CN109071296A - 玻璃微粒的合成方法 - Google Patents
玻璃微粒的合成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109071296A CN109071296A CN201780025712.0A CN201780025712A CN109071296A CN 109071296 A CN109071296 A CN 109071296A CN 201780025712 A CN201780025712 A CN 201780025712A CN 109071296 A CN109071296 A CN 109071296A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- glass
- flame
- gas vent
- protruding portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/018—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/018—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
- C03B37/01807—Reactant delivery systems, e.g. reactant deposition burners
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2207/00—Glass deposition burners
- C03B2207/20—Specific substances in specified ports, e.g. all gas flows specified
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2207/00—Glass deposition burners
- C03B2207/50—Multiple burner arrangements
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Abstract
本发明提供一种玻璃微粒的合成方法,其中,从具有多个气体喷出口的多重管式燃烧器的中心的原料气体喷出口喷射玻璃原料气体,同时从中心的原料气体喷出口的外侧的多个气体喷出口喷射火焰形成用气体,并且使玻璃原料气体在由火焰形成用气体形成的火焰内进行火焰分解反应从而合成玻璃微粒,多重管式燃烧器在其气体喷射侧端面形成有比中心的原料气体喷出口更向下游侧突出的突出部,从处于比突出部更靠内侧的气体喷出口中的至少一个气体喷出口,以成为从中心的原料气体喷出口喷射的气体流速V1的0.3倍以上1.0倍以下的流速V2的方式喷射火焰形成用气体,从而进行玻璃微粒的合成。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃微粒的合成方法。
本申请主张基于2016年4月26日申请的日本专利申请第2016-087695号的优先权,并引用所述日本申请中记载的所有记载内容。
背景技术
在专利文献1中公开了一种玻璃微粒的合成方法,其中,向具有多个气体喷出口的多重管式燃烧器中供应玻璃原料气体和火焰形成用气体(可燃气体、助燃气体、密封气体等),使玻璃原料气体在多重管式燃烧器所形成的火焰内进行火焰分解反应,从而合成玻璃微粒。
先行技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-30642号公报
发明内容
根据本发明一个实施方式的玻璃微粒的合成方法是从具有多个气体喷出口的多重管式燃烧器的中心的气体喷出口喷射玻璃原料气体,同时从所述中心的气体喷出口的外侧的多个气体喷出口喷射火焰形成用气体,使所述玻璃原料气体在由所述火焰形成用气体形成的火焰内进行火焰分解反应,从而合成玻璃微粒的玻璃微粒的合成方法,其中,
所述多重管式燃烧器在其气体喷射侧端面形成有比所述中心的气体喷出口更向下游侧突出的突出部,
从处于比所述突出部更靠内侧的气体喷出口中的至少一个气体喷出口,以成为从所述中心的气体喷出口喷射的气体流速V1的0.3倍以上1.0倍以下的流速V2的方式喷射所述火焰形成用气体,从而进行玻璃微粒的合成。
附图说明
[图1]是说明用于实施本发明一个实施方式的玻璃微粒合成方法的制造装置的一个例子的图;
[图2A]是表示生成玻璃微粒的多重管式燃烧器的一个实施方式的纵剖视图;
