JP7310373B2 - 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 - Google Patents
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Description
本開示は、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に関する。
特許文献１、２には、原料ガスの供給配管にフィルタが設けられたガラス原料供給装置が開示されている。
ガラス微粒子堆積体を製造する原料ガスを反応容器に供給するガラス原料供給装置において、ガラス原料の中に不純物が入っている場合がある。そのため、気化した原料ガスを送る配管の途中にフィルタを付けて、不純物をフィルタで除去して、清浄な原料ガスを反応容器へ送っている。
ガラス原料供給装置を稼働し続けると、フィルタ内に不純物が溜ってきて、フィルタが詰まるおそれがある。このため、フィルタが詰まる前に、新しいフィルタに交換する必要がある。このフィルタ交換時に、フィルタ内の残留ガスが外に漏れると、安全衛生上の問題が生じるため、残留ガスを労働安全衛生法で定められた基準以下にしてからでないとフィルタを取り外すことができない。そのため、窒素ガス等によってフィルタ内の残留ガスをパージする必要があるが、残留ガスのパージには時間がかかる。したがって、フィルタ交換のために、長時間、ガラス原料供給装置を停止する必要があった。
ガラス原料供給装置を稼働し続けると、フィルタ内に不純物が溜ってきて、フィルタが詰まるおそれがある。このため、フィルタが詰まる前に、新しいフィルタに交換する必要がある。このフィルタ交換時に、フィルタ内の残留ガスが外に漏れると、安全衛生上の問題が生じるため、残留ガスを労働安全衛生法で定められた基準以下にしてからでないとフィルタを取り外すことができない。そのため、窒素ガス等によってフィルタ内の残留ガスをパージする必要があるが、残留ガスのパージには時間がかかる。したがって、フィルタ交換のために、長時間、ガラス原料供給装置を停止する必要があった。
そこで、本開示は、フィルタ交換の時間を短縮することができる、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を提供することを目的とする。
本開示の一態様に係るガラス原料供給装置は、
ガラス原料を気化させて原料ガスにする気化装置と、
前記原料ガスの流路となる第一配管と、
前記原料ガスの不純物を取り除くフィルタ部と、
不純物を取り除いた前記原料ガスの流路となる第二配管と、
前記原料ガスの流量を制御する流量制御装置と、
第一接続継手と、
第二接続継手と、
を有し、
前記フィルタ部は、第一バルブと、ガスラインフィルタと、第二バルブと、を有し、
前記気化装置は、前記第一配管の一端部に接続され、
前記第一配管の他端部は、前記第一接続継手を介して前記第一バルブの一方の開口部に接続され、
前記第一バルブの他方の開口部は、前記ガスラインフィルタのガスの流入側端部に接続され、
前記ガスラインフィルタのガスの排出側端部は、前記第二バルブの一方の開口部に接続され、
前記第二バルブの他方の開口部は、前記第二接続継手を介して前記第二配管の一端部に接続され、
前記第二配管の他端部は、前記流量制御装置に接続されている。
ガラス原料を気化させて原料ガスにする気化装置と、
前記原料ガスの流路となる第一配管と、
前記原料ガスの不純物を取り除くフィルタ部と、
不純物を取り除いた前記原料ガスの流路となる第二配管と、
前記原料ガスの流量を制御する流量制御装置と、
第一接続継手と、
第二接続継手と、
を有し、
前記フィルタ部は、第一バルブと、ガスラインフィルタと、第二バルブと、を有し、
前記気化装置は、前記第一配管の一端部に接続され、
前記第一配管の他端部は、前記第一接続継手を介して前記第一バルブの一方の開口部に接続され、
前記第一バルブの他方の開口部は、前記ガスラインフィルタのガスの流入側端部に接続され、
前記ガスラインフィルタのガスの排出側端部は、前記第二バルブの一方の開口部に接続され、
前記第二バルブの他方の開口部は、前記第二接続継手を介して前記第二配管の一端部に接続され、
前記第二配管の他端部は、前記流量制御装置に接続されている。
また、本開示の一態様に係るガラス原料供給装置のフィルタ交換方法は、
ガラス原料を気化させて原料ガスにする気化装置と、
前記原料ガスの流路となる第一配管と、
前記原料ガスの不純物を取り除くフィルタ部と、
不純物を取り除いた前記原料ガスの流路となる第二配管と、
前記原料ガスの流量を制御する流量制御装置と、
第一接続継手と、
第二接続継手と、
を有し、
前記フィルタ部は、第一バルブと、ガスラインフィルタと、第二バルブと、を有し、
前記気化装置は、前記第一配管の一端部に接続され、
前記第一配管の他端部は、前記第一接続継手を介して前記第一バルブの一方の開口部に接続され、
前記第一バルブの他方の開口部は、前記ガスラインフィルタのガスの流入側端部に接続され、
前記ガスラインフィルタのガスの排出側端部は、前記第二バルブの一方の開口部に接続され、
前記第二バルブの他方の開口部は、前記第二接続継手を介して前記第二配管の一端部に接続され、
前記第二配管の他端部は、前記流量制御装置に接続されている、
ガラス原料供給装置において、前記フィルタ部を交換するフィルタ交換方法であって、
前記第一バルブおよび前記第二バルブを閉状態にして、前記第一配管および第二配管の前記フィルタ部側の少なくとも一部に対して、窒素ガスを流してパージを行う第一工程と、
