図1及び図2は、本発明の無機質球状化粒子� �造用バーナ(以下、単にバーナと記すことが� ��る。)の一例を示すものである。図1は、バ� �ナの中心軸に沿って切断した断面図である� �図2は、バーナの先端側から眺めた側面図で� ��り、原料粉体、燃料、及び酸素の噴出孔の� ��を示してある。
 これらの図において、符号1は、原料供給管 を示し、その内部は原料粉体とキャリアガス との混合物が供給される原料粉体供給路1Aと� ��っている。キャリアガスとしては酸素ある� ��は酸素濃度20vol%以上の酸素富化空気が用い� ��れる。原料粉体としては、酸化ケイ素、酸� ��アルミニウム、ガラスなどの無機質粉末で� ��って、その粒子形態が角を有する非球形の� ��子であるものが用いられる。
 なお、図1においては、原料粉体は右側から 左側へと流れる。

 この原料供給管1の下流端には、粉体分散 板2が一体に取り付けられている。この粉体� �散板2は、原料粉体とキャリアガスとの混合� ��体を下流方向に沿って放射状に広がるよう� ��噴出させるもので、斜め外方に向けた複数� ��小孔3、3・・が円周上に等間隔に形成され� �いる。なお、本発明においては、小孔は原� �噴出孔と同意義である。

 粉体分散版2の下流端には、分散管4が一体� �取り付けられている。この分散管4は前記粉� ��分散板2とともに原料分散室4Aを形成してい� ��。この原料分散室4Aは、小孔3、3・・から噴 出された原料粉体が、充分に分散するための 空間を提供する。
 分散管4の形状は、原料粉体が充分に分散で きるような原料分散室4Aを形成できるもので� ��ればよい。例えば、原料供給管1と同じ形状 や、小孔3、3・・と同様に下流方向に沿って� ��射状に広がるような形状が挙げられるが、� ��発明はこれらに限定されない。

 分散管4のバーナの中心軸方向に対する長さ は、あまり長過ぎると、小孔3、3・・から噴� ��された原料粉体が分散管4に接触してしまい 、分散効果が阻害されてしまうので、適当な 長さに設定する必要がある。具体的な長さは バーナの規模や形状によって変化し得るもの であるが、当業者であれば、全体のバランス を考慮して容易に設定できる。
 原料分散室4A内の温度は、原料粉体同士が� �着することを防止するため、原料粉体の融� �よりも低く調整する必要がある。温度の調� �方法としては、火炎を形成する燃料の流量� �対して、キャリアガスの流量を低く調整し� �、燃焼温度を低下させる方法が挙げられる� �これにより、万一燃料が原料分散室4A内に混 入されて、火炎が発生したとしても、原料分 散室4A内の温度が原料粉体の融点に到達する� ��とを防止することができる。
 なお、キャリアガスの流量に関しては、原� ��粉体の量に応じた最適な値が存在する。よ� ��て、原料分散室4A内の温度調整方法として� �ャリアガスの流量を調整する場合には、当� �最適な値を大きく逸脱しないことが好まし� �。

 原料供給管1の外側には、燃料供給管5が� �軸的に設けられており、原料供給管1と燃料� ��給管5との間の空隙は、燃料供給路5Aとなっ� ��いる。この燃料供給路5Aにおいては、LPGな� �のガス状の燃料が供給される。燃料供給路5A の出口端は複数の燃料噴出孔5B、5B・・とな� �ており、バーナ中心軸に対して平行に燃料� �噴出するように形成されている。これら複� �の燃料噴出孔5B、5B・・は、円周上に等間隔� ��形成されている。

 燃料供給管5の外側には1次酸素供給管6が同� ��的に設けられており、燃料供給管5と1次酸� �供給管6との間の空隙は、1次酸素供給路6Aと� ��っている。1次酸素供給路6Aの出口部分は、� ��ーナ中心軸に向けてほぼ直角に曲げられて� ��複数の第1酸素噴出孔6B、6B・・が形成され� �バーナ中心軸に向けて直角に酸素が噴出し� �後述する燃焼室8内で旋回流を形成するよう� ��なっている。
 複数の第1酸素噴出孔6B、6B・・は、円周上� �等間隔に形成されており、隣り合う2つの前� ��燃料噴出孔5Bのほぼ中間の位置に個々の第1� ��素噴出孔6Bが位置するようにして配されて� �る。

 1次酸素供給管6の外側には2次酸素供給管7が 同軸的に設けられており、1次酸素供給管6と2 次酸素供給管7との間の空隙は、2次酸素供給� ��7Aとなっている。この2次酸素供給路7Aは、1� ��酸素供給路6Aに比較してその断面積が広く� �っており、多くの酸素を供給できるように� �っている。2次酸素供給路7Aの出口端は、複� �の第2酸素噴出孔7B、7B・・となっており、バ ーナ中心軸に対して平行に酸素を噴出するよ うに形成されている。これら複数の第2酸素� �出孔7B、7B・・は円周上に等間隔に形成され� ��いる。
 なお、図1においては、第1酸素噴出孔及び� �2酸素噴出孔が1次酸素供給管6及び2次酸素供� ��管7にそれぞれ連通する例を示したが、第1� �素噴出孔及び第2酸素噴出孔が共通の酸素供� ��管に連通する例も、本発明に含まれる。

 また、2次酸素供給管7は、その厚さが厚く� �っており、その内部には冷却水が循環して� �れる冷却水通路71が形成され、バーナ自体を 冷却できるようになっている。
 さらに、バーナの先端部分は、外方に拡が� ��たすり鉢状に凹んでおり、この部分が燃焼� ��8となっている。すなわち、燃焼室8の傾斜� �た壁の部分は、2次酸素供給管7と1次酸素供� �管6の先端部分を斜めに形成することで構成� ��れる。また、燃焼室8の底の部分は原料分散 室4Aの下流端に対応する。

