JPH0364457B2 - - Google Patents

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JPH0364457B2
JPH0364457B2 JP58098764A JP9876483A JPH0364457B2 JP H0364457 B2 JPH0364457 B2 JP H0364457B2 JP 58098764 A JP58098764 A JP 58098764A JP 9876483 A JP9876483 A JP 9876483A JP H0364457 B2 JPH0364457 B2 JP H0364457B2
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JP
Japan
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gas
burner head
particles
component
conduit
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JP58098764A
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JPS593025A (ja
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Nusui Yubeeru
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AGC Glass Europe SA
Original Assignee
Glaverbel Belgium SA
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Publication date
Application filed by Glaverbel Belgium SA filed Critical Glaverbel Belgium SA
Publication of JPS593025A publication Critical patent/JPS593025A/ja
Publication of JPH0364457B2 publication Critical patent/JPH0364457B2/ja
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B19/00—Other methods of shaping glass
    • C03B19/10—Forming beads
    • C03B19/1005—Forming solid beads
    • C03B19/102—Forming solid beads by blowing a gas onto a stream of molten glass or onto particulate materials, e.g. pulverising
    • C03B19/1025—Bead furnaces or burners
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
  • Glanulating (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Closures For Containers (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Pens And Brushes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は可燃性成分と燃焼維持（comburent）
成分を含むガス流に搬送されるビーズ形成材料の
粒子をバーナーヘツドから噴射し、ガスを燃焼さ
せる球状ガラスビーズの製造方法に関する。本発
明はまたかかる方法の実施に用いられる装置を包
含する。
色々な提案がガラスビーズの製造につきなされ
た。それらには例えばフランス特許第1161396号
