JPH0930817A - ガラス生成用バーナー - Google Patents

ガラス生成用バーナー

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JPH0930817A
JPH0930817A JP20657095A JP20657095A JPH0930817A JP H0930817 A JPH0930817 A JP H0930817A JP 20657095 A JP20657095 A JP 20657095A JP 20657095 A JP20657095 A JP 20657095A JP H0930817 A JPH0930817 A JP H0930817A
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JP
Japan
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nozzles
lng
turbulent flow
jetting
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JP20657095A
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English (en)
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Shigeru Emori
滋 江森
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Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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    • C03B19/14Other methods of shaping glass by gas- or vapour- phase reaction processes
    • C03B19/1415Reactant delivery systems
    • C03B19/1423Reactant deposition burners
    • 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]
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼ガスとしてLNGを使用して高温の火炎
を安定に保つことができ、これによりガラスを低コスト
で製造できるようにする。 【構成】 同心円状の二重管構造としたガラス原料ガス
噴出用ノズル11とアルゴンガス噴出用ノズル12と、
酸素噴出用のノズル13とが、大きい直径のLNG噴出
用ノズル14内に配置されているバーナーにおいて、丸
棒状金属体の乱流発生材21をこのノズル14の先端に
格子状に取り付けて、噴出してくるLNGに乱流を発生
させてその流速を遅くさせ、このことにより火炎の吹き
飛びを防止し、さらに、乱流発生材21の格子の各交点
がノズル11、12、13の位置となるようにして、こ
の乱流発生材21でノズル11、12、13をノズル1
4内で支持・固定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、気相反応によっ
てガラス微粒子を生成するバーナーの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】光ファイバのガラス母材を作製するため
のVAD法などでは、火炎中に四塩化硅素などのガラス
原料ガスを導入して加水分解反応によってガラス(二酸
化硅素)の微粒子を生成し、これを堆積させる。その火
炎を発生させ、加水分解反応を生じさせるためにバーナ
ーが用いられる。このバーナーに燃焼ガスと、キャリア
ガスに運ばれる原料ガスが送り込まれる。燃焼ガスとし
ては酸素および水素を用いるのが一般的である。
【0003】ところで、近年にいたり、水素の代替燃料
として天然ガス(以下LNGと略す)が考えられてきて
いる。LNGは液体であって、保存や管理が容易であ
り、なにより低コストであるからである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、LNG
を使用して火炎をつくる場合、火炎が吹き飛びやすいと
いう問題がある。LNGの燃焼速度は水素に比較して遅
いため、ガスの流速をある程度以上に速いものとする
と、LNGの流速が、その燃焼速度を上回り、結果的に
火炎が吹き飛ばされて消えてしまう事態が生じる。この
ため、従来から使用してきたバーナーをそのまま用いる
のでは、デポジションに必要な火炎状態を安定に維持す
ることが困難である。
【0005】もちろん、この場合、LNGの流速を下げ
れば火炎の吹き飛びはなくなるが、そうするとLNGの
流量が不足してガラス生成反応に必要な高温を保つこと
ができず、安定にガラス微粒子をつくることができな
い。また、流量を確保しながら流速を落とすためには、
ノズル径を大きくすれば良いように思われるが、そうす
ると、火炎が広がりすぎたり、装置が大きくなりすぎた
りして実際には使用できない。
【0006】この発明は、燃焼ガスとしてLNGを使用
して安定な火炎状態を保つことができ、もってガラスを
低コストで製造できるようにする、改善された構造のガ
ラス生成用バーナーを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、上記の目的を達成するため、この発明にかかるガラ
ス生成用バーナーにおいては、ガラス原料ガスを噴出す
るための第1のノズルと、酸素を噴出するための第2の
ノズルと、これら第1、第2のノズルを囲む大きな筒状
の、LNGを噴出するための第3のノズルと、該第3の
ノズルの噴出口近辺に設けられた乱流発生材とが備えら
れている。
【0008】第3のノズルからLNGが噴出され、この
第3のノズルの中に配置された第2のノズルから酸素が
噴出されるので、第3のノズルの噴出口付近に火炎が発
生する。そして、この第3のノズルの中に配置された第
1のノズルから、この火炎内にガラス原料ガスが送り込
まれるので、火炎中での反応によりガラス微粒子が生成
される。第3のノズルの噴出口には乱流発生材が取り付
けられており、そのため、この噴出口からLNGが噴出
されるとき乱流が発生する。そのため、この乱流により
LNGの流速が遅くなる。その結果、高温の火炎を安定
