特開 2024-115773 ガラス微粒子堆積体の製造装置およびガラス微粒子堆積体の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024115773

(43)【公開日】2024-08-27

(54)【発明の名称】ガラス微粒子堆積体の製造装置およびガラス微粒子堆積体の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C03B 8/04 20060101AFI20240820BHJP

【ＦＩ】

C03B8/04 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023021602

(22)【出願日】2023-02-15

(71)【出願人】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001416

【氏名又は名称】弁理士法人信栄事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 智哉

【テーマコード（参考）】

4G014

【Ｆターム（参考）】

4G014AH12

4G014AH15

(57)【要約】

【課題】製造設備全体の稼働率を向上させたガラス微粒子堆積体の製造方法およびガラス微粒子堆積体の製造装置を提供する。
【解決手段】
本開示ガラス微粒子堆積体の製造装置は、内部に回転するターゲットが配置され、前記ターゲットにガラス微粒子を堆積させてガラス微粒子堆積体を製造する反応容器と、噴出口から燃焼ガスを含むガスを噴出することで、前記反応容器内部で前記ターゲットに前記ガラス微粒子を堆積させる第１バーナおよび第２バーナと、前記第１バーナに点火するための第１点火装置と、前記第１バーナが点火したことを検知する火炎検出器と、前記火炎検出器によって前記第１バーナの点火が確認されることに伴い、前記第２バーナへの燃焼ガスの供給を開始する流量制御器と、を備え、前記第２バーナの噴出口は、前記第１バーナの噴出口の上方に配置される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に回転するターゲットが配置され、前記ターゲットにガラス微粒子を堆積させてガラス微粒子堆積体を製造する反応容器と、
噴出口から燃焼ガスを含むガスを噴出することで、前記反応容器内部で前記ターゲットに前記ガラス微粒子を堆積させる第１バーナおよび第２バーナと、
前記第１バーナに点火するための第１点火装置と、
前記第１バーナが点火したことを検知する火炎検出器と、
前記火炎検出器によって前記第１バーナの点火が確認されることに伴い、前記第２バーナへの燃焼ガスの供給を開始する流量制御器と、を備え、
前記第２バーナの噴出口は、前記第１バーナの噴出口の上方に配置される、
ガラス微粒子堆積体の製造装置。

【請求項2】

さらに、前記反応容器内部の燃焼ガスを検知する燃焼ガス検出器を備えている、請求項１に記載のガラス微粒子堆積体の製造装置。

【請求項3】

さらに、前記ターゲットを第一領域と第二領域とに移動させることが可能なターゲット運搬部を備え、
前記第一領域は、前記第１バーナおよび前記第２バーナによって前記ガラス微粒子を前記ターゲットに堆積することが可能な領域であり、
前記第二領域は、前記ガラス微粒子を前記ターゲットに堆積することが不可能な領域であり、
前記ターゲット運搬部は、すべての前記第１バーナおよび前記第２バーナにおいて点火が完了するまでは、前記ターゲットを前記第二領域で保持する、
請求項１に記載のガラス微粒子堆積体の製造装置。

【請求項4】

前記第１バーナおよび前記第２バーナを含み、前記第１バーナから第ｎ（ｎは３以上の自然数）バーナまで順次上方に連なって配列されたｎ本のバーナを備え、
前記火炎検出器は、前記第１バーナから第ｎ－１バーナのそれぞれが点火したことを確認可能とするために少なくともｎ－１個設けられており、
前記流量制御器は、前記第１バーナから第ｐ（ｐは２以上ｎ－１以下の自然数）バーナまでの順次の点火が確認されると、第ｐ＋１バーナへの燃焼ガスの供給を開始する、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のガラス微粒子堆積体の製造装置。

【請求項5】

前記第２バーナの上方に配置される第３バーナと、前記第３バーナの上方に連なって配置される第４バーナと、前記第３バーナに点火するための第２点火装置と、を備え、
前記火炎検出器は、さらに前記第３バーナが点火したことを確認可能に構成されており、
前記流量制御器は、前記第３バーナの点火が確認されると、前記第４バーナへの燃焼ガスの供給を開始する、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のガラス微粒子堆積体の製造装置。

【請求項6】

さらに、前記第ｎバーナの上方に順次連なって配置される第ｎ＋１バーナから第ｎ＋ｍバーナ（ｍは３以上の自然数）のｍ本のバーナと、前記第ｎ＋１バーナに点火するための第２点火装置と、を備え、
前記火炎検出器は、さらに、前記第ｎ＋１バーナから第ｎ＋ｍ－１バーナのそれぞれが点火したことを確認可能に構成するため少なくともｍ－１個設けられており、
前記流量制御器は、第ｎ＋１バーナから第ｎ＋ｑバーナ（ｑは２以上ｍ－１以下の自然数）までの順次の点火が確認されると、第ｎ＋ｑ＋１バーナへの燃焼ガスの供給を開始する、
請求項４に記載のガラス微粒子堆積体の製造装置。

