JPS61295249A - 原料ガス供給装置 - Google Patents

原料ガス供給装置

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JPS61295249A
JPS61295249A JP10487186A JP10487186A JPS61295249A JP S61295249 A JPS61295249 A JP S61295249A JP 10487186 A JP10487186 A JP 10487186A JP 10487186 A JP10487186 A JP 10487186A JP S61295249 A JPS61295249 A JP S61295249A
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JP
Japan
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raw material
tank
gas
material gas
valve
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Application number
JP10487186A
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English (en)
Inventor
Tetsuo Miyanochi
宮後 哲夫
Toshimi Habasaki
利已 幅崎
Tamio Tsurita
民男 釣田
Hiroshi Yokota
弘 横田
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • C23C16/4485Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by evaporation without using carrier gas in contact with the source material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture 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]
    • C03B37/01413Reactant delivery systems
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    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2207/00Glass deposition burners
    • C03B2207/80Feeding the burner or the burner-heated deposition site
    • C03B2207/81Constructional details of the feed line, e.g. heating, insulation, material, manifolds, filters
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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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は奉十−光ファイバ等の製造装置において反応容
器に原料ガスを供給する原料ガス供給装置に関し、長時
間連続運転を可能としたものである。
〈従来の技術〉 光ファイバは一般にVAD法、外付は法、内材は法等に
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質母材を作り、更にこ
の多孔質母材を光ファイバに紡糸する方法である。この
ようなVAD法では気化した原料、つまり原料ガスから
光ファイ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給装置の一例を第1図に示す、同図
に示すように気密な原料タンク1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lは製造装置の反応容器(図示省略)
と配管5を介して連通しており、該タンクl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
反応容器へ供給されるようになっている。この配管5に
は質量′流量計(マスフローコントローラ)6及びトラ
ップ7が介設されている。この質量流量計6は、原料タ
ンク1内の温度や圧力の変化にかかわらず、流通する原
料ガスの質量を制御する機器である。トラップ7は配管
5内で凝縮した原料液滴が質量流量計6へ入り込むのを
防いで質量流量計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、トラップ7
に配管5を1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
ブが取りつけられている。一方、上記質量流量計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
管にエア駆動弁14が介装される一方、該流量計6の入
口側の配管5にもエア駆動弁13が介装されている。従
ってこれらエア駆動弁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、質量流量計6、トラップ7等の機
器はブース15内に収納され、該ブース内に熱風発生器
1B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給するには次の様に
して行う、まず、この質量流量計6が安定して動作する
よう入口側と出口側の差圧を0.5〜1.0kg/cn
l程度に設定する。
例えば反応容器内の圧力が概略Okg/dの場合、原料
タンク1の圧力は1kg/ctd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1 k
g/−まで上昇させ、原料タンク1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。
〈発明が解決しようとする問題点〉 しかし、このような従前の原料ガス供給装置では原料を
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0例えば、VAD法
により表−1に示される条件で光ファイバを製造する場
合には原料がSic文4換算で(1)式に示される4 
gr/winの割合で消費され、こ場合に原料タンク1
として常用されている容量5見程度、のものを使用する
と、その最大連続供給時間は(2)式に示すように25
時間となる。
表−1 8000gr÷4gr/win÷60m1n/hour
 = 25haur−・−(2)ただし、容量5立の原
料タンクに充填される原料の重さを6kg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0.5〜1.0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!L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1作業が迅速に
進まない。
@ 原料液自体が有毒又は腐蝕性の場合が多く、しかも
原料と大気中の水分とが反応して生ずるガスも有毒ある
いは腐蝕性の場合もあるため、タンクl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。
θ 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虞がある。
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った。
く問題点を解決するための手段〉 本発明は上述した技術に鑑み、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、その構成は光ファイバ製造用原料液を収容する
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接続され、更に前記原料ガ
