JPS62187121A - 合成ガラス製造装置 - 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】 「産業上の利用分野Ｊ 本発明は通信用、光学用の合成ガラスを製造するための
装置に関する。

ｒ従来の技術Ｊ 高品位の合成石英からなる通信用、光学用のガラスロッ
ド、ガラスパイプ等を製造するｒ段の一つにＯＶＤ法が
ある。

既知の通り、ＯＶＤ法では火炎加水分解反応および／ま
たは熱酸化反応により生成したスート状のガラス微粒子
（Ｓｉ０２　、ＧｅＯ２，Ｐ２Ｏ５，８２０３など）を
、出発母材と称するガラス堆積基材の外周に堆積させて
多孔質ガラス層を形成し、その後、多孔質ガラス層を加
熱、脱泡して透明ガラス化する。

より具体的には、上記多孔質ガラス層の堆績形威時、ガ
ス導入系、ガス排出系を有する反応容器内に、ガラス微
粒子生成用のバーナと、回転しながら軸方向に往復動す
るガラス堆積基材とを相互に対応させて内装しておき、
バーナを介して反応生成されたガラス微粒子をガラス堆
積基材の外周に堆積させる。

かかるＯＶＤ法の場合、多孔質ガラス層を軸方向（縦長
の棒状）に成長させるＷＡＤ法と比べ、自重による多孔
質ガラス層の破壊が起こりがたいとされている。

１発明が解決しようとする問題点１ 上述したＯＶＤ法の場合、原料ガスとして主にＳｉＣｌ
２　、ＧｅＣｌ４．ＰＯＣｌ２．ＢＧＩ：＋などの塩化
物を使用するため、これらの反応ガスにはＣＩ２．ＩＣ
１などの腐蝕性ガスが多く含まれる。

反応容器内の反応ガスは、廃ガスとしてガス排出系から
その容器外へ排出され、有害成分を除去するための処理
を受けるが、ガス排出系に不測の異常ｙ＃態が発生し、
排気能力が低下した場合、反応容器内には廃ガスが充満
する。

ガス排出系に特に異常がない場合でも、反応容器内外の
圧力変動により、廃ガスがガス排出系から反応容器内へ
逆拡散することがある。

そのため、反応容器の内部が廃ガスにより汚染され、殊
に反応容器の気密性が不充分な場合には反応容器から漏
洩した廃ガスにより周囲の環境が悪化する。

もちろん、廃ガスは上述した腐蝕成分を含むので、設備
装置の金属部分を錆化させたり、人体にも悪影響を及ぼ
す。

一方、反応容器内は高品質の合成石英を得るため高クリ
ーン度が要求されるが、Ｅ温ガス排出系を介して吸引さ
れている当該反応容器内は定常的に負圧傾向となり、し
たがって、反応容器の気密性が不充分な場合、外部の塵
埃等が不純物として混入し、反応容器内のクリーン度低
下させるのでＥ記品質維持が困難となる。

本発明は上記の問題点に鑑み、反応容器からその外部へ
のガス漏れ、および外部から反応容器内への不純物混入
等が防止できる、しかも、高品質の合成ガラスが製造で
きる装置を提供しようとするものである。

ｒＩ′ｌｌ！１題点を解決するための手段１本発明は１
記の目的を達成するため、ガス導入系、ガス排出系を有
する反応容器内に、ガラス微粒子生成用のバーナと、ガ
ラス堆積基材とが相互に対応して内装された合成ガラス
製造装置において、Ｌ記反応容器の−・部または全部が
内部空間を有する二重壁体により構成され、当該反応容
器には、反応容器外部のガス圧に対して反応容器内部の
ガス圧、二重壁体の内部空間のガス圧が相対的に調整可
使なガス：Ａ整機構が設けられていることを特徴とする
。