窒素ガスを流しながら、前記フィルタ部を当該ガラス原料供給装置から取り外す第二工程と、
前記フィルタ部と同じ構成で、前記第一バルブおよび前記第二バルブが閉状態となっている新フィルタ部を用意し、当該新フィルタ部を当該ガラス原料供給装置に取り付ける第三工程と、
前記第一バルブおよび前記第二バルブを開状態にして、前記第一配管および第二配管の前記フィルタ部側の少なくとも一部と、前記新フィルタ部内とに対して、窒素ガスによるパージを行う第四工程と、を含む。
ガラス原料を気化させて原料ガスにする気化装置と、
前記原料ガスの流路となる第一配管と、
前記原料ガスの不純物を取り除くフィルタ部と、
不純物を取り除いた前記原料ガスの流路となる第二配管と、
前記原料ガスの流量を制御する流量制御装置と、
第一接続継手と、
第二接続継手と、
を有し、
前記フィルタ部は、第一バルブと、ガスラインフィルタと、第二バルブと、を有し、
前記気化装置は、前記第一配管の一端部に接続され、
前記第一配管の他端部は、前記第一接続継手を介して前記第一バルブの一方の開口部に接続され、
前記第一バルブの他方の開口部は、前記ガスラインフィルタのガスの流入側端部に接続され、
前記ガスラインフィルタのガスの排出側端部は、前記第二バルブの一方の開口部に接続され、
前記第二バルブの他方の開口部は、前記第二接続継手を介して前記第二配管の一端部に接続され、
前記第二配管の他端部は、前記流量制御装置に接続されている、
ガラス原料供給装置において、前記フィルタ部を交換するフィルタ交換方法であって、
前記第一バルブおよび前記第二バルブを閉状態にして、前記第一配管および第二配管の前記フィルタ部側の少なくとも一部に対して、窒素ガスを流してパージを行う第一工程と、
窒素ガスを流しながら、前記フィルタ部を当該ガラス原料供給装置から取り外す第二工程と、
前記フィルタ部と同じ構成で、前記第一バルブおよび前記第二バルブが閉状態となっている新フィルタ部を用意し、当該新フィルタ部を当該ガラス原料供給装置に取り付ける第三工程と、
前記第一バルブおよび前記第二バルブを開状態にして、前記第一配管および第二配管の前記フィルタ部側の少なくとも一部と、前記新フィルタ部内とに対して、窒素ガスによるパージを行う第四工程と、を含む。
本開示に係る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によれば、フィルタ交換の時間を短縮することができる。
（本開示の実施形態の説明）
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
本開示の一態様に係るガラス原料供給装置は、
（１）ガラス原料を気化させて原料ガスにする気化装置と、
前記原料ガスの流路となる第一配管と、
前記原料ガスの不純物を取り除くフィルタ部と、
不純物を取り除いた前記原料ガスの流路となる第二配管と、
前記原料ガスの流量を制御する流量制御装置と、
第一接続継手と、
第二接続継手と、
を有し、
前記フィルタ部は、第一バルブと、ガスラインフィルタと、第二バルブと、を有し、
前記気化装置は、前記第一配管の一端部に接続され、
前記第一配管の他端部は、前記第一接続継手を介して前記第一バルブの一方の開口部に接続され、
前記第一バルブの他方の開口部は、前記ガスラインフィルタのガスの流入側端部に接続され、
前記ガスラインフィルタのガスの排出側端部は、前記第二バルブの一方の開口部に接続され、
前記第二バルブの他方の開口部は、前記第二接続継手を介して前記第二配管の一端部に接続され、
前記第二配管の他端部は、前記流量制御装置に接続されている。
上記ガラス原料供給装置によれば、フィルタ部の前後にバルブ（第一バルブおよび第二バルブ）があるので、これらのバルブを閉状態にして、フィルタ部を取り外すことができる。これにより、フィルタ部の交換時に、フィルタ部内に窒素ガスを流してフィルタ部内の残留ガスを除去する必要がないので、フィルタ部の交換時間を短縮することができる。したがって、フィルタ交換の際にガラス原料供給装置を停止する時間を短くできるので、ガラス原料が供給されるガラス母材の製造装置を停止する時間を短縮することができる。
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
本開示の一態様に係るガラス原料供給装置は、
（１）ガラス原料を気化させて原料ガスにする気化装置と、
前記原料ガスの流路となる第一配管と、
前記原料ガスの不純物を取り除くフィルタ部と、
不純物を取り除いた前記原料ガスの流路となる第二配管と、
前記原料ガスの流量を制御する流量制御装置と、
第一接続継手と、
第二接続継手と、
を有し、
前記フィルタ部は、第一バルブと、ガスラインフィルタと、第二バルブと、を有し、
前記気化装置は、前記第一配管の一端部に接続され、
前記第一配管の他端部は、前記第一接続継手を介して前記第一バルブの一方の開口部に接続され、
前記第一バルブの他方の開口部は、前記ガスラインフィルタのガスの流入側端部に接続され、
前記ガスラインフィルタのガスの排出側端部は、前記第二バルブの一方の開口部に接続され、
前記第二バルブの他方の開口部は、前記第二接続継手を介して前記第二配管の一端部に接続され、
前記第二配管の他端部は、前記流量制御装置に接続されている。
