保护气体引导到通道176的一侧。然后，保护气体在风嘴腔室168的外边缘附近离开通道。
[0041]图10是根据本发明另一个实施例构造的等离子体焰炬组件190的一部分的示意性截面图。等离子体焰炬194的端部192定位成通过喷嘴200沿着风嘴腔室198的中心轴线196引导过热气体羽流。保护气体入口组件202构造成用以沿轴向方向将保护气体引导到风嘴腔室中。保护气体入口组件202包括气室204和环绕等离子体焰炬的一部分的通道206。喷射到腔室206中的保护气体通过凸缘210与等离子体焰炬之间的圆形(或环形)间隙208离开，以沿平行于中心轴线的方向并围绕来自等离子体焰炬喷嘴的过热气体羽流引导保护气体。
[0042]图11是根据本发明另一个实施例构造的等离子体焰炬组件220的一部分的示意性截面图。等离子体焰炬224的端部222定位成通过喷嘴230沿着风嘴腔室228的中心轴线226引导过热气体羽流。保护气体入口组件232构造成用以将保护气体引导到风嘴腔室中以生成保护气体轴向流。保护气体入口组件232包括气室234和环绕等离子体焰炬的一部分的通道236。喷射到通道236中的保护气体通过凸缘240与保护气体入口组件的边缘之间的圆形间隙238离开，以沿平行于中心轴线的方向并围绕来自等离子体焰炬喷嘴的过热气体羽流引导保护气体。气室引导保护气体沿着风嘴腔室228的外边缘进入到风嘴腔室228的一侧。在本实施例中，凸缘240和通道236的边缘均包括斜表面。
[0043]虽然图8-11的实施例示出了沿轴向方向在风嘴腔室中喷射保护气体的结构，但是，应当理解，可以对这些实施例进行各种变型以提供保护气体的旋流或螺旋流。例如，气室144、174和204可以定位成在偏离风嘴腔室的中心轴线的方向上将保护气体引导到通道中，由此在进入风嘴腔室时建立保护气体的旋流。偏移气室示出在图12中，如下所述。在其他的实施例中，可以添加另外的结构以形成保护气体的切向流或螺旋流。例如，图5或7中的结构的各部分可以添加到图8-11的实施例中，以建立保护气体的切向流或螺旋流。
[0044]图12是根据本发明另一个实施例构造的等离子体焰炬组件250的一部分的示意性截面图。等离子体焰炬254的端部252定位成通过喷嘴260沿着风嘴腔室258的中心轴线256引导过热气体羽流。保护气体入口组件262构造成用以在轴向和切向两个方向上将保护气体引导到风嘴腔室中。保护气体入口组件262包括气室264和环绕等离子体焰炬的一部分的通道266。喷射到通道266中的保护气体通过叶片组件268离开。叶片组件将保护气体引导到风嘴腔室258中。叶片组件中的叶片可以定向成使保护气体轴向地流过和/或螺旋地流过风嘴腔室。气室沿着风嘴腔室258的外边缘引导保护气体，以建立保护气体的旋流。在一些实施例中，叶片组件可以是能互换的独立部件。这将提供允许改变叶片角度的几种选择。叶片组件可以根据预期的保护流量进行安装(即，低保护气流量可能比高保护气流量要求更多的轴向流动)。
[0045]图13是根据本发明另一个实施例构造的等离子体焰炬组件280的一部分的示意性截面图。等离子体焰炬284的端部282定位成通过喷嘴290沿着风嘴腔室288的中心轴线286引导过热气体羽流。保护气体入口组件292构造成用以在轴向和切向两个方向上将保护气体引导到风嘴腔室中。保护气体入口组件292包括环绕等离子体焰炬的一部分的两个通道294、296。例如通过与图3中的气室80相类似的气室喷射到一个通道294中的保护气体经由等离子体焰炬与凸缘300之间的圆形(或环形)间隙298离开。通过气室302喷射到另一个通道296中的保护气体经由圆形(或环形)间隙304离开通道296，以建立保护气体的旋流。这一部分的保护气体随后沿腔室288的外边缘流动。
[0046]图14是根据本发明另一个实施例构造的等离子体焰炬组件310的一部分的示意性截面图。等离子体焰炬314的端部312定位成通过喷嘴320沿着风嘴腔室318的中心轴线316引导过热气体羽流。保护气体入口组件322构造成用以在轴向和切向两个方向上将保护气体引导到风嘴腔室中。保护气体入口组件322包括环绕等离子体焰炬的一部分的两个通道324、326。例如通过气室328喷射到一个通道324中的保护气体经由等离子体焰炬与凸缘332之间的圆形(或环形)间隙304离开。通过气室334喷射到另一个通道326中的保护气体经由圆形(或环形)间隙336离开通道326，以建立保护气体的旋流。这一部分的保护气体随后沿风嘴腔室318的外边缘流动。
