CN1496968A - 光纤母材制造装置 - Google Patents

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Abstract

一种光纤母材制造装置，设置有具有基棒形成用的反应室的反应容器，在该反应容器内配置有用于形成基棒的包层的包层用燃烧器，并且在该包层用燃烧器的上方位置，设有抑制在上述反应室内流动空气的上升的挡板。这种光纤母材制造装置，可抑制从燃烧器喷出的含有玻璃微粒的火焰上升，促进基棒的形成、提高生产率，并且可减少附着在反应容器内的壁面上的玻璃微粒的附着量。

Description

光纤母材制造装置
技术领域
本发明涉及一种使由燃烧器生成的玻璃微粒堆积、形成基棒(soot)的光纤母材制造装置。
背景技术
作为光纤母材的基棒，主要用VAD法制造。VAD法是一种这样的方法，先使空气沿水平方向从反应室内的一侧向另一侧流动，由配置在一侧的燃烧器生成含有玻璃微粒的火焰，再通过将该火焰吹至初始棒处而使玻璃微粒堆积，并一边使该初始棒旋转一边提升，得到由芯层及包层构成的双层圆柱结构的基棒。从而，在该VCD法中，由于玻璃微粒的每单位时间的堆积量影响到基棒的直径，故稳定地将含有玻璃微粒的火焰吹到初始棒上、对得到高品质的基棒是重要的。
因此，以前，如特开平11-343135号公报所公开的，通过将由过滤器构成的整流板直立设在反应室的一侧的整个面上而形成空气收容室，当在该空气收容室内收容呈乱流状态吹入的空气后，由整流板对空气进行整流并供给至反应室，以此实现空气流中的火焰的稳定化。
另外，在特开2000-290035号公报中公开了一种在反应室的一侧相对空气流垂直地直立设置气流整流板，通过由该气流整流板使空气不流入火焰周边区域来实现火焰的稳定化的结构。并且，在实开平1-108504号缩微胶片中，也公开了一种通过将空气供给口配置在燃烧器的上方、并在燃烧器的上方配置挡板、进一步防止空气流入火焰周边，来实现火焰的稳定化的结构。
但是，在上述特开平11-343135号公报所述的构成中，由于整流板到燃烧器前端的火焰的距离大，故按以下的理由，具有不能充分使火焰稳定化的问题。
一般地，若从燃烧器喷出含有玻璃微粒的火焰，则在反应室内以整流状态沿水平方向流动的空气，在通过上述火焰附近时由该火焰加热产生热膨胀而上升。从而，如上述特开平11-343135号公报所记载的装置那样，由于若整流板到燃烧器前端的火焰的距离大，则被加热的空气就会无阻碍地上升，故经过一定时间，空气的上升流相对水平方向的流动变得比较大，并且空气的整流状态大幅度地被破坏。随着这样的空气的混乱，燃烧器的火焰一边上升一边大幅度地紊乱成为不稳定的状态。
由此，在上述特开平11-343135号公报所记载的装置中，火焰所含有的玻璃微粒的密度会降低及不稳定化，据此，会发生由玻璃微粒的堆积形成的基棒的直径易于不稳定的问题。并且，通过空气的上升流而很多玻璃微粒附着在反应室内的上面壁上，其结果，还具有从上面壁脱落玻璃微粒成为杂质易附着在基棒中的问题。
另外，在特开2000-290035号公报或实开平1-108504号缩微胶片中所记载的构成中，由于不向燃烧器供给空气，故具有燃烧器的外壁易过热、尤其在由较大的火焰形成基棒时会缩短燃烧器寿命的问题。
发明内容
在此，本发明考虑上述问题点，其目的在于提供一种通过向燃烧器吹空气来确保其长寿命，并且抑制由燃烧器的火焰产生的空气的上升流、使火焰稳定的同时防止玻璃微粒附着到上面壁上，而以高生产性稳定地形成理想直径的基棒的光纤母材制造装置。
本发明是一种使玻璃微粒堆积而形成由芯层及包导构成的双层圆柱结构的基棒的光纤母材制造装置，包括：具有形成上述基棒的反应室、并使气体从该反应室的一侧向另一侧沿水平方向流动的反应容器，和通过从上述反应室的一侧向芯层形成区域喷出含有上述玻璃微粒的火焰而形成上述芯层的芯层用燃烧器，和通过从上述反应室的一侧向包层形成区域喷出含有上述玻璃微粒的火焰而在上述芯层的周围形成上述包层的包层用燃烧器，和使上述基棒的前端部与棒体部分别位于上述芯层形成区域及上述包层形成区域而一边使上述基棒旋转一边提升的提升机构；在上述反应室内的上述包层用燃烧器的配置位置的上方、配置有抑制在该反应室内流动气体的上升的挡板。
根据上述构成，通过配置在包层用燃烧器的配置位置的上方的挡板、抑制反应室内的气体的上升，而抑制由这些气体的上升产生的燃烧器的火焰的上升或紊乱，其结果，能够以高生产率稳定地形成具有理想直径的基棒。并且，由于若抑制气体的上升流，则可减少玻璃微粒对上面壁的附着量，故难产生从上面壁脱落玻璃微粒作为杂质附着在基棒上的情形。另外，通过至少向热量大的包层用燃烧器吹气体进行冷却，可实现包层用燃烧器的长寿命化。
