DE102016105519A1

DE102016105519A1 - Sintervorrichtung und Sinterverfahren

Info

Publication number: DE102016105519A1
Application number: DE102016105519.0A
Authority: DE
Inventors: Kazuya Uchida; Tetsuya Otosaka
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2015-03-24
Filing date: 2016-03-24
Publication date: 2016-09-29
Also published as: CN106007356B; US20160280583A1; CN106007356A; US9751796B2

Abstract

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Sintervorrichtung zum Sintern eines porösen Glasbasismaterials bereitgestellt, mit: einem Ofenkernrohr, das von Heizeinrichtungen umgeben ist, wobei das Ofenkernrohr das poröse Glasbasismaterial aufnimmt, einem Deckelelement mit einem Einführungsloch, durch das eine mit dem porösen Glasbasismaterial verbundene Haltestange eingeführt wird, wobei das Deckelelement an einem Ende des Ofenkernrohrs montiert ist, einer Dichtungskammer mit einer Zufuhröffnung, über die Dichtungsgas zugeführt wird, und einer Auslassöffnung, über die das Dichtungsgas ausgegeben wird, wobei die Dichtungskammer am Deckelelement bereitgestellt wird und das Einführungsloch abdeckt, und einem zylinderförmigen Element, das veranlasst, dass eine Druckdifferenz zwischen dem Gas im Inneren des Ofenkernrohrs und Gas im Inneren der Dichtungskammer erzeugt wird, während die Haltestange durch das zylinderförmige Element in die Dichtungskammer eingeführt ist.

Description

HINTERGRUND
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sintervorrichtung und ein Verfahren zum Sinter eines porösen Glasbasismaterials.
2. Stand der Technik
Es sind VAD-, OVD- und ähnliche Verfahren als Herstellungsverfahren für ein Glasbasismaterial für eine Lichtleitfaser bekannt. Bei diesen Verfahren werden zunächst Glasmikropartikel durch Hydrolysebrennen eines Glasrohmaterials in einer Flamme erzeugt. Als nächstes wird ein poröses Glasbasismaterial durch Anlagern der erzeugten Glasmikropartikel auf einem rotierenden Targetstab ausgebildet. Außerdem wird das poröse Glasbasismaterial bei 1400°C bis 1600°C gesintert und wird ein transparentes Glasbasismaterial für eine Lichtleitfaser erhalten.
Das poröse Glasbasismaterial wird in einer Atmosphäre mit einer spezifischen Zusammensetzung gesintert. Wenn während des Sinterns in einer Sintervorrichtung Außenluft in ein Ofenkernrohr eintritt, das das poröse Glasbasismaterial aufnimmt, würde die Qualität des hergestellten transparenten Glasbasismaterials abnehmen. Außerdem würde, wenn die Atmosphäre innerhalb des Ofenkernrohrs nach außen entweicht, die Umgebung kontaminiert. Hierzu sind verschiedene Strukturen vorgeschlagen worden, um das Ofenkernrohr in der Sintervorrichtung abzudichten (vergl. beispielsweise Patentdokument 1).
[Dokument des Stands der Technik]
[Patentdokument]

