JPS63113227A - Flame exciting method - Google Patents
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Classifications
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- F23C99/001—Applying electric means or magnetism to combustion
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
「従来の技術」
本発明は、ＩＣ封止用樹脂の充填材等に適した球状の溶
融シリカ粉体などを製造する際、好適に利用できる大型
で高温の火炎を作る方法に関する。Detailed Description of the Invention "Prior Art" The present invention utilizes a large, high-temperature flame that can be suitably used when producing spherical fused silica powder suitable as a filler for IC sealing resin. Regarding how to make.
［従来例とその問題点」
砂石を溶融して得られる溶融シリカの粉体はＩＣやＬＳ
Ｉの封止用樹脂、即ちエポキシ樹脂の充填材として大量
に使われている。例えば、ＩＣ封止用樹脂は、重量比で
約７０％の溶融シリカ粉体および硬化剤、難燃剤などと
加熱混練されて用いられる。[Conventional examples and their problems] Fused silica powder obtained by melting sandstone is used in IC and LS.
It is used in large quantities as a filler in epoxy resins, ie, epoxy resins. For example, an IC sealing resin is used by being heated and kneaded with about 70% by weight of fused silica powder, a curing agent, a flame retardant, and the like.
このような用途に用いられている溶融シリカ粉体は、現
在一種のベルヌーイ法に類似の方法やカーボン電熱加熱
により製造されており、溶融物はインゴットで得られる
。そしてこれを粉砕して適度な粒度としている。しかし
ながら、この方式では得られる粉体粒子の形状は角ぼっ
ているため、この粉末が充填されたＩＣＣ出土用樹脂組
成物低圧トランスファー成型の際の加熱流動特性が悪く
、成型性もよくないなどの問題がある。Fused silica powder used for such purposes is currently produced by a method similar to the Bernoulli method or by carbon electrothermal heating, and the molten material is obtained in the form of an ingot. This is then pulverized to a suitable particle size. However, since the shape of the powder particles obtained by this method is square, the heat flow characteristics during low-pressure transfer molding of the resin composition for excavating ICC filled with this powder are poor, and the moldability is also poor. There's a problem.
また、この溶融シリカ粉体を生産するには、高融点物質
の溶融法として一般的なカーボン？１ｉ 極などを用い
たアーク放電によるアークプラズマ法を利用することも
考えられるが、この方法は電極がアークにより損傷を受
け、電極物質による汚染があることやバッチ方式による
ため生産性が悪いなどの問題かある。また溶融により得
られるしのはやはりインゴットの形であるため、さらに
粉砕工程を経なければならない。そのため機械的粉砕に
より角ばった形状の粒子となることは避けられず、粒子
の流動特性等を重視する場合には品質的な問題となる。Also, to produce this fused silica powder, is carbon a common method for melting high melting point substances? It is also possible to use an arc plasma method using an arc discharge using a 1i electrode, but this method has problems such as damage to the electrode due to the arc, contamination from the electrode material, and low productivity due to the batch method. There's a problem. Furthermore, since the shinobi obtained by melting is still in the form of an ingot, it must undergo an additional pulverization process. Therefore, mechanical pulverization inevitably results in particles having an angular shape, which poses a quality problem when emphasis is placed on the flow characteristics of the particles.
またカーボンルツボを用いた高周波誘導加熱による溶融
法などもあるが、これらも前述と同様の問題をかかえて
いる。There are also melting methods using high-frequency induction heating using a carbon crucible, but these also have the same problems as mentioned above.
そこで今日、高周波電源を用いて、無極放電形式により
アルゴン・水素などを励起して高温のプラズマとする高
周波誘導プラズマ中に原料粉体を投入し超高温の領域を
通すことによって瞬間的に原料粉体を溶融し、球状の粉
体を得ることが提案されている。Therefore, today, using a high-frequency power source, raw material powder is introduced into a high-frequency induced plasma that excites argon, hydrogen, etc. with a non-polar discharge type to create high-temperature plasma, and the raw material powder is instantaneously transformed into a high-temperature region. It has been proposed to melt the powder and obtain a spherical powder.
