JPH04154639A - 石英ガラス製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ 産業上の利用分野 本発明は石英ガラス製造装置に関するものである。

従来の技術 従来の石英ガラス製造装置の一例を第５図に示す。この
装置はいわゆる火炎溶融法を行うものである。すなわち
、シリカ微粉を含んだ火炎をターゲットに当て、石英ガ
ラスを堆積させるのである。従来の装置においては、排
気ガスが保温筒７底部の開ロアａから通気孔４ａを介し
て（矢印Ｌ）排気装置へと導かれていた。この際、シリ
カ微粉を含んだ火炎及び高温ガスは、保温筒７の内壁に
接触しながら開ロアａに向って流れていた。

発明が解決しようとする課題 装置を稼働しである程度時間が経過すると、保温筒内壁
にシリカ９が堆積し、ガスの流れや炉内温度に悪影響を
及ぼしていた。すなわち、ガス流の乱れや炉内温度の変
化は、合成される石英ガラスの屈折率を不均一にする等
の不都合をもたらす。

従って、均質性の高い石英ガラスを得るためには、炉内
のガス流や温度等の炉内状態を可能な限り均一に保つ必
要がある。

このような従来技術の問題点に鑑み本発明は、保温筒内
壁に付着するシリカの量を減少して炉内のガス流及び炉
内温度を安定させ、より高品質の石英ガラスを製造する
ことができる石英ガラス製造装置を提供することを目的
としている。

［発明の構成］ 課題を解決するための手段 この発明の石英ガラス製造装置は、耐火物製の保温筒を
設け、保温筒内にシリカ微粉を供給し、火炎を利用して
シリカ微粉を溶融堆積させる構成の石英ガラス製造装置
において。

前記保温筒側壁に排気通路を設けたことを特徴とする。

作　　用 保温筒側壁に設けた排気通路から排気ガスが排出され、
保温筒の内壁に付着するシリカが少なくなる。

実　　施　　例 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図に示したように石英ガラス製造装置１０は、シリ
カ微粉を火炎を利用して溶融堆積させるいわゆる火炎溶
融法を行うための装置であり、外壁１１を有する。外壁
１１は炉全体を覆うように設けてあり、例えばステンレ
スに繊維強化プラスチックをコーティングした複合材で
構成する。外壁１１は全体的に円筒状に形成してあり、
上部は先細になっている。その上端部には排気管１１ａ
が一体的に設けてあり、排気管１１ａは吸引排気装置１
８に接続されている。

外壁１１の内側には保温筒を保持するための耐火物製の
ベース１４が設けである。ベース１４の中央にはターゲ
ット１３を昇降するための比較的大きな開口１４ｂが設
けてあり、その外側には多数の通気孔１４ａが円周上に
等間隔で配置されている。通気孔１４！は、開口１４ｂ
を下向きに流れ出たガス（矢印Ｅ）を上方の排気管に排
出する（矢印Ｆ） ベース１４の開口１４ｂ内を昇降するようにターゲット
１３が設定されている。ターゲット１３は石英ガラス製
であり、円板状に構成されている。

外壁１１底部の下方にはターゲット１３を回転上下移動
するための昇降機１５が設けである。ターゲット１３は
昇降シャフト１５ａの先端に固定されている、。

ベース１４の上には全体的に円筒状の保温筒１７が設置
されている。保温筒１７はアルミナ−シリカ質 等の耐火物で構成されていて、炉内温度を上昇させかつ
炉内を高温に保つためその上部の壁厚が厚くなっている
。

保温筒１７の上部にはバーナー６ａが挿入され、その間
は密閉されている。これは炉内ガス流を安定させるとと
もに燃料効率を上げるためである。バーナー６ａの内側
にはその先端近くまで燃焼ガス（Ｈ，０２）及び原料ガ
ス（Ｓ　ｉ　Ｃ１４）を供給するための複数の管が同心
的に配置されている。しかし、図面では簡単のために複
数の同心管は消略し、ノズルに通じる単一の管（燃焼及
び原料ガス供給管）１６で代表させて示している。