（セントレ・ナシヨナル・デ・ラ・リ・リヘル
ヘ・サイエンテイフイク）明細書の中で述べられ
ているものがあげられる。
該明細書に書かれているように、ビーズ形成粒
子を搬送する空気が、各々可燃性ガス／空気混合
物を運ぶ同心的な二つの導管によつてとりまかれ
ている導管に沿つてバーナーヘツドを経由し燃焼
室へ送り込まれる。
粒子を搬送する空気流とガス／空気流の混合を
促進するため内側導管を直接とりまく導管は、ガ
ス／空気混合物がそれに沿つて流れバーナーヘツ
ドで出るときうず巻きをつくるように形づくられ
ている。しかしながら、燃焼室内での混合は効果
的でなく、ビーズ形成粒子は依然可燃性混合物で
とり囲まれている中心の空気流に沿つて運ばれる
傾向がありその結果、ガスが燃焼させられるとき
外側にある粒子が内側の粒子を発生熱から遮蔽
し、うまく形成されたビーズの得量が望まれる程
に高くない傾向にあることがわかつた。
本発明の目的は球状ガラスビーズを製造するた
めのより効果的な方法を提供することにある。
本発明に従えば、可燃性成分と燃焼維持成分を
含むガス流で搬送されるビーズ形成材料の粒子を
バーナーヘツドから噴射し、ガスを燃焼させる球
状ガラスビーズの製造法であつて、搬送粒子をと
もなう可燃性ガス混合物の第１成分をバーナーヘ
ツドに導かれる管路にそつて推進せしめ、第２ガ
ス成分を該管路周壁の少なくとも二つのオリフイ
スを通り該管路中に横方向に強制送りし、その中
に粒子が搬送されている混合ガスがバーナーヘツ
ドに達する前に前記第１ガス成分が方向変換を受
けて粒子が搬送される混合ガスのうずまきを生ぜ
しめ、更にその均質混合を促進させる方法を提供
する。
本発明に従つて操作されるとき、ビーズ形成粒
子の個々の粒子が火炎にとりまかれるので他の粒
子によつて遮蔽される粒子はなく、それ故すべて
の粒子が、実質的に均等な加熱を受けることにな
る。ビーズはすべて同様の処理を受けるので、製
品品質の均一性が一層改良される。
ビーズは、またより迅速に加熱される。可燃性
ガスと燃焼維持ガスが密に混合され、従つて生ず
る火炎がより強く高温であるため急速加熱が得ら
れる。より強く、高温の火炎であり、急速加熱が
できるので、短時間即ち、短時間火炎で良質のビ
ーズを得ることができる。火炎の中に粒子が滞留
している時間は1/2秒未満、例えば0.1〜0.2秒で
ある。短時間火炎を使うと燃焼室の寸法を縮少で
きるようになる。
また、火炎が強く、高温であるから、一定量の
処理されるビーズ形成材料に対して使用される可
燃性ガス量を減らすことができる。
空気を燃焼維持成分として使用することができ
る。そしてその量は可燃性ガスの量よりも多い量
で使用する、それ故にビーズ形成粒子を搬送する
ガス混合物の前記第１成分を、空気とするのが好
ましい。
ガス成分の均質混合をおこさせる前記の力がガ
ス混合物のうずをおこさせる力であることが好ま
しい。これはガス成分の均質な混合をもたらすの
に必要な乱流を得る極めて簡単な方法である。
有利には前記第１のガス成分は、前記第２のガ
ス成分が強制的に前記オリフイスを通過させられ
る区域まで方向変換を受ける。それによつて、ガ
ス混合物は、使用される装置の形状に起因してう
ずまきを生ずることができる。
本発明の最も好ましい態様において、前記第１
のガス成分が前記バーナーヘツドに至るバーナー
管の中へ流れ込むとき通るうず型部によつて、前
記した方向上の変換が行なわれる。このことは、
ガス成分の均質な混合を促進するために極めて有
益であることが見い出されている。同様の理由
で、前記第２ガス成分が包囲第２うず型部を介し
第１うず型部中へ強制送りされることが好まし
い。前記二個のうず型部は反対方向に向けられて
いることが好ましい。
本発明のある好ましい態様では、可燃性ガス混
合物の前記成分の少なくとも一つに、混合物が燃
焼したとき生ずる炎からビーズ形成粒子への熱の
伝達を促進するガス状材料を加える。水蒸気、二
酸化炭素は特にかかるガス状材料として好まし
い。かかるガス状材料を使うと球状ガラスビーズ
の効果的形成を促す。かかるガス状材料は、例え
ば粒子を搬送しているガス成分の20％までを構成
できる。
本発明に従つて操作するとき、ビーズ形成材料