[Patentdokument 1] Japanische Patentanmeldung Nr. 2002-226218

Kurzbeschreibung der Erfindung
Eine Struktur zum Abdichten eines Ofenkernrohrs während des Sinterns ist aufgrund seiner komplizierten Natur schwer montierbar und auch nicht einfach betreibbar.
Ferner nimmt die Luftdichtheit aufgrund einer Qualitätsabnahme von Komponenten mit zunehmender Betriebszeit der Sintervorrichtung ab. Daher ist eine einfache und langlebige Struktur gesucht worden, um zu verhindern, dass während des Sinterns Außenluft in das Ofenkernrohr eindringt, und zu verhindern, dass das Gas vom Inneren des Rohrs entweicht.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Sintervorrichtung zum Sintern eines porösen Glasbasismaterials bereitgestellt, mit: einem Ofenkernrohr, das von Heizeinrichtungen umgeben ist und das poröse Glasbasismaterial aufnimmt, einem Deckelelement, das an einem Ende des Ofenkernrohrs montiert ist, und in dem ein Einführungsloch ausgebildet ist, durch das eine mit dem porösen Glasbasismaterial verbundene Haltestange eingeführt wird, einer Dichtungskammer, die am Deckelelement vorgesehen ist und das Einführungsloch abdeckt und eine Zufuhröffnung, über die ein Dichtungsgas eingeleitet wird, und eine Auslassöffnung aufweist, über die das Dichtungsgas ausgegeben wird, und einem zylinderförmigen Element, das veranlasst, dass eine Druckdifferenz von Atmosphären zwischen dem Gas im Inneren des Ofenkernrohrs und dem Gas im Inneren der Dichtungskammer erzeugt wird, während die Haltestange durch das zylinderförmige Element im Inneren der Dichtungskammer eingeführt ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Sinterverfahren zum Aufnehmen und Sintern eines porösen Glasbasismaterials in einem Ofenkernrohr bereitgestellt, mit den Schritten: Erwärmen des im Ofenkernrohr aufgenommenen porösen Glasbasismaterials durch Heizeinrichtungen, die das Ofenkernrohr umgeben, während der Druck eines Gases im Inneren des Ofenkernrohrs auf einem Wert gehalten wird, der höher ist als der Atmosphärendruck, Ausgeben eines Teils des Gases im Inneren des Rohrs durch einen Zwischenraum zwischen einer mit dem porösen Glasbasismaterial verbundenen Haltestange und einem an einem Ende des Ofenkernrohrs montierten Deckelelement, das ein Einführungsloch aufweist, durch das die Haltestange eingeführt wird, und durch einen Zwischenraum zwischen der Haltestange und einem zylinderförmigen Element, durch das die Haltestange eingeführt wird, in eine Dichtungskammer, die am Deckelelement bereitgestellt wird und das Einführungsloch abdeckt, und Ausgeben eines Teils des Gases im Inneren des Rohrs, das in die Dichtungskammer ausgegeben wird, von einer Auslassöffnung in der Dichtungskammer zur Außenseite zusammen mit Dichtungsgas, das von einer in der Dichtungskammer bereitgestellten Zufuhröffnung zugeführt wird.
Die vorstehende Kurzbeschreibung der Erfindung beschreibt nicht alle Merkmale der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung kann auch eine Teilkombination der vorstehend beschriebenen Merkmale sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine schematische Querschnittansicht zum Darstellen einer Struktur einer Sintervorrichtung 10;
2 zeigt ein Diagramm zum Darstellen einer Dichtungsstruktur der Sintervorrichtung 10;