このようにして球状粉体を生産すると粉砕の必要がなく
。しかも無極放電であるからｒｉ極物質による汚染を防
ぐことができる利点がある。Producing spherical powder in this way eliminates the need for pulverization. Moreover, since it is a non-polar discharge, there is an advantage that contamination by RI electrode materials can be prevented.
しかしながら、この提案の生産方法ではプラズマの大型
化に限度があること、大容量の電源設備が高価であるこ
と、プラズマの安定化が難しいこと、プラズマへのエネ
ルギー伝達過程での電気回路の損失が大きいことなどの
問題があり実用化されていない。However, with this proposed production method, there is a limit to the size of the plasma, large-capacity power supply equipment is expensive, it is difficult to stabilize the plasma, and there is a loss in the electric circuit during the energy transfer process to the plasma. It has not been put into practical use due to problems such as its large size.
特に粉体をプラズマ中で溶融しようとするとき、最も重
要な点は、粉体粒子がプラズマ中に存在する滞留時間内
に粉体粒子を溶融するのに必要なエネルギーをプラズマ
より伝達しなければならないことである。一般に火炎中
を通過する粉体粒子の滞留時間は、長くとも０．１秒オ
ーダーと予測される。このような短時間で溶融するには
かなり高いプラズマ温度が要求される。ところが、従来
提案されていた高周波誘導プラズマでは、投入された粉
体粒子を溶融するのに充分な高熱を得ることが難しい問
題があった。Especially when trying to melt powder in plasma, the most important point is that the plasma must transfer the energy necessary to melt the powder particles within the residence time that the powder particles exist in the plasma. It must not happen. Generally, the residence time of powder particles passing through a flame is expected to be on the order of 0.1 seconds at most. A fairly high plasma temperature is required to achieve melting in such a short time. However, the high-frequency induced plasma that has been proposed in the past has had a problem in that it is difficult to obtain high enough heat to melt the introduced powder particles.
「問題点を解決するための手段」
そこで、本発明の火炎励起方法にあっては、可燃性ガス
と酸素によって形成された火炎中に高周波を照射し、火
炎を励起することによって、上記間毘点の解決を図った
。"Means for Solving the Problems" Therefore, in the flame excitation method of the present invention, high frequency waves are irradiated into a flame formed by combustible gas and oxygen to excite the flame, thereby achieving the above-mentioned interval. We tried to resolve the issue.
「実施例」 以下、本発明の火炎励起方法について詳しく説明する。"Example" The flame excitation method of the present invention will be explained in detail below.
本発明で提案する火炎励起方法は、高周波誘導プラズマ
と同様に無極放電形式により加熱するが、その際、水素
・−酸化炭素・プロパン・アセチレン・天然ガス等の可
燃ガスと酸素を用いる。酸素は必ずしも純粋な状態で用
いる必要はなく、空気等の混合状態でも利用できる。The flame excitation method proposed in the present invention heats by a non-polar discharge method similar to high-frequency induction plasma, but in this case, combustible gas such as hydrogen, carbon oxide, propane, acetylene, natural gas, etc. and oxygen are used. Oxygen does not necessarily need to be used in a pure state; it can also be used in a mixed state with air or the like.
本発明の火炎励起方法では、上記可燃性ガスを酸素と反
応させて、その燃焼エネルギーにより比較的高温の火炎
をつくり、さらにその火炎中に高周波を照射することに
より、電気エネルギーを火炎中に注入して、火炎をさら
に超高温に励起する。In the flame excitation method of the present invention, the combustible gas is reacted with oxygen to create a relatively high-temperature flame using the combustion energy, and electrical energy is injected into the flame by irradiating high frequency waves into the flame. The flame is then excited to even higher temperatures.
高周波としては、数十Ｋ Ｈｚ以上の高周波数のものを
各種利用できるが、中でも０．３ Ｇ Ｈｚ以上のマイ
クロ波が最も好適に用いられる。As the high frequency, various types of high frequencies of tens of KHz or more can be used, but microwaves of 0.3 GHz or more are most preferably used.
