JP2004018349A - フラーレン類の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】通常の操業状態では確実に逆火等の心配がなく、安全性の高いフラーレン類の製造装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】酸素含有ガスと炭素含有燃料ガスとをバーナー１０を介して反応炉内に供給し、反応炉内でこれらを不完全燃焼させてフラーレン類を製造する装置及びその製造方法において、バーナー１０は、反応炉に面するバーナーヘッド１１と、バーナーヘッド１１の直下に設けられた第１の均圧室１２と、第１の均圧室１２の直下に設けられた第２の均圧室１４とを有し、バーナーヘッド１１は第１の均圧室１２に繋がる多数の短管１５と、第２の均圧室１４に繋がる多数の長管１６の上部を実質的に均等配置して一体化された集合体からなる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フラーレン類（Ｃ_６０、Ｃ_７０、Ｃ_７６、Ｃ_７８、Ｃ_８４を含む）の製造装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フラーレンは、ダイヤモンド、黒鉛に次ぐ第三の炭素同素体の総称であり、Ｃ_６０、Ｃ_７０等に代表されるような５員環と６員環のネットワークで閉じた中空殻状の炭素分子である。フラーレンの存在が最終的に確認されたのは比較的最近の１９９０年のことであり、比較的新しい炭素材料であるが、その特殊な分子構造ゆえ特異的な物理的性質を示すことが認められ、例えば以下のような広範囲な分野に渡り、革新的な用途開発が急速に展開されつつある。
（１）超硬材料への応用
フラーレンを前駆体とすることで微細結晶粒子をもつ人工ダイヤモンド等の精製が可能となるため、付加価値のある耐摩耗材料への利用が期待されている。
（２）医薬品への応用
フラーレン薄膜に金属カリウムをドープすると１８Ｋという高い転移温度を持つ超伝導材料を作り出すことができることが発見され、多方面から注目を集めている。
（３）半導体装置への応用
レジストにＣ_６０を混ぜることでレジスト構造がより一層強化されることを利用し、次世代半導体製造への応用が期待されている。
各種炭素数のフラーレンの中でも、Ｃ_６０及びＣ_７０は比較的合成が容易であり、それゆえ今後の需要も爆発的に高まることが予想されている。
現在知られているフラーレンの製造方法としては、レーザー蒸着法、抵抗加熱法、アーク放電法、高周波誘導加熱法、燃焼法、ナフタリン熱分解法等があるが、燃焼炉中でヘリウム、アルゴン等の不活性ガスと酸素との酸素含有ガスと、ベンゼン、トルエン等の炭化水素原料とを不完全燃焼させる燃焼法が比較的製造コストが安価である。
【０００３】
この燃焼法の代表的な装置を図７に示すが、燃焼炉を構成する反応炉７０の底部にバーナー装置７１が設けられている。このバーナー装置７１は、底部に炭素含有燃料ガスと酸素含有ガスとのプリミックス室７２を有し、この部分から多数の噴出ノズル７３を介して反応炉７０中に酸素含有ガスと炭素含有燃料ガスとの混合ガスを供給し、反応炉７０内で減圧下の炭素含有燃料ガスの不完全燃焼を図り、フラーレン類を製造している。この反応炉７０によって製造されたフラーレン類は、一般にはバッグフィルター等の集塵機を利用して回収され、その有する物理的あるいは化学的性質を用いて精製されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように炭素含有燃料ガスと酸素含有ガスとのプリミックスをバーナー装置７１で行うと、逆火が起こり易く、結果として、バーナー装置７１（即ち、ノズル）からの吹き出し速度は、逆火が起こらない一定流速以上の高流速となるが、フラーレン類の製造にあっては、ガスの流れが高速、即ちガスが乱流状態になるとカーボンブラックの発生が多くなってフラーレン類の生成比率が減少する傾向にあるという問題がある。
