WO2014148546A1 - 燃焼バーナ、バーナ装置、及び原料粉体加熱方法 - Google Patents

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WO2014148546A1
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raw material
material powder
combustion
burner
supply path
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康之 山本
隆之 藤本
義之 萩原
公夫 飯野
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Nippon Sanso Holdings Corp
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Nippon Sanso Holdings Corp
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    • F23D1/00—Burners for combustion of pulverulent fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
    • F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23D14/48—Nozzles
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D17/00—Burners for combustion simultaneously or alternately of gaseous or liquid or pulverulent fuel

Definitions

  • the present invention relates to a combustion burner for heating powder (raw material powder), a burner device, and a raw material powder heating method.
  • Combustion burners are used for melting metals such as iron, manufacturing glass, and incinerating garbage.
  • a method of heating an object such as metal, glass, and garbage using a combustion burner there are a method in which a flame is directly applied to the object and a method in which the object is heated indirectly by the radiant heat of the flame. is there.
  • the method of heating by directly applying the flame to the object has an advantage that the energy use efficiency is higher than the method of heating the object indirectly by the radiant heat of the flame.
  • Patent Document 1 discloses that a cold iron source is dissolved by using a combustion burner that directly heats a flame against an object and heats it.
  • the object to be heated is a powder (raw material powder)
  • the surface area per volume of the object is large, and therefore the flame and / or a high temperature region near the flame (hereinafter referred to as “flame region”) is passed.
  • flame region a high temperature region near the flame
  • Patent Documents 2 to 4 a combustion burner is provided in which a powder outlet from which powder is ejected is installed in the vicinity of a combustion burner or a combustion burner, and at the same time as the powder is ejected, the powder is directly charged into the flame region and heated. And a combustion method are disclosed.
  • a powder outlet is disposed at the center of the combustion burner or in the vicinity thereof (hereinafter referred to as “the center portion of the combustion burner”).
  • the powder since the powder has no Brownian motion, it has characteristics that it is difficult to disperse and tends to be unevenly distributed.
  • the powder passing through the flame area of the combustion burner is unevenly distributed, the powder is not heated sufficiently in the high density part of the powder, and conversely, the heat of the flame is heated in the low density part of the powder. If the situation is not fully utilized, the energy utilization efficiency of the combustion burner will be reduced.
  • the powder outlet is not located at the center of the combustion burner but at a position outside the center of the combustion burner and on the circumference centering on the center of the combustion burner.
  • a plurality of powders each having a circumference arranged with a plurality of combustion-supporting gas jets for ejecting a flame-supporting gas and a circumference arranged with a plurality of fuel gas jets for ejecting fuel
  • a combustion burner having a multi-tube structure configured to sandwich a circumference where a body jet is disposed (see, for example, Patent Documents 5 and 6).
  • the combustion burner having the multi-tube structure since the powder spreads and is ejected, the dispersibility of the powder passing through the flame region can be greatly improved.
  • the powder cannot be sufficiently heated even if the powder outlet is arranged on the circumference. Therefore, even when using a multi-tube combustion burner with a powder outlet on the circumference, it is necessary to eject the powder in a state of being uniformly dispersed on the circumference in order to exert its effect. is there.
  • a method capable of improving the dispersibility of the powder there is a method using an air flow. Specifically, for example, a method in which powder is dispersed by flowing the powder in an air flow and ejecting the powder at a high speed, a method in which a mixed air flow in which the gas and the powder are uniformly mixed is generated, etc. There is.
  • the increase in the supply amount of the gas for conveyance increases the ejection speed of the powder ejected from the powder ejection port.
  • the heating efficiency of the powder is reduced at a stretch.
  • the powder may be unevenly distributed again in the pipe for transporting the powder to the combustion burner or when introduced into the combustion burner. was there. In this case, the powder cannot be ejected while being dispersed from the powder ejection port. However, it is unrealistic for the combustion burner to have a long mechanism or a complicated delicate structure because the economy and operability are greatly deteriorated and the powder is clogged.
  • the present invention provides a combustion burner, a burner device capable of efficiently heating the raw material powder by improving the dispersibility of the raw material powder ejected from the raw material powder ejection port with a simple configuration, And it aims at providing the raw material powder heating method.
  • a combustion burner comprising at least a burner body that forms a flame and two or more raw material powder introduction pipes,
  • the burner body is formed of a plurality of annular members arranged concentrically, including a raw material powder supply path for supplying the raw material powder, and one or more paths provided inside the raw material powder supply path.
  • the raw material powder supply path is formed by a first raw material powder supply path section annular member that partitions the outside of the path and a second raw material powder supply path section annular member that partitions the inside of the path.
  • the two or more raw material powder introduction pipes are provided in the first raw material powder supply path section annular member, and an axis extending the central axis of the raw material powder introduction pipe is the center of the burner body.
  • the angle formed by the central axis of the raw material powder introduction tube and the outer surface of the second raw material powder supply path partitioning annular member is larger than 0 degree and smaller than 90 degrees.
  • a combustion burner wherein the combustion burner is arranged so as to be rotationally symmetric with respect to the central axis of the burner body.
  • the angle formed by the central axis of the raw material powder introduction pipe and the outer surface of the second raw material powder supply path section annular member is 10 degrees or more and less than 45 degrees ( The combustion burner as described in 1).
  • the shape of a jet other than the jet arranged at the innermost side is a ring shape. Burning burner.
  • the plurality of paths include a combustion support fluid supply path for supplying a combustion support fluid and a combustion fluid supply path for supplying a combustion fluid.
  • the combustion burner according to any one of the above.
  • a raw material powder heating method in which a raw material powder is heated by a flame formed at the tip of a burner body constituting a burner device using a combustion-supporting fluid and a combustion fluid, and is cylindrical.
  • the raw material powder is supplied to the raw material powder supply path from a direction inclined at an angle larger than 0 degree and smaller than 90 degrees with respect to the raw material powder supply path and not intersecting the central axis of the burner body.
  • a heating step of heating the raw material powder by the flame by ejecting the raw material powder supplied through the raw material powder supply path from the raw material powder jet port.
  • the raw material powder distributor Before the raw material powder introducing step, the raw material powder distributor has a step of distributing the raw material powder into a plurality of materials, and in the raw material powder introducing step, The raw material powder heating method according to (11), wherein the raw material powder distributed by the raw material powder distributor is introduced.
  • two or more raw materials that introduce the raw material powder into the raw material powder supply path into the first raw material powder supply path section annular member that partitions the outside of the raw material powder supply path A powder introduction pipe is provided, and the angle formed by the center axis of the raw material powder introduction pipe and the outer surface of the second raw material powder supply path partitioning annular member is inclined at an angle greater than 0 degree and less than 90 degrees
  • the raw material powder introduction tube By arranging the raw material powder introduction tube in this manner, the raw material powder collides with the outer wall of the second raw material powder supply path section annular member, and the raw material powder supply path is surrounded by the periphery of the raw material powder supply path.
  • the raw material powder can be dispersed in the direction (left-right direction).
  • two or more raw material powders are introduced so that the axis extending the central axis of the raw material powder introduction tube does not intersect the central axis of the burner body and is rotationally symmetric with respect to the central axis of the burner.
  • the raw material powder dispersed from the raw material powder outlet can be ejected, so that the raw material powder can be efficiently used by the flame and / or the high temperature region near the flame (hereinafter referred to as “flame region”). Can be heated.
  • the combustion burner of the present invention since it is not necessary to use a particularly high-speed air flow (gas for conveying the raw material powder) for dispersing the raw material powder, the configuration of the combustion burner does not become complicated and clogging does not easily occur. Therefore, according to the combustion burner of the present invention, the raw material powder can be efficiently heated by improving the dispersibility of the raw material powder ejected from the raw material powder ejection port with a simple configuration.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a combustion burner for explaining that the dispersibility of the raw material powder becomes uniform when the raw material powder introduction tube and the central axis of the burner body shown in FIG. 3 are in a positional relationship.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the raw material powder distributor shown in FIG. 7 in the DD line direction. It is a top view of a raw material powder receiver.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of a burner device according to a first embodiment of the present invention.
  • a burner device 10 according to a first embodiment includes a combustion burner 11, a first combustion-supporting fluid supply source 12, a fuel fluid supply source 14, and a second combustion-supporting fluid. It has a supply source 16, a raw material powder supply source 18, and a carrier gas supply source 19.
  • the combustion burner 11 includes a burner main body 21, a fuel fluid inlet 23, a combustion-supporting fluid inlet 25, a raw material powder inlet pipe 27, and a raw material powder inlet 28.
  • the burner body 21 includes first to fourth annular members 31 to 34 (a plurality of annular members), whereby a first combustion-supporting fluid supply path 41, a fuel fluid supply path 42, and a raw material powder Supply path 43, second combustion-supporting fluid supply path 44, first combustion-supporting fluid outlet 51, fuel fluid injection outlet 52, raw material powder injection outlet 53, and second combustion-supporting ability And a fluid ejection port 54.
  • the first annular member 31 is an annular member having the smallest outer diameter among the first to fourth annular members 31 to 34.
  • the first annular member 31 is disposed on the innermost side among the first to fourth annular members 31 to 34.
  • the second annular member 32 is arranged outside the first annular member 31 so that a cylindrical space is formed between the second annular member 32 and the first annular member 31.
  • the second annular member 32 is a second raw material powder supply path partitioning annular member that partitions the inside of the raw material powder supply path 43.
  • the second annular member 32 is configured to be shorter than the first annular member 31.
  • the rear end of the second annular member 32 is bent in an L shape and is connected to the outer wall of the first annular member 31.
  • the raw material powder introduced from the raw material powder introduction tube 27 collides with the outer wall 32 ⁇ / b> A of the second annular member 32. Therefore, the outer diameter of the portion of the second annular member 32 where the raw material powder collides may be larger than the outer diameter of the portion where the raw material powder does not collide. Thereby, the raw material powder can be further easily dispersed.
  • the surface of the portion where the raw material powder collides is separated from another member (for example, a metal annular tube such as SUS (stainless steel) that is not easily worn.
  • a metal annular tube such as SUS (stainless steel) that is not easily worn
  • An annular tube made of the same material as the raw material powder to be used may be provided. Accordingly, the raw material powder can be easily dispersed by colliding the raw material powder with the other member.
  • the influence of damage due to wear can be minimized.
  • the third annular member 33 is disposed outside the second annular member 32 so that a cylindrical space is formed between the third annular member 33 and the second annular member 32.
  • the third annular member 33 is a first raw material powder supply path partitioning annular member that partitions the outside of the raw material powder supply path 43.
  • the third annular member 33 is configured to be shorter than the second annular member 32.
  • the rear end of the third annular member 33 is bent in an L shape and is connected to the outer wall of the second annular member 32.
  • the fourth annular member 34 is disposed outside the third annular member 33 so that a cylindrical space is formed between the fourth annular member 34 and the second annular member 33.
  • the fourth annular member 34 is configured to be shorter than the third annular member 33.
  • the rear end of the fourth annular member 34 is bent in an L shape and is connected to the outer wall of the third annular member 33.
  • the first to fourth annular members 31 to 34 (a plurality of annular members) are arranged concentrically with respect to the central axis A of the burner body 21.
  • the tip surfaces of the first to fourth annular members 31 to 34 are flush with each other.
  • a tip 21A of the burner body 21 is constituted by the tips of the first to fourth annular members 31 to 34.
  • a flame (not shown) is formed at the tip 21 ⁇ / b> A of the burner body 21.
  • the first combustion-supporting fluid supply path 41 is a cylindrical path formed in the first annular member 31.
  • the first combustion-supporting fluid supply path 41 is connected to the combustion-supporting fluid supply source 12 that supplies the combustion-supporting fluid.
  • the fuel fluid supply path 42 is a cylindrical space formed between the first annular member 31 and the second annular member 32.
  • the fuel fluid supply path 42 is connected to the fuel fluid supply source 14 that supplies the fuel fluid via the fuel fluid inlet 23.
  • the raw material powder supply path 43 is a cylindrical space formed between the second annular member 32 and the third annular member 33.
  • the raw material powder supply path 43 is disposed between the combustion fluid supply path 42 and the second combustion-supporting fluid supply path 44.
  • the raw material powder is introduced into the raw material powder supply path 43 via the raw material powder introduction pipe 27.
  • the raw material powder supply path 43 is a path for supplying the raw material powder to the raw material powder jet outlet 53.
  • the second combustion-supporting fluid supply path 44 is a cylindrical space formed between the third annular member 33 and the fourth annular member 34.
  • the second combustion-supporting fluid supply path 44 is connected to the second combustion-supporting fluid supply source 16 that supplies the second combustion-supporting fluid via the combustion-supporting fluid inlet 25.
  • the first combustion-supporting fluid supply path 41, the fuel fluid supply path 42, the raw material powder supply path 43, and the second combustion-supporting fluid supply path 44 (a plurality of paths) described above are the center of the burner body 21. They are arranged concentrically with the axis A.
  • FIG. 2 is a C view of the combustion burner according to the first embodiment shown in FIG. In FIG. 2, the same components as those of the combustion burner 11 shown in FIG.
  • the first combustion-supporting fluid ejection port 51 is configured by the tip of the first annular member 31.
  • the first combustion-supporting fluid ejection port 51 is disposed at the tip of the first combustion-supporting fluid supply path 41.
  • the first combustion-supporting fluid outlet 51 is integrated with the first combustion-supporting fluid supply path 41.
  • the shape of the first combustion-supporting fluid ejection port 51 can be, for example, a cylinder.
  • the first combustion-supporting fluid ejection port 51 ejects the first combustion-supporting fluid supplied from the first combustion-supporting fluid supply path 41.
  • the fuel fluid ejection port 52 is constituted by the tips of the first and second annular members 31 and 32.
  • the fuel fluid ejection port 52 is disposed at the tip of the fuel fluid supply path 42.
  • the fuel fluid ejection port 52 is integrated with the fuel fluid supply path 42.
  • the fuel fluid outlet 52 ejects the fuel fluid supplied from the fuel fluid supply path 42.
  • the raw material powder outlet 53 is constituted by the tips of the second and third annular members 32 and 33.
  • the raw material powder jet outlet 53 is disposed at the tip of the raw material powder supply path 43. Thereby, the raw material powder jet outlet 53 is integrated with the raw material powder supply path 43.
  • the raw material powder jet outlet 53 ejects the raw material powder supplied from the raw material powder supply path 53.
  • the second combustion-supporting fluid ejection port 54 is configured by the tips of the third and fourth annular members 33 and 34.
  • the second combustion-supporting fluid ejection port 54 is disposed at the tip of the second combustion-supporting fluid supply path 44.
  • the second combustion-supporting fluid outlet 54 is integrated with the second combustion-supporting fluid supply path 44.
  • the second combustion-supporting fluid ejection port 54 ejects the second combustion-supporting fluid supplied from the second combustion-supporting fluid supply path 44.
  • the fuel fluid outlet 52, the raw material powder outlet 53, and the second combustion-supporting fluid outlet 54 described above have a ring shape (see FIG. 2).
  • the area of the raw material powder jet port 53 is maximized by making the raw material powder jet port 53 into a simple ring shape, the dispersibility of the raw material powder can be improved.
  • a ring shape is illustrated as an example.
  • the shapes of the outlet 52, the raw material powder jet 53, and the second combustion-supporting fluid jet 54 are not limited thereto.
  • a plurality of concentric circular holes such as a circle, an ellipse, and a polygon are arranged.
  • the fuel fluid jet 52, the raw material powder jet 53, and the second combustion-supporting fluid It may be used as the spout 54.
  • the fuel fluid inlet 23 is provided on the outer wall of the second annular member 32 and protrudes from the second annular member 32 in a direction away from the second annular member 32.
  • the fuel fluid introduction port 23 is connected to a fuel fluid supply source 14 that supplies fuel fluid.
  • the combustion-supporting fluid introduction port 25 is provided on the outer wall of the fourth annular member 34 and protrudes from the fourth annular member 34 in a direction away from the fourth annular member 34.
  • the combustion-supporting fluid introduction port 25 is connected to the second combustion-supporting fluid supply source 16 that supplies the second combustion-supporting fluid.
