CN113165942B - 光纤用拉丝炉的密封构造、光纤的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种光纤用拉丝炉的密封构造,其用于将光纤用拉丝炉的上端开口部和从上端开口部向炉心管插入的光纤用玻璃母材之间的间隙封堵。具有:多个抵接板部件,它们以与光纤用玻璃母材的周向侧面抵接的方式设置为周状;引导部件,其设置于多个抵接板部件的周围,用于多个抵接板部件朝向光纤用玻璃母材的周向侧面直线地滑动移动;以及推拉作用机构,其使抵接板部件在光纤用玻璃母材的径向移动。多个抵接板部件的重心设在与引导部件的前端面相比后方的位置。
Description
技术领域
本发明涉及光纤用拉丝炉的密封构造、光纤的制造方法。
本申请基于2018年11月21日申请的日本申请第2018-218141号而要求优先权,引用在上述日本申请中记载的全部记载内容。
背景技术
在专利文献1中公开了用于将拉丝炉的上端开口部和玻璃母材的间隙封堵的密封构造的技术。
专利文献1:日本特开2014-152083号公报
发明内容
本发明的光纤用拉丝炉的密封构造用于将光纤用拉丝炉的上端开口部和从该上端开口部向炉心管插入的光纤用玻璃母材之间的间隙封堵,该光纤用拉丝炉的密封构造具有:多个抵接板部件,其以与所述光纤用玻璃母材的周向侧面抵接的方式设置为周状;引导部件,其设置于该多个抵接板部件的周围,用于该多个抵接板部件朝向所述光纤用玻璃母材的所述周向侧面直线地滑动移动;以及推拉作用机构,其使所述抵接板部件在所述光纤用玻璃母材的径向移动,所述多个抵接板部件的重心设在与所述引导部件的前端面相比后方的位置。
附图说明
图1是对本发明的一个实施方式所涉及的光纤用拉丝炉的概略进行说明的图。
图2是表示密封构造的一个例子的图。
图3是对密封构造的抵接板部件的动作进行说明的图。
图4是对实施例1所涉及的抵接板部件进行说明的图。
图5是对实施例2所涉及的抵接板部件进行说明的图。
具体实施方式
[本发明所要解决的课题]
光纤是将以石英为主要成分的光纤用玻璃母材(以下,称为玻璃母材)从光纤用拉丝炉(以下,称为拉丝炉)的上端开口部插入至炉心管内,将玻璃母材的前端加热熔融而使其细径化,由此从拉丝炉的下方进行拉丝而制造的。此时的拉丝炉内的温度成为大约2000℃,温度非常高,因此拉丝炉内的部件大多使用耐热性优异的碳制的部件。
为了防止碳部件的热劣化,通常通过惰性气体将拉丝炉内设为正压,防止外部气体(氧气)进入拉丝炉内,但如果在拉丝炉的上端开口部和玻璃母材的间隙处没有良好地实现气密(没有密封),则有时会将外部气体卷入拉丝炉内。为了防止该情况,例如在专利文献1公开了用于将拉丝炉的上端开口部和玻璃母材的间隙封堵的密封构造的技术。
但是,如果抵接板部件(密封部件)没有移动至预定的位置为止,则不仅外部气体会进入拉丝炉内,有时还会对拉丝动作造成影响。另外,如果在前进的位置处,抵接板部件由于其自重而向下方倾斜,则抵接板部件由于与周围的摩擦而无法移动,在插入玻璃母材时、取出玻璃母材时,有可能导致玻璃母材、密封构造的损坏。
因此,本发明的目的在于,提供能够可靠地进行抵接板部件的关闭动作、打开动作的光纤用拉丝炉的密封构造、光纤的制造方法。
[本发明的效果]
根据本发明,能够抑制外部气体进入拉丝炉内,并且能够防止在插入玻璃母材时、取出玻璃母材时,损坏玻璃母材、密封构造。
[本发明的实施方式的说明]
首先,列举本发明的实施方式的内容而进行说明。
