CN109689583B - 光纤拉丝方法及拉丝装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供光纤拉丝方法及拉丝装置，其在密封的切换时使得气体排出孔工作，对拉丝炉内的压力变动进行抑制。一种光纤拉丝方法，其将一侧的端与装配棒(32)连结的光纤用玻璃母材(31)，从该玻璃母材侧起经由设置于拉丝炉(40)的开口(45)，一边利用在开口附近设置的密封机构进行密封、一边向拉丝炉内使该玻璃母材悬挂下降而进行拉丝，在该光纤拉丝方法中，在拉丝开始时，利用密封机构的第1密封部在光纤用玻璃母材的外周面进行密封，玻璃母材的锥部开始经过第1密封部，由第1密封部实现的密封失效以前，在第1密封部的上方配置第2密封部，在配置该第2密封部刚刚之后，使拉丝炉的炉内和外部导通而对炉内压力的变动进行抑制，在玻璃母材进一步下降时将导通切断。

Description

光纤拉丝方法及拉丝装置

技术领域

本发明涉及将光纤用玻璃母材加热熔融，拉丝出光纤的光纤拉丝方法及拉丝装置。

背景技术

由拉丝炉实现的光纤的拉丝，是通过由加热器等将光纤用玻璃母材(下面，称为玻璃母材)加热熔融而进行的。拉丝炉的炉内的温度成为2000℃以上的非常高的温度，因此在将玻璃母材包围的炉芯管等通常使用石墨。该石墨在高温的含有氧的气氛中，氧化而消耗。为了对其进行防止，向拉丝炉内送入氩气气体、氦气气体等稀有气体、氮气气体(下面，称为惰性气体等)。

另外，玻璃母材通常上端缩径为锥状，与直径小的装配棒(也称为支撑棒)连接，在拉丝炉的炉芯管内被悬挂支撑，但直径大幅地变化的锥状的部分及与装配棒的连结部分的密封困难，在该部位进入拉丝炉后，难以确保气密。因此，存在下述方法，即，以将炉芯管向上方延长的形态在拉丝炉的上方配置上部腔室，包含锥状的部分及与装配棒的连结部分在内而将玻璃母材收容在上部腔室内，在上部腔室的上端对装配棒的外周面进行密封。

另一方面，如专利文献1所示，存在一边利用拉丝炉上部的密封机构进行密封、一边拉丝出光纤的光纤拉丝方法。在拉丝开始时，利用密封机构的第1密封部在光纤用玻璃母材的外周面进行密封，在光纤用玻璃母材的锥部附近开始经过第1密封部以后，切换为在第1密封部的上方配置的第2密封部，利用第2密封部在将装配棒的外周包围而固定的套筒部件的外周面进行密封。

专利文献1：日本特开2014－162671号

发明内容

在专利文献1中提出的技术，具有充分的密封功能，是优选的技术方式，但将密封从第1密封部切换为第2密封部的瞬间，拉丝炉内的气体的释放部位消失，因此有时拉丝炉内压力变化。压力的变化会引起拉丝炉内的气流的变化，因此有可能拉丝出的光纤的线径发生波动。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，提供光纤拉丝方法及拉丝装置，其在密封的切换时使得气体排出孔工作，对拉丝炉内的压力变动进行抑制。

本发明的一个实施方式是一种光纤拉丝方法，其将一侧的端与装配棒连结的光纤用玻璃母材，从该玻璃母材侧起经由设置于拉丝炉的开口，一边利用在所述开口附近设置的密封机构进行密封、一边向该拉丝炉内使该玻璃母材悬挂下降而进行拉丝，在该光纤拉丝方法中，构成为在拉丝开始时，所述密封机构的第1密封部将所述光纤用玻璃母材的外周面和所述开口的内周面之间的间隙进行密封，所述玻璃母材的锥部开始经过所述第1密封部，由所述第1密封部实现的密封失效之前，在所述第1密封部的上方配置第2密封部，在配置该第2密封部刚刚之后，使所述拉丝炉的炉内和外部导通而对炉内压力的变动进行抑制，在所述玻璃母材进一步下降时将所述导通切断。

另外，本发明的其它实施方式是一种光纤拉丝装置，其对将一侧与装配棒连结的光纤用玻璃母材进行拉丝，该光纤拉丝装置构成为具有套筒部件，该套筒部件将所述装配棒和所述玻璃母材的外周的一部分包覆，在所述套筒部件设置有使所述拉丝炉的炉内和外部导通的通气孔。

