(57)【要約】【課題】通常の操業条件では確実に逆火等の心配がなく、安全性の高いフラーレン類の製造用バーナー装置及びこれを用いたフラーレン類の製造方法を提供する。【解決手段】酸素含有ガスと炭素含有燃料ガスとを反応炉１１内に供給し、反応炉１１内でこれらを不完全燃焼させてフラーレン類を製造するのに使用するバーナー装置１０及びこれを用いたフラーレン類の製造方法であって、炭素含有燃料ガスと酸素含有ガスとが独立したガス通路で反応炉１１に供給されて、これらのガスの混合は反応炉１１内で行われ、しかも、炭素含有燃料ガス及び酸素含有ガスのいずれか一方又は双方のガス噴出部１２、１３に多孔質材が使用されている。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素含有ガスと炭素含有燃料ガスとを反応炉内に供給し、該反応炉内でこれらを不完全燃焼させてフラーレン類を製造するのに使用するバーナー装置であって、
前記炭素含有燃料ガスと前記酸素含有ガスとが独立したガス通路で前記反応炉に供給されて、しかも、前記炭素含有燃料ガス及び前記酸素含有ガスのいずれか一方又は双方のガス噴出部に多孔質材が使用されていることを特徴とするフラーレン類の製造用バーナー装置。
【請求項２】
酸素含有ガスと炭素含有燃料ガスとを反応炉内に供給し、該反応炉内でこれらを不完全燃焼させてフラーレン類を製造するのに使用するバーナー装置であって、
前記炭素含有燃料ガスと前記酸素含有ガスとが独立したガス通路で前記反応炉に供給されて、しかも、前記炭素含有燃料ガス及び前記酸素含有ガスのいずれか一方のガス噴出部Ａは実質的に平面状となって、前記炭素含有燃料ガス及び前記酸素含有ガスのいずれか他方のガス噴出部Ｂは、多孔質材の管からなって前記ガス噴出部Ａの直上に折り曲げ形成されていることを特徴とするフラーレン類の製造用バーナー装置。
【請求項３】
酸素含有ガスと炭素含有燃料ガスとを反応炉内に供給し、該反応炉内でこれらを不完全燃焼させてフラーレン類を製造するのに使用するバーナー装置であって、
前記炭素含有燃料ガスと前記酸素含有ガスとが独立したガス通路で前記反応炉に供給されて、前記炭素含有燃料ガス及び前記酸素含有ガスのいずれか一方のガス噴出部Ａは実質的に平面状となって、前記炭素含有燃料ガス及び前記酸素含有ガスのいずれか他方のガス噴出部Ｂは、多孔質材の管からなりしかも全体として櫛歯状となって、前記ガス噴出部Ａの直上に配置されていることを特徴とするフラーレン類の製造用バーナー装置。
【請求項４】
請求項３記載のフラーレン類の製造用バーナー装置において、前記ガス噴出部Ｂは、対向する２つの櫛歯状となって、しかも、この対向する櫛歯状のガス噴出部Ｂのそれぞれ櫛歯部は隙間を有して隣り合って配置されていることを特徴とするフラーレン類の製造用バーナー装置。
【請求項５】
酸素含有ガスと炭素含有燃料ガスとを反応炉内に供給し、該反応炉内でこれらを不完全燃焼させてフラーレン類を製造するのに使用するバーナー装置であって、
前記炭素含有燃料ガスと前記酸素含有ガスとが独立したガス通路で前記反応炉に供給されて、それぞれの櫛歯部が隣合って配置される対となる櫛歯状のガス噴出部を有し、その内の一方に前記酸素含有ガスが供給され、他方に前記炭素含有燃料ガスが供給されていることを特徴とするフラーレン類の製造用バーナー装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のフラーレン類の製造用バーナー装置において、少なくとも一方のガス通路の元側には、一定の容積を有する均圧室が設けられていることを特徴とするフラーレン類の製造用バーナー装置。