本发明的一个方式所涉及的光纤用拉丝炉的密封构造,(1)用于将光纤用拉丝炉的上端开口部和从该上端开口部向炉心管插入的光纤用玻璃母材之间的间隙封堵,该光纤用拉丝炉的密封构造具有:多个抵接板部件,其以与所述光纤用玻璃母材的周向侧面抵接的方式设置为周状;引导部件,其设置于该多个抵接板部件的周围,用于该多个抵接板部件朝向所述光纤用玻璃母材的所述周向侧面直线地滑动移动;以及推拉作用机构,其使所述抵接板部件在所述光纤用玻璃母材的径向移动,所述多个抵接板部件的重心设在与所述引导部件的前端面相比后方的位置。抵接板部件的重心设在与引导部件的前端面相比后方的位置,因此即使抵接板部件位于前进的位置,也不易由于自重而向下方倾斜。由此,抵接板部件不会难以移动,能够可靠地进行使抵接板部件以向光纤用玻璃母材接近的方式移动的关闭动作、使抵接板部件以从光纤用玻璃母材远离的方式移动的打开动作,因此不仅能够防止外部气体进入拉丝炉内,还能够防止在插入玻璃母材时、取出玻璃母材时玻璃母材、密封构造损坏。
(2)通过将该多个抵接板部件的后端侧由比重高于该多个抵接板部件的前端侧的材料形成,从而所述多个抵接板部件的所述重心设在与所述引导部件的所述前端面相比所述后方的位置。如果变更为高比重的材料,则能够容易地将抵接板部件的重心设在后方。
(3)通过在该多个抵接板部件的与中心相比的后侧设置锤,从而所述多个抵接板部件的所述重心设在与所述引导部件的所述前端面相比所述后方的位置。如果设置锤,则能够容易地将抵接板部件的重心设在后方。
(4)通过将该多个抵接板部件的所述后端侧的宽度形成得比该多个抵接板部件的前端侧宽,从而所述多个抵接板部件的所述重心设在与所述引导部件的所述前端面相比所述后方的位置。如果将抵接板部件的后端侧的宽度形成得宽,则能够容易地将抵接板部件的重心设在后方。
(5)通过将该多个抵接板部件的所述后端侧的厚度形成得比该抵接板部件的前端侧厚,从而所述多个抵接板部件的所述重心设在与所述引导部件的所述前端面相比所述后方的位置。如果将抵接板部件的后端侧的厚度形成得厚,则能够容易地将抵接板部件的重心设在后方。
(6)本发明的一个方式所涉及的光纤的制造方法使用上述任意的光纤用拉丝炉的密封构造而拉制出光纤。由于使用上述的密封构造,因此能够防止在插入玻璃母材的时、取出玻璃母材时损坏玻璃母材、密封构造。
[本发明的实施方式的详细内容]
下面,参照附图对本发明所涉及的光纤用拉丝炉的密封构造、光纤的制造方法的优选的实施方式进行说明。此外,下面以通过加热器对炉心管进行加热的电阻炉为例进行说明,但对于对线圈施加高频电源、对炉心管进行感应加热的感应炉也能够应用本发明。另外,关于玻璃母材的悬挂机构、隔热材料的结构等,在下面进行说明的内容也只是一个例子,并不限定于此。
图1是对本发明的一个实施方式所涉及的光纤用拉丝炉的概略进行说明的图。拉丝炉1具有炉框体2、炉心管3、加热源(加热器)4和密封构造10。炉框体2具有上端开口部2a和下端开口部2b,例如由不锈钢形成。炉心管3在炉框体2的中央部以圆筒状形成,例如与上端开口部2a连通。炉心管3例如为碳制,玻璃母材5从上端开口部2a在通过密封构造10进行了密封的状态下插入至该炉心管3内。
在炉框体2内,加热器4以包围炉心管3的方式进行配置,隔热材料7以将加热器4的外侧覆盖的方式被收纳。加热器4对插入至炉心管3的内部的玻璃母材5进行加热熔融,从其下端部5a使熔融缩径的光纤5b垂下。玻璃母材5通过另外设置的移动机构而能够向拉丝方向(下侧方向)移动,在玻璃母材5的上侧连结有用于将玻璃母材5悬挂而支撑的支撑棒6。另外,在拉丝炉1设置有惰性气体等所涉及的炉内气体的供给机构(省略图示),能够向炉心管3内、加热器4的周围供给用于防止氧化、劣化的惰性气体等。
