【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フラーレン類（Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８４を含む）の製造用バーナー及びこれを用いたフラーレン類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、Ｃ６０、Ｃ７０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、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Ｃ６０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、Ｃ６０及びＣ７０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】
【発明が解決しようとする課題】
この燃焼法においては、燃焼炉内にそれぞれガス化した炭化水素原料と酸素含有ガスとを導入して減圧下で不完全燃焼させているが、燃焼炉内にそれぞれ別々に炭化水素原料ガスと酸素含有ガスを導入する燃料供給口と酸素含有ガス供給口を設けてこれらを燃焼させると、燃焼炉内の両ガスの混合が不完全であるので燃焼反応が部分的にばらつき、フラーレン類の収率が低い。そこで、バーナー内で炭化水素原料ガスと酸素含有ガスをプリミックスした後、燃焼炉内に噴き出すと、両ガスが混ざった状態で燃焼炉内に吹き込まれることが行われ、燃焼炉内の両ガスの混合性が確保され、これによってフラーレン類の収率を向上することが期待できる。
ところが、このようなプリミックスタイプのバーナーを使用すると、操業条件によっては逆火が起こる可能性があり、特に、工業規模での大型の製造炉の場合には重大な問題となり、従って、バーナーの設計に当たっては細心の注意を払う必要があるという問題がある。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、炭素含有燃料ガス及び酸素含有ガスの噴き出し速度を下げても逆火が起こらず、燃焼炉（反応炉）において安定してフラーレン類を製造可能なフラーレン類の製造用バーナー及びこれを用いたフラーレン類の製造方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【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用バーナーは、バーナーヘッドから、反応炉内に炭素含有燃料ガスと酸素含有ガスとを導くフラーレン類の製造用バーナーであって、前記バーナーヘッドには、前記炭素含有燃料ガスと前記酸素含有ガスのいずれか一方のガスＡを前記反応炉内に噴出する多孔質の通気性部材を備え、更に、該通気性部材には該通気性部材を挿通し、前記炭素含有燃料ガスと前記酸素含有ガスのいずれか他方のガスＢを前記反応炉内に導く多数の小径のパイプを備える。これによって、多孔質の通気性部材から噴出するガスＡと、多数の小径のパイプから吹き出すガスＢとが、その上流側で混合しないので、逆火の恐れがない。そして、多孔質の通気性部材から噴出するガスＡと、多数の小径のパイプから吹き出すガスＢとは噴出後に混ざりあって一部燃焼し、フラーレン類を発生する。
ここで、酸素含有ガスには酸素ガス（Ｏ２ ）を主体とする純酸素ガスの他、オゾンガス（Ｏ３ ）を主体とする場合も含まれ、更には、ヘリウムやアルゴン等の不活性ガスを含む場合や、酸素含有ガスに爆発限界以下の炭素含有燃料ガスを含む場合もある。また、炭素含有燃料ガスに爆発限界以下の酸素ガスやオゾンガスを含む場合もある。更には、炭素含有燃料ガスにヘリウムやアルゴン等の不活性ガスを含む場合もある。
なお、ここで小径のパイプは断面円形の他、角形その他の形状であってもよいが、製造上、断面円形にするのが最も好ましい。また、通気性部材は多孔質の高融点かつ耐酸化性を有する焼結体を用いるのが好ましい。
【０００５】
また、第２の発明に係るフラーレン類の製造用バーナーは、第１の発明に係るフラーレン類の製造用バーナーにおいて、前記通気性部材の気体噴出側（即ち、ガスの流れからみて下流側）に前記通気性部材から吹き出る前記一方のガスＡと、前記多数の小径のパイプから吹き出る前記他方のガスＢとの混合を促進する気体混合促進部材が設けられている。これによって、更にガスＡとガスＢの混合性が向上する。この気体混合促進部材は多孔質の第２の通気性部材によって構成されている場合であってもよい。この第２の通気性部材は、焼結体材料であってもよいが、必ずしも全体の組織が結合している必要はなく、例えば、小径のパイプの内径又は外径より大きい金属粒（焼結金属粒も含む）やセラミック粒を適当な厚み（例えば５〜２００ｍｍ程度）で積層してもよい。この場合、下層の粒の粒度を大きくし、上層の粒の粒度を小さくしてもよい。
【０００６】
第３の発明に係るフラーレン類の製造用バーナーは、以上の発明において、前記反応炉には複数の前記バーナーヘッドが設けられている。これによって、バーナーヘッドの製造及びメンテナンスが容易となる。
第４の発明に係るフラーレン類の製造用バーナーは、以上の発明において、前記バーナーヘッドはその上流側に、それぞれ隔離した第１及び第２の蓄圧室を設け、前記第１の蓄圧室に前記通気性部材が連通して前記一方のガスＡが蓄圧され、前記第２の蓄圧室は前記多数の小径のパイプの基端が連通して前記他方のガスＢが蓄圧される構造となっている。
そして、第５の発明に係るフラーレン類の製造方法は、以上の発明に係るフラーレン類の製造用バーナーを用いて、前記反応炉内で前記炭素含有燃料ガスと前記酸素含有ガスとを反応させてフラーレン類を製造している。これによって、前記反応炉内で前記炭素含有燃料ガスと前記酸素含有ガスとを反応させてフラーレン類を製造しているので、より効率良く、目的とするフラーレン類の製造が可能となる。
【０００７】
【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。