に保つのに十分なLNG流量を確保しながら、火炎が吹
き飛ぶことを防ぐことができる。
【0009】上記の乱流発生材は、第3のノズル内で、
第1、第2のノズルを保持・固定する支持材として兼用
することもできる。
【0010】また、上記の乱流発生材は、第3のノズル
先端に着脱自在に取り付けられるキャップ状取付体に取
り付けることもできる。こうすると、この乱流発生材の
取り替え等のメンテナンスが容易になる。
【0011】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。図1はこの
発明にかかるガラス生成用バーナーの先端(噴出口付
近)の部分拡大斜視図であり、図2はこのバーナーを噴
出口側から見た正面図、図3は概略断面図である。これ
らの図に示すようにこのガラス生成用バーナーは、複数
のノズルの集合体として構成されている。
【0012】中央部に位置する4つのノズル11は、原
料ガス噴出用であり、ここでは四塩化珪素とアルゴンガ
スが噴出される。このノズル11を同心円状に取り囲む
ように、アルゴンガス噴出用のノズル12が設けられ
る。そして、このような4つの同心円構造のノズル1
1、12の周囲に、12個の酸素噴出用のノズル13が
配置される。そして、これらのノズル11、12、13
を取り囲むように、大きな径の円筒状ノズル14が設け
られる。このノズル14はLNG噴出用であって、ノズ
ル12、13等の隙間からLNGを噴出する。
【0013】これらの各ガスは、図3に示すように、バ
ーナーの後端より供給される。
【0014】そして、ここでは、これらのノズル12、
13の位置を交点にするようにして格子状に配列された
乱流発生材21がノズル14の先端部分に取り付けられ
ている。この乱流発生材21は丸棒状の金属体などから
構成することができる。
【0015】LNGは、このノズル14の、ノズル1
2、13を除いた部分(これらの隙間)から噴出する
が、丸棒状の乱流発生材21に当たり、乱流を生じる。
そのため、流量を確保するため流速を速くして噴出して
も、その乱流によって速度が遅められる。そこで、この
噴出されたLNGと酸素とにより生じる火炎は安定なも
のとなって吹き飛ばされることはなくなる。必要なLN
G流量は確保されているので、火炎の温度は十分なもの
となる。この火炎中に、ノズル11から噴出されたガラ
ス原料ガスが導入されるので、ガラス微粒子は安定に生
成されることになる。
【0016】このように乱流発生材21によってLNG
に乱流が発生し、その流速が遅くされて安定な火炎が形
成されるようになるのであるが、ここでは、乱流発生材
21は上記のように格子状に形成されていて、しかもそ
の格子の交点にノズル11、12の組立体と、ノズル1
3が位置するようにされているため、これらのノズルが
乱流発生材21によって支持されて、ノズル14内に固
定されることにもなっている。このように乱流発生材2
1は支持材としても兼用されていて、ノズル11、1
2、13のノズル14内での位置がずれるのを防ぐこと
ができる。
【0017】図4は、他の実施の形態の模式的な斜視図
である。ここでは、乱流発生材21は、キャップ状取付
体22に格子状に取り付けられている。このキャップ状
取付体22がノズル14の先端に着脱自在に取り付けら
れる。そのため、ここでは乱流発生材21によってノズ
ル11、12、13が保持されることはないが、不都合
が生じたときなどにはキャップ状取付体22をノズル1
4の先端から取り外して、他のものに交換することなど
が容易にできるようになる。汚れ等が乱流発生材21に
付着したとき、取り外せば、その清掃作業は容易であ
る。また、LNGの流量条件等に応じて、他の断面形状
・断面サイズの乱流発生材21を他の配列密度で有する
キャップ状取付体22に交換することにより、その流量
条件に最適なものを適宜装着するようにすることもでき
る。
【0018】上の説明はこの発明の実施の形態について
のものであり、種々に変更可能である。まず、乱流発生
材21は、その断面が円となっているものに限定されな
い。その断面形状および直径サイズ等はLNGの流量条
件等に応じて最適なものを採用できる。乱流発生材21
の配列も格子状に限らないし、本数等も図示のものに限
定されない。つぎに、適用するバーナー構造についても
上記のものに限らない。ガラス原料ガスの噴出用ノズル
11と酸素噴出用のノズル13とがある程度以上離れて
いれば、アルゴンガス噴出用のノズル12は不要であ
り、その他、ノズル11、12、13の位置や本数等は
任意である。
【0019】
【実施例】さらに、具体的な実施例について詳細に説明
する。まず、ノズル11、13の直径を1mm〜2mm
m、ノズル12の直径を3mm〜4mm、ノズル14の
直径を30mm〜40mmとする。また、乱流発生材2
1は直径1mmの丸棒状金属により構成する。そして、
上記のガラス微粒子堆積時には、ノズル11よりアルゴ
ンガスをキャリアとする四塩化珪素を4リッター/分、
ノズル12よりアルゴンガスを1.5リッター/分、ノ
ズル13より酸素を50リッター/分、ノズル14より
LNGを30リッター/分の流量で噴出させた。
【0020】実際にこのようなバーナーによって火炎を
発生させてガラス微粒子を生成し、そのガラス微粒子を
堆積させて光ファイバ用のガラス母材を作ったところ、
母材の表面温度は1000℃まで上げることができて、
燃焼ガスとして水素を用いた場合と同様に良好なデポジ
ションができた。そして、このガラス母材から作った光
ファイバは、その素線特性において通常の光ファイバと
なんらの遜色もないものであることが確認できた。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のガラス
生成用バーナーによれば、燃焼ガスとして従来の水素の
代わりにLNGを使用して高温の火炎を安定に形成し
て、ガラス微粒子を安定に生成することができる。この
ようにLNGを使用して水素を使用した場合と遜色のな
いガラス微粒子生成を行なうことができるため、ガラス
の製造コストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかるガラス生成用バーナーの実施
の形態の模式的な部分拡大斜視図。
【図2】同形態のバーナーの概略正面図。
【図3】同形態のバーナーの概略断面図。
【図4】他の形態のバーナーの概略斜視図。
【符号の説明】
11 原料ガス噴出用ノズル 12 アルゴンガス噴出用ノズル 13 酸素噴出用ノズル 14 LNG噴出用ノズル 21 乱流発生材 22 キャップ状取付体