１作用１ 本発明装置の場合、反応容器内で回転しながら所定方向
へ往復動するガラス堆積基材の外周に。

バーナを介して反応生成したガラス微粒子を堆積させ、
これにより多孔質ガラス層を形成する。

この際、ガス排出系を介して反応容器内を排気し、これ
とともにガス導入系からクリーンな気体を反応容器内に
導入する。

かかる多孔質ガラス層の形成、ガス排出、ガス導入等は
従来例と同じである。

本発明装置では、上記のようにして多孔質ガラス層を形
成する際の反応容器（一部または全部）が、内部空間を
有する二重壁体により構成され。

しかも反応容器には、反応容器外部のガス圧ＰＩに対し
て反応容器内部のガス圧Ｐ３．二重壁体の内部空間のガ
ス圧Ｐ２が相対的に調整可能なガス調整機構が設けられ
ている。

したがって、仮に反応容器の気密性が不充分であるとし
ても、ガス２整機構を介してＰＨ＜　Ｐ３　＜　Ｐｌを
満足させ、あるいはｐ２＜ｐ、とｐ、　＜　ｐ３とを満
足させることにより、反応容器内からその外部へのガス
漏れ、外部から反応容器内への不純物混入、ガス排出系
から反応容器内への廃ガスの逆拡散等が防止でき、高品
質の多孔質ガラス層が安定して製造できる。

ｒ実　施　例」 以下本発明装置の実施例につき、図面を参照して説明す
る。

図において、石英ガラスまたはセラミツゲスからなる反
応容器１はガス導入系２ａ、　２ｂとガス排出系３とを
有する。

場合により１反応容器１を構成する材料は、樹脂コーテ
ィングされた石英ガラス、セラミックス等からなり、そ
の樹脂コーテイング材としてフッ素樹脂またはシリコー
ン樹脂等が採用される。

ガス導入系２ａ、　２ｂはフィルタ４ａ、　４ｂを備え
、かがるフィルタ４ａ、　４ｂは外気をクリーン度Ｏ〜
１００クラス程度に濾過する機能を有する。

ガス導入系２ａ、２ｂには、反応容器１内へのガス導入
用として図示しない不活性ガスボンベ、あるいはクリー
ンエア（クリーン度０〜１００クラス）のボンベが配管
接続されることがあるが、この場合、上記フィルタ４ａ
、　４ｂは省略されてもよい。

ガス排出系３は廃ガスの有害成分除去槽５、吸引型の排
気ファンｅを備え、有害成分除去槽５は水、アルカリ液
等の洗浄液を廃ガスに対して向流させる機億を有する。

反応容器１内には縦型下向のガラス微粒子生成用バーナ
７と、横型（水平）のガラス堆積基材８とが相互に対応
して内装されている。

バーナ７は、例えば同心状に並んだ複数のガス流路を有
する多重管構造からなり、これらガス流路には所定のガ
ス管がそれぞれ接続されている。

図示しない回転手段、往復動手段を介して回転かつ軸方
向に往復動自在なガラス堆積基材８は石英棒または石英
管からなり、当該堆積基材８の両端は反応容器ｌ外へ突
出され、チャック９ａ、　９ｂを介して支持されている
。

なお、ガラス堆１１ｉ基材８については、チャック８ａ
、　９ｂ、その回転手段、往復動手段等を含めた全体が
反応容器ｌ内へ内装されることがある。

また、図示のごとくガス排出系３の基端、バーナ７への
ガス供給管、ガラス堆！１ｉ基材８の両端等が反応容器
ｌの壁面を貫通しているとき、これらの貫通部分にはシ
ール手段が講じられる。

本発明では、かかる構成の合成ガラス製造装置において
、反応容器１の全部（または一部でもよい）が内部空間
ｌＯを有する二重壁体１１により構成されている。

二重壁体１１には、その内部空間ｌＯに連通する給気系
１２と、圧力調整弁１３を有する排気系１４とがそれぞ
れ連結される。

給気系１２は前記ガス導入系２ａ、　２ｂの場合と同じ
くフィルタ（濾過機能：クリーン度０〜ｌＯＯクラス）
を有するとか、あるいは不活性ガスボンベ。

あるいはクリーンエア（クリーン度０〜１００クラス）
のボンベが配管接続される。

さらに本発明装置には、前記の通り１反応容器ｌ外のガ
ス圧に対して反応容器１内のガス圧、二重壁体１１の内
部空間１０のガス圧が相対的に調整可鋤なガス調整機構
が装備される。

