JPH04363131A - 原料供給装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、原料ガスが溶解した
液中に気体を送り込んで気泡として通すことにより、気
相気体中に一定割合で原料ガスなどを混合（バブリング
）させるバブリング方式の原料供給装置に関する。この
バブリング方式の原料供給装置はＶＡＤ法による光ファ
イバの製造や、ＣＶＤ法による薄膜の製造などの分野で
用いられる。

【０００２】

【従来の技術】ＶＡＤ法によって光ファイバを製造する
場合や、ＣＶＤ法によって薄膜を製造する場合などでは
、原料の成分が安定していることに加えて原料の供給量
が安定していることが求められる。そのためには、気相
における飽和蒸気の成分が安定していること、ガス流量
に変動のないことなどが求められる。

【０００３】このような場合、従来では、飽和器（バブ
ラー）を用いて、密閉容器中に入っている原料ガスが溶
解した溶液中にバブリングガスを導入して気泡を発生さ
せ、飽和器内の気相を原料液の蒸気で飽和させた後、そ
の飽和蒸気という形で原料を含むガスを原料供給ライン
を経て、原料ガスとして供給するようにしている。

【０００４】このような原料供給装置では、バブリング
を行って原料を蒸気として抽出することに伴って溶液が
減少してきて液面高さが低くなると、気相と液相との接
触時間が短くなり、抽出原料ガス濃度、つまり原料の供
給量が不安定になるという不都合があった。

【０００５】すなわち、溶液が少なくなると液面の高さ
が低くなり、ガスの気泡の溶液内での滞留時間が少なく
なって、ガスの気泡が液相に接触する時間が短くなり、
蒸気の気泡内への混入度合いが低くなり、原料の蒸気で
飽和しなくなる。その結果、原料の供給量が不安定にな
る。

【０００６】そのため、従来では、飽和器の容積を大き
くして多量の原料液を入れ、原料ガスの抽出が進んでも
内部の溶液の液面高さの低下を少なくすることにより、
抽出ガスの濃度の変動を極力抑えるようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように飽和器の容積を大きくして多量の原料液を用いる
場合、単に液面の低下度合いを少なくするだけであるか
ら、バブリングを長時間連続的に行う場合には原料液の
減少にともなう液面低下という問題はなんら解決されな
いし、また多量の原料液が必要になるという点も問題で
ある。

【０００８】この発明は、上記に鑑み、原料液の減少に
関わらず原料の供給量を安定化できるように改善した、
原料供給装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明による原料供給
装置においては、バブリングガスが導入パイプにより密
閉容器中の原料液の液相内に導入されて、気泡となるよ
うにされており、このバブリングガスの流量が流量制御
器で制御されるようになっている。そして、密閉容器内
の原料液の液面高さを検出する液面検出器が設けられ、
その検出した液面高さに応じて、制御装置が前記の流量
制御器を制御する。そのため、液面高さに対応してバブ
リングガスの流量をコントロールでき、液面高さが低く
なったことに応じてバブリングガス量を増やすことによ
り、液面高さが低くなり気相と液相との接触時間が短く
なったことによる接触効率の低下に基づく濃度の低下を
補うよう、原料の供給量を増大させて、原料の供給量を
安定化させることができる。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照しながら詳細に説明する。図１はこの発明の一実施例
にかかる原料供給装置である飽和器を示すもので、密閉
容器１に原料ガスが溶解した溶液２が入れられている。 この密閉容器１の上端左側にはバブリングガス導入パイ
プ３が、上端右側には原料ガス導出パイプ４がそれぞれ
取り付けられている。バブリングガス導入パイプ３の一
端は密閉容器１の底面近くに開口しており、このパイプ
３を通じてバブリングガスが溶液２中に導入されるよう
になっている。溶液２中に導入されたバブリングガスは
気泡となって溶液２中を上昇する。この気泡が溶液２の
液相中を上昇していく際に溶液２と接触し、この気泡中
に溶液２の蒸気が入る。こうして原料のガスが混入した
気体が原料ガス導出パイプ４により導出される。

【００１１】一方、前記のバブリングガス導入パイプ３
には、そのバブリングガスの流量をコントロールする流
量コントローラ５が設けられている。また、密閉容器１
内には溶液２の液面高さを検出する液面センサー６が設
けられている。この液面センサー６はたとえばフローテ
ィング方式のものなどが使用できる。すなわち、フロー
ティング方式の液面センサーでは浮子が液面に浮かんで
いて液面に応じて自由に上下するようにされており、そ
の浮子の位置を検出することにより液面高さに応じた検
出信号を得る。液面センサー６はこのようなフローティ
ング方式のものに限らず、他の方式のものも勿論使用で
きる。