  • the raw material powder introduction tube 27 is provided on the outer wall of the third annular member 33 in a state where the raw material powder can be introduced into the raw material powder supply path 43.
  • the raw material powder introduction tube 27 protrudes from the third annular member 33 to the outside of the third annular member 33.
  • the raw material powder introduction tube 27 is inclined so that the angle ⁇ formed by the central axis B of the raw material powder introduction tube 27 and the outer surface 32a of the second annular member 32 is larger than 0 degree and smaller than 90 degrees. Is arranged. Further, the raw material powder introduction tube 27 is arranged so that the axis B ⁇ b> 1 extending the central axis B of the raw material powder introduction tube 27 does not intersect the central axis A of the burner body 21. This point will be described in detail below.
  • the angle ⁇ formed by the central axis B of the raw material powder introduction tube 27 and the outer surface 32a of the second annular member 32 is made larger than 0 degree and smaller than 90 degrees, and further, the raw material powder introduction tube 27 is made.
  • the raw material powder introduction tube 27 is arranged so that the axis B1 extending the central axis B of the burner body 21 does not intersect with the central axis A of the burner main body 21, so that the raw material powder is formed on the outer wall 32A of the second annular member 32.
  • the material powder can be uniformly dispersed in the circumferential direction (left-right direction) of the raw material powder supply path 43 in the raw material powder supply path 43.
  • the raw material powder dispersed from the raw material powder outlet 53 can be ejected, the raw material powder is efficiently used by the flame and / or a high temperature region near the flame (hereinafter referred to as “flame region”). It can be heated well.
  • the configuration of the combustion burner 11 does not become complicated. That is, the raw material powder can be efficiently heated by improving the dispersibility of the raw material powder ejected from the raw material powder ejection port 53 with a simple configuration.
  • the angle ⁇ formed by the central axis B of the raw material powder introduction tube 27 and the outer surface 32a of the second annular member 32 is 10 degrees or more and less than 60 degrees.
  • the angle ⁇ is smaller than 10 degrees, the ratio of the raw material powder that collides with the outer wall 32A of the second annular member 32 decreases.
  • the combustion burner 11 is elongated.
  • the angle ⁇ is 60 degrees or more, the inside of the raw material powder introduction tube 27 may be clogged with the raw material powder. is there.
  • the angle ⁇ formed by the central axis B of the raw material powder introduction tube 27 and the outer surface of the third annular member 33 is 10 degrees or more and less than 45 degrees.
  • the angle ⁇ is 45 degrees or more, the raw material powder introduction tube 27 may pulsate, and the dispersibility of the raw material powder may be reduced.
  • the angle ⁇ is most preferably 30 degrees.
  • the raw material powder introduction tube 27 may have a cylindrical shape or a square cylindrical shape.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the combustion burner for explaining the positional relationship between the raw material powder introduction tube and the central axis of the burner body.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a combustion burner for explaining that the dispersibility of the raw material powder becomes uniform when the raw material powder introduction tube and the central axis of the burner body shown in FIG.
  • FIG. 5 illustrates that the dispersibility of the raw material powder deteriorates when a combustion burner having a structure in which the axis extending the central axis of the raw material powder introduction tube intersects the central axis of the burner body is used. It is typical sectional drawing of the combustion burner for performing. 3 and 4 are combustion burners to which the structure of the present invention is applied, and FIG.
  • 3 is a combustion burner to which the structure of the present invention is not applied.
  • 3 to FIG. 5 only components necessary for explanation are shown.
  • 3 to 5 the same components as those of the combustion burner 11 shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.
  • 3 and 4 indicates the distance (hereinafter referred to as “distance x”) between the axis B1 obtained by extending the center axis B of the raw material powder introduction tube 27 and the center axis A of the burner body 21. .
  • the inner diameter d of the raw material powder introduction tube 27 (in the case where the shape of the raw material powder introduction tube 27 is a cylindrical shape, the inner diameter, and the shape of the raw material powder introduction tube 27 is a rectangular tube shape)
  • the width of the inner wall facing each other) and the outer diameter ⁇ of the second annular member 32 may satisfy the following formula (2) so that the raw material powder introduction pipe 27 and the second annular member 32 are configured. . ⁇ > 2d (2)
  • the raw material powder introduction tube 27 When the relationship between the inner diameter d of the raw material powder introduction tube 27 and the outer diameter ⁇ of the second annular member 32 satisfies the above equation (2), the raw material powder is reliably supplied to the outer wall 32A of the second annular member 32. It can be made to collide.
  • the inventors further examined that the relationship between the inner diameter d of the raw material powder introduction tube 27 and the outer diameter ⁇ of the second annular member 32 satisfies the following expression (3) and is shown in FIG. Further, the raw material powder introduction tube 27 is arranged so that all the extension of the inner wall surface 27a of the raw material powder introduction tube 27 passes through the range of a distance of 1 / 2 ⁇ 2 from the central axis A of the burner body 21. It is good to arrange. ⁇ > 2 ⁇ 2 ⁇ d (3)
  • the raw material powder introduction tube 27 is disposed so that the extension of the inner wall surface 27a of the raw material powder introduction tube 27 passes through the range of a distance of 1 / 2 ⁇ 2 of ⁇ from the central axis A of the burner body 21.
  • the raw material powder can be prevented from flowing along the outer wall 32A of the second annular member 32, the raw material powder can be sufficiently dispersed. Thereby, the raw material powder can be sufficiently heated in the flame region.
  • the plurality of raw material powder introduction pipes 27 are arranged so that the axis B1 obtained by extending the central axis B of the raw material powder introduction pipe 27 does not intersect the central axis A of the burner body 21.
  • FIG. 2 since the collision position of the raw material powder on the outer wall 32A of the second annular member 32 is fixed in the right rotation direction or the left rotation direction, the raw material powder remaining after the collision of the raw material powder Can be eliminated with rotational symmetry, and sufficiently dispersed raw material powder can be ejected from the raw material powder outlet 53 (see FIGS. 1 and 2).
  • the raw material powder inlet 28 is provided on the outer wall of the raw material powder inlet tube 27.
  • the raw material powder inlet 28 is connected to the raw material powder supply source 18.
  • the raw material powder inlet 28 introduces the raw material powder supplied from the raw material powder supply source 18 into the raw material powder introduction tube 27.
  • the first combustion-supporting fluid supply source 12 is connected to the first annular member 31 in a state where the first combustion-supporting fluid can be supplied into the first annular member 31.
  • a combustion-supporting gas can be used as the first combustion-supporting fluid.
  • oxygen, air, or a mixture of these can be used as the first combustion-supporting fluid.
  • the fuel fluid supply source 14 is connected to the fuel fluid inlet 23 in a state in which the fuel fluid can be supplied to the fuel fluid inlet 23.
  • the fuel fluid include gaseous fuel such as methane gas, propane gas, city gas, LPG (Liquified petroleum), liquid fuel such as kerosene and crude oil, or solid fuel such as pulverized coal conveyed by gas, and a plurality of these. Combinations can be used.
  • the second combustion-supporting fluid supply source 16 is connected to the combustion-supporting fluid introduction port 25 in a state where the second combustion-supporting fluid can be supplied into the combustion-supporting fluid introduction port 25.
  • a combustion-supporting gas can be used as the second combustion-supporting fluid.
  • oxygen, air, or a mixture of these can be used as the combustion-supporting gas.
  • the raw material powder supply source 18 is connected to the raw material powder inlet 28 in a state where the raw material powder can be supplied to the raw material powder inlet 28.
  • the raw material powder in the present invention is a powder that needs to be heated, and means a solid having a particle size of 10 mm or less or a solid having a Brownian motion of 10 nm or more.
  • the raw material powder in the present invention is a gel, a solidified liquid or gas, or a combination thereof, a so-called dust, a granular material, a fine powder, or an ultrafine powder. What was joined, and also those in which these were made into a lump are included.
  • the raw material powder in the present invention for example, metal powder, metal compound, ceramic, dust, glass, pulverized coal, solid fuel, food powder such as wheat flour, water, aqueous solution, organic solvent, liquid fuel are solidified. And those obtained by solidifying these raw material powders or raw material droplets, products thereof, or combinations of these. Also included are those whose modes change due to any of the phenomena of combustion, oxidation, reduction, chemical reaction, melting, evaporation, and sublimation by heating the flame formed by the combustion burner 11.
  • the carrier gas supply source 19 supplies a carrier gas for transporting the raw material powder into the raw material powder introduction tube 27 as necessary through an inlet (not shown) provided in the raw material powder introduction tube 27.
  • a carrier gas for example, a flammable gas such as oxygen or air, a city gas, a flammable gas such as methane and LPG, an inert gas such as nitrogen, or a combination of these gases may be used. it can.
  • the raw material powder can be ejected by free fall.
  • the carrier gas supply source 19 is not necessary, but even in this case, the carrier gas supply source 19 may be provided as needed to eject the raw material powder with the carrier gas.
  • the supply amount (flow rate) of the carrier gas is preferably set so that the ejection speed of the carrier gas ejected from the combustion burner 11 is 5 m / sec or less. More preferably, it should be 2 m / sec or less.
  • the carrier gas is ejected at a speed of 5 m / sec or less, which is slower than the ejection speed (10 m / sec or more) of the carrier gas when jetting the raw material powder at a high speed, or 2 m / sec or slower, which is slower
  • the ejection speed (10 m / sec or more) of the carrier gas when jetting the raw material powder at a high speed, or 2 m / sec or slower, which is slower
  • the angle ⁇ formed by the central axis B of the raw material powder introduction tube 27 and the outer surface 32a of the second annular member 32 is larger than 0 degree and smaller than 90 degrees. Further, by arranging the raw material powder introduction pipe 27 so that the axis B1 extending the central axis B of the raw material powder introduction pipe 27 does not intersect with the central axis A of the burner body 21, the second annular shape is provided.
  • the raw material powder collides with the outer wall 32 ⁇ / b> A of the member 32, and the raw material powder can be uniformly dispersed in the raw material powder supply path 43 in the circumferential direction (left-right direction) of the raw material powder supply path 43.
  • the raw material powder dispersed from the raw material powder outlet 53 can be ejected, the raw material powder can be efficiently heated by the flame region.
  • the configuration of the combustion burner 11 does not become complicated. That is, the raw material powder can be efficiently heated by improving the dispersibility of the raw material powder ejected from the raw material powder ejection port 53 with a simple configuration.
  • the first and second combustion-supporting fluid ejection ports 51 and 54 eject the first and second combustion-supporting gas and the fuel fluid ejection port 52 ejects the fuel fluid, whereby the burner body A flame is formed at the tip 21 ⁇ / b> A of 21.
  • the raw material powder is introduced into the raw material powder introduction tube 27 through the raw material powder introduction port 28.
  • the raw material powder introduction tube is directed to the raw material powder supply path 43 from a direction inclined at an angle ⁇ larger than 0 degree and smaller than 90 degrees and not intersecting the central axis A of the burner body 21.
  • the raw material powder introduced in 27 is introduced (raw material powder introduction step).
  • the raw material powder introduced into the raw material powder supply path 43 collides with the outer wall 32 ⁇ / b> A of the second annular member 32. Thereby, the raw material powder can be uniformly dispersed in the raw material powder supply path 43.
  • the raw material powder supplied through the raw material powder supply path 43 is ejected from the raw material powder ejection port 53, and the raw material powder is heated by a flame (flame region) (heating process).
  • the direction is inclined with respect to the cylindrical raw material powder supply path 43 at an angle larger than 0 degree and smaller than 90 degrees, and A raw material powder introduction step for introducing the raw material powder into the raw material powder supply path 43 from a direction not intersecting with the central axis A of the burner body 21, and the raw material powder supplied by the raw material powder supply path 43 as the raw material powder.
  • And supplying a raw material powder by causing the raw material powder to collide with the outer wall 32A of the second annular member 32 by having the heating step of jetting the raw material powder by a flame (flame region).
  • the raw material powder can be uniformly dispersed in the circumferential direction (left-right direction) of the raw material powder supply path 43.
  • the raw material powder dispersed from the raw material powder outlet 53 can be ejected, the raw material powder can be efficiently heated in the flame region.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of the burner device according to the second embodiment of the present invention.
  • a burner device 60 of the second embodiment has a combustion burner 61 instead of the combustion burner 11 constituting the burner device 10 of the first embodiment, and also distributes raw material powder. Except having the vessel 62, it is configured in the same manner as the burner device 10.
  • the combustion burner 61 is configured in the same manner as the combustion burner 11 of the first embodiment, except that it has raw material powder inlets 28-1 and 28-2 instead of the raw material powder inlet 28.
  • the raw material powder inlets 28-1 and 28-2 have the same configuration as the raw material powder inlet 28 described in the first embodiment.
  • the raw material powder introduction ports 28-1 and 28-2 are provided for one raw material powder introduction pipe 27. That is, two raw material powder inlets (raw material powder inlets 28-1 and 28-2) are provided for one raw material powder inlet tube 27.
  • FIG. 6 as an example, a case where two raw material powder introduction ports (in the case of FIG. 6, raw material powder introduction ports 28-1 and 28-2) are provided for one raw material powder introduction tube 27 is illustrated. However, an even number of raw material powder inlets 28-1 and 28-2 may be arranged with respect to one raw material powder inlet tube 27.
  • FIG. 7 is a plan view of the raw material powder distributor (a plan view from the upper end side of the raw material powder distributor).
  • FIG. 8 is a cross-sectional view in the DD line direction of the raw material powder distributor shown in FIG.
  • the raw material powder distributor 62 includes a raw material powder introducing unit 63, a raw material powder distributing unit 64, and raw material powder deriving units 71 to 78 (a plurality of raw material powder deriving units). ).
  • the raw material powder introducing portion 63 has a cylindrical shape. Although the shape of the raw material powder introducing
  • the raw material powder introducing section 63 is connected to the raw material powder supply source 18 shown in FIG. The raw material powder is supplied from the raw material powder supply source 18 to the raw material powder introducing unit 63.
  • the raw material powder distributor 64 is disposed between the raw material powder inlet 63 and the raw material powder outlets 71 to 78.
  • the raw material powder distributor 64 has a wider shape as it goes from the raw material powder inlet 63 to the raw material powder outlets 71 to 78.
  • the raw material powder distribution unit 64 is a space 64A for distributing the raw material powder to the raw material powder deriving units 71 to 78 (a space having a wider shape from the raw material powder introducing unit 63 toward the raw material powder deriving units 71 to 78). ).
  • the raw material powder distribution unit 64 has a bottom plate 64B.
  • the raw material powder outlets 71 to 78 are provided on the bottom plate 64 B of the raw material powder distributor 64.
  • the raw material powder lead-out portions 71 to 78 are arranged so as to be point-symmetric with respect to the center E of the raw material powder introducing portion 63 (see FIG. 7).
  • the raw material powder outlets 71 to 78 are arranged so as to spread outward from the connection position with the raw material powder distributor 64.
  • the raw material powder inlets 28-1 and 28-2 (even number of raw material powder inlets) arranged in the same raw material powder introduction pipe 27 are located with respect to the center E of the raw material powder introduction part 63. It is connected to the raw material powder lead-out portions 71 and 72 arranged symmetrically. Specifically, the raw material powder inlet 28-1 is connected to the raw material powder outlet 71, and the raw material powder inlet 28-2 is connected to the raw material powder outlet 72.
  • the raw material powder outlets 73 to 78 are connected to a raw material powder inlet (not shown) provided in another raw material powder introduction pipe 27 (not shown) in FIG. It is connected.
  • the raw material powder derived radially is supplied to a plurality of raw material powder introduction pipes 27 via the raw material powder inlets 28-1 and 28-2. Can be introduced.
  • the facings of the raw material powder deriving units 71 to 78 of the raw material powder distributor 62 for example, a combination of the raw material powder deriving unit 71 and the raw material powder deriving unit 72) or every period N (N is 2 or more)
  • N 2 or more
  • a plurality (two in the case of FIG. 3) of raw material powder inlets 28-1 and 28-2 are provided for one raw material powder introduction tube 27.