此外，本发明的导入反应室的气体，最好是可通过过滤器或格子的气体，而在该过滤器上适合利用纸过滤器。
另外，上述挡板最好朝向水平方向配置。根据该构成，更加可靠地维持气体在从基棒观察的气体流的上游侧、下游侧的至少一处的水平方向的流动，其结果，更加有效地抑制上述火焰的上升或紊乱。
另外，本发明是一种使玻璃微粒堆积而形成由芯层及包层构成的双层圆柱结构的基棒的光纤母材制造装置，包括：具有形成上述基棒的反应室、并使气体从该反应室内的一侧向另一侧沿水平方向流动的反应容器，和通过从上述气体的上游侧向芯层形成区域喷出含有上述玻璃微粒的火焰而形成上述芯层的芯层用燃烧器，和通过从上述气体的上游侧向包层形成区域喷出含有上述玻璃微粒的火焰而在上述芯层的周围形成上述包层的包层用燃烧器，和使上述基棒的前端部及棒体部分别位于上述芯层形成区域及上述包层形成区域、而一边使上述基棒旋转一边提升的提升机构，和使在上述反应室的上面壁附近流动的气体以与在其他部分流动的气体相比较高的速度进行流动的气体送出机构。
根据该构成，由于通过气体送出机构的作用，使在反应室的上面壁附近流动的气体以高速流动，故芯层用燃烧器及包层用燃烧器的火焰中所含有的玻璃微粒中不附着在基棒上而上升的玻璃微粒、可在附着在反应室的上面壁之前由上述高速的气体流将这些玻璃微粒吹到下游侧。这样可降低附着在反应室内的上面壁上的玻璃微粒的量，其结果能够抑制这些玻璃微粒从上面壁脱离而作为杂质附着在基棒中的现象。
另外，本发明是一种使玻璃微粒堆积而形成由芯层及包层构成的双层圆柱结构的基棒的光纤母材制造装置，包括：具有形成上述基棒的反应室、并使气体从上述反应室内的一侧向另一侧沿水平方向流动的反应容器，和通过从上述气体的上游侧向芯层形成区域喷出含有上述玻璃微粒的火焰而形成上述芯层的芯层用燃烧器，和通过从上述气体的上游侧向包层形成区域喷出含有上述玻璃微粒的火焰而在上述芯层的周围形成上述包层的包层用燃烧器，和使上述基棒的前端部及棒体部分别位于上述芯层形成区域及上述包层形成区域、而一边使上述基棒旋转一边提升的提升机构，和为了沿水平方向维持上述反应室内的气体的流动方向、而水平配置在上述反应室内的挡板，和使在上述反应室的上面壁附近流动的气体以与在其他部分流动的气体相比较高的速度进行流动的气体送出机构；上述反应室被划分为收容包层用燃烧器的包层形成空间部、和收容芯层用燃烧器的芯层形成空间部。
根据上述构成，由于在从基棒观察的气体流的上游侧、由挡板抑制引起火焰的上升与紊乱的气体的上升，故可以高生产率稳定形成所需直径的基棒。另外，通过由气体送出机构使在反应室的上面壁附近流动的气体以高速流动、使芯层用燃烧器及包层用燃烧器的火焰所含有的玻璃微粒不附着在基棒上而上升时，可在附着到反应室的上面壁上之前由高速的气体流吹向下游侧。据此，可减少很多的玻璃微粒附着在反应室内的上面壁的量，其结果能够不易产生从上面壁脱落玻璃微粒而作为杂质附着在基棒上的现象。
并且，由于反应室被划分为包层形成空间部与芯层形成空间部，故包层形成空间部的气体的循环流不会流向芯层用燃烧器。据此，由于减少了因循环流使芯层用燃烧器的火焰紊乱，故通过以稳定的形成芯层的火焰可提高生产率。
附图说明
图1是光纤母材制造装置的概略构成图。
图2是图1的X-X线箭头方向的剖视图。
图3是光纤母材制造装置的概略构成图。
图4是图1的Y-Y线箭头方向截面的说明图。
图5是图1的Y-Y线箭头方向截面的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图1及图2对本发明的光纤母材制造装置的实施例1进行说明。
本实施例的光纤母材制造装置，如图1所示，具有中空状的反应容器1。该反应容器1由耐酸性及耐热性好的材料形成。此外，后述的第1挡板19、第2挡板21、第3挡板23、及第4挡板24也由相同的材料形成。
上述的反应容器1，在内部具有反应室2、空气滞留室14、排气部35、及基棒收容室8。空气滞留室14位于反应室2的一侧，排气部35位于反应室2的另一侧，基棒收容室8位于反应室2的上方。如后述，在上述反应室2内形成基棒10。该基棒10，是在芯层11的周围形成环状的包层12的双层圆柱结构，两层11、12由玻璃微粒的堆积形成。
在上述的反应室2中，在其下部的整个面上设有横方向的分隔壁5，该分隔壁5，将上述反应室2区分成上侧的包层形成空间部3与下侧的芯层形成空间部4。
包层形成空间部3呈长方体形状，其一个侧面(图中为右侧面)设置开口作为空气供给口3a，另一侧面(图中为左侧面)设置开口作为空气排出  3b。在上述空气供给  3a的整个面上设有过滤器13，由该过滤器13与上述反应容器1的隔壁形成上述空气滞留室14。
