JPS6031777B2 - 原料ガス供給装置 - Google Patents

原料ガス供給装置

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JPS6031777B2
JPS6031777B2 JP57201859A JP20185982A JPS6031777B2 JP S6031777 B2 JPS6031777 B2 JP S6031777B2 JP 57201859 A JP57201859 A JP 57201859A JP 20185982 A JP20185982 A JP 20185982A JP S6031777 B2 JPS6031777 B2 JP S6031777B2
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哲夫 宮後
利已 幅崎
民男 釣田
弘 横田
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体、光フアイバ等の製造装置において反応
容器に原料ガスを供輪舎する原料ガス供v給装置に関し
、長時間連続運転を可能としたものである。
光フアィバは一般にVAD法、外付け法、内付け法等に
より製造される。
このなかでVAD法は原料ガスを燃焼させてガラス媒体
を生成し、このガラス媒体を回転する出発部材に堆積さ
せて棒状の多孔費母村を作り、更にこの多孔質母材を光
フアィバに紙糸する方法である。このようなVAD法で
は気化した原料、つまり原料ガスから光フアィバを製造
するので原料ガスをこの燃焼、堆積装置へ連続して供V
給する装置が設けられている。このような従来の原料ガ
ス供賭舎装置の一例を第1図に示す。同図に示すように
気密な原料タンクーには原料液2が収容されると共に該
タンク1の外周面にはヒータ3が装着されている。該タ
ンク1は製造装置の反応容器(図示省略)と配管5を介
して運通しており、該タンク1内で気化した原料ガスは
その飽和蒸気圧により配管5に導かれ上記反応容器へ供
V給されるようになっている。この配管5には流量制御
装置6及びトラップ7が介設されている。この流量制御
装置6としては質量流量計(マスフローコントローラ)
が広く用いられる。トラップ7は配管5内で凝縮した原
料液滴が流量制御装置6へ入り込むのを防いで流量制御
装置6の機能を保持する機器である。更に上記原料タン
クには窒素ガスを導入するための手動バルブ8が取り付
けられると共に原料タンク1、トラツプ7に配管5を着
脱するために配管5の接続端にはそれぞれ手動バルブ9
,10,11が取り付けられる一方、トラッブ7には溜
った原料液滴を抜き取るための手動バルブが取りつけら
れている。一方、上記流量制御装置6の入口側に窒素ガ
ス導入用の配管が接続されると共にこの配管にェア駆動
弁14が介装される一方、該装置6の入口側の配管5に
もェア駆動弁13が介装されている。従ってこれらェァ
駆動弁13,14を操作することで原料ガスの供給時と
非供給時とを切り替えて非供給時には窒素ガスを導入す
ることができるようになっている。また、このような配
管5、流量制御装置6、トラップ7等の機器はブース1
5内に収納され、該ブース内に熱風発生器16が設けら
れている。従って、これら配管機器等を原料タンクーよ
りも高い温度に維持して原料ガスの再凝縮が防止される
ようになっている。上記構成の装置により原料ガスを供
V給するには次の様にして行う。
まず、流量制御装置6として質量流量計を使用する場合
には、この質量流量計が安定して動作するよう入口側と
出口側の差圧を0.5〜1.0k9/仇程度に設定する
。例えば反応容器内の圧力が概略ok9/c流の場合、
原料タンク1の圧力はlk9/ふと設定する。次に原料
タンク1を加熱昇温してタンク内の飽和蒸気圧をlk9
/泳まで上昇させ、原料タンクlから反応容器へ原料ガ
スを供給する。尚、ヒータ2を温度制御するシステムと
しては電源熱電対、温度調節器からなる通常のシステム
が使用され、また熱風発生器の制御システムも同様とな
っている。しかし、このような従前の原料ガス供V給装
置では原料を連続して供給することができる最大時間は
原料タンク1の容量に依存し、一定の限界がある。
例えば、VAD法により表一1に示される条件で光フア
ィバを製造する場合には原料がSicそ4 換算で【1
}式に示される亀P/minの割合で消費され、この場
合に原料タンク1として常用されている容量5〆程度の
ものを使用すると、その最大連続供給時間は【2l式に
示すように2虫時間となる。表一1滋/min÷続〇x
器。
=蝿/min ….・..・・‘1’6000餌÷処P
/min÷肌min/hour=2則o川.・・(21
ただし、容量5その原料タンクに充填される原料の重さ
を6k9とした。
このように従前の原料ガス供給装置は通常、最大連続供
V給時間が約1日に制限されるため次のような欠点が存
