KR102484035B1 - Method for synthesizing glass microparticles - Google Patents

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스미토모 덴키 고교 가부시키가이샤
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Abstract

복수의 가스 포트를 갖는 다중관 버너의 중심의 원료 가스 포트로부터 유리 원료 가스를 분사하는 동시에 중심의 원료 가스 포트의 외측의 복수의 가스 포트로부터 화염 형성용 가스를 분사하고, 화염 형성용 가스에 의해 형성되는 화염 내에서 유리 원료 가스를 화염 분해 반응시켜 유리 미립자를 합성하는 유리 미립자의 합성 방법으로서, 다중관 버너는, 그 가스 분사측 단부면에 중심의 원료 가스 포트보다 하류측으로 돌출된 돌출부가 형성되어 있으며, 돌출부보다 내측에 있는 가스 포트 중 적어도 1개의 가스 포트로부터, 중심의 원료 가스 포트로부터 분사되는 가스 유속 V1의 0.3배 이상 1.0배 이하의 유속 V2가 되도록 화염 형성용 가스를 분사하여 유리 미립자의 합성을 실행한다.A glass raw material gas is injected from a central raw material gas port of a multi-tube burner having a plurality of gas ports, and a flame forming gas is injected from a plurality of gas ports outside the central raw material gas port, A method for synthesizing glass particles by flame decomposition reaction of glass raw material gas in a formed flame to synthesize glass particles, wherein a multi-tube burner has a protruding portion protruding downstream from a central source gas port on an end face on a gas ejection side. and, from at least one of the gas ports located inside the protruding part, the flame-forming gas is injected so that the flow rate V2 is 0.3 times or more and 1.0 times or less of the flow rate V1 of the gas injected from the central raw material gas port to form glass particles. carry out the synthesis of

Description

유리 미립자의 합성 방법Method for synthesizing glass microparticles

본 발명은 유리 미립자의 합성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for synthesizing glass microparticles.

본 출원은, 2016년 4월 26일자로 출원된 일본 특허 출원 제 2016-087695 호에 근거하여 우선권을 주장하며, 상기 일본 특허 출원에 기재된 전체 기재 내용을 원용하는 것이다.This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2016-087695 filed on April 26, 2016, and uses all of the contents described in the Japanese Patent Application.

특허문헌 1에는, 복수의 가스 포트를 갖는 다중관 버너에 유리 원료 가스와 화염 형성용 가스(가연 가스, 조연(助燃) 가스, 시일 가스 등)를 공급하여, 다중관 버너가 형성하는 화염 내에서 유리 원료 가스를 화염 분해 반응시켜 유리 미립자를 합성하는 유리 미립자의 합성 방법이 개시되어 있다.In Patent Literature 1, a glass raw material gas and a flame forming gas (combustible gas, auxiliary combustion gas, seal gas, etc.) are supplied to a multi-tube burner having a plurality of gas ports, and Disclosed is a method for synthesizing glass fine particles by subjecting a glass raw material gas to a flame decomposition reaction to synthesize glass fine particles.

일본 특허 공개 제 2015-30642 호 공보Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-30642

본 개시의 일 태양에 따른 유리 미립자의 합성 방법은,A method for synthesizing glass fine particles according to one aspect of the present disclosure,

복수의 가스 포트를 갖는 다중관 버너의 중심의 가스 포트로부터 유리 원료 가스를 분사하는 동시에 상기 중심의 가스 포트의 외측의 복수의 가스 포트로부터 화염 형성용 가스를 분사하고, 상기 화염 형성용 가스에 의해 형성되는 화염 내에서 상기 유리 원료 가스를 화염 분해 반응시켜 유리 미립자를 합성하는 유리 미립자의 합성 방법으로서,A glass raw material gas is injected from a gas port in the center of a multi-tube burner having a plurality of gas ports, and a gas for flame formation is injected from a plurality of gas ports outside the gas port in the center. A method for synthesizing glass fine particles by subjecting the glass raw material gas to a flame decomposition reaction in a formed flame to synthesize glass fine particles,

상기 다중관 버너는, 그 가스 분사측 단부면에 상기 중심의 가스 포트보다 하류측으로 돌출된 돌출부가 형성되어 있으며,The multi-tube burner has a protruding part protruding downstream from the central gas port on the end face of the gas injection side,

상기 돌출부보다 내측에 있는 가스 포트 중 적어도 1개의 가스 포트로부터, 상기 중심의 가스 포트로부터 분사되는 가스 유속 V1의 0.3배 이상 1.0배 이하의 유속 V2가 되도록 상기 화염 형성용 가스를 분사하여 유리 미립자의 합성을 실행한다.The flame-forming gas is injected from at least one of the gas ports on the inner side of the protruding portion so as to have a flow rate V2 that is 0.3 times or more and 1.0 times or less of the flow rate V1 of the gas injected from the central gas port. run the synthesis

도 1은 본 개시의 일 태양에 따른 유리 미립자의 합성 방법을 실시하는 제조 장치의 일 예를 설명하는 도면이다.
도 2a는 유리 미립자를 생성하는 다중관 버너의 일 태양을 도시하는 종단면도이다.
도 2b는 유리 미립자를 생성하는 다중관 버너의 일 태양을 도시하는 횡단면도이다.
도 3은 다중관 버너 내에 유리 미립자가 퇴적되는 구조를 설명하는 모식도이다.
도 4는 다중관 버너 내에의 유리 미립자의 퇴적을 억제하는 방법 및 조건을 설명하는 모식도이다.1 is a diagram for explaining an example of a manufacturing apparatus for carrying out a method for synthesizing glass fine particles according to one aspect of the present disclosure.
2A is a longitudinal cross-sectional view illustrating one aspect of a multi-tube burner that produces glass particulates.
2B is a cross-sectional view illustrating one aspect of a multi-tube burner that produces glass particulates.
3 is a schematic diagram explaining a structure in which glass fine particles are deposited in a multi-tube burner.
Fig. 4 is a schematic diagram explaining a method and conditions for suppressing the deposition of fine glass particles in a multi-tube burner.

[본 개시가 해결하고자 하는 과제][Problems to be solved by the present disclosure]

특허문헌 1과 같은 유리 미립자의 합성 방법에 이용되는 다중관 버너는, 화염 분해 반응의 조정 등을 위해, 다중관 버너의 직경 방향에 있어서의 내측의 가스 포트보다 외측의 가스 포트가 길어지는 돌출부가 형성되어 있다. 특허문헌 1의 경우는, 돌출부를 단차부라고 칭하며, 그 단차부가 이단 마련되어 있다. 이와 같은 돌출부에 의해, 중심의 가스 포트로부터 분사되는 원료 가스가 과도하게 흩어지지 않도록 할 수 있다.In the multi-tube burner used in the method for synthesizing glass fine particles as described in Patent Document 1, the outer gas port is longer than the inner gas port in the radial direction of the multi-tube burner in order to adjust the flame decomposition reaction. is formed In the case of Patent Literature 1, the protruding portion is referred to as a stepped portion, and the stepped portion is provided in two stages. With such a protruding portion, the raw material gas injected from the gas port in the center can be prevented from scattering excessively.

그런데, 상기 돌출부에 있어서, 그 내벽에 유리 미립자가 퇴적되어 다중관 버너의 막힘이 생겨버린다. 막힘이 생기면, 유리 미립자의 합성에 지장을 초래하므로, 다중관 버너의 청소를 실행할 필요가 있다. 이 때문에, 예를 들어 특허문헌 1의 경우는, 소정의 가스 포트 관부의 선단을 교환 가능하게 하여, 분리해서 청소 또는 교환함으로써 다중관 버너의 막힘을 방지하고 있다.By the way, in the said protruding part, glass microparticles accumulate on the inner wall, and the multi-tube burner becomes clogged. If clogging occurs, it is necessary to clean the multi-tube burner, since synthesis of fine glass particles is hindered. For this reason, for example, in the case of Patent Literature 1, clogging of the multi-tube burner is prevented by enabling replacement of the tip of a predetermined gas port pipe portion and cleaning or replacing it separately.

그렇지만, 다중관 버너의 청소 또는 교환을 실행하는 유지보수 작업이 필요하며, 그 유지보수 작업을 하는 동안은, 유리 합성을 정지하기 때문에, 유리 제조의 기회 손실이 되어 버린다. 또한, 유리 합성 장치 내부는 좁으므로, 다중관 버너의 유지보수 작업은 곤란한 작업이다.However, maintenance work of cleaning or exchanging the multi-tube burner is required, and glass synthesis is stopped during the maintenance work, resulting in loss of opportunity for glass production. In addition, since the inside of the glass synthesizing apparatus is narrow, the maintenance work of the multi-tube burner is a difficult task.