【請求項7】

第１バーナおよび第２バーナを用いてターゲットにガラス微粒子を堆積させてガラス微粒子堆積体を製造する方法であって、
前記第２バーナの噴出口は、前記第１バーナの噴出口の上方に配置され、
前記第１バーナに燃焼ガスを供給して、第１点火装置により前記第１バーナに点火する工程と、
火炎検出器により前記第１バーナが点火したことを検知する工程と、
前記火炎検出器によって前記第１バーナの点火が確認されることに伴い、前記第２バーナへの燃焼ガスの供給を開始する工程と、を備える、
ガラス微粒子堆積体の製造方法。

【請求項8】

前記第１バーナおよび前記第２バーナを含むｎ（ｎは３以上の自然数）本のバーナの噴出口が前記第１バーナから第ｎバーナまで順次上方に連なって配置され、
前記火炎検出器によって第ｐ（ｐは１以上ｎ－１以下の自然数）バーナが点火したことを確認する工程と、
前記第ｐバーナの点火が確認されると、第ｐ＋１バーナへの燃焼ガスの供給を開始する工程と、
をｐ＝１からｐ＝ｎ－１まで順に行う、
請求項７に記載のガラス微粒子堆積体の製造方法。

【請求項9】

前記ターゲットと前記第１バーナと前記第２バーナとを収容する反応容器の扉を締め切ったままの状態で、すべてのバーナに点火する、請求項７または請求項８に記載のガラス微粒子堆積体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ガラス微粒子堆積体の製造装置およびガラス微粒子堆積体の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ガラス微粒子堆積体の製造装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－０８８４６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示された製造装置は、鉛直方向に複数配置されたバーナを備えている。この製造装置においては、上方に配置されるバーナから順次点火される。

【0005】

このような点火作業を人が行う場合、１つ１つのバーナへの点火と点火完了の確認を何度も繰り返す必要があり、点火作業の完了までに時間と手間がかかった。

【0006】

また、特許文献１のように、それぞれのバーナに点火する点火装置を昇降させることによって、点火作業を行う場合もある。１つ１つのバーナまで点火装置が移動してから、バーナに点火するので、点火作業時間の短縮のために改善の余地があった。また、反応容器内に点火装置を昇降させる昇降装置を設けるので、設備が大掛かりとなり、設営に大きなコストを要した。

【0007】

本開示は、バーナへの点火作業の作業性を向上させたガラス微粒子堆積体の製造装置及びガラス微粒子堆積体の製造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の一態様に係るガラス微粒子堆積体の製造装置は、
内部に回転するターゲットが配置され、前記ターゲットにガラス微粒子を堆積させてガラス微粒子堆積体を製造する反応容器と、
噴出口から燃焼ガスを含むガスを噴出することで、前記反応容器内部で前記ターゲットに前記ガラス微粒子を堆積させる第１バーナおよび第２バーナと、
前記第１バーナに点火するための第１点火装置と、
前記第１バーナが点火したことを検知する火炎検出器と、
前記火炎検出器によって前記第１バーナの点火が確認されることに伴い、前記第２バーナへの燃焼ガスの供給を開始する流量制御器と、を備え、
前記第２バーナの噴出口は、前記第１バーナの噴出口の上方に配置される。

【0009】

本開示の一態様に係るガラス微粒子堆積体の製造方法は、
第１バーナおよび第２バーナを用いてターゲットにガラス微粒子を堆積させてガラス微粒子堆積体を製造する方法であって、
前記第２バーナの噴出口は、前記第１バーナの噴出口の上方に配置され、
前記第１バーナに燃焼ガスを供給して、第１点火装置により前記第１バーナに点火する工程と、
火炎検出器により前記第１バーナが点火したことを検知する工程と、
前記火炎検出器によって前記第１バーナの点火が確認されることに伴い、前記第２バーナへの燃焼ガスの供給を開始する工程と、を備える。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、バーナへの点火作業の作業性を向上させたガラス微粒子堆積体の製造装置及びガラス微粒子堆積体の製造方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、第一実施形態に係るガラス微粒子堆積体の製造装置を示す図である。

【図2】図２は、反応容器の模式平面図である。

【図3】図３は、第一実施形態に係る第１バーナの点火の様子を示す図である。

【図4】図４は、第一実施形態に係る第１バーナの点火から第２バーナの点火に至るまでの様子を示す図である。

【図5】図５は、第一実施形態に係る第２バーナの点火から第３バーナの点火に至るまでの様子を示す図である。

【図6】図６は、第二実施形態に係る第１バーナおよび第４バーナの点火の様子を示す図である。

【図7】図７は、第二実施形態に係る第１バーナおよび第４バーナの点火からそれぞれ第２バーナおよび第４バーナの点火に至るまでの様子を示す図である。

【図8】図８は、第二実施形態に係る第２バーナおよび第５バーナの点火からそれぞれ第３バーナおよび第６バーナの点火に至るまでの様子を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