粒子の少量が、充分な加熱を受ける前に、生ずる
強い火炎から飛び出すという危険がある。この危
険性を減じまたはなくし、さらに収量を上げ、そ
して良質のビーズを造るようにするため、粒子を
運んでいる前記可燃性ガス混合物が、第２の可燃
性ガス混合物からなる包囲流によつてとり囲まれ
て、バーナー尖端から噴出されるのが好ましい。
第１可燃性ガス混合物の中にビーズ形成粒子があ
るために、それに起因して火炎が弱められる。可
燃性ガス混合物を取り囲んでいる第２ガス混合物
を使用することは更に優れた火炎を増す利点をも
たらす。
この第２ガス混合物が熱い、強い火炎をおこす
ようにするために、第２ガス混合物は、粒子搬送
ガス混合物に関し前に定義した方法で、第１およ
び第２成分で前記第１バーナーヘツドをとり囲ん
でいる補助バーナーヘツドへ供給するのが好まし
い。
粒子を搬送する混合ガスが、均質混合を更に促
進する前記の力にさらされたあと、ガス流にバー
ナーヘツドへの途中にあるくびれ部分を通過させ
るのが好ましい。これは、ビーズ形成粒子の搬送
ガス気流中での分散をいつそうよくし、そしてビ
ーズ形成粒子の粒子が充分に加熱を受ける前に火
炎から逃げる危険性を減ずるということがわかつ
た。
本発明は以下に定義する方法により球状ガラス
ビーズを造る装置を含んでいる。即ち、該装置は
バーナーヘツドおよびそのバーナーに供給するた
めの導管手段よりなる、その導管手段はビーズ形
成粒子をともなう可燃性ガス混合物の第１成分を
前記バーナーヘツドへ供給する第１の管路と、壁
にある一つまたはそれ以上のオリフイスを通して
第１管路へ横方向に第２ガス成分を供給し、そこ
からバーナーヘツドへと続いているバーナー管中
に前記第１ガス成分と搬送粒子との可燃性混合物
で横方向に供給するための第２管路とを含む。
本発明による装置は好ましくは次に述べる特徴
の一つまたはそれ以上を備えている。
(a) 前記第１管路はバーナー管をとりかこむうず
型部で終端となり、前記オリフイス（群）が前
記うず型部の壁につくられていること。
(b) 前記オリフイス（群）が前記うず型部の外側
周囲壁に沿つて配列されていること。
(c) 前記第２管路は、第１うず型部をとりかこむ
第２うず型部で終端となつていること。
(d) 前記第１、第２うず型部が反対方向の向きと
されていること。
(e) 第２導管手段は、粒子搬送ガス混合物を包囲
している第２可燃性ガス混合物をバーナーヘツ
ドに供給するために設けられていること。
(f) バーナーヘツドに第２可燃性ガス混合物を供
給する前記第２導管手段は、粒子搬送ガス混合
物を供給する導管手段に関し上に定義した特徴
の一つまたはそれ以上を持つていること。
(g) 粒子搬送ガス混合物のためのバーナー管への
横方向の入口とバーナーヘツドとの間に、くび
れたバーナー管区域が設けられていること。
本発明は中実のビーズおよび多泡ビーズの製造
に有用である。
以下添付図により本発明を具体例で説明する。
第１図および第２図において、バーナー装置は
一括して１で示され、これはバーナーヘツド３で
終端となつているバーナー管２を含んでいる。
バーナーヘツド３に供給する導管手段は、バー
ナー管２を囲んでいるうず型部５で終り開口６
（第２図）を経て内部と通じている第１管路４を
含んでいる。
開口６は、ビーズ形成粒子が第１管路４に沿つ
て通るガス流中で搬送され、バーナー管２の中へ
通過してゆくのを妨げない程度に十分大きい。
第２ガス成分を供給するための第２管路７は第
２のうず型部８となつて終端となつている。この
うず型部は第１のうず型部を囲み多数の穴を経
て、それと通じている。穴の位置は第１のうず型
部の外側周壁にあつて９で示されている。うず型
部５，８は反対の方向に向けられている。
バーナー管２の底はキヤツプ１０で閉じられて
いる。
軸つば１１が、補助ガス供給手段を備えている
補助バーナーヘツド１３で終端となつている外側
の補助バーナー管１２をしつかり締めつけるため
に、２コのうず型部５，８よりも上部で、バーナ
ー管２に固定されている。図示せる例では補助ガ
ス供給手段は上記のものと同じであり、ただしう
ず型部のサイズは外側バーナー管１２の大直径を
うけ入れるべく変更されている。補助ガス供給手
