[发明专利]球化装置及其运转方法

说明书

技术领域

本发明涉及向火焰中供给硅(Si)粉末等无机粉体原料(以下简称为“原料”)来制造无机球化粒子(以下简称为“粒子”)的无机球化粒子制造装置(以下简称为“球化装置”)的改进。

背景技术

作为现有球化装置的一个例子，日本专利第3331491号公报中记载的球化装置表示在图2中。该球化装置由球化炉10、旋风器20和袋滤器30构成。

球化炉10(以下简称为“炉10”)使原料在火焰中熔解而产生粒子。旋风器20获取炉10中产生的粒子进行分级，并只收集规定粒径以上的粒子。袋滤器30使用过滤布收集在旋风器20中没有被收集的微小粒子。在旋风器20中收集的粒子和袋滤器30中收集的微小粒子分别或适当混合后用于工业上。

在炉10的顶部，沿垂直方向向下设置有球化燃烧器11。原料、氧或空气等助燃性气体、以及丙烷气体等燃料气体被供给到球化燃烧器11中。通过从球化燃烧器11前端供给的助燃性气体和燃料气体的混合气体，向下形成火焰。原料供给到该火焰中并溶解，从而生成粒子。

生成的粒子在炉10内下降，进而供给到旋风器20中，但有时一部分刚生成的高温粒子会附着在炉10的内壁面。附着在内壁面的粒子成块状物，该块状物的表面形成高温，因此会进一步附着生成的粒子。当火焰中形成的粒子附着到炉10的内壁面时，供给到旋风器20的粒子数量减少，因此产品的生产效率降低。并且，当炉10的内壁面上形成块状物时，炉10内的温度上升，该温度上升导致在炉10内制造出的粒子的数量、粒径等与规定的粒子数量、粒径等相比发生变化。这样，在炉10的内壁面上的粒子附着、块状物的形成上存在问题。

因此，为了防止粒子附着在炉10的内壁面，在炉10上形成有多个防附着用空气导入孔12，12，......。图2中，在炉10的纵向上形成有一列五个防附着用空气导入孔12，12，......，该一列防附着用空气导入孔12，12，......沿着炉10的周围形成有多列。

这些防附着用空气导入孔12，12，......通过集合器(manifold)41与供给防附着用空气的送风鼓风机40a(以下简称为“鼓风机40a”)连接。来自鼓风机40a的空气从炉10的各防附着用空气导入孔12，12，......向炉10内喷出，防止生成的粒子附着在炉10的内壁面。

另外，在炉10的底部向上设置有观察窗(图中未示出)，可以观察整个炉10内部。从而，能够确认炉10内壁面上附着粒子的情况。

在炉10的下部，相向形成有传输用空气导入孔13和传输用空气导出孔14。供给传输用空气的送风鼓风机40b(以下简称为“鼓风机40b”)，通过管道42与传输用空气导入孔13连接。

如上所述，旋风器20分级收集规定粒径的粒子.为了使旋风器20的分级状态一定，将收集效率维持为最佳，需要将供给旋风器20的空气量Q(以下只标记为“Q”)维持为一定.

该Q是防附着用空气量Qa(以下只标记为“Qa”)和传输用空气量Qb(以下只标记为“Qb”)之和。即，下式(1)成立。

Qa+Qb＝Q  ......(1)

因而，为了维持Q为一定，需要使Qa的变化量(以下标记为“ΔQa”)和Qb的变化量(以下标记为“ΔQb”)一致。即，需要满足下式(2)。

ΔQa＝ΔQb(但，ΔQa，ΔQb＞0)......(2)

但是，存在难于使ΔQa和ΔQb一致的问题。

以下对产生上述问题的原因进行详述。

例如，当炉10的内壁面开始附着粒子时，为了防止附着，增大鼓风机40a的转速，将当前的Qa增加为Qa+ΔQa。则，鼓风机40a的排出压力上升，炉10内的压力随之上升。结果，鼓风机40b和炉10之间产生压力差，该压力差使得Qb减少。因而，调整Qb时，需要考虑鼓风机40b和炉10之间的压力差引起的Qb的减少量。

另一方面，为了满足式(2)，减小鼓风机40b的转速，将当前的Qb减少为Qb-ΔQb。则，鼓风机40b的排出压力减小，炉10内的压力降低。结果，鼓风机40a和炉10之间产生压力差，该压力差使得Qa+ΔQa增加。因而，为了满足式(2)，需要对ΔQa和ΔQb进行微调。

向炉10内导入防附着用空气具有降低炉10内温度的效果。因此，为了维持一般运转时的温度范围，优选在炉10的内壁面上没有粒子附着时，在粒子不会附着的范围内减少Qa。

因此，当炉10的内壁面上没有附着粒子时，需要减少Qa。但是，减少Qa时，与上述增加Qa时一样，会产生炉10内压力的变化和由此带来的Qb的变化。