[0047]图15是根据本发明另一个实施例构造的等离子体焰炬组件340的一部分的示意性截面图。等离子体焰炬344的端部342定位成通过喷嘴350沿着风嘴腔室348的中心轴线346引导过热气体羽流。保护气体入口组件352构造成用以在轴向和切向两个方向上将保护气体引导到风嘴腔室中。保护气体入口组件352包括环绕等离子体焰炬的一部分的两个通道354、356。通过气室358喷射到一个通道354中的保护气体经由围绕等离子体焰炬的多个通道360离开。通过气室362喷射到另一个通道356中的保护气体经由圆形间隙364离开通道356，以建立保护气体的旋流。护罩366从等离子体焰炬的端部延伸，至少在腔室348的一部分上将两股保护气流分开。在一个示例中，护罩可以具有大体圆柱形的形状。在另一个示例中，护罩可以具有大体截锥形的形状。
[0048]图16是包括风嘴370的实施例的各部分的示意性分解图，风嘴370可以安装在反应器容器10的壁中并限定腔室372。在各个实施例中，所述腔室可以具有形成圆柱形或截锥形开口的管状或锥形内表面。等离子体焰炬可以构造成用以在沿腔室的中心轴线374的方向上引导过热气体羽流。该腔室开口在垂直于中心轴线的平面中可以具有圆形横截面。保护气体入口组件376构造成用以围绕来自等离子体焰炬的过热气体输送低温气体(即，保护气体)。保护气体入口组件的第一部分(或子组件)378包括气室380，所述气室380联接至位于延伸构件384周围的开口 382。等离子体焰炬的喷嘴可以定位在延伸构件中，并构造成用以在沿腔室的中心轴线374的方向上引导过热气体羽流。保护气体可以如箭头386所示被喷射到气室中。然后，该保护气体流过这些通道，沿着第一螺旋形路径围绕来自等离子体焰炬的过热气体行进通过风嘴腔室。保护气体入口组件的第二部分(或子组件)388包括螺旋形通道390。喷射到第二部分的气室392中的保护气体沿着第二螺旋形路径围绕来自等离子体焰炬的过热气体行进通过腔室。在该实施例中，保护气体沿着两个相反的螺旋形路径行进通过风嘴腔室。保护气体从通道390喷射到延伸构件384与等离子体焰炬喷嘴之间的部分。来自子组件378的气体沿着延伸构件384的外部喷射。延伸构件384使这两股旋流分开。在延伸构件之外的区域，两股流束的混合将取决于它们的动量和旋流数的比值。
[0049]在其他的实施例中，另外的保护气流可以沿着腔室的长度间隔地沿切向和/或沿轴向引入。这可以借助于嵌入在风嘴的耐火材料中的通路(或管道)完成。一个示例是在每12英寸的腔室长度上引入另外的保护气流。这种另外的保护气流可以沿着风嘴的长度保持恒速的螺旋运动，否则就将出现最终的螺旋运动破坏并导致过热气流冲击腔室壁。
[0050]保护气体喷嘴可以轴向分布在风嘴腔室的整个长度上，以便喷射单一组成或变化组成的保护气体。图17是流体冷却的风嘴组件400的一部分的截面图。图18是图17中的风嘴沿线18-18截取的截面图。风嘴402可以如其他实施例所示安装在反应器容器的壁上并限定腔室404。在各个实施例中，所述腔室可以具有形成圆柱形或截锥形开口的管状或锥形内表面。等离子体焰炬可以构造成用以沿腔室的中心轴线406的方向引导过热气体羽流。腔室开口在垂直于中心轴线的平面中可以具有圆形横截面。具有多个冷却剂管408的冷却套可以嵌入到风嘴中并构造成用以绕腔室404延伸。冷却剂管408可以连接至冷却剂入口 410和冷却剂出口 412。一个或多个保护气体入口组件416可以沿着风嘴定位在轴向间隔开的位置处。保护气体入口组件416包括多个管道、通道或开口 418，所述多个管道、通道或开口 418邻近风嘴的壁定位，并定向成将保护气体切向地喷射到风嘴腔室中。
[0051]在另一个实施例中，风嘴可以利用冷却流体例如空气、氧气、蒸气或CO2冷却，并且冷却流体可以用作工艺气体。冷却流体的一部分或全部可以在风嘴的出口处释放到工艺中。该流体可能被要求作为工艺气体(例如，用于在焦床内经由碳-蒸气反应实现总体温度适中的蒸气，用于气化/燃烧的氧气，或用于在焦床内进行Boudouard逆反应的CO2)。通