CN1873287B - 在气流中引起涡旋 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于向容器内注入气体的装置。该装置可包括气流导管和位于导管前端部的中心本体。中心本体和气流导管形成环形喷嘴，用于从导管中排出气体。围绕中心本体设置多个流动引导叶片，以便使通过喷嘴的气流产生涡旋。流动引导叶片具有从中心本体向外辐射并且沿着导管延伸的基本直的前端部。流动引导叶片还具有朝向导管前端围绕中心本体螺旋延伸的基本螺旋形的后端部，以及将前端部结合到后端部并且成形为均平滑地合并到前端部和后端部并且在它们之间平滑地且连续地改变形状的过渡部。

Description

在气流中引起涡旋

技术领域

本发明涉及用于在气流中引起涡旋的涡旋诱导器。其特别的，但是并非仅仅的，用于在高温环境下向冶金容器内注入涡旋气流的装置。这种冶金容器例如可以是其中利用直接熔融工艺生产熔融金属的熔炼容器。

背景技术

在以本发明申请人作为申请人的国际专利申请PCT/AU96/00197(WO 96/31627)中描述了一种已知的直接熔融工艺，其使用熔融金属层作为反应介质，并且通常被称为HIsmelt工艺。

在该国际专利申请中描述的HIsmelt工艺包括：

(a)在容器中形成熔融铁和熔渣的熔池；

(b)向该熔池中注入：

(i)含金属供料，通常为金属氧化物；以及

(ii)含碳固体材料，通常为煤，其用作金属氧化物的还原剂以及能源；并且

(c)在金属层中将含金属供料熔炼成金属。

术语“熔炼”在此应该理解为表示其中发生还原金属氧化物的化学反应以生产液态金属的热处理。

HIsmelt工艺还包括二次燃烧反应气体，例如CO和H₂，它们从熔池中释放出来，位于熔池上方空间内且与含氧气体一起，并且将二次燃烧所产生的热量传递到熔池以便对熔炼含金属供料所需的热能做出贡献。

HIsmelt工艺还包括在熔池的标定静止表面上方形成过渡区，其中存在适量的上升的并且随后下降的熔融金属和/或熔渣的微滴或溅液或者液流，它们提供用于将位于熔池上方的二次燃烧反应气体所产生的热能传递到熔池中的有效介质。

在HIsmelt工艺中，通过多个喷管/鼓风口将含金属供料和含碳固体材料注入到金属层中，所述的喷管/鼓风口偏离垂直方向倾斜的设置，以便向下并且向内延伸通过熔炼容器的侧壁并且进入容器的下部区域内，从而将所述固体材料送入容器底部中的金属层内。为了促进容器上部中的反应气体的二次燃烧，通过向下延伸的热空气注入喷管将可以是富含氧气的热气流注入到容器的上部区域内。为了促进容器上部中的反应气体的有效二次燃烧，期望所送入的热空气流以涡旋运动的形式离开喷管。为此，喷管的出口端可以安装内部气流引导件以便使得所述气流产生适当的涡旋运动。容器的上部区域可能达到约2000℃的温度，并且热空气能够以大概1100-1400℃的温度送入喷管内。因此该喷管应该在其内部以及在其外壁上均能够经受极高的温度，特别是在其伸入到容器的燃绕区域内的喷管出口端处。

在本申请人的国际专利申请No.PCT/AU02/00458(WO02/083958)中公开了一种适于将气体注入冶金容器以执行HIsmelt工艺的喷管构造。在该装置中，气体流经气流导管，其中气流导管具有细长中心管状结构，并且多个气流引导叶片围绕该中心管状结构朝向导管的前端设置以便向流经导管的气体赋予涡旋运动。涡旋产生叶片设置在四分头螺旋结构中，其中每个叶片在其整个长度上是螺旋形式的并且旋转180°延伸以便使气流产生显著的涡旋运动。业已发现，这种形式的叶片还赋予气流显著的湍流运动，而所述湍流在实际中将降低所诱导的涡旋程度。根据本发明，涡旋叶片的形状可被改进以便能够诱导具有降低的湍流的涡旋。而且，根据本发明改进叶片的形状还便于对其进行制造。对于例如在HIsmelt工艺中的高温应用，应该利用具有较高熔化温度的材料铸造该叶片，而这种材料难以被模制为复杂的形状。