此外,在图1举出炉心管3的内壁的上端部直接形成了上端开口部2a的例子,但并不限定于此。例如,也可以将比炉心管3的内径d更窄的上端开口部设置于炉心管3的上侧,在该情况下成为密封对象的间隙是在该狭窄的上端开口部和玻璃母材5之间产生的间隙。另外,玻璃母材5的剖面形状基本上是以正圆为目标而生成的,但也可以不考虑其精度而在一部分存在非圆,另外也可以是椭圆形等。另外,上端开口部2a的剖面只要设为圆形即可,其精度不受限制。
本发明的一个实施方式以用于将拉丝炉1的上端开口部2a和从上端开口部2a向炉心管3插入的玻璃母材5的外周之间的间隙S封堵的密封构造10作为对象,特别地,通过在上端开口部2a设置的密封构造10使得不卷入炉外的外部气体,并且通过加热器4对拉丝炉内的玻璃母材5进行加热。
图2是表示密封构造的一个例子的图,图3是对密封构造的抵接板部件的动作进行说明的图。
密封构造10具有:多个抵接板部件14、15,其具有耐热性;引导部件16、17,其对这些抵接板部件14、15进行收容,用于使抵接板部件14、15直线地滑动移动;框体11,其对抵接板部件14、15、引导部件16、17进行收容;以及推拉作用机构,其具有例如利用气体的压力差将抵接板部件14、15向内侧推压,或向外侧拉拽的作用。
如图2所示,框体11是具有同心的贯通孔的圆盘状的部件,在框体11的内周面上设置有用于使抵接板部件14、15插入贯穿的开口。框体11的内周面位于与在图1说明的炉心管3连通的炉内空间I。
框体11例如由不锈钢形成,可以具有将抵接板部件14、15、引导部件16、17冷却为例如400℃以下(在各部件的材质使用碳的情况下优选设为300℃以下)的机构(例如水冷方式,省略图示)。如果有进行冷却的机构,则能够抑制在抵接板部件14、15、引导部件16、17、框体11所使用的碳、金属由于拉丝炉的辐射热而劣化的情况。
抵接板部件14、15相对于框体11的中心轴分别放射状地延伸,在框体11内例如以上下2层进行设置,抵接板部件14沿框体11的内周面大致等间隔地设置有多个,抵接板部件15在抵接板部件14的下侧,沿框体11的内周面大致等间隔地也设置有多个。抵接板部件14、15例如是在与移动方向垂直的面的剖面形状成为大致长方形的大致长方体形状,在上下2层彼此错开地配置,从框体11凸出而抵接于玻璃母材的侧面。
抵接板部件14、15的材料优选为碳,但除了碳以外,也能够采用例如石英玻璃、SiC涂覆碳等。
此外,上述的抵接板部件14、15的宽度、片数与所使用的玻璃母材的外径、外径变动量、弯曲量等相应地适当选择即可。
引导部件16、17例如形成为能够使抵接板部件14、15插入贯穿,分别是引导部件16设置于抵接板部件14的上侧,引导部件17设置于抵接板部件15的下侧。此外,引导部件16、17也可以与框体11一体。
引导部件16、17的材料也优选为碳,但也能够采用氮化硼(BN)、不锈钢、二硫化钼(MoS2)等金属。
通过图3,以作为推拉作用机构而利用气体的压力差的例子对抵接板部件的动作进行说明。
如图3所示,在框体11设置向内部的压力赋予空间40供给气体及排出气体的供排口12,能够经由供排口12将来自气体供给部51的气体储存于压力赋予空间40。另外,储存于压力赋予空间40的气体也能够经由供排口12从气体排出部52排出(抽出)。气体供给部51、气体排出部52与控制器50电连接。