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のフラーレン類の製造用バーナー装置において、前記多孔質材には焼結合金が使用されていることを特徴とするフラーレン類の製造用バーナー装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のフラーレン類の製造用バーナー装置を用いて、前記反応炉内で前記炭素含有燃料ガスと前記酸素含有ガスとを供給し、これらを反応させてフラーレン類を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フラーレン類（Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８４を含む）の製造用バーナー装置及びこれを用いたフラーレン類の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フラーレンは、ダイヤモンド、黒鉛に次ぐ第三の炭素同素体の総称であり、Ｃ６０、Ｃ７０等に代表されるような５員環と６員環のネットワークで閉じた中空殻状の炭素分子である。フラーレンの存在が最終的に確認されたのは比較的最近の１９９０年のことであり、比較的新しい炭素材料であるが、その特殊な分子構造ゆえ特異的な物理的性質を示すことが認められ、例えば以下のような広範囲な分野に渡り、革新的な用途開発が急速に展開されつつある。
（１）超硬材料への応用
フラーレンを前駆体とすることで微細結晶粒子をもつ人工ダイヤモンド等の精製が可能となるため、付加価値のある耐摩耗材料への利用が期待されている。
（２）医薬品への応用
フラーレン薄膜に金属カリウムをドープすると１８Ｋという高い転移温度を持つ超伝導材料を作り出すことができることが発見され、多方面から注目を集めている。
（３）半導体装置への応用
レジストにＣ６０を混ぜることでレジスト構造がより一層強化されることを利用し、次世代半導体製造への応用が期待されている。
各種炭素数のフラーレンの中でも、Ｃ６０及びＣ７０は比較的合成が容易であり、それゆえ今後の需要も爆発的に高まることが予想されている。
【０００３】
現在知られているフラーレンの製造方法としては、レーザー蒸着法、抵抗加熱法、アーク放電法、高周波誘導加熱法、燃焼法、ナフタリン熱分解法等があるが、燃焼炉中でヘリウム等の不活性ガスと酸素との酸素含有ガスと、ベンゼン、トルエン等の炭化水素原料とを不完全燃焼させる燃焼法が比較的製造コストが安価である。
この燃焼法の代表的な装置を図５に示すが、反応炉７０の底部にフラーレン類の製造用バーナー装置７１が設けられている。このバーナー装置７１は、底部に炭素含有燃料ガスと酸素含有ガスとのプリミックス室７２を有し、この部分から多数の噴出ノズル７３を介して反応炉７０中に酸素含有ガスと炭素含有燃料ガスとの混合ガスを供給し、反応炉７０内で減圧下の炭素含有燃料ガスの不完全燃焼を図り、フラーレン類を製造している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように炭素含有燃料ガスと酸素含有ガスとのプリミックスを行うと、逆火が起こり易く、結果として、バーナー（即ち、ノズル）からの吹き出し速度は、逆火が起こらない一定流速以上の高流速となるが、フラーレン類の製造にあっては、ガスの流れが高速、即ちガスが乱流状態になるとカーボンブラックの発生が多くなってフラーレン類の生成比率が減少する傾向にあるという問題がある。
更には、反応炉を止める場合にも、炭素含有燃料ガスと酸素含有ガスとを同時に止めると、プリミックス室７２内に逆火するので、炭素含有燃料ガスや酸素含有ガスに窒素ガスを徐々に混ぜて、炭素含有燃料ガスと酸素含有ガスとの比率が爆発限界から外れるようにして鎮火する必要があり、極めて操作が複雑になるという問題があった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、通常の操業条件では確実に逆火等の心配がなく、安全性の高いフラーレン類の製造用バーナー装置及びこれを用いたフラーレン類の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う第１の発明に係るフラーレン類の製造用バーナー装置は、酸素含有ガスと炭素含有燃料ガスとを反応炉内に供給し、該反応炉内でこれらを不完全燃焼させてフラーレン類を製造するのに使用するバーナー装置であって、前記炭素含有燃料ガスと前記酸素含有ガスとが独立したガス通路で前記反応炉に供給されて、しかも、前記炭素含有燃料ガス及び前記酸素含有ガスのいずれか一方又は双方のガス噴出部に多孔質材が使用されている。これによって、酸素含有ガスと炭素含有燃料ガスは事前にプリミックスされないので、逆火の恐れがない。炭素含有燃料ガス及び酸素含有ガスのいずれか一方又は双方のガス噴出部に多孔質材が使用されているので、多孔質材から排出されるガスはより均等に反応炉内に噴出され、他方のガスとより均等に反応する。