[图2B]是表示生成玻璃微粒的多重管式燃烧器的一个实施方式的横剖视图;
[图3]是说明在多重管式燃烧器内沉积玻璃微粒的结构的示意图;
[图4]是说明抑制玻璃微粒向多重管式燃烧器内的沉积的方法及条件的示意图。
具体实施方式
[本发明要解决的课题]
关于在如专利文献1所述的玻璃微粒合成方法中所用的多重管式燃烧器,形成有多重管式燃烧器的径向上的外侧的气体喷出口比内侧的气体喷出口长的突出部,以用于火焰分解反应的调节等。在专利文献1的情况中,将突出部称为台阶部,并将该台阶部设置为两段。利用这样的突出部,可以使得从中心的气体喷出口喷射出的原料气体不会过度分散。
然而,在上述突出部中,玻璃微粒沉积在其内壁上,会产生多重管式燃烧器的堵塞。若产生了堵塞,则对玻璃微粒的合成造成障碍,所以需要进行多重管式燃烧器的清扫。因此,例如在专利文献1的情况下,将预定的气体喷出口管部的前端设为可以更换,通过拆卸后进行清扫或更换,防止多重管式燃烧器的堵塞。
但是,需要进行多重管式燃烧器的清扫或者更换这样的维护作业,在其维护作业期间要停止玻璃合成,因此会造成玻璃制造的机会损失。另外,由于玻璃合成装置内狭窄,多重管式燃烧器的维护作业是困难的作业。
于是,本发明的目的在于,提供一种能够抑制玻璃制造的机会损失、几乎不需要多重管式燃烧器的维护作业的玻璃微粒合成方法。
[本发明的效果]
根据本发明,可以抑制玻璃制造的机会损失,几乎不需要多重管式燃烧器的清扫(或者更换)作业。
[本发明的实施方式的说明]
首先,列举出本发明的实施方式并进行说明。
根据本发明一个实施方式的玻璃微粒的合成方法,
(1)是从具有多个气体喷出口的多重管式燃烧器的中心的气体喷出口喷射玻璃原料气体,同时从所述中心的气体喷出口的外侧的多个气体喷出口喷射火焰形成用气体,使所述玻璃原料气体在由所述火焰形成用气体形成的火焰内进行火焰分解反应,从而合成玻璃微粒的玻璃微粒的合成方法,
所述多重管式燃烧器在其气体喷射侧端面形成有比所述中心的气体喷出口更向下游侧突出的突出部,
从处于比所述突出部更靠内侧的气体喷出口中的至少一个气体喷出口,以成为从所述中心的气体喷出口喷射的气体流速V1的0.3倍以上1.0倍以下的流速V2的方式喷射所述火焰形成用气体,从而进行玻璃微粒的合成。
根据这种方法,从处于比多重管式燃烧器的突出部更靠内侧的气体喷出口中的至少一个气体喷出口,以成为从中心的气体喷出口喷射的气体流速V1的0.3倍以上1.0倍以下的流速V2的方式喷射火焰形成用气体,所以从中心的气体喷出口喷射的玻璃原料气体被流速V2的火焰形成用气体阻挡,玻璃微粒几乎不会沉积在突出部的内壁上。因此,不会产生多重管式燃烧器的堵塞,所以可以抑制玻璃制造的机会损失,几乎不需要多重管式燃烧器的维护作业。
(2)所述中心的气体喷出口的气体流速V1为5m/秒以上20m/秒以下,
所述突出部的突出长度优选为V1×0.01秒以下。
通过在上述条件下进行玻璃微粒的合成,可以更可靠地抑制玻璃制造的机会损失,几乎不需要多重管式燃烧器的清扫(或者更换)作业。
(本发明的实施方式的详细情况)
以下,参照附图对本发明的实施方式的玻璃微粒合成方法的具体例子进行说明。
需要说明的是,本发明不限于这些例示,而是由权利要求书的范围来表示,并且意图包含在与权利要求书的范围均等的含义及范围内的所有变更。
作为以下所示的玻璃微粒的合成方法,以VAD(Vapor Phase Axial Deposition,气相轴向沉积)法为例进行说明,但本发明不限于VAD法。也可以将本发明应用于与VAD法同样地从玻璃原料来进行玻璃沉积的方法,例如OVD(Outside Vapor Deposition,外部气相沉积)法。
作为本实施方式的玻璃微粒的合成方法的具体例子,参照图1对制造玻璃微粒沉积体M的制造装置的一个例子进行说明。
如图1所示,制造装置1具备:反应容器2、升降旋转装置3、气体供应装置4、多重管式燃烧器5、以及控制各部件的动作的控制部6。
反应容器2是形成玻璃微粒沉积体M的容器,具备安装于反应容器2的侧面的排气管21。排气管21是将未作为玻璃微粒沉积体M附着的玻璃微粒10排出到反应容器2的外部的管。
升降旋转装置3是可经由支承棒31及起动杆32而使玻璃微粒沉积体M一边旋转一边升降的装置。升降旋转装置3基于从控制部6发送来的控制信号,来控制支承棒31的动作。
支承棒31配置成插穿形成于反应容器2的上壁中的贯通孔,并且在配置于反应容器2内的一个端部安装有起动杆32。对于支承棒31,与安装有起动杆32的端部相反一侧的端部被升降旋转装置3把持。起动杆32是玻璃微粒10沉积的杆,其安装在支承棒31上。