3 zeigt einen Graphen zum Darstellen der Beziehung zwischen Innendrücken eines Ofenkernrohrs 12 und den Durchflussraten eines in Richtung zur zylinderförmigen Kammer 24 strömenden Gases; und
4 zeigt ein schematisches Diagramm zum Darstellen einer Konfiguration eines zylinderförmigen Elements 25.
Beschreibung exemplarischer Ausführungsformen
Nachstehend werden einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen sollen die gemäß den Ansprüchen definierte Erfindung nicht einschränken, und für Aspekte der Erfindung sind nicht notwendigerweise alle Kombinationen der in Verbindung mit den Ausführungsformen beschriebenen Merkmale wesentlich.
1 zeigt eine schematische Querschnittansicht zum Darstellen einer Struktur der Sintervorrichtung 10. Die Sintervorrichtung 10 weist Heizeinrichtungen 11, das Ofenkernrohr 12 und ein Rotationsspannfutter 15 auf. Außerdem sind ein Deckelelement 18, die zylinderförmige Kammer 24, das zylinderförmige Element 25 und ein oberes Deckelelement 13 in der Zeichnung am oberen Ende des Ofenkernrohrs 12 angeordnet.
Das Ofenkernrohr 12 hat eine vertikal längliche zylindrische Form mit einem Innendurchmesser und einer Länge, die dafür geeignet sind, ein poröses Glasbasismaterial 16 aufzunehmen. Die Heizeinrichtungen 11 sind derart angeordnet, dass sie das Ofenkernrohr 12 lateral umgeben. Eine Gaseinleitungsöffnung 17 ist an einem Boden des Ofenkernrohrs 12 angeordnet, um ein Gas in das Innere des Ofenkernrohres 12 zuzuführen, das eine Atmosphäre bilden soll, wenn das poröse Glasbasismaterial 16 gesintert wird. Beim Sintern des porösen Glasbasismaterials 16 in der Sintervorrichtung 10 ist der Innenraum des Ofenkernrohrs 12 durch ein Gas wie He und dergleichen als Basisgase gefüllt.
Das Rotationsspannfutter 15 ist in der Zeichnung über dem Ofenkernrohr 12 angeordnet und hält einen oberen Abschnitt der Haltestange 14, der mit dem im Ofenkernrohr 12 aufgenommenen porösen Glasbasismaterial 16 verbunden ist. Außerdem hebt das Rotationsspannfutter 15 die eingespannte Stange 14 an und senkt sie ab und dreht das poröse Glasbasismaterial 16 um die Haltestange 14. Dadurch kann das gesamte poröse Glasbasismaterial 16 effizient und gleichmäßig erwärmt werden.
Eine Dichtungsstruktur, die das Ofenkernrohr 12 abdichtet, das das poröse Glasbasismaterial 16 aufnimmt, ist an einem oberen Ende des Ofenkernrohrs 12 ausgebildet. In der dargestellten Sintervorrichtung 10 ist das Deckelelement 18 am oberen Ende des Ofenkernrohrs 12 angeordnet. Ein Einführungsloch, durch das die Haltestange 14 eingeführt wird, ist ungefähr in der Mitte des Deckelelements 18 ausgebildet. Außerdem ist eine Gasauslassöffnung 21 zum Verbinden des Innenraums mit dem Außenraum des Ofenkernrohrs 12 am Deckelelement 18 ausgebildet.
Das zylinderförmige Element 25 und die zylinderförmige Kammer 24, die die Dichtungsstruktur bilden, sind in der Zeichnung auf der Oberseite des Deckelelements 18 angeordnet. Die Haltestange 14 wird ungefähr an der Mitte des zylinderförmigen Elements 25 eingeführt.
Die zylinderförmige Kammer 24 ist in der Zeichnung an der Oberseite des Deckelelements 18 angeordnet und deckt das zylinderförmige Element 25 ab. Außerdem ist das obere Ende der zylinderförmigen Kammer 24 im oberen Deckelelement 13 geschlossen. Die Haltestange 14 wird außerdem durch das obere Deckelelement 13 eingeführt. Die zylinderförmige Kammer 24 und das obere Deckelelement 13 bilden eine Dichtungskammer am oberen Abschnitt des Ofenkernrohrs 12.