  • 2 ⁇ n raw material powder supply sources 18 are prepared for n raw material powder introduction pipes 27 having raw material powder inlets 28-1 and 28-2, and the kth raw material is provided among them.
  • the source of the same raw material powder introduction pipe 27 is connected to the path from the raw material powder supply source 18 with a large supply amount of powder and the path from the raw material powder supply source 18 with the smallest supply amount of the raw material powder.
  • the raw material powder is transported by connecting to the powder inlets 28-1 and 28-2 (for example, the raw material powder supply source 18 for supplying the largest amount of raw material powder and the smallest amount of raw material)
  • a raw material powder supply source 18 for supplying powder is connected to the raw material powder inlets 28-1 and 28-2 so as to be conveyed to the same raw material powder introduction pipe 27, and the second largest amount of powder is supplied.
  • the raw material powder source 18 for supplying the raw material powder and the raw material powder source 18 for supplying the second smallest amount of the raw material powder are the same raw material powder.
  • the raw material powder can be more dispersed and ejected in the flame region. Therefore, the raw material powder can be efficiently heated. Further, the burner device 60 configured as described above can also obtain the same effects as the burner device 10 of the first embodiment.
  • the raw material powder heating method of the second embodiment is supplied from the raw material powder supply source 18 by the raw material powder distributor 62 before the raw material powder introduction step described in the first embodiment. Except for the step of distributing the raw material powder into a plurality of steps, the same method as the raw material powder heating method of the first embodiment can be used.
  • the raw material powder heating method of the second embodiment it becomes possible to disperse the raw material powder more efficiently than the raw material powder heating method of the first embodiment.
  • the body can be heated more efficiently.
  • Example 1 In Experimental Example 1, the experiment was performed using the following combustion burners M1 to M7.
  • the combustion burner M1 is designed so that the axis B1 extending the center axis B of the raw material powder introduction pipe 27 and the center axis A of the burner body 21 intersect.
  • the distance x (see FIG. 3) between the axis B1 obtained by extending the center axis B of the raw material powder introduction pipe 27 and the center axis A of the burner body 21 is the outer diameter ⁇ of the second annular member 32. Designed to be one-eighth the distance.
  • the distance x between the axis B1 obtained by extending the center axis B of the raw material powder introduction pipe 27 and the center axis A of the burner body 21 is a quarter of the outer diameter ⁇ of the second annular member 32. Designed to be a distance away.
  • the distance x between the axis B1 obtained by extending the center axis B of the raw material powder introduction pipe 27 and the center axis A of the burner body 21 is 3/8 of the outer diameter ⁇ of the second annular member 32. Designed to be a distance away.
  • the distance x between the axis B1 obtained by extending the center axis B of the raw material powder introduction pipe 27 and the center axis A of the burner body 21 is one half of the outer diameter ⁇ of the second annular member 32. Designed to be a distance away.
  • the distance x between the axis B1 obtained by extending the center axis B of the raw material powder introduction pipe 27 and the center axis A of the burner body 21 and the outer diameter ⁇ of the second annular member 32 are made equal.
  • the distance x between the axis B1 obtained by extending the center axis B of the raw material powder introduction pipe 27 and the center axis A of the burner body 21 is 1.5 times the outer diameter ⁇ of the second annular member 32. did.
  • the number of the raw material powder introduction pipes 27 is one, and the outer diameter of the raw material powder introduction pipes 27 is 1 ⁇ 4 of the outer diameter ⁇ of the second annular member 32. Further, in the combustion burners M1 to M7, the thickness of the raw material powder introduction tube 27 is made to be almost negligible with respect to the outer diameter of the raw material powder introduction tube 27. In the combustion burners M1 to M7, the angle ⁇ formed by the central axis B of the raw material powder introduction tube 27 and the outer surface 32a of the second annular member 32 is 30 degrees. In the combustion burners M1 to M7, two raw material powder introduction ports 28-1 are provided in the raw material powder introduction pipe 27.
  • a ring-shaped nozzle is used as the raw material powder nozzle 53.
  • the combustion burners M1 to M7 are arranged so that the tip 21A of the burner body 21 faces downward (in other words, the central axis A of the burner body 21 is in the vertical direction).
  • a method for supplying the raw material powder an experiment was conducted by both a free fall method and an air current conveyance method.
  • oxygen is supplied so that the ejection speed from the tip end surface 21A of the burner body 21 is 4 m / sec in the airflow conveyance method, and in the free fall method, from the tip surface 21A of the burner body 21 as clogging prevention.
  • Oxygen was supplied so that the ejection speed of the gas was 1.5 m / sec.
  • glass cullet having a particle diameter of 1 ⁇ m to 5 mm (D50 to 300 ⁇ m) was used. Except as described above, a configuration similar to that of the burner device 10 shown in FIG. 1 was used.
  • FIG. 9 is a plan view of the raw material powder receiver.
  • FIG. 10 schematically shows the positional relationship between the combustion burner and the raw material powder receiver when the amount of the raw material powder ejected from the combustion burner is measured using the raw material powder receiver shown in FIG. FIG.
  • the combustion burner M1 is shown as an example of the combustion burner. However, after the measurement of the amount of the raw material powder ejected from the combustion burner M1 is completed, the combustion burners M2 to M7 are sequentially replaced with the combustion burner M1. The ejection amount of the raw material powder was measured.
  • any one of the combustion burners M1 to M7 is placed above the raw material powder receiver 81.
  • the dispersibility of the raw material powder of each combustion burner M1 to M7 was evaluated.
  • the raw material powder receiver 81 has an area (in the case of FIG. 9, 12 areas) equally divided on the circumference, and the amount of the raw material powder dropped into each area Is configured to be able to measure each.
  • FIG. 11 shows a case where the raw material powder is supplied by the free-fall method and the air flow conveyance method using the burner device of Experimental Example 1 (the burner device having any one of the combustion burners M1 to M7).
  • FIG. 4 is a graph (graph) showing the relationship between (minimum value of raw material powder ejection amount) / (maximum value of raw material powder ejection amount) and (distance x) / (outer diameter ⁇ of second annular member). is there.
  • the relationship between the inner diameter d of the raw material powder introduction tube 27 and the outer diameter ⁇ of the second annular member 32 is as follows. All the extensions of the inner wall surface 27a of the raw material powder introduction pipe 27 pass through the range satisfying the equation (4) and within a distance of 1 / 2 ⁇ 2 of ⁇ from the central axis A of the burner body 21 (see FIG. 3). Thus, it was confirmed that it is important to arrange the raw material powder introduction tube 27. ⁇ > 2 ⁇ 2 ⁇ d (4)
  • the position of the area showing the maximum value of the raw material powder ejection amount was fixed.
  • the area showing the maximum value of the raw material powder ejection amount is indefinite for each number of trials, and the maximum amount of raw material powder ejection amount is approximately symmetrical about the central axis A of the burner body 21. The position of the area showing the value fluctuated.
  • Example 2 In Experimental Example 2, the experiment was performed using the following combustion burners N1 to N7.
  • the combustion burner N1 is designed so that the axis B1 extending the center axis B of the raw material powder introduction tube 27 and the center axis A of the burner body 21 intersect.
  • the distance x (see FIG. 3) between the axis B1 obtained by extending the center axis B of the raw material powder introduction pipe 27 and the center axis A of the burner body 21 is the outer diameter ⁇ of the second annular member 32. Designed to be one-eighth the distance.
  • the distance x between the axis B1 obtained by extending the center axis B of the raw material powder introduction pipe 27 and the center axis A of the burner body 21 is a quarter of the outer diameter ⁇ of the second annular member 32. Designed to be a distance away.
  • the distance x between the axis B1 obtained by extending the center axis B of the raw material powder introduction pipe 27 and the center axis A of the burner body 21 is 3/8 of the outer diameter ⁇ of the second annular member 32. Designed to be a distance away.
  • the distance x between the axis B1 obtained by extending the center axis B of the raw material powder introduction pipe 27 and the center axis A of the burner body 21 is one half of the outer diameter ⁇ of the second annular member 32. Designed to be a distance away.
  • the distance x between the axis B1 obtained by extending the center axis B of the raw material powder introduction pipe 27 and the center axis A of the burner body 21 and the outer diameter ⁇ of the second annular member 32 are made equal.
  • the distance x between the axis B1 obtained by extending the center axis B of the raw material powder introduction pipe 27 and the center axis A of the burner body 21 is 1.5 times the outer diameter ⁇ of the second annular member 32. did.
  • the number of raw material powder introduction pipes 27 is eight, and the eight raw material powder introduction pipes 27 are arranged so as to be rotationally symmetric with respect to the central axis A of the burner body 21.
  • the eight raw material powder introduction pipes 27 are arranged so as to be rotationally symmetric with respect to the central axis A of the burner body 21.
  • the combustion burners M1 to M7 described in Experimental Example 1 It differs from a combustion burner having only one raw material powder introduction tube 27).
  • the same conditions as those of the combustion burners M1 to M7 were used with respect to the outer diameter of the raw material powder introduction tube 27 and the thickness of the raw material powder introduction tube 27.
  • the angle ⁇ formed between the central axis B of the raw material powder introduction tube 27 and the outer surface 32a of the second annular member 32 was set to 30 degrees, which is the same as that of the combustion burners M1 to M7.
  • two raw material powder introduction ports 28 are provided for one raw material powder introduction tube 27.
  • one raw material powder is introduced. Only one raw material powder inlet 28-1 was provided for the tube 27.
  • a ring-shaped nozzle is used as the raw material powder nozzle 53.
  • the combustion burners N1 to N7 are arranged so that the tip 21A of the burner body 21 faces downward (in other words, the central axis A of the burner body 21 coincides with the vertical direction).
  • the raw material powder As a method for supplying the raw material powder, an experiment was conducted by both a free fall method and an air current conveyance method.
  • the raw material powder glass cullet having a particle diameter of 1 ⁇ m to 5 mm (D50 to 300 ⁇ m) was used. Except as described above, the same configuration as that of the burner device 10 shown in FIG. 6 was used. That is, in Experimental Example 2, the raw material powder supplied from the raw material powder supply source 18 is distributed by the raw material powder distributor 62 shown in FIGS. Raw material powder was introduced. The eight raw material powder inlets 28-1 and the raw material powder outlets 71 to 78 of the raw material powder distributor 62 were connected in the circumferential order.
  • FIG. 12 shows a case where the raw material powder is supplied by the free-fall method and the air flow conveying method using the burner device of Experimental Example 2 (the burner device having any one of the combustion burners N1 to N7).
  • FIG. 4 is a graph (graph) showing the relationship between (minimum value of raw material powder ejection amount) / (maximum value of raw material powder ejection amount) and (distance x) / (outer diameter ⁇ of second annular member). is there.
  • Example 3 Using the burner device (see FIG. 6) having the combustion burner N2 having the highest dispersibility in Experimental Example 2, a combustion test is performed under the same conditions as in Experimental Example 2, and a heating test of the raw material powder in the flame region is performed. went. At this time, the raw material powder was supplied by a free-fall method and an air current conveyance method. As the raw material powder, glass cullet having a particle diameter of 1 ⁇ m to 5 mm (D50 to 300 ⁇ m) was used.
  • oxygen is supplied to the first combustion-supporting fluid supply path 41 so that the ejection speed from the tip end surface 21A of the burner body 21 is 10 m / sec, and the burner body 21 is supplied to the fuel fluid supply path 42.
  • the city gas was supplied so that the ejection speed from the tip surface 21A of the gas was 10 m / sec.
  • the jet velocity from the tip surface 21A of the burner body 21 is 1 in the free fall method so that the jet velocity from the tip surface 21A of the burner body 21 is 4 m / sec in the flow conveyance method.
  • Oxygen was supplied at a rate of 0.5 m / sec.
  • the city gas was supplied to the second combustion-supporting fluid supply path 44 so that the ejection speed from the tip surface 21A of the burner body 21 was 10 m / sec.
  • the heat efficiency ⁇ indicating the ratio of the heat energy Q to the raw material powder with respect to the combustion amount I of the city gas was determined using the following equation (5).
  • ⁇ Q / I ⁇ 100 (%) (5)
  • the heat drop efficiency of the free-fall method was 54%
  • the heat transfer efficiency of the airflow conveyance method was 51%.
  • Example 4 Using the burner device (see FIG. 6) having the combustion burner N2 having the highest dispersibility in Experimental Example 2, among the eight raw material powder introduction pipes 27, the rotation target is set with respect to the central axis A of the burner body 21.
  • the raw material powder was introduced from the four raw material powder introduction pipes 27 arranged. Further, two raw material powder inlets (raw material powder inlets 28-1 and 28-2) are provided for one raw material powder inlet tube 27.
  • two raw material powder deriving units (out of the raw material powder deriving units 71 to 78) arranged in a point manner with respect to the center E of the raw material powder introducing unit 63 (see FIG. 7).
  • the four raw material powder introduction pipes 27 that are not used were closed.
  • Experimental Example 3 using the burner device configured as described above, a combustion test was performed under the same conditions as in Experimental Example 2, and a raw material powder heating test was performed in the flame region. At this time, the raw material powder was supplied by a free-fall method and an air current conveyance method. As the raw material powder, glass cullet having a particle diameter of 1 ⁇ m to 5 mm (D50 to 300 ⁇ m) was used.
  • oxygen is supplied to the first combustion-supporting fluid supply path 41 so that the ejection speed from the tip end surface 21A of the burner body 21 is 10 m / sec, and the burner body 21 is supplied to the fuel fluid supply path 42.
  • the city gas was supplied so that the ejection speed from the tip surface 21A of the gas was 10 m / sec.
  • the jet velocity from the tip surface 21A of the burner body 21 is 1 in the free fall method so that the jet velocity from the tip surface 21A of the burner body 21 is 4 m / sec in the flow conveyance method.
  • Oxygen was supplied at a rate of 0.5 m / sec.
  • oxygen was supplied to the second combustion-supporting fluid supply path 44 so that the ejection speed from the tip surface 21A of the burner body 21 was 10 m / sec.
  • the heat receiving efficiency indicating the ratio of the heat receiving energy to the raw material powder with respect to the combustion amount of the city gas was obtained.
  • the heat drop efficiency of the free-fall method was 65%
  • the heat transfer efficiency of the airflow conveyance method was 62%.
  • Example 5 Using a burner device having a combustion burner N2 (see FIG. 6), the raw material powder inlets 28-1, 28- are arranged so that the raw material powder outlets 71 to 78 are adjacent to each other. 2 was connected. This is different from Experimental Example 4.
  • the number of raw material powder introduction pipes 27 increases, the difficulty in designing and producing a combustion burner and the complexity of use increase. Therefore, a plurality of raw material powder inlets 28-1 and 28-2 are connected to the raw material powder. It has been found that the combustion burner arranged in the body introduction pipe 27 is preferable to the combustion burner in which the number of raw material powder introduction pipes 27 is simply increased.
  • Example 6 (Experimental example 6) In Experimental Example 6, three raw material powder inlets (similar to the raw material powder inlets 28-1 and 28-2) are respectively provided for the four raw material powder inlet pipes 27 of the combustion burner N2 used in Experimental Example 4. A combustion burner provided with three raw material powder inlets having a different configuration was used.
  • raw material powder distributor 62 twelve raw material powder derivation units (raw material powder derivation units having the same configuration as the raw material powder derivation units 71 to 78) were used. Further, in the circumferential direction of the raw material powder distributor 64, the raw material powder lead-out portions arranged in four jumps were connected to three raw material powder inlets arranged in the same raw material powder introduction pipe 27.
  • Example 7 The dispersibility of the raw material powder of the raw material powder distributor 62 used in Experimental Examples 2 to 5 was confirmed.
  • the value of (the minimum value of the raw material powder ejection amount) / (the maximum value of the raw material powder ejection amount) is 0.6.
  • the value of (minimum value of raw material powder ejection amount) / (maximum value of raw material powder ejection amount) is 0. It was confirmed that the difference between the minimum amount of the raw material powder and the maximum amount of the raw material powder was considerably small.
