JP7449842B2 - 多孔質ガラス母材の製造方法及び製造装置 - Google Patents
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Description
図2に示す気化器6を用いてガラス母材の作製を実施した。具体的には、気化器6の内壁が直径40mm、高さ120mmの円柱状であり、アトマイザ10が円柱の一方の底面に設けられており、液滴が他方の底面方向に向けて噴霧角度θ=30°で噴出される。温度計測点は、円柱状の内壁の同一母線上に3ヶ所設け、それぞれアトマイザ10の反対側の底面から30mm(第1内壁計測点13a)、65mm(第2内壁計測点13b)、100mm(第3内壁計測点13c)の位置とした。ヒータ11の加熱出力は、第2内壁計測点13bでの計測値が185℃になるように制御した。
図4に示す気化器6を用いてガラス母材の作製を実施した。気化器6の内壁形状およびサイズ、アトマイザ10の設置位置及び噴射角度、並びに温度計測点の配置は実施例1と同様とした。ヒータに関しては、円柱状の内壁を高さ方向について3等分した、第1内壁領域12a、第2内壁領域12b、第3内壁領域12cに対応して、それぞれ系統が独立した第1ヒータ11a、第2ヒータ11b、第3ヒータ11cを設けた。第1内壁計測点13a、第2内壁計測点13b、第3内壁計測点13cは、それぞれ第1内壁領域12a、第2内壁領域12b、第3内壁領域12cの温度計測点である。各ヒータの加熱出力は、各計測点での計測値が185℃になるように制御した。
実施例1と同様に、図2に示す気化器6を用いてガラス母材の作製を実施した。ヒータ11の加熱出力は、第1内壁計測点13aの計測値が185℃になるように制御した。
実施例2と同様に、図4に示す気化器6を用いてガラス母材の作製を実施した。ただし、温度計測点については、内壁に設けた第1内壁計測点13a、第2内壁計測点13b及び第3内壁計測点13cとは別に、更に、第1ヒータ11a、第2ヒータ11b及び第3ヒータ11cの近傍に、それぞれのヒータに対応する第1ヒータ計測点14a、第2ヒータ計測点14b及び第3ヒータ計測点14cを設け、これらにおける計測値により各ヒータの加熱出力を制御した。各ヒータの加熱出力は、第1ヒータ計測点14a、第2ヒータ計測点14b及び第3ヒータ計測点14cでの計測値が全て187℃になるように制御した。
図5に示す気化器6を用いてガラス母材の作製を実施した。気化器6の内壁形状およびサイズ、アトマイザ10の設置位置及び噴射角度、並びに温度計測点の配置は実施例1と同様とした。ヒータ11については、気化器6の内壁を取り囲むコイル状の電熱線を採用し、巻き密度は、円柱状の内壁を高さ方向について3等分した3領域に対応して、上部のアトマイザ10側から粗、粗、密とした。なお、温度計測点については、内壁に設けた第3内壁計測点13c、第2内壁計測点13b及び第1内壁計測点13aとは別に、更に、ヒータ11の下部の近傍にヒータ計測点14を設けた。
実施例1と同様に、図2に示す気化器6を用いてガラス母材の作製を実施した。ヒータ11の加熱出力は、第1内壁計測点13aの計測値が200℃になるように制御した。
実施例1と同様に、図2に示す気化器6を用いてガラス母材の作製を実施した。ヒータ11の加熱出力は、第1内壁計測点13aの計測値が220℃になるように制御した。
2 送液ポンプ
3a 循環配管
3b 原料液供給配管
3c 原料混合ガス配管
4 液体マスフローコントローラ
5 ガスマスフローコントローラ
6 気化器
7 圧力計
8 キャリアガス供給配管
9 バーナ
10 アトマイザ
11 ヒータ
11a 第1ヒータ
11b 第2ヒータ
11c 第3ヒータ
12a 第1内壁領域
12b 第2内壁領域
12c 第3内壁領域
13a 第1内壁計測点
13b 第2内壁計測点
13c 第3内壁計測点
14 ヒータ計測点
14a 第1ヒータ計測点
14b 第2ヒータ計測点
14c 第3ヒータ計測点
Claims (15)
- 原料である液体状態のオクタメチルシクロテトラシロキサンをキャリアガスと気化器内で混合し、ヒータにより加熱された前記気化器の内壁から生じる熱により気化させて、気体原料としてバーナに供給し、前記気体原料の燃焼により生成されたガラス微粒子を出発材に堆積させることにより多孔質ガラス母材を製造する多孔質ガラス母材の製造方法であって、
前記気化器の内壁の最高温度が230℃以下で、かつ最高温度と最低温度との温度差が30℃以内であるという温度要件を満たすように前記ヒータの加熱出力を制御する多孔質ガラス母材の製造方法。 - 前記最高温度が210℃以下であるという温度要件を満たすように前記ヒータの加熱出力を制御す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の製造方法。
- 前記温度差が15℃以内であるという温度要件を満たすように前記ヒータの加熱出力を制御することを特徴とする、請求項1又は2に記載の多孔質ガラス母材の製造方法。
- 前記温度要件を満たすように、更に、前記気化器に供給する前記液体状態のオクタメチルシクロテトラシロキサンの流量に応じて、前記キャリアガスの流量と予熱温度を制御することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の多孔質ガラス母材の製造方法。