スの流通する質量を制御する質量流量計が前記配管に介
設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。
く実 施 例〉 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l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が装着されている。該原料タ
ンクl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には質量流量計6及びトラップ7が
介装される。質量流量計6は原料タンクl内の温度や圧
力の変化にかかわらず。
流通する原料ガスの質量を制御する機器である。
トラップ7は配管5内で凝縮した原料液滴が質量流量計
6へ入り込むのを防いで該流量計6の機能を保持する機
器である。また上記原料、タンク1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. tt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。更に上記質量流量計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
管にエア駆動弁が介装される一方、該流量計6の入口側
の配管5にもエア駆動弁が介装されている。
従って、これらエア駆動弁13.14を操作することで
原料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、質量流量計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l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l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本発明では、補
給管23の一端をサービスタンク21の原料液中まで差
し込むと共に補給管23の他端を原料タンク1の原料液
中まで差し込む必要がある。その理由は、仮に、原料タ
ンク1に原料液を滴下して補給すると、液面の温度が急
激に低下して、飽和蒸気圧が低下するおそれがあるから
である。該補給管23にはエア駆動弁24、流量制御弁
25及び逆止弁、2Bが介装されている。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。
エア駆動弁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
エア駆動弁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、エア駆動弁24を一定時間
ごとに開閉して原料タンク1に原料液を自動的に補給す
るようにしても良い、尚、エア駆動弁24及び流量制御
弁25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給装置において、
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2
2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0次いでエア駆動弁24により補給管2
3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2B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l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、従前問題であったの
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1を大型化する必要がなく、前述し
た■@θ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エア駆
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。
また、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lの液温が低下し
、その中の飽和蒸気圧が変動することとなるが、配管5
を介して反応容器へ供給される原料ガスの質量は変動し
ない、それは、質量流量計6が原料タンク1内の温度や
飽和蒸気圧の変動にかかわらず、常に一定の質量の原料
ガスを送るからである。このため、反応容器内において
、多孔質母材に常に一定量のガラス媒体が付着し、高品
位の光ファイバ用母材が製造されることになる。
尚、質量流量計6が適正に作動する領域を超えて、原料
液の補給により原料タンクl内の液温か低下し、飽和蒸
気圧が変動することはないと考えられる0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l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
重量は下記に)に示すように2.22kgになり、更に
温度変化を計算すると下記(ロ)に示すように0.18
℃となる。このように3文×繕X 1.48kg/見=
 2.22kg   ・・・・・・に)・・・・・・(
ロ) 1分間に0.18℃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。
更に、サービスタンク21内の圧力を原料タンク1内の
飽和蒸気圧よりも高くしているが、エア駆動弁24を開
いた瞬間に原料タンクl内の圧力が急激に上昇すること
はない、これは、補給管23に介設された流量制御弁2
5等が絞りとして機能するため、圧力損失が生じるから
である。もし仮に、補給管23に流量制御弁25等がな
い場合には、原料タンクl内の圧力が急激に変動して上
記質量流量計6の適正に作動する領域を超えて制御不能
となるから、この流量制御弁25等は非常に重要である
〈発明の効果〉 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給装置の一実施例にかかる概略構
成図である。 図面中、l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は質量流量計、7はトラ
ップ、8〜12は手動弁、13、14.24はエア駆動
弁、15はブース、16は熱風発生器、21はサービス
タンク、22は高圧気体、23は補給管、25は流量制
御弁、28は逆止弁である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光ファイバ製造用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、前記原料液を
    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、また、前
    記補給管の一端が前記サービスタンク上面から前記原料
    液の中まで差し込まれる一方、前記補給管の他端は前記
    原料タンク上面から前記原料液中まで差し込まれること
    を特徴とする原料ガス供給装置。
  2. (2)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。
JP10487186A 1986-05-09 1986-05-09 原料ガス供給装置 Pending JPS61295249A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105399306A (zh) * 2014-09-04 2016-03-16 住友电气工业株式会社 原料气体供给装置及玻璃的合成方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105399306A (zh) * 2014-09-04 2016-03-16 住友电气工业株式会社 原料气体供给装置及玻璃的合成方法
JP2016052975A (ja) * 2014-09-04 2016-04-14 住友電気工業株式会社 原料供給装置およびガラス母材の製造方法

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