專利名稱：氫氣的供給裝置及供給方法、石英玻璃制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氫氣的供給裝置及供給方法、石英玻璃制造裝置。
背景技術(shù)：
作為光纖用母材的制造方法，眾所周知有VAD法(Vapor phase axial depositionmethod,氣相軸向淀禾只法)及OVD法(Outside vapor deposition method,夕卜氣 相沉積法)。任一方法均包含如下步驟利用氫氧焰對四氯化硅(SiCl4)等硅化合物進(jìn)行水 解而生成二氧化硅(SiO2)后加以沉積。因此，采用這些方法的光纖用母材的制造中，需要 持續(xù)性地供給氫氣。就工業(yè)上使用的氫氣而言，有時(shí)會(huì)為了抑制貯藏容器發(fā)生氫脆變而以液化狀態(tài)貯 藏。因此，存在使低溫貯槽中貯藏的液態(tài)氫升溫·氣化而作為氫氣來供給的氫供給設(shè)備。光纖用母材的制造中所使用的氫氣既可是在常溫下制造或者貯藏的氫氣，也可以 是作為液態(tài)氫來貯藏的氫氣。由此，例如也存在如下的設(shè)備，其對氫氣的供給源進(jìn)行切換， 以便能夠一邊使用在常溫下制造、供給的氫氣，一邊暫時(shí)性地使用來自液態(tài)氫的氫氣等。且說，氫氣中含有稱作正氫及仲氫的同位素。這些同位素相互的含有比獲得依氫 氣的溫度的不同而不同的平衡狀態(tài)。因此，作為液態(tài)氫來冷卻并貯藏的氫、與在常溫下制造 的氫的正氫及仲氫的含有比是不同的。此外，正氫及仲氫的物性相異，例如，0°C時(shí)的恒壓比熱相差6%左右。因此，例如 作為氫氣的流量計(jì)而頻繁使用的熱式質(zhì)量流量計(jì)的流量測量值，在正氫及仲氫上也是相異 的。日本專利特開2006-009917號(以下稱作“專利文獻(xiàn)1”)中，記載了通過向液態(tài) 氫釋放磁場來抑制正氫向仲氫轉(zhuǎn)化。此外，日本專利特愿2008-187924號(以下稱作“專利 文獻(xiàn)2”)中，記載了預(yù)先調(diào)查對來自液態(tài)氫的氫氣流量進(jìn)行測量時(shí)的測量值、與對常溫的 氫氣流量進(jìn)行測量時(shí)的測量值，并根據(jù)所使用的氫氣的來源而計(jì)算出對量測值進(jìn)行修正的 系數(shù)。然而，通過磁場來使氫氣改質(zhì)的方法，如果僅對低溫貯槽施加磁場而不對其以外 的輸送設(shè)備、供給設(shè)備的所有設(shè)備施加磁場則是無效的。此外，計(jì)算出系數(shù)的方法僅限在判 斷出流過質(zhì)量流量計(jì)的氫氣為哪一狀態(tài)的氫氣的情況下是有效果的。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，作為本發(fā)明的第一型態(tài)而提供一種供給裝置，其對石英玻璃 制造裝置供給氫氣，此石英玻璃制造裝置具備供給氫氣而產(chǎn)生氫氧焰的燃燒器，且所述供 給裝置具備第一氫供給系統(tǒng)，其供給同位素的含有比處于平衡狀態(tài)的氫氣；第二氫供給 系統(tǒng)，其供給同位素的含有比偏離平衡狀態(tài)的氫氣；閥門，其改變對燃燒器供給的氫氣的流 量；第一流量測量器，其基于熱容量測量來測量氫氣的流量；流量控制部，其具有對用以使 第一流量測量器的測量值接近于由外部提供的設(shè)定值的閥門進(jìn)行控制的控制部；第二流量測量器，其根據(jù)熱容量以外的要素來測量氫氣的流量；及設(shè)定值修正部，其將通過第一流量測量器的測量值與第二流量測量器的測量值的比乘以設(shè)定值來修正而得的設(shè)定值設(shè)定在 控制部中。此外，作為本發(fā)明的第二型態(tài)而提供一種供給方法，其將同位素的含有比處于平 衡狀態(tài)的氫氣、與同位素的含有比偏離平衡狀態(tài)的氫氣，以與預(yù)先提供的設(shè)定值對應(yīng)的供 給量，供給到具備供給氫氣而產(chǎn)生氫氧焰的燃燒器的石英玻璃制造裝置，且具備第一流量 測量步驟，基于熱容量測量來測量氫氣的流量；第二流量測量步驟，根據(jù)熱容量以外的要素 來測量氫氣的流量；修正步驟，計(jì)算出通過第一流量測量步驟的測量值與第二流量測量步 驟的測量值的比乘以設(shè)定值來修正而得的設(shè)定值；及控制步驟，控制使供給到燃燒器的氫 氣的流量發(fā)生變化的閥門的開度，以使第一流量測量步驟的測量值接近于經(jīng)所述修正的設(shè) 定值。