2 zeigt eine vergrößerte Ansicht der am oberen Abschnitt des Ofenkernrohrs 12 in der Sintervorrichtung 10 ausgebildeten Dichtungsstruktur. Komponenten, die denjenigen von 1 gleichen, sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht wiederholt beschrieben.
Die am Deckelelement 18 bereitgestellte Gasauslassöffnung 21 verbindet den Innenraum des Ofenkernrohrs 12 mit dem Außenraum und gibt das Gas im Inneren des Ofenkernrohrs vom Inneren des Ofenkernrohrs 12 nach außen aus. Dadurch kann beispielsweise, wenn der Gasdruck im Inneren des Ofenkernrohrs 12 stark ansteigt, die Auswirkung auf das Ofenkernrohr 12 verringert werden. Das über die Gasauslassöffnung 21 ausgegebene Gas im Inneren des Rohrs wird zu einer Auslasseinrichtung und einer Abgasbehandlungsvorrichtung geführt, die in den Zeichnungen nicht dargestellt sind.
Die zylinderförmige Kammer 24 weist an Seitenflächen eine Zufuhröffnung 22, über die Dichtungsgas zugeführt wird, und eine Auslassöffnung 23 auf, über die das zugeführte Dichtungsgas ausgegeben wird. Das Dichtungsgas kann beispielsweise Atmosphärenluft sein. Das über die Auslassöffnung 23 ausgegebene Gas enthält das Dichtungsgas sowie das Gas im Inneren des Rohrs, das aus dem Ofenkernrohr 12 zur zylinderförmigen Kammer 24 entweicht. Daher wird das über die Auslassöffnung 23 ausgegebene Gas zur Auslasseinrichtung und zur Abgasbehandlungsvorrichtung geführt, die in den Zeichnungen nicht dargestellt sind.
Das zylinderförmige Element 25 hat eine vertikal längliche zylindrische Form. Die zylinderförmige Kammer 24 hat einen Innendurchmesser und eine Höhe, die größer sind als ein Außendurchmesser und eine Höhe des zylinderförmigen Elements 25. Daher bewegt sich das zylinderförmige Element 25 in der zylinderförmigen Kammer 24 glatt entlang der Haltestange 14 im Inneren der zylinderförmigen Kammer 24.
Bei der Sintervorrichtung 10 mit einer derartigen vorstehend beschriebenen Dichtungsstruktur wird beim Sintern des porösen Glasbasismaterials 16 der Druck im Inneren des Ofenkernrohrs 12 auf einem Wert gehalten, der höher ist als der Atmosphärendruck. Daher wird in der Sintervorrichtung 10 über einen Zwischenraum zwischen dem Einführungsloch 19 des Deckelelements 18 und der Haltestange 14 und einen Zwischenraum zwischen einer Innenfläche eines Durchgangslochs 26 des zylinderförmigen Elements 25 und der Haltestange 14 das poröse Glasbasismaterial 16 gesintert, während ein Teil des Gases im Inneren des Ofenkernrohrs 12 vom Ofenkernrohr 12 in die zylinderförmige Kammer 24 strömt.
Bei der Sintervorrichtung 10 wird in einem Zustand, in dem die Haltestange 14 durch das zylinderförmige Element 25 eingeführt ist, eine Druckdifferenz Δp zwischen dem auf das zylinderförmige Element 25 in der Nähe der Seite des Ofenkernrohrs 12 ausgeübten Druck und dem auf das zylinderförmige Element 25 in der Nähe der Seite der zylinderförmigen Kammer 24 ausgeübten Druck durch den folgenden Ausdruck 1 dargestellt, wobei eine Länge der zylinderförmigen Kammer 24 L ist.
Es wird darauf hingewiesen, dass die einzelnen Symbole in dem vorstehenden Ausdruck 1 die folgenden Werte darstellen.