（本開示の実施形態の説明）
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
本開示の一態様に係るガラス微粒子堆積体の製造装置は、
（１）内部に回転するターゲットが配置され、前記ターゲットにガラス微粒子を堆積させてガラス微粒子堆積体を製造する反応容器と、噴出口から燃焼ガスを含むガスを噴出することで、前記反応容器内部で前記ターゲットに前記ガラス微粒子を堆積させる第１バーナおよび第２バーナと、前記第１バーナに点火するための第１点火装置と、前記第１バーナが点火したことを検知する火炎検出器と、前記火炎検出器によって前記第１バーナの点火が確認されることに伴い、前記第２バーナへの燃焼ガスの供給を開始する流量制御器と、を備え、前記第２バーナの噴出口は、前記第１バーナの噴出口の上方に配置される。
上記構成によれば、第１バーナへの点火により発生した火炎は上方に立ち昇る。第２バーナの噴出口は、第１バーナの噴出口の上方に配置されるので、第２バーナに燃焼ガスの供給を開始すると、第１バーナの火炎から引火することで、第２バーナへの点火が完了する。第１点火装置による点火は第１バーナに対して行うだけでよいので、第１点火装置を移動させながら１つ１つのバーナに点火する場合と比べて、点火作業に係る時間と手間が削減される。これにより、バーナへの点火作業の作業性を向上させたガラス微粒子堆積体の製造装置を提供できる。

【0013】

（２）上記（１）に係るガラス微粒子堆積体の製造装置は、さらに、前記反応容器内部の燃焼ガスを検知する燃焼ガス検出器を備えていてもよい。
上記構成によれば、バーナへの点火が失敗した場合であっても、反応容器内部において点火されずに残った燃焼ガスを燃焼ガス検出器によって検出することができる。これによって、第１バーナへの点火をより正確かつ素早く確認することができる。また、例えば、燃焼ガス検出器によって反応容器内部において点火されずに残った燃焼ガスを検知した場合には、第１バーナおよび第２バーナへの燃焼ガスの供給を停止させることができる。

【0014】

（３）上記（１）または（２）に係るガラス微粒子堆積体の製造装置は、さらに、前記ターゲットを第一領域と第二領域とに移動させることが可能なターゲット運搬部を備え、前記第一領域は、前記第１バーナおよび前記第２バーナによって前記ガラス微粒子を前記ターゲットに堆積することが可能な領域であり、前記第二領域は、前記ガラス微粒子を前記ターゲットに堆積することが不可能な領域であり、前記ターゲット運搬部は、すべての前記第１バーナおよび前記第２バーナにおいて点火が完了するまでは、前記ターゲットを前記第二領域で保持してもよい。
上記構成によれば、第１バーナおよび第２バーナの点火が完了するまでは、ターゲットはガラス微粒子を堆積することが不可能な第二領域で保持されるので、第１バーナおよび第２バーナの点火時に第１バーナおよび第２バーナから噴出される異物がターゲットに付着することを抑制できる。

【0015】

（４）上記（１）から（３）のいずれかに係るガラス微粒子堆積体の製造装置は、前記第１バーナおよび前記第２バーナを含み、前記第１バーナから第ｎ（ｎは３以上の自然数）バーナまで順次上方に連なって配列されたｎ本のバーナを備え、前記火炎検出器は、前記第１バーナから第ｎ－１バーナのそれぞれが点火したことを確認可能とするために少なくともｎ－１個設けられており、前記流量制御器は、前記第１バーナから第ｐ（ｐは２以上ｎ－１以下の自然数）バーナまでの順次の点火が確認されると、第ｐ＋１バーナへの燃焼ガスの供給を開始してもよい。
上記構成によれば、第ｐバーナの点火が確認されると、第ｐ＋１バーナへの燃焼ガスの供給を開始するので、第ｐバーナの火炎からの引火により、第ｐ＋１バーナへの点火を行うことができる。この装置よりすべてのバーナに順次点火することができる。

【0016】

（５）上記（１）から（３）のいずれかに係るガラス微粒子堆積体の製造装置は、前記第２バーナの上方に配置される第３バーナと、前記第３バーナの上方に連なって配置される第４バーナと、前記第３バーナに点火するための第２点火装置と、を備え、前記火炎検出器は、さらに前記第３バーナが点火したことを確認可能に構成されており、前記流量制御器は、前記第３バーナの点火が確認されると、前記第４バーナへの燃焼ガスの供給を開始する。
上記構成によれば、２つの点火装置によって２つのバーナに点火することができるので、すべてのバーナに点火するまでにかかる時間が短縮される。

【0017】

（６）上記（４）に係るガラス微粒子堆積体の製造装置は、さらに、前記第ｎバーナの上方に順次連なって配置される第ｎ＋１バーナから第ｎ＋ｍバーナ（ｍは３以上の自然数）のｍ本のバーナと、前記第ｎ＋１バーナに点火するための第２点火装置と、を備え、前記火炎検出器は、さらに、前記第n＋１バーナから第ｎ＋ｍ－１バーナのそれぞれが点火したことを確認可能に構成するため少なくともｍ－１個設けられており、前記流量制御器は、第ｎ＋１バーナから第ｎ＋ｑバーナ（ｑは２以上ｍ－１以下の自然数）までの順次の点火が確認されると、第ｎ＋ｑ＋１バーナへの燃焼ガスの供給を開始してもよい。
上記構成によれば、２つの点火装置によって２つのバーナに点火することができるので、すべてのバーナに点火するまでにかかる時間が短縮される。