そのガス調整機構の一部は、前述したガス導入系２ａ、
　２ｂ、ガス排出系３、給気系１２、排気系１４からな
る。

そのガス［！機構の他部は、反応容器ｌ外のガス圧を測
定するための圧力計１５と、内部空間１０のガス圧を測
定するための圧力計１８と、反応容器ｌ内のガス圧を測
定するための圧力計１７と１反応容器ｌ内のガス圧およ
び内部空間ｌＯのガス圧を制御するための制御機器１日
とからなり、圧力計１５は反応容器ｌ外に配置され、圧
力計１８のセンサ１３は内部空間１Ｇ内に配置され、圧
力計１７のセンナ２０は反応容器ｌ内に配置される。

制御ＩＩａ器１Ｂは各圧力計１５〜１７からの測定値入
力に基づき、反応容器！内のガス圧、内部空間１０のガ
ス圧を所定値にａＩうするが、そのため、ガス導入系２
ａ、　２ｂ、ガス排出系３、給気系１２．排気系１４の
一部または全部を制御する機ず駈を有する。

より５１体的には、制御機器１８は、少なくともガス排
出系３の排気ファン６と排気系１４の圧力調整ｊｔ１３
とを制御する機能を有する。

Ｅ述した本発明装置の場合、従来例と同様、反応容器ｌ
内においてガラス堆積基材８を回転ならびにその軸方向
へ往復動させ、渋川管構造のバーナ７には例えば５ｉＣ
Ｉａ　、Ａｒ、０２．Ｈ２等を供給し、これら各ガスの
所定反応に生成したガラス微粒子を上記ガラス堆積基材
８の外周に堆積させて石英系の多孔質ガラス層２１を形
成する。

こうして合成ガラスを製造するとき、ガス導入系２ａ、
２ｂとガス排出系３とを稼動させるだけでなく、給気系
１２、排気系１４をも稼動させ、しかもこの際、反応容
器１外のガス圧ＰＩ、内部空間１０のガス圧Ｐ２．反応
容器ｌ内のガス圧Ｐ３Ｗを圧力計１５〜１７を介して測
定して、これらの測定結果を制ｍａｌ器１８へ入力し、
ｅ！Ｉ該制御機器１８にてガス排出系３の排気ファンＢ
と排気系１４の圧力調整弁１３とを制御することにより
、上記各圧力をｒＰ＋＜Ｐｉ＜ＰｚＪとしたり、あるい
はｒＰ２＜ＰＨ、Ｐ２＜ＰｘＪとする。

かくて１反応容器ｌ内のガスがその外部に漏れたり、あ
るいは外部から反応容器！内へ不純物が混入することが
なくなり、各県がきわめて安定した稼動状態を呈するよ
うになる。