  • the value of (minimum value of the ejection amount of the raw material powder) / (maximum value of the ejection amount of the raw material powder) in Experimental example 5 using the raw material powder distributor 62 with the same connection method as in Experimental example 4 is The free fall method is 0.88, and the air current conveyance method is 0.8, and the value of (Minimum value of raw material powder ejection amount) / (Maximum value of raw material powder ejection amount) in Experimental Example 2 is free.
  • the drop method was 0.60, and the airflow conveyance method was 0.54. From this, using the same connection method as in Experimental Example 4 improves the dispersibility of the raw material powder as compared to the case where the raw material powder distributor 62 is used in the connection method of Experimental Example 2. It could be confirmed.
  • Example 8 The dispersibility of the raw material powder of the raw material powder distributor 62 (the raw material powder distributor having 12 raw material powder outlets) used in the connection method of Experimental Example 6 was confirmed.
  • the raw material powder distributor 62 of Experimental Example 6 when the raw material powders ejected from the 12 raw material powder outlets are added together ((minimum value of the ejection amount of the raw material powders) / (ejection of the raw material powders) The value of the maximum amount was 0.55.
  • the raw material powder distributor 62 of Experimental Example 6 As in Experimental Example 6, it is ejected from three raw material powder deriving portions arranged in four jumps in the circumferential direction of the raw material powder distributor 64.
  • the value of (minimum value of the ejection amount of the raw material powder) / (maximum value of the ejection amount of the raw material powder) when adding up the ejection amount of the raw material powder was 0.98.
  • Example 9 In Experimental Example 9, in the combustion burner N2 described in Experimental Example 4, the combustion burners P1 to P10 in which the inclination angle (angle ⁇ shown in FIG. 6) of the raw material powder introduction pipe 27 is changed, and the combustion burner N2 (the angle ⁇ is 30 degrees), and the same experiment as in Experiment Example 4 was performed.
  • the angle ⁇ is 90 degrees, and in the combustion burner P2, the angle ⁇ is 80 degrees. In the combustion burner P3, the angle ⁇ is 70 degrees, and in the combustion burner P4, the angle ⁇ is 60 degrees. In the combustion burner P5, the angle ⁇ is 50 degrees, and in the combustion burner P6, the angle ⁇ is 40 degrees. In the combustion burner P7, the angle ⁇ is 20 degrees, and in the combustion burner P8, the angle ⁇ is 10 degrees. In the combustion burner P9, the angle ⁇ was 5 degrees. Furthermore, a combustion burner P10 was prepared in which the angle ⁇ was 0 degrees, that is, parallel to the central axis A of the burner main body 21, and the raw material powder introduction tube 27 was installed on the burner.
  • the dispersibility of the raw material powders is the same in the combustion burners P1 to P8 and N2, and the heat receiving efficiency is within the range of 61 ⁇ 1%. There wasn't. However, in the combustion burners P9 and P10, both dispersibility and heat receiving efficiency are lowered. In addition, during the combustion test of the combustion burners P9 and P10, four streaky powder flows were confirmed from the raw material powder jet nozzle.
  • the combustion burner P1 is clogged immediately after the start of the test in the raw material powder introduction pipe 27, and the combustion burners P2 and P3 can be used continuously for a long time or the supply amount can be reduced. When it was increased, clogging occurred.
  • the present invention is applicable to a combustion burner, a burner device, and a raw material powder heating method for heating powder (raw material powder).
  • first 4 annular members 41 ... first combustion-supporting fluid supply path, 42 ... fuel fluid supply path, 43 ... raw material powder supply path, 44 ... second combustion-supporting fluid supply path, 51 ... first support Flammable fluid jet, 52 ... Fuel fluid jet, 53 ... Raw material powder jet, 54 ... Second combustion-supporting fluid jet Mouth, 62 ... Raw material powder distributor, 63 ... Raw material powder introduction part, 64 ... Raw material powder distribution part, 64A ... Space, 64B ... Bottom plate, 71 to 78 ... Raw material powder lead-out part, 81 ... Raw material powder receiver Vessel, A, B ... center axis, B1 ... axis, d ... inner diameter, E ... center, x ... distance, ⁇ ... angle, ⁇ ... outer diameter

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Abstract

　本発明は、簡便な構成により、原料粉体噴出口から噴出させる原料粉体の分散性を向上させることで、原料粉体の加熱を効率良く行うことの可能な燃焼バーナを提供することを目的の一つとし、原料粉体供給経路内に原料粉体を導入する原料粉体導入管は、原料粉体導入管の中心軸を延在させた軸がバーナ本体の中心軸と交わらないようにすると共に、かつ原料粉体導入管の中心軸と第２の環状部材の外面との成す角度θが０度よりも大きくかつ９０度よりも小さくなるように配置することを特徴とする燃焼バーナを提供する。

Description

燃焼バーナ、バーナ装置、及び原料粉体加熱方法
　本発明は、粉体（原料粉体）を加熱する燃焼バーナ、バーナ装置、及び原料粉体加熱方法に関する。
　燃焼バーナは、鉄等の金属溶融、ガラスの製造、ごみの焼却等に使用されている。燃焼バーナを用いて、金属、ガラス、ごみ等の対象物を加熱する方法としては、火炎を対象物に直接当てて加熱する方法と、火炎の輻射熱により間接的に対象物を加熱する方法とがある。
　火炎を対象物に直接当てて加熱する方法は、火炎の輻射熱により間接的に対象物を加熱する方法と比較して、エネルギーの利用効率が高いというメリットを有する。
　特許文献１には、火炎を対象物に直接当てて加熱する燃焼バーナを用いて、冷鉄源を溶解させることが開示されている。
　ところで、加熱したい対象物が粉体（原料粉体）の場合、対象物の体積あたりの表面積が大きいため、火炎及び／または火炎付近の高温領域（以下、「火炎領域」という）を通過させることにより、高効率で対象物を加熱することが可能となる。
　特許文献２～４には、粉体が噴出される粉体噴出口を燃焼バーナや燃焼バーナの付近に設置し、粉体の噴出と同時に火炎領域に粉体を直接投入し、加熱する燃焼バーナや燃焼方法が開示されている。
　特許文献２～５に開示された燃焼バーナは、燃焼バーナの中心またはその近傍（以下、「燃焼バーナの中心部」という）に、粉体噴出口が配置されている。
　しかしながら、粉体は、ブラウン運動が無いため、分散しづらく、偏在しやすいといった特性がある。
　燃焼バーナの火炎領域を通過する粉体が偏在した場合、粉体の密度の高い部分では十分に粉体が加熱されず、逆に粉体の密度の低い部分では火炎の熱が粉体の加熱に十分に活用されないといった状況が発生して、燃焼バーナのエネルギーの利用効率が低下してしまう。
　そこで、燃焼バーナを用いて粉体を加熱する場合、粉体を分散させて火炎領域を通過させる必要がある。
　しかしながら、特許文献２～４に開示された燃焼バーナでは、燃焼バーナの中心部に粉体の噴出口が配置されているため、粉体が偏在した状態で火炎領域を通過してしまう。このため、粉体を加熱しづらく、非効率であった。
　このような問題を解決可能な従来技術として、粉体噴出口を燃焼バーナの中心部ではなく、燃焼バーナの中心部よりも外側の位置であって、燃焼バーナの中心を中心とする円周上に複数配置し、支燃性の気体を噴出する複数の支燃性ガス噴出口が配置された円周と燃料を噴出する複数の燃料ガス噴出口が配置された円周とで、複数の粉体噴出口が配置される円周を挟み込む構成とされた多重管構造の燃焼バーナがある（例えば、特許文献５および６参照。）。
　上記多重管構造の燃焼バーナを用いることで、粉体が拡がって噴出されるため、火炎領域を通過する粉体の分散性を大きく向上させることができる。
特開２００８－３９３６２号公報 特開２０１０－３７１３４号公報 特開２０１０－１９６１１７号公報 特開２００９－９２２５４号公報 特許第３６８８９４４号公報 特開２００９－１９８０８３号公報
　しかしながら、特許文献５および６に開示された多重管構造の燃焼バーナを用いたとしても、粉体噴出口の各領域において、粉体が均一に分散して噴出するわけではなく、粉体噴出口から粉体が偏在した筋状の流れが噴出されることもある。
　この場合、粉体噴出口を円周上に配置しても、粉体を十分に加熱することはできない。
したがって、円周上に粉体噴出口を配置した多重管の燃焼バーナを用いる場合でも、その効果を発揮するためには、粉体を円周上に均一に分散させた状態で噴出させる必要がある。
　一方、粉体の分散性を向上させることの可能な方法として、気流を活用する方法がある。具体的には、例えば、粉体を気流搬送させて、高速で粉体を噴出させることで粉体を分散させる方法や、気体と粉体とが均一に混合された混合気流を生じさせる方法等がある。
　しかし、上記気流を活用した方法では、粉体の分散や搬送に用いる気体の供給量（流量）を多くする必要がある。このため、火炎領域では、粉体への加熱とは別に、気体の加熱に多大なエネルギーが消費されるため、粉体の加熱効率が悪くなる。
　また、搬送用の気体の供給量の増大により、粉体噴出口から噴出される粉体の噴出速度が増大する。これにより、火炎領域での粉体の滞留時間が短くなるため、粉体の加熱効率が一気に低下してしまう。
　上記理由から、粉体を加熱する場合において、気体の供給量を大きくして、粉体を分散させる方法は非効率な方法と言える。
　また、気流を用いて高速で粉体を噴出させることは、粉体の散逸につながり、歩留まりの悪化という問題も引き起こす。
　さらには、気流に高い圧力を印加する必要があるため、途中の配管、機器、及び燃焼バーナを長大にする必要がある。このため、配管が詰まる恐れがあった。
　このような理由から、多くの量の搬送用の気体を用いて、粉体を分散させる方法は、非現実的であった。