发明内容

根据本发明，用于向容器内注入气体的装置具有：

从后端向前端延伸的气流导管，在所述前端处从所述导管排出气体；

位于导管的前端区域内并且与之相配合以形成用以从导管排出气体的环形喷嘴的中心本体；以及

围绕中心本体设置的多个流动引导叶片，以便使得通过喷嘴的气流产生涡旋；

其中流动引导叶片具有从中心本体向外辐射并且沿着导管延伸的基本直的前端部、朝向导管前端围绕中心本体螺旋延伸的基本螺旋形的后端部，以及将前端部结合到后端部并且成形为均平滑地合并到前端部和后端部并且在它们之间平滑地且连续地改变形状的过渡部。

叶片的前端部可沿着纵向逐渐减小其厚度，从而从叶片的前缘向叶片的过渡部厚度逐渐增加。

还可沿着从叶片径向向外的方向逐渐降低叶片的厚度。它们例如可以具有基本为梯形的截面形状并且从其底部到顶部逐渐变尖，该顶部比底部更薄。

叶片的径向截面在整个过渡部和后端部上可以是基本恒定的。

可以围绕中心本体沿着周边相间隔地设置四个叶片，以便从前端部开始通过过渡部形成四分头螺旋结构。

叶片的直的前端部可以在低于沿着导管纵向测量的叶片总长度的20％的长度上延伸。可以降低前端部的长度从而仅在相当于叶片总长度的3％-4％的大约20mm的长度上延伸。

叶片的过渡部也可至少在沿着导管长度方向测量的叶片总长度的20％的长度上延伸。

叶片的直的前端部和过渡部可以一起在位于叶片外直径的0.4-0.8倍的范围内的长度上延伸。

各个叶片可以在其前缘和后缘之间以80°-120°范围中的角度旋转。

旋转角度可以大约为90°从而各个叶片在其前缘和后缘之间围绕中心本体延伸大约四分之一个整圈。各个叶片可在其过渡部以10°-20°范围内的角度旋转，并且可在其后端部以60°-80°范围内的进一步的角度旋转。

更具体的，各个叶片可在其过渡部旋转大约13°-14°的角度，并且可在其后端部以76°-77°之间的进一步的角度旋转。

叶片的螺旋部相对于导管的纵向轴线的角度使得能够在从导管排出的气体中产生大小在0.3-07范围内，优选大约为0.5的涡旋。

中心本体可由在气流导管内从其后端到其前端延伸的细长中心管状结构的前端部分形成，并且叶片安装在中心本体上。

叶片可与安装套筒成一体的形成，叶片利用该安装套筒安装在中心本体上。

本发明还涉及一种安装在气流导管内以便使流经其中的气体产生涡旋的气体涡旋诱导器，其包括细长的中心部分和围绕该中心部分设置并且沿其延伸的多个涡旋叶片，其中该涡旋叶片具有从中心部分向外辐射并且沿其笔直延伸的基本直的前端部、围绕中心部分螺旋延伸的基本螺旋形的后端部，以及将前端部结合到后端部并且成形为均平滑地合并到前端部和后端部并且在它们之间平滑地且连续地改变形状的过渡部。