ここに、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用バーナーを使用する製造装置の断面図、図２（Ａ）は同フラーレン類の製造用バーナーの部分平面図、（Ｂ）は同フラーレン類の製造用バーナーの断面図、図３（Ａ）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用バーナーの部分平面図、（Ｂ）は同フラーレン類の製造用バーナーの断面図、図４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用バーナーの使用状態の断面図、図５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用バーナーの部分平面図、図６は本発明の第５の実施の形態に係るフラーレン類の製造用バーナーを用いた製造装置の断面図、図７は本発明の第６の実施の形態に係るフラーレン類の製造用バーナーを用いた製造装置の断面図である。
【０００８】
図１、図２に示す本発明の第１の実施の形態に係るフラーレン類の製造用バーナー１０及びこれを用いた製造装置１１について説明する。製造装置１１には、下部から供給される炭素含有燃料ガスと酸素含有ガスを、低圧高温下で反応させてフラーレンを製造する反応炉１２を備えている。この反応炉１２は上部がテーパ状に縮径する円筒状で耐熱性金属からなる炉壁１３を有し、その内側には耐火材１４が貼られている。反応炉１２の底部には並べて配置された複数のフラーレン類の製造用バーナー１０を有している。このフラーレン類の製造用バーナー１０は、図２に示されるように、反応炉１２に露出した円形板状のバーナーヘッド１５を備えている。バーナーヘッド１５は、ステンレス、クロム、モリブデン、タングステン、銅等の耐熱性金属の１又は２以上又はこれらと耐熱性セラミックの粉体を混合して焼結した焼結体からなるヘッド本体１５ａを有し、その直径は５〜５０ｃｍ程度である。
【０００９】
バーナーヘッド１５は更にヘッド本体１５ａを挿通する多数の小径のパイプ２４を有し、ヘッド本体１５ａの下部に設けられた酸素含有ガスの蓄圧室（第１の蓄圧室）１６と、更にその下部に設けられた炭素含有燃料ガスの蓄圧室（第２の蓄圧室）１７とを備えている。ヘッド本体１５ａの周囲は金属材料からなるケーシング１８によって囲まれ、このケーシング１８には冷却ジャケット部１９が設けられ、更にこの冷却ジャケット部１９に入れる冷媒の入口２０及び図示しない出口が設けられている。ここで、冷媒としては水を使用することもできるが、バーナーヘッド１５の温度が下がるので、適当に加温（例えば１５０〜３５０℃）した熱媒を、冷媒として使用することもできる（以下の実施の形態においても同様）。これによって、バーナーヘッド１５の温度の過上昇を防ぐと共に、熱効率を向上させる。冷却ジャケット部１９を構成するケーシング１８の材質は、金属材料の一例である鉄、ステンレス、鋼材、銅等を用いることができるが、中でも銅、真鍮のように熱伝導性の高い材料を使用するのがバーナーヘッド１５の冷却を図る上で好ましい（以下の実施の形態においても同じ）。なお、この冷却ジャケット部１９は、ケーシング１８に耐熱性の材料を使用する場合には、省略することもできる。
【００１０】
酸素含有ガスの蓄圧室１６には、側部に酸素含有ガスの供給口２１が設けられ、外部から酸素含有ガスを供給できるようになっている。一方、炭素含有燃料ガスの蓄圧室１７には底部に炭素含有燃料ガスの供給口２２が設けられている。この炭素含有燃料ガスには、適当量のヘリウム又はアルゴン等の不活性ガスが含まれているのが好ましい。なお、蓄圧室１７には、炭素含有燃料ガスの液化を防止するため又は気化を促進するために適当にヒータを配置することは可能であり、更に、蓄圧室１６にも酸素含有ガスを加熱するためにヒータを設けることは自由である（以下の実施の形態においても同じ）。
【００１１】
ヘッド本体１５ａには図２（Ａ）に示すように、上下方向に貫通する複数の断面円形の挿通孔２３が所定ピッチ（例えば、３〜３０ｍｍ）で均等に設けられている。この挿通孔２３の直径は隣り合う挿通孔２３とのピッチにもよるが、２〜２０ｍｍ程度となっている。そして、各挿通孔２３には小径のパイプ２４がそれぞれ挿入されているが、各パイプ２４は挿通孔２３の上端まで達せず、上端から少しの距離（例えば１〜１０ｍｍ）離れた所にそのパイプ上端が位置するように挿入されている。このパイプ２４の下端は仕切り壁２５を貫通して蓄圧室１７に達し、第２の蓄圧室１７内の炭素含有燃料ガスを放出できるようしている。なお、蓄圧室１６と蓄圧室１７は完全に仕切り壁２５によって分離され、両者の蓄圧されている酸素含有ガスと炭素含有燃料ガスとが混じり合わないようになっている。また、ヘッド本体１５ａの厚みはこの実施の形態では５〜３０ｍｍ程度と厚くなって十分通気性を有するものを使用しているが、薄くしてもよく、これによって通過抵抗が減少する。
【００１２】
蓄圧室１６に溜まった酸素含有ガスは、通気性を有するヘッド本体１５ａから反応炉１２内に流れ込み、蓄圧室１７に溜まった炭素含有燃料ガスは、各パイプ２４とその上側に設けられている挿通孔２３を通じて反応炉１２内に流れ込んでいる。なお、各パイプ２４の上端部２６から上側に位置する挿通孔は通気性部材Ａによって閉塞することも可能であり、これによって、パイプ２４から出た炭素含有燃料ガスはこの通気性部材Ａとその周囲の焼結体からなる多孔質の通気性部材Ｂ（実質的にヘッド本体１５ａになる）を通過して反応炉１２内に噴出される。この場合、酸素含有ガスも通気性部材Ｂを通過するので、より効率的に炭素含有燃料ガスと酸素含有ガスの混合が行われる。また、パイプ２４の上端部２６より下位置には、酸素含有ガスの背圧がかかっているので、炭素含有燃料ガスが蓄圧室１６に流れ込む恐れはなく、逆火等の心配はない。
なお、この実施の形態においては、パイプ２４の先部はバーナーヘッド１５（即ちヘッド本体１５ａ）の表面から下位置に配置したが、パイプ２４の先部をバーナーヘッド１５の表面に一致させることもできるし、バーナーヘッド１５の表面から突出させることもできる。
【００１３】
この製造装置１１には、反応炉１２からガスと共に排出される生成物を回収するために、バッグフィルターがガス冷却器を介して設けられて、発生したフラーレン類がカーボンブラックと共に回収される。
また、この実施の形態においては、炭素含有燃料ガスを多数の小径のパイプ２４から供給し、酸素含有ガスを通気性を有するヘッド本体１５ａから供給しているが、パイプ２４から酸素含有ガスをその周囲のヘッド本体１５ａから炭素含有燃料ガスを流すこともできる。この場合は、蓄圧室１６、１７に供給されるガスも入れ代わる（以下の実施の形態においても同様）。