그래서, 본 개시의 목적은, 유리 제조의 기회 손실을 억제하고, 다중관 버너의 유지보수 작업의 필요성을 거의 없애는 것이 가능한 유리 미립자의 합성 방법을 제공하는 것에 있다.Then, an object of the present disclosure is to provide a method for synthesizing fine glass particles capable of suppressing the loss of opportunity in glass production and substantially eliminating the need for maintenance work of a multi-tube burner.

[본 개시의 효과][Effect of the present disclosure]

본 개시에 의하면, 유리 제조의 기회 손실을 억제하고, 다중관 버너의 청소(또는 교환) 작업의 필요성을 거의 없앨 수 있다.According to the present disclosure, it is possible to suppress loss of opportunity in glass manufacturing and to substantially eliminate the need for cleaning (or replacing) work of the multi-tube burner.

[본 발명의 실시형태의 설명][Description of Embodiments of the Invention]

최초로, 본 발명의 실시형태를 열기하여 설명한다.First, embodiments of the present invention are listed and described.

본 발명의 일 태양에 따른 유리 미립자의 합성 방법은,The method for synthesizing glass fine particles according to one aspect of the present invention,

(1) 복수의 가스 포트를 갖는 다중관 버너의 중심의 가스 포트로부터 유리 원료 가스를 분사하는 동시에 상기 중심의 가스 포트의 외측의 복수의 가스 포트로부터 화염 형성용 가스를 분사하고, 상기 화염 형성용 가스에 의해 형성되는 화염 내에서 상기 유리 원료 가스를 화염 분해 반응시켜 유리 미립자를 합성하는 유리 미립자의 합성 방법으로서,(1) A glass material gas is injected from a gas port in the center of a multi-pipe burner having a plurality of gas ports, and a gas for flame formation is injected from a plurality of gas ports outside the gas port in the center, A method for synthesizing glass fine particles by subjecting the glass raw material gas to a flame decomposition reaction in a flame formed by gas to synthesize glass fine particles,

상기 다중관 버너는, 그 가스 분사측 단부면에 상기 중심의 가스 포트보다 하류측으로 돌출된 돌출부가 형성되어 있으며,The multi-tube burner has a protruding part protruding downstream from the central gas port on the end face of the gas injection side,

상기 돌출부보다 내측에 있는 가스 포트 중 적어도 1개의 가스 포트로부터, 상기 중심의 가스 포트로부터 분사되는 가스 유속 V1의 0.3배 이상 1.0배 이하의 유속 V2가 되도록 상기 화염 형성용 가스를 분사하여 유리 미립자의 합성을 실행한다.The flame-forming gas is injected from at least one of the gas ports on the inner side of the protruding portion so as to have a flow rate V2 that is 0.3 times or more and 1.0 times or less of the flow rate V1 of the gas injected from the central gas port. run the synthesis

이러한 방법에 의하면, 다중관 버너의 돌출부보다 내측에 있는 가스 포트 중 적어도 1개의 가스 포트로부터, 중심의 가스 포트로부터 분사되는 가스 유속 V1의 0.3배 이상 1.0배 이하의 유속 V2가 되도록 화염 형성용 가스를 분사하므로, 중심의 가스 포트로부터 분사되는 유리 원료 가스가 유속 V2의 화염 형성용 가스에 저해되어, 돌출부의 내벽에는 거의 유리 미립자가 퇴적되지 않는다. 이 때문에, 다중관 버너의 막힘이 생기지 않으므로, 유리 제조의 기회 손실을 억제하고, 다중관 버너의 유지보수 작업의 필요성을 거의 없앨 수 있다.According to this method, from at least one of the gas ports inside the protruding part of the multi-pipe burner, the flame-forming gas has a flow rate V2 that is 0.3 times or more and 1.0 times or less of the flow rate V1 of the gas injected from the central gas port. is injected, the glass raw material gas injected from the gas port in the center is blocked by the flame forming gas at the flow rate V2, and glass fine particles are hardly deposited on the inner wall of the protruding portion. For this reason, since clogging of the multi-tube burner does not occur, loss of opportunity in glass production can be suppressed, and the need for maintenance work of the multi-tube burner can be substantially eliminated.

(2) 상기 중심의 가스 포트의 가스 유속 V1은 5m/초 이상 20m/초 이하이며,(2) The gas flow rate V1 of the central gas port is 5 m/sec or more and 20 m/sec or less,

상기 돌출부의 돌출 길이가 V1×0.01초 이하인 것이 바람직하다.It is preferable that the protrusion length of the protrusion is V1×0.01 seconds or less.

상기 조건하에서, 유리 미립자의 합성을 실행하는 것에 의해, 보다 확실히 유리 제조의 기회 손실을 억제하고, 다중관 버너의 청소(또는 교환) 작업의 필요성을 거의 없앨 수 있다.By carrying out the synthesis of glass fine particles under the above conditions, it is possible to more reliably suppress loss of opportunity in glass production and almost eliminate the necessity of cleaning (or replacing) work of the multi-tube burner.

(본 발명의 실시형태의 상세)(Details of the embodiment of the present invention)

본 발명의 실시형태에 따른 유리 미립자의 합성 방법의 구체예를, 이하에 도면을 참조하면서 설명한다.A specific example of a method for synthesizing glass fine particles according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

또한, 본 발명은 이들 예시에 한정되는 것이 아니라, 특허청구범위에 의해 나타나며, 특허청구범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.In addition, this invention is not limited to these examples, it is shown by the claim, and it is intended that all the changes within the meaning and range equivalent to a claim are included.

이하에 나타내는 유리 미립자의 합성 방법으로서는, VAD(Vapor Phase Axial Deposition)법을 예로 들어 설명하지만, 본 발명은 VAD법에 한정되는 것은 아니다. VAD법과 마찬가지로 유리 원료로부터 유리를 퇴적시키는 방법, 예를 들어 OVD(Outside Vapor Deposition)법에 본 발명을 적용하는 것도 가능하다.As a method for synthesizing glass fine particles shown below, a VAD (Vapor Phase Axial Deposition) method will be described as an example, but the present invention is not limited to the VAD method. Similar to the VAD method, it is also possible to apply the present invention to a method of depositing glass from a glass raw material, for example, an OVD (Outside Vapor Deposition) method.

본 실시형태에 따른 유리 미립자의 합성 방법의 구체예로서, 유리 미립자 퇴적체(M)를 제조하는 제조 장치의 일 예에 대하여, 도 1을 참조하면서 설명한다.As a specific example of the glass fine particle synthesis method according to the present embodiment, an example of a manufacturing apparatus for manufacturing the glass fine particle deposited body M will be described with reference to FIG. 1 .

도 1에 도시하는 바와 같이, 제조 장치(1)는, 반응 용기(2)와, 승강 회전 장치(3)와, 가스 공급 장치(4)와, 다중관 버너(5)와, 각부의 동작을 제어하는 제어부(6)를 구비하고 있다.As shown in FIG. 1, the manufacturing apparatus 1 controls the operation of the reaction vessel 2, the lifting and rotating device 3, the gas supply device 4, the multi-tube burner 5, and each part. A control unit 6 for controlling is provided.

반응 용기(2)는 유리 미립자 퇴적체(M)가 형성되는 용기이며, 반응 용기(2)의 측면에 장착된 배기관(21)을 구비하고 있다. 배기관(21)은 유리 미립자 퇴적체(M)로서 부착되지 않은 유리 미립자(10)를 반응 용기(2)의 외부로 배출하는 관이다.The reaction vessel 2 is a vessel in which the glass fine particle deposits M are formed, and has an exhaust pipe 21 attached to the side of the reaction vessel 2 . The exhaust pipe 21 is a pipe for discharging the glass fine particles 10 that are not attached as the glass fine particle deposits M to the outside of the reaction container 2 .

승강 회전 장치(3)는 지지봉(31) 및 출발 로드(32)를 거쳐서 유리 미립자 퇴적체(M)를 회전시키면서 승강시킬 수 있는 장치이다. 승강 회전 장치(3)는 제어부(6)로부터 송신되어 오는 제어 신호에 근거하여 지지봉(31)의 동작을 제어하고 있다.The lifting and rotating device 3 is a device that can lift and lower the glass fine particle accumulation body M while rotating it via the support bar 31 and the starting rod 32 . The lifting/rotating device 3 controls the operation of the support bar 31 based on a control signal transmitted from the control unit 6 .