更には、反応炉７０を止める場合にも、炭素含有燃料ガスと酸素含有ガスとを同時に止めると、プリミックス室７２内に逆火するので、炭素含有燃料ガスや酸素含有ガスに窒素ガスを徐々に混ぜて、炭素含有燃料ガスと酸素含有ガスとの比率が爆発限界から外れるようにして鎮火する必要があり、極めて操作が複雑になるという問題があった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、通常の操業状態では確実に逆火等の心配がなく、安全性の高いフラーレン類の製造装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う第１の発明に係るフラーレン類の製造装置は、酸素含有ガスと炭素含有燃料ガスとをバーナーを介して反応炉内に供給し、該反応炉内でこれらを不完全燃焼させてフラーレン類を製造する装置において、前記バーナーは、前記反応炉内に面するバーナーヘッドと、該バーナーヘッドの直下に設けられた第１の均圧室と、該第１の均圧室の直下に設けられた第２の均圧室とを有し、前記バーナーヘッドは前記第１の均圧室に繋がる多数の短管と、前記第２の均圧室に繋がる多数の長管の上部を実質的に均等配置して一体化された集合体からなる。これによって、炭素含有燃料ガスと酸素含有ガスとのガス通路が分離されるので、逆火を生じることがない。更には、バーナーヘッドが多数の短管と長管を組み合わせ、一体化することによって構成されているので、その製造が容易となる。
また、第２の発明に係るフラーレン類の製造装置は、第１の発明に係るフラーレン類の製造装置において、前記それぞれの長管の上部には補助短管が装着されている。これによって、長管の隙間を保つことができると共に、長管を短管及び補助短管とは別の材料（例えば、接合性の悪い材料、セラミック等）にすることもできる。
【０００６】
第３の発明に係るフラーレン類の製造装置は、酸素含有ガスと炭素含有燃料ガスとをバーナーを介して反応炉内に供給し、該反応炉内でこれらを不完全燃焼させてフラーレン類を製造する装置において、前記バーナーは、前記反応炉に面するバーナーヘッドと、該バーナーヘッドの直下に設けられた第１の均圧室と、該第１の均圧室の直下に設けられた第２の均圧室とを有し、前記バーナーヘッドは多数の補助短管の接合集合体からなって、しかも、前記補助短管には前記第２の均圧室に連通する長管が挿通され、前記第１の均圧室には隣り合う前記補助短管の隙間通路が連通する。
第４の発明に係るフラーレン類の製造装置は、第１〜第３の発明に係るフラーレン類の製造装置において、前記第１の均圧室の上部又は中間部には該第１の均圧室内のガスを前記バーナーヘッドを通じて前記反応炉内に均等に流す第１の通気抵抗部材が設けられている。これによって、第１の均圧室から流すガスを実質的に均等に短管又は隙間通路に流すことができる。
そして、第５の発明に係るフラーレン類の製造装置は、第１〜第４の発明に係るフラーレン類の製造装置において、前記第２の均圧室の上部又は中間部には該第２の均圧室内のガスを、それぞれの前記長管を通じて前記反応炉内に均等に流す第２の通気抵抗部材が設けられている。これによって、各長管を流れるガスが均等になる。
【０００７】
なお、第１〜第５の発明に係るフラーレン類の製造装置において、前記短管（補助短管も含む）は銅又は銅合金からなって、前記長管はステンレス、ハステロイ、及びインコネルのいずれか１から構成してもよい。これによって、接合性が確保されると共に、バーナーヘッドの熱伝導性が向上する。従って、バーナーヘッドの周囲に冷却ジャケットを設けて加熱されるバーナーヘッドを冷却することもできる。
【０００８】
第６の発明に係るフラーレン類の製造装置は、第１〜第５の発明に係るフラーレン類の製造装置において、前記第２の均圧室の下に第３の均圧室が設けられ、前記バーナーヘッドは前記第３の均圧室に繋がる多数の第２の長管の上部を実質的に均等配置して一体化されている。これによって、炭素含有燃料ガス及び酸素含有ガスの他に第３のガスを反応炉内に均等に流すことができる。この場合の第３のガスとしては、例えば、不活性ガスであってもよいし、炭素含有燃料ガスであってもよいし、更に、微小元素を飛散させたガス（例えば、不活性ガス）であってもよい。