λ:: Rohrreibungskoeffizient;
ρ:: Dichte des Gases im Inneren des Rohrs;
u:: Strömungsgeschwindigkeit des durch einen Zwischenraum zwischen dem zylinderförmigen Element und der Haltestange strömenden Gases; und
S:: hydrodynamischer entsprechender Bereich.

Hierbei wird der hydrodynamische entsprechende Bereich S durch den folgenden Ausdruck 2 dargestellt, wobei eine Durchflusspfadfläche durch A und eine benetzte Umfangslänge durch s bezeichnet ist. Es wird darauf hingewiesen, dass die benetzte Umfangslänge s in einem Strömungsquerschnitt eine Summe aus einer Länge einer Außenwandfläche der Haltestange und einer Länge einer Innenwandfläche der mit der Strömung in Kontakt stehenden zylinderförmigen Kammer ist. S = 4· A / s Ausdruck 2
Außerdem werden die Strömungspfadfläche A und die benetzte Umfangslänge s durch die folgenden Ausdrücke 3 bzw. 4 dargestellt, wobei ein Durchmesser der Haltestange 14 D und ein Lochdurchmesser des zylinderförmigen Elements d sind. A = ( D / 2)² + ( d / 2)² Ausdruck 3 s = π·(D + d) Ausdruck 4
Außerdem wird eine Strömungsgeschwindigkeit u des durch den Zwischenraum zwischen dem zylinderförmigen Element 25 und der Haltestange 14 strömenden Gases durch den folgenden Ausdruck 5 dargestellt, wobei eine Durchflussrate des durch den Zwischenraum strömenden Gases durch q bezeichnet ist. u = q / A Ausdruck 5
Daher können unter Verwendung der vorstehenden Ausdrücke 1 bis 5 zum Bestimmen der Druckdifferenz zwischen dem Atmosphärendruck und dem Innendruck des Ofenkernrohrs 12, der Länge des zylinderförmigen Elements 25 und des Durchmessers des Durchgangslochs 26 das Gas innerhalb des Ofenkernrohrs 12 derart gesteuert werden, dass es mit einer vorgegebenen Durchflussrate vom Ofenkernrohr 12 in Richtung zur zylinderförmigen Kammer 24 strömt. In diesem Fall wird der Wert des Durchmessers D der Haltestange gemäß dem Design der Vorrichtung, wie beispielsweise der mechanischen Festigkeit und dergleichen, bestimmt.
Wenn beispielsweise D = 40 mm beträgt, ist, wenn die Durchflussrate des im Zwischenraum strömenden Gases auf 0,1 l/min eingestellt werden soll und die Druckdifferenz auf 500 Pa eingestellt werden soll, der Lochdurchmesser d des zylinderförmigen Elements 40,17 mm (d = 40,17 mm). Ein kleiner Lochdurchmesser des zylinderförmigen Elements und ein schmaler Zwischenraum zwischen der Haltestange und dem zylinderförmigen Element sind bevorzugt, um eine große Druckdifferenz zu erhalten. Hinsichtlich der Fertigungsgenauigkeit des Außendurchmessers der Haltestange und der Fertigungsgenauigkeit des Lochs des zylinderförmigen Elements ist es jedoch bevorzugt, eine untere Grenze für die Differenz zwischen dem Lochdurchmesser d des zylinderförmigen Elements und dem Durchmesser D der Haltestange auf etwa 0,1 mm (d – D = 0,1 mm) festzulegen.
In dieser Ausführungsform wurde, wenn der Außendurchmesser der Haltestange 14 40 mm betrug, im zylinderförmigen Element ein Abstand zwischen einer Innenfläche des Einführungslochs 19, durch das die Haltestange 14 eingeführt wurde, und der Haltestange 14 auf einen Bereich von nicht weniger als 0,1 mm und nicht mehr als 0,15 mm eingestellt. Falls der Abstand kleiner ist als 0,1 mm, wird die Wahrscheinlichkeit groß, dass das zylinderförmige Element 25 und die Haltestange 4 miteinander in Kontakt kommen, so dass ein Problem dahingehend besteht, dass ein glattes Anheben und Absenken der Haltestange 14 behindert werden können.
Andererseits tritt, wenn der vorstehend beschriebene Zwischenraum größer ist als 0,15 mm, das Dichtungsgas in der zylinderförmigen Kammer 24 leicht vom Zwischenraum zwischen dem zylinderförmigen Element 25 und der Haltestange 14 in das Ofenkernrohr 12 ein. Aus einem ähnlichen Gesichtspunkt kann das Eintreten des Dichtungsgases in das Ofenkernrohr 12 effektiv verhindert werden, indem die Länge des zylinderförmigen Elements 25 auf nicht weniger als 100 mm eingestellt wird.
Es wird darauf hingewiesen, dass es hinsichtlich einer glatten Relativbewegung zwischen der Haltestange 14 und dem zylinderförmigen Element 25 bevorzugt ist, den vertikalen Freiheitsgrad der Innenfläche des Durchgangslochs 26 im zylinderförmigen Element 25 bezüglich der mit der Oberseite des Deckelelements 18 in Kontakt stehenden Oberfläche auf nicht mehr als 0,01 mm einzustellen.