气体供应装置4是向多重管式燃烧器5供应使玻璃原料41气化而成的玻璃原料气体的装置。气体供应装置4具有:储存玻璃原料41的原料容器42、控制玻璃原料气体的供应流量的MFC(Mass Flow Controller,质量流量控制器)43、以及将玻璃原料气体引导至多重管式燃烧器5的供应配管44。另外,气体供应装置4具有将原料容器42、MFC43以及供应配管44的一部分保持在规定温度的温控室45。
MFC43基于从控制部6发送来的控制信号,来控制向多重管式燃烧器5供应的玻璃原料气体的供应量,并且同时控制从多重管式燃烧器5喷射的玻璃原料气体的流量。
多重管式燃烧器5是用于生成玻璃微粒10的装置,例如,由金属材料或石英玻璃等构成。作为金属材料,例如,优选使用抗腐蚀性特别优异的不锈钢(SUS:Steel Special UseStainless)。在多重管式燃烧器5中供应有玻璃原料气体和火焰形成用气体(燃烧气体、助燃气体、密封气体等)。作为玻璃原料气体,供应(例如)四氯化硅(SiCl4)或硅氧烷等,作为火焰形成用气体,供应(例如)氢气(H2)等燃烧气体、氧气(O2)等助燃气体、氮气(N2)等密封气体等。
多重管式燃烧器5通过使气化后的玻璃原料气体在氢氧火焰中进行火焰分解反应而生成玻璃微粒10。多重管式燃烧器5将生成的玻璃微粒10向起动杆32喷吹以使其沉积,从而制作规定外径的玻璃微粒沉积体M。需要说明的是,在图1中,省略了用于供应火焰形成用气体的气体供应装置。
控制部6控制升降旋转装置3、气体供应装置4等的动作。控制部6对升降旋转装置3发送控制玻璃微粒沉积体M的升降速度及旋转速度的控制信号。另外,控制部6对气体供应装置4的MFC43发送控制从多重管式燃烧器5喷出的玻璃原料气体的流量的控制信号。
图2A是沿轴向切断多重管式燃烧器5而得的纵剖视图,图2B是沿着与轴向垂直的方向切断靠近多重管式燃烧器5的中心轴B的一部分而得的横剖视图。如图2A所示,作为多重管式燃烧器5,例如使用12个重管等的多重管式燃烧器构造的燃烧器。需要说明的是,在图2A中,上方表示多重管式燃烧器5的气体喷射侧即前端方向。
在多重管式燃烧器5的中央部,设置有喷射玻璃原料气体的原料气体喷出口50。可以向原料气体喷出口50仅供应玻璃原料气体,也可以在玻璃原料气体中混合其他气体例如H2气体而进行供应。
在原料气体喷出口50的外周,交替地设置有供应作为火焰形成用气体的例如H2等燃烧气体的第一火焰形成用气体喷出口61、65、69,以及供应同样地作为火焰形成用气体的例如O2等助燃气体的第二火焰形成用气体喷出口63、67、71。在交替设置的第一火焰形成用气体喷出口61、65、69和第二火焰形成用气体喷出口63、67、71之间,设置有供应作为火焰形成用气体的例如N2等密封气体的第三火焰形成用气体喷出口62、64、66、68、70。
原料气体喷出口50由沿着多重管式燃烧器5的轴向延伸的管部形成,并且设置在多重管式燃烧器5的中心部。另外,其他火焰形成用气体喷出口61~71形成为与原料气体喷出口50以同心圆状配置成的管部之间的间隙(参照图2B)。这些多个管部各自的厚度T1例如为1mm左右。另外,原料气体喷出口50、火焰形成用气体喷出口61~71的开口厚度T2例如为2mm左右。需要说明的是,所有管部的厚度T1及所有气体喷出口的开口厚度T2不必每个都是统一的。
在多重管式燃烧器5的前端侧的部分中,例如,构成原料气体喷出口50、火焰形成用气体喷出口61和62的三个管部50A、61A和62A为同一长度,它们在构成原料气体喷出口50、火焰形成用气体喷出口61~71的管部当中形成为最短的长度。另外,例如,从构成火焰形成用气体喷出口63的外周侧的管部63A到构成火焰形成用气体喷出口66的管部66A为止的四个管部为同一长度,并且形成为比上述管部50A、61A、62A长。另外,例如,从构成火焰形成用气体喷出口67的外周侧的管部67A到构成火焰形成用气体喷出口71的管部71A为止的五个管部为同一长度,并且形成为比上述管部63A~66A长。
这样,在多重管式燃烧器5的前端部,以在多重管式燃烧器5的径向上外侧的气体喷出口比内侧的气体喷出口长的方式,对于每个规定区域分别设定管部的长度。通过设定该长度,在多重管式燃烧器5内,形成了管部50A、61A、62A与管部63A~66A之间的台阶部、以及管部63A~66A与管部67A~71A之间的台阶部。
在管部50A、61A、62A与管部63A~66A之间的台阶部中,将比管部50A、61A、62A的气体喷射侧的端面更向多重管式燃烧器5的下游侧(前端方向侧)突出的部分定义为突出部80,并将其长度作为突出长度L。需要说明的是,在图2A及图2B所示的多重管式燃烧器5中,形成有比管部63A~66A的气体喷射侧的端面进一步更向多重管式燃烧器5的下游侧突出的第二突出部90。在多重管式燃烧器5中,通过设置这样的突出部80、90,可以使得从原料气体喷出口50喷射的玻璃原料气体不会向多重管式燃烧器5的径向过度地扩散。