【0018】

本開示の一態様に係るガラス微粒子堆積体の製造方法は、
（７）第１バーナおよび第２バーナを用いてターゲットにガラス微粒子を堆積させてガラス微粒子堆積体を製造する方法であって、前記第２バーナの噴出口は、前記第１バーナの噴出口の上方に配置され、前記第１バーナに燃焼ガスを供給して、第１点火装置により前記第１バーナに点火する工程と、火炎検出器により前記第１バーナが点火したことを検知する工程と、前記火炎検出器によって前記第１バーナの点火が確認されることに伴い、前記第２バーナへの燃焼ガスの供給を開始する工程と、を備える。
上記の方法によれば、第１バーナへの点火により発生した火炎は上方に立ち昇る。第２バーナの噴出口は、第１バーナの噴出口の上方に配置されるので、第２バーナに燃焼ガスの供給を開始すると、第１バーナの火炎から引火することで、第２バーナへの点火が完了する。第１点火装置による点火は第１バーナに対して行うだけでよいので、第１点火装置を移動させながら１つ１つのバーナに点火する場合と比べて、点火作業に係る時間と手間が削減される。これにより、バーナへの点火作業の作業性を向上させたガラス微粒子堆積体の製造方法を提供できる。

【0019】

（８）上記（７）に係るガラス微粒子堆積体の製造方法は、前記第１バーナおよび前記第２バーナを含むｎ（ｎは３以上の自然数）本のバーナの噴出口が前記第１バーナから第ｎバーナまで順次上方に連なって配置され、
前記火炎検出器によって第ｐ（ｐは１以上ｎ－１以下の自然数）バーナが点火したことを確認する工程と、
前記第ｐバーナの点火が確認されると、第ｐ＋１バーナへの燃焼ガスの供給を開始する工程と、
をｐ＝１からｐ＝ｎ－１まで順に行ってもよい。
上記の方法によれば、第ｋバーナの点火が確認されると、第ｋ＋１バーナへの燃焼ガスの供給を開始するので、第ｋバーナの火炎からの引火により、第ｋ＋１バーナへの点火を行うことができる。この方法よりすべてのバーナを点火できる。

【0020】

（９）上記（７）または（８）に係るガラス微粒子堆積体の製造方法は、前記ターゲットと前記第１バーナと前記第２バーナとを収容する反応容器の扉を締め切ったままの状態で、すべてのバーナに点火してもよい。
上記の方法によれば、反応容器の扉を締め切ったまま作業を行えるので、反応容器の内部のクリーン度を保つことができる。また、反応容器内部の燃焼ガスを検知する燃焼ガス検出器が設けられている場合、反応容器の扉を締め切ったまま作業を行うので、より正確に反応容器内部の燃焼ガスを検知できる。

【0021】

（本開示の実施形態の詳細）
本開示の実施形態に係るガラス微粒子堆積体の製造方法およびガラス微粒子堆積体の製造装置の具体例を、以下に図面を参照して説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【0022】

また、本実施形態の説明では、説明の便宜上、「上下方向」「左右方向」「前後方向」について適宜言及する。ここで、「上下方向」は、「上方向」及び「下方向」を含む方向である。「左右方向」とは、「左方向」及び「右方向」を含む方向である。「前後方向」とは、「前方向」及び「後方向」を含む方向である。以降に説明する図中に示した符号Ｕは上方向を示す。符号Ｄは下方向を示す。符号Ｌは左方向を示す。符号Ｒは右方向を示す。符号Ｆは前方向を示す。符号Ｂは後方向を示す。

【0023】

（第一実施形態）
図１は、第一実施形態に係るガラス微粒子堆積体の製造装置１を示す図である。図２は、反応容器１０の模式平面図である。図１に示すように、ガラス微粒子堆積体の製造装置１は、ターゲットＴが延びる方向に沿ってターゲットＴに対して相対的に複数のバーナ１１が往復することによりガラス微粒子を堆積させるＯＶＤ法によって、ガラス微粒子堆積体を製造する。ガラス微粒子堆積体の製造装置１は、反応容器１０と、流量制御器２０と、制御部３０と、ターゲット運搬部４０とを備える。ガラス微粒子堆積体の製造装置１は、反応容器１０内部のターゲットＴにバーナ１１の火炎による加水分解反応で生成されるガラス微粒子を堆積させることによって、ガラス微粒子堆積体を製造する。

【0024】

反応容器１０は、複数のバーナ１１と、第一点火装置１２と、火炎検出器１４と、燃焼ガス検出器１５と、を備える。バーナ１１は反応容器１０の内部に噴射口が向くように、反応容器１０の一側面の下部から上方に連なって配置されている。バーナ１１は、反応容器１０内に向けられた噴出口が多層構造となっており、原料ガス、不活性ガス、燃焼ガス、助燃ガス等を噴出可能に構成されている。本実施形態においては、燃焼ガスとして水素が、助燃ガスとして酸素が、用いられている。水素および酸素がバーナ１１から噴出されている状態で、第一点火装置１２により点火作業が行われることで、バーナ１１は火炎を生成する。バーナ１１が火炎を生成している状態で、原料ガスおよび不活性ガスを適宜噴出することにより、ガラス微粒子が生成される。
本実施形態において、下から順に第１バーナ１１Ａから第７バーナ１１Ｇまでの７本のバーナ１１が設けられているが、反応容器１０に設けられるバーナ１１の本数は本実施形態の例示に限られない。