上記ガラス原料供給装置によれば、フィルタ部の前後にバルブ（第一バルブおよび第二バルブ）があるので、これらのバルブを閉状態にして、フィルタ部を取り外すことができる。これにより、フィルタ部の交換時に、フィルタ部内に窒素ガスを流してフィルタ部内の残留ガスを除去する必要がないので、フィルタ部の交換時間を短縮することができる。したがって、フィルタ交換の際にガラス原料供給装置を停止する時間を短くできるので、ガラス原料が供給されるガラス母材の製造装置を停止する時間を短縮することができる。
（２）前記第一配管および前記第二配管は、配管の途中にそれぞれ分岐部が設けられており、
前記第一配管の分岐部と、前記第二配管の分岐部とを接続するバイパス配管を有し、
前記バイパス配管は、当該バイパス配管の途中に流路を開閉する第三バルブを有してもよい。
上記ガラス原料供給装置によれば、第一配管側（或いは第二配管側）からのみ窒素ガスを供給しても、バイパス配管を通して、第二配管側（或いは第一配管側）にも窒素ガスを供給することができる。これにより、窒素ガスの供給経路を単純化することができる。
前記第一配管の分岐部と、前記第二配管の分岐部とを接続するバイパス配管を有し、
前記バイパス配管は、当該バイパス配管の途中に流路を開閉する第三バルブを有してもよい。
上記ガラス原料供給装置によれば、第一配管側（或いは第二配管側）からのみ窒素ガスを供給しても、バイパス配管を通して、第二配管側（或いは第一配管側）にも窒素ガスを供給することができる。これにより、窒素ガスの供給経路を単純化することができる。
また、本開示の一態様に係るガラス原料供給装置のフィルタ交換方法は、
（３）ガラス原料を気化させて原料ガスにする気化装置と、
前記原料ガスの流路となる第一配管と、
前記原料ガスの不純物を取り除くフィルタ部と、
不純物を取り除いた前記原料ガスの流路となる第二配管と、
前記原料ガスの流量を制御する流量制御装置と、
第一接続継手と、
第二接続継手と、
を有し、
前記フィルタ部は、第一バルブと、ガスラインフィルタと、第二バルブと、を有し、
前記気化装置は、前記第一配管の一端部に接続され、
前記第一配管の他端部は、前記第一接続継手を介して前記第一バルブの一方の開口部に接続され、
前記第一バルブの他方の開口部は、前記ガスラインフィルタのガスの流入側端部に接続され、
前記ガスラインフィルタのガスの排出側端部は、前記第二バルブの一方の開口部に接続され、
前記第二バルブの他方の開口部は、前記第二接続継手を介して前記第二配管の一端部に接続され、
前記第二配管の他端部は、前記流量制御装置に接続されている、
ガラス原料供給装置において、前記フィルタ部を交換するフィルタ交換方法であって、
前記第一バルブおよび前記第二バルブを閉状態にして、前記第一配管および第二配管の前記フィルタ部側の少なくとも一部に対して、窒素ガスを流してパージを行う第一工程と、
窒素ガスを流しながら、前記フィルタ部を当該ガラス原料供給装置から取り外す第二工程と、
前記フィルタ部と同じ構成で、前記第一バルブおよび前記第二バルブが閉状態となっている新フィルタ部を用意し、当該新フィルタ部を当該ガラス原料供給装置に取り付ける第三工程と、
前記第一バルブおよび前記第二バルブを開状態にして、前記第一配管および第二配管の前記フィルタ部側の少なくとも一部と、前記新フィルタ部内とに対して、窒素ガスによるパージを行う第四工程と、を含む。
上記ガラス原料供給装置のフィルタ交換方法によれば、フィルタ部の前後にあるバルブ（第一バルブおよび第二バルブ）を閉状態にして、フィルタ部を交換することができる。これにより、フィルタ部の交換時に、フィルタ部内に窒素ガスを流してフィルタ部内の残留ガスを除去する必要がないので、フィルタ部の交換時間を短縮することができる。したがって、フィルタ交換の際にガラス原料供給装置を停止する時間を短くできるので、ガラス原料が供給されるガラス母材の製造装置を停止する時間を短縮することができる。
（３）ガラス原料を気化させて原料ガスにする気化装置と、
前記原料ガスの流路となる第一配管と、
前記原料ガスの不純物を取り除くフィルタ部と、
不純物を取り除いた前記原料ガスの流路となる第二配管と、
前記原料ガスの流量を制御する流量制御装置と、
第一接続継手と、
第二接続継手と、
を有し、
前記フィルタ部は、第一バルブと、ガスラインフィルタと、第二バルブと、を有し、
前記気化装置は、前記第一配管の一端部に接続され、
前記第一配管の他端部は、前記第一接続継手を介して前記第一バルブの一方の開口部に接続され、
前記第一バルブの他方の開口部は、前記ガスラインフィルタのガスの流入側端部に接続され、
前記ガスラインフィルタのガスの排出側端部は、前記第二バルブの一方の開口部に接続され、
前記第二バルブの他方の開口部は、前記第二接続継手を介して前記第二配管の一端部に接続され、
前記第二配管の他端部は、前記流量制御装置に接続されている、
ガラス原料供給装置において、前記フィルタ部を交換するフィルタ交換方法であって、
前記第一バルブおよび前記第二バルブを閉状態にして、前記第一配管および第二配管の前記フィルタ部側の少なくとも一部に対して、窒素ガスを流してパージを行う第一工程と、
窒素ガスを流しながら、前記フィルタ部を当該ガラス原料供給装置から取り外す第二工程と、
前記フィルタ部と同じ構成で、前記第一バルブおよび前記第二バルブが閉状態となっている新フィルタ部を用意し、当該新フィルタ部を当該ガラス原料供給装置に取り付ける第三工程と、
前記第一バルブおよび前記第二バルブを開状態にして、前記第一配管および第二配管の前記フィルタ部側の少なくとも一部と、前記新フィルタ部内とに対して、窒素ガスによるパージを行う第四工程と、を含む。