在する。■ 原料液を原料タンク1に充填する作業が、
1回/日の頻度で必要になり、作業が煩雑である。
■ 1回の充填作業には0.5〜1.m時間必要であり
、しかも充填後の立ち上がり時間も含めると2時間程度
は製造を再開することができず、製造効率が低下する。
このような問題を解決する最も簡単な手段は原料タンク
1の容量を例えば10〆程度に大容量化することである
。ところが原料タンク1を大容量化すると次のような問
題が生じるため、実際的にはこのような手段を採用する
のは無理である。■ 原料タンクの昇温、冷却に手間ど
り、作業が迅速に進まない。@ 原料液自体が有毒又は
腐触性の場合が多く、しかも原料と大気中の水分とか反
応して生ずるガスも有毒あるし、は腐触性の場合もある
ため、タンク1の容量が大型化すればするほどタンクが
破損した時の危険も増大する。
■ タンク内に原料液が滞留し加熱される時間が長くな
るので、種類によっては原料液が変質する虜がある。
このように、原料タンク1を大型化すると新たな問題が
生じるため、このような手段は採用されず、従って原料
ガスの長時間連続供給は実現されなかつた。
本発明は上述した従来技術に鑑み、原料液を補給するサ
ービスタンクを設けることにより長時間連続運転を可能
とした原料ガス供V給装置を提供することを目的とする
ものであって、その構成は原料液を収容する原料タンク
に加熱ヒータが装着されると共に該原料タンクに該タン
ク内に気化した原料ガスを、飽和蒸気圧を利用して反応
容器へ導く配管が俵続されてなる原料ガス供給装置にお
いて、原料液を貯溜するサービスタンクが補給管を介し
て上記原料タンクに蓮通されると共に該サービスタンク
から原料タンクに原料液を圧送する手段とが具えられる
ことを特徴とする。
以下、本発明の原料ガス供給装置を実施例に基づいて詳
細に説明する。
第2図に本発明の一実施例を示す。
同図に示すように気密な原料タンク1には原料液2が収
容されると共に該タンクの外周面にはヒータ3が装着さ
れてる。該原料タンク1の上面に配管5の一端が接続さ
れる一方、該配管5の他端は反応容器(図示省略)に接
続されており、原料タンク1内で気化した原料ガス4は
その飽和蒸気圧により配管5に導かれ、反応容器に供給
されるようになっている。この配管5には流量制御装置
6及びトラップ7が介装される。該流量制御装置6とし
ては質量流量計が広く使用される。トラップ7は配管5
内で凝縮した原料液滴が流量制御装置6へ入り込むのを
防いで該装置6の機能を保持する機器である。また上記
原料タンクー及びトラップ7に配管5を着脱するために
配管5の接続端にはそれぞれ手動バルブ9,10,11
が取り付けられる一方、トラップ7には溜った原料液滴
を抜き取るための手動バルブ12が取り付けられている
。更に上記流量制御装置6の入口側に窒素ガス導入用の
配管が接続されると共にこの配管にェア駆動弁が介装さ
れる一方、該装置6の入口側の配管5にもェア駆動弁が
介装されている。従って、これらェア駆動弁13,14
を操作することで原料の供給隊と非供給時とを切り替え
て非供給時には窒素ガスを導入することができるように
なっている。またこのような配管5、流量制御装置6、
トラップ7等はすべてブース15内に収納され、該ブー
ス15内には熱風発生器16が設けられている。従って
、これら配管、機器等を原料タンク1よりも高い温度に
維持して、原料ガス4の再凝縮を防止できるようになっ
ている。更に、本発明においては上記原料タンク1に原
料液を補給するサービスタンク21が設けられている。
即ち気密なサービスタンク21には原料液2が貯溜され
ると共に補給管23の一端がサービスタンク上面から原
料液2の中まで差し込まれる一方、補給管23の他端は
前記原料タンク上面から原料液2まで差し込まれている
。更にサービスタンク21には高圧気体22が封入され
、該気体22の圧力と原料タンク1の蒸気圧との圧力差
により原料液2が補給管23を通って原料タンク1へ圧
送されるようになっている。このように飽和蒸気圧を高
圧気体との圧力差により原料液を圧送する場合には、補
給管23の一端をサービスタンク21の原料液中まで差
し込む必要はあるが、必ずしも補給管23の他端を原料
タンク1の原料液中まで差し込む必要はない。該補給管
23にはェア駆動弁24、流量制御弁25及び逆止弁2
6が介袋されている。該流量制御弁は原料タンク1に補
給される原料液の流量を所定量に制御する弁であり、通
常ニードル弁あるいはメタリング弁が使用される。逆止
弁26は原料液が逆流するのを防止する弁である。ヱア
駆動弁24は補給管23を開閉する弁であり、例えば原
料タンク1の液量を検知する手段を付設してこれとヱア
駆動弁24を連動させれば自動的に原料液を補給するこ
とも可能である。また、ヱァ駆動弁24を一定時間ごと
に開閉して原料タンクーに原料液を自動的に補給するよ
うにしても良い。尚、ェア駆動弁24及び流量制御弁2