在框体11的内周面上形成有正面11a、11b。正面11a在抵接板部件14的上侧的位置,以将在图2说明的炉内空间I包围的方式弯曲而设置。正面11b在抵接板部件15的下侧的位置,同样地以将炉内空间I包围的方式弯曲而设置。
另外,在引导部件16、17的内周面上形成有前端面16a、17a。前端面16a在抵接板部件14的上侧和正面壁部11a之间以将炉内空间I包围的方式弯曲而设置,前端面17a在抵接板部件15的下侧和正面壁部11b之间同样地以将炉内空间I包围的方式弯曲而设置。
在这里,本实施例的抵接板部件14、15设置为,其重心在拉丝动作中始终设在与引导部件16、17的前端面16a、17a相比后方的位置(靠框体11的外周面的位置)。
将抵接板部件的重心设在与引导部件的前端面相比后方位置的方法不受限定,例如,在图4所示的例子,在抵接板部件14的与中心相比的后侧设置有锤14a。由此,从抵接板部件14的前端面最远离玻璃母材的侧面的情况(抵接板部件14到达所容许的移动范围的最后退位置的情况)至与玻璃母材的侧面抵接的情况(相当于抵接板部件14大致到达所容许的移动范围的最前进位置的情况)为止,抵接板部件14的重心始终被维持在与引导部件16的前端面16a相比后方的框体11内。
另外,在抵接板部件15的与中心相比的后侧还设置有锤15a,在抵接板部件15的前端面与玻璃母材的侧面抵接的情况下,抵接板部件15的重心也始终被维持在与引导部件17的前端面17a相比后方的框体11内。
如上所述,在本实施例中,抵接板部件14、15的重心始终设在与引导部件16、17的前端面16a、17a相比后方的位置,即使抵接板部件14、15处于前进的位置,也不易由于自重而向下方倾斜。
由此,抵接板部件14与上方的引导部件16、下方的抵接板部件15的摩擦不会变大,并且,抵接板部件15与上方的抵接板部件14、下方的引导部件17的摩擦不会变大,因此能够可靠地进行使抵接板部件14、15以向玻璃母材的侧面接近的方式移动的关闭动作、使抵接板部件14、15以从玻璃母材的侧面远离的方式移动的打开动作。
另外,如果设置锤14a、15a,则能够容易地将抵接板部件14、15的重心设在后方。
而且,根据使用了上述的密封构造的光纤的制造方法,能够抑制外部气体进入拉丝炉内,并且能够防止在插入玻璃母材时、取出玻璃母材时损坏玻璃母材、密封构造。
另外,在上述实施例中,举出为了将抵接板部件14、15的重心设在后方而设置锤的例子进行了说明。但是,本发明并不限定于该例子。
图5是对实施例2所涉及的抵接板部件进行说明的图,可以在抵接板部件14的例如后端侧设置有比重比前端侧重的例如钨制的高比重部14b。如果将抵接板部件14形成为将与框体11的外周面接近侧的质量增大,则能够容易地将抵接板部件14的重心设在后方。
此外,在该图5通过抵接板部件14的例子进行了说明,但如果关于抵接板部件15也同样地形成,则也能够容易地将其重心设在后方。
或者,虽然省略其图示,但也可以是例如在后端具有厚壁部的抵接板部件14、15。或者,也可以是例如在后端具有宽幅部的抵接板部件14、15。或者,也可以是将前端轻量化的抵接板部件14、15。
如果将抵接板部件14、15形成为将与框体11的外周面接近侧的厚度增大,或者将与框体11的外周面接近侧的宽度增大,或者将从框体11的外周面远离侧减轻,则能够容易地将抵接板部件14、15的重心设在后方。
应当认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示,并不是限制性的内容。本发明的范围并不是上述的含义,而是由权利要求书表示,包含与权利要求书等同的含义以及范围内的全部变更。
