(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同心配置した直管状の内外筒体(１)(２)と、内外筒体(１)(２)間の空間に内筒体(１)を取り囲む状態で配置した複数の管体(４)とからなり、内筒体(１)内を酸素又は酸素富化空気をキャリヤガスとして原料粉体を供給する原料粉体供給路に構成し、内外筒体(１)(２)間の空間(３)を酸素供給路に構成し、該酸素供給路(３)に配置した各管体(４)内を燃料供給路に構成し、内筒体(１)の先端部を外筒体(２)の先端部よりも内側に位置させるとともに、燃料供給路を形成している各管体(４)の先端部を外筒体(２)の先端部と内筒体(１)の先端部との中間に位置させた無機質球状化粒子製造バーナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、無機質球状化粒子を製造する際に使用するバーナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、無機質粉体原料を火炎中に通すことにより、無機質球状化粒子を製造することが行われている。この場合、原料粉体を火炎中で球状化するためには、高温の火炎が必要であることから、通常は酸素・ガス燃焼バーナが用いられている。
【０００３】
このような酸素・ガス燃焼バーナとして従来、特開平７−４８１１８号公報に開示された構造のものが知られている。これは、原料粉体供給路の外周に燃料供給路を配置し、燃料供給路の外周に酸素供給路を配置し、各供給路の先端に接続する燃焼室を出口側が拡径する先拡がり状に形成し、酸素供給路は燃焼室の入り口側に開口している第１噴出口と、第１噴出口よりも下流側に形成した第２噴出口とを備えた構造になっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記酸素・ガス燃焼バーナでは、原料粉体供給路の先端に分散板を位置させ、この分散板の先端面と燃料ガス供給路の先端開口とがほぼ同一面内に位置しており、酸素噴出口が原料粉体や燃料ガス噴出口の開口位置よりも先端寄りに位置していることから、粉体の溶融物が分散板の隣り合う粉体噴出口間の肉壁部分に付着し、原料粉体の噴出路を狭めてしまうという問題がある。また、第１噴出口を燃焼室の側面から燃焼室内に旋回流を形成する状態に形成し、第２噴出口をバーナ中心軸方向(原料粉体供給路中心軸方向)に向く状態に形成してあるから、原料粉体は復路状に形成された火炎を貫通する際に、溶融して球状粒子になるが、火炎は下流側で収束方向に噴出された酸素によって形成された短い火炎との接触になるから粉体と火炎との接触時間が短く、溶融効率が低かった。
【０００５】
本発明はこのような点に着目してなされたもので、粉体の溶融物がノズル部分に付着することを抑制するとともに、粉体ともに、火炎との接触距離を長く形成することのできる無機質球状化粒子製造バーナを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために本発明は、同心配置した直管状の内外筒体と、内外筒体間の空間で内筒体を取り囲む状態で配置した複数の管体とからなり、内筒内を酸素又は酸素富化空気をキャリヤガスとして原料粉体を供給する原料粉体供給路に構成し、内外筒体間の空間を酸素供給路に構成し、該酸素供給路に配置した各管体内を燃料供給路に構成し、内筒の先端部を外筒の先端部よりも内側に位置させるとともに、燃料供給路を形成している各管体の先端部を外筒体の先端部と内筒体の先端部との中間に位置させたことを特徴としている。
【０００７】
【発明の作用】
本発明では、同心配置した直管状の内外筒体と、内外筒体間の空間に内筒を取り囲む状態に配置した複数の管体とからなり、内筒の先端部を外筒の先端部よりも内側に位置させるとともに、内外筒体間の空間に配置した各管体の先端部を外筒先端部と内筒先端部との中間に位置させてあるので、燃料供給路となる内筒の先端が酸素ガスの流れ中に位置することになるから、この酸素ガスで付着しようとする粉体溶融物を流れの下流側に移動させる。つまり、燃料供給路となる内筒の先端は酸素ガスでクリーニングされることになるから内筒先端面に粉体溶融物が付着することがなくなる。
【０００８】
また、粉体供給路となる内筒、酸素ガス供給路となる外筒、燃料ガス噴出用管体ともに直管で構成してあるから、炎は真っすぐに長く形成されることになる。この結果、原料粉体と炎の接触時間が長くなり、高い溶融効率を得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図面は本発明の実施態様を示し、図１は中央縦断面図、図２はノズル先端部の一部切欠き斜視図、図３は図１のIII−III線断面図である。
この無機質球状化粒子製造バーナは、原料粉体を酸素や酸素富化空気に乗せて移送する原料粉体供給路となる内筒体(１)と、この内筒体(１)の外周に内筒体(１)と同心状に配置した外筒体(２)と、この外筒体(２)の内周面と内筒体(１)の外周面との間の空間(３)に内筒体(１)の軸芯を中心とする同心円上に内筒体(１)を取り込む状態で配置した複数の管体(４)と、内外筒体(１)(２)及び各管体(４)を固定支持するブロック(５)とで構成してある。