附图说明

为了对本发明进行更充分的解释，将根据如下附图详细描述一个具体实施例，其中：

图1为结合有一对固体物注入喷管和热空气流注入喷管的直接熔融容器的垂直剖面，该热空气流注入喷管结合有根据本发明的涡旋诱导器；

图2为所述热空气注入喷管的纵向截面；

图3是通过喷管中心结构的前部的放大的纵向截面；

图4和5示意了中心结构的前部鼻端结构；

图6是通过中心结构的纵向截面；

图7示出图6的区域8中的细节；

图8是沿着图7中的线8-8的截面；

图9是沿着图7中的线9-9的截面；

图10示意了结合在热空气注入喷管中的涡旋诱导器；

图11和12是图10所示的涡旋诱导器的端视图；

图13是该涡旋诱导器的放大的细节；

图14是通过涡旋诱导器的涡旋叶片的截面；以及

图15示出图10中涡旋诱导器的结构。

具体实施方式

图1图示了适合于在国际专利申请PCT/AU96/00197中所描述的HIsmelt工艺中操作的直接熔融容器。所述冶金容器通常用标号11来表示，并具有：包括由耐火砖构造的基座12和侧部13的炉床；侧壁14，其形成了从所述炉床的侧部13向上延伸的大致为圆柱形的圆筒，且其包括圆筒上部15和圆筒下部16；顶板17；用于排出气体的出口18；用于连续地排放熔融金属的前部炉床19；以及用于排放熔渣的出渣口21。

在使用中，所述容器包含铁和熔渣的熔池，所述熔池包括熔融金属层22和在所述熔融金属层22上的熔渣层23。由数字24标出的箭头显示了金属层22的标定静止表面位置，由数字25标出的箭头显示了熔渣层23的标定静止表面的位置。术语“静止表面”应该理解为当不再向容器内注入气体和固体时的表面。

所述容器安装有热空气注入喷管26和固体注入喷管27(仅示出两个)，所述热空气注入喷管26是向下延伸的并用于将热空气气流传送进入所述容器的上部区域，而固体注入喷管27向下和向内延伸通过侧壁14并进入所述熔渣层23，其用于将铁矿石、固体含碳材料和夹带在贫氧载体气体中的助熔剂注入到金属层22内。所述喷管27的位置这样选择，使得它们的出口端28在所述工艺操作期间位于金属层22的表面的上方。所述喷管的这个位置降低了与熔融金属接触而受损害的危险，也使得可以通过强制式内部水冷却来冷却喷管，而不存在使水与容器里的熔融金属相接触的重大危险。

在图2到15中示意了热空气注入喷管26的结构。如这些图中所示，喷管26包括细长导管31，其通过气体入口结构32接收热空气，并将热空气注入进入容器的上部区域。所述喷管包括细长的中心管状结构33，其在气流导管31内从导管的后端延伸到它的前端。在所述导管的前端附近，中心结构33带有涡旋诱导器90，其包括用于使得离开所述导管的气流产生涡旋的四个涡旋产生叶片91的系列。中心结构33的前端具有圆顶鼻部35，其向前突出到导管31的端头36的外面，使得所述中心本体的前端和所述导管端头联合作用以形成用于来自导管的扩散气流的环形喷嘴，所述扩散气流带有由叶片91所导致产生的涡旋。

在图10到15中示意了涡旋诱导器90的结构。如这些图中所示，该诱导器包括四个叶片91，它们与用作安装套筒的中心管状部分93成一体地形成，利用该安装套筒将涡旋诱导器安装在中心结构33的前端上。该诱导器可由具有较高熔融温度的合金材料模制，例如UMCO 50，按照重量百分比，其含有0.05-0.12％的碳、0.5-1％的硅、最多0.5-1％的锰、0.02％的磷、0.02％的硫、27-29％的铬、48-52％的钴，并且余量基本为铁。这种材料可从多个生产商通过商业途径获得，其名称一般为UMCO 50。

诱导器90的涡旋叶片91具有从中心管状本体93向外辐射并且沿着该本体笔直延伸的基本直的前端部91A、围绕中心管状本体螺旋延伸的螺旋形的后端部91C，以及将前端部91A结合到后端部91C并且成形为均平滑地合并到前端部91A和后端部91C并且在它们之间平滑地且连续地改变形状的过渡部91B。厚度在整个过渡部91B上沿着纵向变小以便厚度从较窄的前缘逐渐增加从而在螺旋形后端部91C的开始处形成整个厚度。该叶片还在厚度上逐渐变小从而沿着径向向外的方向降低厚度并且具有梯形截面，如图14所示。在各个叶片的前缘94处，其形状从厚度为12mm的底部逐渐变窄为厚度为8mm的顶部。通过前端部，底部厚度增加到28mm并且顶部厚度增加到20mm。叶片的径向截面在整个过渡部和后端部91B、91C上保持为恒定。

