JPH04119928A - ガラス原料ガス発生装置 - Google Patents

ガラス原料ガス発生装置

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JPH04119928A
JPH04119928A JP23824090A JP23824090A JPH04119928A JP H04119928 A JPH04119928 A JP H04119928A JP 23824090 A JP23824090 A JP 23824090A JP 23824090 A JP23824090 A JP 23824090A JP H04119928 A JPH04119928 A JP H04119928A
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JP
Japan
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raw material
liquid
vaporization
supply pipe
glass
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Application number
JP23824090A
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English (en)
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Kunio Ogura
邦男 小倉
Akira Iino
顕 飯野
Masahide Kuwabara
正英 桑原
Atsushi Umeda
淳 梅田
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
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    • 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B19/00Other methods of shaping glass
    • C03B19/14Other methods of shaping glass by gas- or vapour- phase reaction processes
    • C03B19/1415Reactant delivery systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2207/00Glass deposition burners
    • C03B2207/80Feeding the burner or the burner-heated deposition site
    • C03B2207/85Feeding the burner or the burner-heated deposition site with vapour generated from liquid glass precursors, e.g. directly by heating the liquid

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  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)

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1 本発明は通信分野、光学分野での石英系ガラスの合成に
用いられるガラス原料ガス発生装置に関する。
「従来の技術」 光フアイバ母材で代表される石英系ガラスの合成技術と
して、液体ガラス原料を気化してガラス原料ガスをつく
る手段と、ガラス原料ガスを反応系で反応させてガラス
微粒子を生成する手段と、ガラス微粒子を堆積させて多
孔質ガラス体をつくる手段と、多孔質ガラス体を脱水、
透明ガラス化して透明ガラス体(母材)をつくる手段と
の組み合わせが広〈実施されている。
上記における液体ガラス原料の気化手段、すなわち、ガ
ラス原料ガスをつくる手段として、第6図、第7図に示
す装置が提供されている。
はじめ、第6図の装置について説明する。
第6図において、原料タンク1と気化容器5とにわたり
、フィードポンプ3を備えた原料液供給管4が配管され
ており、原料液供給管4が原料タンク1内の液体ガラス
原料2を気化容器5内に適時供給する。
気化容器5はヒータ6と圧力計7とを備えて断熱材8で
覆われており、ヒータ6が気化容器5内の液体ガラス原
料2を加熱して蒸発させる。
さらに、キャリアガスポンベ9に接続されたバブリング
