CN110872174B - 在制造光纤中使用的加热纵长的氧化硅筒的方法、加热装置和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于加热纵长的氧化硅筒以形成光纤用芯棒的装置、系统和方法。该方法包括设置加热装置，其中加热装置具有纵长的腔、限定腔并在相反的端部处连接到装置的框架的纵长的内衬、加热元件空间中的围绕将加热元件空间与腔分开的内衬的加热元件以及用于实现气体的流至少通过加热元件空间的气体冲洗装置。该方法包括：以使筒延伸通过腔的方式设置筒；局部加热筒超过软化温度；以及在加热期间实现气体的流，其中气体至少包括氩气和氮气。

Description

在制造光纤中使用的加热纵长的氧化硅筒的方法、加热装置 和系统
技术领域
本发明涉及在制造光纤中使用的加热纵长的(elongate)氧化硅筒的方法、装置和系统。该方法优选地用于使纵长中空的氧化硅筒(诸如管)收缩(collapse)以形成光纤用芯棒，其中该氧化硅筒在其内表面的至少一部分上包括氧化硅的沉积层。
本教导涉及借助于化学气相沉积(CVD)制造光纤的领域，在化学气相沉积中，氧化硅的层沉积于基板；其示例为改良化学气相沉积(MCVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD或PCVD)以及外气相沉积(OVD)。
诸如借助于PCVD的具有氧化硅的沉积层的管可以被转移到借助于加热氧化硅管来形成芯棒的加热装置。这种装置还被称为收缩机床或玻璃加工机床。收缩的功能在于由管形成芯棒。具有氧化硅的沉积层的管仍然具有中心通孔，但是芯棒不具有中心通孔。这是将管局部加热超过其熔化温度的结果。当氧化硅开始熔化时，管由于表面张力而采用较小的直径。执行该局部加热过程直到管中的中心孔被完全封闭；然后完成芯棒的形成。在加热期间，装置和管以往复的方式沿着彼此移动，使得装置局部地加热管，但是随着时间推移而沿着管的全部长度加热管。
背景技术
US 2002/0097774 A1涉及一种用于制造预成型件的装置，其中承载管被收缩为预成型件。该装置包括形成筒状外壳的加热元件、在外壳内的承载管以及用于将非氧化气体供给到承载管与外壳之间的空间的部件，，加热元件可以在轴向上相对于承载管移动。在装置的使用中，利用非氧化气体冲洗外壳与承载管之间的空间。
US 2003/0209039 A1涉及一种用于生产光纤用预成型件的方法。一个或多个石英层沉积在石英玻璃支撑管的内表面上。炉子相对于支撑管轴向移动。在石英层已经被沉积之后，支撑管在被加热的同时收缩成棒状预成型件，其中支撑管转动。在支撑管收缩期间，利用惰性气体清洗转动的支撑管与炉子之间的空间。
US 2002/0088253 A1涉及一种将大尺寸的光学预成型件抽拉成光纤或抽拉成较小直径的预成型件的方法，该方法包括通过连接到所述炉子的顶部烟囱将所述光学预成型件引入牵引式炉(drawing furnace)；机械密封所述顶部烟囱的上部；将所述预成型件的进入炉子的底部加热到其软化温度；将调节气体的流引入到所述顶部烟囱。
US 2011/0100064 A1涉及一种用于制造光纤芯棒的方法，其包括：设置筒状的氧化硅玻璃预成型件，该预成型件具有沿着其长度延伸的中心孔；封闭预成型件的中心孔的一端；在引导烧结气体通过预成型件的中心孔的同时烧结氧化硅玻璃预成型件；并且在预成型件的中心孔被抽真空的同时延长烧结的氧化硅玻璃预成型件，以产生适于在制造光纤中使用的致密芯棒。
US2005/0000253A1涉及一种用于制造低水峰单模纤维(low water peak singlemode fiber)的降低光纤预成型件的羟基含量的方法，其中借助于调节工艺参数以及控制原材料和环境因素的等离子体化学气相沉积来生产光纤预成型件。