- 前記気化器の内壁の温度を計測するための温度計測点が複数の位置に設けられ、
予め、多孔質ガラス母材製造時の前記気化器の運転条件の下で、前記ヒータの加熱出力を変化させつつ、同じ計測タイミングにおける各温度計測点の計測値の組を複数収集し、前記温度要件を満たす計測値の組を抽出して、抽出した組を構成するいずれかの温度計測点の計測値を目標温度とし、
多孔質ガラス母材の製造時に、前記いずれかの温度計測点の計測値が前記目標温度になるように、前記ヒータの加熱出力を制御する
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の多孔質ガラス母材の製造方法。 - 前記ヒータは、前記気化器の内壁の複数の領域ごとに設けられた、互いに独立した系統の複数のヒータであり、
前記領域の内壁の温度を計測するための温度計測点が、それぞれの前記領域に設けられ、
多孔質ガラス母材の製造時に、それぞれの前記温度計測点の計測値が前記温度要件を満たすように、それぞれの系統の前記ヒータの加熱出力を制御する
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の多孔質ガラス母材の製造方法。 - 前記ヒータは、前記気化器の内壁の複数の領域に対応して発熱密度を調整可能であり、
前記領域の内壁の温度を計測するための温度計測点が、それぞれの前記領域に設けられ、
予め、多孔質ガラス母材製造時の前記気化器の運転条件の下で、前記ヒータにより前記内壁を加熱して、それぞれの前記温度計測点において前記温度要件を満たす計測値となるように、それぞれの前記領域における前記ヒータの発熱密度を調整しておいた上で、多孔質ガラス母材の製造を実行する
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の多孔質ガラス母材の製造方法。 - 原料である液体状態のオクタメチルシクロテトラシロキサンをキャリアガスと気化器内で混合し、ヒータにより加熱された前記気化器の内壁から生じる熱により気化させて、気体原料としてバーナに供給し、前記気体原料の燃焼により生成されたガラス微粒子を出発材に堆積させることにより多孔質ガラス母材を製造する多孔質ガラス母材の製造装置であって、
前記気化器の内壁の最高温度が230℃以下で、かつ最高温度と最低温度との温度差が30℃以内であるという温度要件を満たすように前記ヒータの加熱出力を制御する制御部を備える多孔質ガラス母材の製造装置。 - 前記制御部は、前記最高温度が210℃以下であるという温度要件を満たすように前記ヒータの加熱出力を制御することを特徴とする請求項8に記載の多孔質ガラス母材の製造装置。
- 前記制御部は、前記温度差が15℃以内であるという温度要件を満たすように前記ヒータの加熱出力を制御することを特徴とする請求項8又は9に記載の多孔質ガラス母材の製造装置。
- 前記制御部は、前記温度要件を満たすように、更に、前記気化器に供給する前記液体状態のオクタメチルシクロテトラシロキサンの流量に応じて、前記キャリアガスの流量と予熱温度を制御することを特徴とする請求項8から10のいずれか1項に記載の多孔質ガラス母材の製造装置。
- 前記気化器の内壁の温度を計測するための温度計測部を複数の位置に備え、
予め、多孔質ガラス母材製造時の前記気化器の運転条件の下で、前記ヒータの加熱出力を変化させつつ、同じ計測タイミングにおける各温度計測部の計測値の組を複数収集し、前記温度要件を満たす計測値の組を抽出して、抽出した組を構成するいずれかの温度計測部の計測値を目標温度とし、
多孔質ガラス母材の製造時に、前記制御部は、前記いずれかの温度計測部の計測値が前記目標温度になるように、前記ヒータの加熱出力を制御する
ことを特徴とする請求項8から11のいずれか1項に記載の多孔質ガラス母材の製造装置。 - 前記ヒータは、前記気化器の内壁の複数の領域ごとに設けられた、互いに独立した系統の複数のヒータであり、
前記領域の内壁の温度を計測するための温度計測部を、それぞれの前記領域に備え、
多孔質ガラス母材の製造時に、前記制御部は、それぞれの前記温度計測部の計測値が前記温度要件を満たすように、それぞれの系統の前記ヒータの加熱出力を制御する
ことを特徴とする請求項8から11のいずれか1項に記載の多孔質ガラス母材の製造装置。 - 前記ヒータは、前記気化器の内壁の複数の領域に対応して発熱密度を調整可能であり、
前記領域の内壁の温度を計測するための温度計測部を、それぞれの前記領域に備え、
予め、多孔質ガラス母材製造時の前記気化器の運転条件の下で、前記ヒータにより前記内壁を加熱して、それぞれの前記温度計測部において前記温度要件を満たす計測値となるように、それぞれの前記領域における前記ヒータの発熱密度が調整されている
ことを特徴とする請求項8から11のいずれか1項に記載の多孔質ガラス母材の製造装置。 - 前記気化器の内壁の表面材質が、ステンレス鋼、ハステロイ(登録商標)、アルミニウム、銀、銅、石英ガラス、耐熱性のあるフッ素樹脂のいずれかであることを特徴とする請求項8から14のいずれか1項に記載の多孔質ガラス母材の製造装置。
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