ガス配管10は、分岐管11、合流管12、および、分
岐点と合流点との間の木管14など、これらの各部にマ
スフローコントローラ(MFC)15を備え、分岐管1
2と合流管14とが気化容器5内に挿入されているので
、キャリアガスポンベ9からバブリングガス配管10へ
送り出されたキャリアガスは、分岐管11と木管14に
分流する。
分岐管11を流れるキャリアガスは、気化容器5内に吹
きこまれ、ここで蒸発している液体ガラス原料2、すな
わち、ガラス原料ガスを担持して合流管12を流れる。
かくて、合流管12を流れるガラス原料ガスは、本管1
4を流れるキャリアガスと合流して稀釈された後、所定
の反応系へ流れこむ。
つぎに、第7図の装置について説明する。
第7図において、原料タンク1と気化容器5とにわたり
、フィートポンプ3 、MFC15を備えた原料液供給
管4が配管されており、原料液供給管4が、原料タンク
1内の液体ガラス原料2を気化容器5内に適時供給する
ヒータ6と圧力計7とを備えた気化容器5にはガス取出
′1!′1Bが接続されており、ヒータ6が気化容器5
内の液体ガラス原料2を加熱するので、気化容器5内で
蒸発した液体ガラス原料2、すなわち、ガラス原料ガス
は、ガス取出管16を介して所定の反応系へ流れこむ。
「発明が解決しようとする課題j 第6図に示した装置の場合、気化容器5内を液体ガラス
原料2の沸点付近〜沸点以上に加熱して当該原料2を気
化させ、こうして得られた気化原料(ガラス原料ガス)
をキャリアガスにより反応系へ搬送する。
このとき、ガラス原料ガスの流量は、配管の各部に備え
られたMFC15を介して高精度に制御されるが、実際
上は、ガラス原料ガスを長期にわたり安定して供給する
のが困難である。
その原因として、高温のカラス原料ガスによりMFC1
5のセンサ部が温度劣化しやすこと、配管系のバルブ内
で気化原料の結露が生じること、配管系の汚染により目
詰まりが生じることなどがあげられる。
上記以外にも、気化容器5内における液体ガラス原料2
の局部的な沸騰に起因して気泡の破裂が発生し、気化容
器5内の圧力が変動したリミストが発生するので、この
点でも、ガラス原料ガスの流量制御性(安定供給)が阻
害される。
その他、気化容器5内における液体ガラス原料2の温度
が、容器中心部と容器外周部とで異なる傾向があるので
、特に、大量の液体ガラス原料2を気化する場合は、液
体ガラス原料2に対する伝熱面積を大きくするなど、装
置の大型化が必要になる。
これに対し、第7図に示す装置の場合は、気化容器5内
に供給された液体ガラス原料2を瞬時に全量気化するの
で、気化容器5内への液体ガラス原料2の供給量を単に
制御するだけでよくなり、かかる制御に要するMFC1
5も、低温域の原料液供給管4に備えるだけであるから
、配管の構成が簡略化され、MFC15の故障も起こり
がたい。
したがって、第7図の装置によるとき、簡潔な装置構成
にてガラス原料ガスの流量制御性(安定供給)を十分に
確保することができ、ガラス原料ガス供給時の信頼性が
向上するといえる。
しかし、第7図に示す装置も、大量の液体ガラス原料2
を気化するときには、つぎの理由により困難をともなう
たとえば、液体ガラス原料2の蒸発を容易にすべく、液
滴とか霧状にした液体ガラス原料2を気化容器5内に連
続的に導入してこれを気化するとき、気化容器5の気化
部(ヒータ6側)で発生する液体カラス原#42の表面
張力、気化ガス圧などにより、未蒸発原料(液滴、霧状
)が気化部から浮き上がり、しかも、未蒸発原料と気化
部との間に介在した蒸発原料(ガス層)が、ヒータ6側
から未蒸発原料側への熱伝導を妨げるので、液体ガラス
原料2の気化率が低下する。
本発明はかかる技術的課題に鑑み、装置の大型化を回避
して、大量の液体ガラス原料を安定かつ均質に気化する
ことのできるガラス原料ガス発生装置を提供しようとす
るものである。
「課題を解決するための手段j 本発明は所期の目的を達成するため、原料液りンクと気
化容器とにわたり、流量制御器を有する原料液供給管が
配管されて、原料液供給管の吸入端部が原料液タンクに
、原料液供給管の吐出端部が気化容器にそれぞれ連結さ
れているガラス原料ガス発生装置において、対をなす電
界発生用の電極が、前記原料液供給管の吐出端部側と前
記気化容器の気化部側に相対配置されていることを特徴
とする。
r作用」 本発明装置の場合、原料液タンク→原料液供給管→原料
液タンクのごとく、液体ガラス原料の液滴を気化容器内
に供給して気化するとき、対をなす電極間に電圧を印加
する。
こうした場合、原料液供給管の吐出端部から気化容器内
へ供給される液体ガラス原料の液滴は、気化容器の気化
部と異なる極性で帯電する。
かくて液体ガラス原料は、気化容器の気化部に引き寄せ
られ、確実かつ安定して気化される。
r実 施 例」 本発明に係るガラス原料ガス発生装置の実施例につき、
図面を参照して説明する。