そして、第７の発明に係るフラーレン類の製造方法は、第１〜第６のフラーレン類の製造装置を用いてフラーレン類を製造しているので、バーナー装置に操業中や操業終了後に逆火が発生することがない。
なお、以上の発明においては、上及び下を含む用語（例えば、上部、直下等）は必ずしも鉛直方向を基準にして上下を定めるものではなく、対象物を水平状態に置いた場合のその取付け位置の関係を示すものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１は本発明の第１の実施の形態に係るフラーレン類の製造装置の説明図、図２は同製造装置の部分拡大断面図、図３は本発明の第２の実施の形態に係るフラーレン類の製造装置の一部拡大断面図、図４は同製造装置の一部拡大平面図、図５（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第３の実施の形態に係るフラーレン類の製造装置の説明図、図６は本発明の第４の実施の形態に係るフラーレン類の製造装置の概略説明図である。
【００１０】
本発明の第１の実施の形態に係るフラーレン類の製造装置は、反応炉の底部に図１に示すような構造のバーナー１０を有している。このバーナー１０は、上部に反応炉内に露出するバーナーヘッド１１を、その直下に第１の均圧室１２を有し、更に第１の均圧室１２の直下に仕切り部材１３を介して第２の均圧室１４が設けられている。バーナーヘッド１１は図２に示すように、隣合って交互に均等配置された多数の短管１５と長管１６とがお互いに接する密集合からなって、これらが拡散接合によって一体化している。即ち、バーナーヘッド１１の高さは短管１５と同じとなって、第１の均圧室１２と反応炉とが短管１５を介して連通している。そして、長管１６の方は第１の均圧室１２及び仕切り部材１３を貫通して第２の均圧室１４に連通している。なお、短管１５及び長管１６の外径は実質的に等しいものが使用されている。
ここで、短管１５は熱伝導性のよい銅又は銅合金からなって、長管１６はステンレス管（又は、ハステロイ、インコネル、熱伝導性のよい銅、銅合金）からなっている。短管１５及び長管１６の内径は０．５〜３ｍｍ程度となって、肉厚は０．５〜２ｍｍ程度となっている。
【００１１】
このバーナーヘッド１１の製造にあっては、多数の短管１５及び長管１６を用意し、これらを交互に接するように並べて束にして周囲を強固なバンド等で拘束する。そして、真空又は不活性ガスが充填された加熱炉に入れて、両金属の融点より約３０〜１００℃低い温度に加熱して、短管１５及び長管１６を拡散接合する。この場合圧力は、短管１５及び長管１６を拘束するバンドによって発生する。即ち、バンドに高温でも強度を有し、しかも銅又はステンレスより熱膨張率の小さい金属（例えば、鉄、モリブデン鋼）を使用すると、温度上昇と共に、短管１５、長管１６の膨張係数よりバンドの方が小さいので短管１５及び長管１６の束が圧縮されることになる。
また、バンドで短管１５及び長管１６を拘束した状態でＨＩＰ処理を行ってもよい。これによって、短管１５及び長管１６が拡散溶接されて一つの固まり（即ち、集合体）になる。短管１５及び長管１６の間には隙間が発生するが、これも短管１５と同じく第１の均圧室１２から反応炉へのガス通路として使用できる。なお、融点の高い硬質蝋を用いて短管１５及び長管１６を接合することもできる。短管１５の長さは炉の大きさにもよるが、１０〜１００ｍｍ程度である。
このようにして製造することによって、銅又は銅合金製の円盤に多数（１００〜４０００個）の貫通孔を形成し、この貫通孔の一個おきに細いパイプを挿入して、固着する作業に比較して比較的簡単にバーナーを製作できる。
【００１２】