EP-A1-2727888涉及一种用于玻璃基材的炉子。玻璃预成型件加热炉配备有：承载件，玻璃预成型件被供给到该承载件；狭缝加热器，其中在筒状构件中切割狭缝，该筒状构件交替地从筒状构件的上端和下端包围承载件；绝缘体，其包围狭缝加热器的外部；以及炉体，其包围整体。
在这种加热装置或加热炉中，如氩气或氦气的非活性气体被用于冲洗炉子，以便保护如承载件或内衬的炉元件避免燃烧或腐蚀。
为了限制能量损失，优选的是，加热元件(通常为电阻型)被置于靠近内衬。加热筒状-石英-玻璃管所需的高温和加热元件所需的电流可能引起冲洗气体的电离以及加热元件与内衬之间的拱起(arching)。这引起了能量泄漏(该能量泄漏可能是显著的)，并且引起了加热元件和内衬的腐蚀，该腐蚀改变了加热装置的能量平衡并引起过程的漂移(drifting)。此外，在发生这种电离和/或拱起的位置处，可能发生装置的元件损坏。
发明内容
本发明的目的在于提供上述问题的解决方案。本发明的目的在于提供用于在制造光纤中使用的用于加热纵长的氧化硅筒的改善的加热方法和装置。本发明的目的在于提供一种在制造光纤中使用的用于加热纵长的氧化硅筒的加热方法和装置，该方法和装置随着时间推移稳定且可靠，和/或该方法和装置具有增加的效率。
在一个方面中，本发明涉及在制造光纤中使用的用于加热纵长的氧化硅筒的方法，该方法优选地用于使纵长中空的氧化硅筒(诸如管)收缩以形成光纤用芯棒，该纵长中空的氧化硅筒在其内表面的至少一部分上包括氧化硅的沉积层；
该用于加热的方法包括：
-设置加热装置，所述加热装置包括：
*纵长的腔，其在所述装置的轴向上延伸，所述腔被配置为在使用中允许所述筒延伸通过所述腔，
*纵长筒状的内衬，其具有筒状壁，所述内衬由碳制成，所述内衬在所述轴向上延伸并且利用所述筒状壁限定所述腔，
*加热元件，其用于在使用中加热所述纵长的氧化硅筒，所述加热元件设置于环状加热元件空间，所述加热元件围绕所述内衬的至少一部分，所述内衬的所述筒状壁将所述加热元件空间与所述腔分开，所述加热元件空间在外侧由所述装置的框架部的另一围绕壁部限定，
*气体冲洗装置，其用于实现至少通过所述加热元件空间的气体的流，
-以使所述纵长的氧化硅筒延伸通过所述加热装置的所述腔的方式设置所述纵长的氧化硅筒，
-借助于使用所述加热装置的所述加热元件产生热来局部加热所述纵长的氧化硅筒超过软化温度，
-在所述加热步骤期间借助于所述气体冲洗装置实现至少通过所述加热元件空间的所述气体的流，其中所述气体的流至少包括氩气和氮气。
在另一方面中，本发明分别涉及用于加热这种纵长的氧化硅筒的加热装置和系统，该加热装置和系统优选地用于根据本发明的上述方法。
根据本发明的方法的效果是，本发明人已经发现，通过在加热步骤期间借助于气体冲洗装置提供至少通过加热元件空间的气体的流(其中气体的流至少包括氩气和氮气)，特别是当向氩气冲洗气体加入如下限定的相对少量的氮气时，消除或至少显着地减少了包括加热元件与内衬之间的拱起和漏电流的上述问题。
在一个实施方式中，氧化硅是玻璃化氧化硅。在另一实施方式中，氧化硅是非玻璃化的。在另一实施方式中，纵长的氧化硅筒包括玻璃化氧化硅层和非玻璃化氧化硅层两者。
氮气的量优选地小于5％，以防止商业级氮气中的污染物沉积在加热装置部件上。
为了局部加热氧化硅筒的目的，筒和加热装置可以在筒的轴向上以往复的方式相对于彼此移动。为此目的，在一个实施方式中，加热装置可以具有移动装置，该移动装置具有用于保持筒的两个相反的端部的两个保持元件。移动装置还可以被构造为使加热装置在轴向上以往复的方式移动，使得加热装置在执行该方法期间沿着筒运动。这样，筒仅被局部加热，其中筒的加热区域由于往复运动而沿着筒的长度移动。
