CN102951839B - 玻璃微粒堆叠体的制造装置以及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种玻璃微粒堆叠体的制造装置以及制造方法，其可以尽可能抑制设备成本及运转成本。该制造装置（10）具有：握持机构（32），其支撑初始棒（12）；搬运机构（33），其使握持机构进行水平移动及升降移动；以及燃烧器（13），其将玻璃微粒喷向配置在反应容器（11）内的初始棒而使玻璃微粒堆叠在初始棒上，搬运机构使握持机构可以在堆叠位置（A）和装卸位置（B）之间水平移动，其中，该堆叠位置（A）是指在反应容器内配置初始棒并利用燃烧器使玻璃微粒堆叠在初始棒上的位置，该装卸位置（B）位于反应容器的外部，是指可以安装初始棒，以及取下堆叠完成后的玻璃微粒堆叠体（14）的位置。

Description

玻璃微粒堆叠体的制造装置以及制造方法

技术领域

本发明涉及一种玻璃微粒堆叠体的制造装置以及制造方法，其使玻璃微粒堆叠在初始棒上而制造玻璃微粒堆叠体。

背景技术

已知一种利用MMD方法制造玻璃微粒堆叠体的技术，该方法为：在具有多个燃烧器和排气机构的反应容器内，使初始基材和燃烧器列之间相对地往复移动，从而在初始基材上堆叠玻璃微粒，其中，燃烧器朝向初始基材并产生玻璃微粒，排气机构将没有堆叠在初始基材上的玻璃微粒排出（例如，参照专利文献1）。

专利文献1：日本特开2009-126716号公报

发明内容

在如上述所示制造玻璃微粒堆叠体的情况下，如图5（a）所示，在使玻璃微粒堆叠的堆叠位置的上部将初始基材2安装在支撑装置1上，如图5（b）所示，使支撑装置1下降而将初始基材2配置在堆叠位置，之后，利用燃烧器3将玻璃微粒堆叠在初始基材2上。另外，在制造玻璃微粒堆叠体4后，如图5（c）所示，使支撑装置1上升而使玻璃微粒堆叠体4向堆叠位置的上方移动，之后，从支撑装置1取下各个初始基材2，为了进行其他工序而进行输送。用于输送的空间以堆叠位置上方的高度沿横向设置。

因此，作为制造玻璃微粒堆叠体4的装置，必须在堆叠玻璃微粒的堆叠空间5的上部设置用于进行初始基材2的装卸的装卸空间6，需要覆盖堆叠空间5及装卸空间6的非常大的反应容器7。即使在反应容器7内不包含装卸空间6（在反应容器“外”的上部装卸）的情况下，也由于上部空间需要形成洁净的环境，所以需要使各层都成为无尘室，处于洁净的状态。因此，设备成本增加。

而且，与在使玻璃微粒堆叠时的初始基材2相对于燃烧器3的往复移动（约500mm）相比，必须以极长的行程长度（约3000mm）使支撑装置1进行升降，用于使支撑装置1升降的升降装置大型化，进一步使设备成本增加。

另外，在上述制造装置中，因为需要不进行玻璃堆叠的反应容器7的装卸空间6，空间效率恶化，另外，必须对反应容器7的装卸空间6也进行净化空气及惰性气体等的供给及排出，运转成本也增加。即使在反应容器7内不包含装卸空间6的情况下，也需要使上层洁净化，运转成本增加。

本发明的目的在于提供一种玻璃微粒堆叠体的制造装置以及制造方法，其可以尽可能地抑制设备成本及运转成本。

可以解决上述课题的本发明的玻璃微粒堆叠体的制造装置，其特征在于，具有：

握持机构，其支撑初始棒；

搬运机构，其使所述握持机构进行水平移动及升降移动；以及

燃烧器，其将玻璃微粒喷向配置在反应容器内的所述初始棒而使玻璃微粒堆叠在所述初始棒上，

所述搬运机构使所述握持机构可以在堆叠位置和装卸位置之间水平移动，其中，该堆叠位置是指在所述反应容器内配置所述初始棒并利用所述燃烧器使玻璃微粒堆叠在所述初始棒上的位置，该装卸位置位于所述反应容器的外部，是指可以安装所述初始棒，以及取下堆叠完成后的玻璃微粒堆叠体的位置。