【0025】

第一点火装置１２は、バーナ１１に点火するための装置である。本実施形態において、第一点火装置１２は棒状の装置であり、昇降することでバーナ１１の噴出口に近づいたり離れたりできる。本実施形態においては、第一点火装置１２は第１バーナ１１Ａに対して点火できる。点火装置として、点火プラグ、ライター等が用いられうる。点火プラグは、隙間を挟んで設けられた電極間に電圧をかけることで火花放電を起こして、バーナ１１に点火することができる。

【0026】

火炎検出器１４は、ターゲットＴを挟んでバーナ１１に対向する位置に設けられている。火炎検出器１４は、対向するバーナ１１に点火したことを検出する。火炎検出器１４には、例えば、カメラ、赤外線センサー、温度センサー等の装置が用いられうる。例えば、火炎検出器１４によってバーナ１１への点火が確認されると、火炎検出器１４から後述する制御部３０に点火情報が送られる。
本実施形態においては、火炎検出器１４は、第１バーナ１１Ａから第７バーナ１１Ｇのそれぞれに対向するように、バーナ１１と同数の検出器によって構成されている。したがって、火炎検出器１４は、下方から上方に連なるように配置されている。以降の説明において、もっとも下の火炎検出器１４から順に第１火炎検出器１４Ａから第７火炎検出器１４Ｇと呼ぶことがある。

【0027】

燃焼ガス検出器１５は、バーナ１１から噴出された燃焼ガスを検出する装置である。燃焼ガス検出器１５は、複数のバーナ１１の上方に設けられることが望ましい。例えば、燃焼ガス検出器１５によって燃焼ガスが規準値よりも多く観測されると、燃焼ガス検出器１５から後述する制御部３０にガス情報が送られる。

【0028】

流量制御器２０は、各バーナ１１に原料ガス、不活性ガス、燃焼ガス、助燃ガス等を供給する配管に設けられて、それぞれの配管における各ガスの流量を調節する装置である。流量制御器２０による各ガスの流量の調節は、後述する制御部３０からの制御情報に基づいて行われる。本実施形態においては、第１バーナ１１Ａから第７バーナ１１Ｇに各ガスを供給する配管のそれぞれに流量制御器２０が設けられている。なお、説明の便宜上、図面では第４バーナ１１Ｄから第７バーナ１１Ｇにそれぞれ各ガスを供給する配管とその配管に設けられる流量制御器２０の図示を省略している。

【0029】

制御部３０は、火炎検出器１４、燃焼ガス検出器１５、および、流量制御器２０と接続されている。制御部３０は、火炎検出器１４からの点火情報および燃焼ガス検出器１５からのガス情報を受信して、それに基づいて流量制御器２０にそれぞれ制御情報を送信する。

【0030】

ターゲット運搬部４０は、ターゲットＴを保持して移動させることが可能な装置である。図１および図２に示すように、ターゲット運搬部４０は、上下方向または前後方向にターゲットを移動させることができる。

【0031】

図２に示すように、反応容器１０の内部には、バーナ１１と排気口Ｅとの間の領域である堆積領域１０Ａ（第一領域の一例）と、堆積領域１０Ａから外れた退避領域１０Ｂ（第二領域の一例）とがある。ターゲット運搬部４０は、ターゲットＴを保持したまま堆積領域１０Ａと堆積領域１０Ａとの間を行き来することができる。ターゲットＴが退避領域１０Ｂにあるとき、バーナ１１が点火していたとしてもターゲットＴにガラス微粒子は堆積しない。ターゲットＴが堆積領域１０Ａにあるとき、バーナ１１が点火していれば、ターゲットＴにガラス微粒子が堆積させることができ、ガラス微粒子を製造することができる。
ターゲット運搬部４０は、すべてのバーナ１１への点火が終わるまでは退避領域１０Ｂで保持し、すべてのバーナ１１への点火が終わると、堆積領域１０ＡにターゲットＴを移動させることが望ましい。

【0032】

また、図２に示すように、反応容器１０の側面には、扉１６が設けられている。反応容器１０において、作業員の入退室や荷物搬入搬出等は扉１６を通して行われる。例えば、ガラス微粒子をターゲットＴに堆積させるときは、扉１６を閉めておいてもよい。また、反応容器１０の清掃のときには、扉１６を開けておいてもよい。

【0033】

次に、図３から図５を用いて本実施形態に係るガラス微粒子堆積体の製造装置１における、バーナ１１の点火の様子を説明する。

【0034】

図３は、第一実施形態に係る第１バーナ１１Ａの点火の様子を示す図である。まず、制御部３０は、最も下方に位置する第１バーナ１１Ａに助燃ガス、不活性ガス等と共に燃焼ガスを供給するように流量制御器２０を制御する。点火工程において、点火が行われたばかりのバーナ１１に供給される各ガスの流量は、ガラス微粒子堆積体の製造時よりも少ないことが望ましい。第１バーナ１１Ａに燃焼ガス等が供給されている状態で、第一点火装置１２は第１バーナ１１Ａのガスポートに近づき、第１バーナ１１Ａへの点火を行う。