高周波の中でもマイクロ波が好適な理由は、火炎とマイ
クロ波回路とのインピーダンスのマツチングが容易に取
れるためである。上記火炎のインピーダンスは、流す気
体の流量やその火炎形状等によって変化する。マイクロ
波の場合、導波管に導かれたマイクロ波と火炎との電気
的整合性はＥ−Ｈチューナーと呼ばれる簡単な機械的要
素によって、その整合を取る事が容易である。万一火炎
の状態が急変して、火炎にマイクロ波が吸収されず、反
射して戻ってくる場合でら導波管の途中に設置したアイ
ソレーターにより、その方向を変えろことができるので
、反射波が直接マグネトロンに戻って、これを破壊する
ことがなく、回路損傷の危険が少ない。The reason why microwaves are preferable among high-frequency waves is that impedance matching between the flame and the microwave circuit can be easily achieved. The impedance of the flame changes depending on the flow rate of the gas, the shape of the flame, etc. In the case of microwaves, electrical matching between the microwaves guided into the waveguide and the flame can be easily achieved using a simple mechanical element called an E-H tuner. In the unlikely event that the state of the flame changes suddenly and the microwave is not absorbed by the flame and is reflected back, an isolator installed in the middle of the waveguide can change the direction of the reflected wave. returns directly to the magnetron, without destroying it and reducing the risk of circuit damage.
第１図は、本発明の火炎励起方法をマイクロ波を用いて
実施するのに好適な装置の一例を示すもので、図中符号
ｌはマイクロ波を発振するマグネトロンである。このマ
グネトロンｌには電源２が接続されている。マグネトロ
ンｌで発振されたマイクロ波は、方型導波管３を介して
円筒共振２３４へ導かれている。方型導波管３には、反
射波を分離するアイソレーター５とマイクロ波と火炎と
を電気的に整合せしめるためのＥ−１−１ヂューナ−６
が介在されている。FIG. 1 shows an example of an apparatus suitable for carrying out the flame excitation method of the present invention using microwaves, and reference numeral l in the figure is a magnetron that oscillates microwaves. A power source 2 is connected to this magnetron 1. Microwaves oscillated by the magnetron 1 are guided to the cylindrical resonance 234 via the rectangular waveguide 3. The rectangular waveguide 3 includes an isolator 5 for separating reflected waves and an E-1-1 tuner 6 for electrically matching the microwave and the flame.
is mediated.
円筒共振器４内には、第２図に示すように石英ガラス管
等からなる耐熱性炉芯管７が設けられている。この炉芯
管７の真下には、二重管バーナー８が設けられている。Inside the cylindrical resonator 4, as shown in FIG. 2, a heat-resistant furnace core tube 7 made of a quartz glass tube or the like is provided. A double tube burner 8 is provided directly below the furnace core tube 7.
このバーナー８には、水素・プロパン等の可熱性ガス八
と酸素又は空気Ｂが供給されており、上記炉芯管７の中
心軸に沿って火炎が形成されるようになっている。This burner 8 is supplied with a heatable gas such as hydrogen or propane, and oxygen or air B, so that a flame is formed along the central axis of the furnace core tube 7.
共振器４内部ではマイクロ波が一定のモードを持って存
在しており、炉芯管７の中心に電界集中するようにされ
ている。この時、マイクロ波のモードは火炎中心に向っ
て電界集中を起こすものがよく、それに適した共振器４
を用いなければならない。また、そのマイクロ波の集中
を火炎の焼点付近に位置させると、その吸収はより良好
となる。Inside the resonator 4, microwaves exist in a certain mode, and the electric field is concentrated at the center of the furnace core tube 7. At this time, it is preferable that the microwave mode causes electric field concentration toward the flame center, and a suitable resonator 4 is used for this purpose.
must be used. Moreover, if the concentration of the microwave is located near the burning point of the flame, its absorption will be better.