在加热步骤中，借助于使用加热装置的加热元件产生热而使纵长的氧化硅筒被局部加热超过软化温度，这意味着，被局部地加热到至少软化温度的温度或加热到大于软化温度的温度。
所说明的本发明的方法的效果以类似的方式适用于本发明的加热装置和系统，反之亦然。
在所附技术方案和以下对实施方式的说明中公开了本发明的实施方式。以下公开的本方法的对应实施方式也适用于根据本发明的加热装置和系统，反之亦然。
定义
在本说明书和技术方案中使用以下定义来限定所述主题。以下未引用的其它术语意味着具有本领域普遍接受的含义。
-“收缩”是指通过局部加热管超过熔化温度使管收缩(contract)，使得管的中心通孔被封闭并且管的外径减小。
-本说明书中使用的“芯棒”是指通过使管收缩而获得并且从中心到周缘至少包括光学芯和光学包层的实心棒。
-本说明书中使用的“预成型件”或“最终预成型件”是指纵长筒状的氧化硅玻璃结构，可以直接用于从纵长筒状的氧化硅玻璃结构拉出光纤，该纵长筒状的氧化硅玻璃结构是芯棒，或者被一个或多个同心氧化硅玻璃管包围的或具有沉积于芯棒的筒状外周的额外氧化硅的芯棒。
-本说明书中使用的“氧化硅”是指：SiOx形式的任意物质，无论是否是化学计量的并且无论是否是结晶的或无定形的。氧化硅可以是玻璃化或非玻璃化的氧化硅。
-本说明书中使用的“非玻璃化的氧化硅”或“烟灰(soot)”是指：不完全玻璃化(＝未玻璃化或部分玻璃化)的氧化硅。其可以是未掺杂的或掺杂的。
-本说明书中使用的“玻璃化的氧化硅”或“氧化硅玻璃”是指：通过使氧化硅玻璃化而形成的玻璃状物质。其可以是未掺杂的或掺杂的。未掺杂的玻璃化合成氧化硅还已知为熔融石英或熔融氧化硅，具有高纯度，并且主要由无定形SiO2组成；其可以包含高达1500ppm的量的氯并且仍被认为是未掺杂的。玻璃化的天然氧化硅由天然氧化硅颗粒或粉末制备，并且包含多种杂质。
附图说明
以下参照高度示意性附图说明本发明，在附图中，示出了本发明的实施方式，并且相同的附图标记表示相同或相似的元件。
图1以纵向截面示出了根据本发明的加热装置的实施方式；
图2示出了图1中的装置的截面II-II；
图3a示出了可以使用根据本发明的装置被收缩的管的以缩短的方式绘出的典型示例；
图3b示出了可以通过使用根据本发明的装置来使图3a中的管收缩形成的芯棒的以缩短的方式绘出的典型示例；并且
图4以主视图示出了根据本发明的包括图1中的装置的系统的实施方式。
具体实施方式
如上所述，在一个方面中，本发明涉及加热纵长的氧化硅筒(silica cylinder)用于制造光纤的方法。以下说明所述方法的多个实施方式和用于所述方法的加热装置和系统的多个实施方式。
在实施方式中，在气体的流中，氮气以体积量的范围为0.2％至20％存在，优选地以体积量的范围为0.25％至10％存在，更优选地以体积量的范围为0.25％至5％存在。优选地，在气体的流中，氩气以体积流量(volumetric flow rate)比氮气的体积流量大的倍数(factor)范围为5至500存在，优选地以体积流量比氮气的体积流量大的倍数范围为10至400存在，更优选地以体积流量比氮气的体积流量大的倍数范围为20至400存在。在实施方式中，可以实现至少通过加热元件空间的气体的流，其中氮气的流为大约3×10-6m3/s(0.2Slm(每分钟的标准升))，氩气的流为大约5×10-4m3/s(30Slm(每分钟的标准升))。
在实施方式中，在加热步骤期间，将筒至少局部地加热到大于1800℃的温度，优选地最高加热到大约2300℃的温度。
在实施方式中，内衬包括在筒状壁中的多个通孔，在实现气体的流的步骤期间，气体经由这些孔从加热元件空间流向腔。优选地，气体的相对于通孔的组合尺寸(combinedsize)的体积流量被构造为使得在使用期间在加热元件空间内部形成正压，该正压优选地为稍高于大气压力的水平(诸如在1.1bar与1.5bar之间，例如大约1.15bar)。