发明的效果

根据本发明，通过提供在密封的切换时使得气体排出孔工作，对拉丝炉内的压力变动进行抑制的光纤拉丝方法及拉丝装置，从而能够对拉丝出的光纤的线径波动进行抑制。

附图说明

图1是对本发明的实施方式所涉及的光纤拉丝装置的概况进行说明的图。

图2是表示本发明的实施方式中的第2密封部件的组装的概况的图。

图3是表示本发明的实施方式的一个实施例的图。

具体实施方式

(本发明的实施方式的说明)

首先，列举本发明的实施方式而进行说明。

(1)本发明的一个实施方式是一种光纤拉丝方法，其将一侧的端与装配棒连结的光纤用玻璃母材，从该玻璃母材侧起经由设置于拉丝炉的开口，一边利用在所述开口附近设置的密封机构进行密封、一边向该拉丝炉内使该玻璃母材悬挂下降而进行拉丝，在该光纤拉丝方法中，构成为在拉丝开始时，所述密封机构的第1密封部将所述光纤用玻璃母材的外周面和所述开口的内周面之间的间隙进行密封，所述玻璃母材的锥部开始经过所述第1密封部，由所述第1密封部实现的密封失效以前，在所述第1密封部的上方配置第2密封部，在配置该第2密封部刚刚之后，使所述拉丝炉的炉内和外部导通而对炉内压力的变动进行抑制，在所述玻璃母材进一下降时将所述导通切断。

根据该实施方式，在第2密封机构与拉丝炉的开口接合的瞬间、换言之在拉丝炉与外部环境被切断的瞬间，使用使拉丝炉的炉内和外部导通的通气路径，将拉丝炉内的气体释放，抑制拉丝炉内的压力变动。通过抑制压力变动，从而抑制拉丝炉内的气流的变化，能够对拉丝出的光纤的线径波动进行抑制。

(2)在上述(1)的光纤拉丝方法中，构成为设置将所述装配棒和所述玻璃母材的外周的一部分覆盖的套筒部件，利用在所述套筒部件设置的通气孔，使所述拉丝炉的炉内和外部导通，通过将所述通气孔堵塞，从而将所述导通切断。根据该实施方式，通过适当选择通气孔的尺寸，从而能够对从拉丝炉内经由通气路径而向外部流出的气体流量进行调整。即，也能够对通气孔的尺寸、形状、位置等进行适当设计，以防止外部气体向拉丝炉内流入，并抑制炉内压力变动。

(3)在上述(2)的光纤拉丝方法中，所述套筒部件固定在所述装配棒，所述第2密封部是利用在所述套筒部件设置的环状部件，将与所述套筒部件之间进行密封的部件，在将密封切换为所述第2密封部后，所述环状部件在所述套筒部件的外周面进行滑动，由此将所述开口密封。根据该实施方式，即使随着玻璃母材的熔融、拉丝进行而下降，在将密封切换为第2密封部后，也能够继续将包含玻璃母材的拉丝炉内和外部切断。

(4)本发明的一实施方式是一种光纤拉丝装置，其对将一侧与装配棒连结的光纤用玻璃母材进行拉丝，该光纤拉丝装置构成为具有套筒部件，该套筒部件将所述装配棒和所述玻璃母材的外周的一部分包覆，在所述套筒部件设置有使所述拉丝炉的炉内和外部导通的通气孔。

根据该实施方式，在第2密封机构与拉丝炉的开口接合的瞬间，使用使拉丝炉的炉内和外部导通的通气路径，将拉丝炉内的气体释放，抑制拉丝炉内的压力变动。通过抑制压力变动，从而抑制拉丝炉内的气流的变化，能够对拉丝出的光纤的线径波动进行抑制。

(本发明的实施方式的详细内容)

接下来，一边参照附图，一边对本发明的光纤拉丝装置所涉及的适当的实施方式进行说明。在下面的说明中，设为在不同的附图中标注相同标号的结构是相同的结构，有时省略其说明。