在本发明的玻璃微粒堆叠体的制造装置中，优选所述搬运机构使所述握持机构可以在退避位置和所述堆叠位置之间水平移动，其中，该退避位置是指所述反应容器内的从所述堆叠位置退避的位置。

另外，本发明的玻璃微粒堆叠体的制造方法的特征在于，在反应容器的外部使初始棒支撑在握持机构上后，

使所述握持机构水平移动而将所述初始棒收容在所述反应容器内，使玻璃微粒堆叠在所述初始棒上而制造玻璃微粒堆叠体，

之后，使所述握持机构水平移动而使所述初始棒水平移动至所述反应容器的外部，取出所述玻璃微粒堆叠体，

其中，上述反应容器内部具有用于生成玻璃微粒的燃烧器。

在本发明的玻璃微粒堆叠体的制造方法中，优选在将所述初始棒收容在所述反应容器内之后，在对所述燃烧器点火时，使所述初始棒在所述反应容器内从用于使玻璃微粒向所述初始棒堆叠的位置沿水平方向退避。

发明的效果

根据本发明，因为在从堆叠位置沿水平方向移动后的反应容器外部的位置进行初始棒的装卸，所以无需使握持机构大幅上下升降，可以将反应容器的尺寸大幅地小型化。另外，通过反应容器的小型化而可以改善空间效率，可以高效地进行净化空气等的供给及排出。因此，可以尽可能地抑制设备成本及运转成本。

附图说明

图1是表示玻璃微粒堆叠体的制造装置的结构的概略侧视图。

图2是表示玻璃微粒堆叠体的制造装置的结构的概略正视图。

图3是表示玻璃微粒堆叠体的制造装置的结构的概略俯视图。

图4是表示玻璃微粒堆叠体的制造方法的图，（a）至（d）分别是制造装置的概略俯视图。

图5是表示现有的制造装置的结构例的图，（a）至（c）分别是制造装置的概略侧视图。

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明所涉及的玻璃微粒堆叠体的制造装置及制造方法的实施方式的例子进行说明。

如图1至图3所示，制造玻璃微粒堆叠体的制造装置10具有反应容器11。该制造装置10为下述装置：将由于燃烧器13的火焰导致的水解反应而生成的玻璃微粒堆叠在反应容器11内的初始棒（棒）12上，从而制造作为光纤母材等的玻璃微粒堆叠体14。燃烧器13与初始棒12相对并沿着初始棒12的轴向以固定间隔配置多个，在反应容器11的与燃烧器13相对侧上，设置有多个排气通道15。在该反应容器11中，从燃烧器13侧供给净化空气，剩余的玻璃微粒与净化空气一起从排气通道15排出。

反应容器11在其一侧部具有可以开闭的开闭门16。该开闭门16在将初始棒12相对于反应容器11装卸时以及取出玻璃微粒堆叠体14时进行开闭。此外，该开闭门16也在反应容器11内的清扫时等反应容器内部进行作业时进行开闭。

在该制造装置10中利用多燃烧器多层沉积法（MMD法）来制造玻璃微粒堆叠体14，即，通过使初始棒12沿轴向往复移动，从而使旋转的初始棒12和燃烧器13的列沿初始棒12的轴向相对地往复移动，以层状将玻璃微粒堆叠在初始棒12的表面上。