 1次酸素供給路6A及び2次酸素供給路7Aには、� ��れぞれ酸素供給源9から酸素を送給する配管 6C、7Cが接続されており、これら配管6C、7Cに� ��、酸素の供給量を検知しかつ供給量を制御� ��る流量制御弁6D、7Dがそれぞれ設けられてい る。これらの流量制御弁6D、7Dは、酸素供給� �制御部10からの制御信号に基づいてその開度 が制御され、1次酸素供給路6A及び2次酸素供� �路7Aへの酸素供給量が独立して調整されるよ うになっている。このように、流量制御弁6D� ��7Dと酸素供給量制御部10は、酸素の供給量を 制御する制御手段を構成している。
 なお、燃焼室8における酸素の供給量に関し ては、燃料の供給量に応じた最適な値が存在 する。すなわち、酸素の供給量と燃料の供給 量には、煤が発生しないような良好な火炎を 形成するための最適な割合が存在する。よっ て、1次酸素及び2次酸素の供給量の和は、燃� ��の供給量及びキャリアガスにおける酸素の� ��給量を考慮して最適に決定される。

 本発明の無機質球状化粒子製造用バーナ� ��以上のような構造を有するので、原料粉体� ��、粉体分散板2及び原料分散室4Aを通過した� ��良好に分散し、この分散状態を保持したま� ��燃焼室8に供給されることになる。よって、 火炎中での原料粉体の分散が良好となり、粉 体粒子同士の融着が抑制される。

 また、本発明では、第2酸素噴出孔7Bがバ� ��ナの中心軸方向に対して平行に酸素を噴出� ��るため、粉体分散板2及び原料分散室4Aによ� ��原料粉体の分散効果を阻害することなく、� ��適な火炎を形成することができる。上記従� ��技術においては、最外周に配置された酸素� ��給路の酸素噴出孔から噴出する酸素は、バ� ��ナの中心軸に向かって収斂する方向に噴出� ��れていた。これは、燃焼室内に噴出する原� ��粉体、燃料、及び酸素を狭い空間内にまと� ��ることにより、燃焼効率を向上させるため� ��ある。しかしながら、この噴出方法では、� ��発明の上記分散効果が阻害される恐れがあ� ��。よって、本発明においては、酸素の噴出� ��向をバーナの中心軸に向かわせないことが� ��要である。

 また、第1酸素噴出孔6B、第2酸素噴出孔7Bか� ��噴出される酸素ガスは、それぞれ独立に流� ��を制御することが可能であるため、球状化� ��子を製造する際の最適な燃焼状態を調整す� ��ことができる。
 例えば、第1酸素噴出孔6Bから噴出される酸� ��の割合を、第2酸素噴出孔7Bから噴出される� ��素の割合よりも小さくすることで、燃料噴� ��孔5Bから噴出される燃料と第1酸素噴出孔6B� �ら噴出される酸素との混合が緩慢になる。� �のため、火炎の直進性が増し、比較的長い� �炎を形成することができる。よって、火炎� �での粒子の滞留時間を長く取ることが出来� �粒子の加熱時間を長くすることができる。� �果、原料粉体のガラス化率を高めることが� �きる。
 なお、ガラス化率とは、原料粉体の非晶質� ��に対する球状化粒子の非晶質量の割合を意� ��する。

 逆に、第1酸素噴出孔6Bから噴出される酸素� ��割合を、第2酸素噴出孔から噴出される酸素 の割合よりも大きくすることで、燃料噴出孔 5Bから噴出される燃料と第1酸素噴出孔6Bから� ��出される酸素との混合が促進され、第2酸素 噴出孔7Bから噴出される酸素の流れが緩慢と� ��る。このため、旋回成分の多い比較的短い� ��炎を形成することができる。よって、火炎� ��での粒子の滞留時間を短くすることができ� ��粒子の融着を抑制することができる。結果� ��原料粉体の粒子径とほぼ同じ程度の粒子径� ��球状化粒子が得られる。
 このように、本発明では、用途に応じて球� ��化粒子を容易に製造し分けることができる� ��

 本発明の無機質球状化粒子製造装置は、� ��発明のバーナを、図3に示すような無機質球 状化粒子製造装置の竪型炉Eの炉頂部に、燃� �室4Aが鉛直下向きになるように配置し、この 竪型炉Eの下流側にサイクロンG及びバグフィ� ��ターHを配置したものである。本発明の無機 質球状化粒子製造装置によれば、原料供給機 Aから切り出された原料粉体を、バーナBに供� ��して竪型炉E内で球状化し、サイクロンG及� �バグフィルターHで球状化粒子を回収するこ� ��で、原料粉体の粒径とほぼ同じ程度の粒径� ��球状化粒子を得ることができ、かつ、球状� ��処理できる量が減少することを防止するこ� ��ができる。

 本発明の無機質球状化粒子の製造方法は、� ��発明のバーナ及び無機質球状化粒子製造装� ��を用いて球状化粒子を製造するものであり� ��球状化粒子の製造過程は、上述の通りであ� ��。
 後述する実施例に記載の通り、一次酸素を5 0%以下(二次酸素を50%以上)に調整することに� �り、98%以上のガラス化率を得ることができ� �。よって、本発明の無機質球状化粒子の製� �方法においては、一次酸素を50%以下に調整� �ることが好ましい。