【0035】

第一点火装置１２による第１バーナ１１Ａへの点火動作が終了すると、第１バーナ１１Ａへの点火が正しく行われたかどうかを検出する。第１バーナ１１Ａの点火は、第１バーナ１１Ａと対向して設けられる第１火炎検出器１４Ａによって検出される。もし、第１火炎検出器１４Ａによって第１バーナ１１Ａの火炎が検出できなかったり、燃焼ガス検出器１５によって燃焼ガスが検出されたりした場合は、制御部３０は第１バーナ１１Ａの点火に失敗したと判断して、第１バーナ１１Ａへの各ガスの供給を停止するように流量制御器２０を制御する。

【0036】

図４は、第一実施形態に係る第１バーナ１１Ａの点火から第２バーナ１１Ｂの点火に至るまでの様子を示す図である。第１バーナ１１Ａの点火を検知する工程が完了すると、第一点火装置１２は第１バーナ１１Ａから離れるように下降する。制御部３０は第２バーナ１１Ｂに燃焼ガスを供給するように流量制御器２０を制御する。ここで、第１バーナ１１Ａにおいて、上方に立ち昇るように火炎があがっている状態である。この状態で、第２バーナ１１Ｂへの燃焼ガスの供給が開始されると、第２バーナ１１Ｂの噴出口から噴出した燃焼ガスに引火することで、第２バーナ１１Ｂへ点火できる。

【0037】

図５は、第一実施形態に係る第２バーナ１１Ｂの点火から第３バーナ１１Ｃの点火に至るまでの様子を示す図である。第２バーナ１１Ｂの点火は、第２バーナ１１Ｂと対向して設けられる第２火炎検出器１４Ｂによって検出される。もし、第２火炎検出器１４Ｂによって第２バーナ１１Ｂの火炎が検出できなかったり、燃焼ガス検出器１５によって燃焼ガスが検出されたりした場合は、制御部３０は第２バーナ１１Ｂの点火に失敗したと判断して、第２バーナ１１Ｂへの燃焼ガスの供給を停止するように流量制御器２０を制御する。

【0038】

第２バーナ１１Ｂの点火を検知する工程が完了すると、制御部３０は第３バーナ１１Ｃに燃焼ガスを供給するように流量制御器２０を制御する。ここで、第２バーナ１１Ｂにおいて、上方に立ち昇るように火炎があがっている状態である。この状態で、第３バーナ１１Ｃへの燃焼ガスの供給が開始されると、第３バーナ１１Ｃの噴出口から噴出した燃焼ガスに引火することで、第３バーナ１１Ｃへ点火できる。

【0039】

以降、下から順次、点火の検知、一つ上のバーナ１１への燃焼ガスの供給、一つ上のバーナ１１への引火、を繰り返すことにより、すべてのバーナ１１への点火が完了する。

【0040】

本実施形態と異なり、手動によりすべてのバーナに点火する場合は、最も上方にあるバーナから１つ１つ点火装置を用いて点火することが一般的である。この場合、すべてのバーナに点火する点火作業とそれぞれのバーナへの点火を確認する作業に多くの時間と手間を要する。

【0041】

特許文献１のように、点火装置を昇降させる昇降装置を用いて、すべてのバーナに点火を行うガラス微粒子堆積体の製造装置が知られている。しかしながら、１つ１つのバーナに点火するたびに、昇降装置により点火装置を昇降させる必要があり、点火作業時間の短縮には改善の余地があった。また、ガラス微粒子堆積体の製造装置に昇降装置を設けるために、設備を大がかりにする必要があるので、製造装置の設営に大きなコストを要した。

【0042】

本実施形態のガラス微粒子堆積体の製造装置１および製造方法によれば、第１バーナ１１Ａの点火が確認されると、第１バーナ１１Ａの噴射口の上方に噴射口が配置される第２バーナ１１Ｂへの燃焼ガスの供給を開始する。これにより、第一点火装置１２によるバーナへの点火作業は第１バーナ１１Ａのみに行い、第２バーナ１１Ｂへの点火は第１バーナ１１Ａの火炎を引火することにより行われる。このため、点火装置を移動させながら１つ１つのバーナ１１に点火する場合と比べて、点火作業に係る時間と手間が削減されるので、バーナ１１への点火作業の作業性を向上させたガラス微粒子堆積体の製造装置１および製造方法を提供できる。

【0043】

本実施形態のガラス微粒子堆積体の製造装置１は、さらに燃焼ガス検出器１５を備えている。これにより、バーナ１１への点火が失敗した場合であっても、反応容器１０内部において点火されずに残った燃焼ガスを検出できる。第１バーナ１１Ａへの点火をより正確に確認できるだけでなく、例えば、燃焼ガス検出器１５によって反応容器１０内部において点火されずに残った燃焼ガスを検知した場合には、第１バーナ１１Ａおよび第２バーナ１１Ｂへの燃焼ガスの供給を停止させることができる。