制造装置10的上部具有搬运装置31。该搬运装置31具有握持机构32和搬运机构33。握持机构32通过握持初始棒12的上端部，从而将该初始棒12沿铅垂方向支撑并使该初始棒12绕轴旋转。该握持机构32具有握持部35，该握持部35设置在支撑于搬运机构33上的支撑板36上。

搬运机构33具有固定在反应容器11上的基板41。在该基板41上支撑有升降板42。该升降板42由设置在基板41上的一对导轨43以可沿上下方向移动的方式支撑。另外，在基板41和升降板42之间设置有沿上下方向配置的滚珠丝杠44，通过该滚珠丝杠44利用驱动电动机（省略图示）进行正反旋转，从而使升降板42相对于基板41进行升降。

在升降板42上支撑有支撑板36。支撑板36由设置在升降板42上的一对导轨51以可沿水平方向移动的方式支撑。另外，在升降板42和支撑板36之间设置有沿水平方向配置的滚珠丝杠52，通过该滚珠丝杠52利用驱动电动机（省略图示）进行正反旋转，从而使支撑板36相对于升降板42沿水平方向移动。

在上述制造装置10中，通过构成该搬运装置31的搬运机构33的滚珠丝杠44正反旋转，从而使升降板42升降，使支撑在该升降板42上的握持机构32升降。另外，通过搬运机构33的滚珠丝杠52正反旋转，从而使具有支撑板36的握持机构32沿水平方向移动。

如图3所示，搬运机构33使握持机构32在堆叠位置A和装卸位置B之间水平移动，该堆叠位置A是指在反应容器11内配置初始棒12并利用燃烧器13使玻璃微粒堆叠在初始棒12上的位置，该装卸位置B位于反应容器11的外部，是指可以相对握持机构32安装初始棒12及取下堆叠完成后的玻璃微粒堆叠体14的位置。

另外，搬运机构33使握持机构32在退避位置C和堆叠位置A之间水平移动，该退避位置C是指反应容器11内的初始棒12从堆叠位置A退避的位置。该退避位置C是初始棒12不会接触燃烧器13的火焰的位置。

反应容器11的宽度尺寸形成为600mm左右。与此相对，利用搬运机构33进行的握持机构32沿水平方向移动的行程为1200mm左右。而且，堆叠位置A和装卸位置B之间的尺寸形成为1000mm左右。另外，优选堆叠位置A和退避位置C之间的尺寸大于或等于100mm，例如为200mm左右。此外，利用搬运机构33进行的握持机构32沿上下方向移动的行程为大于或等于为了利用多个燃烧器13向初始棒12以层状堆叠玻璃微粒所需的相对往复移动尺寸（约500mm），例如形成为1000mm左右。

在该制造装置10中，因为反应容器11的高度尺寸仅为大约与一层楼相应的量即可，所以例如可以在建筑物的2楼部分设置反应容器11，将1楼部分用做为其它作业空间。

下面，对使用上述玻璃微粒堆叠体的制造装置制造玻璃微粒堆叠体的方法进行说明。

如图4（a）所示，首先，打开反应容器11的开闭门16，使握持机构32朝向装卸位置B沿水平方向移动而配置在装卸位置B上。在此状态下，使握持机构32的握持部35握持初始棒12的一端。

然后，进行由握持部35握持的初始棒12的定心作业。具体地说，一边使由握持部35握持的初始棒12绕轴旋转，一边利用定心用燃烧器61的火焰将初始棒12加热。这样，初始棒12软化，并且其轴以沿着铅垂方向的方式，即与旋转轴重合对齐的方式进行轴对齐。

在进行了定心作业后，如图4（b）所示，使握持机构32朝向退避位置C沿水平方向移动而配置在退避位置C上，然后关闭反应容器11的开闭门16。在此状态下，使燃烧器13点火。这样，可以使燃烧器13点火时的火焰不会与初始棒12接触，防止燃烧器13点火时的火焰含有的杂质等附着在初始棒12上。