图1是对本发明的实施方式所涉及的光纤拉丝装置的概况进行说明的图，示出了在将玻璃母材向拉丝炉内插入的过程中的装置整体的结构。图2是表示本发明的实施方式中的第2密封部件的组装的概况的图，示出了在玻璃母材组装成为第2密封部件的部件时的组装顺序的一个例子。此外，在图2中为了避免繁琐，仅记载有说明所需的标号，详细内容参照图1。

光纤的拉丝炉如图1所示是如下构造：对被悬挂支撑的光纤用玻璃母材31的下部进行加热而使其熔融下垂，以使得从熔融的下端部玻璃纤维成为规定的外径。

本实施方式所涉及的光纤拉丝装置10，大致区分而具有三个结构。即，成为光纤的材料的玻璃母材31、拉丝炉40和将玻璃母材31和拉丝炉40之间密封的密封机构。

(玻璃母材及密封部件类的说明)

首先，对玻璃母材31及与玻璃母材31接合等的部件类和密封机构进行说明。此外，下面，以在装配棒32的下端将玻璃沉积，进行加热而设为玻璃母材31，把持装配棒32而拉丝的方式为例而进行说明，但本发明并不限定于该例子。例如，也可以是将玻璃母材31和装配棒32连结，将装配棒32由支撑棒等把持而拉丝的方式。

玻璃母材31例如如图1所示，直体部37(主体部)的上端部分经由锥部35而缩径，连接有装配棒32。装配棒32的上端部由悬挂支撑装置(省略图示)把持，由此能够在上下方向移动地被悬挂支撑，插入收容在拉丝炉内。下面，对在玻璃母材31设置的密封机构(特别是第2密封部)的组装顺序的一个例子进行说明。

首先，如图2(A)、(B)所示，将筒状的第1帽11以从装配棒32的上端侧向玻璃母材31的方向以装配棒32成为轴的方式进行配置。第1帽11由具有耐热性的石英玻璃、金属、石墨、覆石墨SiC等形成。在第1帽11的上端侧具有盖部11a，该盖部11a具有如能够将装配棒32插入那样的开口，在第1帽11的侧面形成有成为销孔的孔部11c。

第1帽11配置为下降而直至孔部11c到达与在装配棒32形成的销孔33大致一致的规定的位置为止，将装配棒32包覆。而且，将销19从孔部11c向销孔33插入，第1帽11被固定在装配棒32。

接下来，如图2(B)、(C)所示，套筒部件15配置为从装配棒32的上端侧起将第1帽11的外周包覆。套筒部件15的上端成为设置有比装配棒的外径稍大的开口的盖部15a，在处于第1帽11的上端部的盖部11a载置盖部15a的下表面。

套筒部件15是将玻璃母材31的锥部35、装配棒32的一部分覆盖，由具有耐热性的石英玻璃、金属、石墨、覆石墨SiC等形成的圆筒状的部件。此外，套筒部件15除了如上述那样利用第1帽11进行固定以外，也能利用在装配棒设置的凸部等而固定在装配棒。

在套筒部件15的下端设置有用于对密封机构进行载置的凸缘部15b，在套筒部件15下侧的外周面的规定位置形成有将圆筒的外壁贯通的通气孔20。此外，关于通气孔20的规定位置等，由于依赖于玻璃母材31下降时的与密封机构的相互关系，因此详细内容在后面记述。

接下来，如图2(D)、(E)所示，第1环16、石墨环17、第2环18沿套筒部件15的外缘而嵌入至凸缘部15b为止。石墨环17是环状的部件，为了将拉丝炉40内和外部进行密封，设为与套筒部件15的外径相比稍大内径的内周，以使得能够相对于套筒部件15的外周而尽可能消除间隙。石墨环17为了作为所涉及的高精度的部件，而例如由石墨、覆石墨SiC等形成。

第1环16和第2环18为了使石墨环17的密封功能可靠地起作用，配置为将石墨环17夹持。在本实施方式中，第1环16和第2环18设为是由具有耐热性的石英玻璃、金属、石墨、覆石墨SiC等形成的环状的部件。第1环16是石墨环17的基座，第2环18作为石墨环17的配重而防止位置偏移。此外，石墨环17相当于本发明中的环状部件，利用套筒部件15和石墨环17而形成第2密封部件(在套筒部件15和石墨环17之间进行密封)。

此外，作为第2密封部件，并不限定于上述的方式，例如，也可以省略石墨环17，将第1环16、第2环18一体化，通过套筒部件15和一体化的环状部件之间的压力损失进行密封，由此作为第2密封部件。