【０００６】
第２の発明に係るフラーレン類の製造用バーナー装置は、酸素含有ガスと炭素含有燃料ガスとを反応炉内に供給し、該反応炉内でこれらを不完全燃焼させてフラーレン類を製造するのに使用するバーナー装置であって、前記炭素含有燃料ガスと前記酸素含有ガスとが独立したガス通路で前記反応炉に供給されて、しかも、前記炭素含有燃料ガス及び前記酸素含有ガスのいずれか一方のガス噴出部Ａは実質的に平面状となって、前記炭素含有燃料ガス及び前記酸素含有ガスのいずれか他方のガス噴出部Ｂは、多孔質材の管からなって前記ガス噴出部Ａの直上に折り曲げ形成されている。
第３の発明に係るフラーレン類の製造用バーナー装置は、酸素含有ガスと炭素含有燃料ガスとを反応炉内に供給し、該反応炉内でこれらを不完全燃焼させてフラーレン類を製造するのに使用するバーナー装置であって、前記炭素含有燃料ガスと前記酸素含有ガスとが独立したガス通路で前記反応炉に供給されて、前記炭素含有燃料ガス及び前記酸素含有ガスのいずれか一方のガス噴出部Ａは実質的に平面状となって、前記炭素含有燃料ガス及び前記酸素含有ガスのいずれか他方のガス噴出部Ｂは、多孔質材の管からなりしかも全体として櫛歯状となって、前記ガス噴出部Ａの直上に配置されている。
第２、第３の発明に係るフラーレン類の製造用バーナー装置は、酸素含有ガスと炭素含有燃料ガスは事前にプリミックスされないので、逆火の恐れがない。そして、ガス噴出部Ｂから噴出されたガスは、その直下にあるガス噴出部Ａからのガスと混合し、炭素含有燃料ガスと酸素含有ガスとの反応が行われる。
【０００７】
第４の発明に係るフラーレン類の製造用バーナー装置は、第３の発明に係るフラーレン類の製造用バーナー装置において、前記ガス噴出部Ｂは、対向する２つの櫛歯状となって、しかも、この対向する櫛歯状のガス噴出部Ｂのそれぞれ櫛歯部は隙間を有して隣り合って配置されている。
第５の発明に係るフラーレン類の製造用バーナー装置は、酸素含有ガスと炭素含有燃料ガスとを反応炉内に供給し、該反応炉内でこれらを不完全燃焼させてフラーレン類を製造するのに使用するバーナー装置であって、前記炭素含有燃料ガスと前記酸素含有ガスとが独立したガス通路で前記反応炉に供給されて、それぞれの櫛歯部が隣合って配置される対となる櫛歯状のガス噴出部を有し、その内の一方に前記酸素含有ガスが供給され、他方に前記炭素含有燃料ガスが供給されている。これによって、第１〜第３の発明と同様、逆火の恐れがない。
【０００８】
第６の発明に係るフラーレン類の製造用バーナー装置は、以上の第１〜第５の発明に係るフラーレン類の製造用バーナー装置において、少なくとも一方のガス通路の元側には、一定の容積を有する均圧室が設けられている。これによって、均圧室が設けられているガス噴出口から噴き出すガスの均一化を行うことができる。
第７の発明に係るフラーレン類の製造用バーナー装置は、第１〜第４の発明に係るフラーレン類の製造用バーナー装置において、前記多孔質材には焼結合金が使用されている。なお、焼結合金は耐熱温度が５００℃以上、中でも好ましくは８００℃以上、更に好ましくは１０００℃以上である材料を使用するのがよい。
そして、第８の発明に係るフラーレン類の製造方法は、第１〜第７の発明に係るフラーレン類の製造用バーナー装置を用いて、前記反応炉内で前記炭素含有燃料ガスと前記酸素含有ガスとを供給し、これらを反応させてフラーレン類を製造するので、逆火等の心配がない。
なお、以上の発明においては、上及び下を含む用語（例えば、上部、直下等）は必ずしも鉛直方向を基準にして上下を定めるものではなく、対象物を水平状態に置いた場合のその取付け位置の関係を示すものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１（Ａ）は本発明の第１の実施の形態に係るフラーレン類の製造用バーナー装置の平面図、（Ｂ）は同部分断面図、図２（Ａ）は本発明の第２の実施の形態に係るフラーレン類の製造用バーナー装置の平面図、（Ｂ）は同部分断面図、図３（Ａ）は本発明の第３の実施の形態に係るフラーレン類の製造用バーナー装置の平面図、（Ｂ）は同部分断面図、（Ｃ）及び（Ｄ）は変形例に係るガス噴出部の断面図、図４（Ａ）は本発明の第４の実施の形態に係るフラーレン類の製造用バーナー装置の部分断面図、（Ｂ）は同平面図である。