その結果１反応容器１内のクリーン度が良好に保持され
て高品質の多孔質ガラス層２１が得られ。

周囲の作業環境も汚染されなくなる。

ｒ発明の効果ｊ 以上説明した通り１本発明によるときは、所定の合成ガ
ラス製造装置における反応容器の一部または全部が内部
空間を有する二重壁体により構成され、その反応容器に
１反応容器外部のガス圧に対する反応容器内部のガス圧
、二重壁体の内部空間のガス圧が相対調整可能なガス調
整ａ４Ｉが設けられているから、当該ガス調整機構を介
して反応容器内部のガス圧、二重壁体の内部空間のガス
圧を適切な状態に調整することにより１反応容器からそ
の外部へのガス漏れ、および外部から反応容器内への不
純物混入等が防止でき、したがって高品質の合成ガラス
が１作業環境を汚染することなく安定して製造できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るガラス合成装置の一実施例を略示し
た断面図である。 ｌ・・・・０反応容器 ２ａ、　２ｂ・・・ガス導入系 ３・・・・・ガス排出系 ６・番の・・排気ファン ７・・・・・ガラス微粒子生成用のバーナ８・・・・・
ガラス堆積基材 １０・―・・・二重壁体の内部空間 １１・・・・・二重壁体 １２・・・・・給気系 １３・・・・・排気系の圧カフ５＊弁 １４・・・・Φ排気系 １５〜１７１１・・圧力計 １８・・・・・制御機器 １８．２０・・・圧力計のセンサ ２１・・・・・多孔質ガラス層

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガス導入系、ガス排出系を有する反応容器内に、
   ガラス微粒子生成用のバーナと、ガラス堆積基材とが相
   互に対応して内装された合成ガラス製造装置において、
   上記反応容器の一部または全部が内部空間を有する二重
   壁体により構成され、当該反応容器には、反応容器外部
   のガス圧に対して反応容器内部のガス圧、二重壁体の内
   部空間のガス圧が相対的に調整可能なガス調整機構が設
   けられていることを特徴とする合成ガラス製造装置。
2. （２）ガス調整機構が、反応容器に設けられたガス導入
   系およびガス排出系と、二重壁体の内部空間に連通して
   設けられた給気系および排気系と、反応容器内外のガス
   圧および二重壁体の内部空間のガス圧を測定するための
   圧力計と、反応容器内部のガス圧および二重壁体の内部
   空間のガス圧を制御するための制御機器とからなる特許
   請求の範囲第１項記載の合成ガラス製造装置。
3. （３）反応容器外部のガス圧をＰ＿１、二重壁体の内部
   空間のガス圧をＰ＿２、反応容器内部のガス圧をＰ＿３
   とした場合、これらガス圧がＰ＿１＜Ｐ＿３＜Ｐ＿２の
   関係を満足している特許請求の範囲第１項記載の合成ガ
   ラス製造装置。
4. （４）反応容器外部のガス圧をＰ＿１、二重壁体の内部
   空間のガス圧をＰ＿２、反応容器内部のガス圧をＰ＿３
   とした場合、これらガス圧がＰ＿２＜Ｐ＿１、Ｐ＿２＜
   Ｐ＿３の関係を満足している特許請求の範囲第１項記載
   の合成ガラス製造装置。
5. （５）二重壁体の内部空間のガス圧が正圧である特許請
   求の範囲第１項ないし第４項いずれかに記載の合成ガラ
   ス製造装置。
6. （６）反応容器内へ導入するガスが、不活性ガスまたは
   クリーンエアまたはこれらの混合ガスからなる特許請求
   の範囲第１項ないし第４項いずれかに記載の合成ガラス
   製造装置。
7. （７）二重壁体の内部空間へ導入するガスが、不活性ガ
   スまたはクリーンエアまたはこれらの混合ガスからなる
   特許請求の範囲第１項ないし第５項いずれかに記載の合
   成ガラス製造装置。
8. （８）クリーンエアのクリーン度が０〜１００クラスで
   ある特許請求の範囲第６項または第７項記載の合成ガラ
   ス製造装置。
9. （９）反応容器が石英ガラス、セラミックスのうちから
   選択された任意材料からなる特許請求の範囲第１項ない
   し第４項または第６項いずれかに記載の合成ガラス製造
   装置。
10. （１０）反応容器用の材料が樹脂コーティングされてい
    る特許請求の範囲第１項ないし第４項または第６項また
    は第９項いずれかに記載の合成ガラス製造装置。
11. （１１）樹脂コーティング材料がフッ素樹脂またはシリ
    コーン樹脂のいずれかからなる特許請求の範囲第９項記
    載の合成ガラス製造装置。