气化器的清洗方法及气化装置与流程

1.本发明涉及一种使液体原料气化的气化器的清洗方法及气化装置。


背景技术：

2.以往，已知使液体原料气化并使该气化了的原料发生化学反应的制造工序。例如，在光纤的制造工序中，存在以下工序：对作为硅的液体原料的硅氧烷系材料进行气化，使该气化了的原料在反应部通过燃烧器发生火焰水解反应而生成玻璃微粒。
3.例如，在专利文献1中，将液体状的硅氧烷系材料作为原料而与载气一同地导入至气化器，实施原料的气化。另外，专利文献2公开以下内容：将液体状的硅氧烷系材料朝向加热侧面后的膨胀槽的该侧面导入而气化，将气化了的硅氧烷系材料作为原料利用，使未气化的硅氧烷系材料留存于膨胀槽的下层而流向贮存部。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本国特开2017
‑
36172号公报
7.专利文献2：日本国特表2014
‑
517801号公报


技术实现要素：

8.发明要解决的课题
9.然而，在专利文献1的方法中，当气化器的出口以后的路径不能维持为规定的温度时，会发生硅氧烷系材料的液化。其结果是，存在反复发生液化的硅氧烷系材料的聚合而生成聚合物并堆积于气化器内的情况。当这样的堆积发展时，存在由于气化器内的压力损失增加而不能够确保期望的原料流量的情况。并且，一旦气化器内产生有聚合物，则为了除去它需要作业时间，因此存在气化器、具备气化器的气化装置的运行成本变高的这一问题。需要说明的是，在供给管路中也可能发生这样的聚合物的堆积。
10.与之相对，专利文献2的方法虽然能够容易地将聚合物除外而仅输送气化后的原料，但气化器的规模变大却不能高效地使液体原料气化，因此存在材料成本变高这一问题。
11.本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于，提供一种即使产生原料的聚合物也能够简易除去的气化器的清洗方法及气化装置。
12.用于解决课题的方案
13.为了解决上述课题而达成目的，本发明的一方案涉及一种气化器的清洗方法，使常温常压下呈液体状的原料在气化器进行气化，并使该气化后的原料在供给管路中向反应部供给其特征在于，所述气化器的清洗方法包括清洗工序，在该清洗工序中，使所述原料一边维持为液体状，一边在所述气化器流动而清洗所述气化器。
14.本发明的一方案的气化器的清洗方法的特征在于，其还包括将所述原料与载气混合而生成混合流体的混合工序，在所述清洗工序中，一边使所述混合流体的所述原料维持为液体状，一边使所述混合流体在所述气化器流动而清洗所述气化器。
15.本发明的一方案的气化器的清洗方法的特征在于，将在所述清洗工序中已用于清洗的所述液体状的原料的至少一部分再次向所述气化器送出而清洗所述气化器。
16.本发明的一方案的气化器的清洗方法的特征在于，在所述清洗工序中，使所述原料一边维持为液体状一边在所述供给管路中流动而清洗所述供给管路。
17.本发明的一方案的气化器的清洗方法的特征在于，在所述清洗工序中，使所述液体状的原料从所述气化器向位于所述气化器的铅垂下方侧的所述供给管路流动。
18.本发明的一方案的气化器的清洗方法的特征在于，利用泵将所述液体状的原料向所述气化器加压输送。
19.本发明的一方案的气化装置的特征在于，其具备：贮存器，其贮存常温常压下呈液体状的原料；混合装置，其将所述液体状的原料与载气混合；气化器，其使从所述混合装置供给的所述液体状的原料气化；供给管路，其将由所述气化器气化后的所述原料与所述载气的混合流体向外部供给；以及回流结构，其使液体状的所述原料从所述气化器向所述贮存器回流。
20.本发明的一方案的气化装置的特征在于，所述回流结构相对于所述气化器而位于铅垂下方侧。
21.本发明的一方案的气化装置的特征在于，所述气化装置还具备泵，该泵从所述贮存器将液体状的所述原料不经由所述混合装置而向所述气化器加压输送。
22.发明效果
23.根据本发明，即使产生原料的聚合物也能够简易地除去，因此能够起到减少气化器、气化装置的运行成本这样的效果。