第1図〜第3図において、31は原料タンク、32は原
料液供給管、37は気化容器、41はガス取出管、42
.43は対をなす電極、44は電源を示す。
これら原料タンク31、原料液供給管32、気化容器3
7、ガス取出管41は、耐熱性、耐食性、機械的特性、
絶縁性、その他を有する金属、ガラス、セラミックスな
どの周知材料からなり、内電極42.43も、周知の導
電性材料からなる。
原料液供給管32は、吸入端部33と吐出端部34との
間に、フィードポンプ35と流量制御器38とを備えて
いるが、フィードポンプ35は公知ないし周知のものか
らなり、流量制御器36も公知ないし周知のマスフロー
コントローラ(MFC)からなる。
これらフィードポンプ35、流量制御器36を備えた原
料液供給管32は、吸入端部33を原料タンク31内に
挿入し、吐出端部34を内に挿入する配管手段により、
原料タンク31と気化容器37とを相互に連絡している
なお、原料タンク31が加圧式の液送手段を備えている
とき、原料液供給管32のフィートポンプ35が省略さ
れることもある。
気化容器37は、容器底部の下位に電熱式のヒータ38
を備えているとともに、容器胴部に圧力計39を備えて
おり、かつ、ヒータ38のある容器底部側が気化部40
となっている。
この気化容器37の周囲には、保温を目的として図示し
ない断熱材が設けられる。
以上は、第1図〜第3図に示す各実施例の共通事項であ
るが、該各実施例は、以下の点でこれらの態様が異なる
第1図、第2図に示す実施例の場合、ガス取出管41は
、その一端が気化容器37に接続され、その他端が図示
しない反応系に接続されている。
83図に示す実施例の場合、ガス取出管41が省略され
、気化容器37の開口された端部が、多重管構造ならな
る酸水素炎バーナ46の軸心部に挿入されている。
第1図に示す実施例の場合、一方の電極42は、コイル
巻きされて原料液供給管32の吐出端部34外周に配置
されており、他方の電極43は、面状にして気化容器3
7の気化部40側に配置されている。
第2図、第3図に示す実施例の場合、原料液供給管32
の吐出端部34側に配置された一方の電極42は、吐出
端部34の手前から吐出端部34内の軸心を通って管端
外に引き出され、その引き出された電極端部が多枝状に
分岐しており、気化容器37の気化部40側に配置され
た他方の電極43は、前記第1図のものと同様に構成さ
れている。
その他、第1図〜第3図における内電極42.43は、
いずれも、電源44に接続されている。
第3図において、45は液体ガラス原料を示し、第3図
において、47は石英ガラス製のガラス棒、48は多孔
質ガラス体をそれぞれ示す。
上記における液体ガラス原料45としては、石英ガラス
の主成分5i02を生成するための5iC1nのほか、
GeO2、TlO2のごとき石英ガラスの副成分(屈折
率制御用)を生成するためのGeCIa 、 TiCl
11など、各種のハロゲン化金属(液状)をあげること
ができる。
第1図〜第3図に示す実施例において、液体ガラス原料
45を気化するとき、以下のようになる。
フィードポンプ35を稼動させて原料タンク31内の液
体ガラス原料45を原料液供給管32の吸入端部33よ
り吸入し、この際の流量を流量制御器36により制御し
つつ、液体ガラス原料45を原料液供給管32の吐出端
部34から気化容器37内に供給する。
液体ガラス原料45が供給される気化容器37内におい
ては、その気化部40が、ヒータ38を介して液体ガラ
ス原料45の沸点以上に加熱されているほか所定の内圧
力に保持されて容器全体が保温されている。
したがって、原料液供給管32の吐出端部34から液滴
となって気化容器37内の気化部40上に滴下する液体
ガラス原料45は、気化部40に接して瞬時に蒸発(気
化)する。
かかる液体ガラス原料45の気化時、対をなす電極42
.43間に電圧を印加する。
たとえば、電極42を負極(−)、電極43を陽極(+
)として(その逆でもよい)、これら電極42.43間
に電圧を印加すると、原料液供給管32の吐出端部34
を通る液体ガラス原料45は、電極42によりマイナス
に帯電し、気化容器37の気化部40は、電極43によ
りプラスに帯電する。
したがって、マイナスに帯電した液体ガラス原料45は
、プラスに帯電した気化部40に引き寄せられて、ここ
で確実かつ十分に気化される。
もちろん、この際、気化部40上に気化ガス層が滞留し
て、液体カラス原料(液滴)への熱伝導が阻害されるこ
とはない。
第1図、第2図の実施例において気化された液体ガラス
原料、すなわち、ガラス原料カスは、ガス取出管41を
介して所定の反応系へ送られ、ここでの反応によりガラ
ス微粒子として生成される。
第3図に示す実施例でのガラス原料ガスは、酸水素炎バ
ーナ46側へ送られ、ここでの火炎加水分解反応により
ガラス微粒子となり、かかるカラス微粒子がカラス林4