圖1是說明氫的供給形態(tài)的示意圖。圖2是表示氫分子的自旋狀態(tài)的示意圖。圖3是表示仲氫濃度與溫度的關(guān)系的圖表。圖4是說明VAD法的示意圖。圖5是表示光纖用母材的折射率分布的圖。圖6是表示提拉速度的變化的圖表。圖7是說明OVD法的示意圖。圖8是表示提拉速度的變化的圖表。[符號的說明]100供給設(shè)備110液態(tài)氫容器120正常氫供給管線130氣化器140熱式質(zhì)量流量控制器141修正部142控制部144、146 閥門148熱式質(zhì)量流量計(jì)150科里奧利式質(zhì)量流量計(jì)160制造設(shè)備200VAD 裝置210PID 控制器220處理裝置222顯示器230CCD 相機(jī)240燃燒器群
242芯沉積用燃燒器244、246 包覆沉積用燃燒器250灰粒沉積體
252起始構(gòu)件260拉桿262起始構(gòu)件270提拉裝置300OVD 裝置310燃燒器群320驅(qū)動(dòng)裝置350光纖用母材
具體實(shí)施例方式圖1示意性地表示對光纖用母材的制造設(shè)備160供給氫氣的供給設(shè)備100的構(gòu) 造。供給設(shè)備100具備2系統(tǒng)的氫氣供給經(jīng)路，即自貯藏著液態(tài)氫的液態(tài)氫容器110經(jīng)由 氣化器130來供給氫氣的系統(tǒng)，以及供給常溫下貯藏的氫氣的正常氫供給管線120。液態(tài)氫容器110具有冷卻設(shè)備，以便在低溫下貯藏液態(tài)氫。氣化器130對液態(tài)氫 進(jìn)行加熱而成為氫氣。任一氫氣供給系統(tǒng)均經(jīng)由獨(dú)立的閥門144、146后合流。進(jìn)而，氫氣通過熱式質(zhì)量 流量計(jì)148及科里奧利式質(zhì)量流量計(jì)150而供給到制造設(shè)備160。獨(dú)立的閥門144在控制部142的控制的下進(jìn)行開閉，而將來自液態(tài)氫的氫氣或者 最初就為氣體的氫氣供給到制造設(shè)備160。此外，根據(jù)來自制造設(shè)備160的要求而以控制部 142中所設(shè)定的流量，將氫氣供給到制造設(shè)備160。熱式質(zhì)量流量計(jì)148具有配置在氫氣流中的上游側(cè)及下游側(cè)的一對溫度傳感器， 以便檢測沿著氣流而產(chǎn)生的溫度差?？蓪⑺鶛z測出的溫度差作為氫氣的質(zhì)量流量的函數(shù)來 處理。因此，可不受溫度、壓力的影響來對氫氣的流量進(jìn)行量測?？刂撇?42根據(jù)所量測的氫氣的流量，來使閥門144、146開閉。如此這般，控制部 142、閥門144及146、熱式質(zhì)量流量計(jì)(MFMt) 148，形成相對于制造設(shè)備160的熱式質(zhì)量流 量控制器140。與此相對，科里奧利式質(zhì)量流量計(jì)(MFMe) 150，與熱式質(zhì)量流量計(jì)148串列地配置 來量測氫氣流量?？评飱W利式質(zhì)量流量計(jì)150具有供氫氣流通的U形管。當(dāng)此U形管中流 過氫氣時(shí)，對因科里奧利力而導(dǎo)致U形管的兩端發(fā)生變形的時(shí)間差進(jìn)行量測，來檢測氫氣 的質(zhì)量流量。具有所述檢測原理的科里奧利式質(zhì)量流量計(jì)150，即便作為檢測對象的氫氣的 比熱發(fā)生變化，也不會(huì)對測量值帶來影響。