專利名稱：：多孔質(zhì)玻璃母材的制造方法及氣體流量控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及多孔質(zhì)玻璃母材的制造方法及氣體流量控制裝置。
背景技術(shù)：
：傳統(tǒng)上，對(duì)光纖用母材的制造方法曾提出過各種方案。例如，可以列舉以下方案在邊旋轉(zhuǎn)邊上升的軸上安裝開始構(gòu)件，在反應(yīng)室內(nèi)垂下，使在反應(yīng)室內(nèi)設(shè)置的燃燒器生成的玻璃微粒子附著堆積在開始構(gòu)件的頂端的VAD法；使燃燒器或者開始部件做相對(duì)往返移動(dòng)，讓在燃燒器火焰中發(fā)生的玻璃微粒子附著堆積在旋轉(zhuǎn)的出發(fā)部件上的OVD方法。傳統(tǒng)上，作為合成多孔質(zhì)玻璃母材的燃燒器，使用了同芯多重管燃燒器。因?yàn)橥径嘀毓苋紵鲗?duì)玻璃原料氣體、可燃?xì)怏w及助燃性氣體的混合不充分，所以玻璃微粒子的生成反應(yīng)不充分，其結(jié)果是收獲率不增長，很難高速合成。為了解決這個(gè)問題，在專利文獻(xiàn)1中提出了這樣的多噴嘴型燃燒器在可燃?xì)鈬姵龆丝趦?nèi)，以圍繞中心的原料氣體噴出端口的方式配置小口徑助燃性氣體噴出端口。作為采用多噴嘴型燃燒器進(jìn)一步提高堆積效率的方法，例如，專利文獻(xiàn)25等提出關(guān)于小口徑助燃性氣體噴出端口的構(gòu)造的方案，作為小口徑助燃性氣體噴出端口的中心距合理化的專利文獻(xiàn)有專利文獻(xiàn)68等，以及作為實(shí)現(xiàn)氣體流量及氣體線速度合理化的專利文獻(xiàn)有專利文獻(xiàn)912等。專利1773359號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)2]特開2003-206154號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)3]特開2004-331440號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)4]特開2006-182624號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)5]專利3744350號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)6]特開平05-323130號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)7]專利3543537號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)8]特開2003-226544號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)9]專利3591330號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)IO]特開2003-165737號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)ll]特開2003-212555號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)12]專利3653902號(hào)公報(bào)在多孔質(zhì)玻璃母材的制造過程中，傳統(tǒng)上采用的同芯多重管燃燒器，在使可燃?xì)鈬姵龆丝诤椭夹詺怏w噴出端口相互鄰接時(shí)，口的頂端的溫度上升，發(fā)生口的頂端的燃燒。為此，在同芯多重管燃燒器中，還設(shè)有介于可燃?xì)鈬姵龆丝谂c助燃性氣體噴出端口之間噴出端口，通過對(duì)該介于兩者之間的噴出端口供給惰性氣體來防止燃燒器的頂端的燃燒。與其相對(duì)，對(duì)于使具有同樣的中心距的小口徑助燃性氣體噴出端口包含在可燃?xì)鈬姵龆丝趦?nèi)的燃燒器，由于從小口徑助燃性氣體噴出端口噴出的助燃性氣體的線速度變得比較大，所以即便使可燃?xì)夂椭夹詺怏w相鄰接，燃燒器頂端的燃燒也不容易發(fā)生。然而，在堆積開始時(shí)，將在非堆積時(shí)作為凈化氣體流通的惰性氣體轉(zhuǎn)換成助燃性氣體，并隨后依次增加分量，但是在助燃性氣體到達(dá)常規(guī)的流量為止的小流量區(qū)域內(nèi)，由于在噴出端口的出口處的線速度小，因而導(dǎo)致可燃?xì)夂椭夹詺怏w的反應(yīng)點(diǎn)靠近口，存在小口徑氣體噴出端口的頂端的燃燒的問題。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述技術(shù)問題，在本發(fā)明的第1形態(tài)中提供一種制造方法，采用具有助燃性氣體噴出端口的多孔質(zhì)玻璃母材制造用燃燒器制造多孔質(zhì)玻璃母材，包括以下步驟在玻璃微粒子的堆積開始時(shí)，對(duì)助燃性氣體噴出端口供給將惰性氣體混合到助燃性氣體中形成的氣體；和在增加供給到助燃性氣體噴出端口的助燃性氣體的流量的同時(shí)，減少供給到助燃性氣體噴出端口的惰性氣體的流量。另外，在本發(fā)明的第2形態(tài)中，提供一種氣體流量控制裝置，所述氣體流量控制裝置在采用具有助燃性氣體噴出端口的多孔質(zhì)玻璃母材制造用燃燒器制造多孔質(zhì)玻璃母材時(shí)，調(diào)節(jié)供給到助燃性氣體噴出端口的助燃性氣體及惰性氣體的流量，在玻璃微粒子的堆積開始時(shí)，對(duì)助燃性氣體噴出端口供給將惰性氣體混合到助燃性氣體中形成的氣體，并在增加供給到助燃性氣體噴出端口的助燃性氣體的流量的同時(shí)，減少供給到助燃性氣體噴出端口的惰性氣體的流量。將玻璃微粒子的非堆積時(shí)助燃性氣體噴出端口的凈化所采用的惰性氣體作為玻璃微粒子的堆積開始時(shí)混合到助燃性氣體混合的惰性氣體使用。此外，可以調(diào)節(jié)混合到助燃性氣體中的惰性氣體的流量，使得從助燃性氣體噴出端口噴出的氣體的出口線速度在2.0m/s以上。另外，多孔質(zhì)玻璃母材制造用燃燒器可以具有玻璃原料氣體噴出端口；在玻璃原料氣體噴出端口的外側(cè)，在玻璃原料氣體噴出端口的同心圓上設(shè)置的可燃?xì)鈬姵龆丝?；以及在可燃?xì)鈬姵龆丝趦?nèi)，以玻璃原料氣體噴出端口為中心、呈同心圓狀配置1列或者多列的多個(gè)助燃性氣體噴出端口。此外，多個(gè)助燃性氣體噴出端口可以具有大體上相等的中心距。另外，在上述
發(fā)明內(nèi)容中并未列舉出本發(fā)明的所有必要技術(shù)特征，這些特征群的結(jié)合也可構(gòu)成發(fā)明。圖1示出了多孔質(zhì)玻璃母材制造用燃燒器100的構(gòu)造的一個(gè)例子。圖2示出了氣體流量控制系統(tǒng)200的構(gòu)造的一個(gè)例子。圖3為表示在實(shí)施例1中供給小口徑助燃性氣體噴出端口108的氣體容量和經(jīng)過時(shí)間的關(guān)系的圖表。圖4為表示在實(shí)施例2中供給小口徑助燃性氣體噴出端口108的氣體容量和經(jīng)過時(shí)間的關(guān)系的圖表。圖5為表示在比較例1中供給小口徑助燃性氣體噴出端口108的氣體容量和經(jīng)過時(shí)間的關(guān)系的圖表。100多孔質(zhì)玻璃母材制造用燃燒器；102玻璃原料氣體噴出端口；104惰性氣體噴出端口；106可燃性氣體噴出端口；108小口徑助燃性氣體噴出端口；200氣體流量控制系統(tǒng)；202自動(dòng)閥；204自動(dòng)閥；210氣體流量控制裝置；220助燃性氣體流量調(diào)整裝置；230惰性氣體流量調(diào)節(jié)裝置。具體實(shí)施例方式以下通過發(fā)明的實(shí)施方式來說明本發(fā)明，但是以下的實(shí)施方式并不限制權(quán)利要求范圍所覆蓋的發(fā)明。另外，在實(shí)施方式中說明的特征組合的全部對(duì)于發(fā)明的解決手段并非都是必須的。圖1示出了多孔質(zhì)玻璃母材制造用燃燒器100構(gòu)造的一個(gè)例子。多孔質(zhì)玻璃母材制造用燃燒器100具有同心圓狀地配置多個(gè)氣體噴出端口的同芯多重管結(jié)構(gòu)。具體而言，多孔質(zhì)玻璃母材制造用燃燒器100具有玻璃原料氣體噴出端口102、惰性氣體噴出端口104、可燃性氣體噴出端口106以及作為助燃性氣體噴出端口的一個(gè)例子的小口徑助燃性氣體噴出端口108。玻璃原料氣體噴出端口102設(shè)置在多孔質(zhì)玻璃母材制造用燃燒器100的中心處。另外，惰性氣體噴出端口104設(shè)置在玻璃原料氣體噴出端口102的同心圓上，且在玻璃原料氣體噴出端口102的外側(cè)?？扇夹詺怏w噴出端口106設(shè)置在玻璃原料氣體噴出端口102和惰性氣體噴出端口104的同心圓上，且在惰性氣體噴出端口104外側(cè)。另外，在可燃性氣體噴出端口106內(nèi)，以玻璃原料氣體噴出端口102為中心同心圓狀地布置有1列多個(gè)小口徑助燃性氣體噴出端口108。多個(gè)小口徑助燃性氣體噴出端口10可以具有大體上相同的中心距。例如，在圖1的示例中，在可燃性氣體噴出端口106內(nèi)，相對(duì)于玻璃原料氣體噴出端口102的同心圓狀地布置1列中心距均為150mm的8個(gè)小口徑助燃性氣體噴出端口108。也可以在可燃性氣體噴出端口106內(nèi)，相對(duì)于玻璃原料氣體噴出端口102同心圓狀地布置多列多個(gè)小口徑助燃性氣體噴出端口108。圖2表示氣體流量控制系統(tǒng)200構(gòu)造的一個(gè)例子。氣體流量控制系統(tǒng)200設(shè)有自動(dòng)閥202、自動(dòng)閥204、氣體流量控制裝置210、助燃性氣體流量調(diào)整裝置220以及惰性氣體流量調(diào)節(jié)器230。自動(dòng)閥202設(shè)置在向多孔質(zhì)玻璃母材制造用燃燒器100供給助燃性氣體的供給線路上。自動(dòng)閥204也可以設(shè)置在助燃性氣體清除用的惰性氣體的供給線路上。氣體流量控制裝置210控制向多孔質(zhì)玻璃母材制造用燃燒器100供給的助燃性氣體及惰性氣體的流量。具體而言，氣體流量控制裝置210向助燃性氣體流量調(diào)整裝置220發(fā)送表示助燃性氣體的流量的控制信息。另外，氣體流量控制裝置210向惰性氣體流量調(diào)節(jié)器230發(fā)送表示惰性氣體的流量的控制信息。這里的控制信息也可以是表示助燃燒性氣體或者惰性氣體的流量的信息。助燃性氣體流量調(diào)整裝置220，根據(jù)從氣體流量控制裝置210接收的控制信息，控制供給到多孔質(zhì)玻璃母材制造用燃燒器100的助燃性氣體的流量。另外，惰性氣體流量調(diào)節(jié)器230，根據(jù)從氣體流量控制裝置210接收的控制信息，控制供給到多孔質(zhì)玻璃母材制造用燃燒器IOO的惰性氣體的流量。這里，氣體流量控制裝置210，在玻璃微粒子開始堆積時(shí)，向小口徑助燃性氣體噴出端口108供給將惰性氣體混合到助燃性氣體中形成的氣體，然后一邊慢慢增加助燃性氣體的流量，一邊減少惰性氣體的流量。氣體流量控制裝置210，在玻璃微粒子未堆積時(shí)，將小口徑助燃性氣體噴出端口108的凈化采用的惰性氣體作為在玻璃微粒子開始堆積時(shí)混合到助燃性氣體中的惰性氣體使用。另外，氣體流量控制裝置210調(diào)整混合到助燃性氣體中的惰性氣體，使得從小口徑助燃性氣體噴出端口108噴出的氣體的出口線速變?cè)?.0m/s以上。此外，氣體流量控制裝置210可以是具有中央處理裝置、存儲(chǔ)器、硬盤、通信接口等的個(gè)人電腦。氣體流量控制裝置210可以將控制助燃性氣體及惰性氣體的流量的程序或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器、硬盤等的存儲(chǔ)媒體中。這樣，氣體流量控制裝置210可以通過執(zhí)行保存在存儲(chǔ)媒體中的程序或按照存儲(chǔ)在記錄媒體中的數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)助燃性氣體及惰性氣體的流量。另外，在其它例子中，用戶可以通過手工操縱助燃性氣體流量調(diào)整裝置220及惰性氣體流量調(diào)節(jié)器230控制助燃性氣體及惰性氣體的各自的流量。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，由于伴隨著制造開始，在小口徑助燃性氣體噴出端口108處，使助燃性氣體和惰性氣體混合后進(jìn)行供給，所以只噴出助燃性氣體的氣體線速度很小，即使在端口的頂端容易燃燒的堆積初期，也能增加噴出氣體的線速度，防止端口的頂端的燃燒。然后，通過在逐漸增加助燃性氣體的流量的同時(shí)，減少惰性氣體的流量，使得在維持規(guī)定線速度的同時(shí)，減少阻礙反應(yīng)的惰性氣體。而且在只通過助燃性氣體便可充分維持規(guī)定的線速度的步驟中，停止惰性氣體的供給。這樣，在堆積中能夠維持小口徑助燃性氣體噴出端口108的線速度，防止端口的頂端的燃燒，進(jìn)而有助于提高生產(chǎn)力。以下通過列舉實(shí)施例及比較例更詳細(xì)地對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式加以說明，然而本發(fā)明不限于此。[實(shí)施例][初步試驗(yàn)]采用圖1所示的多孔質(zhì)玻璃母材制造用燃燒器100。在玻璃原料氣體噴出端口102供給作為玻璃原料的SiCl4及助燃性氣體02，在惰性氣體噴出端口104供給密封氣體N2。另外，從可燃性氣體噴出端口106供給可燃性氣體H2，從小口徑助燃性氣體噴出端口108供給助燃性氣體o2。在小口徑助燃性氣體噴出端口108供給l.OL/min的助燃性氣體02，使之改變此處添加的惰性氣體N2的流量，觀察從小口徑助燃性氣體噴出端口108噴出的氣體的出口線速度和小口徑助燃性氣體噴出端口108的頂端的燃燒的狀態(tài)。其結(jié)果如表1所示，當(dāng)從小口徑助燃性氣體噴出端口108噴出的氣體的出口線速度在2.0m/s以上時(shí)，小口徑助燃性氣體噴出端口108的頂端沒有發(fā)生燃燒。然而，當(dāng)從小口徑助燃性氣體噴出端口108噴出的氣體的出口線速度在1.8m/s以下時(shí)，噴出氣體的線速度不足，在小口徑助燃性氣體噴出端口108的頂端發(fā)生了燃燒。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>采用初步試驗(yàn)中所采用的多孔質(zhì)玻璃母材制造用燃燒器ioo，進(jìn)行了光纖用多孔質(zhì)玻璃母材的制造。預(yù)先在可燃性氣體噴出端口106流過氫氣H2，進(jìn)行初步點(diǎn)火，如圖3所示，在玻璃微粒子的堆積開始時(shí)，在小口徑助燃性氣體噴出端口108混合l.OL/min的助燃性氣體02和4.0L/min的惰性氣體N2，并進(jìn)行供給。