　また、燃焼バーナに粉体を供給する前に、粉体の分散性を向上させたとしても、粉体を燃焼バーナへ輸送する管内や、燃焼バーナへの導入時に、粉体が再び偏在する恐れがあった。この場合、粉体噴出口から分散された状態で粉体を噴出させることができない。
　だからといって、長大な機構や、複雑繊細な構造を燃焼バーナが有することは、経済性、操作性が大幅に悪化し、粉体が詰まる原因となるため、非現実的である。
　そこで、本発明は、簡便な構成により、原料粉体噴出口から噴出させる原料粉体の分散性を向上させることで、原料粉体の加熱を効率良く行うことの可能な燃焼バーナ、バーナ装置、及び原料粉体加熱方法を提供することを目的とする。
　上記目的は、下記（１）～（１２）により達成される。
（１）少なくとも、火炎を形成するバーナ本体と、２つ以上の原料紛体導入管とを具備する燃焼バーナであって、
　上記バーナ本体は、原料粉体を供給する原料粉体供給経路、および該原料粉体供給経路の内側に設けられた１つ以上の経路を含む、同心円状に配置された複数の環状部材により形成された複数の経路と、上記原料粉体供給経路により供給された上記原料粉体を噴出する原料粉体噴出口および原料紛体噴出口の内側に位置する複数の噴出口とを有し、
　上記原料紛体供給経路は、当該経路の外側を区画する第１の原料粉体供給経路区画用環状部材と、当該経路の内側を区画する第２の原料粉体供給経路区画用環状部材とにより形成され、
　上記２つ以上の原料粉体導入管は、上記第１の原料粉体供給経路区画用環状部材に設けられ、該原料粉体導入管の中心軸を延在させた軸が上記バーナ本体の中心軸と交わらないようにすると共に、上記原料粉体導入管の中心軸と前記第２の原料粉体供給経路区画用環状部材の外面との成す角度が０度よりも大きくかつ９０度よりも小さくなるように設けると共に、上記バーナ本体の中心軸に対して回転対称となるように配置されていることを特徴とする燃焼バーナ。
（２）前記原料粉体導入管の中心軸と前記第２の原料粉体供給経路区画用環状部材の外面との成す角度が１０度以上で、かつ４５度未満であることを特徴とする（１）に記載の燃焼バーナ。
（３）前記原料粉体導入管の内径ｄと前記第２の原料粉体供給経路区画用環状部材の外径φとの関係が下記（１）式を満たすことを特徴とする（１）または（２）に記載の燃焼バーナ。
　φ＞２ｄ・・・（１）
（４）前記複数の噴出口のうち、最も内側に配置された噴出口以外の噴出口の形状が、リング状であることを特徴とする（１）ないし（３）のうち、いずれかに記載の燃焼バーナ。
（５）前記原料粉体導入管に設けられ、該原料粉体導入管に前記原料粉体を投入する原料粉体投入口を有することを特徴とする（１）ないし（４）のうち、いずれかに記載の燃焼バーナ。
（６）前記原料粉体投入口は、１つの前記原料粉体導入管に対して偶数個配置することを特徴とする（５）に記載の燃焼バーナ。
（７）前記複数の経路は、支燃性流体を供給する支燃性流体供給経路、及び燃焼流体を供給する燃焼流体供給経路を含むことを特徴とする（１）ないし（６）のうち、いずれかに記載の燃焼バーナ。
（８）前記支燃性流体供給経路と前記燃焼流体供給経路との間に配置することを特徴とする（７）に記載の燃焼バーナ。
（９）上記（６）ないし（８）のうち、いずれかに記載の燃焼バーナと、筒状とされた原料粉体導入部と、前記原料粉体投入口に前記原料粉体を導出する複数の原料粉体導出部と、前記原料粉体導入部と複数の前記原料粉体導出部との間に配置されており、前記原料粉体導入部から前記複数の原料粉体導出部に向かうにつれて幅広形状とされ、前記複数の原料粉体導出部に前記原料粉体を分配する空間を有する原料粉体分配部とを含む原料粉体分配器とを有し、前記複数の原料粉体導出部は、前記原料粉体導入部の中心に対して、点対称となるように配置されており、同一の前記原料粉体導入管に配置された偶数個の前記原料粉体投入口は、点対称で配置された前記原料粉体導出部と接続されていることを特徴とするバーナ装置。
（１０）前記複数の原料粉体導出部は、前記原料粉体分配部との接続位置から外側に広がるように配置されていることを特徴とする（９）に記載のバーナ装置。
（１１）支燃性流体及び燃焼流体を用いて、バーナ装置を構成するバーナ本体の先端に形成される火炎により、原料粉体を加熱する原料粉体加熱方法であって、円筒状とされた原料粉体供給経路に対して、０度よりも大きくかつ９０度よりも小さい角度で傾斜した方向で、かつバーナ本体の中心軸と交わらない方向から、前記原料粉体供給経路に前記原料粉体を導入する原料粉体導入工程と、前記原料粉体供給経路により供給された前記原料粉体を原料粉体噴出口から噴出させて、前記火炎により前記原料粉体を加熱する加熱工程とを有することを特徴とする原料粉体加熱方法。
（１２）前記原料粉体導入工程の前に、原料粉体分配器により前記原料粉体を複数に分配する工程を有し、前記原料粉体導入工程では、前記原料粉体供給経路に、前記原料粉体分配器により分配された前記原料粉体を導入することを特徴とする（１１）に記載の原料粉体加熱方法。
　本発明の燃焼バーナによれば、原料粉体供給経路の外側を区画する第１の原料粉体供給経路区画用環状部材に、原料粉体供給経路に原料粉体を導入する２つ以上の原料粉体導入管を設け、原料粉体導入管の中心軸と第２の原料粉体供給経路区画用環状部材の外面との成す角度が０度よりも大きくかつ９０度よりも小さい角度で傾斜するように原料粉体導入管を配置することで、第２の原料粉体供給経路区画用環状部材の外壁に原料粉体を衝突させて、原料粉体供給経路内において原料粉体供給経路の周方向（左右方向）に原料粉体を分散させることが可能となる。
　さらに、原料粉体導入管の中心軸を延在させた軸がバーナ本体の中心軸と交わらないように、かつバーナ中心軸に対して回転対称となるように、２つ以上の原料粉体導入管を配置することにより、第２の原料粉体供給経路区画用環状部材の外壁に原料粉体を衝突させることが可能となるので、原料粉体供給経路内において原料粉体供給経路の周方向への原料粉体の分散を均一にすることができる。
　これにより、原料粉体噴出口から分散された原料粉体を噴出させることが可能となるので、火炎及び／または火炎付近の高温領域（以下、「火炎領域」という）により原料粉体を効率良く加熱することができる。
　また、原料粉体の分散に特に高速な気流（原料粉体搬送用の気体）を使用する必要がないため、燃焼バーナの構成が複雑になることがなく、目詰まりも起こりづらい。
　よって、本発明の燃焼バーナによれば、簡便な構成により、原料粉体噴出口から噴出させる原料粉体の分散性を向上させることで、原料粉体の加熱を効率良く行うことができる。
本発明の第１の実施の形態に係るバーナ装置の概略構成を模式的に示す断面図である。 図１に示す第１の実施の形態の燃焼バーナをＣ視した図である。 原料粉体導入管とバーナ本体の中心軸との位置関係を説明するための燃焼バーナの模式的な断面図である。 図３に示す原料粉体導入管とバーナ本体の中心軸との位置関係のときに、原料粉体の分散性が均一化することを説明するための燃焼バーナの模式的な断面図である。 原料粉体導入管の中心軸を延在させた軸とバーナ本体の中心軸とが交わる構造とされた燃焼バーナを用いた際に原料粉体の分散性が悪化することを説明するための燃焼バーナの模式的な断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るバーナ装置の概略構成を模式的に示す断面図である。 原料粉体分配器の平面図（原料粉体分配器の上端側から平面視した図）である。 図７に示す原料粉体分配器のＤ－Ｄ線方向の断面図である。 原料粉体受け器の平面図である。 図９に示す原料粉体受け器を使用して燃焼バーナから噴出される原料粉体の噴出量を測定した際の燃焼バーナと原料粉体受け器との位置関係を模式的に示す図である。 実験例１のバーナ装置（燃焼バーナＭ１～Ｍ７のうち、いずれか１つの燃焼バーナを有するバーナ装置）を用いて、自由落下方式及び気流搬送方式で原料粉体を供給した際の（原料粉体の噴出量の最小値）／（原料粉体の噴出量の最大値）と（距離ｘ）／（第２の環状部材の外径φ）との関係を示す図（グラフ）である。 実験例２のバーナ装置（燃焼バーナＮ１～Ｎ７のうち、いずれか１つの燃焼バーナを有するバーナ装置）を用いて、自由落下方式及び気流搬送方式で原料粉体を供給した際の（原料粉体の噴出量の最大値）／（原料粉体の噴出量の最小値）と（距離ｘ）／（第２の環状部材の外径φ）との関係を示す図（グラフ）である。 実験例２，４，５，６のバーナ装置を用いた際の（原料粉体の噴出量の最大値）／（原料粉体の噴出量の最小値）を示す図（グラフ）である。
　以下、図面を参照して本発明を適用した実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の実施形態の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際のバーナ装置の寸法関係とは異なる場合がある。
　（第１の実施の形態）
　図１は、本発明の第１の実施の形態に係るバーナ装置の概略構成を模式的に示す断面図である。
　図１を参照するに、第１の実施の形態のバーナ装置１０は、燃焼バーナ１１と、第１の支燃性流体供給源１２と、燃料流体供給源１４と、第２の支燃性流体供給源１６と、原料粉体供給源１８と、キャリアガス供給源１９とを有する。
　燃焼バーナ１１は、バーナ本体２１と、燃料流体導入口２３と、支燃性流体導入口２５と、原料粉体導入管２７と、原料粉体導入口２８とを有する。
　バーナ本体２１は、第１ないし第４の環状部材３１～３４（複数の環状部材）を具備し、これにより第１の支燃性流体供給経路４１と、燃料流体供給経路４２と、原料粉体供給経路４３と、第２の支燃性流体供給経路４４と、第１の支燃性流体噴出口５１と、燃料流体噴出口５２と、原料粉体噴出口５３と、第２の支燃性流体噴出口５４とを有する。
　第１の環状部材３１は、第１ないし第４の環状部材３１～３４のうち、最も外径の小さい環状部材である。第１の環状部材３１は、第１ないし第４の環状部材３１～３４のうち、最も内側に配置されている。
　第２の環状部材３２は、第１の環状部材３１の外側に、第１の環状部材３１との間に筒状の空間が形成されるように配置されている。第２の環状部材３２は、原料粉体供給経路４３の内側を区画する第２の原料粉体供給経路区画用環状部材である。
　第２の環状部材３２は、第１の環状部材３１よりも長さが短くなるように構成されている。第２の環状部材３２の後端は、Ｌ字形状に折り曲げられており、第１の環状部材３１の外壁と接続されている。
　第２の環状部材３２の外壁３２Ａには、原料粉体導入管２７から導入された原料粉体が衝突する。
　そこで、第２の環状部材３２のうち、原料粉体が衝突する部分の外径を、原料粉体が衝突しない部分の外径よりも大きくしてもよい。これにより、原料粉体をさらに分散させやすくすることができる。
　また、第２の環状部材３２の外壁３２Ａうち、原料粉体が衝突する部分の面に、図示していない別の部材（例えば、摩耗しにくいＳＵＳ（ステンレス鋼）等の金属環状管や、衝突する原料粉体と同材の環状管等）を設けてもよい。これにより、原料粉体を該別の部材に衝突させることで、原料粉体を分散させやすくすることができる。また、衝突部分の部材のみ交換可能な設計をすることで、摩耗による損傷の影響を最小限に防ぐことができる。
　第３の環状部材３３は、第２の環状部材３２の外側に、第２の環状部材３２との間に筒状の空間が形成されるように配置されている。第３の環状部材３３は、原料粉体供給経路４３の外側を区画する第１の原料粉体供給経路区画用環状部材である。
　第３の環状部材３３は、第２の環状部材３２よりも長さが短くなるように構成されている。第３の環状部材３３の後端は、Ｌ字形状に折り曲げられており、第２の環状部材３２の外壁と接続されている。
　第４の環状部材３４は、第３の環状部材３３の外側に、第２の環状部材３３との間に筒状の空間が形成されるように配置されている。第４の環状部材３４は、第３の環状部材３３よりも長さが短くなるように構成されている。第４の環状部材３４の後端は、Ｌ字形状に折り曲げられており、第３の環状部材３３の外壁と接続されている。
　第１ないし第４の環状部材３１～３４（複数の環状部材）は、バーナ本体２１の中心軸Ａに対して同心円状に配置されている。また、第１ないし第４の環状部材３１～３４の先端面は、面一とされている。第１ないし第４の環状部材３１～３４の先端により、バーナ本体２１の先端２１Ａが構成されている。バーナ本体２１の先端２１Ａには、火炎（図示せず）が形成される。
　第１の支燃性流体供給経路４１は、第１の環状部材３１内に形成された円柱状の経路である。第１の支燃性流体供給経路４１は、支燃性流体を供給する支燃性流体供給源１２と接続されている。
　燃料流体供給経路４２は、第１の環状部材３１と第２の環状部材３２との間に形成された筒状の空間である。燃料流体供給経路４２は、燃料流体導入口２３を介して、燃料流体を供給する燃料流体供給源１４と接続されている。
　原料粉体供給経路４３は、第２の環状部材３２と第３の環状部材３３との間に形成された筒状の空間である。原料粉体供給経路４３は、燃焼流体供給経路４２と第２の支燃性流体供給経路４４との間に配置されている。
　原料粉体供給経路４３には、原料粉体導入管２７を介して、原料粉体が導入される。原料粉体供給経路４３は、原料粉体噴出口５３に原料粉体を供給する経路である。
　第２の支燃性流体供給経路４４は、第３の環状部材３３と第４の環状部材３４との間に形成された筒状の空間である。第２の支燃性流体供給経路４４は、支燃性流体導入口２５を介して、第２の支燃性流体を供給する第２の支燃性流体供給源１６と接続されている。
　上記説明した第１の支燃性流体供給経路４１、燃料流体供給経路４２、原料粉体供給経路４３、及び第２の支燃性流体供給経路４４（複数の経路）は、バーナ本体２１の中心軸Ａに対して同心円上に配置されている。
　図２は、図１に示す第１の実施の形態の燃焼バーナをＣ視した図である。図２において、図１に示す燃焼バーナ１１と同一構成部分には、同一符号を付す。
　図１及び図２を参照するに、第１の支燃性流体噴出口５１は、第１の環状部材３１の先端で構成されている。第１の支燃性流体噴出口５１は、第１の支燃性流体供給経路４１の先端に配置されている。これにより、第１の支燃性流体噴出口５１は、第１の支燃性流体供給経路４１と一体とされている。
　第１の支燃性流体噴出口５１の形状は、例えば、円柱とすることができる。第１の支燃性流体噴出口５１は、第１の支燃性流体供給経路４１により供給された第１の支燃性流体を噴出させる。
　燃料流体噴出口５２は、第１及び第２の環状部材３１，３２の先端で構成されている。
　燃料流体噴出口５２は、燃料流体供給経路４２の先端に配置されている。これにより、燃料流体噴出口５２は、燃料流体供給経路４２と一体とされている。燃料流体噴出口５２は、燃料流体供給経路４２から供給された燃料流体を噴出させる。
　原料粉体噴出口５３は、第２及び第３の環状部材３２，３３の先端で構成されている。
　原料粉体噴出口５３は、原料粉体供給経路４３の先端に配置されている。これにより、原料粉体噴出口５３は、原料粉体供給経路４３と一体とされている。原料粉体噴出口５３は、原料粉体供給経路５３から供給された原料粉体を噴出させる。
　第２の支燃性流体噴出口５４は、第３及び第４の環状部材３３，３４の先端で構成されている。第２の支燃性流体噴出口５４は、第２の支燃性流体供給経路４４の先端に配置されている。これにより、第２の支燃性流体噴出口５４は、第２の支燃性流体供給経路４４と一体とされている。第２の支燃性流体噴出口５４は、第２の支燃性流体供給経路４４から供給された第２の支燃性流体を噴出させる。
　上記説明した燃料流体噴出口５２、原料粉体噴出口５３、及び第２の支燃性流体噴出口５４の形状は、リング状とされている（図２参照。）。
　特に、原料粉体噴出口５３を単純なリング状にすることにより、原料粉体噴出口５３の面積が最大となるため、原料粉体の分散性を向上させることができる。
　なお、図２では、燃料流体噴出口５２、原料粉体噴出口５３、及び第２の支燃性流体噴出口５４の形状の一例として、リング状を例に挙げて図示したが、燃料流体噴出口５２、原料粉体噴出口５３、及び第２の支燃性流体噴出口５４の形状は、これに限定されない。
　例えば、リング状の形状ではなく、円形、楕円形、多角形等の孔が同心円状に複数配置されたものを燃料流体噴出口５２、原料粉体噴出口５３、及び第２の支燃性流体噴出口５４として用いてもよい。
　燃料流体導入口２３は、第２の環状部材３２の外壁に設けられており、第２の環状部材３２から第２の環状部材３２の外側に離間する方向に突出している。燃料流体導入口２３は、燃料流体を供給する燃料流体供給源１４と接続されている。
　支燃性流体導入口２５は、第４の環状部材３４の外壁に設けられており、第４の環状部材３４から第４の環状部材３４外側に離間する方向に突出している。支燃性流体導入口２５は、第２の支燃性流体を供給する第２の支燃性流体供給源１６と接続されている。
　原料粉体導入管２７は、原料粉体供給経路４３に原料粉体を導入可能な状態で、第３の環状部材３３の外壁に設けられている。原料粉体導入管２７は、第３の環状部材３３から第３の環状部材３３の外側に突出している。
　原料粉体導入管２７は、原料粉体導入管２７の中心軸Ｂと第２の環状部材３２の外面３２ａとの成す角度θが０度よりも大きくかつ９０度よりも小さい角度で傾斜するように配置されている。
　また、原料粉体導入管２７は、原料粉体導入管２７の中心軸Ｂを延在させた軸Ｂ１がバーナ本体２１の中心軸Ａと交わらないように配置されている。なお、この点については以下に詳細に説明する。
　このように、原料粉体導入管２７の中心軸Ｂと第２の環状部材３２の外面３２ａとの成す角度θを０度よりも大きくかつ９０度よりも小さくし、さらに原料粉体導入管２７の中心軸Ｂを延在させた軸Ｂ１がバーナ本体２１の中心軸Ａと交わらないように、原料粉体導入管２７を配置することにより、第２の環状部材３２の外壁３２Ａに原料粉体を衝突させて、原料粉体供給経路４３内において原料粉体供給経路４３の周方向（左右方向）に原料粉体を均一に分散させることが可能となる。
　これにより、原料粉体噴出口５３から分散された原料粉体を噴出させることが可能となるので、火炎及び／または火炎付近の高温領域（以下、「火炎領域」という）により原料粉体を効率良く加熱することができる。
　また、原料粉体の分散に大量な気流（原料粉体搬送用の気体）を使用する必要がないため、燃焼バーナ１１の構成が複雑になることがない。
　つまり、簡便な構成により、原料粉体噴出口５３から噴出させる原料粉体の分散性を向上させることで、原料粉体の加熱を効率良く行うことができる。
　好ましくは、原料粉体導入管２７の中心軸Ｂと第２の環状部材３２の外面３２ａとの成す角度θは、１０度以上で、かつ６０度未満にするとよい。
　角度θが１０度よりも小さいと、第２の環状部材３２の外壁３２Ａに衝突する原料粉体の割合が少なくなってしまう。また、燃焼バーナ１１を先端２１Ａが下向きとなるようにして、原料粉体を加熱する場合、角度θが１０度よりも小さいと、燃焼バーナ１１が長尺化してしまう。
　また、燃焼バーナ１１を先端２１Ａが下向きとなるようにして、原料粉体を加熱する場合、角度θが６０度以上になると、原料粉体導入管２７内が原料粉体により目詰まりする恐れがある。
　また、より好ましくは、原料粉体導入管２７の中心軸Ｂと第３の環状部材３３の外面との成す角度θは、１０度以上で、かつ４５度未満にするとよい。
　角度θが４５度以上になると、原料粉体導入管２７が脈動する恐れがあるため、原料粉体の分散性が低下する恐れがある。
　なお、燃焼バーナ１１の設計、及び燃焼バーナ１１の製造を容易に行う観点や、原料粉体導入管２７の目詰まりの観点から、角度θは、３０度が最も好ましい。
　原料粉体導入管２７の形状は、円筒形状でもよいし、四角の筒形状でもよい。
　図３は、原料粉体導入管とバーナ本体の中心軸との位置関係を説明するための燃焼バーナの模式的な断面図である。
　図４は、図３に示す原料粉体導入管とバーナ本体の中心軸との位置関係のときに、原料粉体の分散性が均一化することを説明するための燃焼バーナの模式的な断面図である。
　図５は、原料粉体導入管の中心軸を延在させた軸とバーナ本体の中心軸とが交わる構造とされた燃焼バーナを用いた際に原料粉体の分散性が悪化することを説明するための燃焼バーナの模式的な断面図である。
　つまり、図３及び図４は、本発明の構造が適用された燃焼バーナであり、図５は、本発明の構造が適用されていない燃焼バーナである。
　図３～図５では、説明に必要な構成要素のみ図示する。また、図３～図５において、図１及び図２に示す燃焼バーナ１１と同一構成部分には同一符号を付す。図３及び図４に示すｘは、原料粉体導入管２７の中心軸Ｂを延長させた軸Ｂ１とバーナ本体２１の中心軸Ａとの距離（以下、「距離ｘ」という）を示している。
　本発明者らが検討したところ、原料粉体導入管２７の内径ｄ（原料粉体導入管２７の形状が円筒形状の場合は内径、原料粉体導入管２７の形状が四角の筒形状の場合は対向する内壁間の幅）と第２の環状部材３２の外径φとの関係が下記（２）式を満たすように、原料粉体導入管２７及び第２の環状部材３２を構成するとよい。
　φ＞２ｄ・・・（２）
　原料粉体導入管２７の内径ｄと第２の環状部材３２の外径φとの関係が上記（２）式を満たすことにより、第２の環状部材３２の外壁３２Ａに確実に原料粉体を衝突させることができる。
　また、発明者らがさらに検討したところ、原料粉体導入管２７の内径ｄと、第２の環状部材３２の外径φの関係が、下記（３）式を満たし、かつ図３に示すように、バーナ本体２１の中心軸Ａからφの２√２分の１の距離の範囲内を、原料粉体導入管２７の内壁面２７ａの延長がすべて通るように、原料粉体導入管２７を配置するとよい。
　φ＞２√２×ｄ・・・（３）
　バーナ本体２１の中心軸Ａからφの２√２分の１の距離の範囲内を、原料粉体導入管２７の内壁面２７ａの延長がすべて通るように、原料粉体導入管２７を配置することにより、原料粉体が第２の環状部材３２の外壁３２Ａに沿って流れてしまうことを抑制できるので、原料粉体を十分に分散させることが可能となる。これにより、火炎領域において、原料粉体を十分に加熱することができる。
　原料粉体導入管２７は、バーナ本体２１の中心軸Ａに対して回転対称となるように、第３の環状部材３３に複数（具体的には、２つ以上で、かつ偶数個）設けるとよい（図２参照）。
　このように、回転対称となるように、第３の環状部材３３に２つ以上の原料粉体導入管２７を設けることにより、残存する原料粉体の偏りを小さくして、回転対称に平均化することが可能となる。
　これにより、原料粉体をより分散させた状態で火炎領域へ投入することが可能となるので、さらに効率良く粉体を加熱できる。
　また、複数の原料粉体導入管２７は、原料粉体導入管２７の中心軸Ｂを延在させた軸Ｂ１がバーナ本体２１の中心軸Ａと交わらないように配置されているため、図４に示すように、第２の環状部材３２の外壁３２Ａでの原料粉体の衝突位置が、右回転方向、或いは左回転方向に固定化されるため、原料粉体の衝突後に残存する原料粉体の偏りを回転対称で解消することが可能となり、原料粉体噴出口５３（図１及び図２参照）から十分に分散された原料粉体を噴出させることができる。
　図５に示すように、バーナ本体２１の中心軸Ａと原料粉体導入管２７の中心軸Ｂを延在させた軸Ｂ１とが交わるように原料粉体導入管２７を配置した場合、原料粉体の衝突位置の微小の変化の影響を受けて、原料粉体が右回転方向、左回転方向のどちらの方向に分散されるかが不定となる。
　このため、複数の原料粉体導入管２７を回転対称に配置したとしても、隣接する原料粉体導入管２７の偏りが重なり合って、原料粉体の分散性が低下することがある。
　原料粉体導入口２８は、原料粉体導入管２７の外壁に設けられている。原料粉体導入口２８は、原料粉体供給源１８と接続されている。原料粉体導入口２８は、原料粉体供給源１８から供給される原料粉体を原料粉体導入管２７に導入させる。
　第１の支燃性流体供給源１２は、第１の環状部材３１内に第１の支燃性流体を供給可能な状態で、第１の環状部材３１と接続されている。第１の支燃性流体としては、例えば、支燃性ガスを用いることができる。該支燃性ガスとしては、例えば、酸素、空気、或いはこれらを混合したガスを用いることができる。
　燃料流体供給源１４は、燃料流体導入口２３に燃料流体を供給可能な状態で、燃料流体導入口２３と接続されている。燃料流体としては、例えば、メタンガス、プロパンガス、都市ガス、ＬＰＧ(Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｇａｓ)といった気体燃料、灯油や原油等の液体燃料、或いは気体搬送させた微粉炭等の固体燃料、さらに、これらを複数組み合わせたものを用いることができる。
　第２の支燃性流体供給源１６は、支燃性流体導入口２５内に第２の支燃性流体を供給可能な状態で、支燃性流体導入口２５と接続されている。第２の支燃性流体としては、例えば、支燃性ガスを用いることができる。該支燃性ガスとしては、例えば、酸素、空気、或いはこれらを混合したガスを用いることができる。
　原料粉体供給源１８は、原料粉体導入口２８に原料粉体を供給可能な状態で、原料粉体導入口２８と接続されている。
　ここで、本発明における「原料粉体」について説明する。本発明における原料粉体とは、加熱を必要とする粉体であり、粒径が１０ｍｍ以下の固体、或いはブラウン運動の無い１０ｎｍ以上の固体のことをいう。
　また、本発明における原料粉体には、ゲル状のもの、液体や気体が固化したもの、或いはこれらが組み合わさったもの、粉塵、粉粒体、微粉、超微粉と呼ばれるもの、これらが２以上接合したもの、さらにこれらが塊状になったものも含まれる。
　さらに、本発明における原料粉体には、例えば、金属や金属化合物、セラミック、ゴミ、ガラス、微粉炭、固体燃料、小麦粉等の食料粉、水、水溶液、有機溶媒、液体燃料といったものが固化したもの、これらの原料粉或いは原料液滴が固化したもの、これらの生成物、或いはこれらを複数組み合わせたものも含まれる。
　また、燃焼バーナ１１が形成する火炎の加熱により、燃焼、酸化、還元、化学反応、溶融、蒸発、昇華のいずれかの現象により様態が変化するものも含まれる。
　キャリアガス供給源１９は、原料粉体導入管２７に設けられた図示していない導入口を介して、原料粉体導入管２７内に必要に応じて、原料粉体を輸送するキャリアガスを供給する。キャリアガスとしては、例えば、酸素や空気等の支燃性ガス、都市ガス、メタン、及びＬＰＧ等の燃性ガス、窒素等の不活性ガス、或いは、これらを組合わせたガス等を用いることができる。
　燃焼バーナ１１を鉛直下向きで使用する場合（バーナ本体２１の中心軸Ａの方向と鉛直方向とを一致させて使用する場合）には、自由落下で原料粉体を噴出させることが可能なため、キャリアガス供給源１９は不要であるが、この場合でも、必要に応じて、キャリアガス供給源１９を設け、キャリアガスにより原料粉体を噴出させてもよい。
　なお、原料粉体の供給にキャリアガスを用いる場合、キャリアガスの供給量（流量）は、燃焼バーナ１１から噴射されるキャリアガスの噴出速度が５ｍ／ｓｅｃ以下となるように設定することが好ましく、より好ましくは２ｍ／ｓｅｃ以下にするとよい。
　このように、従来、高速で原料粉体を噴出させる場合のキャリアガスの噴出速度（１０ｍ/ｓｅｃ以上）よりも遅い５ｍ／ｓｅｃ以下、或いは、さらに遅い２ｍ／ｓｅｃ以下の噴出速度でキャリアガスと共に原料粉体を原料粉体噴出口５３から噴出させることで、原料粉体の噴出速度を抑制することが可能となるため、原料粉体噴出口５３から噴出された原料粉体を十分に加熱できる。
　第１の実施の形態のバーナ装置によれば、原料粉体導入管２７の中心軸Ｂと第２の環状部材３２の外面３２ａとの成す角度θを０度よりも大きくかつ９０度よりも小さくし、さらに原料粉体導入管２７の中心軸Ｂを延在させた軸Ｂ１がバーナ本体２１の中心軸Ａと交わらないように、原料粉体導入管２７を配置することにより、第２の環状部材３２の外壁３２Ａに原料粉体を衝突させて、原料粉体供給経路４３内において原料粉体供給経路４３の周方向（左右方向）に原料粉体を均一に分散させることが可能となる。
　これにより、原料粉体噴出口５３から分散された原料粉体を噴出させることが可能となるので、火炎領域により原料粉体を効率良く加熱することができる。
　また、原料粉体の分散に高速な気流（搬送用の気体）を使用する必要がないため、燃焼バーナ１１の構成が複雑になることがない。
　つまり、簡便な構成により、原料粉体噴出口５３から噴出させる原料粉体の分散性を向上させることで、原料粉体の加熱を効率良く行うことができる。
　次に、図１及び図２を参照して。第１の実施の形態の原料粉体加熱方法について説明する。
　始めに、第１及び第２の支燃性流体噴出口５１，５４から第１及び第２の支燃性ガスを噴出させると共に、燃料流体噴出口５２から燃料流体を噴出させることで、バーナ本体２１の先端２１Ａに火炎を形成する。
　次いで、原料粉体導入口２８を介して、原料粉体導入管２７内に原料粉体を導入する。
　次いで、０度よりも大きくかつ９０度よりも小さい角度θで傾斜した方向で、かつバーナ本体２１の中心軸Ａと交わらない方向から、原料粉体供給経路４３に対して、原料粉体導入管２７に導入された原料粉体を導入する（原料粉体導入工程）。
　その後、原料粉体供給経路４３に導入された原料粉体は、第２の環状部材３２の外壁３２Ａに衝突する。これにより、原料粉体供給経路４３内に均一に原料粉体を分散させることができる。
　次いで、原料粉体供給経路４３により供給された原料粉体を原料粉体噴出口５３から噴出させて、火炎（火炎領域）により原料粉体を加熱する（加熱工程）。
　第１の実施の形態の原料粉体加熱方法によれば、円筒状とされた原料粉体供給経路４３に対して、０度よりも大きくかつ９０度よりも小さい角度で傾斜した方向で、かつバーナ本体２１の中心軸Ａと交わらない方向から、原料粉体供給経路４３に原料粉体を導入する原料粉体導入工程と、原料粉体供給経路４３により供給された原料粉体を原料粉体噴出口５３から噴出させて、火炎（火炎領域）により原料粉体を加熱する加熱工程とを有することにより、第２の環状部材３２の外壁３２Ａに原料粉体を衝突させて、原料粉体供給経路４３内において原料粉体供給経路４３の周方向（左右方向）に原料粉体を均一に分散させることが可能となる。
　これにより、原料粉体噴出口５３から分散された原料粉体を噴出させることが可能となるので、火炎領域により原料粉体を効率良く加熱できる。
　また、原料粉体の分散に高速な気流（搬送用の気体）を使用する必要がないため、燃焼バーナ１１の構成が複雑になることがない。
　つまり、簡便な構成により、原料粉体噴出口５３から噴出させる原料粉体の分散性を向上させることで、原料粉体の加熱を効率良く行うことができる。
　（第２の実施の形態）
　図６は、本発明の第２の実施の形態に係るバーナ装置の概略構成を模式的に示す断面図である。図６において、図１に示す第１の実施の形態のバーナ装置１０と同一構成部分には同一符号を付す。
　図６を参照するに、第２の実施の形態のバーナ装置６０は、第１の実施の形態のバーナ装置１０を構成する燃焼バーナ１１に替えて、燃焼バーナ６１を有すると共に、原料粉体分配器６２を有すること以外は、バーナ装置１０と同様に構成される。
　燃焼バーナ６１は、原料粉体導入口２８に替えて、原料粉体導入口２８－１，２８－２を有すること以外は、第１の実施の形態の燃焼バーナ１１と同様に構成される。
　原料粉体導入口２８－１，２８－２は、第１の実施の形態で説明した原料粉体導入口２８と同様な構成とされている。原料粉体導入口２８－１，２８－２は、１つの原料粉体導入管２７に対して設けられている。つまり、１つの原料粉体導入管２７に対して２つの原料粉体導入口（原料粉体導入口２８－１，２８－２）が設けられている。
　図６では、一例として、１つの原料粉体導入管２７に対して２つの原料粉体導入口（図６の場合、原料粉体導入口２８－１，２８－２）を設けた場合を図示したが、原料粉体導入口２８－１，２８－２は、１つの原料粉体導入管２７に対して偶数個配置されていればよい。
　図７は、原料粉体分配器の平面図（原料粉体分配器の上端側から平面視した図）である。図８は、図７に示す原料粉体分配器のＤ－Ｄ線方向の断面図である。
　図７及び図８を参照するに、原料粉体分配器６２は、原料粉体導入部６３と、原料粉体分配部６４と、原料粉体導出部７１～７８（複数の原料粉体導出部）とを有する。
　原料粉体導入部６３は、筒状とされている。原料粉体導入部６３の形状は、例えば、円筒とすることができるが、これに限定されない。例えば、原料粉体導入部６３の形状は、四角状の筒でもよい。
　原料粉体導入部６３は、図６に示す原料粉体供給源１８と接続されている。原料粉体導入部６３には、原料粉体供給源１８から原料粉体が供給される。
　原料粉体分配部６４は、原料粉体導入部６３と原料粉体導出部７１～７８との間に配置されている。原料粉体分配部６４は、原料粉体導入部６３から原料粉体導出部７１～７８に向かうにつれて幅広形状とされている。
　原料粉体分配部６４は、原料粉体導出部７１～７８に原料粉体を分配する空間６４Ａ（原料粉体導入部６３から原料粉体導出部７１～７８に向かうにつれて幅広形状とされた空間）を有する。また、原料粉体分配部６４は、底板６４Ｂを有する。
　原料粉体導出部７１～７８は、原料粉体分配部６４の底板６４Ｂに設けられている。原料粉体導出部７１～７８は、原料粉体導入部６３の中心Ｅに対して、点対称となるように配置されている（図７参照）。
　原料粉体導出部７１～７８は、原料粉体分配部６４との接続位置から外側に広がるように配置されている。
　また、同一の原料粉体導入管２７に配置された原料粉体投入口２８－１，２８－２（偶数個の原料粉体投入口）は、原料粉体導入部６３の中心Ｅに対して点対称で配置された原料粉体導出部７１，７２と接続されている。
　具体的には、原料粉体投入口２８－１は、原料粉体導出部７１と接続され、原料粉体投入口２８－２は、原料粉体導出部７２と接続されている。
　なお、図示していないが、原料粉体導出部７３～７８は、図６には、図示していない他の原料粉体導入管２７に設けられた原料粉体投入口（図示せず）と接続されている。
　上記構成とされた原料粉体分配器６２を用いることで、放射状に導出された原料粉体を、原料粉体投入口２８－１，２８－２を介して、複数の原料粉体導入管２７に導入させることが可能となる。
　また、原料粉体分配器６２の原料粉体導出部７１～７８の対面同士（例えば、原料粉体導出部７１と原料粉体導出部７２の組合せ）、あるいは周期Ｎ毎（Ｎは２以上の整数であり、例えば、Ｎ＝２のときは、原料粉体導出部７１，７８,７２,７７の組合せ）に、分配した原料粉体を同一の原料粉体導入管２７の投入口に接続して搬送することにより、原料粉体分配器６２による点対称の偏りを解消することが可能となるため、原料粉体供給源１８が１つの場合でも、各原料粉体導入管２７に原料粉体を均等に供給することができる。
　第２の実施の形態のバーナ装置によれば、１つの原料粉体導入管２７に対して複数（図３の場合は、２つ）の原料粉体投入口２８－１，２８－２を設けることにより、複数の原料粉体供給源１８を用いたときに起因する原料粉体の供給量の多寡の偏りを容易に低減できる。
　例えば、原料粉体投入口２８－１，２８－２を有するｎ本の原料粉体導入管２７に対し、２×ｎ個の原料粉体供給源１８を用意し、その中でｋ番目に原料粉体の供給量の多い原料粉体供給源１８からの経路と、ｋ番目に原料粉体の供給量の少ない原料粉体供給源１８からの経路とを同一の原料粉体導入管２７の原料粉体投入口２８－１,２８－２に接続して原料粉体を搬送する（例えば、一番多くの量の原料粉体を供給する原料粉体供給源１８と、一番少ない量の原料粉体を供給する原料粉体供給源１８とを、同一の原料粉体導入管２７に搬送するように原料粉体投入口２８－１,２８－２に接続し、二番目に多くの量の原料粉体を供給する原料粉体供給源１８と二番目に少ない量の原料粉体を供給する原料粉体供給源１８とを同一の原料粉体導入管２７に搬送するように原料粉体投入口２８－１,２８－２に接続する）ことで、原料粉体の供給量の偏りを大きく解消することができる。
　このように、複数の原料粉体供給源１８を使用することで発生する原料粉体の供給量の偏りを解消することにより、火炎領域において原料粉体をより分散させて噴出させることが可能となるため、原料粉体を効率良く加熱することができる。
　また、上記構成とされたバーナ装置６０は、第１の実施の形態のバーナ装置１０と同様な効果も得ることができる。
　次に、図６に示すバーナ装置６０を用いた第２の実施の形態の原料粉体加熱方法について説明する。
　第２の実施の形態の原料粉体加熱方法は、第１の実施の形態で説明した原料粉体導入工程の前に、原料粉体分配器６２により、原料粉体供給源１８から供給された原料粉体を複数に分配する工程を有すること以外は、第１の実施の形態の原料粉体加熱方法と同様な手法により行うことができる。
　また、第２の実施の形態の原料粉体加熱方法によれば、第１の実施の形態の原料粉体加熱方法よりもさらに効率良く原料粉体を分散させることが可能となるため、原料粉体をさらに効率良く加熱できる。
　以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
　（実験例１）
　実験例１では、下記燃焼バーナＭ１～Ｍ７を用いて実験を行った。
　ここで、図１を参照して、各燃焼バーナＭ１～Ｍ７の構成について説明する。
　燃焼バーナＭ１では、原料粉体導入管２７の中心軸Ｂを延在させた軸Ｂ１とバーナ本体２１の中心軸Ａが交わるように設計した。
　燃焼バーナＭ２では、原料粉体導入管２７の中心軸Ｂを延長させた軸Ｂ１とバーナ本体２１の中心軸Ａとの距離ｘ（図３参照）が、第２の環状部材３２の外径φの８分の１の距離離れているように設計した。
　燃焼バーナＭ３では、原料粉体導入管２７の中心軸Ｂを延長させた軸Ｂ１とバーナ本体２１の中心軸Ａとの距離ｘが、第２の環状部材３２の外径φの４分の１の距離離れているように設計した。
　燃焼バーナＭ４では、原料粉体導入管２７の中心軸Ｂを延長させた軸Ｂ１とバーナ本体２１の中心軸Ａとの距離ｘが、第２の環状部材３２の外径φの８分の３の距離離れているように設計した。
　燃焼バーナＭ５では、原料粉体導入管２７の中心軸Ｂを延長させた軸Ｂ１とバーナ本体２１の中心軸Ａとの距離ｘが、第２の環状部材３２の外径φの２分の１の距離離れているように設計した。
　燃焼バーナＭ６では、原料粉体導入管２７の中心軸Ｂを延長させた軸Ｂ１とバーナ本体２１の中心軸Ａとの距離ｘと第２の環状部材３２の外径φとを等しくした。
　燃焼バーナＭ７では、原料粉体導入管２７の中心軸Ｂを延長させた軸Ｂ１とバーナ本体２１の中心軸Ａとの距離ｘが第２の環状部材３２の外径φの１．５倍とした。
　燃焼バーナＭ１～Ｍ７では、原料粉体導入管２７の数を１つとし、原料粉体導入管２７の外径を第２の環状部材３２の外径φの４分の１とした。
　また、燃焼バーナＭ１～Ｍ７では、原料粉体導入管２７の肉厚を原料粉体導入管２７の外径に対してほとんど無視できる厚さとした。
　また、燃焼バーナＭ１～Ｍ７では、原料粉体導入管２７の中心軸Ｂと第２の環状部材３２の外面３２ａとの成す角度θは、３０度とした。
　また、燃焼バーナＭ１～Ｍ７では、原料粉体導入管２７に２つの原料粉体導入口２８－１を設けた。
　また、燃焼バーナＭ１～Ｍ７では、原料粉体噴出口５３として、リング状に開いた噴出口を用いた。
　燃焼バーナＭ１～Ｍ７は、バーナ本体２１の先端２１Ａが下向きとなるように（言い換えれば、バーナ本体２１の中心軸Ａが鉛直方向となるように）配置した。
　原料粉体の供給方法としては、自由落下方式と気流搬送方式との両方で実験を行った。
　キャリアガスとして、気流搬送方式ではバーナ本体２１の先端面２１Ａからの噴出速度が４ｍ／ｓｅｃとなるように酸素を供給し、自由落下方式では、目詰まり防止として、バーナ本体２１の先端面２１Ａからの噴出速度が１．５ｍ／ｓｅｃとなるように酸素を供給した。
　原料粉体としては、１μｍ～５ｍｍの粒径（Ｄ５０～３００μｍ）とされたガラスカレットを用いた。
　上記説明したこと以外は、図１に示すバーナ装置１０と同様な構成を用いた。
　図９は、原料粉体受け器の平面図である。図１０は、図９に示す原料粉体受け器を使用して燃焼バーナから噴出される原料粉体の噴出量を測定した際の燃焼バーナと原料粉体受け器との位置関係を模式的に示す図である。
　図１０では、燃焼バーナの一例として、燃焼バーナＭ１を図示したが、燃焼バーナＭ１の原料粉体の噴出量の測定が終了後は、燃焼バーナＭ１に替えて、順次、燃焼バーナＭ２～Ｍ７の原料粉体の噴出量の測定を行った。
　実験例１では、図９に示す原料粉体受け器８１を用いて、図１０に示すように、原料粉体受け器８１の上方に燃焼バーナＭ１～Ｍ７のうち、いずれか１つの燃焼バーナを配置して、各燃焼バーナＭ１～Ｍ７の原料粉体の分散性を評価した。
　図９に示すように、原料粉体受け器８１は、円周に等分に分割されたエリア（図９の場合、１２のエリア）を有し、各エリアに投下された原料粉体の量をそれぞれ測定可能な構成とされている。
　実験例１では、各燃焼バーナＭ１～Ｍ７を使用後において、原料粉体受け器８１の各エリアに噴出された原料粉体の噴出量を測定し、各燃焼バーナＭ１～Ｍ７を使用した際の原料粉体の噴出量の最小値と、原料粉体の噴出量の最大値とを求めた。
　また、上記燃焼バーナＭ１～Ｍ７の各原料粉体噴出口５３から噴出された原料粉体の噴出量の最大値に対する最小値の割合（（原料粉体の噴出量の最小値）／（原料粉体の噴出量の最大値））を原料粉体の分散性の指標とした。
　なお、（原料粉体の噴出量の最小値）／（原料粉体の噴出量の最大値）が１に近づくほど、原料粉体の分散性が良好なことを意味する。
　図１１は、実験例１のバーナ装置（燃焼バーナＭ１～Ｍ７のうち、いずれか１つの燃焼バーナを有するバーナ装置）を用いて、自由落下方式及び気流搬送方式で原料粉体を供給した際の（原料粉体の噴出量の最小値）／（原料粉体の噴出量の最大値）と（距離ｘ）／（第２の環状部材の外径φ）との関係を示す図（グラフ）である。
　（実験例１の結果のまとめ）
　図１１を参照するに、燃焼バーナＭ１～Ｍ３の分散性は、ほとんど等しい結果となった。燃焼バーナＭ４は、燃焼バーナＭ１～Ｍ３の分散性と比較して、分散性が急激に低下することが確認できた。
　燃焼バーナＭ５～Ｍ７の分散性は、他の燃焼バーナＭ１～Ｍ４の分散性と比較して、極端に低いことが分かった。
　また、燃焼バーナＭ６，Ｍ７では、原料粉体が偏在化した筋状の流れが噴出口から噴出される様子が目視にて確認できた。燃焼バーナＭ５では、弱い筋状の原料粉体の流れが確認された。燃焼バーナＭ１～Ｍ４において、このような原料粉体の流れは確認できなかった。
　上記結果から、原料粉体導入管２７の内径ｄを考慮すると、先に述べたように、原料粉体導入管２７の内径ｄと、第２の環状部材３２の外径φの関係が、下記（４）式を満たし、かつバーナ本体２１の中心軸Ａからφの２√２分の１の距離の範囲内を、原料粉体導入管２７の内壁面２７ａの延長がすべて通る（図３参照）ように、原料粉体導入管２７を配置することが重要であることが確認できた。
φ＞２√２×ｄ・・・（４）
　また、燃焼バーナＭ２～Ｍ７では、原料粉体の噴出量の最大値を示すエリアの位置は固定されていた。しかし、燃焼バーナＭ１では、原料粉体の噴出量の最大値を示すエリアが試行回数毎に不定であり、バーナ本体２１の中心軸Ａを中心として、略対称に原料粉体の噴出量の最大値を示すエリアの位置が変動していた。
　（実験例２）
　実験例２では、下記燃焼バーナＮ１～Ｎ７を用いて実験を行った。
　ここで、図３及び図６を参照して、各燃焼バーナＮ１～Ｎ７の構成について説明する。
　燃焼バーナＮ１では、原料粉体導入管２７の中心軸Ｂを延在させた軸Ｂ１とバーナ本体２１の中心軸Ａが交わるように設計した。
　燃焼バーナＮ２では、原料粉体導入管２７の中心軸Ｂを延長させた軸Ｂ１とバーナ本体２１の中心軸Ａとの距離ｘ（図３参照）が、第２の環状部材３２の外径φの８分の１の距離離れているように設計した。
　燃焼バーナＮ３では、原料粉体導入管２７の中心軸Ｂを延長させた軸Ｂ１とバーナ本体２１の中心軸Ａとの距離ｘが、第２の環状部材３２の外径φの４分の１の距離離れているように設計した。
　燃焼バーナＮ４では、原料粉体導入管２７の中心軸Ｂを延長させた軸Ｂ１とバーナ本体２１の中心軸Ａとの距離ｘが、第２の環状部材３２の外径φの８分の３の距離離れているように設計した。
　燃焼バーナＮ５では、原料粉体導入管２７の中心軸Ｂを延長させた軸Ｂ１とバーナ本体２１の中心軸Ａとの距離ｘが、第２の環状部材３２の外径φの２分の１の距離離れているように設計した。
　燃焼バーナＮ６では、原料粉体導入管２７の中心軸Ｂを延長させた軸Ｂ１とバーナ本体２１の中心軸Ａとの距離ｘと第２の環状部材３２の外径φとを等しくした。
　燃焼バーナＮ７では、原料粉体導入管２７の中心軸Ｂを延長させた軸Ｂ１とバーナ本体２１の中心軸Ａとの距離ｘが第２の環状部材３２の外径φの１．５倍とした。
　燃焼バーナＮ１～Ｎ７では、原料粉体導入管２７の数を８つとし、８つの原料粉体導入管２７をバーナ本体２１の中心軸Ａに対して回転対称となるように配置させた。
　燃焼バーナＮ１～Ｎ７では、８つの原料粉体導入管２７をバーナ本体２１の中心軸Ａに対して回転対称となるように配置させたことが、実験例１で説明した燃焼バーナＭ１～Ｍ７（１つの原料粉体導入管２７のみを有する燃焼バーナ）と異なる。
　燃焼バーナＮ１～Ｎ７において、原料粉体導入管２７の外径や原料粉体導入管２７の肉厚に関しては、燃焼バーナＭ１～Ｍ７と同じ条件を用いた。
　燃焼バーナＮ１～Ｎ７において、原料粉体導入管２７の中心軸Ｂと第２の環状部材３２の外面３２ａとの成す角度θは、燃焼バーナＭ１～Ｍ７と同じ３０度とした。
　実験例１で使用した燃焼バーナＭ１～Ｍ７では、１つの原料粉体導入管２７に対して２つの原料粉体導入口２８を設けたが、燃焼バーナＮ１～Ｎ７では、１つの原料粉体導入管２７に対して１つの原料粉体導入口２８－１のみを設けた。
　また、燃焼バーナＮ１～Ｎ７では、燃焼バーナＭ１～Ｍ７と同じように、原料粉体噴出口５３として、リング状に開いた噴出口を用いた。
　燃焼バーナＮ１～Ｎ７は、バーナ本体２１の先端２１Ａが下向きとなるように（言い換えれば、バーナ本体２１の中心軸Ａが鉛直方向と一致するように）配置した。
　原料粉体の供給方法としては、自由落下方式と気流搬送方式との両方で実験を行った。
　原料粉体としては、１μｍ～５ｍｍの粒径（Ｄ５０～３００μｍ）とされたガラスカレットを用いた。
　上記説明したこと以外は、図６に示すバーナ装置１０と同様な構成を用いた。つまり、実験例２では、原料粉体供給源１８から供給された原料粉体を図７及び図８に示す原料粉体分配器６２により分配した後、８つの原料粉体導入口２８－１に原料粉体を導入した。
　８つの原料粉体導入口２８－１と原料粉体分配器６２の原料粉体導出部７１～７８とは、円周方向の配列順で接続させた。
　実験例２では、燃焼バーナＮ１～Ｎ７の各噴出口から噴出された噴出量の最大値及び最小値を実験例１で使用した装置を用いて測定した。
　その後、燃焼バーナＮ１～Ｎ７の各噴出口から噴出された噴出量の最大値に対する最小値の割合によって、各燃焼バーナＮ１～Ｎ７の分散性を評価した。
　図１２は、実験例２のバーナ装置（燃焼バーナＮ１～Ｎ７のうち、いずれか１つの燃焼バーナを有するバーナ装置）を用いて、自由落下方式及び気流搬送方式で原料粉体を供給した際の（原料粉体の噴出量の最小値）／（原料粉体の噴出量の最大値）と（距離ｘ）／（第２の環状部材の外径φ）との関係を示す図（グラフ）である。
　図１２を参照するに、ｘ／φの値が８分の３以上とされた燃焼バーナＮ４～Ｎ６を使用した場合、分散性が極端に低下することが分かった。また、燃焼バーナＮ４～Ｎ６を用いた場合、原料粉体噴出口５３から噴出された原料粉体による筋状の流れが確認できた。
　また、ｘ／φの値が０とされた燃焼バーナＮ１では、燃焼バーナＮ２，Ｎ３と比較すると分散性が低下していることが分かった。
　これは、バーナ本体２１の中心軸Ａを中心として対称に、残存する原料粉体の偏りが流れる位置が変動するため、隣り合う位置に配置された原料粉体導入管２８－１の原料粉体の偏りが重複する状況が発生したためと考えられる。
　各実験での設定条件や、バーナ装置の違いによる粉体分散性の比較のため、図１３に各実験例における原料粉体の噴出量の最小値と最大値の比（（原料粉体の噴出量の最小値）／（原料粉体の噴出量の最大値））を示す。前述の通り、この値が１に近づくほど、分散性が良好であることを示す。
　なお、図１３には、自由落下方式と気流搬送方式の実験結果を併記した。図１３中、実験例２と示したのは燃焼バーナＮ２を用いた結果である。
　(実験例３)
　実験例２で最も分散性の高かった燃焼バーナＮ２を有するバーナ装置（図６参照）を用いて、実験例２と同様の条件で燃焼試験を行い、火炎領域での原料粉体の加熱試験を行った。このとき、原料粉体は、自由落下方式と気流搬送方式とで供給した。