지지봉(31)은 반응 용기(2) 상벽에 형성된 관통 구멍을 관통 삽입하여 배치되어 있으며, 반응 용기(2) 내에 배치되는 한쪽 단부에는 출발 로드(32)가 장착되어 있다. 지지봉(31)은, 출발 로드(32)가 장착되어 있는 단부와는 반대측의 단부가 승강 회전 장치(3)에 의해 파지되어 있다. 출발 로드(32)는 유리 미립자(10)가 퇴적되는 로드이며, 지지봉(31)에 장착되어 있다.The support rod 31 is inserted through a through-hole formed on the upper wall of the reaction container 2 and is disposed, and a starting rod 32 is attached to one end disposed in the reaction container 2 . The end of the support rod 31 on the opposite side to the end to which the starting rod 32 is attached is gripped by the lifting/rotating device 3 . The starting rod 32 is a rod on which the fine glass particles 10 are deposited, and is attached to the support rod 31 .

가스 공급 장치(4)는 유리 원료(41)를 기화시킨 유리 원료 가스를 다중관 버너(5)에 공급하는 장치이다. 가스 공급 장치(4)는, 유리 원료(41)를 저장하는 원료 용기(42)와, 유리 원료 가스의 공급 유량을 제어하는 MFC(Mass Flow Controller)(43)와, 유리 원료 가스를 다중관 버너(5)로 인도하는 공급 배관(44)을 갖고 있다. 또한, 가스 공급 장치(4)는, 원료 용기(42)와, MFC(43)와 공급 배관(44)의 일부를 소정 온도로 유지하는 온도 조절 부스(45)를 갖고 있다.The gas supply device 4 is a device that supplies the glass raw material gas obtained by vaporizing the glass raw material 41 to the multi-pipe burner 5 . The gas supply device 4 includes a raw material container 42 for storing the glass raw material 41, an MFC (Mass Flow Controller) 43 for controlling the supply flow rate of the glass raw material gas, and a multi-pipe burner for the glass raw material gas. It has a supply pipe 44 leading to (5). Furthermore, the gas supply device 4 has a temperature control booth 45 that maintains a part of the raw material container 42, the MFC 43, and the supply pipe 44 at a predetermined temperature.

MFC(43)는, 제어부(6)로부터 송신되어 오는 제어 신호에 근거하여, 다중관 버너(5)에 공급하는 유리 원료 가스의 공급량을 제어하는 동시에, 다중관 버너(5)로부터 분사되는 유리 원료 가스의 유량을 제어하고 있다.Based on the control signal transmitted from the control part 6, MFC43 controls the supply amount of the glass raw material gas supplied to the multi-pipe burner 5, and the glass raw material injected from the multi-pipe burner 5. The gas flow rate is controlled.

다중관 버너(5)는 유리 미립자(10)를 생성하기 위한 것이며, 예를 들어 금속 재료 혹은 석영 유리 등으로 구성되어 있다. 금속 재료로서는, 예를 들어 내부식성이 특히 우수한 스테인리스(SUS : Steel Special Use Stainless)를 이용하는 것이 바람직하다. 다중관 버너(5)에는, 유리 원료 가스와 화염 형성용 가스(연소 가스, 조연 가스, 시일 가스 등)가 공급된다. 유리 원료 가스로서는, 예를 들어 사염화 규소(SiCl4)나 실록산 등이 공급되며, 화염 형성용 가스로서는, 예를 들어 수소(H2) 등의 연소 가스, 산소(O2) 등의 조연 가스, 질소(N2) 등의 시일 가스 등이 공급된다.The multi-tube burner 5 is for generating glass fine particles 10 and is made of, for example, a metal material or quartz glass. As the metal material, for example, it is preferable to use stainless steel (SUS: Steel Special Use Stainless) having particularly excellent corrosion resistance. The multi-tube burner 5 is supplied with a glass raw material gas and a gas for flame formation (combustion gas, auxiliary combustion gas, seal gas, etc.). As the glass raw material gas, for example, silicon tetrachloride (SiCl 4 ) or siloxane is supplied, and as the flame forming gas, for example, combustion gases such as hydrogen (H 2 ), auxiliary combustion gases such as oxygen (O 2 ), A seal gas such as nitrogen (N 2 ) or the like is supplied.

다중관 버너(5)는 기화된 유리 원료 가스를 산수소 화염 중에 있어서 화염 분해 반응시키는 것에 의해 유리 미립자(10)를 생성한다. 다중관 버너(5)는 생성된 유리 미립자(10)를 출발 로드(32)에 분사하여 퇴적시켜, 소정 외경의 유리 미립자 퇴적체(M)를 제작한다. 또한, 도 1에서는, 화염 형성용 가스를 공급하기 위한 가스 공급 장치는 생략되어 있다.The multi-tube burner 5 generates glass fine particles 10 by subjecting the vaporized glass raw material gas to a flame decomposition reaction in an oxyhydrogen flame. The multi-tube burner 5 sprays and deposits the generated glass fine particles 10 on the starting rod 32 to produce a glass fine particle deposit M having a predetermined outer diameter. In addition, in FIG. 1, the gas supply apparatus for supplying the gas for flame formation is abbreviate|omitted.

제어부(6)는 승강 회전 장치(3), 가스 공급 장치(4) 등의 동작을 제어한다. 제어부(6)는, 승강 회전 장치(3)에 대하여, 유리 미립자 퇴적체(M)의 승강 속도 및 회전 속도를 제어하는 제어 신호를 송신한다. 또한, 제어부(6)는, 가스 공급 장치(4)의 MFC(43)에 대하여, 다중관 버너(5)로부터 분무되는 유리 원료 가스의 유량을 제어하는 제어 신호를 송신한다.The controller 6 controls the operation of the lift/rotate device 3, the gas supply device 4, and the like. The control unit 6 transmits, to the lifting/rotating device 3, a control signal for controlling the lifting speed and rotational speed of the glass fine particle deposited body M. Moreover, the control part 6 transmits the control signal which controls the flow volume of the glass raw material gas sprayed from the multi-pipe burner 5 with respect to MFC43 of the gas supply apparatus 4.

도 2a는 다중관 버너(5)를 축 방향으로 절단한 종단면도이며, 도 2b는 다중관 버너(5)의 중심축(B)에 가까운 일부분을 축 방향에 대하여 수직 방향으로 절단한 횡단면도이다. 도 2a에 도시하는 바와 같이, 다중관 버너(5)로서는, 예를 들어 12중관 등의 다중관 버너 구조의 것이 이용된다. 또한, 도 2a에 있어서 상방이 다중관 버너(5)의 가스 분사측인 선단 방향을 나타낸다.2A is a longitudinal cross-sectional view of the multi-tube burner 5 cut in the axial direction, and FIG. 2B is a cross-sectional view of a portion close to the central axis B of the multi-tube burner 5 cut in a direction perpendicular to the axial direction. As shown in Fig. 2A, as the multi-tube burner 5, a multi-tube burner structure such as a 12-tube burner is used, for example. In addition, in FIG. 2A, upper direction shows the direction of the front end which is the gas injection side of the multi-pipe burner 5. As shown in FIG.

다중관 버너(5)의 중앙부에는, 유리 원료 가스가 분사되는 원료 가스 포트(50)가 마련되어 있다. 원료 가스 포트(50)에는 유리 원료 가스만을 공급하는 것도, 유리 원료 가스에 다른 가스, 예를 들어 H2 가스를 혼합하여 공급할 수도 있다.In the central portion of the multi-tube burner 5, a raw material gas port 50 through which glass raw material gas is injected is provided. It is also possible to supply only the glass raw material gas to the raw material gas port 50, or mix and supply another gas, for example, H 2 gas, to the glass raw material gas.

원료 가스 포트(50)의 외주에는, 화염 형성용 가스로서 예를 들어 H2 등의 연소 가스가 공급되는 제 1 화염 형성용 가스 포트(61, 65, 69)와, 동일하게 화염 형성용 가스로서 예를 들어 O2 등의 조연 가스가 공급되는 제 2 화염 형성용 가스 포트(63, 67, 71)가 교대로 마련되어 있다. 교대로 마련된 제 1 화염 형성용 가스 포트(61, 65, 69)와 제 2 화염 형성용 가스 포트(63, 67, 71) 사이에는, 화염 형성용 가스로서 예를 들어 N2 등의 시일 가스가 공급되는 제 ３ 화염 형성용 가스 포트(62, 64, 66, 68, 70)가 마련되어 있다.To the outer periphery of the raw material gas port 50, the first flame-forming gas ports 61, 65, and 69 to which combustion gas such as H 2 is supplied as the flame-forming gas, similarly to the flame-forming gas. For example, gas ports 63, 67, and 71 for forming second flames to which an auxiliary gas such as O 2 is supplied are alternately provided. Between the 1st flame formation gas ports 61, 65, 69 and the 2nd flame formation gas ports 63, 67, 71 provided alternately, as a flame formation gas, for example, sealing gas, such as N2 , is A third flame forming gas port 62, 64, 66, 68, 70 to be supplied is provided.