保温筒１７の中間部側壁には、排気通路として２本の排
気管１９が相対する位置に設けられている。排気管１９
は例えば石英ガラスで構成する。第１図の排気管１９は
Ｔ字型をしていて、その足の部分が側壁に直角に固定さ
れている。従ってＴ字型の排気通路が形成され、上下方
向に通じる通路の中間部に保温筒１７からの横方向通路
が連絡している。よって保温筒１７からの排気ガスは矢
印Ａ、Ｂ。

Ｃに沿って上方に流れ、排気管１１ａを通って（矢印Ｄ
）排気装置へと導かれる。これと同時に、排気管１９の
下方に伸びた部分は、保温筒１７の開口１４ｂを通って
下方に流れ（矢印Ｅ）、通気孔１４ａを通して上方に流
れ出た（矢印Ｆ）排気ガスをさらに上方へ誘導する働き
をする。

排気管１９は３本またはそれ以上設けてもよく、その場
合も円周方向で等間隔に配置する。多数の排気管１９は
すべて同レベルに配置してもよいし、炉内でのバランス
が保てるならば一部を段違いに配置してもよい。

次に、第２，３図を参照して本発明の他の実施例を説明
する。なお、以下では前述の実施例（第１図）と異なる
部分のみを簡単に述べる。

第１図の実施例では排気管１９を設けることによって間
接的に保温筒１７側壁から排気していたが、第２図の実
施例では、保温筒２７側壁から強制（直接）的に排気す
る構成になっている。すなわち、保温筒２７側壁に設け
た排気管２９の上端に連絡通路を設は排気管２９に排気
冷却装置２８ａを接続している。

排気冷却装置２８ａを設けることによって、より効果的
に保温筒２７内の排気を行うことができる。また、排気
の強さを所望の程度に調整できる。

第３図に示した石英ガラス製造装置３０においては、排
気通路として保温筒３７側壁に排気穴３９を設けている
。

実　　験　　例 第１図に示す石英ガラス製造装置を用いて石英ガラスイ
ンゴットを作成した。

石英ガラスの製造手順は次のようであった。

１）吸引排気装置による吸引排気を開始。

２）石英ガラスターゲットを上昇させ、所定の位置に設
定。

３）バーナを点火し原料ガスを供給。

４）インゴットの成長にともなってターゲットを徐々に
下降。

５）インゴットが所定の大きさとなった時点でバーナを
消火。

６）ターゲットの下降を停止。

７）吸引排気を停止。

そして、予め保温筒内壁上部の適当な点に熱電体を設置
し、石英ガラス製造の際の炉内温度変化測定した。その
結果を第４図に示す。

また、石英ガラスインゴット製造後に保温筒内壁へのシ
リカ付着の度合を観察した。

従　　来　　例 第５図に示した従来の装置を用いて同様の実験を行った
。炉内温度変化の測定結果を第４図に示した。

実験例と比較例を較べると、石英ガラスインゴット製造
後の付着シリカの量は実験例の方が相当少なかった。

また、第４図の炉内温度変化を比較すると、比較例に較
べて実験例の方が炉内温度変化が安定していることが明
らかである。

従って、本発明によれば大型の石英ガラスインゴットを
長時間にわたって製造しても均質かつ良質のインゴット
を製造できることがわかる。

［発明の効果］ 保温筒側壁に排気通路を設けることにより、保温筒内壁
に付着するシリカの量を減少させることができ、かつ炉
内の温度変化を最小限に押えることができる。従って、
高品質で大型の石英ガラスを製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による石英ガラス製造装置の実施例を概
念的にした断面図、第２図は他の実施例を概念的に示し
た断面図、第３図はさらに他の実施例を概念的に示した
断面図、第４図は保温筒内の温度変化を示すグラフ、第
５図は従来例を概念的に示した断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　耐火物製の保温筒を設け、この保温筒内にシリカ微粉
   を供給し、火炎を利用して前記シリカ微粉を溶融堆積さ
   せる構成の石英ガラス製造装置において、前記保温筒の
   側壁に排気通路を設けたことを特徴とする石英ガラス製
   造装置。