段の各部には上記主供給手段の各部に付された数
字より10大きい引照数字が付されている。
第２ガス成分は穴９，１９を通じ第１ガス成分
中に横方向に噴射されるため両ガスは、バーナー
管２，１２に入るとき、すでによく混合されてい
る。またガス供給系の形状のために混合物にうず
巻き運動が与えられ、バーナー管２，１２に沿つ
てバーナーヘツド３，１３に流れ、各々は燃焼前
に均質に混合される。
穴９が、第１の主うず型部５の外側周壁にある
ので、第２ガス成分の噴射も第１ガス成分の中に
あるビーズ形成粒子の粒子上に作用し、それらが
うず型部を通過するときそれらに作用する遠心力
を少なくとも部分的に補うように作用する傾向が
ある。
第３図は、燃焼室２０の底部に位置する第１図
および第２図に図示したバーナー装置を含む球状
ガラスビーズの製造プラントを示す。空気が、第
１ガス成分として、主および補助の第１管路４，
１４に送風機２１，２２から供給される。ホツパ
ー２３を含む送り込み手段が、ビーズ形成粒子の
粒子を主第１管路４に沿つて流れる空気流の中へ
噴射するために設けられている。可燃性ガスが主
および補助第２管路７，１７に、ガス量に差をつ
けて供給することができるようにしてある制御バ
ルブ２５をとりつけた共通の供給ライン２４によ
つて供給される。あるいはまた別々の供給にして
もよい。
次に述べる実施例において、かかる可燃性ガス
は、天然ガスであるが、都市ガスあるいは他の可
燃性ガスが都合により、また入手可能であれば使
用できる。
ガス混合物はバーナーヘツド３，１３で着火さ
れる。そこでは補助バーナー管１２が主バーナー
管２から出てくる主火炎をとり囲む火炎カーテン
をつくる。該火炎カーテンはビーズ形成材料の搬
送される粒子が加熱されないで側方へ逃げるのを
防ぎ、主火炎を安定にする。
高温排ガスと、火炎の作用でここで丸くなつて
いる搬送ビーズは、燃焼室２０の屋根にある煙道
２６へ運び上げられ、そこからパイプ２７に沿つ
てセパレーター２８に運ばれ、その底から完成し
たビーズが集められる。
上述のバーナー装置の任意的改変において主バ
ーナー管２には破線で示されるくびれた部分２９
が含まれ、この部分はバーナー管への入口より下
流で好ましくはバーナーヘツド３に接近して設け
られている。
これは、くびれた部分でガスの流速上昇と、そ
のゾーンを越えてから流速と圧力が低下すること
を伴う。そしてこれはある状況下に、ガス流中で
の搬送ビーズ形成粒子の分布に好影響をもたらす
ことがわかつた。特に、開口６からバーナー管２
に入るときガス流にうず巻きが生じ、これから生
じた遠心力のためにバーナーヘツドを越えてこれ
ら粒子が火炎の外に飛び出す傾向を抑える。
バーナー管にくびれをつける別の利点はフラツ
シユバツクの危険を抑えることである。
実施例 １ 上述のバーナー装置を使つた第３図に関連して
述べたプラントで中実ガラスビーズを造つた。
100μm以下の平均直径をもつ中実ミクロビーズが
１時間当り100〜120Kgの割合で造られた。このも
ののかさ密度は１〜1.1Kg／であつた。
適当に破砕されたガラスカレツトを210m3
（Ｎ）／hrで供給した主空気流に導入した。天然
ガスの主送り込み量は35m3（Ｎ）／hrであつた。
補助バーナーには空気90m3（Ｎ）／hrと天然ガス
15m3（Ｎ）／hrを供給した。
品質の優れたミクロビーズが極めて高収量で造
られた。
実施例 ２ 上述のバーナー装置を使つた第３図に関して述
べたプラントで多泡ガラスビーズを作つた。
100〜120Kg／hrの割合で多泡ビーズをつくるた
めに、ビーズ形成粒子の粒子を、240m3（Ｎ）／
hrの割合で供給されている主空気流中に導入し
た。次いで空気流は43m3（Ｎ）／hrで流れる主天
然ガス流と混合した。補助バーナーには空気120
m3（Ｎ）／hrと天然ガス23m3（Ｎ）／hrを供給し
た。ガス流はバーナーヘツドで着火し、ビーズを
焼成した。
使われたビーズ形成材料は次のようにして造つ
た。
けい酸ソーダの水溶液（ボーメ38゜）を発泡剤
としての粉末尿素と混合した20〜100ミクロンの
粒度範囲のガラス粒子と共に混合容器に供給し
た。
このガラスは次の重量パーセンテージ組成であ
