的圆柱形壁形成一燃烧室，具有以超声速将燃烧生成物喷入环境大气中的开口端以及一个以所述喷嘴面为界的对置端;
可燃气体装置，用于将可燃气体和氧的可燃混合物的环形可燃流、以一定压力、同轴地从喷嘴部件注入所述燃烧室，其中的压力足以使混合物的燃烧生成物以超声速从所述开口端喷出;
屏蔽包覆流装置，用于将惰性气体的第一环流紧贴所述圆柱形壁、沿所述环形可燃流的径向外侧注入;
馈料装置，用于将热熔性热喷涂粉末料、从所述喷嘴部件、送入所述燃烧室的所述可燃混合物的径向内侧，由此包含所述热熔性粉料的超声速喷流、经由所述开口端喷出;
燃烧包覆流装置，用于引导燃烧气体的第二环流邻接地包围所述第一环流、从所述开口端向前喷出;和
惰性气体包覆流装置，用于引导惰性气体的第三环流邻接地包围着所述第二环流从所述开口端向前喷出。
3、如权利要求2所述热喷枪，其特征在于还进一步包含：从所述第一气帽向前延伸的第二气帽，它有一个比所述开口端为大的内直径;其中所述燃烧包覆流装置包含第一环孔装置、用于将所述第二环流引入邻接于所述开口端的所述第二气帽，和所述惰性气体包覆流装置，它包含第二环孔装置、用于从所述第一环孔装置向前引入所述第三环形惰性气体流。
4、如权利要求3所述热喷枪，其特征在于：所述第二气帽有一个其中带有出口的前向面，且所述第二环流是从邻接于所述出口的前向面引入的。
5、如权利要求4所述热喷枪，其特征在于：所述第二环流基本上以径向向内方向引入，而所述第三环流基本上以向前方向引入。
6、如权利要求5所述热喷枪，其特征在于：所述第二环孔装置包含与所述第一气帽协同的所述第二气帽，形成一径向环孔、接受所述燃烧气体且通向所述第二气帽。
7、如权利要求6所述热喷枪，其特征在于：所述第二孔装置包含具有在与所述出口相邻接的所述前向面中的环形同轴孔的所述第二气帽，所述同轴孔接受所述惰性气体且在所述前向面上有一终端口。
8、如权利要求4所述热喷枪，其特征在于：所述第二气帽有一个内直径和一个内长度，该内长度由所述开口端和所述出口之间的距离确定，且所述内直径约等于所述内长度的一至二倍（之间）。
9、如权利要求8所述热喷枪，其特征在于：所述开口端有一开口直径，且内直径约为所述开口直径的一至三倍之间。
10、如权利要求9所述热喷枪，其特征在于：一室长度由从所述喷嘴面至所述开口端的最短距离确定，且所述室长度约等于所述开口直径的一至二倍（之间）。
11、如权利要求2所述热喷枪，其特征在于：室长度由从所述喷嘴面到所述开口端之间的最短距离确定，且所述开口端有一开口直径，所述室长度在约一至二倍所述开口直径之间。
12、如权利要求2所述热喷枪，其特征在于：进一步包含内部气体装置，用来把加压气体的环形内流从所述喷嘴部件同轴地注入所述燃烧室，在可燃混合物和粉料载体气体之间。
13、如权利要求12所述热喷枪，其特征在于：所述喷嘴部件包含形成一外孔装置的管状外侧部分，用来把所述燃烧混合物的环形流注入所述燃烧室;一管状内侧部分，其中有一内孔装置，用于将环形内流注入所述燃烧室，还有一粉料孔装置，用于将粉料、载体气体送入所述燃烧室;其中所述内侧部分伸入所述燃烧室，在所述外侧部分的前方。
14、如权利要求13所述热喷枪，其特征在于：室长度由从所述喷嘴面到所述开口端之间的最短距离确定，且所述内侧部分伸入的距离约在10%至40%的所述室长度之间。
15、如权利要求14所述热喷枪，其特征在于：所述外部环孔装置包含一通向所述燃烧室的环形开口，其径向内侧以所述内侧部分的外壁为界;所述外壁从所述环形开口以朝向轴线的曲率向前延伸。
16、如权利要求15所述热喷枪，其特征在于：所述的弯曲（曲率）在所述的内侧部分上基本上形成一半球形喷嘴面。
17、如权利要求13所述热喷枪，其特征在于：外侧气体装置包含所述喷嘴部件和所述圆柱形壁的后部分，它在其间形成了一向前收敛的缝隙，进入所述燃烧室。
18、如权利要求13所述热喷枪，其特征在于：所述燃烧室向前以一定角度收敛于轴线，该角度低于所述收敛的环形缝隙的相应的角度。
19、如权利要求13所述热喷枪，其特征在于：所述粉料孔装置包含具有一轴向孔的喷嘴部件。