このフラーレン類の製造用バーナー１０が反応炉１２の底部に配置されている炉底板（水冷銅板、鉄板、ステンレス板等によって構成するのが好ましい）２７上に少しの隙間を有して複数設けられている。
挿通孔２３内に断面円形のパイプ２４を入れたが、その形状は限定するものではない。
【００１４】
図３には、第１の実施の形態に係るフラーレン類の製造用バーナー１０を更に改良した本発明の第２の実施の形態に係るフラーレン類の製造用バーナー２８を示す。このフラーレン類の製造用バーナー２８においては、図１、図２と同一の構成要素については同一の番号を付し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）。
第２の実施の形態に係るフラーレン類の製造用バーナー２８は、反応炉１２の下部にある炉底板２７に設けられている。バーナーヘッド２９は上下２枚の多孔質の通気性部材３０、３１を有し、下部の通気性部材（即ち、ヘッド本体に該当する）３１の上表面まで下部の蓄圧室１７に接続される多数のパイプ２４が連通している。上部の通気性部材３０は気体混合促進部材の一例であり、通気性部材３１を通過した酸素含有ガスと、パイプ２４を通過してきた炭素含有燃料ガスとを同時に通過させて反応炉１２内に導いている。このように通気性部材３０を設けることによって、酸素含有ガスと炭素含有燃料ガスとの混合が促進され、より効率的にフラーレン類の製造が可能となる。運転中は、反応炉１２内は負圧となって、蓄圧室１６、１７側は正圧となっているので、酸素含有ガス又は炭素含有燃料ガスの一部が逆流することはない。
この実施の形態では、上下の通気性部材３０、３１の間に隙間は実質的にないが、この部分に少しの隙間を設けてもよい。
【００１５】
次に、図４を参照しながら、第１、第２の実施の形態に係るフラーレン類の製造用バーナー１０、２８を更に改良した第３の実施の形態に係るフラーレン類の製造用バーナー３２について説明する。このフラーレン類の製造用バーナー３２は、第１、第２の実施の形態に係るフラーレン類の製造用バーナー１０、２８を複数用い、これを炉底板２７に所定間隔で多数取付け、その上に、別の即ち、第２の（多孔質の）通気性部材（気体混合促進部材の一例）３３を配置したものである。この通気性部材３３は、前述のように高融点の金属（例えば、クロム、モリブデン、タングステン、銅、ステンレス、鉄、真鍮）や高融点セラミックス粒の１又は２以上の粉体混合物を焼結した板状材からなっている。通気度は高いものが好ましく、予め焼結温度に加熱して溶解、気化又は燃焼等によって消滅する粉状材料を原料中に入れることによって、積極的に多孔性として、通気性を向上することもできる（他の実施の形態における多孔質の通気性部材の製造方法についても適用可能）。
このように、炉底に通気性部材３３を配置することによって、炭素含有燃料ガスと酸素含有ガスとの混合性を更に高め、しかも、これらのガスの偏りを無くしてより安定させてフラーレン類を製造することが可能となる。
【００１６】
図５には本発明の第４の実施の形態に係るフラーレン類の製造用バーナーを用いた反応炉の底部を示すが、図に示すように、バーナーヘッド３４の平面形状が四角形のフラーレン類の製造用バーナー３５が、反応炉の炉底に多数格子状に配列されている。３６は各フラーレン類の製造用バーナー３５のケーシングを示すが、水冷ジャケットは設けられていない。バーナーヘッド３４は第１の実施の形態に係るバーナーヘッド１５と同一となって、ヘッド本体３４ａに多数の挿通孔３７が設けられて、各挿通孔３７にパイプ２４が挿通している。各パイプ２４の基部は炭素含有燃料ガスの蓄圧室（第１の実施の形態では蓄圧室１７に相当）に連結され、多孔質の通気性部材からなるヘッド本体３４ａは、酸素含有ガスの蓄圧室（第１の実施の形態においては、蓄圧室１６に相当）に連通し、パイプ２４からは炭素含有燃料ガスが、バーナーヘッド３４の表面から酸素含有ガスが噴出するようになっている。
このように、バーナーヘッド３４を四角形とすることによって、多数のフラーレン類の製造用バーナー３５を密に炉底に配置することができる。なお、第３の実施の形態に示すように、更にこのヘッド本体３４ａの上に通気性部材３３を配置することもできる。
【００１７】
図６には、本発明の第５の実施の形態に係るフラーレン類の製造用バーナー３８を用いたフラーレン類の製造装置３８ａを示す。図に示すように、反応炉１２の炉底に多孔質の通気性部材からなるヘッド本体３９ａを有するバーナーヘッド３９が設けられ、このヘッド本体３９ａには多数の挿通孔４０が一定の隙間を有して設けられている。それぞれの挿通孔４０には、パイプ４１が嵌入し、各パイプ４１の基端は炭素含有燃料ガスの蓄圧室４２（第２の蓄圧室）に接続され、ヘッド本体３９ａの下端は酸素含有ガスの蓄圧室４３（第１の蓄圧室）に接している。第１、第２の蓄圧室４３、４２は仕切り壁４４で仕切られて、それぞれに酸素含有ガス及び炭素含有燃料ガスを供給する供給管４５、４６が設けられている。
【００１８】
これによって、炭素含有燃料ガスは多数のパイプ４１から反応炉１２内に供給され、酸素含有ガスはバーナーヘッド３９、即ちヘッド本体３９ａの表面から反応炉１２内に供給され、両者が反応炉１２内に混ざり合う。この場合、多数のパイプ４１のガス通過抵抗と、ヘッド本体３９ａガス通過抵抗が大きく異なると、蓄圧室４３、４２の圧力が異なるので、蓄圧室４３、４２内のガス圧力が実質的に同一（±３０％の範囲）になるように、全パイプ４１の通過抵抗と、ヘッド本体３９ａの通過抵抗を一致させるのが好ましい（他の実施の形態においても同様）。これによって、より均一に炭素含有燃料ガスと酸素含有ガスが反応炉１２内に排出される。なお、３９ｂはバーナーヘッド３９の固定台を、４０ａはケーシングを示す。
【００１９】
図７には、第５の実施の形態に係るフラーレン類の製造用バーナー３８を更に改良した本発明の第６の実施の形態に係るフラーレン類の製造用バーナー４７を用いたフラーレン類の製造装置４７ａを示す。図に示すように、第５の実施の形態で用いたフラーレン類の製造用バーナー３８で使用したバーナーヘッド３９の上に更に多孔質の第２の通気性部材（気体混合促進部材の一例）４８を配置している。この通気性部材４８によって、パイプ４１とヘッド本体３９ａから噴出される炭素含有燃料ガスと酸素含有ガスとがより均一に混ざりあって、効率のよいフラーレン類の製造が可能となる。