各个叶片90在其前缘94和后缘95之间以90°的角度旋转。直的前端部91A的长度被减小为大约20mm，该长度可相当于叶片总长度的3-4％，而过渡部91B在叶片总长度的大部分上延伸。具体的，过渡部可至少在沿着管状本体93的长度方向测量的叶片总长度的20％的长度上延伸。业已发现，以如此方式成形的叶片增强了气流的均匀性以便有效地产生涡旋同时降低湍流。从叶片延伸的直的前端部91A将气体围绕中心本体93划分为象限区域(quadrant)从而当气体到达叶片的过渡部时，由于变化的气流方向而形成的任何低压区域不会导致从相邻的气流部分抽吸气体(而当气体进入不具有延伸的直部分和过渡部分的螺旋形涡旋叶片时则可发生这种情况)。

在用于HIsmelt工艺的操作中的一种典型的热空气注入喷管中，气流导管可具有约782mm的直径，并且涡旋叶片91被制成为具有相似的直径从而能够滑动配合到导管中。诱导器90的中心管状本体可以具有约334mm的外直径并且诱导器的总长度可以为745mm。叶片可具有沿着管状本体93的轴向测量约595mm的总长度，并且叶片91的直的部分91A占据约20mm的长度，过渡部91B占据约170mm的长度。叶片的过渡部91B可以旋转13.3°的角度并且螺旋部91C旋转剩下的76.7°以便叶片在其前缘和后缘之间产生90°的旋转角度。本申请人进行的计算机模拟表明，利用这些尺寸，当流速为140,000Nm3/h、温度为1200℃并且轴向速度为300m/s时，能够实现在0.3-0.7的范围内，优选为约0.5的涡旋。

在这方面，利用可从美国新罕布什尔州的Fluent公司获取的计算流体动力学(CFD)软件包FLUENTTM模拟通过涡旋诱导器90的气流的预期涡旋。使用下述公式模拟涡旋：

$S=\frac{1}{r_{\mathrm{lance}}}\frac{\∫\mathrm{uw}{r}^2\mathrm{dr}}{\∫w^2\mathrm{rdr}}$

其中变量“S”是通过喷管的气流的涡旋数，变量“u”表示通过喷管的气流的切向速度，变量“w”表示通过喷管的气流的轴向速度并且变量“r”是涡旋叶片的外直径。

从气体入口32向下游延伸的导管31的主要部分的壁是在内部由水冷却的。所述导管的这个部分包括三个同心钢管37、38、39的系列，它们延伸到所述导管的前端部分，并在此处连接到导管端头36。所述导管端头36是中空环形结构，并且在内部被冷却水冷却，冷却水通过导管31的壁中的通道供给并且返回。具体的，冷却水通过入口41和环形入口歧管42供应给内部环形水流通道43，并通过端头中的沿着周向间隔的开口到达导管端头36的中空内部，所述内部环形水流通道43被限定在所述导管的管道38、39之间。水从所述端头通过沿着周向间隔的开口返回到外部环形返回水流通道44并且向后返回到位于导管31的水冷却部分的后端处的水出口45，所述外部环形返回水流通道44被限定在管道37、38之间。

导管31的水冷却部分在内部装有内部耐火衬垫46，其安装在所述导管的最内侧金属管道39内部并延伸到所述导管的水冷却端头36。导管端头36的内周边基本与所述耐火衬垫的内表面齐平，所述耐火衬垫的内表面限定了用于气体通过所述导管的有效流动通道。所述耐火衬垫的前端具有一个直径稍微减小的部分47，其用于以紧密滑动配合方式容纳涡旋叶片34。从所述部分47向后，所述耐火衬垫的直径稍微变大，以便使得在组装喷管时，中心结构33能够向下插入所述导管，直至涡旋叶片34到达导管的前端，在此处它们被逐渐缩小的耐火平台48引导以便与耐火部分47形成紧密接合，该耐火平台48将叶片定位并且引导到耐火部分47中。