ここで用いられるマイクロ波としては、一般に用いられ
ている９１５ＭＨｚでも２４５０ Ｍｌ−［ｚでもよい
が、共振器４やバーナー８の大きさ、電源容量等を考慮
して適当なものが選択される。The microwave used here may be the commonly used 915 MHz or 2450 Ml-[z, but an appropriate one is selected in consideration of the size of the resonator 4 and burner 8, power supply capacity, etc.
上記の装置はマイクロ波を用いるものであったが、火炎
の励起を他の高周波によって行う場合には、石英ガラス
等からなる炉芯管７の外周囲に高周波電源に接続された
水冷銅パイプ等の導管が巻き回された装置が用いられる
。火炎のインピーダンスと高周波回路とのマツチングは
、高周波の周波数、炉芯管の径、コイルの径・巻き数、
火炎の形状等を適切に設計することによって得ることが
できる。また、必要に応じて、コンデンサー等からなる
マツチングボックス（整合器）が発振器とコイルとの間
に設けられる。The above-mentioned device uses microwaves, but if the flame is excited by other high-frequency waves, a water-cooled copper pipe or the like connected to a high-frequency power source may be used around the outer periphery of the furnace core tube 7 made of quartz glass or the like. A device in which a conduit is wound is used. The matching between the flame impedance and the high-frequency circuit depends on the high-frequency frequency, the diameter of the furnace core tube, the diameter and number of turns of the coil,
This can be achieved by appropriately designing the shape of the flame, etc. Furthermore, if necessary, a matching box (matching box) consisting of a capacitor or the like is provided between the oscillator and the coil.
「作用」
本発明者らは、本発明の方法によって火炎が励起される
機構を次のように考察している。"Operation" The present inventors consider the mechanism by which flame is excited by the method of the present invention as follows.
まず、可燃性ガスが燃焼する際の高温雰囲気下（例えば
、酸紫−水素炎の焼点温度は約２０００℃、アセヂレン
ー酸索炎では３０００℃程度）ではガスの一部がＴｕｔ
しイオン化する。その結果、炉芯管７内に可燃性ガスに
より形成される火炎は弱導電性を示す。First, in a high-temperature atmosphere when combustible gas burns (for example, the burning point temperature of an acid violet-hydrogen flame is about 2000°C, and about 3000°C for an acetylene-acidic flame), a part of the gas becomes Tut.
and ionizes. As a result, the flame formed by the combustible gas in the furnace core tube 7 exhibits weak conductivity.
このような導電性を有する火炎に高周波を照射すると、
高周波は、火炎中に容易に吸収されろ。When high frequency waves are irradiated to such a conductive flame,
High frequencies are easily absorbed into the flame.
即ち火炎中の電子及びイオンは周波数の極端に高い交番
電界中で振動を増幅され、熱エネルギーへと変換する。That is, the vibrations of electrons and ions in a flame are amplified in an alternating electric field of extremely high frequency and converted into thermal energy.
また、注入された高周波エネルギーによって可燃性ガス
及び酸素のイオン化が急激に進む。その結果、可燃性ガ
スと酸素とが反応して形成されん火炎は超高温となる。Furthermore, the ionization of the combustible gas and oxygen rapidly progresses due to the injected high frequency energy. As a result, the flame formed by the reaction between the combustible gas and oxygen becomes extremely hot.
「応用例」
次に、本発明の火炎励起方法をその応用例に沿ってさら
に詳しく説明する。"Application Examples" Next, the flame excitation method of the present invention will be explained in more detail along with application examples thereof.
（応用例１）
第３図は、この応用例１に用いられた装置の構成を示す
もので、第１図および第２図に示した本発明の火炎励起
方法を実施する装置に、珪石粉体を供給するための粉体
供給器１０とエゼクタ１１、および火炎で処理された珪
石粉体を回収するためのザイクロン１２とバックフィル
ター１３とブロワ−１４か連設されたらのである。(Application Example 1) FIG. 3 shows the configuration of the apparatus used in Application Example 1. The apparatus for carrying out the flame excitation method of the present invention shown in FIGS. A powder feeder 10 and an ejector 11 for supplying the silica powder, and a Zyclone 12, a back filter 13, and a blower 14 for recovering the flame-treated silica powder are connected in series.