通気性部材４８の厚みは、厚すぎると通過抵抗が増すので、薄くて十分であり、通常は２〜２０ｍｍ程度が好ましい。通気性部材４８を上下方向及び／又は平面的にみて複数に分割してもよい（先に説明した通気性部材３３においても同様）。
【００２０】
本発明は前記個々の実施の形態に限定されるものではなく、前記実施の形態を組み合わせてフラーレン類の製造用バーナーを構成する場合にも本発明は適用される。
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。
前記したフラーレン類の製造用バーナーが使用される燃焼法は、フラーレン合成域における温度が他の方法に比較して低温であるので、大型の装置の構築が可能となり、フラーレンの大量生産に向く。
【００２１】
この発明の基本とな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。一般的には、酸素（酸素ガスやオゾンガス）を主体とするガスを用いて前述の炭化水素原料を不完全燃焼させる方法を用いるが、この酸素にヘリウム、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）を用いてもよい。この際の燃焼温度は、炭化水素原料の種類にもよるが、通常３００〜２１００℃、より好ましくは３００〜１５００℃程度である。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。
また、反応炉内の圧力は、フラーレンが製造可能な圧力であれば任意であるが、一般的には、１０〜３００ｔｏｒｒ、より好ましくは３０〜１５０ｔｏｒｒであるのがよい。
なお、前記それぞれの実施の形態においては、フラレーン類の製造用バーナーは反応炉の底部に設けたが、その取付け位置及び方法は任意である。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１〜６記載のフラーレン類の製造用バーナー及び請求項７記載のフラーレン類の製造方法においては、炭素含有燃料ガスと酸素含有ガスとを別々に供給し、反応炉内でより均等に混合させて燃焼させるようにしているので、逆火等の心配がない。
特に、請求項２記載のフラーレン類の製造用バーナーにおいては、通気性部材の気体噴出側に通気性部材から吹き出る一方のガスＡと、多数の小径のパイプから吹き出る他方のガスＢとの混合を促進する気体混合促進部材が設けられているので、更にガスＡとガスＢの混合が促進され、より安定した燃焼を確保でき、フラーレン類の製造が安定する。
請求項３記載のフラーレン類の製造用バーナーにおいては、気体混合促進部材は多孔質の第２の通気性部材によって構成されているので、その製造が容易である。
【００２３】
請求項４記載のフラーレン類の製造用バーナーにおいては、反応炉には複数のバーナーヘッドが設けられているので、製造が容易であり、更には保守点検も容易である。
請求項５記載のフラーレン類の製造用バーナーにおいては、バーナーヘッドはその上流側に、それぞれ隔離した第１及び第２の蓄圧室を設け、第１の蓄圧室に通気性部材が連通して一方のガスＡが蓄圧され、第２の蓄圧室は多数の小径のパイプの基端が連通して他方のガスＢが蓄圧されるので、ガスＡ、Ｂの噴出をより均等にすることができる。
そして、請求項６記載のフラーレン類の製造用バーナーにおいては、通気性部材は焼結体から構成されているので、製造が容易であると共に要求する通気度を有するものを容易に提供できる。
【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用バーナーを使用する製造装置の断面図である。
【図２】（Ａ）は同フラーレン類の製造用バーナーの部分平面図、（Ｂ）は同フラーレン類の製造用バーナーの断面図である。
【図３】（Ａ）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用バーナーの部分平面図、（Ｂ）は同フラーレン類の製造用バーナーの断面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係るフラーレン類の製造用バーナーの使用状態の断面図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係るフラーレン類の製造用バーナーの部分平面図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態に係るフラーレン類の製造用バーナーを用いた製造装置の断面図である。
【図７】本発明の第６の実施の形態に係るフラーレン類の製造用バーナーを用いた製造装置の断面図である。
【符号の説明】
１０：フラーレン類の製造用バーナー、１１：製造装置、１２：反応炉、１３：炉壁、１４：耐火材、１５：バーナーヘッド、１５ａ：ヘッド本体、１６、１７：蓄圧室、１８：ケーシング、１９：冷却ジャケット部、２０：入口、２１、２２：供給口、２３：挿通孔、２４：パイプ、２５：仕切り壁、２６：上端部、２７：炉底板、２８：フラーレン類の製造用バーナー、２９：バーナーヘッド、３０、３１：通気性部材、３２：フラーレン類の製造用バーナー、３３：第２の通気性部材、３４：バーナーヘッド、３４ａ：ヘッド本体、３５：フラーレン類の製造用バーナー、３６：ケーシング、３７：挿通孔、３８：フラーレン類の製造用バーナー、３８ａ：製造装置、３９：バーナーヘッド、３９ａ：ヘッド本体、３９ｂ：固定台、４０：挿通孔、４０ａ：ケーシング、４１：パイプ、４２、４３：蓄圧室、４４：仕切り壁、４５、４６：供給管、４７：フラーレン類の製造用バーナー、４７ａ：製造装置、４８：第２の通気性部材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a burner for producing fullerenes (including C 60 , C 70 , C 76 , C 78 , and C 84 ) and a method for producing fullerenes using the same.