20、如权利要求2所述热喷枪，其特征在于：所述可煤气体装置设置得使可燃混合物能从所述喷嘴面上的一圆形位置注入所述燃烧室，所述圆形位置的直径约等于所述开口端的直径。
21、如权利要求20所述热喷枪，其特征在于：所述开口端轴向地离开所述喷嘴面一最短距离，该最短距离约在所述圆形位置直径的一至二倍之间。
22、一种用于喷涂可氧化材料的低氧化物涂层的线材料热喷枪，其特征在于包含：
具有喷嘴面的喷嘴部件;
一第一气帽从所述喷嘴部件延伸，它有一个面向内的圆柱形壁形成一燃烧室，具有一以超声速将燃烧生成物喷入环境大气中的开口端，并有一个以所述喷嘴面为界的对置端;
可燃气体装置，用于将可燃气体和氧的可燃混合物的环形可燃流、从喷嘴部件同轴地注入所述燃烧室燃烧，以便使混合物燃烧生成物从所述开口端喷出;
屏蔽包覆气体装置，用于将惰性气体的第一环流紧贴所述圆柱形壁、从所述环形可燃流的径向外侧注入;
馈料装置，用于将热熔性热喷涂线料、经所述喷嘴部件、轴向地送入所述燃烧室，在所述可燃混合物的径向内侧至形成线尖端点处，由此，包含所述细粉末形式的热熔性材料的喷流由燃烧生成物和第一环流从所述开口端喷出;
燃烧包覆流装置，用于引导燃烧气体的第二环流，邻接地包围所述第一环流、从所述开口端向前喷出;和
惰性气体包覆环流装置，用于引导惰性气体的第三环流，邻接地包围所述第二环流从所述开口端向前喷出。
23、如权利要求22所述热喷枪，其特征在于还进一步包含：从所述第一气帽向前延伸的第二气帽，它的内直径大于所述开口端;且其中所述燃烧包覆环流装置包含第一环孔装置、用于将所述第二环流引入邻近于所述开口端的所述第二气帽，和所述惰性气体包覆环流装置，它包含第二环孔装置、用于从所述第一环孔装置向前引入所述第三环形惰性气体环流。
24、如权利要求23所述热喷枪，其特征在于：所述第二气帽有一个其中带有出口的前向面，且所述第二环流从邻近于所述出口的前向面引入。
25、如权利要求24所述热喷枪，其特征在于：所述第二环流基本上以径向向内方向引入，而所述第三环流基本上以向前方向引入。
26、如权利要求25所述热喷枪，其特征在于：所述第一环孔装置包含与所述第一气帽协同的所述第二气帽，形成一径向环形孔、接受所述燃烧气体且通向所述第二气帽。
27、如权利要求26所述热喷枪，其特征在于：所述第二孔装置包含具有在与所述出口邻近的所述前向面中的环形同轴孔的所述第二气帽，所述同轴孔接受所述惰性气体且在所述前向面处有一终端口。
28、如权利要求22所述热喷枪，其特征在于：进一步包含内部气体装置，用来把加压气体的内环流从所述喷嘴部件注入所述燃烧室且同轴地紧贴所述线料。
29、一种产生可氧化材料的低氧化物涂层的方法，其特征在于包含：产生一由燃烧生成物和以细分形式的热可熔性材料组成的超声喷流;引导惰性气体的第一包覆流邻接地包围所述喷流;燃烧包覆流装置，用于引导燃烧气体的第二包覆流邻接地包围所述第一包覆流;引导惰性气体的第三包覆流邻接地包围所述第二包覆流;和引导所述喷流喷向基片以在其上产生一涂层。
30、一种用粉料热喷枪产生可氧化材料的低氧化物涂层的方法，所述热喷枪包含：具有喷嘴面的喷嘴部件，从所述喷嘴部件延伸的第一气帽，它有一个面向内的圆柱形壁形成一燃烧室，具有一用于以超声速将燃烧生成物喷入环境大气中的开口端，并有一个以所述喷嘴面为界的对置端;
其特征在于，所述方法还包含：
将可燃气体和氧的可燃混合物的环形可燃流、以一定压力、同轴地从喷嘴部件注入所述燃烧室，其中的压力足以使混合物燃烧生成物以超声速从所述开口端喷出;
将惰性气体的第一环流紧贴所述圆柱形壁、在所述环形可燃流的径向外侧注入;
将热熔性热喷涂粉料、从所述喷嘴部件送入所述燃烧室的所述可燃混合物的径向内侧，由此包含所述热熔性粉料的超声速喷流通过所述开口端喷出;
引导燃烧气体的第二环流邻接地包围所述第一环流、从所述开口端向前喷出;
引导惰性气体的第三环流邻接地包围所述第二环流从所述开口端向前喷出;
和引导所述喷流喷向基片以在其上产生一涂层。
31、如权利要求30所述方法，其特征在于：所述热喷枪包含从所述第一气帽向前延伸的第二气帽、第二气帽有一个比所述开口端大的内直径;所述方法还进一步包含将所述第二环流引入与所述开口端相邻的所述第二气帽和将所述第三环形惰性气体流从所述第二环形流前面引入。