この状態ではバーナーヘッド１１の下部に多数の長管１６がぶら下がることになり、この状態で仕切り部材１３を貫通させる必要があるので、この仕切り部材１３の形成方法について説明する。長管１６の材質がステンレスとすると、実際に使用する長さより少し長めの長管１６を用意し、バーナーヘッド１１については前記手順で形成し、次に長管１６の下端部を閉塞する。この長管１６の閉塞は長管１６の下端を溶融金属に漬けて閉塞する。この場合、長管１６の材質より融点の少し低い金属であるのが好ましいが、長管１６と同一材質の金属であってもよい。この状態で、仕切り部材１３を貫通する位置まで、長管１６より融点の低い金属に入れて全体を冷却する。長管１６の底は盲になっているので溶融金属は侵入しない。この後、冷却した金属を仕切り部材１３の厚みで切断する。これによって、長管１６の端部も同時に切断され、この部分は閉塞されていないので、結果として長管１６の下部に仕切り部材１３が形成されることになる。なお、漬浸する溶融金属の深さは仕切り部材１３より深い必要がある。
これによって、短管１５及び長管１６の一部からなるバーナーヘッド１１、長管１６の端部に設けられた仕切り部材１３を有するバーナーの中間製品が完成するので、外筒（図１では厚みを示していない）１７及び第２の均圧室１４を形成する底板１８を接合し、酸素含有ガスの供給口１９及び炭素含有燃料ガスの供給口２０を設けて一応バーナー１０が完成する。
【００１３】
バーナーヘッド１１の周囲には、図示しない冷却ジャケットが設けられ、熱伝導性のよいバーナーヘッド１１を冷却している。この冷却ジャケットは必須の要件ではなく、通過する酸素含有ガスによってバーナーヘッド１１をある程度冷却することも可能である。この場合、大量の酸素を含むガスを流すと炭素含有燃料ガスとの反応が完全燃焼に近くなるので、酸素ガスにアルゴン等の不活性ガスを入れて使用する。
このバーナー１０を反応炉の底に配置して、供給口１９、２０よりそれぞれ酸素含有ガス及び炭素含有燃料ガスを供給して、反応炉内で減圧下で不完全燃焼させるとフラーレン類が製造される。このフラーレン類を含む煤を上部の排気口から排出させ、バッグフィルター等で回収して、フラーレン類が溶媒に溶けることを利用して分離回収する。
【００１４】
なお、この実施の形態にかかるバーナー１０においては、第１の均圧室１２及び第２の均圧室１４内（上部又は中間部）に第１、第２の通気抵抗部材２１、２２を設けている。これによって、第１、第２の均圧室１２、１４からガスを、それぞれ短管１５及び長管１６を通して反応炉に均一に噴出することができる。第１の均圧室１２内の第１の通気抵抗部材２１はセラミック粒の集合体からなる多孔質体によって構成されている。長管１６の隙間に所定厚みのこれらの粒を充填してバインダーによって固めることによって製造できる。なお、第１の通気抵抗部材２１を焼結合金によって構成してもよい。
第２の均圧室１４内に配置されている第２の通気抵抗部材２２は多孔質の板材が使用できる。
【００１５】
続いて、図３、図４に示す本発明の第２の実施の形態に係るフラーレン類の製造装置に使用するバーナー２３について説明する。なお、前記実施の形態と同一の構成要素は同一の符号を用いてその詳しい説明を省略する（以下の実施の形態においても同じ）。
この実施の形態に係るバーナー２３においては、ステンレス製の長管１６の外側に補助短管２４が設けられている。補助短管２４は銅管からなって、短管１５と実質的に同一の外径となっている。これによって、長管１６に比較的細い外径の管を使用することができる。ここで、短管１５、補助短管２４及び補助短管２４に挿通している長管１６が一体的に接合（例えば、拡散接合、鑞付け接合）されてバーナーヘッド２５が構成されている。
この場合、長管１６の内径を更に小さくすることができる。なお、全体的な短管１５の通過面積が大きい場合には、短管１５の一部を閉塞するか、短管１５の代わりに同一外径の中実ロッドを均等配置して使用することもできる。
【００１６】
