JP2011225412A - 多孔質石英ガラス母材の製造装置及び製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】給排気装置10は、清浄なガスを給排気装置10の内部に供給するための給気用管路11と、反応炉101から給排気装置10内部に漏れ出たガスを排気するための排気用管路9とを有し、給排気装置10の上面に配設された開口部7とこの開口部7に貫通された種棒108との間に形成された隙間17から外部に向けて上昇気流が吐出されることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
なお、本明細書における石英ガラス母材とは、石英、すなわち、SiO2のみで構成されるガラス母材以外に、TiO2のようなドーパントを含む石英ガラス母材も包含する。
2H2+O2→2H2O
2H2O+SiCl4→SiO2+4HCl
により、ガラス原料として必要なシリカ微粒子とともに、不要な塩化水素ガス(HCl)も生成される。
また、反応炉より漏れてきた塩化水素ガス等は排気用管路を通じて外部へと吸引される。このことにより、周囲環境が汚染されることは無くなる。
なお、本発明は、好ましくは50kg以上、より好ましくは100kg、さらに好ましくは150kg以上の大重量となる多孔質石英ガラス母材の製造に好適に用いられる。
更に、本発明(請求項6)である多孔質石英ガラス母材の製造装置は、前記給排気装置に供給される清浄なガスは、米国連邦規格におけるクリーンクラスでクラス10000以下であることを特徴とする。
一方、反応炉101からの塩化水素ガス等の漏れを防ぐためには、隙間21を上方に向けて流れる侵入ガス量(平均流速)が小さい程よい。
図3に本発明の比較例1の縦断面図を示す。比較例1(給気のみ)は実施例1のものから管路9(即ち、排気)を除いたものである。図3に示す通り、管路11より給気された窒素ガスは、スリット15を通り、一部はそのまま上昇して隙間17より外部へと吐出される。また、残りは隙間19及び隙間21を通じて下降して反応炉101内に侵入する。
図4に本発明の比較例2の縦断面図を示す。比較例2(排気のみ)は実施例1のものから管路11(即ち、給気)を除いたものである。図4に示す通り、管路9より排気されることで塩化水素ガス等が反応炉101より吸引され、また、隙間17からも外部の空気が吸入される。
次に、実施例1、2、比較例1、2についてシミュレーションした結果を説明する。
任意異物粒子が給排気装置10上方に至る時点に持つ初期下向き最大速度Uini-maxは、数1の通りに算出可能であり、侵入異物粒子の停止距離Sは数2のように算出可能である。
数2中、Lは給気で確保できる上昇気流の縦方向長であり給排気装置10に依存した寸法である。侵入異物粒子の停止距離Sはこの寸法長L以下となることが必要である。
3 ケース側壁
5 ケース上面
7 開口部
9、11 管路
10 給排気装置
13 バッファ室
15 スリット
17、19、21、23 隙間
25 仕切り壁
101 反応炉
108 種棒
110 多孔質石英ガラス母材
Claims (7)
- 種棒に多孔質石英ガラス母材を生成する反応炉と、
該反応炉の前記多孔質石英ガラス母材を懸架する棒が貫通する開口部に取り付けられた給排気装置とを備えた多孔質石英ガラス系母材の製造装置であって、
該給排気装置は、
清浄なガスを該給排気装置内部に供給するための給気用管路と、
前記反応炉から該給排気装置内部に漏れ出たガスを排気するための排気用管路とを有し、
該給排気装置上面に配設された開口部と該開口部に貫通された種棒との間に形成された隙間から外部に向けて上昇気流が吐出されることを特徴とする多孔質石英ガラス母材の製造装置。 - 前記隙間における上昇気流速が0.1[m/s]〜22[m/s]の範囲であることを特徴とする請求項1記載の多孔質石英ガラス母材の製造装置。
- 前記給気用管路の取り付け位置が前記排気用管路の取り付け位置よりも上側であることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の多孔質石英ガラス母材の製造装置。
- 前記反応炉には該反応炉内で生じたガスの排気を行うためのメイン排気管が接続され、
反応炉内用の総投入原料ガス流量を基準値1としたときの前記メイン排気管におけるガス吐出流量:前記上昇気流の吐出流量:前記給気用管路を流れる吸入流量:前記排気用管路を流れる吐出流量:前記給排気装置から反応炉に流れる流量の各ガス流入流出口における流量比が、0.8〜1.2:0.45〜2.5:0.5〜2.5:0.1〜0.35:−0.1〜0.1の範囲であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の多孔質石英ガラス母材の製造装置。 - 前記給気用管路から供給されたガスが一旦蓄積されるバッファ室を備え、
該バッファ室に前記ガスが吐出されるスリットの形成されたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の多孔質石英ガラス母材の製造装置。 - 前記給排気装置に供給される清浄なガスは、米国連邦規格におけるクリーンクラスでクラス10000以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の多孔質石英ガラス母材の製造装置。
- 反応炉内の酸水素炎中で少なくとも珪素化合物を加水分解して生成したシリカ系微粒子を種棒に付着させて堆積させることで多孔質石英ガラス母材を生成する多孔質石英ガラス母材の製造方法であって、
該反応炉の前記多孔質石英ガラス母材の取り出し口に取り付けられた給排気装置に対し給気を行うことで外部より異物が前記反応炉内に進入しないように前記種棒との間に形成された給排気装置の隙間から外部に向けて上昇気流を吐出させつつ前記給排気装置から排気を行うことで反応炉から漏れたガスを該給排気装置より排出することを特徴とする多孔質石英ガラス母材の製造方法。
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2010
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