る。即ち、70.4SiO2、12.78Na2O、12.14SaO、
1.77MgO、1.92Al2O3で、残りは不純物である。
けい酸ソーダ溶液をガラス20Kg当り10.5の量
で導入した。尿素はガラスの重量を基準に２％相
当量で導入した。この泥漿を撹拌機を備えた別の
容器に入れ、該容器内で、泥漿粘度を、認度計で
測定し、測定粘度によつて水を加えて実質的に
3000cpの粘度に保つた。
この泥漿を濾過機を通し、乾燥塔の中にある一
つまたはそれ以上のスプレーヘツドへ15〜20／
minの割合でポンプ輸送した。所望により加圧空
気をスプレーヘツドに供給した。スプレーヘツド
から放出される泥漿の液滴は100〜1000ミクロン
の範囲の各種サイズのものであつた。
燃焼室２０から放出される熱ガスは乾燥塔の底
部に供給した。当該ガスは、乾燥塔への入り口で
200℃〜400℃の温度範囲であつた。スプレーヘツ
ドから放出される液滴は塔内で急速に加熱され上
昇熱ガス流に乗つて上方に運ばれた。乾燥塔の中
で、上昇液滴から、水を蒸発させ、かくしてこの
液滴はバインダーとしてのけい酸ソーダにより保
持されたガラス粒を含む自己保持性粒子にかえら
れた。同時に尿素の幾分かの分解がおこりガスを
発生し、未発達粒子の幾分かの膨張が生じた。形
成された粒子は乾燥塔の頂上からガス分離機へ連
続して流出し、その中でバーナー装置１を経て燃
焼室２０に送り込まれるに先だち該粒子が沈降せ
しめられた。乾燥塔の頂上を出るとき、粒子は固
化し、充分に乾燥され相互にくつつくことなく、
ばらで（in bulk）集めることができるようにな
つた。
分離機から採取された粒子をテストしたところ
殆どの数の粒子が、けい酸ソーダ皮膜によつてく
つつけられた一様なガラス粒を含んでいることを
示した。該皮膜は、ガラス粒の各々のまわりと、
集合体のまわりとに、包囲表層をして広がつてい
た。
ガラス粒の集つた固まりの中、被覆されたガラ
ス粒の間に、一部分分解した尿素から生じたガス
で満たされた小さな気泡があつた。粒子のかさ密
度は0.4〜0.6Kg／であつた。
粒子は、上述したように燃焼室２０に供給さ
れ、かさ密度0.25Kg／、0.15〜2.5mmの大きさを
もつた球状ガラスビーズを高収量で与えた。
実施例 ３ ビーズ形成粒子の膨張性粒子を、実施例２と同
様にしてつくつた。ただし、尿素の代わりに炭酸
カルシウム（平均粒度0.08ミクロン）を発泡
（cellulating）剤としてガラスの重量の３％量で
用いた。かくして調整された泥漿は、実施例２で
使用した泥漿と同様、同じ割合の水、即ち35％重
量を含んでいた。乾燥塔の温度は500〜600℃であ
つた。この温度は、塔内に液滴が滞留している間
に炭酸カルシウムの部分分解が起るのに充分であ
つた。ガス分離機から蒐集された膨張性粒子は、
かさ密度0.8〜1.0Kg／であつた。これらの粒子
は実施例２における粒子と同様の方法で多泡ガラ
スビーズに変えられた。
実施例 ４ 膨張性ビーズ形成粒子を、大きさ60〜150ミク
ロンのガラス粒、尿素、けい酸ソーダ溶液（ボー
メ38゜）から形成した。ガラス組成は実施例２で
使われたそれと同じであつた。尿素はガラス重量
の２％量使用した。けい酸ソーダ溶液はガラス20
Kg当り10.5gの量で使用した。
おおよそ5000cpの粘度の泥漿になるよう、お
およそ35％重量に相当する水を加えた。
一方でけい酸ソーダの溶液を他方で粉末尿素と
混合したガラス粒子を実施例２で使つた装置の混
合容器に各々のコンテナーから供給し、上の容器
内で測定された粘度に応じて水を加えた。
泥漿は150ミクロンから1.5mmの大きさの液滴の
形で乾燥塔の中に噴霧した。乾燥塔の温度は300
℃であつた。乾燥塔の中で水は蒸発した。乾燥塔
から蒐集された各粒子はけい酸ソーダで保持され
たガラス粒を含んでいた。
粒子は、尿素の部分分解の結果生じたガスのた
め、そして、幾分かは乾燥塔の中で加熱されてい
る間に液滴から水が蒸発するため気泡を含有して
いた。
粒子は200ミクロンから２mmの大きさの範囲に
あり、かさ密度は0.4Kg／であつた。
続く処理段階において、ビーズ形成粒子を、実
施例２に記述したように噴射し、焼成した。この