附图说明
24.图1a是实施方式1的气化装置的清洗方法的说明图。
25.图1b是实施方式1的气化装置的清洗方法的说明图。
26.图2是实施方式2的气化装置的清洗方法的说明图。
27.图3是实施方式3的气化装置的清洗方法的说明图。
28.图4是实施方式4的气化装置的清洗方法的说明图。
具体实施方式
29.以下，参照附图来对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，并不通过该实施方式限制本发明。另外，在附图的记载中，对相同或者对应的要素适当标注相同的附图标记。另外，在附图中，适当省略了输送流体的管路的图示。
30.(实施方式1)
31.图1a及图1b是实施方式1的气化装置的清洗方法的说明图。图1a示出的制造装置100为在光纤的制造中使用的多孔质母材的制造装置，且具备气化装置10和反应部20。
32.气化装置10具备混合装置1、气化器2、供给管路3及质量流量控制器(mfc)4、5。
33.mfc4、5为用于控制流体的质量流量的控制装置。mfc4、5具备：质量流量计，其测定质量流量；以及电磁阀，其基于质量流量计的测定结果自动地调节开度。
34.mfc4控制从供给源供给来的液体原料即原料流体f1的质量流量并向混合装置1供
给。原料流体f1是例如作为硅氧烷系材料的八甲基环四硅氧烷(omcts)。omcts常压下的熔点为18℃，沸点为176℃，在常温常压下呈液体状。硅氧烷系材料不限于omcts，也可以为例如十甲基环五硅氧烷(dmcps)。
35.mfc5控制从供给源供给来的载气即载气f2的质量流量并向混合装置1供给。载气f2例如为氮气(n2气体)。
36.混合装置1例如为混合腔室，将原料流体f1与载气f2在腔室内混合，并将其作为混合流体f3向气化器2供给。
37.气化器2内置有输送混合流体f3的内部管路和加热内部管路的加热器。气化器2加热用于输送混合流体f3的内部管路而使混合流体f3所包含的液体状的原料气化。气化器2构成为，为了使液体状的原料气化，能够将内部管路内保持为原料的沸点以上，例如若是omcts则保持为180℃左右。气化器2向供给管路3送出使原料气化后的混合流体f4。
38.供给管路3向配置于气化装置10的外部的反应部20输送混合流体f4。供给管路3优选被加热器加热，以免混合流体f4所包含的原料发生液化。
39.反应部20具备反应容器和设置于反应容器内的燃烧器。另外，反应部20中也被供给omcts以外的原料、氩等稀释气体、支援燃烧的燃烧气体、向制造的烟炱(soot)添加的掺杂剂等。在反应部20中，通过燃烧器使omcts等原料发生火焰水解反应而生成玻璃微粒，使生成的玻璃微粒堆积于目标棒而制造烟炱。需要说明的是，在烟炱的制造中未使用的原料、玻璃微粒在吸引泵的作用下被送入气体净化装置，气体净化装置除去原料、玻璃微粒。
40.在此，在气化器2的内部、供给管路3的内部，有时omcts的聚合物p成为凝胶状而堆积。于是，为了除去这些聚合物p，执行如图1b示出那样的实施方式1的清洗方法。
41.首先，混合装置1进行将原料流体f1与载气f2混合而生成混合流体f3的混合工序，并向气化器2供给混合流体f3。
42.气化器2一边对混合流体f3进行保温而将混合流体f3所包含的原料流体f1维持为液体状，一边在内部管路流通混合流体f3。由此执行清洗工序。气化器2构成为，为了将原料流体f1维持为液体状，能够将管路内保持为比原料的沸点低且比原料的熔点高的温度，例如若为omcts则保持为35℃左右。其结果是，由液体状的原料流体f1适宜且简易地除去堆积在气化器2内的聚合物p。气化器2向供给管路3送出在清洗中使用过的混合流体f3。
43.供给管路3一边对混合流体f3进行保温而将混合流体f3所包含的原料流体f1维持为液体状，一边使混合流体f3流通。由此进一步地执行清洗工序。供给管路3构成为，为了将原料流体f1维持为液体状，能够将管路内保持为比原料的沸点低且比原料的熔点高的温度，例如若为omcts则为35℃左右。在清洗中使用过的混合流体f3经由反应部20而排出，原料流体f1贮存于容器状的贮存器30。