修正部141中輸入有熱式質(zhì)量流量計(jì)(MFMt) 148所測量的測量值、科里奧利式質(zhì) 量流量計(jì)(MFM。) 150所測量的測量值、及輸入到控制部142的氫氣流量的設(shè)定值fH Srt。下 文將對修正部141根據(jù)這些輸入而進(jìn)行的動(dòng)作進(jìn)行說明。如此這般，供給設(shè)備100在控制氫氣的流量的情況下，使用相互串列連接的、作為 第一流量測量器的熱式質(zhì)量流量計(jì)148、及作為第二流量測量器的科里奧利式質(zhì)量流量計(jì)150。所述供給設(shè)備100例如以如下方式使用。即，一邊始終使用供給常溫下制造的氫的管線，一邊備用供給來自液態(tài)氫的氫氣。借此，可長時(shí)間、持續(xù)性地供給氫氣。制造設(shè)備160也可以包含多個(gè)制造設(shè)備。更具體而言，制造設(shè)備160也可以一并 包含利用VAD法制造光纖用母材的芯部與包覆部的設(shè)備，以及利用OVD法形成其余的包覆 部的設(shè)備。借此，可形成持續(xù)制造光纖用母材的制造設(shè)備。此外，上述實(shí)施例中，作為第二流量測量器使用的是科里奧利式的質(zhì)量流量計(jì)，但 只要是可以不受測量對象的熱容量的影響來測量流量的、不以熱容量測量為測量原理的傳 感器，則也可以使用其他測量器。圖2是示意性地表示形成氫氣的氫分子的核自旋的圖。如此圖所示，氫分子中存 在核自旋的方向相異的兩種異構(gòu)體。即，作為2原子分子的氫分子具有兩個(gè)質(zhì)子。將此兩 個(gè)質(zhì)子的自旋方向相同的氫分子稱作正氫，而將此兩個(gè)質(zhì)子的自旋方向相反的氫分子稱作仲氫。圖3是根據(jù)仲氫的濃度來表示氫氣的各溫度下的平衡狀態(tài)的圖表。圖表的縱軸表 示仲氫濃度(％ )，橫軸表示溫度(K)。在200K以上的常溫的平衡狀態(tài)下，正氫及仲氫的含有比為3 1左右。與此相對， 在液態(tài)氫的沸點(diǎn)(20K)左右的平衡狀態(tài)下幾乎全部為仲氫。另外，在正氫及仲氫的含有比 處于平衡狀態(tài)的情況下，將該狀態(tài)下的氫氣稱作正常氫。自正氫向仲氫的轉(zhuǎn)化較為緩慢，且為放熱反應(yīng)。因此，在不改變正氫與仲氫的比率 而直接使常溫的氫成為液態(tài)氫的情況下，在低溫貯槽內(nèi)正氫會(huì)向仲氫轉(zhuǎn)化而引起放熱，從 而導(dǎo)致大量的液態(tài)氫蒸發(fā)。為了防止所述反應(yīng)而以穩(wěn)定的狀態(tài)貯藏液態(tài)氫，在氫的液化制 程中促進(jìn)正·仲轉(zhuǎn)化，從而在成為液態(tài)氫的狀態(tài)下幾乎所有分子成為仲氫。然而，在通過氣化器130來將幾乎所有分子為仲氫的液態(tài)氫氣化的情況下，由于 自低溫下貯藏的狀態(tài)到氣化為止的時(shí)間較短，因此所生成的氫氣成為自平衡狀態(tài)偏離的狀 態(tài)。供液態(tài)氫流通的金屬配管具有使仲氫轉(zhuǎn)化為正氫的催化作用，但在數(shù)百米左右的配管 中很難完全轉(zhuǎn)化。因此，在來自液態(tài)氫的氫氣中，仲氫的濃度要高于正常氫。與此相對，可 認(rèn)為常溫下制造或者貯藏的氫大致成為與平衡狀態(tài)相同的正常氫。在正氫與仲氫中，作為氫氣的物性值是不同的，例如，就0°C時(shí)的恒壓比熱而言，仲 氫為30. 35[J/(mol · K)]，與此相對，正常氫為28. 59 [J/(mo 1 · K)]。因此，例如，經(jīng)以正常 氫為前提而校正過的熱式質(zhì)量流量計(jì)148的測量值，會(huì)根據(jù)恒壓比熱的不同而不同。然而，圖1所示的供給設(shè)備100具備并不以熱容量測量為測量原理的科里奧利式 質(zhì)量流量計(jì)150。