【００１０】
ブロック(５)は、燃料ガスを供給する燃料ポート(６)を形成した燃料ブロック(７)と、酸素ガスを供給する酸素ポート(８)を形成した酸素ブロック(９)とで構成してある。原料粉体供給路となる内筒体(１)は、燃料ブロック(７)および酸素ブロック(９)を貫通する状態に配置されて両ブロック(７)(９)に固定され、燃料供給路となる各管体(４)は酸素ブロック(９)を貫通する状態で酸素ブロック(９)にそれぞれ固定され、その基端側は燃料ブロック(７)の燃料ポート(６)に臨んでそれぞれ開口している。また、外筒体(２)は酸素ブロック(９)の先端面部分に固定されており、外筒体(２)の内部で内筒体(１)との間に形成した空間(３)の基端部は酸素ポート(８)に臨んで開口している。したがって、外筒体(２)と内筒体(１)との間に形成される空間(３)が酸素供給路となる。
【００１１】
内筒体(１)の先端部は外筒体(２)の内部に位置しており、燃料供給路となる各管体(４)の先端部は内筒体(１)の先端部と外筒体(２)の先端部との間に位置している。また、燃料供給路となる各管体(４)はその中間部分を内筒体(１)の外周面に固定したホルダー(10)で支持してあり、このホルダー(10)は内外筒体(１)(２)間に形成した酸素供給路(３)を閉塞しない形状に形成してある。
【００１２】
図中符号(11)は燃料ブロック(７)に接続した燃料供給管、(12)は酸素ブロック(９)に接続した酸素供給管である。
【００１３】
上述の構成からなる無機質球状化粒子製造バーナでは、内筒体(１)内にシリカや使用済みの鋳物砂等の無機質材料を酸素富化空気や酸素ガスをキャリヤガスとして供給し、外筒体(２)の内周面と内筒体(１)の外周面との間に形成されている酸素供給路(３)に酸素ガスを、また、内筒体(１)を取り囲む状態で配置した燃料供給路(４)となる管体に燃料ガスとしてＬＰＧをそれぞれ供給する。この場合、供給する酸素ガス量及び燃料ガス量は、両ガス供給路での流路断面積と原料粉体供給路でのキャリヤガスの酸素量を勘案して決定されるが、酸素ガスの流速は30m/sec程度が望ましい。
【００１４】
そして、原料粉体供給路となる内筒体(１)の先端部は外筒体(２)の先端部よりも内側で酸素ガス供給路(３)の中に位置しているから、内筒体(１)の先端面は酸素ガス流にさらされることになる。このため、原料粉体供給路から噴出した原料粉体やその下流側での熱影響で溶融した原料粉体が内筒体先端面に付着しようとしても、その先端面は常に酸素ガス流に曝されているから、原料粉体やその溶融物が内筒体の先端表面に付着することがない。
【００１５】
また、燃料供給路となる各管体(４)の先端部は外筒体(２)の先端面よりも内側に開口していることから、燃料ガスの外側への拡がりを外筒体(２)が抑制することから長い火炎を形成することになる。
【００１６】
図４は上述のように構成した無機質球状化粒子製造バーナ(Ｂ)を炉体等の構造物の壁面(Ｗ)に複数本同心円上に、各バーナ(Ｂ)の中心軸(Ｃ)を噴出方向の下流側で収斂する状態に配置したものである。複数本のバーナ(Ｂ)をこのように配置することにより、全体としての炎が中心方向に集中することになって、より高い溶融効率を得ることができることになる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、同心配置した直管状の内外筒体と、内外筒体間の空間に内筒を取り囲む状態に配置した複数の管体とからなり、内筒の先端部を外筒の先端部よりも内側に位置させるとともに、内外筒体間の空間に配置した各管体の先端部を外筒先端部と内筒先端部との中間に位置させてあるので、燃料供給路となる内筒の先端が酸素ガスの流れ中に位置することになり、この酸素ガスで付着しようとする粉体溶融物を流れの下流側に移動させる。つまり、燃料供給路となる内筒の先端は酸素ガスでクリーニングされることになるから内筒先端面に粉体溶融物が付着することをなくすことができる。
【００１８】
また、粉体供給路となる内筒、酸素ガス供給路となる外筒、燃料ガス噴出用管体ともに直管で構成し、燃料ガス噴出用管の先端部が外筒内に位置させてあるので、燃料の外方向への拡がりを外筒が抑制することになり、炎は真っすぐに長く形成されることになる。  この結果、原料粉体と炎の接触時間が長くなり、高い溶融効率を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】中央縦断面図である。
【図２】ノズル先端部の一部切欠き斜視図である。
【図３】図１のIII−III線断面図である。
【図４】バーナ使用状態の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１…内筒体、２…外筒体、３…空間(酸素供給路)、４…管体(燃料供給路)。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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