然而,一直以来,当使用具有突出部的多重管式燃烧器来生成玻璃微粒时,在突出部中存在着玻璃微粒在其内壁沉积从而产生多重管式燃烧器堵塞的问题。
参照图3的示意图对该问题产生的机制进行说明。如图3所示,从原料气体喷出口喷射出的玻璃原料气体的一部分(例如)朝着箭头C的方向猛力地一气地扩散。因此,扩散后的玻璃微粒沉积在突出部的内壁上。
据认为,通过单纯地缩短突出部的长度来防止玻璃微粒向突出部的沉积。但是,若改变突出长度,则由多重管式燃烧器形成的火焰会发生变化,玻璃微粒的合成速度和合成量等也会发生变化,因此单纯地缩短突出部的长度是困难的。另外,由于每台玻璃微粒沉积体的制造设备中,投入至原料气体喷出口中的玻璃原料气体的流量不同,因此,根据玻璃原料气体的流量,玻璃微粒对于突出部的沉积区域也会发生变化。
因此,期望的是,每台玻璃微粒沉积体的制造设备分别使用突出部的长度不同的多重管式燃烧器,但是需要对每台设备准备不同的多重管式燃烧器,这需要花费费用。另外,在相同的设备中,当由于制造上的原因等而变更玻璃原料气体的流量时,需要更换多重管式燃烧器,这产生了燃烧器更换费用以及更换作业中的玻璃制造机会损失。
于是,本发明人对于即使是玻璃原料气体的流量不同的情况下,玻璃微粒也不会沉积在突出部的内壁上的方法及其条件进行了如下研究。
使用图4对抑制玻璃微粒向多重管式燃烧器5的突出部80的内壁的沉积的方法进行说明。
如图4所示,着眼于图2A及图2B中所示的设置于多重管式燃烧器5的原料气体喷出口50与突出部80之间的火焰形成用气体喷出口61、62、63,对于使用从这些气体喷出口喷射的气体来抑制玻璃原料气体向突出部80的扩散的方法及条件进行了研究。
于是,研究结果发现,通过从火焰形成用气体喷出口61、62、63中的至少一个气体喷出口以规定范围内的流速喷射火焰形成用气体,从而火焰形成用气体的流动能够抑制玻璃原料气体向突出部80方向的流动(参照图4的虚线箭头D)。
需要说明的是,气体的流速V可以根据流经气体喷出口的气体的流量Q(m3/秒)和气体喷出口的截面积S(m2),用下式1进行计算。
V=Q/S(m/秒)···(式1)
从研究的结果可知,以从原料气体喷出口50喷射的玻璃原料气体的流速(以下,设定为V1)为基准,设定从火焰形成用气体喷出口61、62、63中的至少一个气体喷出口喷射的火焰形成用气体的流速(以下,设定为V2)时,可以通过将流速V2设定为0.3V1(m/秒)以上从而抑制玻璃原料气体向突出部80方向的流动D。
然而,流速V2越变大,玻璃微粒沉积体M的表面温度越下降,玻璃微粒10越难以向微粒沉积体M沉积,产生制造上的问题。因此,为了不产生制造上的问题,用于抑制玻璃微粒沉积体M的表面温度降低的流速V2的上限值为1.0V1(m/秒)。
根据以上的研究,在本实施方式的玻璃微粒的合成方法中,从处于比突出部80更靠内侧的火焰形成用气体喷出口61、62、63中的至少一个气体喷出口,以成为从中心的原料气体喷出口50喷射的玻璃原料气体的流速V1的0.3倍以上1.0倍以下的流速V2的方式喷射火焰形成用气体,以进行玻璃微粒的合成。
另外,本发明人着眼于下述情况:对应于玻璃原料气体的流量,玻璃微粒10对突出部80沉积的区域发生改变;以及玻璃原料气体的流速V1越快时,玻璃微粒10越容易沉积于突出部80。于是,对减慢了玻璃原料气体的流速V1时的、(例如)流速V1与突出部80的突出长度L的优选关系进行了研究。
研究的结果是,本发明人发现,在玻璃原料气体的流速V1为(例如)5(m/秒)以上20(m/秒)以下的情况下,通过将突出部80的突出长度L设为V1(m/秒)×0.01(秒)以下,抑制了玻璃微粒10突出部80的沉积,因而是优选的。
根据本实施方式的玻璃微粒的合成方法,在合成玻璃微粒10时,从火焰形成用气体喷出口61、62、63中的至少一个气体喷出口喷射流速V2的火焰形成用气体,其中流速V2被设定为0.3V1以上1.0V1以下(m/秒)。因此,因流速V2的火焰形成用气体等的流动,从原料气体喷出口50喷射的流速V1的玻璃原料气体向突出部80方向的扩散得以抑制。而且,在构成突出部80的管部63A的内壁几乎不会沉积玻璃微粒10。由此,可以减少多重管式燃烧器5中的玻璃微粒10的堵塞,可以抑制玻璃制造的机会损失,基本上不需要进行多重管式燃烧器的清扫或者更换的维护作业。
另外,流速V2的上限值设定为1.0V1(m/秒)以下。因此,可以防止伴随着高速喷射火焰形成用气体等而来的玻璃微粒沉积体M的表面温度降低,可以良好地进行附着有玻璃微粒的玻璃微粒沉积体M的制造。