可以通過熱式質(zhì)量流量計(jì)148的測量值與科里奧利式質(zhì)量流量計(jì)150的 測量值的比(R)乘以控制部142中所設(shè)定的氫氣的流量設(shè)定值，來補(bǔ)償熱式質(zhì)量流量計(jì)148 的測量值。S卩，在供給設(shè)備100中，修正部141在熱式質(zhì)量流量計(jì)148的測量值為科里奧利式 質(zhì)量流量計(jì)150的測量值的1. 01倍(R = 1. 01)的情況下，將氫氣流量設(shè)定值fH乘以1. 01 來修正而得的設(shè)定值(4 ^ = 4X1.01)設(shè)定于控制部142中。借此，輔助氫氣的質(zhì)量流量 不管氫氣的來源如何均不會(huì)發(fā)生變化。另外，在令熱式質(zhì)量流量計(jì)148的測量值為Ft、令科里奧利式質(zhì)量流量計(jì)150的測 量值為F。的情況下，比R是以下述的方式來表示。
R = FT/FC此外，在令氫流量設(shè)定值(本來欲流過的氫的流量)為fH、令控制部142中設(shè)定的流量為fH—Srt的情況下，fH及fH—Srt的關(guān)系是以下述的方式來表示。fHSet = fHXR如此這般，上述供給設(shè)備100，即便在將對制造設(shè)備160供給的氫氣切換為常溫下 制造或者貯藏的氫、或者將作為備用而在低溫貯槽中貯藏的液態(tài)氫加以氣化而得的氫、或 者這些氫的混合物的任一者的情況下，也可以準(zhǔn)確地控制氫氣的流量。此外，上述供給設(shè)備 100也可以使用廣泛普及的熱式質(zhì)量流量控制器來形成。圖4是示意性地表示制造設(shè)備160中所包含的VAD裝置200的構(gòu)造的圖。VAD裝 置 200 具備 PID (proportional-integral-derivative,比例-積分-微分)控制器 210、處 理裝置220、CCD (charge coupled device)相機(jī)230、燃燒器群240及提拉裝置270，且利用 VAD法制造光纖用母材。提拉裝置270經(jīng)由拉桿260而使起始構(gòu)件262下垂。CXD相機(jī)230拍攝起始構(gòu)件 262的下端附近的映像并在處理裝置220的顯示器222中加以表示。此外，處理裝置220根 據(jù)自CXD相機(jī)230獲取的映像，而將起始構(gòu)件262的下端的位置傳輸?shù)絇ID控制器210。燃燒器群240包含芯沉積用燃燒器群242及包覆沉積用燃燒器244、246。對芯沉 積用燃燒器242及包覆沉積用燃燒器244、246的各個(gè)，供給有通過熱式質(zhì)量流量控制器140 進(jìn)行流量控制的氫、氧、惰性氣體、及作為原料而氣化的SiCl4。供給到氫氧火炎內(nèi)的SiCl4 通過水解反應(yīng)而成為SiO2。對芯用沉積燃燒器242除供給有SiCl4之外還供給有GeCl4。GeCl4通過火炎水解 反應(yīng)而成為GeO2，其添加到最終制造的石英玻璃中會(huì)使折射率提高。通過僅向芯用沉積燃 燒器242供給GeCl4,則僅會(huì)使芯部的折射率提高。PID控制器210根據(jù)自處理裝置220獲取的起始構(gòu)件250的位置，控制提拉裝置 270而使起始構(gòu)件252升降，以使燃燒器群240所產(chǎn)生的氫氧焰接觸到起始構(gòu)件252的下端。在一邊旋轉(zhuǎn)一邊提拉的起始材料252的前端，依序沉積燃燒器群240所產(chǎn)生的 SiO2而形成灰粒沉積體250。進(jìn)而，通過CXD相機(jī)230來監(jiān)視灰粒沉積體250的前端附近。PID控制器210經(jīng)由處理裝置220而獲取CXD相機(jī)230的映像后，調(diào)節(jié)灰粒沉積體 250的提拉速度，以使灰粒沉積體250的下端位置在沉積中不發(fā)生移位。以此方式形成的光纖用母材的芯直徑依賴于對芯沉積用燃燒器242供給的氫氣 的流量。此外，由PID控制器210控制的灰粒沉積體250的提拉速度，依賴于對芯沉積用燃 燒器242供給的氫氣的流量與SiCl4的流量。