この装置において、炉芯管７の大きさは直径６０ｍｍ長
さ約３００ｍｍである。マグネトロンｌは発振周波数２
４５０ ＭＨｚ、出力５Ｋｗであった。マグネトロンｌ
より発振されたマイクロ波はアイソレーター５、Ｅ −
１（ヂューナ−６を経て導波管３により円筒共振器４に
導かれる。円筒形共振器４にはＴ Ｍ ｏ ＋モードで
マイクロ波が存在し、第４図に示すように中心に向って
電界集中が成されている。また、この応用例にあっては
、二重管バーナー４の外周側に水素ガスを供給し、中心
側に酸素ガスを供給した。水素は６０＆／ｍｉｎで、酸
素は３０Ｑ／ｍｉｎで供給された。In this device, the furnace core tube 7 has a diameter of 60 mm and a length of about 300 mm. Magnetron l has oscillation frequency 2
It had a frequency of 450 MHz and an output of 5 Kw. magnetron l
The microwave oscillated by isolator 5, E −
1 (passing through the tuner 6 and guided to the cylindrical resonator 4 by the waveguide 3. Microwaves exist in the cylindrical resonator 4 in the T Mo + mode, and as shown in FIG. In this application example, hydrogen gas was supplied to the outer periphery of the double-tube burner 4, and oxygen gas was supplied to the center. was supplied at 30Q/min.
酸素ガスには上記粉体供給器１０からエゼクタｔｉによ
り珪石粉体を混合させた。この応用例１で用いた珪石粉
体は、シリカ含有量９９．５％の一高純度のもので、粒
度は平均粒径で１５μｍであった。また、粉体供給器ｌ
Ｏには、外部空気の流入を防ぐため、密閉式のものを用
いた。この際、粉体の凝集性が強い場合には、必要に応
じてエゼクタ１１とバーナー８との間に回転翼式分散器
を設けることができる。Silica powder was mixed with the oxygen gas by the ejector ti from the powder supply device 10. The silica powder used in Application Example 1 had a high purity silica content of 99.5%, and had an average particle size of 15 μm. In addition, powder feeder l
A closed type O was used to prevent outside air from entering. At this time, if the powder has strong cohesiveness, a rotary blade type disperser can be provided between the ejector 11 and the burner 8 as necessary.
エゼクタｌｌによって酸素ガスの気流中に混合された珪
石粉体は、バーナー８を通過して火炎中に流入する。こ
の火炎中を通過した珪石粉体は、炉芯管８の上部から廃
ガスと共に排出されて、ザイクロンＩ２およびバックフ
ィルタＩ３により回収される。The silica powder mixed into the oxygen gas stream by the ejector 11 passes through the burner 8 and flows into the flame. The silica powder that has passed through the flame is discharged from the upper part of the furnace core tube 8 together with the waste gas, and is recovered by the Zykron I2 and the back filter I3.
この装置を運転したところマイクロ波出力が２Ｋｗ以上
となったとき、酸素−水素炎が励起されて火炎が超高温
化した。When this device was operated and the microwave output exceeded 2 Kw, the oxygen-hydrogen flame was excited and the flame became extremely hot.
マイクロ波出力を５Ｋｗとし、これにより励起された火
炎中に５ｋｇ／ｈｒで珪石粉体を吹き込んだところ、第
５図に示すように真球状粒子からなる溶融シリカの粉末
が得られた。このものは９８％以上ガラス化していた。When the microwave output was set to 5 Kw and silica powder was blown into the excited flame at a rate of 5 kg/hr, fused silica powder consisting of perfectly spherical particles was obtained as shown in FIG. This material was more than 98% vitrified.