如果燃烧器13的火焰稳定，则使握持机构32朝向堆叠位置A沿水平方向移动而配置在堆叠位置A上，进行堆叠作业。具体地说，一边使初始棒12绕轴旋转一边使握持机构32升降。由此，使初始棒12和燃烧器13的列相对地往复移动，如图4（c）所示，使由于燃烧器13的火焰而生成的玻璃微粒以层状堆叠在初始棒12的表面上，制造玻璃微粒堆叠体14。

如果制造了规定外径的玻璃微粒堆叠体14，则停止利用燃烧器13进行的玻璃微粒的生成，进行取出玻璃微粒堆叠体14的作业。具体地说，如图4（d）所示，打开反应容器11的开闭门16，使握持机构32朝向装卸位置B沿水平方向移动而配置在装卸位置B上。在此状态下，从握持机构32的握持部35卸下初始棒12，取出形成在该初始棒12上的玻璃微粒堆叠体14。

如上述说明所示，根据本实施方式所涉及的玻璃微粒堆叠体的制造装置及制造方法，因为将初始棒12的装卸位置B设定在从堆叠位置A沿水平方向移动后的反应容器11的外部，在该装卸位置B上进行初始棒12的装卸，所以，无需使初始棒12大幅上下升降。因此，与在堆叠位置的上方进行初始棒12的装卸的情况相比，可以使反应容器11的上下方向的尺寸小型化。另外，通过反应容器11的小型化而可以改善空间效率，可以高效地进行净化空气的供给及排出。而且，只需将建筑物的2楼部分（在将反应容器11设置在1楼的情况下，仅1楼部分）形成无尘室即可，因此，可以尽可能地抑制设备成本及运转成本。

具体地说，与在堆叠位置的上方设置空间以进行初始棒的装卸及玻璃微粒堆叠体的取出的上下行程方式的装置（参照图5）相比，可以减少大约30%的设备成本，此外，还可以减少大约30%的运转成本。

另外，因为将燃烧器13点火时的退避位置C形成在反应容器11内的从堆叠位置A水平移动后的位置上，所以，在燃烧器点火时，初始棒无需向堆叠位置的上方退避，与将装卸位置B设置在反应容器11外部这一点相同地，可以使反应容器11的上下方向的尺寸小型化。

Claims (2)

1.一种玻璃微粒堆叠体的制造装置，其特征在于，

具有：

握持机构，其支撑初始棒；

搬运机构，其使所述握持机构进行水平移动及升降移动；以及

燃烧器，其将玻璃微粒喷向配置在反应容器内的所述初始棒而使玻璃微粒堆叠在所述初始棒上，

所述搬运机构使所述握持机构可以在堆叠位置和装卸位置之间水平移动，其中，该堆叠位置是指在所述反应容器内配置所述初始棒并利用所述燃烧器使玻璃微粒堆叠在所述初始棒上的位置，该装卸位置位于所述反应容器的外部，是指可以安装所述初始棒，以及取下堆叠完成后的玻璃微粒堆叠体的位置，

所述搬运机构使所述握持机构可以在退避位置和所述堆叠位置之间水平移动，其中，该退避位置是指所述反应容器内的从堆叠位置退避的位置。

2.一种玻璃微粒堆叠体的制造方法，其特征在于，

在反应容器的外部使初始棒支撑在握持机构上后，

使所述握持机构水平移动而将所述初始棒收容在所述反应容器内，使玻璃微粒堆叠在所述初始棒上而制造玻璃微粒堆叠体，

之后，使所述握持机构水平移动而使所述初始棒水平移动至所述反应容器的外部，取出所述玻璃微粒堆叠体，

其中，上述反应容器内部具有用于生成玻璃微粒的燃烧器，

在将所述初始棒收容在所述反应容器内之后，在对所述燃烧器点火时，使所述初始棒在所述反应容器内从用于使玻璃微粒向所述初始棒堆叠的位置沿水平方向退避。