7の外周に堆積されて多孔質ガラス体48が形成される
つぎに、本発明装置に関する実験例について説明する。
この実験例では、第2図に例示した装置を用いた。その
要部の仕様は下記の通りである。
気化容器37における気化部40の内径150龍φであ
る。
ヒータ38による気化容器37の加熱温度250℃とし
た。
一方の電極42は、20本の電極棒が多枝状に分岐した
ものを用い、他方の電極43は、気化部40とほぼ同等
の面積を有するものを用いた。
多枝状電極42の下端から気化部40までの間隔は3m
■である。
上記画電極42.43への印加電圧は、第4図、第5図
の通りである。
液体ガラス原料45は、四塩化ケイ素(SiC+4)の
みからなる。
流量制御器36を備えた原料液供給管32を介し、原料
タンクから気化容器37へ液体ガラス原料45を供給す
る量は100g/膓inである。
第2図に例示した装置の仕様を上記のように設定して液
体ガラス原料45を気化し、この際、気化容器37内の
圧力変動、ガス取出管41側におけるガラス原料ガスの
流量を測定した。
その結果を第4図、第5図に示す。
第4図、第5図を参照して明らかなように、電圧が20
0v以上のときは、気化容器37内の圧力変動が小さく
、ガス取出管41側において100g/winのガラス
原料ガスを安定して得ることができた。
しかるに、液体ガラス原料供給量に対して電圧が過少な
Ov、100vのときは、気化容器37内に供給した液
体ガラス原料45を全量気化することができず、実験開
始後、数分の経過で既述の圧力変動発生ガス量の不安定
をきたし、ガス取出管41側においてガラス原料ガスを
安定して得ることができなかった。しかも、実験開始後
、20〜30分の経過では、未蕃発の液体ガラス原料4
5が気化容器37内に充満してしまい、実験を中止せざ
るを得なかつた。
「発明の効果」 本発明に係るガラス原料ガス発生装δは、原料液タンク
と気化容器と流量制御器付き原料液供給管とを主体にし
た基本構成に、対をなす電極を組み合わせるだけである
から、流路構成の簡潔化、液体ガラス原料の流量制御性
、流量制御器の寿命向上、気化容器の小型化など、これ
らの技術的利点を確保した上で、対をなす電極の機能に
より、大量の液体ガラス原料を安定かつ均質に気化する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置の第一実施例を略示した説明図、第
2図は本発明装置の第二実施例を略示した説明図、第3
図は本発明装置の第三実施例を略示した説明図、第4図
、第5図は本発明装置における気化容器の圧力変動、ガ
ラス原料ガスの発生量に関する実験結果を示した図、第
6図、第7図は各種の従来装置を略示した説明図である
。 31・・・・・・原料タンク 32・・・・・・原料供給管 33・・・・・・吸入端部 34・・・・・・吐出端部 36・・・・・・流量制御器 37・・・・・・気化容器 38・・・・・・ヒータ 40・・・・・・気化部 42・・・・・・電極 43・・・・・・電極 44・・・・・・電源 45・・・・・・液体ガラス原料

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 原料液タンクと気化容器とにわたり、流量制御器を有す
    る原料液供給管が配管されて、原料液供給管の吸入端部
    が原料液タンクに、原料液供給管の吐出端部が気化容器
    にそれぞれ連結されているガラス原料ガス発生装置にお
    いて、対をなす電界発生用の電極が、前記原料液供給管
    の吐出端部側と前記気化容器の気化部側に相対配置され
    ていることを特徴とするガラス原料ガス発生装置。
JP23824090A 1990-09-07 1990-09-07 ガラス原料ガス発生装置 Pending JPH04119928A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0908418A1 (en) * 1997-10-09 1999-04-14 Nikon Corporation Manufacturing method of synthetic silica glass
US6094940A (en) * 1997-10-09 2000-08-01 Nikon Corporation Manufacturing method of synthetic silica glass
JP2020029389A (ja) * 2018-08-23 2020-02-27 信越化学工業株式会社 光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法および製造装置

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