在该空气滞留室14内，由第1挡板19区分成反应容器1的上面壁1a侧的第1空气滞留部15和位于该第1空气滞留部15的下方的第2滞留部16。在第1空气滞留部15内连接着第1鼓风机(blower)17，在第2空气滞留部16内连接着第2鼓风机(blower)18。这些鼓风机17、18，分别以一定的供气量向各空气滞留部15、16供给大气中的空气。该空气滞留在各空气滞留部15、16，并通过过滤器13导入包层形成空间部3。
在此，各鼓风机17、18的空气供给量，例如，按各空气滞留部15、16的容积等进行设定，以便使包层形成空间部3的上面壁1a附近流动的空气与其他部分流动的空气相比以高速流动。
此外，可适当地设定从上述各空气滞留部15、16(即空气滞留室14)向反应室2吹出空气的方法。图4及图5，表示出从各空气滞留部15、16吹出的空气的吹出区域A1、A2的设定例。
在图4所示的例中，尽量小地设定燃烧器6的配置区域A3，从除该燃烧器配置区域A3之外的空气滞留部15的大致整个面吹出空气。另一方面，在图5所示的例中，把上述燃烧器6夹在中间，左右分开空气吹出区域A2。即，空气从左右2处吹出。
上述第1挡板19，以朝向水平方向从空气滞留室14、贯通过滤器13、到包层形成空间部3内的基棒10的存在位置的方式配置，有助于抑制包层形成空间部3内的空气的上升。该第1挡板19，最好以分开沿水平方向在反应室2内流动的气体的方式设置。即，最好使从该第1挡板19的上下方供给气体。这时，由于气体在第1挡板19的上下方流动，故能够使反应室内的气体顺利地沿水平方向移动。
在上述第1挡板19的前端部，也如图2所示，形成包围基棒10的局部棒体部的形状(在图中为圆弧状)的缺口部19a。通过形成该缺口19a，可缩小基棒10的棒体部与第1挡板19的端面的间隙，以抑制因空气从该间隙漏出而产生的该空气的上升。
在上述第1挡板19上，左右对称地直立设有一对风向板20。这些风向板20，被配置在上述第1挡板19与包层形成空间部3的上面壁3a之间。这些风向板20，如图2所示，该风向板20的后端部(过滤器13侧的端部)分别连接到过滤器13的宽度方向的外侧端部，该风向板20的前端部(基棒10侧的端部)以位于上述后端部的宽度方向内侧的方式配置。根据这样的配置，两风向板20，将从第1空气滞留部15向包层形成空间部3供给的空气的流动方向、从包层形成空间部3的宽度方向外侧变为向基棒10的位置内侧。这样，通过沿水平方向流动的空气向上述基棒10侧流动，而使得即使从第1空气滞留部15流出的空气的供给量少，也能充分增加空气向该基棒10的流速及流量。
另一方面，如图1所示，在包层形成空间部3内的第1挡板19的下方，以规定的间隔隔开设有第2挡板21。第2挡板21，从过滤器13向基棒10的形成位置朝向水平方向配置。
该第2挡板21，与上述第1挡板19相同，至少在从基棒10观察，在空气流的上游侧，可抑制包层形成空间部3内的空气的上升，这种空气的上升会引起后述的包层用燃烧器6的火焰30的上升与紊乱。并且，在该第2挡板21的前端部，形成具有包围基棒10的局部棒体部的形状的缺口部21a。通过形成该缺口部21a，可缩小上述的基棒10的棒体部与第2挡板21的间隙，以抑制空气从该间隙漏出而上升。
这样，通过在包层形成空间部3内配置多极第2挡板21与第1挡板19，可进一步抑制空气的上升。
在上述第2挡板21的下方，设有包层用燃烧器6。该包层用燃烧器6，以从包层形成空间部3的一侧、向包层形成区域A喷出火焰的方式配置。即，包层用燃烧器6的前端侧的燃烧口6a与包层形成区域A中的基棒10的棒体部相对向配置。在此，所谓包层形成区域A，是处在使火焰30中的玻璃微粒堆积、有效地形成包层12的最佳的高度方向及水平方向的位置的区域。
另外，该包层用燃烧器6，为了使其火焰30的喷出方向与气体的流动方向相一致，而向包层形成空间部3的一侧沿水平方向横向设置。具体地讲，该包层用燃烧器6，贯通上述过滤器13及第2空气滞留部16，并该燃烧器6的后端部位于机外。
此外，该包层用燃烧器6，也可以将其燃烧器口6a位于后端部上方的方式倾斜设置。
该包层用燃烧器6，是以石英的管部件作为隔壁的多层管结构，从其中心部向外周部具有多系统的环状的气体流路。该包层用燃烧器6的后端部连接在未图示的气体供给装置上。该气体供给装置，分别将氢气(H2)、氧气(O2)、氩气(Ar)、四氯化硅气体(SiCl4+Ar)以一定的流量供给至上述包层用燃烧器6的各气体流路。
而且，该包层用燃烧器6的下方设有上述分隔壁5。该分隔壁5，如上述那样，将反应室2区分成包层形成空间部3与芯层形成空间部4，并且起着使在包层用燃烧器6的下方流动的空气沿水平方向顺利移动的挡板的作用。即，由该分隔壁5与第1挡板19和第2挡板21来维持上述包层形成空间部3内的空气的顺畅流动。