焼成処理において、更に尿素が分解しガスの発生
が起つた。ガラスは溶け、多量の溶けたガラスは
合体して単一の塊となつた。ガスによつて生じた
内圧のため溶けたガラスが外側に移つた。けい酸
ソーダはガラスと化学的に一体化した。得られた
ガラスビーズを冷やしたのちテストすると、それ
らは単一のガラス塊をなしており、多泡構造であ
つた。ガラスビーズはかさ密度0.2Kg／であつ
た。
膨張性粒子を造る泥漿におがくずを含ませると
いう変更をして同様の実施を行なつた。工程中に
おいておがくずは個々の粒子の中で燃えた。ガラ
スの多泡ビーズが得られた。
実施例 ５ ソーダ石灰ガラスの中空ビーズを以下のように
して造つたビーズ形成材料から製造した。
使用されたプラントは大量の出発材料を収容す
る４個の容器からできていた。
容器にはモーターで駆動される撹拌機を付け
た。第１の容器には市販のけい酸ソーダ（ボーメ
38゜）の水溶液を入れた。第２の容器には水酸化
カルシウムの水溶液を80℃で入れた。第３の容器
には炭酸ナトリウムの水溶液を80℃で入れた。第
４の容器には尿素の水溶液を60℃で入れた。
水酸化カルシウム溶液と炭酸ナトリウム溶液を
第２、第３の容器から、混合タンクへ、炭酸ナト
リウム3.41重量部当り、水酸化カルシウム2.64重
量部の割合で供給した。溶液はタンク内で撹拌に
より均質に混合し、水酸化カルシウムと炭酸ナト
リウムとの間で反応が起こり、水酸化カルシウム
と炭酸カルシウムおよびわずかな残存量の溶解炭
酸ナトリウムを含む溶液が得られた。
混合タンク内で造られた溶液と、第１の容器か
らのけい酸ソーダ溶液を、同様に撹拌装置を付け
た主ミキサーに供給した。この時の両液の割合は
水酸化カルシウム2.64重量部当り、また炭酸ナト
リウム3.41重量部当り、けい酸ソーダ100重量部
に相当する。同時に、ミキサー内の流体の粘度を
2300センチポイズにするように、水をミキサーの
中に供給した。
第１番目の実施では第４容器と主ミキサーとの
間のバルブは閉じられ、従つて尿素はその工程で
使用しなかつた。
主ミキサー内で造られた流体は溶解したけい酸
ソーダと水酸化ナトリウム、および懸濁状にある
炭酸カルシウムを含んでいた。この流体から記述
のごとくガラスビーズをつくるにさいし、これら
３成分はビーズ形成粒子として役立ち、炭酸カル
シウムは付加的に発泡剤として役立つた。
流体は主ミキサーから、撹拌機を付けたコンテ
ナーに供給し、このコンテナー内で粘度を測定し
た。この測定によつて、流体の粘度を約2300cp
に保つように主ミキサーへの水流を調整した。
濾過したのち、該流体をスプレーヘツドにポン
プ輸送し、そのヘツドで流体をコンプレツサーか
ら送られる圧縮空気によつて噴霧させた。スプレ
ーヘツドは流体を500ミクロン以下の大きさの滴
として噴射した。その液滴は主第１管路４へ直接
に放出され、燃焼室２０へ上昇した。
燃焼室の中で上昇している熱いガスに触れて、
流体の液滴の多くは、水の蒸気、炭酸カルシウム
の分解によつて生じる内圧により崩壊し、より小
さいサイズの滴になつた。全部の滴が熱いガス流
により、該室の上部へ運ばれた。上昇している間
にそして滴の温度が750℃に向つて上昇するに従
つて個々の滴の中の固形材料はガラス状の膜また
は外被に変わつた。同時に、滴中に入れられたガ
スの膨張がその体積を増加させた。
中空ガラスビーズの形での滴は、燃焼室２０の
頂上から、サイクロンセパレーター２８へ、パイ
プ２７を通つて接線方向へ放射された。サイクロ
ンセパレーターはガスの放出のために開けられた
中央上部開口と、ビーズをとり出すための底部先
端口を持つている。パイプ２７に沿つて、そして
サイクロンセパレーターの中で移動している間
に、ビーズは、相互の固着がおきないで、ばらで
蒐集されるのに充分な程度に冷却された。ビーズ
はサイクロンセパレーターからホツパーへ送ら
れ、コンベアで、貯蔵、包装または直接産業上の
使用に向けられる受渡し点へ運ばれた。
中空ガラスビーズは、おおよそ次の重量組成の
ガラスであつた。
SiO270％、Na2O25％、CaO5％ 中空ビーズは殆ど10〜250ミクロンの大きさで
あり、かさ密度0.1〜0.3Kg／であつた。ビーズ