另外,在玻璃原料气体的流速V1设定为5(m/秒)以上20(m/秒)以下的情况下,突出部80的突出长度L设为V1(m/秒)×0.01(秒)以下的长度。因此,可以进一步抑制玻璃微粒10向管部63A的内壁的沉积,抑制玻璃制造的机会损失,同时能够基本上不需要多重管式燃烧器的维护作业。
实施例
使用图2A及图2B所示的多重管式燃烧器5进行合成玻璃微粒的实验。
在本实验中,从设置于原料气体喷出口50与突出部80之间的火焰形成用气体喷出口61、62、63中配置在最外侧的火焰形成用气体喷出口63(供应作为燃烧气体的氧气(O2)的第二火焰形成用气体喷出口)喷射流速V2的气体。向原料气体喷出口50喷射将原料气体与H2气混合而成的气体。
另外,将原料气体喷出口50的流量设为Q1、将截面积设为S1;将火焰形成用气体喷出口63的流量设为Q2、将截面积设为S2。另外,将原料气体喷出口50的半径设为r1、将从多重管式燃烧器5的中心轴B到管部62A的距离设为r2、将从多重管式燃烧器5的中心轴B到管部63A的距离设为r3(参照图4)。需要说明的是,突出部80的突出长度L设为0.15(m)。
首先,在Q1=0.000425(m3/秒)
S1=π×r12=π×0.0032(m2)
Q2=0.000372(m3/秒)
S2=π×(r32-r22)=π×(0.0112-0.0092)(m2)的条件下进行玻璃微粒的合成,并观察玻璃微粒10向管部63A的内壁的沉积。
此时,玻璃原料气体的流速V1=Q1/S1=15.0(m/秒),火焰形成用气体的流速V2=Q2/S2=3.0(m/秒),V2=0.2V1。即,从火焰形成用气体喷出口63喷射的火焰形成用气体的流速V2为从原料气体喷出口50喷射的玻璃原料气体的流速V1的0.2倍。
接下来,使从火焰形成用气体喷出口63喷射的火焰形成用气体的流量增加,设为Q2=0.000565(m3/秒),进行玻璃微粒的合成,并观察玻璃微粒10向管部63A的内壁的沉积。需要说明的是,Q1、S1、S2设为与上述相同的条件。
此时,火焰形成用气体的流速V2=Q2/S2=4.5(m/秒),V2=0.3V1。即,从火焰形成用气体喷出口63喷射的火焰形成用气体的流速V2为从原料气体喷出口50喷射的玻璃原料气体的流速V1的0.3倍。
另外,使从火焰形成用气体喷出口63喷射的火焰形成用气体的流量增加,设定为Q2=0.00188(m3/秒),进行玻璃微粒的合成,并观察玻璃微粒10向管部63A的内壁的沉积。需要说明的是,Q1、S1、S2设定为与上述相同的条件。
此时,火焰形成用气体的流速V2=Q2/S2=15.0(m/秒),V2=1.0V1。即,从火焰形成用气体喷出口63喷射的火焰形成用气体的流速V2为从原料气体喷出口50喷射的玻璃原料气体的流速V1的1.0倍。
最后,使从火焰形成用气体喷出口63喷射的火焰形成用气体的流量进一步增加,设定为Q2=0.00226(m3/秒),进行玻璃微粒的合成,并观察玻璃微粒10向管部63A的内壁的沉积。需要说明的是,Q1、S1、S2设定为与上述相同的条件。
此时,火焰形成用气体的流速V2=Q2/S2=18.0(m/秒),V2=1.2V1。即,从火焰形成用气体喷出口63喷射的火焰形成用气体的流速V2为从原料气体喷出口50喷射的玻璃原料气体的流速V1的1.2倍。
上述实验的结果是,火焰形成用气体的流速V2=0.2V1时,观察到玻璃微粒10向管部63A的内壁的沉积,即使清扫也无法去除。与此相对,火焰形成用气体的流速V2=0.3V1时,因火焰形成用气体的流动,玻璃原料气体向突出部80方向的扩散被抑制,玻璃微粒10向管部63A的内壁的沉积量减少。另外,玻璃微粒10的沉积位置向多重管式燃烧器5的下游侧变化了。沉积在管部63A的内壁的玻璃微粒可以通过清扫而容易地去除。另外,火焰形成用气体的流速V2=1.0V1时,玻璃原料气体向突出部80方向的扩散进一步被抑制,根本不会产生玻璃微粒10向管部63A的内壁的沉积。另外,火焰形成用气体的流速V2=1.2V1时,虽然根本不会产生玻璃微粒10向管部63A的内壁的沉积,但是,玻璃微粒沉积体M的表面温度降低,无法进行玻璃微粒沉积体的制造。
除了以上的实验之外,还通过模拟求出改变突出长度L、V1和V2时玻璃微粒10向管部63A的内壁的沉积量。
用市售的热流体分析软件来进行模拟。通过使上述实验中的由突出长度L、V1和V2计算出的管部63A的内壁附近的玻璃微粒浓度、与在上述实验中观察到的沉积量相对应,模拟在改变突出长度L、V1和V2时的情况。
表1是突出长度L=0.007×V1、并且改变了V1、V2时的情况。表2是突出长度L=0.010×V1、并且改变了V1、V2时的情况。表3是突出长度L=0.013×V1、并且改变了V1、V2时的情况。