圖5是表示利用VAD法制造的光纖用母材的折射率分布的概略圖，縱軸表示比折 射率差，橫軸表示預(yù)成形體的直徑方向位置。如圖4所示，利用VAD法來制造具有對光纖而 言有效的折射率分布的光纖用母材。光纖用母材需要具有在長度方向上穩(wěn)定的折射率分布，折射率分布的變動(dòng)會(huì) 引起光纖的特性發(fā)生變動(dòng)，從而極大地影響到信號的傳輸。由此，對由熱式質(zhì)量流量計(jì) (MFMt) 148及科里奧利式質(zhì)量流量計(jì)(MFM。) 150所測量的氫的流量比R進(jìn)行測量，并將此流 量比R乘以使用氫氣的制造設(shè)備160的氫流量設(shè)定值，借此可以防止在自常溫下制造的氫切換為使液態(tài)氫氣化而得的氫的情況下所生成的氫的實(shí)際流量發(fā)生變動(dòng)。圖6是表示使用上述的制造設(shè)備160制造光纖用母材的情況下的提拉速度的變化 的圖表。此圖6是表示將對VAD裝置200供給的氫氣、自常溫下制造的氫切換為使液態(tài)氫 氣化而得的氫的情況下的提拉速度的變化。在圖6的圖表中，縱軸表示灰粒沉積體的提拉 速度(mm/min)，橫軸表示從左向右推進(jìn)的時(shí)間(一刻度為2. 4小時(shí))。如圖6所示，自切換所供給的氫氣的前后，提拉速度未發(fā)生較大的變 動(dòng)，所制造的 光纖用母材的特性也在長度方向上穩(wěn)定。圖7是示意性地表示制造裝置160中所包含的OVD裝置300的構(gòu)造圖。OVD裝置 300具備燃燒器群310及驅(qū)動(dòng)裝置320。驅(qū)動(dòng)裝置320 —邊水平地支撐著作為芯及包覆的一部分的灰粒沉積體250的兩 端，并以灰粒沉積體250為旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，一邊在長度方向移動(dòng)。燃燒器群310包含多 個(gè)包覆沉積用燃燒器。對包覆沉積用燃燒器的各個(gè)，供給由熱式質(zhì)量流量控制器140控制 流量的氫、氧、惰性氣體、原料氣體等。燃燒器群310所產(chǎn)生的SiO2依序沉積為灰粒沉積體 250，從而形成光纖用母材350。另外，光纖用母材350在其他加熱爐內(nèi)被加熱到1500°C左右的高溫而成為透明的 石英玻璃。此時(shí)的爐內(nèi)常常是形成氦氣體環(huán)境以減少玻璃中殘留的氣泡?？筛鶕?jù)需要，而 在形成為透明的玻璃之前，在含氯氣體環(huán)境中加熱到1000°c至1200°C左右的溫度來進(jìn)行 脫水處理。OVD裝置300在切換氫時(shí)也進(jìn)行如下的修正使用氫的設(shè)備的氫流量設(shè)定值fH Srt 乘以氫氣的流量比R。其結(jié)果，在使用常溫下制造的氫時(shí)、與使用將液態(tài)氫氣化而得的氫時(shí)， 所制造的多孔質(zhì)母材的密度不存在差異。此外，當(dāng)向常溫下制造的氫以0 100%的范圍混 合使液態(tài)氫氣化而得的氫后加以使用并進(jìn)行相同的修正時(shí)，即便氫的比例發(fā)生變化，制造 中也不會(huì)出現(xiàn)異常情況，所制造的產(chǎn)品的特性也未發(fā)生有意義的變動(dòng)。[比較例1]使用與上述形態(tài)相同的供給設(shè)備100及制造設(shè)備160制造光纖用母材。其中，使 用科里奧利式質(zhì)量流量計(jì)150測量氫氣流量，且不進(jìn)行使控制部142中設(shè)定的氫流量設(shè)定 值fH—乘以流量比R的控制。圖8是表示在切換對制造設(shè)備160供給的氫氣的前后、VAD裝置200中的灰粒沉 積體250的提拉速度的變化的圖表。如圖所示，比較例1的制造設(shè)備160在切換氫的前后， 提拉速度加快2%。如此這般，氫的切換會(huì)引起折射率分布與芯直徑及包覆直徑的變動(dòng)，因此灰粒沉 積體250無法作為光纖用母材來使用?；伊３练e體250也有時(shí)會(huì)斷裂。