　原料粉体としては、１μｍ～５ｍｍの粒径（Ｄ５０～３００μｍ）とされたガラスカレットを用いた。
　また、第１の支燃性流体供給経路４１には、バーナ本体２１の先端面２１Ａからの噴出速度が１０ｍ／ｓｅｃとなるように酸素を供給し、燃料流体供給経路４２には、バーナ本体２１の先端面２１Ａからの噴出速度が１０ｍ／ｓｅｃとなるように都市ガスを供給した。
　原料粉体供給経路４３には、流搬送方式ではバーナ本体２１の先端面２１Ａからの噴出速度が４ｍ／ｓｅｃとなるように、自由落下方式ではバーナ本体２１の先端面２１Ａからの噴出速度が１．５ｍ／ｓｅｃとなるように酸素を供給した。また、第２の支燃性流体供給経路４４には、バーナ本体２１の先端面２１Ａからの噴出速度が１０ｍ／ｓｅｃとなるように都市ガスを供給した。
　自由落下方式と気流搬送方式とのそれぞれについて、都市ガスの燃焼量Ｉに対する原料粉体への着熱エネルギーＱの割合を示す着熱効率ηを、下記（５）式を用いて求めた。
　η＝Ｑ／Ｉ×１００（％）・・・（５）
　その結果、実験例３において、自由落下方式の着熱効率は、５４％であり、気流搬送方式の着熱効率は、５１％であった。
　また、実験例１において、最も分散性の高かった燃焼バーナＭ１を使い、燃焼試験を実施したところ、着熱効率ηは、自由落下方式で４６％であり、気流搬送方式で４２％であった。実験例３での燃焼バーナＮ２は、燃焼バーナＭ１に比して高い着熱効率ηであった。
　(実験例４)
　実験例２で最も分散性の高かった燃焼バーナＮ２を有するバーナ装置（図６参照）を用いて、８つの原料粉体導入管２７のうち、バーナ本体２１の中心軸Ａに対して回転対象に配置された４つの原料粉体導入管２７から原料粉体を導入した。
　また、１つの原料粉体導入管２７に対して、２つの原料粉体導入口（原料粉体導入口２８－１，２８－２）を設けた。
　原料粉体分配器６２については、原料粉体導入部６３の中心Ｅ（図７参照）に対して点対象に配置された２つの原料粉体導出部（原料粉体導出部７１～７８のうちの２つ）を同一の原料粉体導入管２７に配置された原料粉体導入口２８－１，２８－２に接続した。
　使用しない４つの原料粉体導入管２７については、閉止させた。
　実験例３では、上記構成とされたバーナ装置を用いて、実験例２と同様の条件で燃焼試験を行い、火炎領域での原料粉体の加熱試験を行った。このとき、原料粉体は、自由落下方式と気流搬送方式とで供給した。
　原料粉体としては、１μｍ～５ｍｍの粒径（Ｄ５０～３００μｍ）とされたガラスカレットを用いた。
　また、第１の支燃性流体供給経路４１には、バーナ本体２１の先端面２１Ａからの噴出速度が１０ｍ／ｓｅｃとなるように酸素を供給し、燃料流体供給経路４２には、バーナ本体２１の先端面２１Ａからの噴出速度が１０ｍ／ｓｅｃとなるように都市ガスを供給した。
　原料粉体供給経路４３には、流搬送方式ではバーナ本体２１の先端面２１Ａからの噴出速度が４ｍ／ｓｅｃとなるように、自由落下方式ではバーナ本体２１の先端面２１Ａからの噴出速度が１．５ｍ／ｓｅｃとなるように、酸素を供給した。また、第２の支燃性流体供給経路４４には、バーナ本体２１の先端面２１Ａからの噴出速度が１０ｍ／ｓｅｃとなるように酸素を供給した。
　自由落下方式と気流搬送方式とのそれぞれについて、都市ガスの燃焼量に対する原料粉体への着熱のエネルギーの割合を示す着熱効率を求めた。
　その結果、実験例４では、自由落下方式の着熱効率が６５％であり、気流搬送方式の着熱効率が６２％であった。
　この結果から、実施例４のバーナ装置は、分散性、着熱効率ともに実験例３と比較しても大幅に向上していることが分かった。
　また、実験例４の条件を用いた際の原料粉体の分散性を確認した。この結果を図１３で示す。
　(実験例５)
　燃焼バーナＮ２を有するバーナ装置（図６参照）を用い、原料粉体導出部７１～７８のうち、対面する原料粉体導出部が隣接するように、原料粉体導入口２８－１，２８－２と接続させた。この点が、実験例４とは異なる。
　実験例５では、実験例４と同じ実験条件を用いて、同様な実験を行った。
　その結果、実験例５では、自由落下方式の着熱効率が６３％であり、気流搬送方式の着熱効率が６０％であった。
　また、実験例５の条件を用いた際の原料粉体の分散性を確認した。この結果を図１３で示す。
　図１３を参照するに、実験例５では、実験例２の結果と比較して、原料粉体の分散性が向上したが、実験例４の結果と比較すると、有意な差は確認できなかった。また、実験例５では、実験例４と比較して若干の着熱効率の低下が確認できた。
　また、原料粉体導入管２７の数が増加すると、燃焼バーナの設計や作成の困難さ、利用の煩雑さが増大するため、複数の原料粉体導入口２８－１，２８－２を原料粉体導入管２７に配した燃焼バーナの方が、単純に原料粉体導入管２７の本数を、同数増大させた燃焼バーナよりも、望ましいことが分かった。
　(実験例６)
　実験例６では、実験例４で使用した燃焼バーナＮ２の４つの原料粉体導入管２７に対して、それぞれ３つの原料粉体導入口（原料粉体導入口２８－１，２８－２と同様な構成とされた３つの原料粉体導入口）を設けた燃焼バーナを用いた。
　このとき、原料粉体分配器６２としては、１２個の原料粉体導出部（原料粉体導出部７１～７８と同様な構成とされた原料粉体導出部）を用いた。また、原料粉体分配部６４の周方向において、４つ飛びで配置された原料粉体導出部を同一の原料粉体導入管２７に配置された３つの原料粉体導入口と接続させた。
　実験例６では、実験例４と同じ実験条件を用いて、同様な実験を行った。
　その結果、実験例６では、自由落下方式の着熱効率が６５％、気流搬送方式の着熱効率が６２％であった。
　また、実験例６の条件を用いた際の原料粉体の分散性を確認した。この結果を図１３で示す。
　その結果、実験例６では、実験例４と比較して、原料粉体の分散性に対する差はほとんど確認できなかった。これにより原料粉体導入口２８の数は、２つで十分効果を発揮することが分かった。
　(実験例７)
　実験例２～５で使用した原料粉体分配器６２の原料粉体の分散性について確認した。
　その結果、８つの原料粉体導出部７１～７８を有する原料粉体分配器６２において、（原料粉体の噴出量の最小値）／（原料粉体の噴出量の最大値）の値は、０．６であった。
　実験例２,３では、原料粉体の低い分散性が影響したと思われる。
　しかし、実験例４で説明した接続方法で原料粉体分配器６２を使用したところ、（原料粉体の噴出量の最小値）／（原料粉体の噴出量の最大値）の値は、０．９４であり、原料粉体の噴出量の最小値と原料粉体の噴出量の最大値との差がかなり小さくなることが確認できた。
　また、実験例４と同じ接続方法で原料粉体分配器６２を使用した実験例５の（原料粉体の噴出量の最小値）／（原料粉体の噴出量の最大値）の値は、自由落下方式で０．８８、気流搬送方式で０．８であり、実験例２の（原料粉体の噴出量の最小値）／（原料粉体の噴出量の最大値）の値は、自由落下方式で０．６０、気流搬送方式で０．５４であった。
　このことから、実験例４と同じ接続方法で使用することで、実験例２の接続方法で原料粉体分配器６２を使用した場合と比較して、原料粉体の分散性が向上することが確認できた。
　(実験例８)
　実験例６の接続方法で使用した原料粉体分配器６２（１２個の原料粉体導出部を有する原料粉体分配器）の原料粉体の分散性について確認した。
　実験例６の原料粉体分配器６２において、１２個の原料粉体導出部から噴出される原料粉体を合算した際の（原料粉体の噴出量の最小値）／（原料粉体の噴出量の最大値）の値は、０．５５であった。
　一方、実験例６の原料粉体分配器６２の構成において、実験例６のように、原料粉体分配部６４の周方向に４つ飛びで配置された３つの原料粉体導出部から噴出される原料粉体の噴出量を合算した際の（原料粉体の噴出量の最小値）／（原料粉体の噴出量の最大値）の値は、０．９８であった。
　上記結果から、実験例６の接続方法で使用した原料粉体分配器６２の原料粉体の分散性は、実験例７で説明した原料粉体分配器６２の分散性よりも向上しないことが確認できた。
　この結果が、実験例４と実験例６とにおいて、原料粉体の分散性及び着熱効率に大きな差が生じなかった原因と思われる。
　(実験例９)
　実験例９では、実験例４で説明した燃焼バーナＮ２において、原料粉体導入管２７の傾斜角度（図６に示す角度θ）を変更した燃焼バーナＰ１～Ｐ１０と、燃焼バーナＮ２（角度θが３０度）とを用いて、実験例４と同様な実験を行った。
　燃焼バーナＰ１では、角度θを９０度とし、燃焼バーナＰ２では、角度θを８０度とした。燃焼バーナＰ３では、角度θを７０度とし、燃焼バーナＰ４では、角度θを６０度とした。
　燃焼バーナＰ５では、角度θを５０度とし、燃焼バーナＰ６では、角度θを４０度とした。燃焼バーナＰ７では、角度θを２０度とし、燃焼バーナＰ８では、角度θを１０度とした。燃焼バーナＰ９では、角度θを５度とした。
　さらに、角度θを０度、つまりバーナ本体２１の中心軸Ａに平行に、バーナ上部に原料粉体導入管２７を設置した燃焼バーナＰ１０を用意した。
　上記燃焼バーナＰ１～Ｐ１０を有するバーナ装置を用いて、気流搬送方式及び自由落下方式のそれぞれについて、原料粉体の分散性、及び着熱効率を測定した。結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  
　上記結果から、気流搬送方式では、燃焼バーナＰ１～Ｐ８、ならびにＮ２において、原料粉体の分散性は同等であり、着熱効率も６１±１％の範囲内であることから、有意差は見られなかった。しかし、燃焼バーナＰ９、Ｐ１０においては、分散性、着熱効率共に低下している。また、燃焼バーナＰ９、Ｐ１０の燃焼試験中、原料粉体噴出口から、４本の筋状の粉体流が確認できた。
　しかし、自由落下方式では、燃焼バーナＰ１では、原料粉体導入管２７内で目詰まりが試験開始後直ちに発生し、燃焼バーナＰ２、Ｐ３においても、長時間の連続で利用したり、供給量を増大させたりした場合に目詰まりを起こした。
　燃焼バーナＰ４において、原料粉体噴出口５３から噴出される原料粉体に時間的な密度の偏り（以下、「脈動」という）が確認され、着熱効率が５２％と低下した。
　これは、原料粉体導入管内での粉体の搬送が、一時的な詰まりを繰り返しているためではないかと思われる。
　燃焼バーナＰ５～Ｐ８、ならびにＮ２では、目詰まりも脈動もなく、原料粉体の分散性に有意な差は確認できなかった。また、着熱効率についても６４±１％の範囲で差異を確認できなかった。しかし、燃焼バーナＰ９、Ｐ１０においては、分散性、着熱効率共に低下している。また、燃焼バーナＰ９、Ｐ１０の燃焼試験中、原料粉体噴出口から、４本の筋状の粉体流が確認できた。
　本発明は、粉体（原料粉体）を加熱する燃焼バーナ、バーナ装置、及び原料粉体加熱方法に適用可能である。
　１０，６０…バーナ装置、１１，６１…燃焼バーナ、１２…第１の支燃性流体供給源、１４…燃料流体供給源、１６…第２の支燃性流体供給源、１８…原料粉体供給源、１９…キャリアガス供給源、２１…バーナ本体、２１Ａ…先端面、２３…燃料流体導入口、２５…支燃性流体導入口、２７…原料粉体導入管、２７ａ…内壁面、２８，２８－１，２８－２…原料粉体導入口、３１…第１の環状部材、３２…第２の環状部材、３２ａ…外面、３２Ａ…外壁、３３…第３の環状部材、３４…第４の環状部材、４１…第１の支燃性流体供給経路、４２…燃料流体供給経路、４３…原料粉体供給経路、４４…第２の支燃性流体供給経路、５１…第１の支燃性流体噴出口、５２…燃料流体噴出口、５３…原料粉体噴出口、５４…第２の支燃性流体噴出口、６２…原料粉体分配器、６３…原料粉体導入部、６４…原料粉体分配部、６４Ａ…空間、６４Ｂ…底板、７１～７８…原料粉体導出部、８１…原料粉体受け器、Ａ，Ｂ…中心軸、Ｂ１…軸、ｄ…内径、Ｅ…中心、ｘ…距離、θ…角度、φ…外径

Claims (12)

  1. 　少なくとも、火炎を形成するバーナ本体と、２つ以上の原料紛体導入管とを具備する燃焼バーナであって、
    　上記バーナ本体は、原料粉体を供給する原料粉体供給経路、および該原料粉体供給経路の内側に設けられた１つ以上の経路を含む、同心円状に配置された複数の環状部材により形成された複数の経路と、上記原料粉体供給経路により供給された上記原料粉体を噴出する原料粉体噴出口および原料紛体噴出口の内側に位置する複数の噴出口とを有し、
    　上記原料紛体供給経路は、当該経路の外側を区画する第１の原料粉体供給経路区画用環状部材と、当該経路の内側を区画する第２の原料粉体供給経路区画用環状部材とにより形成され、
    　上記２つ以上の原料粉体導入管は、上記第１の原料粉体供給経路区画用環状部材に設けられ、該原料粉体導入管の中心軸を延在させた軸が上記バーナ本体の中心軸と交わらないようにすると共に、上記原料粉体導入管の中心軸と前記第２の原料粉体供給経路区画用環状部材の外面との成す角度が０度よりも大きくかつ９０度よりも小さくなるように設けると共に、上記バーナ本体の中心軸に対して回転対称となるように配置されていることを特徴とする燃焼バーナ。
  2. 　前記原料粉体導入管の中心軸と前記第２の原料粉体供給経路区画用環状部材の外面との成す角度が１０度以上で、かつ４５度未満であることを特徴とする請求項１記載の燃焼バーナ。
  3. 　前記原料粉体導入管の内径ｄと前記第２の原料粉体供給経路区画用環状部材の外径φとの関係が下記（１）式を満たすことを特徴とする請求項１または２記載の燃焼バーナ。
    　φ＞２ｄ・・・（１）
  4. 　前記複数の噴出口のうち、最も内側に配置された噴出口以外の噴出口の形状が、リング状であることを特徴とする請求項１ないし３のうち、いずれか１項記載の燃焼バーナ。
  5. 　前記原料粉体導入管に設けられ、該原料粉体導入管に前記原料粉体を投入する原料粉体投入口を有することを特徴とする請求項１ないし４のうち、いずれか１項記載の燃焼バーナ。
  6. 　前記原料粉体投入口は、１つの前記原料粉体導入管に対して偶数個配置することを特徴とする請求項５記載の燃焼バーナ。
  7. 　前記複数の経路は、支燃性流体を供給する支燃性流体供給経路、及び燃焼流体を供給する燃焼流体供給経路を含むことを特徴とする請求項１ないし６のうち、いずれか１項記載の燃焼バーナ。
  8. 　前記原料粉体供給経路は、前記支燃性流体供給経路と前記燃焼流体供給経路との間に配置することを特徴とする請求項７記載の燃焼バーナ。
  9. 　請求項６ないし８のうち、いずれか１項記載の燃焼バーナと、
    　筒状とされた原料粉体導入部と、前記原料粉体投入口に前記原料粉体を導出する複数の原料粉体導出部と、前記原料粉体導入部と複数の前記原料粉体導出部との間に配置されており、前記原料粉体導入部から前記複数の原料粉体導出部に向かうにつれて幅広形状とされ、前記複数の原料粉体導出部に前記原料粉体を分配する空間を有する原料粉体分配部とを含む原料粉体分配器とを有し、
    　前記複数の原料粉体導出部は、前記原料粉体導入部の中心に対して、点対称となるように配置されており、
    　同一の前記原料粉体導入管に配置された偶数個の前記原料粉体投入口は、点対称で配置された前記原料粉体導出部と接続されていることを特徴とするバーナ装置。
  10. 　前記複数の原料粉体導出部は、前記原料粉体分配部との接続位置から外側に広がるように配置されていることを特徴とする請求項９記載のバーナ装置。
  11. 　支燃性流体及び燃焼流体を用いて、バーナ装置を構成するバーナ本体の先端に形成される火炎により、原料粉体を加熱する原料粉体加熱方法であって、
    　円筒状とされた原料粉体供給経路に対して、０度よりも大きくかつ９０度よりも小さい角度で傾斜した方向で、かつバーナ本体の中心軸と交わらない方向から、上記原料粉体供給経路に上記原料粉体を導入する原料粉体導入工程と、
    　上記原料粉体供給経路により供給された上記原料粉体を原料粉体噴出口から噴出させて、前記火炎により前記原料粉体を加熱する加熱工程とを有することを特徴とする原料粉体加熱方法。
  12. 　前記原料粉体導入工程の前に、原料粉体分配器により前記原料粉体を複数に分配する工程を有し、
    　前記原料粉体導入工程では、前記原料粉体供給経路に、前記原料粉体分配器により分配された前記原料粉体を導入することを特徴とする請求項１１記載の原料粉体加熱方法。
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