另一方面，在包层形成空间部3的另一侧(第1挡板19及第2挡板21的相反侧)，配置有第3挡板23与第4挡板24。
这些挡板23、24，在与设在包层形成空间部3的一侧的各挡板19、21同一高度的位置、朝向水平方向设置，且与上述基棒10的棒体部隔开规定的距离。这些挡板23、24，维持从基棒10观察的空气流的下游侧的空气的水平方向的流动。通过多级配置这些挡板23、24，可进一步有效地维持空气的水平方向的流动。
在位于上述包层形成空间部3的下方的芯层形成空间部4中，设有与包层用燃烧器6相同的多层管结构的芯层用燃烧器7。即，上述分隔壁5成为位于两燃烧器6、7之间的挡板。
上述芯层用燃烧器7，以从芯层形成空间部4的一侧向芯层形成区域B喷出火焰31的方式配置。即，该芯层用燃烧器7的前端侧的燃烧器口7a与芯层形成区域B中的芯层11相对向配置。这里，所谓芯层形成区域B，是处在使火焰31中的玻璃微粒堆积、有效地形成芯层11的最佳的高度方向及水平方向的位置的区域。该芯层用燃烧器7，以其后端部朝向上述燃烧器口7a下侧倾斜的状态设置，并且该后端部位于机外。
该芯层用燃烧器7，与上述包层用燃烧器6相同，从其中心部向外周部具有多系统的环状的气体流路，并连接在未图示的气体供给装置上。该气体供给装置，分别将氢气(H2)、氧气(O2)、氩气(Ar)、四氯化硅气体(SiCl4+GeCl4+Ar)以一定的流量向上述芯层用燃烧器7的各气体流路供给。
上述排气部35，具有用于将上述包层形成空间部3的空气排出到机外的排气路36，并且其两侧端面侧向开口。一个端面与上述包层形成空间部3的空气排气口3b相连接，另一端面的开口作为排气口35a。
形成该排气部35的反应容器1的上面壁1a，与形成包层形成空间部3的反应容器1的上面壁1a相同、朝向水平方向配置，根据这样的配置，减少对高速流动的空气的阻力，并且易排出反应容器1内的上升流。与此相对，形成排气部35的反应容器1的下面壁，朝向上述排气口35a向上升的方向倾斜。即，上述排气路36，是排气截面积随着从上述空气排气口3b向排气口35a的方向逐渐减小的形状。这样，通过缩小向排气口35a的排气路36而提高空气的吸引力，可有效地从包层形成空间部3排出空气或玻璃微粒，并且能够减少空气的停滞。
在上述包层形成空间部3的上方，设有提升机构38。该提升机构38，具有提升基棒10的未图示的提升装置、和用于收容由提升装置提升的基棒10的上述基棒收容室8。提升装置，为了使基棒10的前端部及棒体部分别位于芯层形成区域B及包层形成区域A，而边使基棒10旋转边提升。即，基棒10，在芯层形成区域B以一定的成长速度形成芯层11，并在包层形成区域A于芯层11的周围形成规定厚度的包层12。
其次，对在VAD法的合成工序中使用该光纤母材制造装置形成基棒10的步骤进行说明。
首先，将基棒10的初始棒39安装在未图示的提升装置上，并将该初始棒39的下端设置在位于芯层形成空间部4的芯层形成区域B。然后，驱动第1鼓风机17及第2鼓风机18，分别将大气中的空气供给至空气滞留室14的第1空气15及第2空气滞留部16。此时，将第1空气滞留部15的空气压设定得比第2空气滞留部16的空气压高。
送给至第1空气滞留部15的空气，在暂时贮留于该空气滞留部15内后，通过过滤器13，以比较高的速度被送至包层形成空间部3的第1挡板19与上面壁1a之间的高速区域。该空气由第1挡板19沿水平方向引导而顺畅地向基棒10移动，同时由两风向板20来变化其流动方向、向基棒10集中并进行加速。而且，送至高速区域空气，作为非常高速的空气流被吹到基棒10上，同时，流动到包层形成空间部3的另一侧的上面壁1a的附近后，沿上面壁1a一边沿水平方向前进，一边经排气部35排出到机外。
另一方面，送至第2空气滞留部16的空气，在暂时贮留在该空气滞留部16内后，通过过滤器13，送至包层形成空间部3的第1挡板19与分隔壁5之间的低速区域。该空气，由第1挡板19的下面、第2挡板21的上下面、及分隔壁5的上面沿水平方向引导，顺畅地向包层形成空间部3的另一侧移动。该空气的一部分一边被吹到包层用燃烧器6上对该燃烧器6进行冷却一边流入包层形成区域A，然后由包层形成空间部3的另一侧的第3挡板23及第4挡板24将流动方向调整为水平方向，并通过排气部35排出到机外。在此，通过将上述一部分空气的吹到包层用燃烧器6上而产生乱流，但通过上述第1挡板19及第2挡板21的作用，将其影响抑制到最小限度。
此外，在上述的包层形成空间部3流动的空气，因为朝向排气口35a缩小了排气部35的排气路36，所以产生大的吸引力进行排出。从而，在高速区域及低速区域两区域，很难产生空气的滞留。