これは、励起された火炎中に吹き込まれた珪石粉体が瞬
時に溶融され、その表面張力によって球状化したしのと
考えられる。This is thought to be because the silica powder that was blown into the excited flame was instantly melted and turned into spheroids by its surface tension.
次に、マイクロ波の照射を中止して珪石粉体を吹き込ん
だところ、回収されたものは角ばった形状で約２０％し
かガラス化していなかった。Next, when the microwave irradiation was stopped and silica powder was injected, the recovered material had an angular shape and was only about 20% vitrified.
珪石の融点は１７２０℃であり、一方酸素一水素炎の焼
点温度は２０００℃であるから温度的には溶融する可能
性はあるが、本応用例のように滞留時間が長くとも０．
１秒オーダーと短時間である場合には酸素−水素炎のみ
では不充分であると考えられる。The melting point of silica stone is 1720°C, while the burning point temperature of an oxygen-hydrogen flame is 2000°C, so there is a possibility that it will melt in terms of temperature, but even if the residence time is long as in this application example, the melting point will be 0.
When the time is short, on the order of one second, it is considered that oxygen-hydrogen flame alone is insufficient.
上記のように火炎にマイクロ波を照射した場合には火炎
の温度は約５０００℃前後に達し、その結果、珪石粉体
を球状化できたものと考えられる。It is believed that when the flame was irradiated with microwaves as described above, the temperature of the flame reached approximately 5000°C, and as a result, the silica powder was able to be spheroidized.
マイクロ波が照射された火炎によって製造された珪石粉
体はガラス化して球状となっており、エポキシ樹脂と混
練した場合かなりの流動性の改善が見られた。The silica powder produced by microwave irradiation flame was vitrified into spherical shapes, and when kneaded with epoxy resin, the fluidity was significantly improved.
このようにして得られた球状の珪石粉体によればエポキ
シ樹脂への充填配合ｍを増加できる。そして、耐熱性や
低膨張性などのＩＣ封止樹脂組成物としての機能を向上
させることができろ。また、このように粉体を火炎中で
溶融して球状化しようとする時、火炎の温度、粉体物質
の融点・比率・粒度・粉体投人爪なとが重要なポイント
である。The spherical silica powder obtained in this manner allows an increase in the amount of compounding (m) to be added to the epoxy resin. In addition, the functions as an IC sealing resin composition such as heat resistance and low expansion properties can be improved. In addition, when trying to melt powder in a flame and make it into spheres, important points are the temperature of the flame, the melting point, ratio, particle size, and powder pitch of the powder material.
火炎の温度が低い場合には粉体を球状化できない。If the flame temperature is low, the powder cannot be spheroidized.
他方、火炎の温度が高すぎると熱伝達ｍが大きすぎて粉
体の蒸発が起き、その分だけエネルギーロスとなる。そ
のための最適な条件は処理対象となる粉体により適宜遣
択する必要がある。すなわちガス流量、粉体投入量、マ
イクロ波電力量等の種々の装置条件及び操業条件を目的
とする粉体によって、実験的に求められなければならな
い。On the other hand, if the temperature of the flame is too high, the heat transfer m will be too large and evaporation of the powder will occur, resulting in energy loss. The optimum conditions for this need to be selected as appropriate depending on the powder to be treated. That is, various equipment conditions and operating conditions such as gas flow rate, powder input amount, microwave power amount, etc. must be determined experimentally depending on the target powder.