在实施方式中，该方法包括装置预加热步骤，在该预加热步骤期间，加热元件被加热到适于进行加热步骤的温度，其中，在预加热步骤期间，借助于气体冲洗装置实现气体的流，其中，气体的流至少包括氩气和氮气，其中，在气体的流中，氩气的体积流量比氮气的体积流量大的倍数范围为50至400，优选地，该倍数范围为75至250。优选地，在所得气体(这意味着氩气-氮气混合物)中的氮气的相对量在预加热步骤期间比在随后的加热步骤期间大，优选地大大约5倍。
在实施方式中，加热元件为电阻型，并且通过向加热元件供电来进行筒的加热步骤，如果适合的话，还进行筒的预加热步骤。
在一个方面中，本发明涉及用于加热纵长的氧化硅筒的加热装置，该加热装置优选地用于根据本发明的方法，该装置用于制造光纤，该装置优选地用于形成光纤用芯棒，为此目的该装置被配置为用于使筒(其可以是包括氧化硅的沉积层的管的形式)收缩以形成芯棒，
加热装置包括：
-在装置的轴向上延伸的纵长腔，腔被配置为在使用中允许筒延伸通过腔；
-由碳制成的纵长筒状内衬，内衬在轴向上延伸并且利用内衬的筒状壁限定腔；以及
-在使用中用于加热管的加热元件，加热元件被设置于环状加热元件空间，所述加热元件围绕内衬的至少一部分，内衬的筒状壁使加热元件空间与腔分开。
根据本发明，加热装置还具有气体冲洗装置，气体冲洗装置用于实现使包括至少氩气和氮气的气体的流至少通过加热元件空间。
在加热装置的实施方式中，内衬包括在筒状壁中的多个通孔，在实现气体的流的步骤期间，在使用加热装置时，气体经由这些孔从加热元件空间流向腔。此外，加热元件可以为电阻型。
加热元件可以由石墨制成，和/或加热元件可以包括多个蜿蜒(meandering)纵长部分或沿着内衬的长度的一部分的“指状部”。
加热元件优选地与内衬分离，并且加热元件与内衬的外表面之间留有范围为4mm至9mm(优选地，范围为5mm至7mm)的径向间隙。在这方面注意的是，在加热元件包括这种多个指状部(优选地，多个指状部在周向上均匀分布的)的情况下，在截面中观察时，加热元件的内径由加热元件的指状部的内切圆限定。
优选地，加热装置还包括氩气的源和氮气的源，另外，还包括用于使分别来自相应源的氩气和氮气的流能够到加热元件空间的相应的阀元件，并且包括用于调节相对于氮气的流的氩气的流的调节元件。调节元件可以集成一个或多个阀元件，或者可以由一个或多个阀元件形成。可操作地连接到相应源的氩气供给管线和氮气供给管线可以独立地进入(debouch into)加热元件空间，或者可以在上游接合使得氩气和氮气经由共用供给管线流至加热元件空间。
可选地，加热装置可以包括氩气和氮气的混合物的源，并且包括用于使包括氩气和氮气的气体的流能够从源到加热元件空间并且可选择地调节从源到加热元件空间的该气体的流的阀元件。
在一个方面中，本发明涉及用于加热纵长氧化硅筒的系统，该系统优选地用于根据本发明的上述方法，该系统用于制造光纤，其中该系统包括上述根据本发明的加热装置。该系统还包括移动装置，其被构造为使筒和加热装置相对于彼此在轴向上以往复的方式移动。
为此，移动装置可以具有两个保持元件，用于保持筒的两个相反的端部，其中移动装置被构造为用于使加热装置在轴向上以往复的方式移动，使得在使用系统时加热装置沿着筒经过。两个保持元件可以由两个相应的可转动卡盘形成，卡盘被构造为在执行方法期间在使用系统时保持并转动筒。