上記ガラス原料供給装置のフィルタ交換方法によれば、フィルタ部の前後にあるバルブ（第一バルブおよび第二バルブ）を閉状態にして、フィルタ部を交換することができる。これにより、フィルタ部の交換時に、フィルタ部内に窒素ガスを流してフィルタ部内の残留ガスを除去する必要がないので、フィルタ部の交換時間を短縮することができる。したがって、フィルタ交換の際にガラス原料供給装置を停止する時間を短くできるので、ガラス原料が供給されるガラス母材の製造装置を停止する時間を短縮することができる。
（４）前記新フィルタ部は、予め窒素ガスが充填されており、
前記第四工程は、前記第一バルブおよび前記第二バルブを閉状態にして、前記第一配管および第二配管の前記フィルタ部側の少なくとも一部に対して、窒素ガスによるパージを行ってもよい。
上記ガラス原料供給装置のフィルタ交換方法によれば、予め窒素ガスが充填された新フィルタ部に交換するので、新フィルタ部内に対して窒素ガスによるパージを行う必要がないので、第四工程の時間を短縮できる。これにより、フィルタ部の交換時間をさらに短縮することができる。
前記第四工程は、前記第一バルブおよび前記第二バルブを閉状態にして、前記第一配管および第二配管の前記フィルタ部側の少なくとも一部に対して、窒素ガスによるパージを行ってもよい。
上記ガラス原料供給装置のフィルタ交換方法によれば、予め窒素ガスが充填された新フィルタ部に交換するので、新フィルタ部内に対して窒素ガスによるパージを行う必要がないので、第四工程の時間を短縮できる。これにより、フィルタ部の交換時間をさらに短縮することができる。
（本開示の実施形態の詳細）
本開示の実施形態に係る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の具体例を、図面を参照しつつ説明する。
なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本開示の実施形態に係る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の具体例を、図面を参照しつつ説明する。
なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
図１は、本開示の実施形態に係るガラス原料供給装置の一例を示す概略構成図である。図１に示すように、本例のガラス原料供給装置１は、気化装置１０と、原料ガス配管２０と、原料ガス配管３０（第一配管の一例）と、パージガス配管４０と、フィルタ部５０と、原料ガス配管６０（第二配管の一例）と、ＭＦＣ７０（流量制御装置の一例）と、バイパス配管８０とを備えている。ガラス原料供給装置１は、ガラス微粒子堆積体を製造するためのガラス原料を、反応容器１００内に配置されるガラス微粒子生成用のバーナ１０１に供給する装置である。反応容器１００では、例えば、ＶＡＤ法やＯＶＤ法により、光ファイバ用の円柱状ガラス母材等が合成される。
気化装置１０には、液体のガラス原料が密閉された状態で貯留されている。ガラス原料は、例えば、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）等である。気化装置１０は、液体のガラス原料を気化させて原料ガスを生成する。
原料ガス配管２０は、その一端部が気化装置１０に接続されている。原料ガス配管２０には、気化装置１０から送り出される原料ガスが流れる。原料ガス配管２０は、上記気化装置１０が接続される側の端部とは反対側の端部に、原料弁２１の一方の開口部が取り付けられている。原料弁２１は、例えば供給される空気によって開閉が制御されるエア駆動弁である。原料弁２１における上記原料ガス配管２０に接続される側の開口部とは反対側の開口部は、原料ガス配管３０の一端部に接続されている。原料弁２１が閉状態に制御されることにより、原料ガス配管２０から原料ガス配管３０へ流れる原料ガスの流れが遮断される。
原料ガス配管３０は、上記原料弁２１が接続される側の端部とは反対側の端部がフィルタ部５０の流入側に接続されている。原料ガス配管３０には、原料ガス配管２０から送られる原料ガスが流れる。また、原料ガス配管３０は、当該配管の途中に合流部３１が設けられている。合流部３１には、配管内をパージするパージガス（例えば、窒素ガス等）が供給されるパージガス配管４０の一端部が接続されている。合流部３１は、原料ガス配管３０における原料弁２１寄りの位置に設けられている。
パージガス配管４０には、パージガスの流路を開状態または閉状態にすることが可能なパージ弁４１が設けられている。パージ弁４１は、例えば供給される空気によって開閉が制御されるエア駆動弁である。パージ弁４１が開状態にされることにより、パージガスがパージガス配管４０を介して原料ガス配管３０に供給される。
フィルタ部５０は、流入側弁５２（第一バルブの一例）と、ガスラインフィルタ５１と、排出側弁５３（第二バルブの一例）とを有している。
流入側弁５２は、フィルタ部５０において、ガスラインフィルタ５１の一次側に設けられている弁である。一次側とは、原料ガスが流れる方向における上流側を意味する。上述した原料ガス配管３０における上記反対側の端部は、当該流入側弁５２の入力開口部に接続されている。流入側弁５２において、上記原料ガス配管３０が接続される側の入力開口部とは反対側の出力開口部は、ガスラインフィルタ５１における原料ガスが流入される側の端部に接続されている。流入側弁５２は、例えば、手動弁により構成されている。流入側弁５２が閉状態にされることにより、原料ガス配管３０からフィルタ部５０に流入される原料ガスの流入が遮断される。