在各表的结果中,将玻璃微粒10的沉积量分为“有”、“有(A)”(能够通过清扫而容易地去除的量)、“无”三个等级来表示。
另外,在上述实验中,火焰形成用气体的流速V2=1.2V1时,虽然玻璃微粒10根本没有产生向管部63A的内壁的沉积,但是,由于玻璃微粒沉积体M的表面温度降低、不能进行玻璃微粒沉积体M的制造,因此可以认为表1~表3中的V2为1.2×V1时,同样地玻璃微粒沉积体M的表面温度会降低。因此,V2为1.2×V1时,无论玻璃微粒10的沉积量如何,都标记为“温度降低”。
[表1]
表1
[表2]
表2
[表3]
表3
从上述表1~表3所示的结果可知,如果V2在V1的0.3倍至0.7倍的范围内,则可以确认,在上述模拟结果的所有突出长度L、V1的情况中,即使存在玻璃微粒10向管部63A的内壁的沉积,也可以通过清扫容易地去除,或者玻璃微粒10完全不会向管部63A的内壁沉积。另外,如果突出长度L为V1×0.01以下,则可看到玻璃微粒10完全不会向管部63A的内壁沉积的情况,因此更优选。
需要说明的是,原料气体喷出口50的半径r1越大,从原料气体喷出口喷射出的玻璃原料气体越容易扩散,因此使用原料气体喷出口50的半径r1较大的多重管式燃烧器的情况是特别优选的。
以上,参照特定的实施方式对本发明详细地进行了说明,但是,对于本领域技术人员来说显而易见的是,在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以施加各种变更和修改。另外,上述说明的构成部件的数量、位置、形状等不限于上述实施方式,可以变更为在实施本发明方面最佳的数量、位置、形状等。
例如,如图2A及图2B所示,在本实施方式中,使用了具有两个突出部的二段式构造的多重管式燃烧器5,但不限于此。突出部设置为至少一个即可,例如在图2A及图2B中,也可以是只具有突出部80的一段式构造的多重管式燃烧器。
符号的说明
1 制造装置
2 反应容器
3 升降旋转装置
4 气体供应装置
5 多重管式燃烧器
6 控制部
10 玻璃微粒
31 支承棒
32 起动杆
41 玻璃原料
43 MFC
44 供应配管
50 原料气体喷出口
61、65、69 (第一)火焰形成用气体喷出口
63、67、71 (第二)火焰形成用气体喷出口
62、64、66、68、70 (第三)火焰形成用气体喷出口
50A、61A~71A 管部
80 突出部
L 突出长度
M 玻璃微粒沉积体
T1 厚度
T2 开口厚度
Claims (2)
1.一种玻璃微粒的合成方法,其中,从具有多个气体喷出口的多重管式燃烧器的中心的气体喷出口喷射玻璃原料气体,同时从所述中心的气体喷出口的外侧的多个气体喷出口喷射火焰形成用气体,并且使所述玻璃原料气体在由所述火焰形成用气体形成的火焰内进行火焰分解反应从而合成玻璃微粒,
所述多重管式燃烧器在其气体喷射侧端面形成有比所述中心的气体喷出口更向下游侧突出的突出部,
从处于比所述突出部更靠内侧的气体喷出口中的至少一个气体喷出口,以成为从所述中心的气体喷出口喷射的气体流速V1的0.3倍以上1.0倍以下的流速V2的方式喷射所述火焰形成用气体,从而进行玻璃微粒的合成。
2.根据权利要求1所述的玻璃微粒的合成方法,其中,
所述中心的气体喷出口的气体流速V1为5m/秒以上20m/秒以下,
所述突出部的突出长度为V1×0.01秒以下。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016-087695 | 2016-04-26 | ||
JP2016087695 | 2016-04-26 | ||
PCT/JP2017/016591 WO2017188334A1 (ja) | 2016-04-26 | 2017-04-26 | ガラス微粒子の合成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109071296A true CN109071296A (zh) | 2018-12-21 |
CN109071296B CN109071296B (zh) | 2021-07-30 |
Family
ID=60159858
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201780025712.0A Active CN109071296B (zh) | 2016-04-26 | 2017-04-26 | 玻璃微粒的合成方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6874761B2 (zh) |