标号的说明
1…光纤用拉丝炉,2…炉框体,2a…上端开口部,2b…下端开口部,3…炉心管,4…加热器,5…光纤用玻璃母材,5a…下端部,5b…光纤,6…支撑棒,7…隔热材料,10…密封构造,11…框体,11a、11b…正面,12…供排口,14、15…抵接板部件,14a、15a…锤,14b…高比重部,16、17…引导部件,16a、17a…前端面,40…压力赋予空间,50…控制器,51…气体供给部,52…气体排出部,S…上端开口部和玻璃母材的外周之间的间隙,d…炉心管的内径。
Claims (10)
1.一种光纤用拉丝炉的密封构造,其用于将光纤用拉丝炉的上端开口部和从该上端开口部向炉心管插入的光纤用玻璃母材之间的间隙封堵,
该光纤用拉丝炉的密封构造具有:
多个抵接板部件,其以与所述光纤用玻璃母材的周向侧面抵接的方式设置为周状;
引导部件,其设置于该多个抵接板部件的周围,用于该多个抵接板部件朝向所述光纤用玻璃母材的所述周向侧面直线地滑动移动;以及
推拉作用机构,其使所述多个抵接板部件在所述光纤用玻璃母材的径向移动,
所述多个抵接板部件的重心在拉丝动作中始终设在与所述引导部件的前端面相比后方的位置。
2.根据权利要求1所述的光纤用拉丝炉的密封构造,其中,
通过将该多个抵接板部件的后端侧由比重高于该多个抵接板部件的前端侧的材料形成,从而所述多个抵接板部件的所述重心设在与所述引导部件的所述前端面相比所述后方的位置。
3.根据权利要求1或2所述的光纤用拉丝炉的密封构造,其中,
通过在该多个抵接板部件的与中心相比的后侧设置锤,从而所述多个抵接板部件的所述重心设在与所述引导部件的所述前端面相比所述后方的位置。
4.根据权利要求1或2所述的光纤用拉丝炉的密封构造,其中,
通过将该多个抵接板部件的后端侧的宽度形成得比该多个抵接板部件的前端侧宽,从而所述多个抵接板部件的所述重心设在与所述引导部件的所述前端面相比所述后方的位置。
5.根据权利要求3所述的光纤用拉丝炉的密封构造,其中,
通过将该多个抵接板部件的后端侧的宽度形成得比该多个抵接板部件的前端侧宽,从而所述多个抵接板部件的所述重心设在与所述引导部件的所述前端面相比所述后方的位置。
6.根据权利要求1或2所述的光纤用拉丝炉的密封构造,其中,
通过将该多个抵接板部件的后端侧的厚度形成得比所述多个抵接板部件的前端侧厚,从而所述多个抵接板部件的所述重心设在与所述引导部件的所述前端面相比所述后方的位置。
7.根据权利要求3所述的光纤用拉丝炉的密封构造,其中,
通过将该多个抵接板部件的后端侧的厚度形成得比所述多个抵接板部件的前端侧厚,从而所述多个抵接板部件的所述重心设在与所述引导部件的所述前端面相比所述后方的位置。
8.根据权利要求4所述的光纤用拉丝炉的密封构造,其中,
通过将该多个抵接板部件的后端侧的厚度形成得比所述多个抵接板部件的前端侧厚,从而所述多个抵接板部件的所述重心设在与所述引导部件的所述前端面相比所述后方的位置。
9.根据权利要求5所述的光纤用拉丝炉的密封构造,其中,
通过将该多个抵接板部件的后端侧的厚度形成得比所述多个抵接板部件的前端侧厚,从而所述多个抵接板部件的所述重心设在与所述引导部件的所述前端面相比所述后方的位置。
10.一种光纤的制造方法,其使用权利要求1至9中任一项所述的光纤用拉丝炉的密封构造而拉制出光纤。
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