44.根据实施方式1的清洗方法，通过向气化器2和供给管路3流通混合有液体状的原料流体f1与作为载气的载气f2的混合流体f3，从而即使产生聚合物p也能够简易除去，因此能够减少气化器2、气化装置10的运行成本。
45.(实施方式2)
46.图2是实施方式2的气化装置的清洗方法的说明图。图2示出的制造装置100a具有如下结构，即在图1示出的制造装置100的结构的基础上，将气化装置10替换为气化装置10a。
47.气化装置10a具有如下结构，即在气化装置10的结构的基础上，将气化器2、供给管路3分别替换为气化器2a、供给管路3a。气化器2a与气化器2不同点在于，构成为在其铅垂下方侧与供给管路3a连接。供给管路3a与供给管路3不同点在于，构成为位于气化器2a的铅垂下方侧而与反应部20连接。
48.在实施方式2的清洗方法的实施中，与实施方式1同样地，混合装置1进行将原料流体f1与载气f2混合而生成混合流体f3的混合工序，并向气化器2供给混合流体f3。
49.气化器2一边对混合流体f3进行保温而将混合流体f3所包含的原料流体f1维持为液体状，一边在内部管路流通混合流体f3。由此，与实施方式1同样地，能够适宜且简易地除去堆积在气化器2a内的聚合物。另外，气化器2a构成为在其铅垂下方侧与供给管路3a连接，因此密度比混合流体f3的密度高的聚合物在重力的作用下变得易于排出。气化器2a向供给管路3a送出在清洗中使用过的混合流体f3。
50.供给管路3a一边对混合流体f3进行保温而将混合流体f3所包含的原料流体f1维持为液体状一边流通混合流体f3。由此，与实施方式1同样地，适宜且简易除去堆积在供给管路3a内的聚合物。另外，供给管路3a从气化器2a向铅垂下方侧延伸，因此聚合物在重力的作用下变得易于排出。此后，与实施方式1同样地，在清洗中使用过的混合流体f3经由反应部20排出，原料流体f1贮存于容器状的贮存器30。
51.根据实施方式2的清洗方法，特别地利用了重力来促进聚合物的排出，因此即使产生聚合物也能够简易除去，能够减少气化器2a、气化装置10a的运行成本。
52.(实施方式3)
53.图3是实施方式3的气化装置的清洗方法的说明图。图3示出的制造装置100b具有如下结构，即在图2示出的制造装置100a的结构的基础上，将气化装置10a替换为气化装置10b。
54.气化装置10b具有向气化装置10a的结构追加三通阀6a和泵6b后的结构。
55.三通阀6a设置于混合装置1与气化器2a之间。在实施使用了反应部20进行的制造工序时，三通阀6a以使混合装置1送出的原料流体f1与载气的混合流体流向气化器2a的方式发挥功能。
56.泵6b构成为，汲取贮存于贮存器30的液体状的原料流体f1并向三通阀6a加压输送。
57.在实施实施方式3的清洗方法时，三通阀6a使加压输送了的原料流体f1流向气化器2a，清洗气化器2a和供给管路3a。此时，原料流体f1由于被加压了而流速高。其结果是，能够高效地清洗气化器2a和供给管路3a。此后，与实施方式1同样地，在清洗中使用过的原料流体f1经由反应部20排出，并贮存于贮存器30。可以通过泵6b再次汲取在清洗中使用过的原料流体f1的至少一部分来用于气化器2a及供给管路3a的清洗。
58.根据实施方式3的清洗方法，特别地利用了重力来促进聚合物的排出，因此即使产生聚合物也能够简易地除去，能够减少气化器2a、气化装置10b的运行成本。另外，通过利用泵6b来加压输送原料流体f1，从而清洗效率变高。
59.并且，本实施方式3使用了三通阀6a，因此在制造工序与清洗工序中不需要重新安装管路。不过，也可以是，不使用三通阀6a，而是在进行清洗工序时拆除从混合装置1至气化器2a的管路，从泵6b直接向气化器2a连接管路并使原料流体f1流过。该情况下，还可以进一
步地从气化器2a拆除供给管路3a而仅向气化器2a流通原料流体f1并进行清洗。
60.(实施方式4)