KR (1) | KR102484035B1 (zh) |
CN (1) | CN109071296B (zh) |
WO (1) | WO2017188334A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111377607B (zh) * | 2020-04-24 | 2022-02-08 | 黄宏琪 | 一种用于mcvd的稀土及共掺剂原料蒸汽的输送装置 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6355135A (ja) * | 1986-08-27 | 1988-03-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光フアイバ用母材の製造方法 |
JPH02275725A (ja) * | 1989-04-17 | 1990-11-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ガラス微粒子堆積体の製造方法 |
JPH04228443A (ja) * | 1991-05-13 | 1992-08-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光ファイバ母材製造用バーナ |
CN1343638A (zh) * | 2000-09-14 | 2002-04-10 | 住友电气工业株式会社 | 合成玻璃颗粒的燃烧器以及制造多孔玻璃体的方法 |
CN1819977A (zh) * | 2003-07-10 | 2006-08-16 | 信越化学工业株式会社 | 光纤母材的制造方法 |
JP2012031052A (ja) * | 2010-06-28 | 2012-02-16 | Asahi Glass Co Ltd | ガラス体を製造する方法及びeuvリソグラフィ用の光学部材を製造する方法 |
JP2013241288A (ja) * | 2012-05-18 | 2013-12-05 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ガラス微粒子堆積用バーナおよびガラス微粒子堆積体の製造方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2800554B2 (ja) * | 1991-07-23 | 1998-09-21 | 住友電気工業株式会社 | ガラス母材の製造方法 |
JP2003238166A (ja) * | 2002-02-21 | 2003-08-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ガラス微粒子堆積体の製造方法 |
JP2015030642A (ja) | 2013-08-05 | 2015-02-16 | 住友電気工業株式会社 | ガラス微粒子堆積体製造用の多重管バーナおよびガラス微粒子堆積体の製造方法 |
-
2017
- 2017-04-26 KR KR1020187030838A patent/KR102484035B1/ko active IP Right Grant
- 2017-04-26 CN CN201780025712.0A patent/CN109071296B/zh active Active
- 2017-04-26 WO PCT/JP2017/016591 patent/WO2017188334A1/ja active Application Filing
- 2017-04-26 JP JP2018514673A patent/JP6874761B2/ja active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6355135A (ja) * | 1986-08-27 | 1988-03-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光フアイバ用母材の製造方法 |
JPH02275725A (ja) * | 1989-04-17 | 1990-11-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ガラス微粒子堆積体の製造方法 |