【００１０】
図１（Ａ）、（Ｂ）に示す本発明の第１の実施の形態に係るフラーレン類の製造用バーナー装置及びこれを用いたフラーレン類の製造設備について説明する。
このフラーレン類の製造用バーナー装置１０は、反応炉１１の底部に実質的に平面状となった酸素含有ガスのガス噴出部１２と、その直上に折れ曲がった配管からなる炭素含有燃料ガスのガス噴出部１３とを備えて構成される。酸素含有ガスのガス噴出部１２はこの実施の形態では均圧室１４の上に多孔質材の一例である焼結合金からなる多孔質板１５が載置されて構成されている。多孔質板１５は下部（ガス通路の元側）の一定の容積を有する均圧室１４から送られるガスに対して通過抵抗を与え、多孔質板１５の表面から均等にガスが噴き出る構造となっている。従って、多孔質板１５はある程度のガス通過抵抗を有することが必要であり（好ましくは１０〜３００ｔｏｒｒ）、通過抵抗が大きい場合にはガスはより均等に噴出するが、圧力損失が大きくなってエネルギーロスがある。多孔質板１５の通過抵抗が小さい場合には、その表面（即ち、ガス噴出部１２）からガスが噴出しない。この実施の形態では多孔質板１５は焼結合金によって構成したが、各気泡が連通する多孔質セラミックによって構成することも可能であるし、場合によっては、１枚又は複数枚重ねたパンチングメタルや金網によって構成してもよい（以下の実施の形態においても同じ）。なお、一定の容積とは、５〜６０秒の間に吐出するガスを貯える程度の容積をいう。
【００１１】
炭素含有燃料ガスのガス噴出部１３は、焼結合金によって構成された多孔質材の折れ曲がった配管（以下、屈曲管１６という）によって構成されている。この屈曲管１６はその両端に炭素含有燃料ガスの供給部を有し、それぞれの供給部は、図１（Ｂ）に示すように、一つの炭素含有燃料ガスの供給元管１８の各枝管（例えば、ステンレス管からなる）１９に差し込み構造によって連結されている。この屈曲管１６も一定の通過抵抗を有することを必要とし、その圧力損失を例えば、１０〜３００ｔｏｒｒとするのが好ましい。なお、この炭素含有燃料ガスは一般にトルエンやベンゼン等の燃料をガス化する必要があるので、内部に更に熱媒等の循環パイプを設けてもよい。
【００１２】
更には、この実施の形態においては、屈曲管１６に接続される枝管１９は均圧室１４を上下に貫通しているが、炉壁２０を貫通させることもでき、これによって、配管構造が単純化される。なお、屈曲管１６の直径は任意であり、反応炉１１の大きさによって決定されるが、その直径が１０〜１００ｍｍの間から選定されるのが好ましい。また、この実施の形態では屈曲管１６の断面は円形であったが、その断面形状は任意であり、例えば、断面が楕円、卵形、角が丸くなっている矩形あるいはその他の多角形等であってもよい。更には、この実施の形態においては、屈曲管１６は２本あるが、１本あるいは３本以上で構成することもできる。また、屈曲管１６の材質はある程度強度を有するセラミックによって構成することもできるし、通常の耐熱性の金属（例えば、ステンレス、インコネル、ハステロイ）のパイプに多数の小径貫通孔を設けて構成することもできるし、積層されたパンチングメタルや網状物をパイプ状にして構成することも当然できる（以下の実施の形態においても同じ）。使用にあっては、炉壁２０を貫通する供給元管１４ａから酸素含有ガスの供給を均圧室１４が受けてガス噴出部１２から酸素含有ガスを噴き出し、ガス噴出部１３から炭素含有燃料ガスを噴き出し、これらを減圧下で不完全燃焼させてフラーレン類を製造する。ガス噴出部１２、１３は独立しているので、通常の操業では逆火の恐れはなく安全に操業できる。
【００１３】
続いて、図２（Ａ）、（Ｂ）に示す本発明の第２の実施の形態に係るフラーレン類の製造用バーナー装置２１について説明するが、前記した実施の形態と同一の構成要素は同一の番号を付してその詳しい説明を省略する（以下の実施の形態においても同じ）。このフラーレン類の製造用バーナー装置２１は、平板状の酸素含有ガスのガス噴出部１２と、その直上に多孔質材の管からなる櫛歯状の炭素含有燃料ガスのガス噴出部２２、２３とを備えて構成される。ガス噴出部２２、２３は、それぞれの櫛歯部２４、２５が一定の隙間（例えば、５〜１００ｍｍ）を有して噛合状態で配置され、ガス噴出部１２から噴出される酸素含有ガスと、対向する櫛歯状のガス噴出部２２、２３から噴出する炭素含有燃料ガスとが混じりあうようになっている。
【００１４】
前記した櫛歯状のガス噴出部２２、２３は、前記実施の形態に係るガス噴出部１３と同様、通気性を有する焼結合金、多孔質セラミック、多層のパンチングメタルや網状物で構成してもよく、何れの場合であっても適当な通過抵抗を持たせておくことが肝要である。各櫛歯部２４、２５は供給元管２６に接続され、供給元管２６は炉壁２０を貫通している。
この実施の形態においても、ガス噴出部１２から酸素含有ガスを噴き出し、ガス噴出部２２、２３から炭素含有燃料ガスを噴き出すことによって、反応炉１１内でこれらのガスが混ざり、減圧下で不完全燃焼してフラーレン類が製造され、通常の煤と同様、気流によって流れ、例えば、バッグフィルター等で回収され、フラーレン類が他の炭素成分と物理的及び化学的性質が異なることを利用して分離精製される。
【００１５】
次に、図３（Ａ）、（Ｂ）に示す本発明の第３の実施の形態に係るフラーレン類の製造用バーナー装置２７について説明する。
このフラーレン類の製造用バーナー装置２７は、フラーレン類の製造装置を構成する反応炉２８の下部に設けられているそれぞれ櫛歯状のガス噴出部２９とガス噴出部３０とを有している。各ガス噴出部２９、３０の櫛歯部３１、３２は直径が例えば、１０〜１００ｍｍ程度で、隣り合って配置されたその隙間は例えば５〜５０ｍｍ程度となって、この実施の形態では多孔質材の焼結合金によって構成されている。そして、ガス噴出部２９から酸素含有ガスが、ガス噴出部３０からは炭素含有燃料ガスが噴き出るようになっている。それぞれの櫛歯部３１、３２は供給元管３３、３４に接続され、酸素含有ガス及び炭素含有燃料ガスの配管３５、３６にそれぞれ接続されている。
反応炉２８の下部は逆円錐台状になって、上部から落下するフラーレン類、煤等が底部に溜まり、回収が容易な構造となっている。
【００１６】
従って、このフラーレン類の製造用バーナー装置２７においては、櫛歯状のガス噴出部２９、３０からそれぞれ酸素含有ガス及び炭素含有燃料ガスを噴出すると、減圧された反応炉２８内でこれらが不完全燃焼し、フラーレン類が製造される。製造されたフラーレン類は減圧ポンプによって引かれて上方の配管から外部に排出されるが、その一部は落下し、反応炉２８の底部に溜まる。ガス噴出部２９、３０の表面からはガスが噴き出ているので、この部分に煤等は多量には堆積しないが、更に櫛歯状のガス噴出部の上に煤等の堆積を積極的に防止する場合には、例えば、図３（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、上部断面の傾斜を急勾配にしたガス噴出部３７、３８を使用するのが好ましい。
この実施の形態においては、櫛歯部３１、３２及びこれに連接される供給元管３３、３４を多孔質材の焼結合金によって構成したが、多孔質のセラミックやその他の金属材料によって構成することもできる。
また、この実施の形態において、櫛歯部３１、３２及び供給元管３３、３４が反応炉２８内に入っているが、櫛歯部３１、３２のみを反応炉２８内に収納することもできる。この場合、反応炉２８外の供給元管は通常の非多孔質のパイプ（例えば、ステンレス管）を使用することは当然である。
また、この実施の形態においては、反応炉２８が断面円形であったので、これに合わせて供給元管３３、３４も円弧状に形成しているが、直線状に形成してもよいし、場合によっては、供給元管を直線状に形成し、反応炉もこれに合わせて断面四角形にしてもよい。
【００１７】
続いて、図４（Ａ）、（Ｂ）に示す本発明の第４の実施の形態に係るフラーレン類の製造用バーナー装置４０について説明する。