中心结构33的带有涡旋叶片34的前端利用冷却水进行内部水冷却，从喷管的后端至前端通过该中心结构向前供给冷却水，然后冷却水沿着中心结构返回至喷管的后端。这使得冷却水强流直接流到中心结构的前端特别是圆顶鼻部35，在喷管操作时，鼻部35经受非常高的热负荷。

中心结构33包括由多个管段形成的内部和外部同心钢管50、51，所述管段端对端的设置并且焊接在一起。内管50形成中心水流通道52，通过该通道，水从位于喷管后端处的水流入口53向前流经中心结构并且流至中心结构的前端鼻部35处，在所述的两个钢管之间还形成环形的水流返回通道54，经过该通道，冷却水从鼻部35向后通过中心结构并且到达位于喷管后端处的水流出口55。

内部的中心结构33的鼻端35包括内部铜制本体61，本体61安装在也由铜形成的外部圆顶鼻壳62内。内部铜块61形成有中心水流通道63以用于接收来自结构33的中心通道52的水流并且将其导向鼻部的端头。鼻端35形成有突出的肋64，所述肋紧贴的配置在鼻壳62内以在内部部分61与外部鼻壳62之间形成一条连续的冷却水流通道65。如特别由图4和5示出的。所述的肋64如此成形，使得该单独的连续通道65作为由通道段67相互连接的多个环形通道段66的形式延伸，这些通道段67从一个环形段朝向下一个环形段倾斜。由此通道65从鼻部的端头以螺旋形式延伸，该螺旋形式尽管并非为规则的螺旋形，但是仍然沿着鼻部向后盘旋环绕以在鼻部的后端离开并且进入在中心结构33的管道51、52之间形成的环形返回通道内。

冷却水在流经沿着中心结构的鼻端35向后环绕延伸的螺旋通道65的单独连贯水流中的强制流动确保能够产生有效的热去除作用并且可避免在鼻部上形成“过热点(hot spots)”，如果在该鼻部处使得冷却水分成多个单独的液流则可能形成所述的过热点。在所示的布置中，冷却水从进入鼻端35之时开始直至其离开鼻端，被限制为一股单独的液流。

中心结构33设置有外部隔热罩69，以便防止从导管31内的进入热气流到在中心结构33内流动的冷却水产生热交换。如果承受大型熔炼设备中所需的很高的温度和高温气流，则实心的耐火罩仅具有很短的使用寿命。在所示意的构造中，隔热罩69由具有较高熔融温度的合金制成的管状套筒形成。这些套筒端对端的设置以形成围绕空气间隙70的连续的隔热罩，所述空气间隙位于该隔热罩和中心结构的最外管道51之间。特别是该隔热罩可由上述材料UMCO 50的管段制成。该材料提供优良的隔热性但是在高温下热膨胀显著。为了解决该问题，隔热罩的各个管段如图6-9中所示的那样形成和安装以使其能够相互独立的沿着纵向膨胀，同时在任意时刻均保持为基本连续的隔热罩。如在这些图中所示意的，各个套筒安装在装配到中心结构33的外管51的定位带71和板支撑件72上，各个隔热罩管段的后端在73处形成台阶以便装配到板支撑件上，并且具有端部间隙74以允许各个定位带发生独立的纵向热膨胀。也可将抗旋转带75安装到各个套筒以便围绕管道52上的其中一个定位带71安装，从而防止隔热罩套筒发生旋转。

