JPS62153132A

JPS62153132A - ガラス処理炉におけるガス循環装置

Info

Publication number: JPS62153132A
Application number: JP29597385A
Authority: JP
Inventors: Yasuro Furui; 古井　康郎; Terunao Yoshiumi; 吉海　照直
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1985-12-26
Filing date: 1985-12-26
Publication date: 1987-07-08

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】ｒ産業上の利用分野１本発明は通信用、光学用などの多孔質ガラス母材を処理
するガラス処理炉において、その廃ガス中のヘリウムを
回収して反復使用することのできるガス循環装置に関す
る。

ｒ従来の技術Ａ光フアイバ用、イメージガイド用、ライトガイド用、口
・ンドレンズ用などの多孔質ガラス母材を作製する手段
にＶＡＤ法、ＯＶＤ法があり、これらの手段により作製
された多孔質ガラス母材は、爾後の脱水処理、透明ガラ
ス化処理を経て含肴水分が殆どない透明なガラス母材と
なる。

１記多孔質ガラス母材の脱水処理、透明ガラス化処理に
際しては、一般に第１図に示すガラス処理炉が用いられ
る。

第１図に示すガラス処理炉ｌはガス入［１２，ガス出口
３を有する炉心管４と、その炉心管外周のヒータ（電気
ヒータ）５とを備え、炉心管４内には雰囲気ガスとして
ガス人口２からヘリウム、脱水ガスが供給されるととも
に、その内部がヒータ５を介して所定の処理温度に加熱
される。

かかる炉心管４内には支持棒６を介して支持された多孔
質ガラス母材７が内挿され、その多孔質ガラストＮ：１
材７は炉心管４内を回転状態で降下しながら脱水され、
透明ガラス化される。

この際、ガス人口２より炉心管４内に供給されたヘリウ
ム、脱水ガスは、廃ガスとしてガス出口３から炉心管４
外へ排出される。

通常、脱水ガスとしては塩素（ＣＩ２）　、または酸！
（０２）により塩化チオニル（ＳＯＣｌ２）をバブリン
グした０２とＳＯＣｌ２　との混合ガスが用いられ、こ
れにかなりの量のヘリウム（）Ｉｅ）が混合される。

ここでヘリウムが用いられる理由は、既知の通り固体中
へのガス浸透度が大きいからであり、それゆえヘリウム
は脱水処理、透明ガラス化処理に不可欠であるとされて
いるが、ヘリウムの難点はその価格がきわめて高価なこ
とであり、所望のガラス母材を製造する際のコストアッ
プ要因になっている。

したがって脱水処理、透明ガラス化処理に際して生じる
廃ガス中からヘリウムを回収し、これを反復使用するこ
とは、経済的にみてきわめて有効であり、このような着
想に基づく技術として特開昭５７−９５８３７号公報に
開示の発明がすでに提供されている。

γ発明が解決しようとする問題点ｊ −ヒ記従来技術の場合、処理炉における炉心管のガス人
口、ガス出口にわたり循環流路を設け、その循環流路中
に接触型液槽を設けている。

炉心管外へ出た廃ガスは、処理炉→循環流路→処理炉の
ように循環して炉心管内に戻るが、その間、接触型液槽
を通過することにより廃ガス中のＨＣｌなどが除去され
る。

しかし、かかる従来技術の場合も、以下に述べる問題点
が残されている。

すなわち、上記廃ガス中の含有組成を検した場合、その
廃ガス中には供給ガス（ヘリウム、脱水ガス）以外に、
多孔質ガラス母材に残留のＨＣｌ、多孔質ガラス母材脱
水ガスとの反応により発生するＨＣｌや５ｉＣ１ａ　、
　ＧｅＣＩａ　、さらには多孔質ガラス母材の熱処理に
より発生するＧｅＯなど、種々の不純物が含まれている
。

しかも、実際に捕捉できるガスには大気が混入しており
、大気に含まれるＮ２．０２、水分、その雑ガスはもち
ろんのこと、塵埃の類までも混入していると考えられる
。

それに対し、処理炉内へ供給するガスとしては高特性の
ガラス母材を得るため９９．９９９Ｘ級以上の純度が必
要である。

これらの事情を考慮した場合、前記従来例のごとく廃ガ
スを単に接触型液槽で処理し、ＨＣＩを除去するだけで
は高純度のヘリウムが得られず、そのようなガスを使用
しても特性のよいガラス母材は得られない。

本発明は上記の問題点に鑑み、処理炉から排出される廃
ガス中からヘリウムのみを純度高くかつ合理的に抽出し
、これを再度処理炉内へ供給することのできる循環装置
を提供しようとするものである。

