JP2003212562A - 多孔質ガラス母材原料ガスの供給装置 - Google Patents
多孔質ガラス母材原料ガスの供給装置Info
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- 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]
- C03B37/01413—Reactant delivery systems
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Abstract
相合成するバーナへ、液滴を含まない原料ガスを供給す
る装置を提供する。 【解決手段】多孔質ガラス母材原料ガスの供給装置は、
気相合成される多孔質ガラス母材の原料液16の気化器
14が、気化した原料ガスの送出配管18を介し、原料
ガス中の液滴を除去するノックアウト容器19に接続
し、ノックアウト容器19が、原料ガスの供給配管20
を介し、多孔質ガラス母材合成バーナ25に接続してい
る。
Description
となる多孔質ガラス母材を気相合成するバーナへ、原料
ガスを供給する装置に関するものである。
クロロシランやテトラクロロゲルマニウムのような原料
液が気化した原料ガスをバーナの酸水素火炎により加水
分解させ、生成したガラス微粒子を堆積させる気相合成
により得た多孔質ガラス母材を、原材としている。この
母材を焼結して脱水および透明ガラス化し、延伸後、線
引きすると光ファイバが得られる。
により気化されて単一組成の原料ガスにされたり、キャ
リアガスであるアルゴンガスや酸素ガスでバブリングす
る気化器により気化されて平衡蒸気圧の分圧を有する原
料ガスにされたりした後、ガス流量を調整されてバーナ
へ供給される。
リングした気泡が原料液の液面ではじけて飛散したミス
トと呼ばれる微小な液滴を、少量含んでいる。この液滴
は、原料液中の高沸点物や固形物の不純異物が混ざって
いることもある。
でいると、バーナへの流量を調整するマスフローコント
ローラー(質量流量制御装置)、フィルター、配管等の
精密な供給経路に液滴が付着する結果原料ガスが流量変
動したり、液滴中の不純異物が詰まる結果原料ガスが流
れなくなったりして、多孔質ガラス母材が安定して形成
できなくなる。さらに、供給経路が一旦閉塞してしまう
と、閉塞部分を取り替えなければならず、面倒であるう
え莫大な費用がかかってしまう。
解決するためになされたもので、光ファイバの原材とな
る多孔質ガラス母材を気相合成するバーナへ、液滴を含
まない原料ガスを供給する装置を提供することを目的と
する。
めになされた本発明の多孔質ガラス母材原料ガスの供給
装置は、実施例に対応する図1を参照して説明すると、
気相合成される多孔質ガラス母材の原料液16の気化器
14が、気化した原料ガスの送出配管18を介し、原料
ガス中の液滴を除去するノックアウト容器19に接続
し、ノックアウト容器19が、原料ガスの供給配管20
を介し、多孔質ガラス母材合成バーナ25に接続してい
る。
クである。原料ガスが送出配管18を経てこのタンク1
9に緩々と流れ込むと、原料ガス中の液滴は沈降する。
その結果、液滴をほとんど含まない原料ガスがタンク1
9の上方に溜まり、タンク19の上部にある原料ガス供
給配管20を経て、バーナ25へ供給される。
化し、気化器14内で液滴が飛散しても気化器14上部
にある送出配管18にまで達しないほどの十分な空間1
5を有していてもよい。これにより、液滴を含まない原
料ガスがバーナ25へ供給される。
位面積あたり質量流量は、300kg/m2h以下であ
ることが好ましい。これより多いとノックアウト容器1
9内を上昇する原料ガスの勢いが強すぎて、液滴が沈降
せずに舞い上がるため、原料ガス中の液滴を除去できな
い。
図2に示すように、送出配管18がノックアウト容器1
9内にまで挿入されており、その先端が下向きになって
いてもよい。
ノックアウト容器19内に、液滴の拡散を防止する部材
が設けられていてもよい。この部材は、例えば図3に示
すように、下向きに折れ曲がった遮蔽板からなるバッフ
ル31であってもよい。またこの部材は、図4に示すよ
うに、広く送出配管18をおおう遮蔽平板であるバッフ
ル32であってよい。さらにこの部材は、ノックアウト
容器19内で上方から送出配管18へ向けてガスを噴き
出すデミスターであってもよい。
おける沸点以上に加熱するヒータ21・24を有してい
ることが好ましい。
で原料ガス中の液滴を完全に気化させる加熱ヒータ21
と、それを経た原料ガスを保温するヒータ24とであっ
てもよい。
シェルチューブ熱交換器が好ましく、単純な構造である
二重管式熱交換器が一層好ましい。加熱ヒータ21によ
り、原料ガスはその圧力下での原料液の沸点よりも20
℃以上高く加熱されていることが好ましい。例えば原料
液が、圧力0.1MPaGで沸点80℃のテトラクロロ
シランである場合には、約100℃に加熱される。ノッ
クアウト容器19で除去できなかった極微小の液滴が残
存していても、加熱ヒータ21により完全に気化され
る。
ルを熱源とするヒータ、スチームを熱源とするヒータで
あることが好ましい。この保温ヒータ24により原料ガ
スは、原料液の圧力における沸点以上で加熱ヒータの加
熱温度未満の適度な温度で保温され、凝縮することなく
完全に気化したままバーナ25へ供給される。
たは円筒横型であることが好ましく、耐圧であって一定
して気化させ易い円筒縦型であると一層好ましい。気化
器14の外壁に、電気ヒータ、スチーム、熱媒オイルの
ような熱源17が設けられている。気化器14の熱源1