【0044】

本実施形態のガラス微粒子堆積体の製造装置１は、さらにターゲットＴを堆積領域１０Ａと退避領域１０Ｂとに移動させることが可能なターゲット運搬部４０を備えている。ターゲット運搬部４０は、すべてのバーナ１１において点火が完了するまでは、前記ターゲットを前記第二領域で保持する。バーナ１１に点火した直後においては、バーナ１１の内部に残った異物が噴出口から噴出されることがある。このため、点火が終わるまでは退避領域１０ＢにおいてターゲットＴを保持することで、点火時にバーナ１１から噴出される異物がターゲットに付着することを抑制できる。

【0045】

本実施形態のガラス微粒子堆積体の製造装置１および製造方法は、第１バーナ１１Ａから第２バーナ１１Ｂまでの順次の点火が確認されると、第３バーナ１１Ｃへの燃焼ガスの供給を開始する。これを順次繰り返すことで、すべてのバーナ１１への点火を行うことができる。

【0046】

作業員が１つ１つのバーナに点火する場合、反応容器の扉を幾度か開け閉めしながら、バーナへの点火作業と点火確認を行う。しかしながら、本実施形態のガラス微粒子堆積体の製造方法において、作業員はバーナ１１への点火作業と点火確認を反応容器１０の内部に入って行う必要がない。つまり、反応容器１０の扉１６を締め切ったまま作業を行えるので、反応容器１０の内部のクリーン度を保つことができる。さらに、バーナ１１の火炎に作業員が近付くことや、高い位置に配置されたバーナ１１に点火するための踏み台等の昇降が不要になるため、より安全な点火作業を実現できる。また、反応容器１０内部の燃焼ガスを検知する燃焼ガス検出器１５が設けられている場合、反応容器１０の扉１６を締め切ったまま作業を行うので、より正確に反応容器１０内部の燃焼ガスを検知できる。

【0047】

（第二実施形態）
続いて、第二実施形態に係るガラス微粒子堆積体の製造方法について説明する。第二実施形態以降では、第一実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。図６は、第二実施形態に係る第１バーナ１１Ａおよび第４バーナ１１Ｄの点火の様子を示す図である。

【0048】

図６に示すように、第二実施形態に係るガラス微粒子堆積体の製造装置１は、第１バーナ１１Ａに点火する第一点火装置１２だけでなく、第４バーナ１１Ｄに点火する第二点火装置１３を備えている。第二点火装置１３は、第一点火装置１２と同等の点火装置であっても異なる点火装置であってもよい。また、第二点火装置１３によって点火されるバーナは、第４バーナ１１Ｄ以外のバーナであってもよい。本実施形態においては、第二点火装置１３は左右方向に移動するが、第二点火装置１３が移動する方向は本実施形態の例示に限られない。例えば、第二点火装置１３が前後方向（図６における紙面の手前及び奥行の方向）に移動するなどのように、第二点火装置１３が点火するバーナに対して近づいたり離れたりするように移動できればよい。

【0049】

換言すれば、第二実施形態のガラス微粒子堆積体の製造装置１は、第一点火装置１２によって間接的に点火される第３バーナの上方に順次連なって配置される４本のバーナ第４バーナから第７バーナを備えており、第二点火装置１３は、第４バーナに対して点火する。

【0050】

次に、第二実施形態に係るガラス微粒子堆積体の製造装置１におけるバーナの点火の様子を説明する。

【0051】

図６に示すように、制御部３０は、第１バーナ１１Ａと第４バーナ１１Ｄとに対して燃焼ガスを供給するように流量制御器２０を制御する。第１バーナ１１Ａおよび第４バーナ１１Ｄに供給される燃焼ガスの流量は、ガラス微粒子堆積体の製造時よりも少ないことが望ましい。第１バーナ１１Ａに燃焼ガス等が供給されている状態で、第一点火装置１２は第１バーナ１１Ａのガスポートに近づき、第１バーナ１１Ａへの点火を行う。
第一点火装置１２による第１バーナ１１Ａへの点火動作が終わると、第１バーナ１１Ａの点火を検出する。第１バーナ１１Ａの点火は、第１バーナ１１Ａと対向して設けられる第１火炎検出器１４Ａによって検出される。第１バーナ１１Ａの点火が検出されると、第一点火装置１２は第１バーナ１１Ａから離れるように下降する。

【0052】

さらに、第４バーナ１１Ｄに燃焼ガス等が供給されている状態で、第二点火装置１３は第４バーナ１１Ｄのガスポートに近づき、第４バーナ１１Ｄへの点火を行う。
第二点火装置１３による第４バーナ１１Ｄへの点火動作が終わると、第４バーナ１１Ｄの点火を検出する。第４バーナ１１Ｄの点火は、第４バーナ１１Ｄと対向して設けられる第４火炎検出器１４Ｄによって検出される。第４バーナ１１Ｄの点火が検出されると、第二点火装置１３は第４バーナ１１Ｄから離れるように移動する。
なお、第１火炎検出器１４Ａおよび第４火炎検出器１４Ｄによる燃焼ガスの検出とそれに伴う制御部３０による制御は第一実施形態の通りであるので、詳細な説明を省略する。また、第１バーナ１１Ａへの点火と第４バーナ１１Ｄへの点火は同時に行っても良いし、それぞれの点火に若干のタイムラグがあってもよい。