[0002]
[Prior art]
Fullerene is a general term for the third carbon allotrope next to diamond and graphite, and is a hollow shell-like carbon molecule closed by a network of five-membered and six-membered rings as represented by C 60 , C 70 and the like. . The existence of fullerene was finally confirmed in the relatively recent 1990, a new carbon material, which was found to exhibit specific physical properties due to its special molecular structure. Innovative applications are being developed rapidly over a wide range of fields, including:
(1) Application to Carbide Materials Since fullerene is used as a precursor, it is possible to purify artificial diamonds having fine crystal grains and the like, so that it is expected to be used as a value-added wear-resistant material.
(2) Application to Pharmaceuticals It has been discovered that doping a fullerene thin film with metallic potassium can produce a superconducting material having a high transition temperature of 18 K, and has attracted attention from various fields.
(3) resist structure by mixing C 60 applications resist to the semiconductor device by utilizing the fact that is much enhanced, applied to a next-generation semiconductor fabrication is expected.
Among fullerenes having various carbon numbers, C 60 and C 70 are relatively easy to synthesize, and it is expected that the demand in the future will explode.
Currently known methods for producing fullerene include laser deposition, resistance heating, arc discharge, high-frequency induction heating, combustion, and naphthalene pyrolysis. The combustion method of incompletely burning an oxygen-containing gas of a gas and oxygen and a hydrocarbon material such as benzene and toluene has a relatively low production cost.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In this combustion method, a gasified hydrocarbon material and an oxygen-containing gas are respectively introduced into a combustion furnace, and incomplete combustion is performed under reduced pressure. When a fuel supply port for introducing the contained gas and an oxygen-containing gas supply port are provided and burned, the combustion reaction partially varies due to incomplete mixing of both gases in the combustion furnace, and the yield of fullerenes Is low. Therefore, after premixing the hydrocarbon raw material gas and the oxygen-containing gas in the burner, and ejecting the mixture into the combustion furnace, the mixture is blown into the combustion furnace in a state where both gases are mixed. Can be expected to improve the yield of fullerenes.
However, when such a premix type burner is used, flashback may occur depending on the operating conditions, and this is a serious problem particularly in the case of a large-scale production furnace on an industrial scale. There is a problem that great care must be taken when designing.
The present invention has been made in view of such circumstances. Even if the ejection speed of the carbon-containing fuel gas and the oxygen-containing gas is reduced, flashback does not occur, and fullerenes can be stably produced in a combustion furnace (reactor). An object of the present invention is to provide a burner for producing fullerenes and a method for producing fullerenes using the burner.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
A burner for producing fullerenes according to a first aspect of the present invention is a burner for producing fullerenes, which guides a carbon-containing fuel gas and an oxygen-containing gas from a burner head into a reactor. Further comprises a porous gas-permeable member for injecting any one of the gas A of the carbon-containing fuel gas and the oxygen-containing gas into the reactor, and the gas-permeable member further includes the gas-permeable member. A large number of small-diameter pipes are inserted to guide the other gas B of the carbon-containing fuel gas and the oxygen-containing gas into the reactor. As a result, the gas A ejected from the porous gas-permeable member and the gas B ejected from a large number of small-diameter pipes do not mix on the upstream side, and there is no risk of flashback. Then, the gas A ejected from the porous air-permeable member and the gas B ejected from the many small-diameter pipes are mixed after the ejection and partially burn to generate fullerenes.
Here, the oxygen-containing gas includes not only pure oxygen gas mainly composed of oxygen gas (O 2 ) but also mainly oxygen gas (O 3 ), and further includes inert gas such as helium and argon. In some cases, the oxygen-containing gas may contain a carbon-containing fuel gas that is below the explosion limit. In addition, the carbon-containing fuel gas may include an oxygen gas or an ozone gas below the explosion limit. Further, the carbon-containing fuel gas may include an inert gas such as helium or argon.
The small-diameter pipe may have a square cross section or other shapes in addition to a circular cross section. Further, it is preferable to use a porous sintered body having a high melting point and oxidation resistance as the permeable member.
[0005]
Further, the burner for producing fullerenes according to the second aspect of the present invention is the burner for producing fullerenes according to the first aspect of the present invention, which is located on the gas ejection side (that is, on the downstream side as viewed from the gas flow) of the permeable member. A gas mixing promoting member is provided for promoting the mixing of the one gas A blown out from the gas permeable member and the other gas B blown out from the large number of small diameter pipes. Thereby, the mixing property of the gas A and the gas B is further improved. The gas mixing promoting member may be constituted by a porous second permeable member. The second air-permeable member may be a sintered material, but it is not necessary that the entire structure be bonded to the second air-permeable member. Metal particles (including metal particles) and ceramic particles may be laminated with an appropriate thickness (for example, about 5 to 200 mm). In this case, the particle size of the lower layer may be increased and the particle size of the upper layer may be reduced.
[0006]
In the burner for producing fullerenes according to the third invention, in the above invention, the reaction furnace is provided with a plurality of the burner heads. This facilitates manufacture and maintenance of the burner head.
The burner for producing fullerenes according to the fourth invention is the burner head according to the above invention, wherein the burner head is provided with first and second pressure accumulating chambers separated from each other on an upstream side thereof. The one gas A is accumulated by communicating with the air-permeable member, and the second accumulation chamber has a structure in which the base ends of the plurality of small-diameter pipes communicate to accumulate the other gas B. .
The method for producing fullerenes according to the fifth invention uses the burner for producing fullerenes according to the invention described above to react the carbon-containing fuel gas and the oxygen-containing gas in the reactor. Manufactures fullerenes. Accordingly, the fullerenes are produced by reacting the carbon-containing fuel gas and the oxygen-containing gas in the reaction furnace, so that the intended fullerenes can be produced more efficiently.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings to provide an understanding of the present invention.