7は、原料液16に投入されて原料液16を直接加熱す
るスチーム還流チューブ、電気ヒータであってもよい。
させつつ加熱するものであってもよい。
を用いると、液滴を含まない原料ガスをバーナ25へ安
定して供給することができる。
ラス母材原料ガスの供給装置の実施例を詳細に説明す
る。
装置の骨格構成図である。
ている気化器14が原料ガス送出配管18を介しノック
アウト容器19に接続し、ノックアウト容器19が原料
ガス供給配管20を介してバーナ25に接続している。
っている。この貯蔵容器11に、テトラクロロシラン、
テトラクロロゲルマニウム、またはハロゲン化アルキル
シランのような多孔質ガラス母材原料液12が充填され
ている。この貯蔵容器11の下部から、流量調整弁13
を有する補給管が、延びて、気化器14の底近傍にまで
挿入されている。
7である電気ヒータが外壁を取囲んでおり、多孔質ガラ
ス母材原料液16が充填されている。原料ガス送出配管
18が気化器14の上部から延び、空のタンクであるノ
ックアウト容器19の胴部の中程に接続されている。
内部にまで挿入されていることが好ましい。なお、図2
のように送出配管18は、先端が垂直な下向きになって
いてもよい。図3のように、ノックアウト容器19内
で、送出配管18よりも高い内壁から突き出して、下向
きに折れ曲がって送出配管18の先端を遮る遮蔽板であ
るバッフル31が設けられていてもよい。図4のよう
に、ノックアウト容器19の内壁から水平に突き出して
送出配管18よりも高く設けられ、送出配管18を蔽い
つつ、容器19の胴の過半分を塞ぐ遮蔽平板であるバッ
フル32が設けられていてもよい。ノックアウト容器1
9の上方で内部へむけてガスを噴き出すデミスターであ
ってもよい。これらを組み合わせると液滴の拡散が一層
少なくなる。
応じて、開閉弁と逆止弁とを有する還流管30が延び
て、気化器14に挿入されている。
式熱交換器である加熱ヒータ21を有する原料ガス供給
配管20が延びている。その先で原料ガス供給配管20
が分岐し、各々にフィルター22とマスフローコントロ
ーラー23とが設けられ、その周囲に電気ヒータである
保温ヒータ24が設置されている。マスフローコントロ
ーラー23は、バーナ25に接続している。バーナ25
は、水素ガス源および酸素ガス源に繋がっている。
は、以下のように動作する。
調整弁13を開閉または開度調整し、気化器14に原料
液16が常に十分充填されているように、貯蔵容器11
の原料液12を随時補充する。
4内の原料液16を加熱し沸騰させる。原料液16は、
沸騰の際に液面で泡がはじけて飛散した微小な液滴を含
んだ原料ガスとなる。
送出配管18を経て、ノックアウト容器19へ緩々と流
れ込む。原料ガスに含まれている液滴は、ノックアウト
容器19内で自重のために沈降し、凝集して遂には液状
になってノックアウト容器19内の底に溜まる。凝集液
がある程度溜まると、開閉弁を開き還流管30を経て、
気化器14へ戻される。なお、この開閉弁を常に開いて
いてもよい。
極僅かに極微細な液滴の残存することのある原料ガスが
溜まる。この原料ガスは、ノックアウト容器19から原
料ガス供給配管20へ流れ、加熱ヒータ21で、原料液
の圧力における沸点以上に加熱され、完全に気化され
る。
れ、保温ヒータ24で温められながら、フィルター22
を通過しマスフローコントローラー23で流量を調整さ
れて、バーナ25へ供給される。
は加水分解される。これにより生成したガラス微粒子を
堆積させて、多孔質ガラス母材26が形成される。
スの供給装置を用いて、多孔質ガラス母材を製造した例
を以下の実施例1および2に示す。
としてテトラクロロシランを用いた。気化器14の運転
圧力は0.1MPaGであった。ノックアウト容器19
として直径1100mmで断面積0.95m2のものを
用い、そこから原料ガス供給配管20へ流れた原料ガス
を加熱ヒータ21で110℃に加熱し、加熱ヒータ21
からフィルター22とマスフローコントローラー23と
を経てバーナ25に至るまでの原料ガス供給配管を保温
ヒータ24で100℃に温めた。原料ガスをバッチ運転
の可能な16台のバーナ25へ供給した。バッチ運転し
ているバーナ25の数の変動とともに、気化器14から
ノックアウト容器19へ流れる原料ガスの質量流量は1
50〜250kg/hであったため、ノックアウト容器
19内への単位面積当たりの質量流量は158〜263
kg/m2hで変動した。
給装置は何処も閉塞しなかった。その間、原料ガスのバ
ーナ25への供給量は安定しており、多孔質ガラス母材
26を連続的に形成することができた。
としてテトラクロロシランを用いた。気化器14の運転
圧力は0.05MPaGであった。ノックアウト容器1
9として直径800mmで断面積0.50m2のものを
用い、そこから原料ガス供給配管20へ流れた原料ガス
は、加熱ヒータを用いず、バーナ25に至るまでの原料
ガス供給配管を保温ヒータ24で100℃に温めた。原
料ガスをバッチ運転の可能な18台のバーナ25へ供給
した。バッチ運転しているバーナ25の数の変動ととも
に、気化器14からノックアウト容器19へ流れる原料
ガスの質量流量は20〜40kg/hであったので単位
面積当たりの質量流量は40〜80kg/m2hで変動
した。
給装置は何処も閉塞しなかった。その間、原料ガスのバ
ーナ25への供給量は安定しており、多孔質ガラス母材
26を連続的に形成することができた。
孔質ガラス母材原料ガスの供給装置を用いると、液滴を
含まず完全に気化した原料ガスをバーナへ安定して供給
することができる。
ガスに液滴が多く含まれても、バーナに供給するまでの
間に、確実に液滴を除去できるので、気化効率を上げる