图1示出了用于根据本发明的上述方法的加热装置1，加热装置1在使用时加热纵长的氧化硅筒，诸如使筒收缩以形成光纤用的纵长的芯棒3。芯棒3为筒状的，芯棒3具有限定其轴向的中心轴线5，并且芯棒3由具有多个同心氧化硅层4的纵长管2形成，多个同心氧化硅层4可以通过沉积获得。图4中示出了这种管2。在图3a中，管2的长度被缩短地绘制，即并不是按比例绘制的。实际上，管的长度可以为大于1米，或者范围在1米至5米，或者可以例如为大约2米或2.25米或2.5米，并且管的外径的范围可以为20mm至150mm，诸如大约45mm。一般地，管在直径较大的情况下较长。类似地，在图3b中，芯棒3的长度被缩短地绘制。实际上，芯棒3的长度比形成芯棒的管2的长度短(除非在收缩期间或收缩之后芯棒被伸长)，并且例如在管为45mm的情况下，芯棒3具有大约35mm的减小的外径。在另一示例中，在管直径为80mm的情况下，芯棒直径可以为大约60mm。在管2内具有腔(即中心通孔6)的情况下，芯棒3为实心棒，这意味着芯棒3不再具有腔/中心通孔。通过使用加热装置1使管2收缩获得芯棒3。芯棒3从中心到周缘至少包括光学芯7和光学包层8。
加热装置1被配置为用于加热管2，用于使管2收缩以形成芯棒3。为此，装置1包括在装置1的轴向14上延伸的纵长的腔12。腔12被配置为用于在使用中允许管2延伸通过腔12，管2将被加热从而收缩以形成芯棒3。因此，腔12延伸通过装置1并且形成通过装置的通道。装置1的长度(即装置的在轴向14上延伸的尺寸)小于待收缩的管2的长度。装置的长度(更好地，装置的整体尺寸)与将被加热并收缩的管的尺寸相关。在管为大约1.5米至3米(诸如上述管2)的情况下，装置的长度的范围可以为150mm至600mm，诸如为大约400mm。还如上所述地，管的长度可以大于1米或甚至大于2米。
加热装置1还具有由碳(更特别地，石墨)制成的具有中心轴线17的纵长筒状的内衬16。内衬16在轴向14上延伸，并且利用内衬16的筒状壁18限定腔12。内衬16的长度与内径的比的范围可以为3至10，优选地为6至7。也就是，长度是内径的3至10(或6至7)倍。对于一些管(诸如上述管2)，可以选择内衬的内径使得在管与内衬16的筒状壁18之间存在大约2mm至10mm的间隙，优选地间隙为大约3mm至4mm。对于上述45mm的管，内衬16的内径可以为52mm(因而留有3.5mm的间隙)，长度可以为大约350mm。内衬16的筒状壁18的壁厚可以在2mm与10mm之间，例如为大约4mm。
内衬16借助于环形夹具28和36在内衬的相反的端部22、24处连接到装置的框架20，环形夹具28和36分别夹持地接合设置于内衬16的第一端部22和第二端部24的凸缘30和凸缘38。结果，内衬16被夹持到装置1的框架20。在第一端部和/或第二端部处，可以设置保护和散热套管(未示出)，保护和散热套管部分地突出到腔的内部并具有与内衬的内径大约相等的外径。为了在使用期间允许内衬伸长，由于在使用加热装置1时温度升高，夹具28以弹簧加载的方式接合凸缘30(图1中未示出弹簧)。内衬到框架的弹簧加载连接可以可选地设置在内衬的另一端部24处(借助于夹具36与内衬的凸缘38之间的弹簧设置)，或者内衬到框架的弹簧加载连接可以设置在内衬的两个端部22、24处。本发明不限于将内衬连接到框架的上述特定方式。
加热装置1还包括围绕内衬16的轴向上的至少一部分的加热元件40。加热元件40为电阻型并且设置在围绕内衬16的环状空间19中。典型地，加热元件由石墨制成，并且包括多个蜿蜒纵长部分或沿着内衬的长度的一部分的“指状部”，从而实现由“指状部”形成的多个纵长的加热元件部分42，各部件42在轴向上延伸。因此，可以说加热元件40被设置为同心地绕着内衬16，也就是，加热元件40可以在腔12内均匀地加热管2，以便使管2收缩而形成芯棒3。内衬的筒状壁18将加热元件空间19与贯通腔12分开。如图2所示，加热元件40与内衬16分离，并且加热元件40的内径与内衬16的外表面之间留有大约6mm的径向间隙‘a’。在这方面注意的是，还如图2所示，加热元件40的内径由加热元件40的指形元件部分42的内切圆(图2中部分地示出)限定。