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス原料ガスを噴出するための第1の
    ノズルと、酸素を噴出するための第2のノズルと、これ
    ら第1、第2のノズルを囲む大きな筒状の、LNGを噴
    出するための第3のノズルと、該第3のノズルの噴出口
    近辺に設けられた乱流発生材とを備えることを特徴とす
    るガラス生成用バーナー。
  2. 【請求項2】 上記の乱流発生材は、第3のノズル内
    で、第1、第2のノズルを保持・固定する支持材として
    兼用されることを特徴とする請求項1記載のガラス生成
    用バーナー。
  3. 【請求項3】 上記の乱流発生材は、第3のノズル先端
    に着脱自在に取り付けられるキャップ状取付体に取り付
    けられていることを特徴とする請求項1記載のガラス生
    成用バーナー。
JP20657095A 1995-07-20 1995-07-20 ガラス生成用バーナー Pending JPH0930817A (ja)

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JP20657095A JPH0930817A (ja) 1995-07-20 1995-07-20 ガラス生成用バーナー

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JP20657095A JPH0930817A (ja) 1995-07-20 1995-07-20 ガラス生成用バーナー

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JPH0930817A true JPH0930817A (ja) 1997-02-04

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ID=16525593

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030012750A (ko) * 2001-08-04 2003-02-12 화이콤(주) 광섬유 모재 제조용 버너장치
US7073354B2 (en) 2002-02-01 2006-07-11 Fujikura Ltd. Method for manufacturing optical fiber preform and burner apparatus for this method for manufacturing optical fiber preform
JP2009137769A (ja) * 2007-12-03 2009-06-25 Shin Etsu Chem Co Ltd 光ファイバ用母材の堆積用バーナ
JP2010195667A (ja) * 2009-02-27 2010-09-09 Shin-Etsu Chemical Co Ltd ガラス微粒子合成用バーナ及びこれを用いた多孔質ガラス母材の製造方法

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