ｒ問題点を解決するための手段Ｊ本発明に係る循環装置は上記の目的を達成するため、多
孔質ガラス母材の脱水処理雰囲気、透明ガラス化雰囲気
を形成するための炉心管と、その炉心管外周に設けられ
た処理温度設定用のヒータとを備えたガラス処理炉にお
いて、上記炉心管のガス出口からガス入口にわたり、順
次、腐蝕性有害成分の除去器、一次ガス貯蔵タンク、ヘ
リウム精製器、二次ガス貯蔵タンク、ガス供給制御盤を
有する循環系が接続され、該循環系における二次ガス貯
蔵グンとガス供給制御盤との間には、ヘリウム供給用の
配管系が接続されていることを特徴とする。

「実　施　例Ｊ本発明循環装置の実施例につき１図面を参照して説明す
る。

本発明循環装置は第１図のガラス処理炉１を主体にして
組付構成されるが、当該処理炉ｌの構成ついては前述し
た通りであるので、これの説明は省略し、以下その処理
炉ｌに組み付けられた循環系１１の構成について説明す
る。

第１図に示した循環系１１は、炉心管４のガス人口２か
らガス出口３にわたって接続されている。

かかる循環系１１には、ガス出口３からガス入口２に向
い、順次、腐蝕性有害成分の除去器１２．一次ガス貯蔵
タンク１３、ヘリウム精製器１４、二次ガス貯蔵タンク
１５、ガス供給制御盤ＩＢが設けられている。

循望系１１における二次ガス貯蔵タン１５とガス供給制
御盤１Ｂとの間には、ヘリウム供給用の配管系１７が接
続され、その配管系１７の基端がヘリウムの供給装置１
日に接続されている。

さらに循環系１１には、当該系を積極的に稼働させるた
めのｗＩ環駆動源１９．２０が設けられ、一方の循環駆
動源１９は除去器１２と一次ガス貯蔵タンク１３との間
に介在され、他方の循環駆！ｅｆｉ１９は一次ガス貯蔵
タンク１３とヘリウム精製器１４との間に介在されてい
る。

つぎに、本発明循環装置の運転状態について説明する。

ガラス処理炉１の炉心管４内において多孔質ガラス母材
７を脱水し、透明ガラス化するのは一般例と同じである
。

すなわち、炉心管４内には雰囲気ガスとしてガス人口２
から８５容積２のヘリウムと５容積ｚの脱水ガス（例え
ばＣｌ２）とを供給するとともに、その内部をヒータ５
により所定の処理温度に加熱した後、支持棒６を介して
支持された多孔質ガラス母材７を炉心管４内に内挿し、
これを回転状態で降丁させながら脱水し、透明ガラス化
する。

この際、循環系１１の例えば送風機（ポンプでもよい）
からなる循環駆動源１９を稼働させると、炉心管４内の
使用済みガスが廃ガスとしてガス出口３から炉心管４外
に引き出され、当該循環系ｌｌ内へ進入する。

循環系１１へ進入した廃ガスは、はじめ腐蝕性有害成分
の除去器１２により処理する。

この除去器１２は、循環系１１に設けられた各機器の腐
蝕原因となる有害成分（０１２など）を廃ガス中から除
去するためのもので、具体的にはアルカリ水溶液による
シャワーリング装置からなる。

したがって、廃ガスが当該除去器１２内のアルカリ水溶
液シャワーを通過することにより、その廃ガス中から塩
素系ガスが除去される。

なお、循環駆動ＩＱ１９をガス出口３側からみた循環系
１１の第一段に配置せず、除去器１２の後段に配置した
理由は、その駆動源１８が廃ガス中の腐蝕性有害成分に
より腐食されるのを回避するためである。

上記有害成分が除去された廃ガスすなわち一次ガスは、
＠環部動源１９を経て一次ガス貯蔵タンク１３内に進入
し、ここで大気圧よりも高い圧力にまで加圧されて貯蔵
される。

一次ガス貯蔵タンク１３は１例えば処理炉ｌの運転時間
（廃ガスの発生量＝Ｖ＋　／時）と、後述するヘリウム
精製器１４の運転時間（精製量＝ｖ２／時）とが一致し
ないとき（１１７時〉Ｖ２／時）、除去器１２により処
理した一次ガスを貯蔵する。