ガスラインフィルタ５１は、原料ガスに含まれる不純物を取り除くためのフィルタである。ガスラインフィルタ５１は、上記流入側弁５２が接続される側の端部とは反対側の端部、すなわち原料ガスが排出される側の端部が、排出側弁５３の入力開口部に接続されている。ガスラインフィルタ５１は、流入側弁５２を介して流入される原料ガスを清浄し、清浄された原料ガスを排出側弁５３を介して排出する。
排出側弁５３は、フィルタ部５０において、ガスラインフィルタ５１の二次側に設けられている弁である。二次側とは、原料ガスが流れる方向における下流側を意味する。排出側弁５３は、上記ガスラインフィルタ５１が接続される側の入力開口部とは反対側の出力開口部が原料ガス配管６０の一端部に接続されている。排出側弁５３は、例えば、手動弁により構成されている。排出側弁５３が閉状態にされることにより、フィルタ部５０から原料ガス配管６０に排出される原料ガスの排出が遮断される。
原料ガス配管６０は、上記排出側弁５３が接続される側の端部とは反対側の端部がＭＦＣ（Ｍａｓｓ Ｆｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）７０の流入側に接続されている。原料ガス配管６０には、フィルタ部５０から排出される原料ガスが流れる。
ＭＦＣ７０は、出力側が、原料ガス供給管７１を介して、反応容器１００のバーナ１０１に接続されている。ＭＦＣ７０は、反応容器１００のバーナ１０１に供給される原料ガスの流量を制御する装置である。
バイパス配管８０は、原料ガス配管３０と原料ガス配管６０との間に接続されるフィルタ部５０に対して設けられる迂回のガス流路である。バイパス配管８０は、原料ガス配管３０に設けられる分岐部３２と原料ガス配管６０に設けられる分岐部６１とを連通させるように設けられている。分岐部３２は、原料ガス配管３０におけるフィルタ部５０寄りの位置に設けられている。分岐部６１は、原料ガス配管６０におけるフィルタ部５０寄りの位置に設けられている。バイパス配管８０の途中には、ガス流路を開閉可能なバイパス用弁８１（第三バルブの一例）が設けられている。バイパス用弁８１は、例えば、手動弁により構成されている。バイパス用弁８１が閉状態にされることにより、原料ガス配管３０からバイパス配管８０を介して原料ガス配管６０に送られる原料ガスの流れが遮断される。なお、バイパス用弁８１は、上記原料弁２１と同様、供給される空気によって開閉が制御されるエア駆動弁（自動弁）で構成してもよい。また、本例ではバイパス配管８０が設けられているが、バイパス配管８０を備えていない構成としてもよい。
図２は、フィルタ部５０の取り付け構成を示す図である。図２に示すように、原料ガス配管３０の端部には、流入側継手９０Ａ（第一接続継手の一例）が設けられている。また、原料ガス配管６０の端部には、排出側継手９０Ｂ（第二接続継手の一例）が設けられている。原料ガス配管３０は、流入側継手９０Ａを介して流入側弁５２の入力開口部に接続されている。また、原料ガス配管６０は、排出側継手９０Ｂを介して排出側弁５３の出力開口部に接続されている。フィルタ部５０は、流入側継手９０Ａおよび排出側継手９０Ｂを介して、ガラス原料供給装置１に対し着脱可能に設けられている。
なお、本例のガラス原料供給装置１では、気化装置１０のガラス原料を一つのバーナ１０１に供給する場合を説明したが、これに限定されない。例えば、気化装置から送り出される原料ガスが複数系統の原料ガス配管に分岐され、各原料ガス配管に接続されるバーナに原料ガスを供給する構成としてもよい。その場合、各系統にフィルタ部５０、ＭＦＣ７０等が設けられる。
このように構成されるガラス原料供給装置１は、ガラス微粒子堆積体の製造時において以下のように動作する。パージ弁４１を閉じて原料弁２１を開き、流入側弁５２と排出側弁５３とを開き、バイパス用弁８１を閉じる。これにより、気化装置１０から送り出された原料ガスが、原料ガス配管２０と原料ガス配管３０とを流れて、フィルタ部５０に送り込まれる。フィルタ部５０に送り込まれた原料ガスは、ガスラインフィルタ５１によって不純物が取り除かれた後に、原料ガス配管６０を流れてＭＦＣ７０に送られる。原料ガスは、ＭＦＣ７０によって流量が適宜制御されながら反応容器１００のバーナ１０１に供給される。これにより、清浄度の高いガラス微粒子堆積体が反応容器１００において製造される。
ところが、ガラス原料供給装置１を稼働し続けると、取り除かれた不純物がガスラインフィルタ５１内に溜り、当該ガスラインフィルタ５１が目詰まりを起こすおそれがある。このため、ガスラインフィルタ５１が詰まる前に、新しいガスラインフィルタ５１に交換する必要がある。
次に、図３を参照して、ガラス原料供給装置１におけるフィルタ部５０の交換方法について説明する。
図３は、図１におけるフィルタ部５０周辺部分を示した図である。フィルタ部５０の交換方法は、例えば図３において左から右へと進行する各工程により示される。なお、図３における各弁の色（白黒）は、黒い場合は開状態、白い場合は閉状態を示すものである。
図３は、図１におけるフィルタ部５０周辺部分を示した図である。フィルタ部５０の交換方法は、例えば図３において左から右へと進行する各工程により示される。なお、図３における各弁の色（白黒）は、黒い場合は開状態、白い場合は閉状態を示すものである。