61.图4是实施方式4的气化装置的清洗方法的说明图。图4示出的制造装置100c具有如下结构，即在图3示出的制造装置100b的结构中的基础上，将气化装置10b替换为气化装置10c。
62.气化装置10c具有如下结构，即在气化装置10b的结构的基础上，删除三通阀6a，将供给管路3替换为供给管路3c，并追加回流结构7、开闭阀8a、8b、8c。
63.开闭阀8a设置于混合装置1与气化器2a之间。在实施使用反应部20进行的制造工序时，开闭阀8a为开状态，以使混合装置1送出的原料流体f1与载气f2的混合流体f3流向气化器2a的方式发挥功能。
64.泵6b构成为汲取贮存于贮存器30的液体状的原料流体f1，并经由开闭阀8a与气化器2a之间的汇合点c向气化器2a加压输送。开闭阀8b设置于贮存器30与泵6b之间。开闭阀8c设置于泵6b与汇合点c之间。
65.回流结构7具备回流管路7a、7b、7c、以及与回流管路7a、7b、7c连接的三通阀7d。回流管路7b连接于供给管路3c的中途。
66.在实施使用反应部20进行的制造工序时，开闭阀8a为开状态，开闭阀8b、8c为闭状态。并且，混合装置1送出的混合流体f3向气化器2a流通。气化器2a、供给管路3c一边将混合流体f3所包含的原料流体f1维持为气体状一边向反应部20流通混合流体f3。
67.另一方面，在实施实施方式4的清洗方法时，开闭阀8a为闭状态，开闭阀8b、8c为开状态。泵6b汲取贮存于贮存器30的原料流体f1，并经由开闭阀8b、8c、汇合点c向气化器2a加压输送。气化器2a、供给管路3c流通加压输送后的原料流体f1。由此高效地清洗气化器2a和供给管路3c。
68.此后，在清洗中使用过的原料流体f1经由反应部20排出，并经由回流管路7a、三通阀7d、回流管路7c而贮存于贮存器30。在清洗中使用过的原料流体f1的至少一部分再次被泵6b汲取而用于气化器2a及供给管路3c的清洗。
69.另外，也可以切换三通阀7d而使原料流体f1从供给管路3c的中途经由回流管路7b、三通阀7d、回流管路7c向贮存器30流通。在清洗中使用过的原料流体f1的至少一部分再次被泵6b汲取而用于气化器2a及供给管路3c的清洗。
70.根据实施方式4的清洗方法，特别地利用了重力来促进聚合物的排出，因此即使产生聚合物也能够简易地除去，能够减少气化器2a、气化装置10c的运行成本。另外，通过利用泵6b来加压输送原料流体f1，从而清洗效率变高。
71.并且，本实施方式4在制造工序与清洗工序中不需重新安装管路。而且，利用回流结构7使原料流体f1从气化器2a回流至贮存器30，因此能够高效地回收原料流体f1。
72.在此，作为实施例1，构成了实施方式1的结构的制造装置，将原料流体设为omcts，将omcts维持为35℃并向气化器供给，在实施数小时清洗后，从反应部排出了已变成凝胶状的聚合物。
73.另外，作为实施例2，构成了实施方式2的结构的制造装置，将原料流体设为omcts，将omcts维持为35℃并向气化器供给，在实施数小时清洗后，从反应部排出了已变成凝胶状的聚合物。
74.需要说明的是，并不通过上述实施方式来限定本发明。本发明也包含将上述各结构要素适当组合的结构。另外，进一步的效果、变形例能够由本领域技术人员容易地导出。因而，本发明的更广泛的技术方案并不限于上述的实施方式，能够进行各种各样的变更。
75.工业上的可利用性
76.本发明能够适用于气化器的清洗及光纤的制造。
77.附图标记说明
78.1 混合装置
79.2，2a 气化器
80.3，3a，3c 供给管路
81.4，5 mfc
82.6a，7d 三通阀
83.6b 泵
84.7 回流结构
85.7a，7b，7c 回流管路
86.8a，8b，8c 开闭阀
87.10，10a，10b，10c 气化装置
88.20 反应部
89.30 贮存器
90.100、100a、100b、100c 制造装置
91.c 汇合点
92.f1 原料流体
93.f2 载气
94.f3、f4 混合流体
95.p 聚合物