JPH04228443A (ja) * | 1991-05-13 | 1992-08-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光ファイバ母材製造用バーナ |
CN1343638A (zh) * | 2000-09-14 | 2002-04-10 | 住友电气工业株式会社 | 合成玻璃颗粒的燃烧器以及制造多孔玻璃体的方法 |
CN1819977A (zh) * | 2003-07-10 | 2006-08-16 | 信越化学工业株式会社 | 光纤母材的制造方法 |
JP2012031052A (ja) * | 2010-06-28 | 2012-02-16 | Asahi Glass Co Ltd | ガラス体を製造する方法及びeuvリソグラフィ用の光学部材を製造する方法 |
JP2013241288A (ja) * | 2012-05-18 | 2013-12-05 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ガラス微粒子堆積用バーナおよびガラス微粒子堆積体の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2017188334A1 (ja) | 2019-02-28 |
CN109071296B (zh) | 2021-07-30 |
WO2017188334A1 (ja) | 2017-11-02 |
JP6874761B2 (ja) | 2021-05-19 |
KR20180136457A (ko) | 2018-12-24 |
KR102484035B1 (ko) | 2023-01-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5242157B2 (ja) | スラリー気泡塔の反応器 | |
JP5880532B2 (ja) | ガラス微粒子堆積体の製造方法およびガラス母材の製造方法 | |
CN104125933B (zh) | 玻璃微粒沉积体的制造方法以及玻璃母材的制造方法 | |
JP3705169B2 (ja) | 多孔質ガラス体の製造方法 | |
JP5359082B2 (ja) | トリクロロシラン製造装置及びトリクロロシラン製造方法 | |
CN109071296A (zh) | 玻璃微粒的合成方法 | |
CN104628248A (zh) | 玻璃微粒沉积体的制造方法以及玻璃母材的制造方法 | |
JP4424232B2 (ja) | 多孔質ガラス母材の製造方法 | |
JP2014122141A (ja) | ガラス微粒子合成用バーナ及びガラス微粒子堆積体の製造方法 | |
JP2004035365A (ja) | 多重管バーナおよびこれを用いたガラス体の製造方法 | |
EP1572593B1 (en) | Burner for chemical vapour deposition of glass | |
JP6086168B2 (ja) | ガラス微粒子堆積体の製造方法およびガラス母材の製造方法 | |
JP2007076957A (ja) | ガラス合成用バーナ及び該バーナを用いたガラス微粒子堆積体の製造方法 | |
WO2022224725A1 (ja) | バーナ、ガラス微粒子堆積体の製造装置およびガラス微粒子堆積体の製造方法 | |
JP5168772B2 (ja) | ガラス微粒子堆積体の製造方法 | |
JP2020090427A (ja) | 多孔質体合成用バーナー及び多孔質体の製造方法 | |
CN113165933B (zh) | 玻璃微粒沉积体制造用燃烧器、玻璃微粒沉积体的制造装置以及制造方法 | |
JP2015030642A (ja) | ガラス微粒子堆積体製造用の多重管バーナおよびガラス微粒子堆積体の製造方法 | |
JP2005179077A (ja) | 多孔質母材の製造方法とその製造装置、およびこの多孔質母材の製造方法を用いて製造された合成石英ガラス | |
JP3589385B2 (ja) | 粉体合成装置 | |
JP5734871B6 (ja) | スラリー泡カラム反応器 | |
JP5734871B2 (ja) | スラリー泡カラム反応器 | |
JP5962382B2 (ja) | ガラス微粒子堆積体の製造方法およびガラス母材の製造方法 | |
JP2022019240A (ja) | 光ファイバ用多孔質母材の製造装置 | |
JP2004026518A (ja) | シリカ多孔質母材の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |