[发明专利]氢气的供给装置及供给方法、石英玻璃制造装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种氢气的供给装置及供给方法、石英玻璃制造装置。

背景技术

作为光纤用母材的制造方法，众所周知有VAD法(Vapor phase axial deposition method，气相轴向淀积法)及OVD法(Outside vapor deposition method，外气相沉积 法)。任一方法均包含如下步骤：利用氢氧焰对四氯化硅(SiCl₄)等硅化合物进行水 解而生成二氧化硅(SiO₂)后加以沉积。因此，采用这些方法的光纤用母材的制造 中，需要持续性地供给氢气。

就工业上使用的氢气而言，有时会为了抑制贮藏容器发生氢脆变而以液化状态贮 藏。因此，存在使低温贮槽中贮藏的液态氢升温·气化而作为氢气来供给的氢供给设 备。

光纤用母材的制造中所使用的氢气既可是在常温下制造或者贮藏的氢气，也可以 是作为液态氢来贮藏的氢气。由此，例如也存在如下的设备，其对氢气的供给源进行 切换，以便能够一边使用在常温下制造、供给的氢气，一边暂时性地使用来自液态氢 的氢气等。

且说，氢气中含有称作正氢及仲氢的同位素。这些同位素相互的含有比获得依氢 气的温度的不同而不同的平衡状态。因此，作为液态氢来冷却并贮藏的氢、与在常温 下制造的氢的正氢及仲氢的含有比是不同的。

此外，正氢及仲氢的物性相异，例如，0℃时的恒压比热相差6％左右。因此，例如 作为氢气的流量计而频繁使用的热式质量流量计的流量测量值，在正氢及仲氢上也是 相异的。

日本专利特开2006-009917号(以下称作“专利文献1”)中，记载了通过向液态 氢释放磁场来抑制正氢向仲氢转化。此外，日本专利特愿2008-187924号(以下称作 “专利文献2”)中，记载了预先调查对来自液态氢的氢气流量进行测量时的测量值、 与对常温的氢气流量进行测量时的测量值，并根据所使用的氢气的来源而计算出对量 测值进行修正的系数。

然而，通过磁场来使氢气改质的方法，如果仅对低温贮槽施加磁场而不对其以外 的输送设备、供给设备的所有设备施加磁场则是无效的。此外，计算出系数的方法仅 限在判断出流过质量流量计的氢气为哪一状态的氢气的情况下是有效果的。

发明内容

为了解决上述问题，作为本发明的第一型态而提供一种供给装置，其对石英玻璃 制造装置供给氢气，此石英玻璃制造装置具备供给氢气而产生氢氧焰的燃烧器，且所 述供给装置具备：第一氢供给系统，其供给同位素的含有比处于平衡状态的氢气；第 二氢供给系统，其供给同位素的含有比偏离平衡状态的氢气；阀门，其改变对燃烧器 供给的氢气的流量；第一流量测量器，其基于热容量测量来测量氢气的流量；流量控 制部，其具有对用以使第一流量测量器的测量值接近于由外部提供的设定值的阀门进 行控制的控制部；第二流量测量器，其根据热容量以外的要素来测量氢气的流量；及 设定值修正部，其将通过第一流量测量器的测量值与第二流量测量器的测量值的比乘 以设定值来修正而得的设定值设定在控制部中。

此外，作为本发明的第二型态而提供一种供给方法，其将同位素的含有比处于平 衡状态的氢气、与同位素的含有比偏离平衡状态的氢气，以与预先提供的设定值对应 的供给量，供给到具备供给氢气而产生氢氧焰的燃烧器的石英玻璃制造装置，且具 备：第一流量测量步骤，基于热容量测量来测量氢气的流量；第二流量测量步骤，根 据热容量以外的要素来测量氢气的流量；修正步骤，计算出通过第一流量测量步骤的 测量值与第二流量测量步骤的测量值的比乘以设定值来修正而得的设定值；及控制步 骤，控制使供给到燃烧器的氢气的流量发生变化的阀门的开度，以使第一流量测量步 骤的测量值接近于经所述修正的设定值。

附图说明

图1是说明氢的供给形态的示意图。

图2是表示氢分子的自旋状态的示意图。

图3是表示仲氢浓度与温度的关系的图表。

图4是说明VAD法的示意图。

图5是表示光纤用母材的折射率分布的图。

图6是表示提拉速度的变化的图表。

图7是说明OVD法的示意图。

图8是表示提拉速度的变化的图表。

[符号的说明]

100        供给设备

110        液态氢容器