Here, FIG. 1 is a cross-sectional view of a manufacturing apparatus using a burner for producing fullerenes according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2A is a partial plan view of a burner for producing fullerenes, FIG. 3B is a cross-sectional view of a burner for producing fullerenes, FIG. 3A is a partial plan view of a burner for producing fullerenes according to the second embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a sectional view of a burner for producing fullerenes according to a third embodiment of the present invention in use, and FIG. 5 is a sectional view of a fullerene according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 6 is a partial plan view of a burner for producing fullerenes, FIG. 6 is a cross-sectional view of a production apparatus using a burner for producing fullerenes according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a sixth embodiment of the present invention. Manufacturing device using a burner for producing fullerenes according to the present invention It is a cross-sectional view of.
[0008]
A burner 10 for producing fullerenes and a production apparatus 11 using the burner according to the first embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 will be described. The production apparatus 11 includes a reaction furnace 12 for producing fullerene by reacting a carbon-containing fuel gas and an oxygen-containing gas supplied from below at low pressure and high temperature. The reaction furnace 12 has a furnace wall 13 made of a heat-resistant metal and having a cylindrical shape whose upper portion is tapered, and a refractory material 14 is adhered inside the furnace wall 13. At the bottom of the reaction furnace 12, there are a plurality of burners 10 for producing fullerenes arranged side by side. As shown in FIG. 2, the burner 10 for producing fullerenes includes a circular plate-shaped burner head 15 exposed to the reaction furnace 12. The burner head 15 has a head body 15a made of a sintered body obtained by sintering one or more of heat-resistant metals such as stainless steel, chromium, molybdenum, tungsten and copper, or a mixture of these and heat-resistant ceramic powder. The diameter is about 5 to 50 cm.
[0009]
The burner head 15 further has a number of small-diameter pipes 24 through which the head main body 15a is inserted. An oxygen-containing gas accumulator (first accumulator) 16 provided at a lower portion of the head main body 15a, and further at a lower portion thereof. And a pressure storage chamber (second pressure storage chamber) 17 for the carbon-containing fuel gas provided. The periphery of the head main body 15a is surrounded by a casing 18 made of a metal material. The casing 18 is provided with a cooling jacket 19, and further provided with an inlet 20 for a refrigerant to be put into the cooling jacket 19 and an outlet (not shown). . Here, water can be used as the refrigerant, but since the temperature of the burner head 15 decreases, a heating medium that is appropriately heated (for example, 150 to 350 ° C.) can also be used as the refrigerant (described below). The same applies to the embodiment). This prevents an excessive rise in the temperature of the burner head 15 and improves the thermal efficiency. As a material of the casing 18 constituting the cooling jacket portion 19, iron, stainless steel, steel, copper, or the like, which is an example of a metal material, can be used. Among them, a material having high heat conductivity such as copper or brass is used. This is preferable for cooling the burner head 15 (the same applies to the following embodiments). The cooling jacket 19 can be omitted when a heat-resistant material is used for the casing 18.
[0010]
An oxygen-containing gas supply port 21 is provided on the side of the oxygen-containing gas accumulator 16 so that the oxygen-containing gas can be supplied from the outside. On the other hand, a supply port 22 for a carbon-containing fuel gas is provided at the bottom of the pressure storage chamber 17 for the carbon-containing fuel gas. The carbon-containing fuel gas preferably contains a suitable amount of an inert gas such as helium or argon. It should be noted that it is possible to appropriately arrange a heater in the accumulator 17 to prevent liquefaction of the carbon-containing fuel gas or to promote vaporization, and further heat the oxygen-containing gas in the accumulator 16. It is possible to freely provide a heater for this purpose (the same applies to the following embodiments).
[0011]
As shown in FIG. 2A, the head main body 15a is provided with a plurality of circular insertion holes 23 having a circular cross section and penetrating in a vertical direction at a predetermined pitch (for example, 3 to 30 mm). The diameter of the insertion hole 23 is about 2 to 20 mm, depending on the pitch between the adjacent insertion holes 23. The small-diameter pipes 24 are inserted into the respective insertion holes 23. However, the respective pipes 24 do not reach the upper end of the insertion hole 23 and are located at a distance (for example, 1 to 10 mm) away from the upper end. It is inserted so that the upper end is located. The lower end of the pipe 24 penetrates through the partition wall 25 and reaches the pressure accumulating chamber 17 so that the carbon-containing fuel gas in the second pressure accumulating chamber 17 can be discharged. The accumulator 16 and the accumulator 17 are completely separated from each other by a partition wall 25, so that the oxygen-containing gas and the carbon-containing fuel gas stored in both of them are not mixed. In this embodiment, the thickness of the head main body 15a is as thick as about 5 to 30 mm and has sufficient air permeability. However, the head main body 15a may be thinner, thereby reducing the passage resistance.
[0012]
The oxygen-containing gas accumulated in the pressure accumulating chamber 16 flows into the reaction furnace 12 from the head body 15a having air permeability, and the carbon-containing fuel gas accumulated in the pressure accumulating chamber 17 passes through each of the pipes 24 and the upper side provided therethrough. It flows into the reaction furnace 12 through the hole 23. In addition, the insertion hole located on the upper side from the upper end 26 of each pipe 24 can also be closed by a gas-permeable member A, whereby the carbon-containing fuel gas discharged from the pipe 24 is separated from the gas-permeable member A by the gas-permeable member A. The gas passes through a porous air-permeable member B (which substantially becomes the head body 15a) made of a surrounding sintered body and is jetted into the reaction furnace 12. In this case, since the oxygen-containing gas also passes through the permeable member B, the carbon-containing fuel gas and the oxygen-containing gas are more efficiently mixed. Further, since the back pressure of the oxygen-containing gas is applied below the upper end 26 of the pipe 24, the carbon-containing fuel gas does not flow into the accumulator 16 and there is no fear of flashback or the like.
In this embodiment, the tip of the pipe 24 is located below the surface of the burner head 15 (that is, the head main body 15a). However, the tip of the pipe 24 may be made to coincide with the surface of the burner head 15. Alternatively, it can be projected from the surface of the burner head 15.