加热装置1还具有用于实现至少到加热元件空间19的气体的流的气体冲洗装置70。根据本发明，气体至少包括氩气和氮气。也就是，气体是至少包括氩气和氮气的混合物。气体冲洗装置70具有采用相应贮存器71、72的形式的氩气的源和氮气的源，并且还包括在从贮存器71、72起的相应供给管线中的相应阀元件73、74，以使氩气的流和氮气的流能够相应地从相应贮存器71、72经由阀73、74下游的共用供给管线75到加热元件空间19，该共用供给管线延伸通过加热装置绝缘材料46。可以设置均进入加热元件空间的多个供给管线，用于使对加热元件空间的供给以较大程度分散。来自阀元件73、74的相应管线诸如通过图1所示的T形接头而接合。阀元件73、74被设置为流调节阀(流控制阀)，因而共同地形成调节元件，用于相对于氮气的流调节氩气的流。共用供给管线75至少一部分可以是柔性的，使得贮存器可以固定地设置并且在加热期间使用中的加热装置1的上述往复运动不被供给管线75阻碍。在本发明的范围内，其它阀、调节元件和流管线构造是可能的，例如包括这样的实施方式：氩气供给管线和氮气供给管线独立地进入加热元件空间19。在可选实施方式中，作为氩气-氮气混合物的气体可以从单个外部贮存器供给到加热元件空间19中。
内衬16在筒状壁中包括多个通孔44，在使用中，气体经由这些孔44从位于内衬16的外侧的加热元件空间19流向由内衬16的筒状壁18限定的腔12。在腔12的两端，也就是，在内衬16的相反的端部22、24处，气体从加热装置1流动到周围空间。由此，防止氧气进入，这意味着防止氧气存在于腔12内部。结果，防止了装置1中诸如石墨部件的燃烧等的不期望的劣化。通过在加热步骤期间借助于气体冲洗装置70提供氩气和氮气的气体混合物的流，特别是当在气体中存在与氩气的量相比量相对于小的氮气(优选地氮气量小于大约5％)时，消除或显著地减少了如上所述的潜在问题(包括拱起和漏电流(arching and leakcurrent))。内衬与框架之间的借助于夹持地接合内衬16的凸缘30、38的上述夹具28、36的可以采用弹簧加载方式的夹持连接是气密的。加热元件空间19在其外侧由筒状壁部48限定。在该壁部48的外侧设置有绝缘材料46。
上述加热装置1可以形成系统50的用于加热纵长的氧化硅筒的部分，诸如用于形成光纤用的芯棒3，系统50被配置成在使用时用于使具有氧化硅的沉积层4的管2收缩以形成芯棒3。该系统还具有框架54，在框架54上设置包括卡盘60、62的两个保持元件56、58，两个保持元件56、58中的至少一者可以被转动地驱动，保持元件被构造为用于保持并绕着管的中心轴线5共同转动。管2置于系统中并且管2的两个相反的端部由保持元件保持。注意的是，管可以具有延长的端部，该端部可以在收缩之后被丢弃。该系统还包括诸如芯轴或线性驱动器等的移动装置64，移动装置64被构造为用于使加热装置1在轴向52上沿着框架54以往复的方式移动(更具体地，平移)。该管由保持元件保持，使得管经过加热装置1的腔12，管2的中心轴线5与加热装置1的内衬16的中心轴线17重合。因此，在使用系统50时加热装置1以往复的方式沿着管2运动(pass)。
依照根据本发明的在制造光纤中使用的用于加热纵长的氧化硅筒的方法，该方法优选地用于使纵长中空的氧化硅筒(即管)收缩以形成光纤用芯棒，该氧化硅筒在其内表面的至少一部分上包括氧化硅的沉积层，执行以下步骤：
-设置如上所述的加热装置1，其中该加热装置1包括纵长的腔12、纵长筒状的内衬16、加热元件40以及气体冲洗装置70；
-设置采用包括氧化硅的沉积层4的管2形式的纵长的氧化硅筒，以使纵长的氧化硅筒延伸通过加热装置1的腔16。为此目的，管2在其两个相反的端部处被保持；