の大半は微小気泡殻によつて形成されていた。
第２番目の実施では、主ミキサーの中で造られ
る流体組成物にけい酸ソーダの約３％重量の割合
で尿素を入れるためにバルブが開かれたこと以外
は同じ処理条件が守られた。
第１番目の実施と同様にして中空ガラスビーズ
が造られた。それらはわずかに小さいかさ密度で
あつた。
実施例 ６ 硼けい酸ソーダガラスビーズを次の方法で造つ
た。
使用したプラントは、大量の出発材料を入れて
おく４個の容器を備えていた。
第１の容器には、市販のけい酸ソーダ（ボーメ
38゜）の水溶液が入つていた。
第２の容器には硼酸水溶液が80℃で入つてい
た。第３の容器には50％濃度の水酸化ナトリウム
の水溶液が80℃で入つていた。
硼酸溶液と水酸化ナトリウム溶液が第２、第３
の容器から混合タンクへ送り込まれ、タンクの中
で中性の溶液を造つた。この中性溶液は、主ミキ
サーへ、第１容器からのけい酸ソーダ溶液、第４
容器からの尿素水溶液、そして水と共に、供給し
た。尿素溶液は、60℃の温度で、水10当り
200gの尿素を含んでいた。主ミキサー内での混
合割合はけい酸ソーダ10Kg／硼酸1.1Kg／尿素
200gに相当し、水を加えて主ミキサー内流体の
粘度を500cpに調整した。
水酸化ナトリウムによる酸の中和のため、主ミ
キサー内の流体はゲル化傾向を示さなかつた。
流体は、実施例２に記述したようにして乾燥塔
の中へ噴霧し、ビーズ形成粒子の固体粒子を形成
した、この粒子は実施例２に記述した如くさらに
処理した。
微小気泡殻を持つ中空ビーズはサイクロンセパ
レーターで蒐集した。そのビーズは250ミクロン
の大きさで、かさ密度0.1〜0.2Kg／であつた。
ビーズをつくつた硼けい酸ガラスのおおよその
組成は重量で SiO265.5％、Na2O19.5％、B2O315％であつた。
各種の硼けい酸ガラスの中空ビーズを、前記例
における流体の組成物に使用した硼酸の割合を増
減して造ることができる。その際使われる水酸化
ナトリウムの割合を、流体の中和を確実にするよ
うに相応して変化させればゲルの形成が避けられ
る。
例として、造られたガラスの酸化硼素含量は流
体の中に、硼酸の割合を増やすことによつて50％
以上に増やすことができた。その場合、ガラスは
低い軟化点を持つているので低い室内温度を使用
できた。
前記実施例の別の可能な改変例では塩基とし
て、水酸化ナトリウムの代わりに水酸化カルシウ
ムを使用する。他の可能な改変ではアルミン酸ナ
トリウムを、例えば、けい酸ソーダ10Kg当り
100gの割合で加える、そうすれば造られた中空
ビーズの耐薬品性を改良できる。
前記前例のいずれにおいても、水蒸気および／
または炭酸ガスを少量、例えば容量で20％までバ
ーナーヘツドに供給される粒子搬送空気流中に加
え、粒子が火炎中に留まる間に粒子への熱伝達を
促進させることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明装置のバーナー部分の部分断面
立面図、第２図は第１図の画線−における断
面図、第３図は本発明装置の図解概要図。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 可燃性成分と燃焼維持成分を含むガス流中で
    搬送されるビーズ形成材料の粒子をバーナーヘツ
    ドから噴射し、前記のガスを燃焼させる球状ガラ
    スビーズの製造法において、粒子を搬送する可燃
    性ガス混合物の第１成分をバーナーヘツド３に通
    ずる管路４に沿つて推進せしめ、第２ガス成分を
    前記管路の周壁にもうけられた少なくとも一つの
    オリフイス９を通じ前記管路へと横方向に強制送
    りし、前記第１ガス成分が方向変換を受けて粒子
    が搬送される混合ガスのうずまきを生ぜしめ、混
    合ガスがバーナーヘツド３に達する前にさらにそ
    の均質混合を促進させることを特徴とする球状ガ
    ラスビーズの製造方法。 ２ 前記方向変換を、前記第２ガス成分がオリフ
    イス（群）９を通じ強制的に送りこまれる区域に
    おいて生ぜしめる特許請求の範囲第１項記載の方
    法。 ３ 第１ガス成分がそこを介しバーナーヘツド３