図３の一番左に示される工程は、フィルタ部５０を交換する前のパージ工程（以下、前パージ工程という）を表す。当該前パージ工程では、原料弁２１を閉状態にして、気化装置１０からの原料ガスの供給を遮断する。また、フィルタ部５０の流入側弁５２を閉状態にしてフィルタ部５０と原料ガス配管３０との間の流路を遮断するとともに、排出側弁５３を閉状態にしてフィルタ部５０と原料ガス配管６０との間の流路を遮断する。また、バイパス用弁８１を開状態にして、原料ガス配管３０と原料ガス配管６０との間をバイパス配管８０により連通させる。そして、パージ弁４１を開状態にして窒素ガスをパージガス配管４０に供給する。供給された窒素ガスは、原料ガス配管３０からバイパス配管８０を介して原料ガス配管６０へと流れる。これにより、原料ガス配管３０、バイパス配管８０、および原料ガス配管６０が窒素ガスによってパージされる。
図３の左から二番目に示される工程は、フィルタ部５０を取り外す取外し工程を表す。当該取外し工程では、上記前パージ工程と同様に窒素ガスを流しながら、フィルタ部５０をガラス原料供給装置１から取り外す。窒素が流されているため、フィルタ部５０が取り外された状態でも、原料ガス配管３０内および原料ガス配管６０内に大気が流入するのを防ぐことができる。
図３の左から三番目に示される工程は、新しいフィルタ部（新フィルタ部）５０を取り付ける取付け工程と当該新しいフィルタ部５０が取り付けられた後のパージ工程（以下、後パージ工程という）とを表す。当該取付け工程では、取り外したフィルタ部５０と同じ構成の新しいフィルタ部５０を予め用意しておく。用意された新しいフィルタ部５０は、流入側弁５２と排出側弁５３を共に閉状態にしておく。新しいフィルタ部５０は、窒素ガスが当該フィルタ部５０内に予め充填されている。上記前パージ工程と同様に窒素ガスを流しながら、新しいフィルタ部５０をガラス原料供給装置１に取り付ける。また、当該後パージ工程では、新しいフィルタ部５０を取り付けた後、上記前パージ工程と同様に窒素ガスを流し、原料ガス配管３０、バイパス配管８０、および原料ガス配管６０をパージする。
なお、当該後パージ工程では、新しいフィルタ部５０の流入側弁５２と排出側弁５３とを開状態にするとともに、バイパス配管８０のバイパス用弁８１を閉状態にした後、窒素ガスを流して、原料ガス配管３０、新しいフィルタ部５０、および原料ガス配管６０をパージしてもよい。また、例えば、バイパス配管８０を備えない構成では、新しいフィルタ部５０を取り付けた後、流入側弁５２と排出側弁５３とを開状態にして、窒素ガスにより原料ガス配管３０、新しいフィルタ部５０、および原料ガス配管６０をパージしてもよい。
図３の一番右に示される工程は、フィルタ部５０が交換された後の使用開始工程を表す。当該使用開始工程では、新しいフィルタ部５０の流入側弁５２と排出側弁５３とを開状態にして、バイパス配管８０のバイパス用弁８１を閉状態にする。そして、パージ弁４１を閉状態にするとともに、原料弁２１を開状態にして、気化装置１０から原料ガスを供給する。
図４は、従来のガラス原料供給装置におけるガスラインフィルタの交換方法の一例を示す。図４における交換方法の各工程は、上記ガラス原料供給装置１におけるフィルタ部５０の交換方法で説明した図３の各工程にそれぞれ対応するように表されている。なお、図４における各弁の色（白黒）は、黒い場合は開状態、白い場合は閉状態を示すものである。
図４の一番左に示される前パージ工程では、原料弁１２１を閉状態にして原料ガスの供給を遮断し、パージ弁１４１を開状態にして窒素ガスを流すことにより、ガスラインフィルタ１５１内に残留する原料ガス（ＳｉＣｌ４）をパージする。ＳｉＣｌ４は、空気に触れると加水分解してＳｉＯ２とＨＣｌになる。ＨＣｌは、安全衛生上の問題があるため、ガスラインフィルタ１５１を取り外す際には、内部に原料ガスが残留しないよう十分（例えば、ＨＣｌ濃度２ｐｐｍ未満）に除去しておく必要がある。しかしながら、ガスラインフィルタ１５１に残留する原料ガスを窒素ガスでパージするには長い時間（例えば、１５時間程度）が必要である。
図４の左から二番目に示される取外し工程では、ガスラインフィルタ１５１をガラス原料供給装置から取り外す。このとき、原料ガス配管１３０に窒素ガスを流すとともに、パージ弁１４２を開状態にして原料ガス配管１６０にも窒素ガスを流しながらガスラインフィルタ１５１を取り外す。
図４の左から三番目に示される後パージ工程では、新しいガスラインフィルタ１５１を取り付けた後、原料ガス配管１３０側から当該新しいガスラインフィルタ１５１に窒素ガスを流して、ガスラインフィルタ１５１内をパージする。交換された新しいガスラインフィルタ１５１は、通常のガスラインフィルタと同じ構成なので内部に空気が残留している。そこで、当該残留空気を除去するために窒素ガスによるパージが必要になる。そして、このパージにも長い時間（例えば、１時間程度）が必要になる。
図４の一番右に示される使用開始工程では、パージ弁１４１を閉状態にするとともに、原料弁１２１を開状態にして、気化装置１０から原料ガスを供給する。
このように、従来におけるガスラインフィルタの交換方法では、残留原料ガスと残留空気とをパージするために長時間が必要であり、その間、ガラス原料供給装置の稼働を停止する必要があった。特に、多数のバーナを使用するＯＶＤ法を実施する装置のように大量のガラス原料を供給することが可能な装置では、各バーナにＭＦＣが接続されるので、使用されるガスラインフィルタの数も増加する。このため、ガスラインフィルタの交換頻度が高くなり、ガラス原料供給装置が稼働を停止される時間も長くなる。