次に、図５（Ａ）、（Ｂ）に示す本発明の第３の実施の形態に係るフラーレン類の製造装置について説明する。このフラーレン類の製造装置のバーナー２７は、全ての長管（ステンレス、銅又は銅合金）１６の外側に更に補助短管２４を設けている。すなわち、多数の補助短管２４の接合集合体からなるバーナーヘッド２７ａを有している。補助短管２４の材質は銅、銅合金、ステンレス等からなる。なお、全ての長管１６の内外径及び補助短管２４の内外径はそれぞれ同じである。そして、隣り合う補助短管２４は相互に拡散接合されている。また、長管１６も補助短管２４内に接合されている。長管１６は第２の均圧室１４（図１、図２参照）まで延長されている。一方、図５（Ｂ）に示すように、断面円形の隣り合う補助短管２４には略三角形の隙間２６が形成される。この隙間２６は第１の均圧室１２（図１、図２参照）に隙間通路として連通している。従って、この隙間２６を第１の均圧室１２に続くガス噴出口として利用でき、長管１６を第２の均圧室１４に続くガス噴出口として利用できる。このバーナー２７の利点は製造が極めて容易であり、長管１６の端部に同じ長さの補助短管２４を被せ、これらを纏めて束にし、この状態で拡散接合やＨＩＰ処理を行うことによってバーナーヘッド２７ａが製造できる。下部の仕切り部材１３（図２参照）については、第１の実施の形態と同じ方法で容易に製造可能である。第１の均圧室１２に連通するガス噴出口と、第２の均圧室１４に連通するガス噴出口の面積割合は、長管１６の内径を適宜決めることによって制御できる。
【００１７】
図６に示す本発明の第４の実施の形態に係るフラーレン類の製造装置について説明する。このフラーレン類の製造装置のバーナー２８は第１の均圧室１２、第２の均圧室１４の他に第３の均圧室２９を有している。そして、第２の均圧室１４と第３の均圧室２９との間には別の仕切り部材３１が設けられている。第３の均圧室２９とバーナーヘッド３２とは均等配置された第２の長管３３によって連接され、第３の均圧室２９内のガスをバーナーヘッド３２から噴出できるようになっている。なお、３４は底板を、３５は第３の均圧室２９にガスを供給する供給口を、３６は側壁を、３７は第３の通気抵抗部材を示す。
従って、この実施の形態に係るフラーレン類の製造装置においては、酸素含有ガスを供給口１９から、炭素含有燃料ガスを供給口２０から、他のガスを供給口３５から供給することもできる。他のガスとしては例えば、アルゴンやヘリウム等の不活性ガス、酸素ガス、他の種類の炭素含有燃料ガス、場合によっては水素ガス又は水素と不活性ガスの混合ガス等があり、反応炉３８内の炭素含有燃料ガスと酸素含有ガスとの反応を制御できるガスを必要に応じて供給できる。
【００１８】
本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で変更することは可能である。例えば、前記実施の形態においては、炭素含有燃料ガスの噴出口と酸素含有ガスの噴出口（長管、短管、略三角形の隙間）を入れ換えることも可能であるし、前記した実施の形態の一部又は全部を組み合わせてフラーレン類の製造装置やそのバーナーを構成する場合も本発明は適用される。
特に、前記実施の形態においては、数字を用いて具体的に説明したが、本発明はこれらの数字に限定されるものではない。
なお、反応炉内の圧力は１０〜３００ｔｏｒｒ、温度は約３００〜２０００℃（好ましくは、３００〜１５００℃）であるが、要はフラーレン類が効率的にできる温度であればよく、本発明はこの温度領域に限定されるものではない。
【００１９】
また、前記実施の形態においては、炭素含有燃料ガスとしては任意のものを使用でき、例えば、メタン、エタン、プロパン、エチレン、プロピレン等の直鎖又は分岐鎖を有する脂肪族飽和若しくは不飽和炭化水素、前記したベンゼン、トルエンの他、オルト、メタ、パラのキシレン、ナフタリン、アントラセン等の芳香族炭化水素やこれらの混合物等がある。