（応用例２）
マイクロ波よりも周波数の低い１３．５６ＭＨｚの高周
波を用いて、火炎の励起を行った。第６図は、この応用
例２で用いられた装置の概略構成図である。この装置の
バーナー８および炉芯管７には応用例１と同一のものを
使用した。可燃性ガスとしては水素を用い、二重管バー
ナー８より酸素と共に炉芯管７内に送り込んだ。珪石粉
体は、粉体供給器ｌＯからエゼクタ−１３を介して酸素
気流中に挿入される。１３．５６ Ｍｆ−１ｚの高周波
は出力５Ｋｗの発振器２０から発振され、導管２１を介
して炉芯管７に送られる。導管２１は炉芯管７の外周に
巻き回されている。また、発振器２０と炉芯管７との間
にマツチングボックス２２を設け、火炎のインピーダン
スと高周波回路とのマツチングを取るようにした。(Application Example 2) A flame was excited using a high frequency of 13.56 MHz, which is lower in frequency than microwaves. FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the device used in Application Example 2. The burner 8 and furnace core tube 7 of this device were the same as in Application Example 1. Hydrogen was used as the combustible gas, and was fed into the furnace core tube 7 from the double tube burner 8 together with oxygen. The silica powder is inserted into the oxygen stream from the powder feeder IO via the ejector 13. A high frequency wave of 13.56 Mf-1z is oscillated from an oscillator 20 with an output of 5 Kw and sent to the furnace core tube 7 via a conduit 21. The conduit 21 is wound around the outer periphery of the furnace core tube 7. Further, a matching box 22 is provided between the oscillator 20 and the furnace core tube 7 to match the impedance of the flame and the high frequency circuit.
マツチングボックス２２によってマツチングを取ったと
ころ、高周波エネルギーによって可燃性ガスのイオン化
が急激に進行して、超高温の火炎が得られた。When matching was performed using the matching box 22, the ionization of the combustible gas rapidly progressed due to the high frequency energy, and an extremely high temperature flame was obtained.
水素を６０Ｑ／ｍｉｎ、酸素を３（Ｈ！／ｍｉｎで供給
し、高周波の出力を５Ｋｗとして、この火炎・中に珪石
粉体を吹き込んだところ、応用例１と同条の球状の溶融
シリカ粉体が得られた。Hydrogen was supplied at 60 Q/min, oxygen was supplied at 3 (H!/min), and the high-frequency output was set at 5 Kw. When silica powder was blown into this flame, the same spherical fused silica powder as in Application Example 1 was produced. I got a body.
「発明の効果」
本発明の火炎励起方法は、火炎中に高周波を照射して火
炎を励起するので、超高温でかつ大型の火炎を得ること
ができる。従って、本発明の火炎励起方法によれば、球
状化された高融点物質の粉体を工業的に生産することが
できる。"Effects of the Invention" Since the flame excitation method of the present invention excites the flame by irradiating the flame with high frequency waves, it is possible to obtain a large flame at an extremely high temperature. Therefore, according to the flame excitation method of the present invention, spheroidized powder of a high melting point substance can be industrially produced.
また従来の高周波のみによる誘導加熱では、マツチング
の難しさや、安定なプラズマを得ることが難しいなどの
問題や、高周波誘導プラズマを発生させるとき励起する
ガスを流しながらその電界（あるいは磁界）中にタング
ステン等のロッドを差し込み、その先端近傍に電界集中
させ放電を起こし、その近傍のガスをイオン化して高周
波エネルギーの注入を容易にしてプラズマを発生さ仕、
その後タングステンロッドを引き抜かなければならず、
装置の操作が煩雑である等の問題があった。In addition, conventional induction heating using only high frequency waves has problems such as difficulty in matching and difficulty in obtaining stable plasma. A rod such as the above is inserted, an electric field is concentrated near the tip of the rod, and a discharge is generated, ionizing the gas in the vicinity and facilitating the injection of high-frequency energy to generate plasma.
Then the tungsten rod has to be pulled out,
There were problems such as complicated operation of the device.
これに対して、本発明の火炎励起力法にあっては、火炎
中に高周波エネルギーを注入するのみで、安定した高温
の火炎を容易に得ることができる利点がある。In contrast, the flame excitation force method of the present invention has the advantage that a stable high-temperature flame can be easily obtained simply by injecting high-frequency energy into the flame.