ことができる。さらに穏やかに気化させる必要がないの
で気化器をコンパクトにすることができる。
供給することができるので、それを用いた気相軸付け法
(VAD法)や外付け蒸着法(OVD法)の気相合成で
形成した多孔質ガラス母材は、均質で品質が優れてい
る。
給装置の実施例を示す骨格構成図である。
給装置の別な実施例を示す部分骨格構成図である。
給装置の別な実施例を示す部分骨格構成図である。
給装置の別な実施例を示す部分骨格構成図である。
4は気化器、15は空間、16は原料液、17は熱源、
18は原料ガス送出配管、19はノックアウト容器、2
0は原料ガス供給配管、21は加熱ヒータ、22はフィ
ルター、23はマスフローコントローラー、24は保温
ヒータ、25はバーナ、26は多孔質ガラス母材、30
は還流管、31・32はバッフルである。
Claims (6)
- 【請求項1】 気相合成される多孔質ガラス母材の原
料液の気化器が、気化した原料ガスの送出配管を介し、
該原料ガス中の液滴を除去するノックアウト容器に接続
し、該ノックアウト容器が、原料ガスの供給配管を介
し、多孔質ガラス母材合成バーナに接続していることを
特徴とする多孔質ガラス母材原料ガスの供給装置。 - 【請求項2】 該ノックアウト容器内への該原料ガス
の単位面積あたり質量流量は、300kg/m2h以下
であることを特徴とする請求項1に記載の多孔質ガラス
母材原料ガスの供給装置。 - 【請求項3】 該送出配管が該ノックアウト容器内に
まで挿入されており、その先端が下向きになっているこ
とを特徴とする請求項1または2に記載の多孔質ガラス
母材原料ガスの供給装置。 - 【請求項4】 該ノックアウト容器内に、該液滴の拡
散を防止する部材が設けられていることを特徴とする請
求項1または2に記載の多孔質ガラス母材原料ガスの供
給装置。 - 【請求項5】 該原料ガス供給配管が、該原料液の圧
力における沸点以上に加熱するヒータを有していること
を特徴とする請求項1または2に記載の多孔質ガラス母
材原料ガスの供給装置。 - 【請求項6】 該ヒータは、該原料液の圧力における
沸点以上で該原料ガス中の液滴を完全に気化させる加熱
ヒータと、それを経た原料ガスを保温するヒータとであ
ることを特徴とする請求項5に記載の多孔質ガラス母材
原料ガスの供給装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002016832A JP2003212562A (ja) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | 多孔質ガラス母材原料ガスの供給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002016832A JP2003212562A (ja) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | 多孔質ガラス母材原料ガスの供給装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003212562A true JP2003212562A (ja) | 2003-07-30 |
Family
ID=27652758
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002016832A Pending JP2003212562A (ja) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | 多孔質ガラス母材原料ガスの供給装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003212562A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012020905A (ja) * | 2010-07-15 | 2012-02-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ガラス微粒子堆積体製造方法およびガラス体製造方法 |
WO2020194808A1 (ja) * | 2019-03-22 | 2020-10-01 | 積水化学工業株式会社 | 有機化合物の製造システム |
JP2021008391A (ja) * | 2019-07-03 | 2021-01-28 | 住友電気工業株式会社 | ガラス原料供給装置およびガラス原料供給装置のフィルタ交換方法 |
CN112512980A (zh) * | 2018-08-23 | 2021-03-16 | 信越化学工业株式会社 | 光纤用多孔玻璃基材的制造方法及制造装置 |
-
2002
- 2002-01-25 JP JP2002016832A patent/JP2003212562A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP6810282B1 (ja) * | 2019-03-22 | 2021-01-06 | 積水化学工業株式会社 | 有機化合物の製造システム |
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JP7310373B2 (ja) | 2019-07-03 | 2023-07-19 | 住友電気工業株式会社 | ガラス原料供給装置およびガラス原料供給装置のフィルタ交換方法 |
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