燃焼法における燃焼方法や状態はフラーレンが生成する条件であれば、任意の条件を設定してよいが、一般的には、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスと酸素の混合ガス（酸素含有ガス）を用いて、前述の炭素含有燃料ガスを不完全燃焼させる方法を用いる。また、燃焼における炭素含有燃料ガスと酸素含有ガスとの割合も適宜選択すればよいが、理論燃焼酸素含有ガス量に対して、より少ない酸素含有ガス量となる。
更に、前記実施の形態においては、主としてバーナー内で逆火を防止するのが主の目的であるので、それぞれのガスが反応や爆発を起こさない範囲で、酸素含有ガス内に炭素含有燃料ガスを、炭素含有燃料ガス内に酸素含有ガスを混合することは自由である。
そして、反応炉の底部にフラーレン類の製造用バーナーを設けているが、その取付け位置は自由である。なお、反応炉のガス点火装置は当然設けられている。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１及びこれに従属する請求項２、４、５、６記載のフラーレン類の製造装置においては、炭素含有燃料ガスと酸素含有ガスとを供給するバーナーが、反応炉内に面するバーナーヘッドと、バーナーヘッドの直下に設けられた第１の均圧室と、第１の均圧室の直下に設けられた第２の均圧室とを有し、バーナーヘッドは第１の均圧室に繋がる多数の短管と、第２の均圧室に繋がる多数の長管の上部を実質的に均等配置して一体化された集合体からなるので、第１の均圧室、第の２均圧室にそれぞれ独立に供給される酸素含有ガス及び炭素含有燃料ガスはバーナー内で混ざることがなく、逆火が発生することがない。
更には、バーナーヘッドが多数の短管と長管の上部を一体化することによって構成されているので、製造が容易となる。
特に、請求項２記載のフラーレン類の製造装置においては、それぞれの長管の上部には補助短管が装着されているので、長管と短管との隙間を離すことができ、更には、長管の内径を短管の内径よりより小さくすることができる。
【００２１】
請求項３及びこれに従属する請求項４〜６記載のフラーレン類の製造装置においては、長管の上部に装着された多数の補助短管を束ねて接合することによってバーナーヘッドが構成されるので、製造が極めて容易になる。そして、第１の均圧室に連通する隙間通路は各補助短管の隙間によって構成されるので、第２の均圧室に繋がる長管のガス通路と均等に混ざりあうバーナーとなる。
請求項４記載のフラーレン類の製造装置は、第１の均圧室の上部又は中間部には第１の均圧室内のガスをバーナーヘッドを通じて反応炉内に均等に流す第１の通気抵抗部材が設けられているので、第１の均圧室からバーナーヘッドを通過するガス通路の通過抵抗が小さい場合であっても、より均等に各ガス通路からガスを放出できる。
請求項５記載のフラーレン類の製造装置は、第２の均圧室の上部又は中間部には第２の均圧室内のガスを、それぞれの長管を通じて反応炉内に均等に流す第２の通気抵抗部材が設けられているので、多数の長管の束によって構成されるガス通路の通気抵抗が小さくても、第２の通気抵抗部材によってガスの流れが均等化されて長管から放出される。
【００２２】
請求項６記載のフラーレン類の製造装置においては、第２の均圧室の下に第３の均圧室が設けられ、バーナーヘッドは、第３の均圧室に繋がる多数の第２の長管の上部を実質的に均等配置して一体化されているので、異なるガス、粉体状化学物質を炭素含有燃料ガスと酸素含有ガスとの不完全燃焼反応に加えることができる。
そして、請求項７記載のフラーレン類の製造方法においては、請求項１〜６のいずれか１項に記載のフラーレン類の製造装置を用いてフラーレン類を製造しているので、逆火等の心配なく安全に操業できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るフラーレン類の製造装置の説明図である。
【図２】同製造装置の部分拡大断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るフラーレン類の製造装置の一部拡大断面図である。