-借助于使用加热装置的加热元件40产生热来局部加热纵长的氧化硅筒(即管2)超过其软化温度。为此目的，筒可以被加热到大约2000℃；
-至少在加热步骤期间借助于气体冲洗装置70实现气体的流，其中气体的流至少包括氩气和氮气。因为内衬16在其筒状壁18中包括多个通孔44，所以气体从加热元件空间19流动到腔12中。
在气体的流中，并且至少在本示例中在实现气体的流的步骤期间，氮气以大约0.7％的体积量存在，氩气以大约99.3％的量存在。
该方法可选择地包括装置预加热步骤，在该步骤期间，加热元件被加热到适于进行加热步骤的温度，其中在预加热步骤期间，借助于气体冲洗装置实现气体的流，其中，气体的流至少包括氩气和氮气，其中，至少在本示例中，氮气以大约3％的体积量存在，氩气以大约97％的量存在。
在加热步骤期间，可以使用移动部件64使管2和加热装置1相对于彼此移动，使得加热装置1能够以往复的方式沿着管2运动。这可以在使用至少一个可转动保持元件转动管的同时完成。在图4中，以附图标记2*表示被形成为芯棒的管。在图4中的装置1的左侧，直径仍然大于在装置的右侧的直径，从而示出(仅以解释本发明为目的)逐渐减小管的直径以便最终获得芯棒的过程。在装置沿着管2*移动向图4中的左侧的同时，管2*的在该位置处的直径也将减小。

Claims (19)

1.一种在制造光纤中使用的加热纵长的氧化硅筒的方法；
用于加热的所述方法包括：
-设置加热装置，所述加热装置包括：
*纵长的腔，其在所述装置的轴向上延伸，所述腔被配置为在使用中允许所述筒延伸通过所述腔；
*纵长筒状的内衬，其具有筒状壁，所述内衬由碳制成，所述内衬在所述轴向上延伸并且利用所述筒状壁限定所述腔；
*加热元件，其用于在使用中加热所述纵长的氧化硅筒，所述加热元件设置于环状加热元件空间，所述加热元件围绕所述内衬的至少一部分，所述内衬的所述筒状壁将所述加热元件空间与所述腔分开，所述加热元件空间在外侧由所述装置的框架部的另一围绕壁部限定；以及
*气体冲洗装置，其用于实现至少通过所述加热元件空间的气体的流；
-以使所述纵长的氧化硅筒延伸通过所述加热装置的所述腔的方式设置所述纵长的氧化硅筒；
-借助于使用所述加热装置的所述加热元件产生热来局部加热所述纵长的氧化硅筒超过软化温度；以及
-在所述加热步骤期间借助于所述气体冲洗装置实现至少通过所述加热元件空间的所述气体的流，其中所述气体的流至少包括氩气和氮气。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述气体的流中，所述氮气以体积量的范围为0.2％至20％存在。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述加热步骤期间，所述筒被至少局部地加热到大于1800℃的温度。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述内衬在所述筒状壁中包括多个通孔，在实现所述气体的流的步骤期间，所述气体经由所述多个通孔从所述加热元件空间流向所述腔。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括装置预加热步骤，在所述装置预加热步骤期间，所述加热元件被加热到适于进行所述加热步骤的温度，其中，在所述装置预加热步骤期间，借助于所述气体冲洗装置实现所述气体的流，所述气体的流至少包括氩气和氮气，在所述气体的流中，所述氩气的体积流量以范围为50至400的倍数大于所述氮气的体积流量。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述加热元件为电阻型，通过向所述加热元件供电进行加热所述筒的步骤。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法用于使纵长中空的氧化硅筒收缩以形成光纤用芯棒。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述氮气以体积量的范围为0.25％至10％存在。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述氮气以体积量的范围为0.25％至5％存在。