一次ガス貯蔵タンク１３内の一次ガスは、その後段の循
環駆動源２０（＠環部動源１８と同じ構成）を介して抜
き出され、ヘリウム精製器１４内へ給送される。

ヘリウム精製器１４は、液化ガス（例えばＬＮ２）によ
る冷却凝縮分離と吸着分離など、二用の不純物分離除去
機能を備えたものであり、上記一次ガス貯蔵タンク１３
内からの一次ガスが当該精製器Ｉ４を通過することによ
り、そのガス中に残存する殆どの不純物が除去され、高
純度のヘリウムとなる。

かかるヘリウムの純度が所定値であるか否かはヘリウム
精製ｒ４１４に付設の分析計により確認できる。

このように回収かつ精製されたヘリウムす□なわち二次
ガスは、二次ガス貯蔵タンク１５内に貯蔵される。

二次ガス貯蔵タンク１５は、例えば処理炉１の運転時間
（精製Ｈｅの必要１＝ｖ３／時）と、ヘリウム精製器１
４による精製Ｈｅの発生時間（精５８！量＝ｖ２／時）
とが一致しないとき（７２７時〉１１７時）、二次ガス
を貯蔵し、当該二次ガス貯蔵タンク１５内から給送さる
精製Ｈｅは、ガス供給制御盤１６により制御されながら
炉心管４内に戻る。

こうしてヘリウムを循環使用するとき、回収洩れなどヘ
リウムが漸減し、不足することがある。

また、循環系１１の各機器が不側の！バ態により運転不
能をきたすことがある。

このような場合のバックアップ手段として、循環系１１
の所定箇所にヘリウム供給用の配管系１７が接続され、
その配管系１７の基端がヘリウムの供給装置（ガスボン
ベ）１８に接続されている。

これを稼働させる具体例として、二次ガス貯蔵タンク１
５の出口側に、例えば接点式の減圧検知器（図示せず）
を備えておき、その出口側圧力が所定値以下になったと
き、当該出口流路を閉鎖して配管系１７を開放し、逆に
上記出口側圧力が所定値以上になったとき、当該出口流
路を開放して配管系１７を閉鎖する。

なお、ガス供給制御盤１６は所望ガス種の選択、流量制
御等を行なうためのものであり、これはガス系統切換用
の弁、流量制御用の質量流量計などを備えている。

したがってガス供給制御盤１６に、脱水ガスの供給系（
図示せず）が接続される場合、該制ｇ４盤１６を介して
脱水ガスも制御される。

もちろん、炉心管４のガス人口２に脱水ガスの供給系を
直接接続してよい。

ｒ発明の効果、１以り説明した通り、本発明装置によるときは、ガラス処
理炉における炉心管のガス出口、ガス入口にわたって循
環系が接続され、その循環系に腐蝕性有害成分の除去器
、一次ガス貯蔵タンク、ヘリウム精製器、二次ガス貯蔵
タンク、ガス供給制御盤を有する循環系が設けられ、そ
の循環系における二次ガス貯蔵タンとガス供給制御盤と
の間にヘリウム供給用の配管系が接続されているから、
高価なヘリウムが高純度の状態で反復使用できるととも
に、運転状態の変動を吸収するガス貯蔵、循環系に設け
られた各機器の耐久性、ヘリウム不足、不測の事故に対
するバックアップなども行なえ、総じて経済的かつ合理
的に多孔質ガラス母材を処理することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を略示した説明図である
。１・ＩＩ＠ガラス処理炉２・１１１１ガス入口３・拳・ガス出口４・・・炉心管５・・・ヒータ７・・・多孔質ガラス母材１１−拳・循環系１２・Φ拳腐蝕性有害成分の除去器１３−・・一次ガス貯蔵タンク１４・・・ヘリウム精製器１５・・・二次ガス貯蔵タンク１６・・・ガス供給制御盤１７・・・配管系１８・・・ヘリウム供給装置１８・・・循環駆動源２０−・・循環駆動源代理人　弁理士　斎　藤　義　雄第１図

Claims

【特許請求の範囲】

多孔質ガラス母材の脱水処理雰囲気、透明ガラス化雰囲
気を形成するための炉心管と、その炉心管外周に設けら
れた処理温度設定用のヒータとを備えたガラス処理炉に
おいて、上記炉心管のガス出口からガス入口にわたり、
順次、腐蝕性有害成分の除去器、一次ガス貯蔵タンク、
ヘリウム精製器、二次ガス貯蔵タンク、ガス供給制御盤
を有する循環系が接続され、該循環系における二次ガス
貯蔵タンとガス供給制御盤との間には、ヘリウム供給用
の配管系が接続されていることを特徴とするガラス処理
炉におけるガス循環装置。