另外，從玻璃原料氣體噴出端口102供給0.6L/min的玻璃原料氣體SiCU。此后，經(jīng)過4小時(shí)，在增加助燃性氣體02及玻璃原料氣體SiCl4的同時(shí)，減少惰性氣體N2，在助燃性氣體02流量達(dá)到5.0L/min時(shí)點(diǎn)停止惰性氣體N2的供給。在此期間，從小口徑助燃性氣體噴出端口108噴出的氣體的出口線速度為3.0m/s。其結(jié)果是即使在助燃性氣體量少的堆積初期，也沒有發(fā)生小口徑助燃性氣體噴出端口的頂端的燃燒。[實(shí)施例2]采用實(shí)施例1中所采用的多孔質(zhì)玻璃母材制造用燃燒器100,預(yù)先在可燃性氣體噴出端口106流通氫氣H2，并進(jìn)行初步點(diǎn)火，如圖4所示，玻璃微粒子堆積開始時(shí)，在小口徑助燃性氣體噴出端口108開始l.OL/min的助燃性氣體02的供給，同時(shí)使未制造時(shí)流通的凈化用惰性氣體N2流量從lO.OL/min減少到4.0L/min，在助燃性氣體02混合惰性氣體N2后進(jìn)行供給。另外，從玻璃原料氣體噴出端口102供給0.6L/min的玻璃原料氣體SiCU。此后，經(jīng)過4小時(shí)，在增加助燃性氣體02及玻璃原料氣體SiCU的同時(shí)，使惰性氣體N2減少，在助燃性氣體02流量達(dá)到5.0L/min的時(shí)點(diǎn)停止惰性氣體N2的供給。在此期間，從小口徑助燃性氣體噴出端口108噴出的氣體的出口線速度為3.0m/s。其結(jié)果是即使在助燃性氣體02流量少的堆積初期，也沒有發(fā)生小口徑助燃性氣體噴出端口的頂端的燃燒。[比較例1]采用實(shí)施例1中所采用的多孔質(zhì)玻璃母材制造用燃燒器100，預(yù)先在小口徑助燃性氣體噴出端口108中流通凈化用氣體N2，并預(yù)先在可燃性氣體噴出端口106流通氫氣H2并初步點(diǎn)火，如圖5所示，在玻璃微粒子生成開始同時(shí)停止凈化用氣體N2的供給，轉(zhuǎn)換成助燃性氣體02并慢慢增加其量，4小時(shí)后設(shè)為固定流量。其結(jié)果為從堆積開始到氣體流量較少的1.5小時(shí)的時(shí)間內(nèi)，小口徑助燃性氣體噴出端口108的頂端發(fā)生了燃燒。如上所述，根據(jù)實(shí)施例1及實(shí)施例2，在從小口徑助燃性氣體噴出端口108噴出的助燃性氣體02流量達(dá)到規(guī)定量為止的期間，通過調(diào)整助燃性氣體02中混合的惰性氣體N2流量，維持從小口徑助燃性氣體噴出端口108噴出的氣體的出口線速度，能夠防止小口徑助燃性氣體噴出端口108頂端的燃燒。特別地，通過將從小口徑助燃性氣體噴出端口108噴出的氣體的出口線速度維持在2.0m/s以上，能夠更好地防止小口徑助燃性氣體噴出端口108的頂端的燃燒。另外，根據(jù)實(shí)施例1和實(shí)施例2，因?yàn)槟軌蚍乐剐】趶街夹詺怏w噴出端口108的頂端的燃燒，所以能夠延長多孔質(zhì)玻璃母材制造用燃燒器100的壽命。另外，還能夠防止在小口徑助燃性氣體噴出端口108的頂端的燃燒產(chǎn)生的雜質(zhì)進(jìn)入多孔質(zhì)玻璃母材內(nèi)，而將多孔質(zhì)玻璃母材燒結(jié)玻璃化時(shí)發(fā)生氣泡等造成的多孔質(zhì)玻璃母材的質(zhì)量下降。權(quán)利要求1.