Andererseits ist es hinsichtlich einer Absperrung des Gasstroms zwischen der zylinderförmigen Kammer 24 und dem Ofenkernrohr 12 wünschenswert, wenn die Oberseite des Deckelelements 18 an einer Unterseite des zylinderförmigen Elements 25 anhaftet. Aus diesem Gesichtspunkt ist eine Oberflächenrauheit der Oberfläche, an der das Deckelelement 18 und das zylinderförmige Element 25 miteinander in Kontakt stehen, vorzugsweise nicht größer als 2,0 Ra.
Auch hinsichtlich einer glatten Verschiebung des zylinderförmigen Elements 25 bezüglich der Haltestange 14 sollte das zylinderförmige Element 25 vorzugsweise bezüglich der Haltestange 14 mindestens an der Innenfläche des Durchgangslochs 26 geschmiert sein. Außerdem wird die Temperatur der Haltestange 14 hoch, insbesondere wenn die Haltestange 14 aus dem Ofenkernrohr 12 angehoben wird. Daher ist das zylinderförmige Element 25 vorzugsweise hitzebeständig für die Temperatur der Haltestange 14. Ein Beispiel eines Materials mit derartigen Eigenschaften ist massives Kohlenstoffmaterial.
In dem vorstehend beschriebenen Beispiel werden die zylinderförmige Kammer 24 und das zylinderförmige Element 25 als die Dichtungskammer bzw. als das Dichtungselement verwendet. Natürlich sind die Formen der Dichtungskammer und des Dichtungselements nicht auf zylindrische Formen beschränkt.
[Versuchsbeispiel]
Das zylinderförmige Element 25 mit einem Lochdurchmesser von 40,14 mm und einer Länge von 150 mm wurde hergestellt und in einer auf einem oberen Deckel eines Ofenkernrohrs angeordneten zylinderförmigen Kammer angeordnet. Es wird darauf hingewiesen, dass der Außendurchmesser der Haltestange auf 40 mm (Konstruktionswert) eingestellt wurde. Die Durchflussrate des in einem Zwischenraum zwischen der Haltestange 14 und dem Durchgangsloch 26 des zylinderförmigen Elements 25 strömenden Gases wurde gemessen, während der Innendruck des Ofenkernrohrs 12 geändert wurde.
3 zeigt einen Graphen zum Darstellen eines Messergebnisses für die vorstehenden Messungen. Wie in der Zeichnung dargestellt ist, zeigt sich, dass es eine hohe Korrelation zwischen dem Innendruck des Ofenkernrohrs 12 und der Gasdurchflussrate gibt und der Druck innerhalb des Ofenkernrohrs 12 durch Steuern der Gasdurchflussrate geregelt werden kann. Daher sollte die Durchflussrate des Gases innerhalb des Ofenkernrohres, das vom Ofenkernrohr 12 in Richtung zur zylinderförmigen Kammer 24 strömt, vorzugsweise derart gesteuert werden, dass eine vorgegebene Durchflussrate erhalten wird.
Es wird darauf hingewiesen, dass, wenn der Innendruck des Ofenkernrohrs auf einen Überdruck von etwa 1000 Pa bis 2000 Pa eingestellt ist, sich zeigt, dass die Durchflussrate des im Zwischenraum strömenden Gases ebenfalls reduziert und ein Langzeiteinsatz erzielt werden kann. Als Ergebnis des Sinterns des porösen Glasbasismaterials, während der Innendruck des Ofenkernrohrs von 1000 Pa aufrechterhalten wird, zeigt sich, dass hinsichtlich der optischen Eigenschaften des erhaltenen Glasbasismaterials kein Problem auftritt.
Auf diese Weise kann, wenn in der Sintervorrichtung 10 der Zwischenraum (Abstand) zwischen dem Loch des innerhalb der zylinderförmigen Kammer auf dem oberen Deckel angeordneten zylinderförmigen Elements und der Haltestange auf 0,1 mm bis 0,15 mm festgelegt wird, die Länge des zylinderförmigen Element auf nicht weniger als 100 mm festgelegt wird, das Gas vom Inneren des Ofenkernrohrs in Richtung zur zylinderförmigen Kammer strömt, und das Sintern ausgeführt wird, während das Gas über die Auslassöffnung der zylinderförmigen Kammer ausgegeben wird, verhindert werden, dass Außenluft über den Zwischenraum in das Ofenkernrohr eindringt, und kann das Sintern ohne negative Auswirkungen auf die Eigenschaften des Glasbasismaterials ausgeführt werden.
Der folgende Ausdruck 6 zeigt einen Zustand, in dem das zylinderförmige Element 25 durch den Druck des Gases innerhalb des Ofenkernrohrs 12 in der Sintervorrichtung 10 aufschwimmt. 4 zeigt ein Diagramm zum Darstellen von im Ausdruck 6 verwendeten Werten.

