[发明专利]龙卷风发生器及其场效应供风方法

说明书

本发明是冶金熔炼生产中一种需要压力供风的设备及使用该设备所产生的龙卷风场效应供风方法。

经检索专利文献，在C21    B7/16SU    1018973文件中介绍的一种提高熔炼效率的供风方法，是通过炉底形成螺旋运动的气流而增加风力，而取得的。这种装置是由风口安装角度的方法，使喷出的气流直达氧化带。该装置的缺点在于每一个送风口喷出的气流都是直线吹入的气流束，在还没能组合成旋转气流之前，就已经减速并受到焦炭的阻隔，在炉内不能按需要形成旋转气流，就有相当多的气流已是紊流状态。因此，在整体上不能形成本发明所述的龙卷风场效应以强化燃烧效果。

又在C21    B7/16    SD975804    5800050的文件中所述的一种高炉风口其结构特点是风口的出风口是成两个八字形的导管，其风口的中心线与通道成一定角度。这种风口送入的风，可以改善与炉渣接触善状况，提高热效率，如果八字形导管一边失效，另一边继续供风便于维修。其不足之处同样是在炉膛内的供风气流不能形成整体龙卷风场效应以强化燃烧效果。

又在本人申请的87208734.4文件中提出的“旋风发生装置”，其主要结构由内套，外套;外套上有切向进风口，气流可以在内外套之间的环状空腔形成旋转气流，内套中心设有直风进风孔，送入直线型气流;两股气流同时由喷嘴射入炉内。由于每股气流正对炉心，所以不能形成旋风场效应。另外由于结构上的缺陷，进入的气流不能预先切向导入，中心气流即微弱又不能旋转，降低了气流贯穿，冲击，剥离性能，也不能随机调整供风的风量和风压。

为了克服原有技术的缺陷，本发明的目的是为冶金炉特别是铸造冲天炉提供一种“龙卷风发生器”的供风设备和“龙卷风场效应供风方法”。

本发明的设计思想是使直线运动的气流转变成旋转运动的气流。即在通风管道的横截面上，使气流形成有序的旋转运动。其特点：半径大处角速度小，压力大;半径小处角速度大，压力小;同时越是趋向中心，轴向速度越大，从而形成一股旋转的向心的气流束-人造龙卷风。

本发明的技术措施：

龙卷风发生器的特征是外套（5）偏心安装在内设阻流板（14）的蜗壳（4）内，蜗壳上有进风口接通风管（3），风管接通风箱（15），蜗壳的后端与端盖座（2）联接;在外套（5）的厚壁上沿圆周设有若干个（排）切向的前倾的进风口（12），通入外套（5）与内套（6）之间的环状空腔和外锥套（9）与内锥套（8）之间的锥环状空腔;在外套（5）的前端安装着外锥套（9）和锥形喷嘴（10）;在内套（6）的中心有观察孔（13），在其前端安装着螺旋导流体（7）和内锥套（8）;通过内套（6）与端盖座（2）的螺纹联接，可前后移动内套（6）及其前端的螺旋导流体（7）和内锥套（8）。

龙卷风场效应供风方法的特征是将龙卷风发生器安装在外壁（11）的进风口上，使其轴心线水平方向切向同一假想园，并下倾一定的角度伸入炉壁内。发生器轴心线与假想园相切的切线和对炉心的中心线形成的切向角＜α在0-45°内选值，下倾角＜β在0-20°内选值。每排若干个龙卷风发生器都以相同的切向角射入炉内，组合成龙卷风场效应供风方法。

龙卷风发生器及其场效应供风方法的运行过程的机理和优点如下：

气流由风箱经风管进入蜗壳腔内增压，再经外套上的切向进风口，使气流的内外套之间的环状空腔和内外锥套之间的锥环状空腔加速旋转前进。并在前方形成一定的中心真空度;另一部分气流经螺旋导流体的螺旋槽和内锥套的内表面进一步强化旋转前进，并在前方真空度的作用下增强了轴向速度。这时两股气流组合成具有强大贯穿，冲击和剥离性能的人造龙卷风以强化底焦的燃烧。并在观察孔中形成一定的负压，避免了气流向后外冲的现象。由于内套与端盖座螺纹联接，可以前后移动内套及其前端安装的螺旋导流体和内锥套，因此可以随机调整供风的风量和风压。若干股龙卷风都以相同的切向角和下倾角射入炉内，组合成龙卷风场效应供风方法，使气流在炉膛内作一定程度的旋转运动。因此减少了相邻两个风口之间的死角和炉心的死区，使底焦全面的强化燃烧。同时略作旋转运动的热气流降低了上升的速度，增加了热气流和下落的铁水滴之间的热交换能力。

本发明附图如下：

图1是龙卷风发生器结构示意图;

图2是图1的横剖面图;

图3是图1的局部剖面图;

图4是龙卷风场效应供风方法的示意图;

图5是图4的横剖面图。