(拉丝炉及光纤拉丝过程的说明)

接下来，参照图1及示出了光纤拉丝过程的一个实施例的图3，对包含拉丝炉的整体结构、光纤拉丝过程中的密封功能和通气孔20等的作用、功能进行说明。此外，在图3中为了避免繁琐，仅记载有说明所需的标号，并且省略了一部分的结构，详细内容参照图1。另外，图3是为了容易观察将经由通气孔20的导通切断的过程，将通气孔20的大小与图1相比放大而示出。

如参照图1、图2那样并如前述说明的那样进行组装，在玻璃母材31配置套筒部件15、第1环16、石墨环17、第2环18，构成第2密封部。

如图1所示，成为拉丝炉40的主体的加热炉，以将被插入供给玻璃母材31的炉芯管41包围的方式对加热用的加热器42进行配置，利用石墨等隔热材料包围，将其外侧整体由炉框体43包围而构成，以使得该加热器42的热不向外部扩散。在炉框体43的上部侧，配置有用于根据插入的玻璃母材31的长度等对密封开始位置进行调整等的、圆筒状的炉芯管延长部件44。在炉框体43形成有用于向炉芯管41插入玻璃母材31的开口45，炉芯管延长部件44使开口45向上方伸出。炉芯管延长部件44设为是由具有耐热性的石英玻璃、金属、石墨、覆石墨SiC等形成的筒状的部件。

参照图3(A)，配置有第2密封部的玻璃母材31悬挂在开口45的正上方，开始下降，玻璃母材31的下侧已经经过开口45而插入至拉丝炉40。向拉丝炉40内送入氩气、氦气等稀有气体、氮气(下面，称为惰性气体等)，成为与外部相比气体的压力高的状态。在图3(A)的状态下，在开口45或者炉芯管延长部件44和玻璃母材31的直体部37之间，存在用于使玻璃母材31下降的间隙，但利用在炉芯管延长部件44等设置的第1密封部，防止外部气体向拉丝炉40内流入。

参照图1，在炉芯管延长部件44的下部设置有第1密封部件46。第1密封部件46例如是由诸如与玻璃母材31的直体部37的外周相接的多个抵接板部件构成的部件，通过从外侧赋予力，从而将拉丝炉40的开口部密封。此外，第1密封部与其密封方法无关，例如，可以是供给惰性气体等而进行密封的构造，或将以环状地包围玻璃母材的外周面的方式配置的石墨片、石墨插芯等密封部件利用密封气体等的压力而向玻璃母材的外周施力进行密封的构造。另外，也能够使用在密封气体供给间隔件配置有环状密封体等的结构。

接下来，参照图1及图3(B)，配置有第2密封部的玻璃母材31，与图3(A)的位置相比下降，第1环16与炉芯管延长部件44的上端接触。此外，在该时刻，第1密封部件46与玻璃母材31的直体部37的外周相接，利用第1密封部件46，拉丝炉40内被密封。而且，如图1所示，在套筒部件15的上部，套筒部件15与装配棒32的外周接触而进行密封，在套筒部件15的下部中，第1环16载置于炉芯管延长部件44，由此将炉芯管延长部件44和第1环16之间进行密封，另外，石墨环17与套筒部件15的外周接触而密封，由此拉丝炉40也利用第2密封部相对于外部而被密封。

但是，如果从图3(A)推移至(B)的状态，则至此为止从玻璃母材31和第1密封部之间的间隙向外部流出的拉丝炉40内的气体的流出消失，因此有时引起拉丝炉40内的压力上升。因此，通气孔20形成于在推移至图3(B)的状态时将拉丝炉40和外部导通的位置。即，在第1环16与炉芯管延长部件44的上端接触的瞬间，通气孔20处在第2石墨环的上部，炉内和外部导通。

在上述结构中，即使利用第2密封部进行拉丝炉40的密封，拉丝炉40内的气体也会经由通气孔20而向外部流出，由此能够防止在拉丝炉40内发生急剧的压力变化。

即，根据本实施方式，特别是在密封机构(第2密封部)与拉丝炉40的开口45接合的瞬间、换言之在拉丝炉40与外部环境完全地被切断的瞬间，使用通气孔20(通气路径)，将拉丝炉40内的气体释放，对拉丝炉40内的压力变动进行抑制。由于压力变动被抑制，所以拉丝炉40内的气流的变化被抑制，能够对拉丝出的光纤的线径波动进行抑制。