これに対して、上記実施形態に係るガラス原料供給装置１は、フィルタ部５０におけるガスラインフィルタ５１の前後にバルブ（流入側弁５２および排出側弁５３）を備えている。したがって、これらのバルブを閉状態にすることにより、ガスラインフィルタ５１に残留している原料ガス（ＳｉＣｌ４）をフィルタ部５０内に閉じ込めたままフィルタ部５０をガラス原料供給装置１から取り外すことができる。このため、フィルタ部５０の取外し時に、フィルタ部５０内に窒素ガスを流してフィルタ部５０内の残留ガスを除去する必要がない。よって、ガラス原料供給装置１によれば、フィルタ部５０の交換時間を短縮することができる。また、フィルタ交換に伴うガラス原料供給装置１の稼働が停止される時間を短くできるので、ガラス原料が供給されるガラス母材製造装置が停止される時間を短縮することができる。
また、ガラス原料供給装置１は、原料ガス配管３０の分岐部３２と原料ガス配管６０の分岐部６１とを連通させるバイパス配管８０を備えている。このため、パージガス配管４０を介して原料ガス配管３０からのみ窒素ガスを供給することで、バイパス配管８０を通して、原料ガス配管６０にも窒素ガスを供給することができる。これにより、窒素ガスの供給経路を単純化することができるとともに、容易に原料ガス配管６０およびバイパス配管８０をパージすることができる。
また、フィルタ部５０は、原料ガスの流路において、気化装置１０とＭＦＣ７０との間に配置されているので、原料ガスに含まれる不純物がＭＦＣ７０に入り込むことを抑制することができ、ＭＦＣ７０の故障頻度を低下させることができる。
また、本実施形態に係るガラス原料供給装置のフィルタ交換方法によれば、フィルタ部５０におけるガスラインフィルタ５１の前後に設けられたバルブ（流入側弁５２および排出側弁５３）を閉状態にすることで、フィルタ部５０を交換することができる。このため、フィルタ部５０の交換時に、フィルタ部５０内に窒素ガスを流してフィルタ部５０内の残留ガスを除去する必要がないので、フィルタ部５０の交換時間を短縮することができる。また、フィルタ部５０を交換する際にガラス原料供給装置１を停止する時間を短くできるので、ガラス原料が供給されるガラス母材製造装置を停止する時間を短縮することができる。
また、本実施形態に係るガラス原料供給装置のフィルタ交換方法によれば、予め窒素ガスが充填された新しいフィルタ部５０に交換するので、交換された新しいフィルタ部５０内に対して窒素ガスによるパージを行う必要がない。これにより、フィルタ部５０が交換された後のパージ時間を短縮することができるので、フィルタ部５０の交換時間をさらに短縮することができる。
（実施例）
表１に示すように、フィルタ構成が異なるガラス原料供給装置（比較例と実施例）を用意し、各ガラス原料供給装置を用いたフィルタ交換方法（比較例は図４参照、実施例は図３参照）における各工程の所要時間を比較した。なお、交換前の所要時間とは、フィルタ取り外しに必要な残留ガス濃度（ＨＣｌ濃度２ｐｐｍ未満）を達成するのに必要な時間である。交換後の所要時間とは、新しいフィルタの使用開始に必要な露点温度（－７０℃以下）を達成するのに必用な時間である。
表１に示すように、フィルタ構成が異なるガラス原料供給装置（比較例と実施例）を用意し、各ガラス原料供給装置を用いたフィルタ交換方法（比較例は図４参照、実施例は図３参照）における各工程の所要時間を比較した。なお、交換前の所要時間とは、フィルタ取り外しに必要な残留ガス濃度（ＨＣｌ濃度２ｐｐｍ未満）を達成するのに必要な時間である。交換後の所要時間とは、新しいフィルタの使用開始に必要な露点温度（－７０℃以下）を達成するのに必用な時間である。
表１に示すように、フィルタ交換前の所要時間を比較例の１５時間に対して実施例では１時間に短縮することができる。また、フィルタ交換後の使用開始までの所要時間を比較例の１時間に対して実施例では５分に短縮することができる。これにより、フィルタ交換に必要な合計所要時間を比較例の１６時間５分に対して実施例では１時間１０分に短縮することができる。
また、フィルタ交換に伴って発生する母材製造の機会損失（比率）を比較例の１に対して実施例では０．０５～０．１に減少することができる。さらに、母材の線引時断線頻度（比率）を比較例の１に対して実施例では１／２に減少することができる。また、ＭＦＣの故障頻度（比率）を比較例の１に対して実施例では１／５に減少することができる。
また、フィルタ交換に伴って発生する母材製造の機会損失（比率）を比較例の１に対して実施例では０．０５～０．１に減少することができる。さらに、母材の線引時断線頻度（比率）を比較例の１に対して実施例では１／２に減少することができる。また、ＭＦＣの故障頻度（比率）を比較例の１に対して実施例では１／５に減少することができる。
以上、本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。また、上記説明した構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等に変更することができる。
１：ガラス原料供給装置
１０：気化装置
２１：原料弁
３０：原料ガス配管（第一配管の一例）
３２，６１：分岐部
４０：パージガス配管
４１：パージ弁
５０：フィルタ部
５１：ガスラインフィルタ
５２：流入側弁（第一バルブの一例）
５３：排出側弁（第二バルブの一例）
６０：原料ガス配管（第二配管の一例）
７０：ＭＦＣ（流量制御装置の一例）
７１：原料ガス供給管
８０：バイパス配管
８１：バイパス用弁（第三バルブの一例）
９０Ａ：流入側継手（第一接続継手の一例）
９０Ｂ：排出側継手（第二接続継手の一例）
１００：反応容器
１０１：バーナ
１０：気化装置
２１：原料弁
３０：原料ガス配管（第一配管の一例）
３２，６１：分岐部
４０：パージガス配管
４１：パージ弁
５０：フィルタ部
５１：ガスラインフィルタ