원료 가스 포트(50)는, 다중관 버너(5)의 축 방향을 따라서 연장되는 관부로 형성되어 있으며, 다중관 버너(5)의 중심부에 마련되어 있다. 또한, 다른 화염 형성용 가스 포트(61 내지 71)는 원료 가스 포트(50)와 동심원 형상으로 배치된 관부 사이의 간극으로서 형성되어 있다(도 2b 참조). 이들 복수의 관부의 각각의 두께(T1)는 예를 들어 1mm 정도이다. 또한, 원료 가스 포트(50), 화염 형성용 가스 포트(61 내지 71)의 개구 두께(T2)는 예를 들어 2mm 정도이다. 또한, 반드시 모든 관부의 두께(T1), 및 모든 가스 포트의 개구 두께(T2)가 각각 일률적일 필요는 없다.The raw material gas port 50 is formed as a pipe portion extending along the axial direction of the multi-tube burner 5 and is provided at the center of the multi-tube burner 5 . Further, the other flame forming gas ports 61 to 71 are formed as gaps between the raw material gas port 50 and concentrically arranged pipe portions (see Fig. 2B). The thickness T1 of each of these plurality of pipe parts is, for example, about 1 mm. In addition, the opening thickness T2 of the source gas port 50 and the gas ports 61-71 for flame formation is about 2 mm, for example. In addition, the thicknesses T1 of all pipe parts and the thicknesses T2 of openings of all gas ports do not necessarily have to be uniform.

다중관 버너(5)의 선단측의 부분에 있어서, 예를 들어 원료 가스 포트(50), 화염 형성용 가스 포트(61, 62)를 구성하는 3개의 관부(50A, 61A, 62A)는 동일한 길이이며, 원료 가스 포트(50), 화염 형성용 가스 포트(61 내지 71)를 구성하는 관부 중에서 가장 짧은 길이로 형성되어 있다. 또한, 예를 들어 화염 형성용 가스 포트(63)의 외주측을 구성하는 관부(63A)로부터 화염 형성용 가스 포트(66)를 구성하는 관부(66A)까지의 4개의 관부는 동일한 길이이며, 상기 관부(50A, 61A, 62A)보다 길어지도록 형성되어 있다. 또한, 예를 들어 화염 형성용 가스 포트(67)의 외주측을 구성하는 관부(67A)로부터 화염 형성용 가스 포트(71)를 구성하는 관부(71A)까지의 5개의 관부는 동일한 길이이며, 상기 관부(63A 내지 66A)보다 길어지도록 형성되어 있다.In the portion on the tip side of the multi-pipe burner 5, for example, the three pipe parts 50A, 61A, and 62A constituting the raw material gas port 50 and the gas ports 61 and 62 for flame formation are the same length. , and is formed with the shortest length among the pipe parts constituting the raw material gas port 50 and the gas ports 61 to 71 for flame formation. In addition, for example, the four pipe parts from the pipe part 63A constituting the outer peripheral side of the flame formation gas port 63 to the pipe part 66A constituting the flame formation gas port 66 are the same length, and the above It is formed so as to be longer than pipe parts 50A, 61A, 62A. In addition, for example, five pipe parts from the pipe part 67A constituting the outer peripheral side of the gas port 67 for flame formation to the pipe part 71A constituting the gas port 71 for flame formation are the same length. It is formed so as to be longer than the pipe parts 63A to 66A.

이와 같이, 다중관 버너(5)의 선단부에서는, 다중관 버너(5)의 직경 방향에 있어서의 내측의 가스 포트보다 외측의 가스 포트가 길어지도록, 소정의 영역마다 관부의 길이가 설정되어 있다. 이 길이의 설정에 의해, 다중관 버너(5) 내에는, 관부(50A, 61A, 62A)와 관부(63A 내지 66A) 사이의 단차부와, 관부(63A 내지 66A)와 관부(67A 내지 71A) 사이의 단차부가 형성되어 있다.In this way, at the front end of the multi-tube burner 5, the length of the pipe portion is set for each predetermined region so that the outer gas port is longer than the inner gas port in the radial direction of the multi-tube burner 5. By setting this length, in the multi-tube burner 5, there is a stepped portion between the pipe portions 50A, 61A, and 62A and the pipe portions 63A to 66A, and the pipe portions 63A to 66A and the pipe portions 67A to 71A. A stepped portion is formed between them.

관부(50A, 61A, 62A)와 관부(63A 내지 66A) 사이의 단차부에 있어서, 관부(50A, 61A, 62A)의 가스 분사측의 단부면보다 다중관 버너(5)의 하류측(선단 방향측)으로 돌출된 부분을 돌출부(80)로 정의하고, 그 길이를 돌출 길이 L로 한다. 또한, 도 2a 및 도 2b에 도시하는 다중관 버너(5)에서는, 관부(63A 내지 66A)의 가스 분사측의 단부면보다 다중관 버너(5)의 하류측으로 더욱 돌출된 제 2 돌출부(90)가 형성되어 있다. 다중관 버너(5)는, 이와 같은 돌출부(80, 90)가 마련되는 것에 의해, 원료 가스 포트(50)로부터 분사되는 유리 원료 가스가 다중관 버너(5)의 직경 방향으로 과도하게 확산되지 않도록 할 수 있다.In the stepped portion between the pipe portions 50A, 61A, and 62A and the pipe portions 63A to 66A, the downstream side (front end side) of the multi-pipe burner 5 from the end face on the gas injection side of the pipe portions 50A, 61A, 62A. ) is defined as the protruding portion 80, and its length is defined as the protruding length L. Further, in the multi-tube burner 5 shown in FIGS. 2A and 2B, the second protruding portion 90 protrudes further downstream of the multi-tube burner 5 than the end faces on the gas injection side of the tube portions 63A to 66A. is formed The multi-tube burner 5 is provided with such protrusions 80 and 90 so that the glass raw material gas injected from the raw material gas port 50 does not spread excessively in the radial direction of the multi-tube burner 5. can do.

그런데, 종래에는, 돌출부를 갖는 다중관 버너를 이용하여 유리 미립자를 생성하는 경우, 돌출부에 있어서 그 내벽에 유리 미립자가 퇴적되어 다중관 버너의 막힘이 생기는 문제가 있었다.However, conventionally, in the case of generating glass fine particles using a multi-tube burner having a protruding portion, there is a problem in that the multi-tube burner is clogged because the glass fine particles are deposited on the inner wall of the protruding portion.

이러한 문제가 생기는 구조를 도 3의 모식도를 참조하여 설명한다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 원료 가스 포트로부터 분사된 유리 원료 가스의 일부는, 예를 들어 화살표(C)의 방향으로 세차게 단번에 확산된다. 이 때문에, 확산된 유리 미립자가 돌출부의 내벽에 퇴적된다.A structure in which such a problem occurs will be described with reference to the schematic diagram of FIG. 3 . As shown in FIG. 3 , a part of the glass raw material gas injected from the raw material gas port is vigorously diffused in the direction of arrow C, for example, all at once. Because of this, diffused glass fine particles are deposited on the inner wall of the projection.

돌출부의 길이를 단순히 짧게 하여 돌출부에의 유리 미립자의 퇴적을 방지하는 것을 고려할 수 있다. 그렇지만, 돌출 길이를 변경하면 다중관 버너에 의해 형성되는 화염이 변화하여, 유리 미립자의 합성 속도나 합성량 등도 변화해 버리기 때문에, 돌출부의 길이를 단순히 짧게 하는 것은 곤란하다. 또한, 유리 미립자 퇴적체의 제조 설비마다 원료 가스 포트에 투입되는 유리 원료 가스의 유량은 상이하기 때문에, 유리 원료 가스의 유량에 따라서 돌출부에 대한 유리 미립자가 퇴적되는 영역도 변화한다.It is conceivable to simply shorten the length of the protrusions to prevent the deposition of glass particles on the protrusions. However, it is difficult to simply shorten the length of the protruding portion because the flame formed by the multi-tube burner changes when the protruding length is changed, and the synthesis rate and amount of glass fine particles are also changed. In addition, since the flow rate of the glass source gas injected into the source gas port is different for each production facility of the glass particle deposited body, the area where the glass particles are deposited on the projecting portion changes according to the flow rate of the glass source gas.

따라서, 유리 미립자 퇴적체의 제조 설비마다 돌출부의 길이가 상이한 다중관 버너를 사용하는 것이 바람직하지만, 설비마다 상이한 다중관 버너를 준비할 필요가 있어 비용이 든다. 또한, 동일한 설비에 있어서, 제조 상의 사정 등으로 유리 원료 가스의 유량이 변경되었을 때에, 다중관 버너의 교환이 필요하게 되어, 버너 교환 비용 및 교환 작업 중의 유리 제조의 기회 손실이 생긴다.Therefore, although it is preferable to use a multi-tube burner having a different length of the projecting part for each manufacturing facility of the glass fine particle deposit, it is necessary to prepare a different multi-tube burner for each facility, resulting in cost. In addition, in the same facility, when the flow rate of the glass raw material gas is changed due to production circumstances or the like, replacement of the multi-tube burner is required, resulting in burner replacement cost and opportunity loss in glass production during replacement work.

