无机质球状化粒子制造用燃烧器制造技术

本发明专利技术的无机质球状化粒子制造用燃烧器，具备：第一原料供给路（１Ａ），用于供给伴随载气的原料粉末；燃料供给路（４Ａ），设置在该第一原料供给路（１Ａ）的外周，用于供给燃料气体；第一氧气供给路（５Ａ），设置在该燃料供给路（４Ａ）的外周，用于供给含氧气体；第二原料供给路（６Ａ），设置在该第一氧气供给路（５Ａ）的外周，用于供给伴随载气的原料粉末；第二氧气供给路（７Ａ），设置在该第二原料供给路（６Ａ）的外周，用于供给含氧气体；原料分散室（９），通过形成有许多个小孔的粉末分散板（２）与所述第一原料供给路（７Ａ）的顶端连接；和燃烧室（８），与该原料分散室（９）连接，出口侧的直径增大。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在制造无机质球状化粒子时使用的燃烧器以及使用该燃烧器的无机 质球状化粒子制造装置。本申请基于2008年8月4日在日本申请的日本专利申请第2008-201301号主张 优先权，在此引用其内容。
技术介绍
无机质球状化粒子为在高温火焰中熔融粉碎了二氧化硅等的原料粉末，利用表面 张力而球状化得到的粒子。例如，使用硅石作为原料的高纯度的球状二氧化硅被广泛用作半导体元件的环氧 密封材料用填充材料，通过球状化，可以得到填充材料的流动性的提高、高填充、耐磨损性 提高等各种优点。而且，在本说明书中，有时将无机质球状化粒子仅记载为球状化粒子。对于无机质球状化粒子的制造，作为现有技术存在专利文献1 4中公开的方法。为了原料粉末的球状化而需要高温火焰，所以通常使用氧气、气体燃烧方式的燃/jm-nfr ο这些燃烧器存在预混合型燃烧器和扩散型燃烧器。预混合型指的是预先使氧气与 燃料气体混合并喷出到燃烧场所的情况，扩散型指的是分别喷出氧气和燃料气体，将它们 在燃烧场所混合的情况。专利文献2公开的方法中，使用预混合型燃烧器，专利文献1、3和4记载的方法 中，使用扩散型燃烧器。专利文献1的扩散型燃烧器为同心圆状的双层管，在其内管与外管之间设置有多 个小管。将该燃烧器设置于立式炉中，使硅质原料由燃烧器的中心管(内管)自然流下或 加压流下，向由来自小管的燃料气体和来自外管的氧气形成的火焰中投入原料粉末，制造 熔融二氧化硅球状体。专利文献2中记载的预混合型燃烧器中，在燃烧器内充分混合原料粉末、氧气、液 化石油气(LPG)，向形成在燃烧器顶端的火焰中供给原料粉末。专利文献3和4中记载的扩散型燃烧器为同心圆状的四层管结构，形成为由中心 将氧气或富氧气体作为载气向燃烧室供给原料粉末，由其外周供给燃料气体，由其更外周 供给一次氧气和二次氧气，在最外周设置有冷却燃烧器的冷却水通路。此外，专利文献3和4中公开了使用这种扩散型燃烧器制造无机质球状化粒子的直ο在专利文献4中公开的无机质球状化粒子制造装置中，如图6所示，将原料粉末由 原料供给机A切出，与由载气供给装置A’供给的载气一起运送到燃烧器B中。向该燃烧器 B中供给来自氧气供给设备C的氧气和来自LPG供给设备D的液化石油气(LPG)。将在立式炉E内的火焰中包含球状化粒子的排出气体通过由路径F导入到立式炉E的底部的空气进行冷却，用后段的旋风分离器G、袋滤器H捕集球状化粒子。专利文献1 日本特开昭58-145613号公报专利文献2 日本特开昭62-241543号公报专利文献3 日本专利第3331491号公报专利文献4 日本专利第3312228号公报专利文献2中公开的预混合型燃烧器在燃烧器内预先混合氧气等和LPG等燃料气 体。这种燃烧器由于从喷嘴顶端喷出氧气和燃料气体的混合物，所以有可能会向燃烧器内 回火。另一方面，在专利文献1记载的扩散型燃烧器中，虽然不会回火，但由于原料喷出 孔与燃料喷出孔邻接，原料粒子与氧气的混合不充分而喷出到温度低的燃料气体中。因此， 不能通过火焰得到充分的加热，存在被称为熔融状态不充分、粒子的玻璃化率低的不良问 题。认为球状化粒子的玻璃化率不到98%而将其用作半导体元件的密封材料用填充材料 时，因热膨胀这点而不优选。可是，原料粉末通过在火焰中、主要是通过来自火焰的强制对流传热而进行加热、 熔融，利用表面张力而球状化。专利文献3和4中记载的扩散型燃烧器结构中，设置了燃烧室，与专利文献1中记 载的燃烧器相比，制造的无机质球状化粒子的凝聚状态得到改善。但是，以相同的燃烧量对具有各种平均粒径的原料粉末进行球状化处理时，随着 原料粉末的平均粒度减小，凝聚增强，存在可球状化处理的量减少的趋势。此外存在火焰中处理后的球状粒子的平均粒度大于原料粉末的平均粒度的趋势。因此，为了得到平均粒度更小的球状化粒子，专利文献3和4中记载的燃烧器是不 充分的。