このフラーレン類の製造用バーナー装置４０は、反応炉４１の底部にそれぞれ独立した平板状のガス噴出部４２とガス噴出部４３が交互に配置されている。ガス噴出部４２とガス噴出部４３の下部（ガス通路の元側）にはそれぞれ均圧室４４、４５がある。ガス噴出部４２からは酸素含有ガスが、ガス噴出部４３から炭素含有燃料ガスが噴出するようになっている。
ガス噴出部４２、４３はそれぞれ多孔性の焼結合金板、多孔性のセラミック板、多孔性の金属板、１又は積層された複数枚のパンチングメタルあるいは金網からなっている。これらの部材は何れも一定の通過抵抗を有し、均圧室４４、４５の上に被さって、均圧室４４、４５内のガスを細かく分散して表面から噴出する機能を有し、しかも十分耐熱性を有する。
【００１８】
均圧室４４、４５には炉壁２０を貫通して、外部から酸素含有ガスの供給配管４６及び炭素含有燃料ガスの供給配管４７が接続されている。この実施の形態においては、説明を容易にするため、均圧室４４、４５の数が少ないが、各均圧室４４、４５の幅は例えば１０〜５０ｍｍ程度となって、それぞれの隙間は例えば、５〜３０ｍｍ程度である。
このフラーレン類の製造用バーナー装置４０の使用にあっては、各ガス噴出部４２、４３から酸素含有ガス及び炭素含有燃料ガスを噴出すると、反応炉４１内でこれらのガスが混ざりあい、不完全燃焼をして、フラーレン類が製造される。
【００１９】
本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で変更することは可能である。例えば、前記実施の形態においては、炭素含有燃料ガスのガス噴出部と酸素含有ガスのガス噴出部を入れ換えることも可能であるし、前記した実施の形態の一部又は全部を組み合わせてフラーレン類の製造用バーナー装置やこれを用いたフラーレン類の製造設備を構成する場合も本発明は適用される。
特に、前記実施の形態においては、数字を用いて具体的に説明したが、本発明はこれらの数字に限定されるものではない。
なお、反応炉内の圧力は１０〜３００ｔｏｒｒ、温度は約３００〜２０００℃（好ましくは、３００〜１５００℃）であるが、要はフラレーン類が効率的にできる温度であればよく、本発明はこの温度領域に限定されるものではない。
この製造装置には、反応炉からガスと共に排出される生成物を回収するために、バッグフィルターがガス冷却器を介して設けられて、発生したフラーレン類がカーボンブラックと共に回収される。
【００２０】
また、前記実施の形態においては、炭素含有燃料ガスとしては任意のものを使用でき、例えば、メタン、エタン、プロパン、エチレン、プロピレン等の直鎖又は分岐鎖を有する脂肪族飽和若しくは不飽和炭化水素、前記したベンゼン、トルエンの他、オルト、メタ、パラのキシレン、ナフタリン、アントラセン等の芳香族炭化水素やこれらの混合物等がある。
燃焼法における燃焼方法や状態はフラーレンが生成する条件であれば、任意の条件を設定してよいが、一般的には、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスと酸素の混合ガス（酸素含有ガス）を用いて、前述の炭素含有燃料ガスを不完全燃焼させる方法を用いる。また、燃焼における炭素含有燃料ガスと酸素含有ガスとの割合も適宜選択すればよいが、理論燃焼酸素含有ガス量に対して、より少ない酸素含有ガス量となる。
更に、前記実施の形態においては、主としてフラーレン類の製造用バーナー装置内で逆火を防止するのが目的であるので、それぞれのガスが反応や爆発を起こさない範囲で、酸素含有ガス内に炭素含有燃料ガスを、炭素含有燃料ガス内に酸素含有ガスを混合することは自由である。
そして、反応炉の底部にフラーレン類の製造用バーナー装置を設けているが、その取付け位置は自由である。なお、反応炉のガス点火装置は当然設けられており、ガス噴出部が高熱になり過ぎる場合には適当に冷却手段を設けることもあり得る。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１〜７記載のフラーレン類の製造用バーナー装置においては、炭素含有燃料ガスと酸素含有ガスとが独立したガス通路で反応炉に供給されて、これらのガスの混合は反応炉内で行われているので、逆火の心配がなく安全に操業できる。特に、請求項１〜４記載のフラーレン類の製造用バーナー装置においては、炭素含有燃料ガス及び酸素含有ガスのいずれか一方又は双方のガス噴出部に多孔質材が使用されているので、ガス噴出の均等化が可能となる。