如上所述，若空气被送至包层形成空间部3，则从未图示的气体供给装置向芯层用燃烧器7供给氢气(H2)、氧气(O2)、氩气(Ar)、四氯化硅气体(SiCl4+GeCl4+Ar)。而且，芯层用燃烧器7被点火，向芯层形成区域B喷出含有玻璃微粒的火焰31。其结果，在设于芯层形成区域B的初始棒39的前端部上附着及堆积玻璃微粒。而且，通过由提升装置使初始棒39一边旋转一边以一定速度提升，而形成规定直径(层厚)的基棒10的芯层11，并且该芯层11以该芯层11的前端位于芯层形成区域B的方式、沿初始棒39的轴方向成长。
如上所述，在形成芯层11时，芯层用燃烧器7的燃烧口7a被收容在芯层形成空间部4内，在该芯层形成空间部4内阻断空气的流动。从而，防止了由空气流大幅度地吹乱芯层用燃烧器7的火焰31的情况，稳定形成芯层11。此外，因为芯层用燃烧器7，其火焰31的热量被设定为比较少量，所以即使不进行基于吹空气的冷却，也不会产生由火焰31造成过热而溶解芯层用燃烧器7的不良现象。
如上所述，在芯层形成区域B形成芯层11后，经过规定时间，从未图示的气体供给装置向包层用燃烧器6供给氢气(H2)、氧气(O2)、氩气(Ar)、四氯化硅气体(SiCl4+Ar)。而且，包层用燃烧器6被点火，向包层形成区域A喷出含有玻璃微粒的火焰30。其结果，在上述芯层11的周围附着及堆积玻璃微粒，形成规定直径(层厚)的基棒10的包层12。这样通过一边分别由包层用燃烧器6及芯层用燃烧器7的火焰30、31使玻璃微粒堆积一边进行提升，而形成由芯层11及包层12构成的双层圆柱结构的基棒10并被收容到基棒收容室8内。
但是，若向包层形成区域A喷出包层用燃烧器6的火焰30，则在反应室2的包层形成空间部3内沿水平方向流动的空气、会在通过包层形成区域A附近时被火焰30加热形成热膨胀而上升。但是，在该空气的上升方向上，由于在从基棒10观察的上游侧的位置设有由第1挡板19及第2挡板21构成的2级挡板，并且，在从基棒10观察的下游一侧设有由第3挡板23及第4挡板24构成的2级挡板，故上述空气碰到上述各挡板19、21、23、24上，这样来抑制这些空气的上升。
并且，通过在上游侧的第1挡板19及第2挡板21上分别形成缺口部19a、21a，并且这些缺口部19a、21a以包围基棒10的局部棒体部的方式配置，从而减小了这些挡板19、21与基棒10的间隙，因此在该上游侧可进一步抑制空气的上升。
如上所述，通过由第1～第4挡板19、21、23、24及缺口部19a、21a来抑制空气的上升，而防止空气大幅度地混乱。据此，由于可抑制由空气的上升流产生的包层用燃烧器6的火焰30的上升及紊乱，故形成由高密度稳定的玻璃微粒构成的包层12。另外，由于若抑制上述火焰30的上升，则会有更多的火焰30达到基棒10，故易于火焰30围绕在基棒10的整个棒体部，这样可促进包层12的形成。
另外，虽然在基棒10上没有使用的玻璃微粒随空气的上升流而上升，但如上述那样抑制该空气的上升流，其结果可减少上述玻璃微粒到达包层形成空间部3的上面壁1a的量。另外，下游侧的第3挡板23及第4挡板24也可防止玻璃微粒的上升。并且，由于即使上述玻璃微粒到达上面壁1a附近的区域，也可通过存在于该区域的高速空气流而排出大部分的上述玻璃微粒，故附着在上面壁1a上的玻璃微粒为极少量而难以脱落。另外，由于即使是附着在上面壁1a上的玻璃微粒有脱落的情况，这些玻璃微粒也可由高速的空气流排出，故极难产生在基棒10上附着杂质的情形。
此外，也有玻璃微粒附着在下游侧的第3挡板23或第4挡板24上、并从这些第3挡板23、24上脱落的情况，但两挡板23、24与基棒10相分离，且从该基棒10脱落的玻璃微粒由上述的高速气流移送到与基棒10的相反一侧，因此这些玻璃微粒几乎不会附着在基棒10上。
这样，当在合成工序中形成了规定长度的基棒10时，则将该基棒10取出到机外，并移至烧结工序。而且，通过烧结玻璃微粒进行玻璃化而形成预制棒。此外，在预制棒的直径较小时，通过反复进行在合成工序形成新的包层12和烧结工序的玻璃化、而形成理想的预制棒。从而，在反复进行合成工序的情况下，如果利用本实施例的光纤母材制造装置，则可生产高品质的基棒10，并且能够具有高生产率。然后，在拉制工序，通过拉伸预制棒，而得到理想的长度与直径的预制棒，再在拉丝工序形成为光纤。
如上所述，本实施例的光纤母材制造装置，使玻璃微粒堆积形成由芯层11及包层12构成的双层圆柱结构的基棒10，并设有：具备形成基棒10的反应室2(包层形成空间部3)、且使空气(气体)沿水平方向从反应室2内的一侧向另一侧流动的反应容器1，和通过从空气的上游侧向芯层形成区域B喷出包含玻璃微粒的火焰31、而形成芯层11的芯层用燃烧器7，和通过从空气的上游侧向包层形成区域A喷出含有玻璃微粒的火焰31、而在芯层11的周围形成包层12的包层用燃烧器6，和为了使基棒10的前端部及棒体部分别位于芯层形成区域B及包层形成区域A、而使基棒10一边旋转一边提升的提升机构38，和为了沿水平方向维持反应室2内的空气的流动方向、而水平配置在反应室2内的第1～第4挡板19、21、23、24。此外，被导入本发明的反应室内的气体，最好是可通过过滤器或格子的气体。在该过滤器上最适合利用纸滤器。