５２：流入側弁（第一バルブの一例）
５３：排出側弁（第二バルブの一例）
６０：原料ガス配管（第二配管の一例）
７０：ＭＦＣ（流量制御装置の一例）
７１：原料ガス供給管
８０：バイパス配管
８１：バイパス用弁（第三バルブの一例）
９０Ａ：流入側継手（第一接続継手の一例）
９０Ｂ：排出側継手（第二接続継手の一例）
１００：反応容器
１０１：バーナ
Claims (4)
- ガラス原料を気化させて原料ガスにする気化装置と、
前記原料ガスの流路となる第一配管と、
前記原料ガスの不純物を取り除くフィルタ部と、
不純物を取り除いた前記原料ガスの流路となる第二配管と、
前記原料ガスの流量を制御する流量制御装置と、
第一接続継手と、
第二接続継手と、
を有するガラス原料供給装置であって、
前記フィルタ部は、第一バルブと、ガスラインフィルタと、第二バルブと、を有し、
前記気化装置は、前記第一配管の一端部に接続され、
前記第一配管の他端部は、前記第一接続継手を介して前記第一バルブの一方の開口部に接続され、
前記第一バルブの他方の開口部は、前記ガスラインフィルタのガスの流入側端部に接続され、
前記ガスラインフィルタのガスの排出側端部は、前記第二バルブの一方の開口部に接続され、
前記第二バルブの他方の開口部は、前記第二接続継手を介して前記第二配管の一端部に接続され、
前記第二配管の他端部は、前記流量制御装置に接続され、
前記フィルタ部は、前記第一接続継手および前記第二接続継手を介して、前記ガラス原料供給装置に対し着脱可能に設けられている、
ガラス原料供給装置。 - 前記第一配管および前記第二配管は、配管の途中にそれぞれ分岐部が設けられており、
前記第一配管の分岐部と、前記第二配管の分岐部とを接続するバイパス配管を有し、
前記バイパス配管は、当該バイパス配管の途中に流路を開閉する第三バルブを有する、
請求項１に記載のガラス原料供給装置。 - ガラス原料を気化させて原料ガスにする気化装置と、
前記原料ガスの流路となる第一配管と、
前記原料ガスの不純物を取り除くフィルタ部と、
不純物を取り除いた前記原料ガスの流路となる第二配管と、
前記原料ガスの流量を制御する流量制御装置と、
第一接続継手と、
第二接続継手と、
を有し、
前記フィルタ部は、第一バルブと、ガスラインフィルタと、第二バルブと、を有し、
前記気化装置は、前記第一配管の一端部に接続され、
前記第一配管の他端部は、前記第一接続継手を介して前記第一バルブの一方の開口部に接続され、
前記第一バルブの他方の開口部は、前記ガスラインフィルタのガスの流入側端部に接続され、
前記ガスラインフィルタのガスの排出側端部は、前記第二バルブの一方の開口部に接続され、
前記第二バルブの他方の開口部は、前記第二接続継手を介して前記第二配管の一端部に接続され、
前記第二配管の他端部は、前記流量制御装置に接続されている、
ガラス原料供給装置において、前記フィルタ部を交換するフィルタ交換方法であって、
前記第一バルブおよび前記第二バルブを閉状態にして、前記第一配管および第二配管の前記フィルタ部側の少なくとも一部に対して、窒素ガスを流してパージを行う第一工程と、
窒素ガスを流しながら、前記フィルタ部を当該ガラス原料供給装置から取り外す第二工程と、
前記フィルタ部と同じ構成で、前記第一バルブおよび前記第二バルブが閉状態となっている新フィルタ部を用意し、当該新フィルタ部を当該ガラス原料供給装置に取り付ける第三工程と、
前記第一バルブおよび前記第二バルブを開状態にして、前記第一配管および第二配管の前記フィルタ部側の少なくとも一部と、前記新フィルタ部内とに対して、窒素ガスによるパージを行う第四工程と、
を含む、ガラス原料供給装置のフィルタ交換方法。 - ガラス原料を気化させて原料ガスにする気化装置と、
前記原料ガスの流路となる第一配管と、
前記原料ガスの不純物を取り除くフィルタ部と、
不純物を取り除いた前記原料ガスの流路となる第二配管と、
前記原料ガスの流量を制御する流量制御装置と、
第一接続継手と、
第二接続継手と、
を有し、
前記フィルタ部は、第一バルブと、ガスラインフィルタと、第二バルブと、を有し、
前記気化装置は、前記第一配管の一端部に接続され、
前記第一配管の他端部は、前記第一接続継手を介して前記第一バルブの一方の開口部に接続され、
前記第一バルブの他方の開口部は、前記ガスラインフィルタのガスの流入側端部に接続され、
前記ガスラインフィルタのガスの排出側端部は、前記第二バルブの一方の開口部に接続され、
前記第二バルブの他方の開口部は、前記第二接続継手を介して前記第二配管の一端部に接続され、
前記第二配管の他端部は、前記流量制御装置に接続されている、
ガラス原料供給装置において、前記フィルタ部を交換するフィルタ交換方法であって、
前記第一バルブおよび前記第二バルブを閉状態にして、前記第一配管および第二配管の前記フィルタ部側の少なくとも一部に対して、窒素ガスを流してパージを行う第一工程と、
窒素ガスを流しながら、前記フィルタ部を当該ガラス原料供給装置から取り外す第二工程と、
前記フィルタ部と同じ構成で、前記第一バルブおよび前記第二バルブが閉状態となっているとともに予め窒素ガスが充填されている新フィルタ部を用意し、当該新フィルタ部を当該ガラス原料供給装置に取り付ける第三工程と、
前記第一バルブおよび前記第二バルブを閉状態のまま、前記第一配管および第二配管の前記フィルタ部側の少なくとも一部に対して、窒素ガスによるパージを行う第四工程と、
を含む、ガラス原料供給装置のフィルタ交換方法。
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