5に代えてこれらと同等の機能を有する自動可変流量制
御弁を設けることもでき、そうするとコンパクトになり
設計上有利である。上記構成を有する本発明の原料ガス
供孫合装置において、原料タンク1に原料液2を補給す
るには次のようにして行う。まずサービスタンク21に
封入される高圧気体22の圧力を原料タンク内の原料ガ
ス4の飽和蒸気圧よりも高く設定する。次いでェア駆動
弁24により補給管23を開く。するとサービスタンク
内の原料はこれらの差圧により補給管23を通って原料
タンク1へ流れ込み、補給される。補給する量は流量制
御弁25により任意に調節できる。また補給管23には
逆止弁26が介設されているので、誤って高圧気体22
の圧力を飽和蒸気圧よりも低く設定しても原料液が逆流
することはない。このように本発明ではサービスタンク
21から原料タンクーに原料液を圧送して補給する手段
を具えているため、原料ガス4の供給中、つまり原料タ
ンク内に飽和蒸気圧が生起している時でも原料液を補給
できる。
従って本発明装置では従前と異なり原料液を充填するた
めに運転を中断する必要がなく、長時間連続運転が可能
である。更に長時間連続運転が可能なため、従前問題で
あった■充填作業の煩雑、■製造効率の低下が解消され
、また本発明では原料タンクーを大型化する必要がなく
、前述した■■■の問題も生じることはない。更に、上
記実施例において、原料タンク1に液面検出器(2位置
検出)を設けて、この検出値に基づいてェァ駆動弁24
を制御するようにすれば、原料タンク1に存在する原料
液を更に一定の量に維持することもできる。
尚、原料タンク1にサービスタンク21から温度差のあ
る原料液を補給するので原料タンク1の液温が低下する
が、その温度低下は十分小さく通常の使用条件では全く
問題にならない。
例えば仮に原料タンク1の温度調整機能が動作しなかっ
たとして、原料タンク1内の1分間の温度変化を下表に
示す設定条件で試算すると次の様になる。上記表値に基
づいて計算すると、原料タンク1の原料液重量は下記川
に示すように2.22k9になり、更に温度変化を計算
すると下記{o}に示すように0.18qoとなる。こ
のように1分間に0.183そ×1/2×1.48k9
/そ=2.2k9 ………(イ)8ぴ。−2.22k
9×8ぴC−も8×2ぴC=〇.18℃2.22k9十
心女 ・…・・(ロ)℃しか温度が低下
せず、何ら実用上の不具合はないと考えられる。また温
度低下を零にする必要性はないと考えられるものの、補
給用配管23をテープヒータ等で加熱温調したり、補給
用配管23をブース15内に取り込めば、温度低下を更
に零に近づけることも可能である。以上、実施例に基づ
いて具体的に説明したように本発明は長時間連続運転が
可能であり、このため種々の利点を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の原料ガス供給装置の概略構成図、第2図
は本発明の原料ガス供V給装置の一実施例にかかる概略
構成図である。 図面中、1は原料タンク、2は原料液、3は加熱ヒータ
、4は原料ガス、5は配管、6は流量制御装置、7はト
ラップ、8〜12は手動弁、13,14,24はェア駆
動弁、15はブース、16は熱風発生器、21‘まサー
ビスタンク、22は高圧気体、23は補給管、25は流
量制御弁、26は逆止弁である。 第1図 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 原料液を収容する原料タンクに加熱ヒータが装着さ
    れると共に該原料タンクに、該タンク内で気化した原料
    ガスを、その飽和蒸気圧を利用して反応容器へ導く配管
    が接続されてなる原料ガス供給装置において、原料液を
    貯溜するサービスタンクが補給管を介して上記原料タン
    クに連通されると共に該サービスタンクから原料タンク
    に原料液を圧送する手段とが具えられることを特徴とす
    る原料ガス供給装置。 2 特許請求の範囲第1項におけるサービスタンクから
    原料タンクに原料液を圧送する手段として、上記サービ
    スタンク内には原料タンク中の飽和蒸気圧よりも高圧な
    気体が封入されると共に上記補給管には管路を開閉する
    弁が具えられることを特徴とする原料ガス供給装置。 3 特許請求の範囲第1項において、原料タンクには原
    料液の液量を検出する手段が具えられる一方、該手段と
    連動して自動的にあるいは手動により管路を開閉する弁
    が上記補給管に具えられることを特徴とする原料ガス供
    給装置。
JP57201859A 1982-11-19 1982-11-19 原料ガス供給装置 Expired JPS6031777B2 (ja)

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