그래서, 본 발명자는, 유리 원료 가스의 유량이 상이한 경우라도, 돌출부의 내벽에 유리 미립자가 퇴적되지 않는 방법 및 그 조건에 대하여 이하와 같이 검토를 실행했다.Then, this inventor performed examination as follows about the method and conditions for which glass fine particles are not deposited on the inner wall of a protrusion part even when the flow rate of glass raw material gas differs.

도 4를 이용하여, 다중관 버너(5)의 돌출부(80)의 내벽에의 유리 미립자의 퇴적을 억제하는 방법에 대하여 설명한다.A method for suppressing the deposition of fine glass particles on the inner wall of the protruding portion 80 of the multi-tube burner 5 will be described with reference to FIG. 4 .

도 4에 도시하는 바와 같이, 도 2a 및 도 2b에서 도시한 다중관 버너(5)의 원료 가스 포트(50)와 돌출부(80) 사이에 마련되어 있는 화염 형성용 가스 포트(61, 62, 63)에 주목하여, 이들 가스 포트로부터 분사되는 가스를 이용하여, 돌출부(80)로의 유리 원료 가스의 확산을 억제하는 방법 및 조건에 대하여 검토했다.As shown in FIG. 4, flame forming gas ports 61, 62 and 63 provided between the raw material gas port 50 and the protrusion 80 of the multi-tube burner 5 shown in FIGS. 2A and 2B paying attention to the above, a method and conditions for suppressing the diffusion of the glass raw material gas into the protruding portion 80 were studied using the gas injected from these gas ports.

그리고, 검토 결과, 화염 형성용 가스 포트(61, 62, 63) 중 적어도 1개의 가스 포트로부터, 화염 형성용 가스를 소정 범위 내의 유속으로 분사하는 것에 의해, 화염 형성용 가스의 흐름이 돌출부(80) 방향으로의 유리 원료 가스의 흐름(도 4의 파선 화살표(D) 참조)을 억제할 수 있다는 것을 발견했다.And, as a result of the examination, by injecting the flame formation gas from at least one of the flame formation gas ports 61, 62, and 63 at a flow rate within a predetermined range, the flow of the flame formation gas is directed to the protruding portion 80. ) direction (see broken line arrow D in FIG. 4 ) was found to be suppressed.

또한, 가스의 유속 V는, 가스 포트를 흐르는 가스의 유량 Q(㎥/초)와, 가스 포트의 단면적 S(㎡)으로부터, 다음의 식 1로 산출할 수 있다.Further, the gas flow rate V can be calculated by the following formula 1 from the flow rate Q (m 3 /sec) of the gas flowing through the gas port and the cross-sectional area S (m 2 ) of the gas port.

V = Q/S (m/초) ··· (식 1)V = Q/S (m/sec) ... (Equation 1)

검토 결과, 화염 형성용 가스 포트(61, 62, 63) 중 적어도 1개의 가스 포트로부터 분사되는 화염 형성용 가스의 유속(이하, V2라고 함)을, 원료 가스 포트(50)로부터 분사되는 유리 원료 가스의 유속(이하, V1이라고 함)을 기준으로 하여 설정하면, 돌출부(80) 방향으로의 유리 원료 가스의 흐름 D는 유속 V2를 0.3V1(m/초) 이상으로 하는 것에 의해 억제할 수 있다는 것을 알 수 있었다.As a result of the examination, the flow rate of the flame-forming gas injected from at least one of the flame-forming gas ports 61, 62, and 63 (hereinafter referred to as V2) is the glass raw material injected from the raw material gas port 50. When set on the basis of the gas flow rate (hereinafter referred to as V1), the flow D of the glass raw material gas in the direction of the projection 80 can be suppressed by setting the flow rate V2 to 0.3V1 (m/sec) or more could find out

그런데, 유속(V2)이 커질수록, 유리 미립자 퇴적체(M)의 표면 온도가 낮아져, 미립자 퇴적체(M)에 유리 미립자(10)가 퇴적되기 어려워져서 제조 상의 문제가 생긴다. 이 때문에, 제조 상의 문제가 생기지 않도록 유리 미립자 퇴적체(M)의 표면 온도의 저하를 억제하기 위한 유속 V2의 상한값은 1.0V1(m/초)이다.However, as the flow velocity V2 increases, the surface temperature of the glass fine particle accumulation body M decreases, and it becomes difficult for the glass fine particles 10 to be deposited on the fine particle accumulation body M, resulting in manufacturing problems. For this reason, the upper limit value of the flow velocity V2 for suppressing the fall of the surface temperature of the glass fine particle deposited body M is 1.0V1 (m/sec) so that a manufacturing problem may not arise.

이상의 검토에 의해, 본 실시형태에 따른 유리 미립자의 합성 방법에서는, 돌출부(80)보다 내측에 있는 화염 형성용 가스 포트(61, 62, 63) 중 적어도 1개의 가스 포트로부터, 중심의 원료 가스 포트(50)로부터 분사되는 유리 원료 가스의 유속 V1의 0.3배 이상 1.0배 이하의 유속 V2가 되도록 화염 형성용 가스를 분사하여 유리 미립자의 합성을 실행하는 것으로 한다.As a result of the above examination, in the method for synthesizing glass fine particles according to the present embodiment, from at least one gas port among the flame forming gas ports 61, 62, and 63 located inside the protruding portion 80, the source gas port in the center It is assumed that the flame forming gas is injected so as to achieve a flow rate V2 that is 0.3 times or more and 1.0 times or less of the flow rate V1 of the glass raw material gas injected from (50) to synthesize glass fine particles.

또한, 본 발명자는, 유리 원료 가스의 유량에 따라서 돌출부(80)에 대한 유리 미립자(10)가 퇴적되는 영역이 변화하는 것과, 유리 원료 가스의 유속 V1이 빠를 때일수록 유리 미립자(10)가 돌출부(80)에 퇴적되기 쉬운 것에 주목했다. 그리고, 유리 원료 가스의 유속 V1을 느리게 하여 간 경우의, 예를 들어 유속 V1과 돌출부(80)의 돌출 길이 L의 바람직한 관계에 대하여 검토했다.In addition, the present inventors have found that the region where the glass fine particles 10 are deposited relative to the protruding portion 80 changes according to the flow rate of the glass raw material gas, and that the glass fine particles 10 move toward the protruding portion when the flow rate V1 of the glass raw material gas is faster. (80) was noted for being easy to deposit. And the flow rate V1 at the time of slowing the flow rate V1 of glass raw material gas, for example, and the preferable relationship of the protrusion length L of the protrusion part 80 were examined.

검토의 결과, 본 발명자는, 유리 원료 가스의 유속 V1이 예를 들어 5(m/초) 이상 20(m/초) 이하인 경우에, 돌출부(80)의 돌출 길이 L을 V1(m/초)×0.01(초) 이하로 하는 것에 의해, 돌출부(80)에의 유리 미립자(10)의 퇴적을 억제하는데 바람직하다는 것을 발견했다.As a result of examination, this inventor set the protruding length L of the protruding part 80 to V1 (m/sec), when the flow velocity V1 of glass raw material gas is, for example, 5 (m/sec) or more and 20 (m/sec) or less. It was found that it is preferable to suppress the deposition of the glass fine particles 10 on the protruding portion 80 by setting it to 0.01 (sec) or less.

본 실시형태에 따른 유리 미립자의 합성 방법에 의하면, 유리 미립자(10)의 합성 시에, 화염 형성용 가스 포트(61, 62, 63) 중 적어도 1개의 가스 포트로부터, 0.3V1 이상 1.0V1 이하(m/초)로 설정된 유속 V2의 화염 형성용 가스가 분사된다. 이 때문에, 원료 가스 포트(50)로부터 분사되는 유속 V1의 유리 원료 가스는 유속 V2의 화염 형성용 가스 등의 흐름에 의해 돌출부(80) 방향으로의 확산이 억제된다. 그리고, 돌출부(80)를 구성하는 관부(63A)의 내벽에는 거의 유리 미립자(10)가 퇴적되지 않게 된다. 이에 의해, 다중관 버너(5)에 있어서의 유리 미립자(10)의 막힘을 감소시킬 수 있어, 유리 제조의 기회 손실을 억제하고, 다중관 버너의 청소 또는 교환을 실행하는 유지보수 작업의 필요성을 거의 없앨 수 있다.According to the method for synthesizing glass fine particles according to the present embodiment, at the time of synthesizing the glass fine particles 10, from at least one gas port among the flame forming gas ports 61, 62, 63, 0.3V1 or more and 1.0V1 or less ( m/sec), the flame-forming gas at the flow rate V2 is injected. For this reason, diffusion of the glass raw material gas of the flow rate V1 injected from the source gas port 50 toward the projecting part 80 direction is suppressed by the flow of the flame forming gas or the like of the flow rate V2. And, almost no glass particles 10 are deposited on the inner wall of the pipe portion 63A constituting the protruding portion 80. As a result, it is possible to reduce the clogging of the glass fine particles 10 in the multi-tube burner 5, suppress the opportunity loss in glass production, and eliminate the need for maintenance work to clean or replace the multi-tube burner. can almost be eliminated.