可認(rèn)為其原因在于， 氫氣的實(shí)際流量急劇變化從而導(dǎo)致密度急劇變化。進(jìn)而，在OVD裝置300中，也不利用科里奧利式質(zhì)量流量計(jì)150進(jìn)行熱式質(zhì)量流量 控制器140的修正便進(jìn)行氫的切換。其結(jié)果，所制造的多孔質(zhì)母材的密度減少1. 5%左右， 外徑變大。變大的外徑也有時(shí)會(huì)成為無法進(jìn)入后工序的加熱爐中的粗度，從而無法實(shí)現(xiàn)透 明玻璃化。[比較例2]使用VAD裝置200來制作光纖用母材。在從最初使用常溫下制造的氫切換為使液態(tài)氫氣化而得的氫并加以使用時(shí)，提拉速度自然上升2%左右。經(jīng)調(diào)查得知芯直徑變細(xì)。上述提拉速度的上升及芯直徑的變化，相當(dāng)于不改變SiCl4的流量而使氫的流量減少1 %左右 時(shí)的變化。[比較例3]當(dāng)使用OVD裝置300在最初供給常溫下制造的氫之后切換為使液態(tài)氫氣化而得的 氫時(shí)，所得的多孔質(zhì)母材的密度降低。此情況也相當(dāng)于使氫的流量減少時(shí)的變化。供給到 熱式質(zhì)量流量控制器140的步驟中的氫的壓力及溫度，在切換前后保持在同等程度。此外， 常溫下制造的氫與液態(tài)氫的純度及雜質(zhì)濃度，并不存在造成所述影響的差異。其次，最初使用常溫下制造的氫氣，其后將常溫下制造的氫的供給的一部分停止 而無法確保所需的氫量，因此假定附加使用來自備用的液態(tài)氫的氫，以1對1的比例混合使 用常溫下制造的氫與使液態(tài)氫氣化而得的氫。VAD裝置200的提拉速度發(fā)生變化，但此變化 為左右，從而相當(dāng)于將氫的流量減少0. 5%左右的情況。根據(jù)以上所述，當(dāng)使用有應(yīng)用正常氫用的轉(zhuǎn)化因子的熱式質(zhì)量流量控制器140來 控制與正常氫相比仲氫的濃度高的氫時(shí)，可判斷出根據(jù)仲氫的濃度的不同，與正常氫相比 實(shí)際流量減少范圍為0 6%。例如，在仲氫的濃度為37%左右的氫氣下，意味著實(shí)際流量 減少左右。由此，如果氫的實(shí)際流量發(fā)生0 6%的變化，則可判斷出對所制造的產(chǎn)品 的特性造成較大的影響，從而不合格品的比例提高。如此，通過在熱式質(zhì)量流量控制器140之外還使用科里奧利式質(zhì)量流量計(jì)150來 對氫氣流量設(shè)定值fH進(jìn)行修正，則即便在切換為將液態(tài)氫氣化而得的氫，或者混合使用的 情況下，也可以使利用VAD法制造的石英玻璃制光纖預(yù)成形體的特性穩(wěn)定。此外，即便在利 用OVD法制造石英玻璃時(shí)也可以防止產(chǎn)生因密度的變化所引起的不良情況。
權(quán)利要求
一種供給裝置，其特征在于其對石英玻璃制造裝置供給氫氣，此石英玻璃制造裝置包括供給氫氣而產(chǎn)生氫氧焰的燃燒器，且所述供給裝置包括第一氫供給系統(tǒng)，其供給同位素的含有比處于平衡狀態(tài)的氫氣；第二氫供給系統(tǒng)，其供給同位素的含有比偏離平衡狀態(tài)的氫氣；閥門，其改變對所述燃燒器供給的氫氣的流量；第一流量測量器，其基于熱容量測量來測量所述氫氣的流量；流量控制部，其具有對用以使所述第一流量測量器的測量值接近于由外部提供的設(shè)定值的所述閥門進(jìn)行控制的控制部；第二流量測量器，其根據(jù)熱容量以外的要素來測量所述氫氣的流量；及設(shè)定值修正部，其將通過所述第一流量測量器的測量值與所述第二流量測量器的測量值的比乘以所述設(shè)定值來修正而得的設(shè)定值設(shè)定在所述控制部中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供給裝置，其特征在于所述流量控制部是具有沿著所述氫氣流而配置的溫度傳感器的熱式質(zhì)量流量控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的供給裝置，其特征在于 所述第一流量測量器為熱式質(zhì)量流量計(jì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供給裝置，其特征在于 所述第二流量測量器為科里奧利式質(zhì)量流量計(jì)。