特に、請求項２記載のフラーレン類の製造用バーナー装置においては、平面状になった一方のガス噴出部Ａの上に多孔質材の管からなるガス噴出部Ｂが設けられているので、ガス噴出部Ｂからは均等にガスが噴出し、ガス噴出部Ａから噴出するガスとガス噴出部Ｂの上で混合し、フラーレン類を発生する反応を効率的に行うことができる。
更に、請求項３記載のフラーレン類の製造用バーナー装置においては、ガス噴出部Ｂは、多孔質材の管からなりしかも全体として櫛歯状となって、ガス噴出部Ａの直上に配置されているので、ガス噴出部Ｂへのガスの流れがよくなり、結果としてガス噴出部Ｂの流通抵抗が小さい場合であってもより均等にガスが噴出する。
そして、請求項４記載のフラーレン類の製造用バーナー装置においては、櫛歯部が更に改良されて、より流通抵抗を減らして均等にガスを噴出させることができる。
【００２２】
請求項５記載のフラーレン類の製造用バーナー装置においては、それぞれの櫛歯部が隣合って配置される対となる櫛歯状のガス噴出部を有し、その内の一方に酸素含有ガスが供給され、他方に炭素含有燃料ガスが供給されているので、両者のガスがより均等に噴出し、その上部で混ざり合うことができる。この場合、隣り合う櫛歯状のガス噴出部の間に隙間があるので、仮にこのフラーレン類の製造用バーナー装置を反応炉の底に配置した場合には、上部から煤等をバーナー装置の上ではなく、反応炉の底に溜めることができる。
請求項６記載のフラーレン類の製造用バーナー装置においては、少なくとも一方のガス通路の元側には、一定の容積を有する均圧室が設けられているので、噴出場所による噴出ガス量の差が小さくなり、更には、ガスの圧力が変動してもより均等にガス噴出部から噴出される。
請求項７記載のフラーレン類の製造用バーナー装置において、多孔質材には焼結合金が使用されているので、十分な強度と寿命を有する。
また、請求項８記載のフラーレン類の製造方法においては、請求項１〜７のいずれか１項に記載のフラーレン類の製造用バーナー装置を用いて、反応炉内で炭素含有燃料ガスと酸素含有ガスとを供給し、これらを反応させてフラーレン類を製造するので、逆火による爆発等がなくより安全な操業が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の第１の実施の形態に係るフラーレン類の製造用バーナー装置の平面図、（Ｂ）は同部分断面図である。
【図２】（Ａ）は本発明の第２の実施の形態に係るフラーレン類の製造用バーナー装置の平面図、（Ｂ）は同部分断面図である。
【図３】（Ａ）は本発明の第３の実施の形態に係るフラーレン類の製造用バーナー装置の平面図、（Ｂ）は同部分断面図であり、（Ｃ）及び（Ｄ）は変形例に係るガス噴出部の断面図である。
【図４】（Ａ）は本発明の第４の実施の形態に係るフラーレン類の製造用バーナー装置の部分断面図、（Ｂ）は同平面図である。
【図５】従来例に係るフラーレン類の製造設備の概略説明図である。
【符号の説明】
１０：フラレーン類の製造用バーナー装置、１１：反応炉、１２、１３：ガス噴出部、１４：均圧室、１４ａ：供給元管、１５：多孔質板、１６：屈曲管、１８：供給元管、１９：枝管、２０：炉壁、２１：フラーレン類の製造用バーナー装置、２２、２３：ガス噴出部、２４、２５：櫛歯部、２６：供給元管、２７：フラーレン類の製造用バーナー装置、２８：反応炉、２９、３０：ガス噴出部、３１、３２：櫛歯部、３３、３４：供給元管、３５、３６：配管、３７、３８：ガス噴出部、４０：フラーレン類の製造用バーナー装置、４１：反応炉、４２、４３：ガス噴出部、４４、４５：均圧室、４６、４７：供給配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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