또한, 유속 V2의 상한값은 1.0V1(m/초) 이하로 설정되어 있다. 이 때문에, 화염 형성용 가스 등이 고속으로 분사되는 것에 따른 유리 미립자 퇴적체(M)의 표면 온도의 저하를 방지할 수 있어, 양호하게 유리 미립자가 부착된 유리 미립자 퇴적체(M)의 제조를 실행할 수 있다.In addition, the upper limit of flow velocity V2 is set to 1.0V1 (m/sec) or less. For this reason, it is possible to prevent a decrease in the surface temperature of the glass fine particle deposited body M due to the high-speed jetting of the flame-forming gas or the like, enabling the production of the glass fine particle deposited body M satisfactorily. can run

또한, 유리 원료 가스의 유속 V1이 5(m/초) 이상 20(m/초) 이하로 설정된 경우에는, 돌출부(80)의 돌출 길이 L이 V1(m/초)×0.01(초) 이하의 길이로 설정된다. 이 때문에, 관부(63A)의 내벽에의 유리 미립자(10)의 퇴적을 더욱 억제할 수 있어, 유리 제조의 기회 손실을 억제하는 동시에, 다중관 버너의 유지보수 작업의 필요성을 거의 없앨 수 있다.In addition, when the flow velocity V1 of glass raw material gas is set to 5 (m/sec) or more and 20 (m/sec) or less, the protrusion length L of the protrusion part 80 is V1 (m/sec) x 0.01 (sec) or less set to length For this reason, it is possible to further suppress the deposition of the glass fine particles 10 on the inner wall of the tube portion 63A, suppressing the opportunity loss in glass production, and substantially eliminating the need for maintenance work of the multi-tube burner.

도 2a 및 도 2b에 도시하는 다중관 버너(5)를 사용하여 유리 미립자를 합성하는 실험을 실행했다.An experiment was conducted to synthesize glass fine particles using the multi-tube burner 5 shown in Figs. 2A and 2B.

본 실험에서는, 원료 가스 포트(50)와 돌출부(80) 사이에 마련되어 있는 화염 형성용 가스 포트(61, 62, 63) 중 가장 외측에 배치되어 있는 화염 형성용 가스 포트(63)(연소 가스인 산소(O2)가 공급되는 제 2 화염 형성용 가스 포트)로부터 유속(V2)의 가스를 분사시켰다. 원료 가스 포트(50)에는 원료 가스와 H2 가스를 혼합한 가스를 분사했다.In this experiment, among the flame forming gas ports 61, 62 and 63 provided between the raw material gas port 50 and the protruding portion 80, the flame forming gas port 63 disposed on the outermost side (combustion gas) A gas having a flow rate (V2) was injected from the second gas port for forming flames supplied with oxygen (O 2 ). A mixture of source gas and H 2 gas was injected into the source gas port 50 .

또한, 원료 가스 포트(50)의 유량을 Q1, 단면적을 S1으로 하고, 화염 형성용 가스 포트(63)의 유량을 Q2, 단면적을 S2로 했다. 또한, 원료 가스 포트(50)의 반경을 r1, 다중관 버너(5)의 중심축(B)으로부터 관부(62A)까지의 거리를 r2, 다중관 버너(5)의 중심축(B)으로부터 관부(63A)까지의 거리를 r3으로 했다(도 4 참조). 또한, 돌출부(80)의 돌출 길이 L은 0.15(m)로 했다.Further, the flow rate of the raw material gas port 50 was set to Q1 and the cross-sectional area was set to S1, and the flow rate of the flame forming gas port 63 was set to Q2 and the cross-sectional area was set to S2. In addition, the radius of the source gas port 50 is r1, the distance from the central axis B of the multi-tube burner 5 to the pipe portion 62A is r2, and the central axis B of the multi-tube burner 5 is the tube portion. The distance to (63A) was made into r3 (refer FIG. 4). In addition, the protrusion length L of the protrusion part 80 was 0.15 (m).

우선, Q1 = 0.000425(㎥/초)First, Q1 = 0.000425 (㎥/sec)

S1 = π×r12=π×0.0032(㎡)S1 = π×r1 2 =π×0.003 2 (㎡)

Q2 = 0.000372(㎥/초)Q2 = 0.000372 (㎥/sec)

S2 = π×(r32-r22) = π×(0.0112-0.0092)(㎡)의 조건으로 유리 미립자의 합성을 실행하고, 관부(63A)의 내벽에의 유리 미립자(10)의 퇴적을 관찰했다.Glass fine particles are synthesized under the condition of S2 = π × (r3 2 -r2 2 ) = π × (0.011 2 -0.009 2 ) (m 2 ), and the glass fine particles 10 are deposited on the inner wall of the tube portion 63A. Observed.

이 때의, 유리 원료 가스의 유속 V1 = Q1/S1 = 15.0(m/초), 화염 형성용 가스의 유속 V2 = Q2/S2 = 3.0(m/초)이며, V2 = 0.2V1이었다. 즉, 화염 형성용 가스 포트(63)로부터 분사되는 화염 형성용 가스의 유속 V2는 원료 가스 포트(50)로부터 분사되는 유리 원료 가스의 유속 V1의 0.2배였다.At this time, the flow rate V1 = Q1/S1 = 15.0 (m/sec) of the glass raw material gas, the flow rate V2 = Q2/S2 = 3.0 (m/sec) of the flame forming gas, and V2 = 0.2 V1. That is, the flow velocity V2 of the flame forming gas injected from the flame forming gas port 63 was 0.2 times the flow velocity V1 of the glass raw material gas injected from the raw material gas port 50.

다음에, 화염 형성용 가스 포트(63)로부터 분사되는 화염 형성용 가스의 유량을 증가시켜, Q2 = 0.000565(㎥/초)로 하여 유리 미립자의 합성을 실행하고, 관부(63A)의 내벽에의 유리 미립자(10)의 퇴적을 관찰했다. 또한, Q1, S1, S2는 상기와 동일한 조건으로 했다.Next, the flow rate of the flame-forming gas injected from the flame-forming gas port 63 is increased, Q2 = 0.000565 (m 3 /sec), glass fine particles are synthesized, and Deposition of glass fine particles (10) was observed. In addition, Q1, S1, and S2 were made into the same conditions as above.

이 때의, 화염 형성용 가스의 유속 V2 = Q2/S2 = 4.5(m/초)이며, V2 = 0.3V1이었다. 즉, 화염 형성용 가스 포트(63)로부터 분사되는 화염 형성용 가스의 유속 V2는 원료 가스 포트(50)로부터 분사되는 유리 원료 가스의 유속 V1의 0.3배였다.At this time, the flow rate of the flame forming gas V2 = Q2/S2 = 4.5 (m/sec), and V2 = 0.3V1. That is, the flow velocity V2 of the flame forming gas injected from the flame forming gas port 63 was 0.3 times the flow velocity V1 of the glass raw material gas injected from the raw material gas port 50.

또한, 화염 형성용 가스 포트(63)로부터 분사되는 화염 형성용 가스의 유량을 증가시켜, Q2 = 0.00188(㎥/초)로 하여 유리 미립자의 합성을 실행하고, 관부(63A)의 내벽에의 유리 미립자(10)의 퇴적을 관찰했다. 또한, Q1, S1, S2는 상기와 동일한 조건으로 했다.In addition, the flow rate of the flame-forming gas injected from the flame-forming gas port 63 is increased, Q2 = 0.00188 (m 3 /sec), glass fine particles are synthesized, and glass to the inner wall of the pipe portion 63A Deposition of fine particles 10 was observed. In addition, Q1, S1, and S2 were made into the same conditions as above.