据此，通过第1～第4挡板19、21、23、24维持反应室2内的空气的使流动方向成为水平方向，而可抑制空气的上升流，并且能够防止空气的大幅度的乱流。其结果，由于可抑制包层用燃烧器6的火焰30的上升及紊乱，故能够由高密度的稳定的玻璃微粒形成包层12。另外，由于若抑制火焰30的上升，则大量的火焰30就能够达到基棒10，故火焰易围绕基棒10的整个棒体部，其结果，也能够促进包层12的形成。
并且，由于若抑制空气的上升流，则可减少对玻璃微粒向上面壁1a的附着量，故难以引起玻璃微粒从上面壁脱落而作为杂质附着在基棒10上的情形。据此，能够以高生产生率稳定地形成理想直径的基棒10。另外，通过对热量大的包层用燃烧器6吹空气而进行冷却，能够实现包层用燃烧器6的长寿命化。
此外，虽然在本实施例中使空气在反应室2内流动，但并不限定于此，例如也可以使惰性气体在其内流动。
另外，虽然在本实施例中由包层用燃烧器6与芯层燃烧器7的2个燃烧器形成基棒10，但也可由3个燃烧器形成基棒10。
另外，虽然在本实施例中由第1～第4挡板19、21、23、24抑制空气的上升，但并不局限于此，也可为任意的一个以上的组合。
例如，在反应室2的一侧也可仅设置配置于包层用燃烧器6的配置位置的上方的第1挡板19及第2挡板21中的任意一个。这时也由于第1挡板19或第2挡板21被配置在包层用燃烧器6的上方，故可维持从基棒10观察的空气流的上游侧的空气的水平方向的流动。其结果，至少可在从基棒10观察的空气流的上游侧抑制导致火焰30、31的上升与紊乱的空气的上升。但是，只要如本实施例那样，是2级的结构，就可进一步抑制上述的空气的上升。
另外，在反应室2的另一侧也可仅设置配置于包层用燃烧器6的配置位置的上方的第3挡板23及第4挡板24中的任意一个。这时也由于第3挡板23或第4挡板24被配置在于反应室2的另一侧的包层用燃烧器6的上方，故可维持从基棒10观察的空气流的下游侧的空气的水平方向的流动。其结果，通过至少可在从基棒10观察的空气流的下游侧抑制导致火焰30、31的上升与紊乱的空气的上升，能够以高生产率而稳定地形成理想直径的基棒10。但是，只要如本实施例那样，是2级的结构，就可进一步抑制上述的空气的上升。
即，本发明并不仅限于在上游侧及下游侧分别各配置2级第1～第4挡板19、21、23、24。
另外，虽然在图例中、形成在上游侧的第1挡板19及第2挡板21的缺口部19a、21a包围基棒10的局部棒体部配置，但并不局限于此。例如，也可在所有的挡板19、21、23、24上形成缺口部，或者也可只在其中的一部分的挡板上形成缺口部。
此外，上述第1～第4挡板19、21、23、24，最好以沿垂直方向分割流入反应室2内的气体的方式设置，根据这样的配置，可使气体穿过第1～第4板19、21、23、24的上下方流动来通过反应室2，故能够保证气体在反应室2的水平方向顺畅流动。
另外，本实施例的光纤母材制造装置，具有包括第1空气滞留部15及第1鼓风机17的气体送出机构，由于该气体送出机构使在反应室2的上面壁1a附近流动的空气与在其他部分流动的空气相比能以高速流动，故即使包含在芯层用燃烧器7及包层用燃烧器6的火焰30、31中的玻璃微粒不附着在基棒10上而上升，该玻璃微粒在附着于反应室2的上壁之前，也会由上述的高速空气流吹到下流侧。
另外，本实施例的光纤母材制造装置，因为配置在反应室2内的另一侧的排气部35的排气截面积、随着向排气口35a方向而逐渐缩小，所以提高了排气部35的吸引力，可高效地排出空气。此外，排气部35也可具有排气泵，由该泵强制地排出空气。
另外，在本实施例的光纤母材制造装置中，由于其反应室2被分隔壁5划分为收容包层用燃烧器6的包层形成空间部3、和收容芯层用燃烧器7的芯层形成空间部4，故即使是空气产生从排气部35侧向芯层用燃烧器7方向的循环流的情况，也可防止该循环流到达芯层形成空间部4。从而，能够减少由上述循环流产生的芯层用燃烧器7的火焰31的紊乱。
下面，参照图3对本发明的光纤母材制造装置的实施例2进行说明。此外，对与实施例1相同的部件，使用相同符号并省略其说明。