【図４】同製造装置の一部拡大平面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第３の実施の形態に係るフラーレン類の製造装置の説明図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係るフラーレン類の製造装置の概略説明図である。
【図７】従来例に係るフラーレン類の製造設備の概略説明図である。
【符号の説明】
１０：バーナー、１１：バーナーヘッド、１２：第１の均圧室、１３：仕切り部材、１４：第２の均圧室、１５：短管、１６：長管、１７：外筒、１８：底板、１９、２０：供給口、２１：第１の通気抵抗部材、２２：第２の通気抵抗部材、２３：バーナー、２４：補助短管、２５：バーナーヘッド、２６：隙間、２７：バーナー、２７ａ：バーナーヘッド、２８：バーナー、２９：第３の均圧室、３１：仕切り部材、３２：バーナーヘッド、３３：第２の長管、３４：底板、３５：供給口、３６：側壁、３７：第３の通気抵抗部材、３８：反応炉

Claims (7)

1. 酸素含有ガスと炭素含有燃料ガスとをバーナーを介して反応炉内に供給し、該反応炉内でこれらを不完全燃焼させてフラーレン類を製造する装置において、
   前記バーナーは、前記反応炉内に面するバーナーヘッドと、該バーナーヘッドの直下に設けられた第１の均圧室と、該第１の均圧室の直下に設けられた第２の均圧室とを有し、前記バーナーヘッドは前記第１の均圧室に繋がる多数の短管と、前記第２の均圧室に繋がる多数の長管の上部を実質的に均等配置して一体化された集合体からなることを特徴とするフラーレン類の製造装置。
2. 請求項１記載のフラーレン類の製造装置において、前記それぞれの長管の上部には補助短管が装着されていることを特徴とするフラーレン類の製造装置。
3. 酸素含有ガスと炭素含有燃料ガスとをバーナーを介して反応炉内に供給し、該反応炉内でこれらを不完全燃焼させてフラーレン類を製造する装置において、
   前記バーナーは、前記反応炉に面するバーナーヘッドと、該バーナーヘッドの直下に設けられた第１の均圧室と、該第１の均圧室の直下に設けられた第２の均圧室とを有し、前記バーナーヘッドは多数の補助短管の接合集合体からなって、しかも、前記補助短管には前記第２の均圧室に連通する長管が挿通され、前記第１の均圧室には隣り合う前記補助短管の隙間通路が連通することを特徴とするフラーレン類の製造装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のフラーレン類の製造装置において、前記第１の均圧室の上部又は中間部には該第１の均圧室内のガスを前記バーナーヘッドを通じて前記反応炉内に均等に流す第１の通気抵抗部材が設けられていることを特徴とするフラーレン類の製造装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のフラーレン類の製造装置において、前記第２の均圧室の上部又は中間部には該第２の均圧室内のガスを、それぞれの前記長管を通じて前記反応炉内に均等に流す第２の通気抵抗部材が設けられていることを特徴とするフラーレン類の製造装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のフラーレン類の製造装置において、前記第２の均圧室の下に第３の均圧室が設けられ、前記バーナーヘッドは、前記第３の均圧室に繋がる多数の第２の長管の上部を実質的に均等配置して一体化されていることを特徴とするフラーレン類の製造装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のフラーレン類の製造装置を用いてフラーレン類を製造することを特徴とするフラーレン類の製造方法。

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