[0013]
In the manufacturing apparatus 11, a bag filter is provided via a gas cooler in order to collect a product discharged together with the gas from the reaction furnace 12, and the generated fullerenes are collected together with the carbon black.
Further, in this embodiment, the carbon-containing fuel gas is supplied from a number of small-diameter pipes 24, and the oxygen-containing gas is supplied from the head body 15a having air permeability. A carbon-containing fuel gas can also flow from the surrounding head body 15a. In this case, the gas supplied to the accumulators 16 and 17 is also replaced (the same applies to the following embodiments).
A plurality of the burners 10 for producing fullerenes are provided on a furnace bottom plate (preferably formed of a water-cooled copper plate, an iron plate, a stainless steel plate, etc.) 27 disposed at the bottom of the reaction furnace 12 with a small gap. ing.
Although a pipe 24 having a circular cross section is inserted into the insertion hole 23, the shape is not limited.
[0014]
FIG. 3 shows a burner 28 for producing fullerenes according to a second embodiment of the present invention in which the burner 10 for producing fullerenes according to the first embodiment is further improved. In the burner 28 for producing fullerenes, the same components as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted (the same applies to the following embodiments).
The burner 28 for producing fullerenes according to the second embodiment is provided on a furnace bottom plate 27 below the reaction furnace 12. The burner head 29 has two upper and lower porous permeable members 30 and 31 and is connected to the lower pressure accumulating chamber 17 up to the upper surface of the lower permeable member (that is, the head body) 31. Pipes 24 communicate with each other. The upper gas-permeable member 30 is an example of a gas mixing promoting member, and simultaneously passes the oxygen-containing gas that has passed through the gas-permeable member 31 and the carbon-containing fuel gas that has passed through the pipe 24 and guides the gas into the reaction furnace 12. ing. By providing the permeable member 30 in this manner, the mixing of the oxygen-containing gas and the carbon-containing fuel gas is promoted, and fullerenes can be produced more efficiently. During operation, the inside of the reaction furnace 12 has a negative pressure, and the accumulators 16 and 17 have a positive pressure. Therefore, a part of the oxygen-containing gas or the carbon-containing fuel gas does not flow backward.
In this embodiment, there is substantially no gap between the upper and lower air-permeable members 30, 31, but a small gap may be provided in this portion.
[0015]
Next, a burner 32 for producing fullerenes according to a third embodiment in which the burners 10 and 28 for producing fullerenes according to the first and second embodiments are further improved with reference to FIG. explain. The burner 32 for producing fullerenes uses a plurality of burners 10 and 28 for producing fullerenes according to the first and second embodiments, and a plurality of these burners are attached to the furnace bottom plate 27 at predetermined intervals. In other words, a second (porous) gas permeable member (an example of a gas mixing promoting member) 33 is arranged. As described above, the air-permeable member 33 is formed by sintering a powder mixture of one or more of high-melting metals (for example, chromium, molybdenum, tungsten, copper, stainless steel, iron, and brass) and high-melting ceramic particles. It is made of plate material. It is preferable that the air permeability is high, and by previously heating the material to a sintering temperature and putting a powdery material which disappears by melting, vaporization or combustion into the raw material, it can be positively porous to improve the air permeability. Yes (applicable to the method for manufacturing a porous gas-permeable member in other embodiments).
Thus, by arranging the permeable member 33 at the furnace bottom, the mixing property between the carbon-containing fuel gas and the oxygen-containing gas is further enhanced, and the fullerenes are more stably eliminated by eliminating the bias of these gases. It can be manufactured.
[0016]
FIG. 5 shows the bottom of a reactor using the burner for producing fullerenes according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. A large number of manufacturing burners 35 are arranged in a lattice at the furnace bottom of the reaction furnace. Reference numeral 36 denotes a casing of the burner 35 for producing each fullerene, but a water cooling jacket is not provided. The burner head 34 is the same as the burner head 15 according to the first embodiment. A plurality of insertion holes 37 are provided in the head main body 34a, and the pipe 24 is inserted through each of the insertion holes 37. The base of each pipe 24 is connected to a pressure accumulating chamber (corresponding to the pressure accumulating chamber 17 in the first embodiment) of the carbon-containing fuel gas. (In the first embodiment, it corresponds to the pressure accumulating chamber 16), and the carbon-containing fuel gas is ejected from the pipe 24 and the oxygen-containing gas is ejected from the surface of the burner head 34.
Thus, by making the burner head 34 square, many burners 35 for producing fullerenes can be densely arranged on the furnace bottom. Note that, as shown in the third embodiment, a permeable member 33 can be further disposed on the head main body 34a.
[0017]
FIG. 6 shows an apparatus 38a for producing fullerenes using a burner 38 for producing fullerenes according to the fifth embodiment of the present invention. As shown in the figure, a burner head 39 having a head main body 39a made of a porous gas-permeable member is provided at the bottom of the reaction furnace 12, and a large number of insertion holes 40 have a certain gap in the head main body 39a. It is provided. Pipes 41 are fitted into the respective insertion holes 40, and the base end of each pipe 41 is connected to a pressure accumulating chamber 42 (second pressure accumulating chamber) for the carbon-containing fuel gas. It is in contact with the accumulator 43 (first accumulator). The first and second pressure accumulating chambers 43 and 42 are partitioned by a partition wall 44, and supply pipes 45 and 46 for supplying an oxygen-containing gas and a carbon-containing fuel gas are provided respectively.
[0018]
As a result, the carbon-containing fuel gas is supplied into the reaction furnace 12 from the many pipes 41, and the oxygen-containing gas is supplied into the reaction furnace 12 from the surface of the burner head 39, that is, the head body 39a. Mix with. In this case, if the gas passage resistance of many pipes 41 and the gas passage resistance of the head body 39a are largely different, the pressures of the pressure accumulating chambers 43 and 42 are different, and the gas pressures in the pressure accumulating chambers 43 and 42 are substantially the same ( It is preferable that the passage resistance of all the pipes 41 and the passage resistance of the head main body 39a coincide with each other so as to be in the range of ± 30% (the same applies to other embodiments). Thereby, the carbon-containing fuel gas and the oxygen-containing gas are more uniformly discharged into the reactor 12. Reference numeral 39b denotes a fixing base for the burner head 39, and reference numeral 40a denotes a casing.