热气体通过气体入口部分32输送到导管31。热气体可以是富氧空气，其通过加热炉以约1200℃的温度供给。该空气流经具有耐火衬垫的导管并且将携带耐火颗粒，如果以高速直接输送到导管31的水冷却主要部分内，所述耐火颗粒将引起严重的腐蚀问题。气体入口32被设计成使得导管能够接收带有耐火颗粒的高速热空气流，同时减小对导管的水冷却部分的损害。入口31包括利用耐磨耐火材料模制成单元并且设置于薄壁外金属罩82内的T形本体81。该本体81形成与导管31中心通道对准的第一管状通道83以及垂直于通道83以便接收从加热炉(未示出)输送的热空气流的第二管状通道84。通道83与导管31的气流通道对准并且通过入口32的耐火连接件86中的中心通道85与之连接。

输送到入口32的热空气流经本体81的管状通道84并且冲击到耐腐蚀的厚耐火本体82的耐磨耐火壁上。然后气流改变方向从而以直角通过T形本体81的通道83以及连接件86的中心通道85并且进入导管的主要部分内。通道83的壁可以沿着向前的流动方向渐缩从而加速进入导管的气流。例如其可以以约7°的夹角渐缩。过渡耐火本体86的厚度逐渐减小以便在一端处匹配耐火本体81的厚壁以及导管31主要部分的薄得多的耐火衬垫48。相应的，水流也通过环形冷却水套87进行冷却，冷却水通过该环形冷却水套循环通过入口88和出口89。中心结构33的后端延伸通过气体入口32的管状通道83。中心结构33的后端从气体入口32向后延伸到水流入口53和出口55，该后端位于将通道83的后端封闭的耐火衬垫插塞91内。

所示意的装置能够将大量热气体在高温下注入冶炼容器26。中心结构33能够将大量冷却水快速地和直接地输送到中心结构的鼻部并且该冷却水以未分股冷却流动方式围绕鼻部的强制流动使得能够从中心结构的前端产生非常高效的除热作用。流向导管端头的独立水流也使得能够在喷管的其它高热负荷部件中有效除热。将热空气流输送到入口内，在其中热空气流在向下流动到导管内之前冲击耐火腔室或通道的厚壁，这样能够使得被耐火颗粒污染的大量空气得到处理，而不会对喷管主要部分中的耐火衬垫和隔热罩造成严重的腐蚀。

业已发现，具有涡旋叶片91的该涡旋诱导器90允许在湍流大大降低的情形下同时产生涡旋，该叶片形成有直的前端部91A和过渡部91B并且以螺旋部终止从而使得叶片仅旋转四分之一圈而非现有装置中的180°的角度。而且，对于铸造而言，该叶片的旋转度越低，其形状复杂度越小，并且它们可以利用具有较高熔融温度的材料例如UMCO 50更加容易地进行制造。

Claims (30)

1.一种用于向容器内注入温度为1200℃的气体的装置，包括：

从后端向前端延伸的气流导管，在所述前端处从所述导管排出气体；

位于导管的前端区域内并且与之相配合以形成用以从导管排出气体的环形喷嘴的中心本体；以及

围绕中心本体设置的多个流动引导叶片，以便使得通过喷嘴的气流产生涡旋；

其中流动引导叶片具有从中心本体向外辐射并且沿着导管延伸的基本直的前端部、朝向导管前端围绕中心本体螺旋延伸的基本螺旋形的后端部，以及将前端部结合到后端部并且成形为均平滑地合并到前端部和后端部并且在它们之间平滑地且连续地改变形状的过渡部，

其中，各个叶片在其前缘和后缘之间以80°-120°范围中的角度旋转。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，叶片的前部沿着纵向厚度逐渐减小，从而朝向叶片的螺旋形的后端部厚度逐渐增加。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，叶片在其整个过渡部上厚度逐渐增加。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，叶片的径向截面在整个螺旋形的后端部上是基本恒定的。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述叶片沿着从叶片径向向外的方向厚度逐渐减小。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，叶片具有基本为梯形的截面形状并且从其底部到顶部逐渐变尖，该顶部比底部更薄。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，围绕中心本体沿着周边相间隔地设置四个叶片，以便从前端部开始通过过渡部形成四分头螺旋结构。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，叶片的直的前端部和过渡部一起在位于叶片外直径的0.4-0.8倍的范围内的长度上延伸。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，各个叶片的旋转角度大约为90°，从而各个叶片在其前缘和后缘之间围绕中心本体延伸大约四分之一个整圈。