本实施例的光纤母材制造装置，具有中空状的反应容器51。反应容器51，在其内部具有形成基棒10的反应室2、空气滞留室14、排气部52、及基棒收容室8。空气滞留室14位于反应室2的一侧，排气部52位于反应室2的另一侧，基棒收容室8位于反应室2的上方。上述的空气滞留室14由设在反应室2的整个一端面上的过滤器13与隔壁形成。另外，排气部52，在反应室2的相反侧的端面的中央部具有排气口35a，并其排气路36的流路截面积具有随着从反应室2侧向排气口35a而缩小的形状。反应容器1的上面壁1a，从空气滞留室14向反应室2沿水平方向形成，但在排气部52处，随着向其排气口35a方向而朝向下降的方向倾斜。
在上述反应室2内设有包层用燃烧器6与芯层用燃烧器7。在包层用燃烧器6的上方设有第1挡板19，在包层用燃烧器6的下方设有第2挡板21。第2挡板21被设在靠近包层形成区域A的高度位置。
并且，在第2挡板21与芯层用燃烧器7之间设有第5挡板53。第5挡板53被设在靠近芯层形成区域B的高度位置。
上述各挡板19、21、53均朝向水平方向配置，并分别形成有圆弧状的缺口部19a、21a、53a。各缺口19a、21a、53a的半径，根据与其邻接的基棒10的直径，以将从这些挡板19、21、53与基棒10的间隙漏出的空气量抑制在最小限度的方式进行设定。
另一方面，在反应室2的另一侧设有第3挡板23及第4挡板24。第3挡板23被设在与上述第1挡板19的高度位置相同的高度位置，第4挡板24被设在与上述第2挡板21的高度位置相同的高度位置。这些第3挡板23及第4挡板24也形成有圆弧状的缺口部23a、24a，并以这些缺口部23a、24a包围基棒10的局部棒体部的方式配置挡板23、24。这些缺口部23a、24a的半径也根据基棒10的直径来设定。
另外，在排气部52的排气路36内设有遮蔽板54。遮蔽板54从排气路36的下面壁的中途部分向反应室2侧朝向水平方向设置，以遮挡空气向反应容器1的底部的芯层用燃烧器7的循环流。其他的结构与实施例1相同。
下面，对该光纤母材制造装置的步骤进行说明。首先，将未图示的初始棒安装在提升装置上，并设置该初始棒的下端位于芯层形成区域B。然后，驱动第1鼓风机17及第2鼓风机18，分别将大气中的空气送至空气滞留室14的第1空气滞留部15及第2空气滞留部16。然后，从第1空气滞留部15将比较高的速度的空气送至反应室2，另一方面从第2空气滞留部16将比较低速的空气送至反应室2。据此，由于高速的空气在靠近上面壁1a附近流动，故可防止玻璃微粒附着在上面壁1a上。
另外，从第2空气滞留部1 6送至反应室2的空气，由第1～第3挡板19、21、53而沿水平方向顺畅地向反应室2的另一侧移动，此时，通过将这些空气的一部分吹到包层用燃烧器6及芯层用燃烧器7上而冷却两燃烧器6、7。另外，一部分空气在流入包层形成区域A及芯层形成区域B后，其流动方向一边被配置在反应室2的另一侧的第3挡板23及第4挡板24调整为水平方向、一边通过排气部35排出到机外。
如上所述，当空气被送至包层形成空间部3时，则在规定的时刻将芯层用燃烧器7及包层用燃烧器6点火，向芯层形成区域B及包层形成区域A喷出含有玻璃微粒的火焰31、30。然后，通过一边使玻璃微粒附着及堆积一边进行提升，而形成规定直径(层厚)的基棒10。
但是，当向包层形成区域A及芯层形成区域B喷出各燃烧器6、7的火焰30、31时，在反应室2内沿水平方向流动的空气，在通过各形成区域A、B附近时，被火焰30、31加热而产生热膨胀并上升。但是，在该空气的上升方向上，由于在从基棒10观察的上游侧设有由第1、第2、第5挡板19、21、53构成的3级挡板，并且，在从基棒10观察的下游侧设有由第3、第4挡板23、24构成的2级挡板，故上述空气碰到上述第1～第5挡板19、21、23、24、53上，来抑制这些空气的上升。并且，通过在各挡板19、21、23、24、53上分别形成与基棒10的直径相对应的缺口部19a、21a、23a、24a、53a，而减小这些挡板与基棒10的间隙，因此在整个反应室2内进一步抑制了空气的上升。
这样通过由第1～第5挡板19、21、23、24、53及缺口部19a、21a、23a、24a、53a来抑制空气的上升，可防止空气的流动状态的大幅度的破坏。另外，由于遮蔽板54防止来自排气部52的循环流，故可抑制由该循环流、即空气的上升流产生的各燃烧器6、7的火焰30、31的上升及紊乱，其结果，形成由高密度的稳定的玻璃微粒产生的包层12及芯层11。其他的步骤与实施例1相同。
此外，上述的各挡板也可未必完全朝向水平方向配置，也可在有效地抑制反应室2内流动的空气上升的范围内适当地倾斜。
另外，以上所示的实施例的作用及效果仅是一例，本发明并不限定于此。

Claims (19)

1.一种光纤母材制造装置，使玻璃微粒堆积而形成由芯层及包层构成的双层圆柱结构的基棒，其特征在于，包括：
具有形成所述基棒的反应室、并使气体从该反应室的一侧向另一侧沿水平方向流动的反应容器，和
通过从所述反应室的一侧向芯层形成区域喷出含有所述玻璃微粒的火焰而形成所述芯层的芯层用燃烧器，和