이 때의, 화염 형성용 가스의 유속 V2 = Q2/S2 = 15.0(m/초)이며, V2 = 1.0V1이었다. 즉, 화염 형성용 가스 포트(63)로부터 분사되는 화염 형성용 가스의 유속 V2는 원료 가스 포트(50)로부터 분사되는 유리 원료 가스의 유속 V1의 1.0배였다.At this time, the flow rate of the flame forming gas V2 = Q2/S2 = 15.0 (m/sec), and V2 = 1.0V1. That is, the flow velocity V2 of the flame forming gas injected from the flame forming gas port 63 was 1.0 times the flow velocity V1 of the glass raw material gas injected from the raw material gas port 50.

마지막으로, 화염 형성용 가스 포트(63)로부터 분사되는 화염 형성용 가스의 유량을 더욱 증가시켜, Q2 = 0.00226(㎥/초)으로 하여 유리 미립자의 합성을 실행하고, 관부(63A)의 내벽에의 유리 미립자(10)의 퇴적을 관찰했다. 또한, Q1, S1, S2는 상기와 동일한 조건으로 했다.Finally, the flow rate of the flame-forming gas injected from the flame-forming gas port 63 is further increased, Q2 = 0.00226 (m3/sec), glass fine particles are synthesized, and The deposition of glass fine particles (10) of was observed. In addition, Q1, S1, and S2 were made into the same conditions as above.

이 때의, 화염 형성용 가스의 유속 V2 = Q2/S2 = 18.0(m/초)이며, V2 = 1.2V1이었다. 즉, 화염 형성용 가스 포트(63)로부터 분사되는 화염 형성용 가스의 유속 V2는 원료 가스 포트(50)로부터 분사되는 유리 원료 가스의 유속 V1의 1.2배였다.At this time, the flow rate of the flame forming gas V2 = Q2/S2 = 18.0 (m/sec), and V2 = 1.2V1. That is, the flow velocity V2 of the flame forming gas injected from the flame forming gas port 63 was 1.2 times the flow velocity V1 of the glass raw material gas injected from the raw material gas port 50.

상기 실험의 결과, 화염 형성용 가스의 유속 V2 = 0.2V1의 경우, 관부(63A)의 내벽에의 유리 미립자(10)의 퇴적이 관찰되고, 청소해도 제거할 수 없었다. 이에 반하여, 화염 형성용 가스의 유속 V2 = 0.3V1의 경우, 화염 형성용 가스의 흐름에 의해, 유리 원료 가스의 돌출부(80) 방향으로의 확산이 억제되어, 관부(63A)의 내벽에의 유리 미립자(10)의 퇴적량이 감소했다. 또한, 유리 미립자(10)의 퇴적 위치가 다중관 버너(5)의 하류측으로 변화했다. 관부(63A)의 내벽에 퇴적된 유리 미립자는 청소에 의해 용이하게 제거할 수 있었다. 또한, 화염 형성용 가스의 유속 V2 = 1.0V1의 경우, 유리 원료 가스의 돌출부(80) 방향으로의 확산이 더욱 억제되어, 관부(63A)의 내벽에의 유리 미립자(10)의 퇴적이 전혀 생기지 않았다. 또한, 화염 형성용 가스의 유속 V2 = 1.2V1의 경우, 관부(63A)의 내벽에의 유리 미립자(10)의 퇴적은 전혀 생기지 않았지만, 유리 미립자 퇴적체(M)의 표면 온도가 저하되어, 유리 미립자 퇴적체의 제조를 할 수 없었다.As a result of the above experiment, in the case of the flow velocity V2 = 0.2V1 of the flame-forming gas, the glass fine particles 10 were observed to be deposited on the inner wall of the pipe portion 63A, and could not be removed even after cleaning. In contrast, when the flow rate V2 of the flame-forming gas is 0.3V1, the flow of the flame-forming gas suppresses the diffusion of the glass raw material gas toward the projecting portion 80, and the glass to the inner wall of the pipe portion 63A The accumulation amount of the fine particles 10 decreased. Further, the deposition position of the glass fine particles 10 changed to the downstream side of the multi-tube burner 5. The glass fine particles deposited on the inner wall of the tube portion 63A could be easily removed by cleaning. Further, in the case of the flow velocity V2 of the flame forming gas = 1.0 V1, the diffusion of the glass raw material gas toward the projection 80 direction is further suppressed, and the glass fine particles 10 are not deposited on the inner wall of the pipe portion 63A. did not Further, in the case of the flow velocity V2 of the flame-forming gas = 1.2 V1, no deposition of the glass fine particles 10 occurred on the inner wall of the pipe portion 63A, but the surface temperature of the glass fine particle deposited body M decreased, and the glass fine particles 10 A fine particle deposit could not be produced.

이상의 실험에 부가하여, 시뮬레이션에 의해 돌출 길이 L, V1, V2를 변경한 경우의 관부(63A)의 내벽에의 유리 미립자(10)의 퇴적량을 구했다.In addition to the above experiment, the accumulation amount of the glass fine particles 10 on the inner wall of the pipe portion 63A when the protruding lengths L, V1 and V2 were changed was determined by simulation.

시뮬레이션은, 시판의 열유체 해석 소프트로 실행했다. 상기 실험에 있어서의 돌출 길이 L, V1, V2로 계산한 관부(63A)의 내벽 부근의 유리 미립자 농도와, 상기 실험에서 관찰한 퇴적량을 대응시키는 것에 의해, 돌출 길이 L, V1, V2를 변경한 경우를 시뮬레이션했다.The simulation was performed with commercially available thermal fluid analysis software. The protruding lengths L, V1, and V2 are changed by matching the concentration of glass fine particles near the inner wall of the tube portion 63A calculated by the protruding lengths L, V1, and V2 in the above experiment with the accumulation amount observed in the above experiment. A case was simulated.

표 1은 돌출 길이 L = 0.007×V1로 하고, V1, V2를 변경한 경우이다. 표 2는 돌출 길이 L = 0.010×V1로 하고, V1, V2를 변경한 경우이다. 표 3은 돌출 길이 L = 0.013×V1로 하고, V1, V2를 변경한 경우이다.Table 1 is a case where the protruding length L = 0.007 × V1 and V1 and V2 are changed. Table 2 is a case where the protruding length L = 0.010 × V1 and V1 and V2 are changed. Table 3 is a case where the protruding length L = 0.013 × V1 and V1 and V2 are changed.

각 표의 결과에서는, 유리 미립자(10)의 퇴적량을, 「유(有)」, 「유(A)」(청소에 의해 용이하게 제거 가능한 양), 「무(無)」의 3개의 수준으로 나누어 표기하고 있다.In the results of each table, the deposition amount of the glass fine particles 10 was classified into three levels: "with", "with (A)" (amount that can be easily removed by cleaning), and "without". divided is indicated.

또한, 상기 실험에서는 화염 형성용 가스의 유속 V2 = 1.2V1의 경우, 관부(63A)의 내벽에의 유리 미립자(10)의 퇴적은 전혀 생기지 않기는 했지만, 유리 미립자 퇴적체(M)의 표면 온도가 저하하여, 유리 미립자 퇴적체(M)의 제조를 할 수 없었으므로, 표 1 내지 표 3에 있어서의 V2가 1.2×V1의 경우는 마찬가지로 유리 미립자 퇴적체(M)의 표면 온도가 저하하는 것으로 고려된다. 이 때문에, V2가 1.2×V1인 경우는, 유리 미립자(10)의 퇴적량에 관계없이, 「온도 저하」로 표기하고 있다.In addition, in the above experiment, in the case of the flow velocity V2 of the flame-forming gas = 1.2 V1, the glass fine particles 10 were not deposited on the inner wall of the pipe portion 63A at all, but the surface temperature of the glass fine particle deposited body M decreased and it was not possible to manufacture the glass fine particle deposited body M. Therefore, when V2 in Tables 1 to 3 is 1.2 x V1, the surface temperature of the glass fine particle deposited body M is similarly reduced. is considered For this reason, when V2 is 1.2xV1, it is described as "temperature fall" regardless of the deposition amount of the glass fine particles 10.