32、如权利要求31所述方法，其特征在于：所述第二气帽有一个其中带有出口的前向面，所述方法进一步包含从邻接于所述出口的前向面引入所述第二环流。
33、如权利要求32所述方法，其特征在于：所述第二环流基本以径向向内方向引入，而所述第三环流基本上以向前方向引入。
34、如权利要求33所述方法，其特征在于：所述可燃混合物以足够压力注入所述燃烧室，以便以超声速喷出所述喷流。
35、如权利要求30所述方法，其特征在于：所述可燃混合物以足够压力注入所述燃烧室，在喷流中没有粉末-载体气体馈给的情况下，至少产生8个可见的菱形激波。
36、如权利要求30所述方法，其特征在于：所述可燃混合物以至少大于环境气压两个大气压的压力注入。
37、如权利要求30所述方法，其特征在于：所述喷流有一喷流气体流速，且所述第一包覆流的燃烧气流流速至少为喷流流速的10%左右。
38、如权利要求30所述方法，其特征在于：所述喷流有一喷流气流速度，且所述第二包覆流的惰性气体流速至少为喷流流速的80%左右。
39、如权利要求30所述方法，其特征在于：所述第一包覆流有一燃烧气体流速，且所述第二包覆流的惰性气体流速至少在所述燃烧气体流速的25%至135%之间。
40、一种用线料热喷枪产生可氧化材料的低氧化物涂层的方法，所述热喷枪包含：具有喷嘴面的喷嘴部件，从所述喷嘴部件延伸的第一气帽，它有一个面向内的圆柱形壁形成一燃烧室，具有一用于将燃烧生成物喷入环境大气中的开口端，并有一个以所述喷嘴面为界的对置端;
其特征在于，所述方法还包含：
将可燃气体和氧的可燃混合物的环形可燃流同轴地从喷嘴部件注入所述燃烧室燃烧，使其中的压力足以使混合物的燃烧生成物从所述开口端喷出;
将惰性气体的第一环流紧贴所述圆柱形壁、从所述环形可燃流的径向外侧注入;
将热熔性热喷涂线料、从所述喷嘴部件、送入所述燃烧室的所述可燃混合物的径向内侧，由此，包含所述细分形式的热熔性材料的喷流从所述线料喷出;
引导燃烧气体的第二环流邻接地包围所述第一环流、从所述开口端向前喷出;和
引导惰性气体的第三环流邻接地包围所述第二环流，从所述开口端向前喷出;
和引导所述喷流喷向基片以在其上产生一涂层。
41、如权利要求40所述方法，其特征在于：所述热喷枪包含一从所述第一气帽向前延伸的第二气帽，第二气帽有一个比所述开口端为大的内直径;所述方法进一步包含将所述第二环流注入与所述开口端相邻的所述第二气帽和将所述第三环形惰性气体流从所述第二环形流前面引入。
42、如权利要求41所述方法，其特征在于：所述第二气帽有一个其中带有出口的前向面，所述方法进一步包含从邻接于所述出口的前向面引入所述第二环流。
43、如权利要求42所述方法，其特征在于：所述第二环流基本上以径向向内方法引入，而所述第三环流基本上以向前方法引入。
44、如权利要求40所述方法，其特征在于：所述喷流有一气流速度，且所述第二包覆流有一其流速至少为所述喷流气体流速的80%的惰性气体流。
45、如权利要求40所述方法，其特征在于：所述可燃混合物以足够压力注入所述燃烧室，以便以超声速喷出所述喷流。
46、如权利要求45所述方法，其特征在于：所述可燃混合物以足够压力注入所述燃烧室，在喷流中没有粉料-载体气体和没有线料馈入的情况下，至少可产生8个可见的菱形激波。
47、如权利要求45所述方法，其特征在于：所述可燃混合物以至少大于环境气压两个大气压的压力注入。
48、如权利要求45所述方法，其特征在于：所述喷流有一喷流气体流速，且所述第一包覆流有至少为所述喷流气体流速的10%的燃烧气体流。
49、如权利要求45所述方法，其特征在于：所述喷流有一喷流气流速度，且所述第二包覆流有一其流速至少为所述喷流气体流速的80%的惰性气体流。
50、如权利要求40所述方法，其特征在于：所述第一包覆流有一燃烧气体流速，且所述第二包覆流有一流速约在所述燃烧气体流速的25%至135%之间的惰性气体流。
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