通过从所述反应室的一侧向包层形成区域喷出含有所述玻璃微粒的火焰而在所述芯层的周围形成所述包层的包层用燃烧器，和
为了使所述基棒的前端部及棒体部分别位于所述芯层形成区域及所述包层形成区域、而一边使所述基棒旋转一边提升的提升机构；
在所述反应室内的所述包层用燃烧器的配置位置的上方，设有抑制在该反应室内流动的气体上升的挡板。
2.如权利要求1所述的光纤母材制造装置，其特征在于：所述挡板朝向水平方向配置。
3.如权利要求1所述的光纤母材制造装置，其特征在于：在所述挡板上，形成有包围所述基棒的局部棒体部的缺口部。
4.如权利要求1所述的光纤母材制造装置，其特征在于：所述挡板，被设置在所述基棒的上游一侧。
5.如权利要求4所述的光纤母材制造装置，其特征在于：所述挡板，被多级设置在所述基棒的上游一侧，并至少在包层用燃烧器的上方位置、和该包层用燃烧器与所述芯层用燃烧器之间的位置分别配置1个以上。
6.如权利要求5所述的光纤母材制造装置，其特征在于：在所述各级的挡板上，形成有包围所述基棒的局部棒体部的缺口部。
7.如权利要求6所述的光纤母材制造装置，其特征在于：所述各级的挡板的缺口部的大小被设定为与各级所处的基棒的直径相对应。
8.如权利要求4所述的光纤母材制造装置，其特征在于：具有将所述反应室内的气体的流动方向从该反应室的宽度方向的外侧向所述基棒所处位置的内侧改变的风向部件。
9.如权利要求1所述的光纤母材制造装置，其特征在于：所述挡板被设置在所述基棒的下游一侧。
10.如权利要求9所述的光纤母材制造装置，其特征在于：所述挡板，多级设置在所述基棒的下游一侧，并至少在包层用燃烧器的上方位置、和该包层用燃烧器与所述芯层用燃烧器之间的位置分别设置1个以上。
11.如权利要求10所述的光纤母材制造装置，其特征在于：在所述各级的挡板上，形成有包围所述基棒的局部棒体部的缺口部。
12.如权利要求11所述的光纤母材制造装置，其特征在于：所述各级的挡板的缺口部的大小被设定为与各级所处的基棒的直径相对应。
13.如权利要求1所述的光纤母材制造装置，其特征在于：包括被设置在所述反应室内的另一侧、使排气流路截面积呈随着向排气口的方向而逐渐减小的形状的排气部。
14.一种光纤母材制造装置，使玻璃微粒堆积而形成由芯层及包层构成的双层圆柱结构的基棒，其特征在于，包括：
具有形成所述基棒的反应室，并使气体从该反应室内的一侧向另一侧沿水平方向流动的反应容器，和
通过从所述气体的上游侧向芯层形成区域喷出含有所述玻璃微粒的火焰而形成所述芯层的芯层用燃烧器，和
通过从所述气体的上游侧向包层形成区域喷出含有所述玻璃微粒的火焰而在所述芯层的周围形成所述包层的包层用燃烧器，和
为了使所述基棒的前端部及棒体部分别位于所述芯层形成区域及所述包层形成区域、而一边使所述基棒旋转一边提升的提升机构，和
使在所述反应室的上面壁附近流动的气体以与在其他部分流动的气体相比较高的速度进行流动的气体送出机构。
15.如权利要求14所述的光纤母材制造装置，其特征在于：在从所述基棒观察的反应室的另一侧，设有减少朝向上述芯层用燃烧器的气体循环流的遮蔽部件。
16.如权利要求14所述的光纤母材制造装置，其特征在于：所述反应室被划分为收容包层用燃烧器的包层形成空间部、和收容芯层用燃烧器的芯层形成空间部。
17.如权利要求14所述的光纤母材制造装置，其特征在于：具有被设置在所述反应室内的另一侧、排气流路截面积呈随着向排气口的方向逐渐减小的形状的排气部。
18.一种光纤母材制造装置，使玻璃微粒堆积而形成由芯层及包层构成的双层圆柱结构的基棒，其特征在于，包括：
具有形成所述基棒的反应室，并使气体从所述反应室内的一侧向另一侧沿水平方向流动的反应容器，和
通过从所述气体的上游侧向芯层形成区域喷出含有所述玻璃微粒的火焰而形成所述芯层的芯层用燃烧器，和
通过从所述气体的上游侧向包层形成区域喷出含有所述玻璃微粒的火焰而在所述芯层的周围形成所述包层的包层用燃烧器，和
为了使所述基棒的前端部及棒体部分别位于所述芯层形成区域及所述包层形成区域、而一边使所述基棒旋转一边提升的提升机构，和
为了沿水平方向维持所述反应室内的气体的流动方向，而水平配置在所述反应室内的挡板，和
使在所述反应室的上面壁附近流动的气体以与在其他部分流动的气体相比较高的速度进行流动的气体送出机构；
所述反应室被划分为收容包层用燃烧器的包层形成空间部、和收容芯层用燃烧器的芯层形成空间部。
19.如权利要求18所述的光纤母材制造装置，其特征在于：具有被设置在所述反应室内的另一侧、排气流路截面积呈随着向排气口的方向逐渐减小的形状的排气部。
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