此外，在使用该燃烧器处理通过球磨粉碎而得到的那类粒度分布广的原料粉末 时，由于在火焰中发生微粒之间或微粒与粗粒子的熔融，所以观察到投入的原料粉末的粒 度分布与得到的球状化粒子制品的粒度分布不同的情况。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，提供一种能够不会回火地制造玻璃化率高的无机质球 状化粒子，进一步地，可得到原料粉末的平均粒径在粒状化的过程中变动少，具有目标粒度 分布的球状化粒子的无机质球状化粒子制造用燃烧器和无机质球状化粒子制造装置。为了解决上述课题，本专利技术的第一实施方式为无机质球状化粒子制造用燃烧器，具备第一原料供给路，用于供给伴随载气的原料粉末；燃料供给路，设置在该第一原料供给路的外周，用于供给燃料气体；第一氧气供给路，设置在该燃料供给路的外周，用于供给含氧气体；第二原料供给路，设置在该第一氧气供给路的外周，用于供给伴随载气的原料粉 末；第二氧气供给路，设置在该第二原料供给路的外周，用于供给含氧气体；原料分散室，通过形成有许多个小孔的粉末分散板与所述第一原料供给路的顶端连接；和燃烧室，与该原料分散室连接，出口侧的直径增大，燃料供给路、第一氧气供给路、第二原料供给路、第二氧气供给路的顶端在所述燃 烧室的圆锥状壁面分别开口，所述燃料供给路的开口部为从燃烧室的壁面，平行于燃烧器中心轴地喷出燃料的 喷出孔，所述第一氧气供给路的开口部为从燃烧室的壁面，在燃烧室内形成旋流的方向上 喷出含氧气体的第一氧气喷出孔，所述第二原料供给路的开口部为与第一氧气喷出孔相比，在燃烧器顶端侧开口的 喷出孔，所述第二氧气供给路的开口部为与第二原料喷出孔相比，在燃烧器顶端侧开口的 喷出孔。本专利技术的第二实施方式为无机质球状化粒子制造装置，包括在炉顶部垂直向下地 设置有所述燃烧器的立式球状化炉、以及在该球状化炉的下游捕集无机质球状化粒子的旋 风分离器和袋滤器。在本专利技术的第二实施方式中，优选具备分别独立地控制向所述燃烧器的第一原料 供给路和第二原料供给路供给的载气和原料粉末的控制单元。在本专利技术的第二实施方式中，优选具有经由旋风分离器而与袋滤器连接的通路和 未经由旋风分离器而与袋滤器连接的通路，且各通路可切换。此外，在本专利技术的第二实施方式中，优选设置有向所述燃烧器的第一原料供给路 和第二原料供给路供给不同粒径的原料粉末的两台原料供给装置。此外，在本专利技术的第二实施方式中，优选所述旋风分离器捕集粗粒子，袋滤器捕集 微粒。此外，在本专利技术的第二实施方式中，优选所述袋滤器一并捕集粒子。由于本专利技术的燃烧器为扩散型燃烧器，所以不会发生回火。此外，在第一原料供给 路供给粒径大的原料粉末，在第二原料供给路供给粒径小的原料粉末时，可在火焰外周部 的低温区域充分熔融粒径小的粒子，可在火焰中心部的高温区域充分熔融粒径大的粒子。 此外，由于粒径小的粒子的分散性不好，所以将其由分散体积变大的第二原料供给路喷射， 从而能够在火焰中良好地分散。另一方面，由于粒径大的粒子的分散性好，所以将其由分散体积变小的第一原料 供给路喷射，从而能够在火焰中良好地分散。因而，根据本专利技术的球状化粒子的制造装置， 无论是大粒径的粒子还是小粒径的粒子，均可几乎维持其粒径地进行球状化，且得到玻璃 化率高的粒子。因此，可制造具有与投入的原料对应的粒径或粒度分布的球状化粒子。 附图说明图1为表示本专利技术的燃烧器的一例的概要截本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种无机质球状化粒子制造用燃烧器，具备：第一原料供给路，用于供给伴随载气的原料粉末；燃料供给路，设置在该第一原料供给路的外周，用于供给燃料气体；第一氧气供给路，设置在该燃料供给路的外周，用于供给含氧气体；第二原料供给路，设置在该第一氧气供给路的外周，用于供给伴随载气的原料粉末；第二氧气供给路，设置在该第二原料供给路的外周，用于供给含氧气体；原料分散室，通过形成有许多个小孔的粉末分散板与所述第一原料供给路的顶端连接；和燃烧室，与该原料分散室连接，出口侧的直径增大，燃料供给路、第一氧气供给路、第二原料供给路、第二氧气供给路的顶端在所述燃烧室的圆锥状壁面分别开口，所述燃料供给路的开口部为从燃烧室的壁面，平行于燃烧器中心轴地喷出燃料的喷出孔，所述第一氧气供给路的开口部为从燃烧室的壁面，在燃烧室内形成旋流的方向上喷出含氧气体的第一氧气喷出孔，所述第二原料供给路的开口部为与第一氧气喷出孔相比，在燃烧器顶端侧开口的喷出孔，所述第二氧气供给路的开口部为与第二原料喷出孔相比，在燃烧器顶端侧开口的喷出孔。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：萩原义之，
申请(专利权)人：大阳日酸株式会社，
类型：发明
国别省市：JP