10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述氩气的体积流量以范围为75至250的倍数大于所述氮气的体积流量。
11.一种用于加热纵长的氧化硅筒的加热装置，所述加热装置用于根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述装置用于制造光纤，
所述加热装置包括：
-纵长的腔，其在所述装置的轴向上延伸，所述腔被配置为在使用中允许所述筒延伸通过所述腔；
-纵长筒状的内衬，所述内衬由碳制成，所述内衬在所述轴向上延伸并且利用所述内衬的筒状壁限定所述腔；以及
-加热元件，其用于在使用中加热所述筒，所述加热元件设置于环状的加热元件空间，所述加热元件围绕所述内衬的至少一部分，所述内衬的所述筒状壁将所述加热元件空间与所述腔分开，
所述加热装置具有气体冲洗装置，所述气体冲洗装置用于实现至少包括氩气和氮气的、至少通过所述加热元件空间的气体的流。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述内衬在所述筒状壁中包括多个通孔，在实现所述气体的流的步骤期间，在所述加热装置的使用中，所述气体经由所述多个通孔从所述加热元件空间流向所述腔。
13.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述加热元件为电阻型。
14.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述加热元件由石墨制成，并且包括多个蜿蜒纵长部分或沿着所述内衬的长度的一部分的‘指状部’。
15.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述加热元件与所述内衬分离，以及所述加热元件与所述内衬的外表面之间留有范围为4mm至9mm的径向间隙。
16.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述装置还包括氩气的源和氮气的源，以及所述装置还包括用于使氩气和氮气的流能够分别从相应的源到所述加热元件空间的相应的阀元件，以及所述装置包括用于相对于氮气的流调节氩气的流的调节元件。
17.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置用于形成光纤用芯棒，为此目的，所述装置被配置为用于使所述筒收缩，以形成所述芯棒。
18.一种用于加热纵长的氧化硅筒的系统，其用于根据权利要求1至10中任一项所述的方法，所述系统用于制造光纤，其中，所述系统包括根据权利要求11至17中任一项所述的加热装置，所述系统还包括移动装置，所述移动装置被构造为使所述筒和所述加热装置在所述轴向上以往复的方式相对于彼此移动。
19.根据权利要求18所述的系统，其特征在于，所述系统具有两个保持元件，所述两个保持元件用于保持所述筒的两个相反的端部，其中，所述移动装置被构造为使所述加热装置在所述轴向上以往复的方式移动，使得所述加热装置在所述系统的使用中沿着所述筒运动。
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