[0019]
FIG. 7 shows an apparatus for producing fullerenes using a burner 47 for producing fullerenes according to a sixth embodiment of the present invention in which the burner 38 for producing fullerenes according to the fifth embodiment is further improved. 47a is shown. As shown in the figure, a second porous gas-permeable member (an example of a gas mixing promoting member) 48 is further provided on the burner head 39 used in the burner 38 for producing fullerenes used in the fifth embodiment. Is placed. By this permeable member 48, the carbon-containing fuel gas and the oxygen-containing gas ejected from the pipe 41 and the head main body 39a are more uniformly mixed, and efficient production of fullerenes becomes possible.
If the thickness of the gas permeable member 48 is too large, the passage resistance increases, so that the gas permeable member 48 is thin and sufficient, and is usually preferably about 2 to 20 mm. The air-permeable member 48 may be divided into a plurality of parts as viewed in the up-down direction and / or the plane (the same applies to the air-permeable member 33 described above).
[0020]
The present invention is not limited to the individual embodiments described above, and the present invention is also applied to a case where the above embodiments are combined to form a burner for producing fullerenes.
In the embodiment, any carbon-containing fuel gas can be used. For example, aliphatic saturated or unsaturated hydrocarbons having a straight or branched chain such as methane, ethane, propane, ethylene, and propylene can be used. Other than the above-mentioned benzene and toluene, there are aromatic hydrocarbons such as ortho, meta and para xylene, naphthalene and anthracene, and mixtures thereof.
The combustion method in which a burner for producing fullerenes is used has a lower temperature in the fullerene synthesis area than other methods, so that a large-sized apparatus can be constructed, which is suitable for mass production of fullerenes.
[0021]
The combustion method and state in the combustion method that is the basis of the present invention may be set to any conditions as long as fullerene is generated. In general, the above-mentioned method of incompletely burning the hydrocarbon raw material using a gas mainly composed of oxygen (oxygen gas or ozone gas) is used. This oxygen is mixed with an inert gas such as helium or argon and oxygen. A gas (oxygen-containing gas) may be used. The combustion temperature at this time depends on the type of the hydrocarbon raw material, but is usually about 300 to 2100 ° C, more preferably about 300 to 1500 ° C. Further, the ratio between the carbon-containing fuel gas and the oxygen-containing gas in the combustion may be appropriately selected, but the oxygen-containing gas amount is smaller than the theoretical combustion oxygen-containing gas amount.
Further, the pressure in the reactor is arbitrary as long as fullerene can be produced, but generally, it is preferably 10 to 300 torr, more preferably 30 to 150 torr.
In each of the above embodiments, the burner for producing fullerenes is provided at the bottom of the reaction furnace, but the mounting position and method are arbitrary.
[0022]
【The invention's effect】
In the burner for producing fullerenes according to claims 1 to 6 and the method for producing fullerenes according to claim 7, the carbon-containing fuel gas and the oxygen-containing gas are separately supplied and more uniformly mixed in the reaction furnace. Because it is made to burn, there is no worry about flashback.
In particular, in the burner for producing fullerenes according to claim 2, one gas A blown out from the gas permeable member to the gas ejection side of the gas permeable member is mixed with the other gas B blown out from a large number of small diameter pipes. Since the gas mixing promoting member is provided, the mixing of gas A and gas B is further promoted, more stable combustion can be secured, and the production of fullerenes is stabilized.
In the burner for producing fullerenes according to the third aspect, since the gas mixing promoting member is constituted by the porous second permeable member, the production is easy.
[0023]
In the burner for producing fullerenes according to the fourth aspect, since the reaction furnace is provided with a plurality of burner heads, the production is easy, and the maintenance and inspection are also easy.
In the burner for producing fullerenes according to the fifth aspect, the burner head is provided with first and second pressure accumulating chambers separated from each other on an upstream side thereof, and a permeable member communicates with the first pressure accumulating chamber. Of the gas A, and the second pressure accumulating chamber communicates with the base ends of a number of small-diameter pipes to accumulate the other gas B, so that the gas A and B can be jetted more evenly.
In the burner for producing fullerenes according to the sixth aspect, since the permeable member is made of a sintered body, it is easy to produce and can easily provide one having the required air permeability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a manufacturing apparatus using a burner for manufacturing fullerenes according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2A is a partial plan view of a burner for producing fullerenes, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the burner for producing fullerenes.
FIG. 3A is a partial plan view of a burner for producing fullerenes according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a cross-sectional view of the burner for producing fullerenes.
FIG. 4 is a sectional view of a burner for producing fullerenes according to a third embodiment of the present invention in use.
FIG. 5 is a partial plan view of a burner for producing fullerenes according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a sectional view of a manufacturing apparatus using a burner for manufacturing fullerenes according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a sectional view of a manufacturing apparatus using a burner for manufacturing fullerenes according to a sixth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10: Burner for producing fullerenes, 11: Production equipment, 12: Reactor, 13: Furnace wall, 14: Refractory material, 15: Burner head, 15a: Head body, 16, 17: Accumulation chamber, 18: Casing, 19: cooling jacket part, 20: inlet, 21, 22: supply port, 23: insertion hole, 24: pipe, 25: partition wall, 26: upper end, 27: furnace bottom plate, 28: burner for producing fullerenes, 29: burner head, 30, 31: air-permeable member, 32: burner for producing fullerenes, 33: second air-permeable member, 34: burner head, 34a: head body, 35: burner for producing fullerenes, 36: casing, 37: insertion hole, 38: burner for producing fullerenes, 38a: production device, 39: burner head, 39a: head body, 39b: fixing table, 4 : Insertion hole, 40a: casing, 41: pipe, 42, 43: pressure accumulator, 44: partition wall, 45, 46: supply pipe, 47: burner for producing fullerenes, 47a: production device, 48: second Breathable material