さらに本発明の火炎励起方法によれば、高周波誘導プラ
ズマ等の電気加熱のみに比べて高温雰囲気の範囲を大き
くできる。そしてまた２重管バーナー等からの加熱ガス
と酸湾等との流量を変化させたり、バーナー形状、共振
器構造、マイクロ波電力量を制御することにより、火炎
の径及びその長さ等を自由に制御できる。また高純度な
酸素、水素等を用いれば不純物混入の少ないクリーンな
高温熱流とすることもできる等の利点がある。Further, according to the flame excitation method of the present invention, the range of the high temperature atmosphere can be made larger than that using only electric heating such as high frequency induction plasma. Furthermore, by changing the flow rate of heating gas from a double-tube burner, etc. and the acid bay, etc., and controlling the burner shape, resonator structure, and microwave power amount, the diameter and length of the flame can be freely adjusted. can be controlled. Further, if high purity oxygen, hydrogen, etc. are used, there is an advantage that a clean high-temperature heat flow with less contamination of impurities can be obtained.
加えて、本発明の火炎励起方法は工業的にも有利である
。すなわち、この方法は可燃ガスの燃焼エネルギーと電
気エネルギーによる複合加熱方式といえる。そのため、
溶融コストに占める電力費を低くすることが可能であり
、日本のように電力料金の高い所では有利である。In addition, the flame excitation method of the present invention is industrially advantageous. In other words, this method can be said to be a combined heating method using the combustion energy of combustible gas and electrical energy. Therefore,
It is possible to reduce the electricity cost that accounts for the melting cost, which is advantageous in places like Japan where electricity prices are high.
また本発明の方法を実施するための設備ら比較的小型の
ものでよく設備費が安い。また、本発明の方法によれば
バーナー径、ガス流量１マイクロ波容量等を調節するこ
とにより大型の高温火炎を作ることが可能であり、高融
点物質からなる球状粉体を高効率で生産可能な連続溶融
法を工業的に実現できる。Moreover, the equipment for implementing the method of the present invention may be relatively small and the equipment cost is low. Furthermore, according to the method of the present invention, it is possible to create a large high-temperature flame by adjusting the burner diameter, gas flow rate, microwave capacity, etc., and it is possible to produce spherical powder made of high-melting point substances with high efficiency. A continuous melting method can be realized industrially.
第１図は本発明の火炎励起方法を実施するのに好適な装
置を示す概略構成図、第２図は同装置の要部を示す断面
図、第３図は同装置を用いて構成された球状粉体を生産
する装置を示す概略構成図、第４図は同装置の共振器内
の電界集中状態を示す図、第５図は応用例１で得られた
溶融ンリカ粉体の粒子構造を示す電子顕微鏡写真、第６
図は応用例２で用いられた装置の概略構成図である。Fig. 1 is a schematic configuration diagram showing a device suitable for implementing the flame excitation method of the present invention, Fig. 2 is a sectional view showing the main parts of the device, and Fig. 3 is a configuration using the same device. A schematic diagram showing the configuration of an apparatus for producing spherical powder. Figure 4 shows the electric field concentration state in the resonator of the apparatus. Figure 5 shows the particle structure of the fused phosphor powder obtained in Application Example 1. Electron micrograph shown, No. 6
The figure is a schematic configuration diagram of the device used in Application Example 2.
Claims (1)
照射し、火炎を励起することを特徴とする火炎励起方法
。A flame excitation method characterized by irradiating high frequency waves into a flame formed by flammable gas and oxygen to excite the flame.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25895586A JPS63113227A (en) | 1986-10-30 | 1986-10-30 | Flame exciting method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25895586A JPS63113227A (en) | 1986-10-30 | 1986-10-30 | Flame exciting method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63113227A true JPS63113227A (en) | 1988-05-18 |
Family
ID=17327346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25895586A Pending JPS63113227A (en) | 1986-10-30 | 1986-10-30 | Flame exciting method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63113227A (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6168330A (en) * | 1984-09-07 | 1986-04-08 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Formation of fine particle of optical glass |
-
1986
- 1986-10-30 JP JP25895586A patent/JPS63113227A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6168330A (en) * | 1984-09-07 | 1986-04-08 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Formation of fine particle of optical glass |
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