    に通じるバーナー管２中へ流入するうず型部５に
    より前記方向変換が行なわれる特許請求の範囲第
    ２項記載の方法。 ４ 第２ガス成分が包囲第２うず型部８を介し第
    １うず型部５中へと強制送りされる特許請求の範
    囲第３項記載の方法。 ５ 二つのうず型部５，８が互いに反対方向に向
    けられている特許請求の範囲第４項記載の方法。 ６ 可燃性ガス混合物の少なくとも一つの成分
    に、ガス混合物を燃焼させる際に形成する火炎か
    らビーズ形成粒子への熱伝達を促進する水蒸気ま
    たは二酸化炭素の如き気体材料が加えられる特許
    請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載の方
    法。 ７ 搬送粒子を含む可燃性ガス混合物が、第２可
    燃性ガス混合物からなる外被流に囲まれつつ前記
    バーナーヘツド３から噴射される特許請求の範囲
    第１項〜第６項のいずれかに記載の方法。 ８ 前記の第２ガス混合物が、粒子搬送ガス混合
    物に関し特許請求の範囲第１項〜第５項のいずれ
    かに規定した方法で、第１成分および第２成分
    で、前記（第１）バーナーヘツド３を取り囲む補
    助バーナーヘツド１３に供給される特許請求の範
    囲第７項記載の方法。 ９ 粒子の搬送されている混合ガスをより一層均
    密に混合するよう混合力にさらしたあと、ガス流
    をバーナーヘツド３への途中でくびれ部２９中を
    通過せしめる特許請求の範囲第１項〜第８項のい
    ずれかに記載の方法。 １０ バーナーヘツド３およびバーナーヘツド３
    へガスおよびビーズ形成粒子を供給するための導
    管からなり、該導管は搬送ビーズ形成粒子と共に
    可燃性ガス混合物の第１成分をバーナーヘツドに
    供給するための第１管路４と、その壁の一つある
    いはいくつかのオリフイス９を通じ第２ガス成分
    を第１管路４中に横方向に強制送りし、次に第１
    ガス成分および搬送粒子との可燃性混合物の形で
    バーナーヘツド３に通じるバーナー管２中に横方
    向に強制送りするための第２管路７を含むことを
    特徴とする可燃性成分および燃焼維持成分を有す
    るガス流中で搬送されるビーズ形成材料の粒子を
    バーナーヘツドから噴射し、ガスを燃焼させる方
    法で球状ガラスビーズを製造するための装置。 １１ 第１管路４がバーナー管２をとりまくうず
    型部５で終わり、前記オリフイス（群）９が該う
    ず型部５の壁にもうけられている特許請求の範囲
    第１０項記載の装置。 １２ オリフイス（群）９が前記うず型部５の外
    周壁にそつて配置されている特許請求の範囲第１
    １項記載の装置。 １３ 第２管路７が第１うず型部５をとりまく第
    ２うず型部８で終つている特許請求の範囲第１１
    項または第１２項記載の装置。 １４ 第１および第２うず型部５，８が反対方向
    に向けられている特許請求の範囲第１３項記載の
    装置。 １５ 第１バーナーヘツド３をとりまく補助バー
    ナーヘツド１３に粒子搬送ガス混合物をとりまく
    第２可燃性ガス混合物を供給するため第２導管手
    段１４，１７がもうけられている特許請求の範囲
    第１０項〜第１４項のいずれかに記載の装置。 １６ 補助バーナーヘツド１３に第２可燃性ガス
    混合物を供給するための第２導管手段１４，１７
    が粒子搬送ガス混合物を供給するための導管手段
    ４，７に関し特許請求の範囲第１０項〜第１４項
    のいずれかに規定された特徴の一つあるいはいく
    つかを有する特許請求の範囲第１５項記載の装
    置。 １７ 粒子搬送ガス混合物のためのバーナー管２
    への横入口６とバーナーヘツド３の間にくびれた
    バーナー管部分２９がもうけられている特許請求
    の範囲第１０項〜第１６項のいずれかに記載の装
    置。
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