通气孔20例如能够对孔径等进行适当设计、选择，以使得对从拉丝炉40内经由通气孔20而向外部流出的气体流量进行调整。即，也能够对通气孔20的尺寸、形状、位置等进行设计，以防止外部气体向拉丝炉40内流入，并对与将玻璃母材31向拉丝炉40内插入相伴的炉内压力变化进行抑制。

接下来，参照图3(C)，在第1环16、石墨环17、第2环18载置于炉芯管延长部件44的上端部的状态下，被套筒部件15覆盖的玻璃母材31逐渐地向拉丝炉40内下降。此时石墨环17的内缘在套筒部件15的外周滑动而下降，因此能够继续维持密封功能。此外，通气孔20被逐渐地堵塞，在能够缓和拉丝炉40内的压力变动的时刻，气体流出的作用结束，向拉丝炉40内收容。即，在该时刻，炉内和外部的导通被切断。

另外，第1密封部件46从与玻璃母材31的直体部37的外周接触的状态，成为与锥部35相对，因此第1密封部的密封功能丧失，在拉丝炉40内利用第2密封部进行密封。

参照图3(D)，随着光纤的拉丝进行，玻璃母材31进一步下降，结束拉丝。此外，关于在玻璃母材31的熔融到达哪个位置时设为拉丝结束，能够任意地设定。根据套筒部件15等的材质，如果成为与炉芯管41接近或者插入炉芯管41内的状态，则这些部件有可能被熔融损伤，因此有可能难以再利用，但如果设为石墨等耐热材质，则能够防止熔融损伤。

以上结束本实施方式的说明，但本发明的方式并不限定于上述实施方式，能够在不脱离其主旨的范围进行变形。

标号的说明

10…光纤拉丝装置，11…第1帽，15…套筒部件，16…第1环，17…石墨环，18…第2环，19…销，20…通气孔，31…玻璃母材，32…装配棒，33…销孔，35…锥部，37…直体部，40…拉丝炉，41…炉芯管，42…加热器，43…炉框体，44…炉芯管延长部件，45…开口，46…第1密封部件。

Claims (2)

1.一种光纤拉丝方法，其将一侧的端与装配棒连结的光纤用玻璃母材，从该光纤用玻璃母材侧起经由设置于拉丝炉的开口，一边利用在所述开口附近设置的密封机构进行密封、一边向该拉丝炉内使该光纤用玻璃母材悬挂下降而进行拉丝，

在该光纤拉丝方法中，

设置将所述装配棒和所述光纤用玻璃母材的外周的一部分覆盖的套筒部件，所述套筒部件固定在所述装配棒，

在拉丝开始时，所述密封机构的第1密封部将所述光纤用玻璃母材的外周面和所述开口的内周面之间的间隙进行密封，所述光纤用玻璃母材的锥部开始经过所述第1密封部，由所述第1密封部实现的密封失效以前，在所述第1密封部的上方配置第2密封部，在配置该第2密封部刚刚之后，利用在所述套筒部件设置的通气孔，使所述拉丝炉的炉内和外部导通而将所述拉丝炉内的气体释放，由此对炉内压力的变动进行抑制，在所述光纤用玻璃母材进一步下降时通过将所述通气孔堵塞而将所述导通切断，

所述第2密封部是利用在所述套筒部件设置的环状部件，将与所述套筒部件之间进行密封的部件，

在配置所述第2密封部之后，所述环状部件在所述套筒部件的外周面进行滑动，由此将所述开口密封。

2.一种光纤拉丝装置，其对将一侧与装配棒连结的光纤用玻璃母材进行拉丝，

该光纤拉丝装置具有：

将所述光纤用玻璃母材的外周面和拉丝炉的开口的内周面之间的间隙进行密封的第1密封部；

套筒部件，其固定在所述装配棒，将所述装配棒和所述光纤用玻璃母材的外周的一部分包覆；

利用在所述套筒部件设置的环状部件，将与所述套筒部件之间进行密封的第2密封部，

在所述套筒部件设置有使所述拉丝炉的炉内和外部导通而将所述拉丝炉内的气体释放的通气孔。

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