一種制造方法，采用具有助燃性氣體噴出端口的多孔質(zhì)玻璃母材制造用燃燒器制造多孔質(zhì)玻璃母材，包括以下步驟在玻璃微粒子的堆積開始時(shí)，對(duì)所述助燃性氣體噴出端口供給將惰性氣體混合到助燃性氣體中形成的氣體；和在增加供給到所述助燃性氣體噴出端口的所述助燃性氣體的流量的同時(shí)，減少供給到所述助燃性氣體噴出端口的所述惰性氣體的流量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述制造方法，其中，將玻璃微粒子的非堆積時(shí)所述助燃性氣體噴出端口的凈化所采用的所述惰性氣體作為玻璃微粒子的堆積開始時(shí)混合到所述助燃性氣體中的惰性氣體使用。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述制造方法，其中，還包括以下步驟調(diào)節(jié)混合到所述助燃性氣體中的所述惰性氣體的流量，使得從所述助燃性氣體噴出端口噴出的所述氣體的出口線速度在2.0m/s以上。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的制造方法，其中，所述多孔質(zhì)玻璃母材制造用燃燒器具有-玻璃原料氣體噴出端口；在所述玻璃原料氣體噴出端口的外側(cè)，在所述玻璃原料氣體噴出端口的同心圓上設(shè)置的可燃?xì)鈬姵龆丝?；以及在所述可燃?xì)鈬姵龆丝趦?nèi)，以所述玻璃原料氣體噴出端口為中心、呈同心圓狀1列或者多列配置的多個(gè)所述助燃性氣體噴出端口，所述多個(gè)助燃性氣體噴出端口具有大體上相等的中心距。5.—種氣體流量控制裝置，在采用具有助燃性氣體噴出端口的多孔質(zhì)玻璃母材制造用燃燒器制造多孔質(zhì)玻璃母材時(shí)，控制供給到所述助燃性氣體噴出端口的助燃性氣體及惰性氣體的流量，所述氣體流量控制裝置，在玻璃微粒子的堆積開始時(shí)，對(duì)所述助燃性氣體噴出端口供給將所述惰性氣體混合到所述助燃性氣體中形成的氣體，并在增加供給到所述助燃性氣體噴出端口的所述助燃性氣體的流量的同時(shí)，減少供給到所述助燃性氣體噴出端口的所述惰性氣體的流量。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣體流量控制裝置，其中，調(diào)節(jié)混合到所述助燃性氣體中的所述惰性氣體的流量，使得從所述助燃性氣體噴出端口噴出的所述氣體的出口線速度在2.0m/s以上。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的氣體流量控制裝置，其中，所述多孔質(zhì)玻璃母材制造用燃燒器具有玻璃原料氣體噴出端口；在所述玻璃原料氣體噴出端口的外側(cè)，在所述玻璃原料氣體噴出端口的同心圓上設(shè)置的可燃?xì)鈬姵龆丝?；以及在所述可燃?xì)鈬姵龆丝趦?nèi)，以所述玻璃原料氣體噴出端口為中心、呈同心圓狀1列或者多列配置的多個(gè)所述助燃性氣體噴出端口，所述多個(gè)助燃性氣體噴出端口具有大體上相等的中心距。全文摘要一種制造多孔質(zhì)玻璃母材的制造方法，使小口徑助燃性氣體噴出端口的頂端不發(fā)生燃燒。該制造方法采用具有助燃性氣體噴出端口的多孔質(zhì)玻璃母材制造用燃燒器制造多孔質(zhì)玻璃母材，包括以下步驟在玻璃微粒子放的堆積開始時(shí)，對(duì)助燃性氣體噴出端口供給將惰性氣體混合到助燃性氣體中形成的氣體；在增加供給到助燃性氣體噴出端口的助燃性氣體的流量的同時(shí)，減少供給到助燃性氣體噴出端口的惰性氣體的流量。本發(fā)明還公開了一種氣體流量控制裝置。文檔編號(hào)C03B37/00GK101591138SQ200910138929公開日2009年12月2日申請(qǐng)日期2009年5月12日優(yōu)先權(quán)日2008年5月13日發(fā)明者吉田·真申請(qǐng)人:信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社