【0053】

図７は、第二実施形態に係る第１バーナ１１Ａおよび第４バーナ１１Ｄの点火からそれぞれ第２バーナ１１Ｂおよび第４バーナ１１Ｄの点火に至るまでの様子を示す図である。第１バーナ１１Ａおよび第４バーナ１１Ｄの点火を検知する工程が完了すると、制御部３０は第２バーナ１１Ｂおよび第５バーナ１１Ｅに燃焼ガスを供給するように流量制御器２０を制御する。第２バーナ１１Ｂおよび第５バーナ１１Ｅに供給される燃焼ガスの流量は、ガラス微粒子堆積体の製造時よりも少ないことが望ましい。ここで、第１バーナ１１Ａにおいて、上方に立ち昇るように火炎があがっている状態である。この状態で、第２バーナ１１Ｂへの燃焼ガスの供給が開始されると、第２バーナ１１Ｂの噴出口から噴出した燃焼ガスに引火することで、第２バーナ１１Ｂへ点火できる。また、第４バーナ１１Ｄにおいて、上方に立ち昇るように火炎があがっている状態である。この状態で、第５バーナ１１Ｅへの燃焼ガスの供給が開始されると、第５バーナ１１Ｅの噴出口から噴出した燃焼ガスに引火することで、第５バーナ１１Ｅへ点火できる。

【0054】

図８は、第二実施形態に係る第２バーナ１１Ｂおよび第５バーナ１１Ｅの点火からそれぞれ第３バーナ１１Ｃおよび第６バーナ１１Ｆの点火に至るまでの様子を示す図である。第２バーナ１１Ｂの点火は、第２バーナ１１Ｂと対向して設けられる第２火炎検出器１４Ｂによって検出される。第５バーナ１１Ｅの点火は、第５バーナ１１Ｅと対向して設けられる第５火炎検出器１４Ｅによって検出される。

【0055】

第２バーナ１１Ｂおよび第５バーナ１１Ｅの点火を検知する工程が完了すると、制御部３０は第３バーナ１１Ｃおよび第６バーナ１１Ｆに燃焼ガスを供給するように流量制御器２０を制御する。第３バーナ１１Ｃおよび第６バーナ１１Ｆに供給される燃焼ガスの流量は、ガラス微粒子堆積体の製造時よりも少ないことが望ましい。ここで、第２バーナ１１Ｂにおいて、上方に立ち昇るように火炎があがっている状態である。この状態で、第３バーナ１１Ｃへの燃焼ガスの供給が開始されると、第３バーナ１１Ｃの噴出口から噴出した燃焼ガスに引火することで、第３バーナ１１Ｃへ点火できる。また、第５バーナ１１Ｅにおいて、上方に立ち昇るように火炎があがっている状態である。この状態で、第６バーナ１１Ｆへの燃焼ガスの供給が開始されると、第６バーナ１１Ｆの噴出口から噴出した燃焼ガスに引火することで、第６バーナ１１Ｆへ点火できる。

【0056】

以降、第６バーナ１１Ｆの点火確認および第７バーナ１１Ｇへの燃焼ガスの供給を行うことにより、第７バーナ１１Ｇへ点火することができる。さらに上方に位置していて点火が完了していないバーナ１１がある場合は、順次、点火の検知、一つ上のバーナ１１への燃焼ガスの供給、一つ上のバーナ１１への引火、を繰り返すことにより、すべてのバーナ１１への点火が完了する。

【0057】

本実施形態のガラス微粒子堆積体の製造装置１は、２つの点火装置によって２つのバーナ１１に点火することができる。これにより、引火による点火を同時に２本ずつのバーナ１１に対して行うことができるので、すべてのバーナ１１に点火するまでにかかる時間が短縮される。

【0058】

以上、本開示を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本開示の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。また、上記説明した構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本開示を実施する上で好適な数、位置、形状等に変更することができる。

【0059】

たとえば、本開示で説明した２つの実施形態においては、点火装置が１つまたは２つ設けられたガラス微粒子堆積体の製造装置を説明したが、点火装置を設ける個数は本実施形態の例示に限定されない。例えば、３つ以上の点火装置を備えたガラス微粒子堆積体の製造装置が採用されてもよい。すなわち、本開示においては多数のバーナに対して順次点火する作業を複数並行して行うことができる。

【0060】

また、第１バーナへの点火を確認した後に、第２バーナへ燃焼ガスの供給を開始するタイミングについては特に限定されない。例えば、第１バーナへの点火を確認後、すぐに第２バーナへ燃焼ガスを供給しても、多少の間をおいて第２バーナへ燃焼ガスを供給してもよい。

【符号の説明】

【0061】

１ 製造装置
１０ 反応容器
１０Ａ 堆積領域
１０Ｂ 退避領域
１１ バーナ
１１Ａ 第１バーナ
１１Ｂ 第２バーナ
１１Ｃ 第３バーナ
１１Ｄ 第４バーナ
１１Ｅ 第５バーナ
１１Ｆ 第６バーナ
１１Ｇ 第７バーナ
１２ 第一点火装置
１３ 第二点火装置
１４ 火炎検出器
１５ 燃焼ガス検出器
１６ 扉
２０ 流量制御器
３０ 制御部
４０ ターゲット運搬部
Ｅ 排気口
Ｔ ターゲット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】