V2V2 V1(m/초)V1 (m/sec) 33 55 1010 1515 2020 2525 0.2×V10.2×V1 유you 유you 유you 유you 유you 유you 0.3×V10.3×V1 유(A)Yes (A) 무radish 무radish 무radish 무radish 유(A)Yes (A) 0.5×V10.5×V1 유(A)Yes (A) 무radish 무radish 무radish 무radish 유(A)Yes (A) 0.7×V10.7×V1 유(A)Yes (A) 무radish 무radish 무radish 무radish 유(A)Yes (A) 1.0×V11.0×V1 유(A)Yes (A) 무radish 무radish 무radish 무radish 유(A)Yes (A) 1.2×V11.2×V1 온도 저하drop in temperature 온도 저하drop in temperature 온도 저하drop in temperature 온도 저하drop in temperature 온도 저하drop in temperature 온도 저하drop in temperature

V2V2 V1(m/초)V1 (m/sec) 33 55 1010 1515 2020 2525 0.2×V10.2×V1 유you 유you 유you 유you 유you 유you 0.3×V10.3×V1 유(A)Yes (A) 무radish 유(A)Yes (A) 유(A)Yes (A) 유(A)Yes (A) 유(A)Yes (A) 0.5×V10.5×V1 유(A)Yes (A) 무radish 무radish 유(A)Yes (A) 유(A)Yes (A) 유(A)Yes (A) 0.7×V10.7×V1 유(A)Yes (A) 무radish 무radish 무radish 유(A)Yes (A) 유(A)Yes (A) 1.0×V11.0×V1 유(A)Yes (A) 무radish 무radish 무radish 무radish 유(A)Yes (A) 1.2×V11.2×V1 온도 저하drop in temperature 온도 저하drop in temperature 온도 저하drop in temperature 온도 저하drop in temperature 온도 저하drop in temperature 온도 저하drop in temperature

V2V2 V1(m/초)V1 (m/sec) 33 55 1010 1515 2020 2525 0.2×V10.2×V1 유you 유you 유you 유you 유you 유you 0.3×V10.3×V1 유(A)Yes (A) 유(A)Yes (A) 유(A)Yes (A) 유(A)Yes (A) 유(A)Yes (A) 유(A)Yes (A) 0.5×V10.5×V1 유(A)Yes (A) 유(A)Yes (A) 유(A)Yes (A) 유(A)Yes (A) 유(A)Yes (A) 유(A)Yes (A) 0.7×V10.7×V1 유(A)Yes (A) 유(A)Yes (A) 유(A)Yes (A) 유(A)Yes (A) 유(A)Yes (A) 유(A)Yes (A) 1.0×V11.0×V1 유(A)Yes (A) 유(A)Yes (A) 유(A)Yes (A) 유(A)Yes (A) 유(A)Yes (A) 유(A)Yes (A) 1.2×V11.2×V1 온도 저하drop in temperature 온도 저하drop in temperature 온도 저하drop in temperature 온도 저하drop in temperature 온도 저하drop in temperature 온도 저하drop in temperature

상기의 표 1 내지 표 3에 나타내는 결과로부터, V2가 V1의 0.3배 내지 0.7배의 범위이면, 상기 시뮬레이션 결과의 전체 돌출 길이 L, V1의 경우에 있어서, 관부(63A)의 내벽에의 유리 미립자(10)의 퇴적이 있어도 청소로 용이하게 제거할 수 있거나, 혹은 관부(63A)의 내벽에 전혀 유리 미립자(10)가 퇴적되지 않는 것을 확인할 수 있다. 또한, 돌출 길이 L이 V1×0.01 이하이면, 관부(63A)의 내벽에 전혀 퇴적되지 않는 경우가 보이는 것으로부터 보다 바람직하다는 것을 알 수 있다.또한, 원료 가스 포트(50)의 반경 r1이 클수록, 원료 가스 포트로부터 분사된 유리 원료 가스가 확산되기 쉽기 때문에, 원료 가스 포트(50)의 반경 r1이 큰 다중관 버너를 이용하는 경우가 특히 바람직하다.From the results shown in Tables 1 to 3 above, if V2 is in the range of 0.3 to 0.7 times V1, in the case of the total protrusion length L and V1 of the simulation results, glass fine particles on the inner wall of the pipe portion 63A Even if there is deposition of (10), it can be easily removed by cleaning, or it can be confirmed that the glass fine particles 10 are not deposited at all on the inner wall of the pipe portion 63A. Further, when the protruding length L is V1 × 0.01 or less, it can be seen that the case where no deposition is observed on the inner wall of the pipe portion 63A is more preferable. In addition, the larger the radius r1 of the raw material gas port 50, the Since the glass source gas injected from the source gas port diffuses easily, the case where a multi-tube burner having a large radius r1 of the source gas port 50 is used is particularly preferable.

이상, 본 발명을 상세하게 또한 특정의 실시형태를 참조하여 설명했지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하는 일 없이 여러 가지 변경이나 수정을 가할 수 있는 것은 당업자에게 있어서 명확하다. 또한, 상기 설명한 구성 부재의 수, 위치, 형상 등은 상기 실시형태에 한정되지 않으며, 본 발명을 실시하는데 있어서 호적한 수, 위치, 형상 등으로 변경할 수 있다.As mentioned above, although this invention was detailed also demonstrated with reference to the specific embodiment, it is clear for those skilled in the art that various changes and correction can be added without deviating from the mind and range of this invention. In addition, the number, position, shape, etc. of the constituent members described above are not limited to the above embodiment, and can be changed to a suitable number, position, shape, etc. in carrying out the present invention.

예를 들면, 도 2a 및 도 2b에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 돌출부를 2개 갖는 이단식 구조의 다중관 버너(5)를 이용하고 있지만 이것에 한정되지 않는다. 돌출부는 적어도 1개 마련되어 있으면 좋고, 예를 들어 도 2a 및 도 2b에 있어서 돌출부(80)만을 가진 일단식 구조의 다중관 버너라도 좋다.For example, as shown in FIG. 2A and FIG. 2B, in this embodiment, although the multi-tube burner 5 of the two-stage structure which has two protruding parts is used, it is not limited to this. At least one protrusion may be provided, and for example, a single-stage multi-tube burner having only the protrusion 80 in FIGS. 2A and 2B may be used.

1 : 제조 장치 2 : 반응 용기
3 : 승강 회전 장치 4 : 가스 공급 장치
5 : 다중관 버너 6 : 제어부
10 : 유리 미립자 31 : 지지봉
32 : 출발 로드 41 : 유리 원료
43 : MFC 44 : 공급 배관
50 : 원료 가스 포트
61, 65, 69 : (제 1) 화염 형성용 가스 포트
63, 67, 71 : (제 2) 화염 형성용 가스 포트
62, 64, 66, 68, 70 : (제３) 화염 형성용 가스 포트
50A, 61A 내지 71A : 관부 80 : 돌출부
L : 돌출 길이 M : 유리 미립자 퇴적체
T1 : 두께 T2 : 개구 두께1: manufacturing device 2: reaction vessel
3: lifting and rotating device 4: gas supply device
5: multi-tube burner 6: control unit
10: glass fine particles 31: support bar
32: starting rod 41: raw material for glass
43: MFC 44: supply piping
50: raw material gas port
61, 65, 69: (first) gas port for flame formation
63, 67, 71: (Second) gas port for flame formation
62, 64, 66, 68, 70: (third) gas port for flame formation
50A, 61A to 71A: pipe part 80: protrusion part
L : protrusion length M : glass fine particle deposit
T1: thickness T2: aperture thickness

Claims (2)

복수의 가스 포트를 갖는 다중관 버너의 중심의 가스 포트로부터 유리 원료 가스를 분사하는 동시에 상기 중심의 가스 포트의 외측의 복수의 가스 포트로부터 화염 형성용 가스를 분사하고, 상기 화염 형성용 가스에 의해 형성되는 화염 내에서 상기 유리 원료 가스를 화염 분해 반응시켜 유리 미립자를 합성하는 유리 미립자의 합성 방법에 있어서,
상기 다중관 버너는, 그 가스 분사측 단부면에 상기 중심의 가스 포트보다 하류측으로 돌출된 돌출부가 형성되어 있으며,
상기 돌출부보다 내측에 있는 가스 포트 중 적어도 1개의 가스 포트로부터, 상기 중심의 가스 포트로부터 분사되는 가스 유속 V1의 0.3배 이상 1.0배 이하의 유속 V2가 되도록 상기 화염 형성용 가스를 분사하여 유리 미립자의 합성을 실행하며,
상기 중심의 가스 포트의 가스 유속 V1은 5m/초 이상 20m/초 이하이며,
상기 돌출부의 돌출 길이 L이 V1×0.007초 이하인
유리 미립자의 합성 방법.A glass raw material gas is injected from a central gas port of a multi-tube burner having a plurality of gas ports, and a flame-forming gas is injected from a plurality of gas ports outside the central gas port, In the method for synthesizing glass fine particles in which the glass raw material gas is subjected to a flame decomposition reaction in a flame to be formed to synthesize glass fine particles,
The multi-tube burner has a protruding part protruding downstream from the gas port in the center on the end face of the gas injection side,
The flame-forming gas is injected from at least one of the gas ports on the inner side of the protruding portion so as to have a flow rate V2 that is 0.3 times or more and 1.0 times or less of the gas flow rate V1 injected from the central gas port, so that the glass fine particles are formed. run the synthesis,
The gas flow rate V1 of the central gas port is 5 m/sec or more and 20 m/sec or less,
The protruding length L of the protrusion is V1 × 0.007 seconds or less
A method for synthesizing glass microparticles. 삭제delete
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