10.根据权利要求1或9所述的装置，其特征在于，各个叶片在其过渡部以10°-20°范围内的角度旋转，并且在其后端部以60°-80°范围内的进一步的角度旋转。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，各个叶片在其过渡部旋转大约13°-14°的角度，并且在其后端部以76°-77°之间的进一步的角度旋转。

12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，叶片的直的前端部在小于沿着导管纵向测量的叶片总长度的20％的长度上延伸。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，叶片的过渡部在沿着导管长度方向测量的叶片总长度的至少20％的长度上延伸。

14.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，叶片的螺旋部相对于导管的纵向轴线的角度使得能够在从导管排出的气体中产生在0.3-07范围内的涡旋。

15.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，中心本体由在气流导管内从其后端到其前端延伸的细长中心管状结构的前端部分形成，并且叶片安装在中心本体上。

16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，叶片与安装套筒成一体的形成，叶片利用该安装套筒安装在中心本体上。

17.一种安装在气流导管内以便使流经其中的温度为1200℃的气体产生涡旋的气体涡旋诱导器，包括细长的中心部分和围绕该中心部分设置并且沿其延伸的多个涡旋叶片，其中该涡旋叶片具有从中心部分向外辐射并且沿其笔直延伸的基本直的前端部、围绕中心部分螺旋延伸的基本螺旋形的后端部，以及将前端部结合到后端部并且成形为平滑地合并到前端部和后端部并且在它们之间平滑地且连续地改变形状的过渡部，

其中，各个叶片在其前缘和后缘之间以80°-120°范围中的角度旋转。

18.根据权利要求17所述的气体涡旋诱导器，其特征在于，叶片的前部沿着纵向厚度逐渐减小，从而朝向叶片的螺旋后端部厚度逐渐增加。

19.根据权利要求18所述的气体涡旋诱导器，其特征在于，叶片在其整个过渡部上厚度逐渐增加。

20.根据权利要求17所述的气体涡旋诱导器，其特征在于，叶片的径向截面在整个螺旋后端部上是基本恒定的。

21.根据权利要求17所述的气体涡旋诱导器，其特征在于，所述叶片沿着从叶片径向向外的方向厚度逐渐减小。

22.根据权利要求21所述的气体涡旋诱导器，其特征在于，叶片具有基本为梯形的截面形状并且从其底部到顶部逐渐变尖，该顶部比底部更薄。

23.根据权利要求17所述的气体涡旋诱导器，其特征在于，围绕中心本体沿着周边相间隔地设置四个叶片，以便从前端部开始通过过渡部形成四分头螺旋结构。

24.根据权利要求17所述的气体涡旋诱导器，其特征在于，叶片的直的前端部和过渡部一起在位于叶片外直径的0.4-0.8倍的范围内的长度上延伸。

25.根据权利要求17所述的气体涡旋诱导器，其特征在于，各个叶片的旋转角度大约为90°，从而各个叶片在其前缘和后缘之间围绕中心本体延伸大约四分之一个整圈。

26.根据权利要求25所述的气体涡旋诱导器，其特征在于，各个叶片在其过渡部以10°-20°范围内的角度旋转，并且在其后端部以60°-80°范围内的进一步的角度旋转。

27.根据权利要求17所述的气体涡旋诱导器，其特征在于，叶片的直的前端部在小于沿着细长的中心部分测量的叶片总长度的20％的长度上延伸。

28.根据权利要求27所述的气体涡旋诱导器，其特征在于，叶片的过渡部至少在沿着细长的中心部分测量的叶片总长度的20％的长度上延伸。

29.根据权利要求17所述的气体涡旋诱导器，其特征在于，叶片与诱导器的细长的中心部分成一体的形成。

30.根据权利要求17所述的气体涡旋诱导器，其特征在于，细长的中心部分是圆柱形的。

Images