【００１２】この液面センサー６の検出信号は計算機７
に送られる。計算機７は検出した液面高さに応じたバブ
リングガスの流量を計算する。その流量を表す信号がバ
ブリングガス流量の設定値信号として流量コントローラ
５に送られる。流量コントローラ５では、バブリングガ
スの流量がその設定値となるようにバブリングガスの流
量制御が行われる。

【００１３】このようなバブリング方式の原料供給装置
では、その導出パイプ４から導出されるガス中に含まれ
る原料の濃度は、一般に、溶液２の温度と、気泡と溶液
２との接触効率に依存している。この気泡と溶液２との
接触効率とは気泡が溶液に接触している時間であり、そ
の接触時間は溶液２中に気泡が存在する時間であって、
液面高さが高ければ長く、低ければ短いというように液
面高さに対応している。そのため、溶液２の温度を一定
としたとき、溶液２が減少して液面高さが低くなってく
ると、気相と液相との接触時間が短くなり、気泡中の気
相において原料の蒸気が飽和しない事態となり、抽出し
た原料のガス濃度が低下する。実際、実験によってこの
液面高さと抽出ガス濃度との関係を求めてみると、図２
のようなデータが得られた。この実験ではバブリングガ
ス量は一定とし、且つ溶液２の温度も一定としている。

【００１４】そこで、この実施例では、液面センサー６
によって溶液２の液面高さを検出し、液面高さが低くな
ってきて抽出ガス濃度が低くなってきたとき、その濃度
低下を補うようにバブリングガス流量を増やして原料の
供給量を一定とする。すなわち、バブリング方式で溶液
２から抽出する原料の量は、溶液２の温度が一定で、バ
ブリングガスが原料の蒸気で飽和するとの前提のもとで
は、バブリングガスの流量に依存しており、一般には図
３で示すように抽出ガス量（原料の抽出量）はバブリン
グガス流量に比例している。そのため、抽出ガス濃度が
低下したとき、その低下に対応してバブリングガス流量
を増やすことにより原料の抽出量を増やせばその濃度低
下を補うことができ、結果的に原料の供給量を一定にで
きる。計算機７にはこの図２、図３のデータがあらかじ
め入力されており、抽出ガス濃度が低下するほどに液面
高さが低くなってきたとき、その液面高さから、その濃
度低下を補うのに必要なバブリングガス流量が計算され
る。

【００１５】この算出されたバブリングガス流量を表す
信号が設定値信号として流量コントローラ５に送られ、
流量コントローラ５は、バブリングガスの実際の流量が
その設定値となるように流量コントロールを行う。その
結果、たとえば長時間バブリングを行って溶液２が減少
して液面高さが低くなり、抽出ガス濃度が低くなったと
き、その濃度低下を補うようにバブリングガス流量を増
加させて原料の抽出量を増やすことによって、ガス導出
パイプ４から導出されるガス中の原料の供給量を一定に
することができる。

【００１６】

【発明の効果】以上、実施例について説明したように、
この発明の原料供給装置によれば、原料液が減少して液
面が下がり、気泡の原料液中の滞留時間が少なくなって
原料液の蒸気で飽和しないこととなり、気体中での原料
の濃度が低下した場合でも、その濃度低下を補うほどに
バブリングガスの流量を増大させて原料の抽出量を増や
し、原料の供給量を一定にすることができる。そのため
、とくに長時間にわたってバブリングを行い原料液が減
少するような場合に原料の供給量を安定化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる原料供給装置の模
式的な断面図。

【図２】抽出ガス濃度の液面高さ依存性を表すグラフ。

【図３】バブリングガス量と抽出ガス量との関係を表す
グラフ。

【符号の説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　原料液が入れられた密閉容器と、該原
   料液中に気体を導入して気泡を発生させるパイプと、こ
   のパイプに送り込む気体の流量を制御する流量制御器と
   、前記密閉容器内の原料液の液面高さを検出する液面検
   出器と、この検出した液面高さに応じて前記の流量制御
   器を制御する制御装置と、前記の密閉容器の気体を導出
   するパイプとを備えることを特徴とする原料供給装置。