5.一種石英玻璃制造裝置，其特征在于包括根據(jù)權(quán)利要求1至根據(jù)權(quán)利要求4中任一 項(xiàng)所述的供給裝置。
6.一種供給方法，其特征在于其將同位素的含有比處于平衡狀態(tài)的氫氣、與同位素 的含有比偏離平衡狀態(tài)的氫氣，以與預(yù)先設(shè)定的設(shè)定值對應(yīng)的供給量，供給到包括供給氫 氣而產(chǎn)生氫氧焰的燃燒器的石英玻璃制造裝置，且包括第一流量測量步驟，基于熱容量測量來測量所述氫氣的流量； 第二流量測量步驟，根據(jù)熱容量以外的要素來測量所述氫氣的流量；及 修正步驟，計(jì)算出通過所述第一流量測量步驟的測量值與所述第二流量測量步驟的測 量值的比乘以所述設(shè)定值來修正而得的設(shè)定值；及控制步驟，控制使供給到所述燃燒器的氫氣的流量發(fā)生變化的閥門的開度，以使所述 第一流量測量步驟的測量值接近于經(jīng)所述修正的設(shè)定值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的供給方法，其特征在于所述燃燒器用于采用VAD法(Vapor phase axial deposition method)的石英玻璃的 制造中。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的供給方法，其特征在于所述燃燒器用于采用OVD法(Outside vapor deposition method)的石英玻璃的制造中。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的供給方法，其特征在于 硅化合物與所述氫氣一起供給到所述燃燒器中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的供給方法，其特征在于 所述硅化合物為四氯化硅。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的供給方法，其特征在于鍺化合物與所述氫氣一起供給到所述燃燒器中。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的供給方法，其特征在于 所述鍺化合物為四塩化鍺。
全文摘要
一種對石英玻璃制造裝置供給氫氣的供給裝置，此石英玻璃制造裝置具備供給氫氣而產(chǎn)生氫氧焰的燃燒器，且所述供給裝置具備第一氫供給系統(tǒng)，其供給同位素的含有比處于平衡狀態(tài)的氫氣；第二氫供給系統(tǒng)，其供給同位素的含有比偏離平衡狀態(tài)的氫氣；閥門，其改變對燃燒器供給的氫氣的流量；第一流量測量器，其基于熱容量測量來測量氫氣的流量；流量控制部，其具有對用以使第一流量測量器的測量值接近于由外部提供的設(shè)定值的閥門進(jìn)行控制的控制部；第二流量測量器，其根據(jù)熱容量以外的要素來測量氫氣的流量；及設(shè)定值修正部，其將通過第一流量測量器的測量值與第二流量測量器的測量值的比乘以設(shè)定值來修正而得的設(shè)定值設(shè)定在控制部中。
文檔編號C03B20/00GK101805115SQ20101012939
公開日2010年8月18日 申請日期2010年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月18日
發(fā)明者井上大, 小出弘行, 長尾貴章 申請人:信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社