P_C: bezeichnet den Druck des Gases innerhalb des Rohrs, der veranlasst, dass das zylinderförmige Element 25 aufschwimmt;
D_B: bezeichnet den Innendurchmesser des Einführungslochs 19;
d: bezeichnet den Innendurchmesser des Durchgangslochs 26;
W: bezeichnet die Masse des zylinderförmigen Elements 25; und
g: bezeichnet die Erdbeschleunigung.

Wie vorstehend beschrieben wurde, schwimmt das zylinderförmige Element 25 auf, wenn der Druck des Gases im Inneren des Ofenkernrohrs 12 den Druck P_C erreicht. Dadurch strömt eine große Menge des Gases innerhalb des Ofenkernrohrs 12 durch einen breiten Zwischenraum zwischen der Oberseite des Deckelelements 18 und der Unterseite des zylinderförmigen Elements 25 vom Ofenkernrohr 12 in die zylinderförmige Kammer 24. Dadurch nimmt der Gasdruck im Inneren des Ofenkernrohrs 12 stark ab. Daher kann durch Einstellen der Masse des zylinderförmigen Elements 25 und dergleichen gemäß der Druckfestigkeit des Ofenkernrohrs 12 zum Begrenzen des oberen Grenzwertes des Innendrucks des Ofenkernrohrs 12 ein durch den Anstieg des Innendrucks verursachter Ausfall des Ofenkernrohrs 12 verhindert werden.
Obwohl spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, ist der technische Umfang der Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Für Fachleute ist ersichtlich, dass verschiedene Änderungen und Verbesserungen an den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können. Außerdem ist anhand des Inhalts der Ansprüche ersichtlich, dass die Ausführungsformen, an denen derartige Änderungen oder Verbesserungen vorgenommen wurden, innerhalb des technischen Umfangs der Erfindung enthalten sind.
Die Arbeitsvorgänge, Prozeduren, Schritte und Stufen jedes durch eine Vorrichtung, ein System, ein Programm und ein Verfahren ausgeführten Prozesses, die in den Ansprüchen, in den Ausführungsformen oder in den Diagrammen dargestellt sind, können in einer beliebigen Reihenfolge ausgeführt werden, solange die Reihenfolge nicht durch ”vor”, ”zuvor”, oder dergleichen festgelegt ist, und solange das Ausgangsprodukt eines vorangehenden Prozesses nicht in einem späteren Prozess verwendet wird. Auch wenn der Prozessablauf in den Ansprüchen, Ausführungsformen oder Diagrammen unter Verwendung von Phrasen wie ”zuerst” oder ”nächste” beschrieben ist, bedeutet dies nicht zwangsläufig, dass der Prozess in dieser Reihenfolge ausgeführt werden muss.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2002-226218 [0004]

Claims

Sintervorrichtung zum Sintern eines porösen Glasbasismaterials, mit: einem Ofenkernrohr, das von Heizeinrichtungen umgeben ist, wobei das poröse Glasbasismaterial im Ofenkernrohr aufgenommen ist; einem Deckelelement, das ein Einführungsloch aufweist, durch das eine mit dem porösen Glasbasismaterial verbundene Haltestange eingeführt wird, wobei das Deckelelement an einem Ende des Ofenkernrohrs montiert ist; einer Dichtungskammer, die eine Zufuhröffnung, über die ein Dichtungsgas eingeleitet wird, und eine Auslassöffnung zum Ausgeben des Dichtungsgases aufweist, wobei die Dichtungskammer am Deckelelement angeordnet ist und das Einführungsloch abdeckt; und einem zylinderförmigen Element, das veranlasst, dass eine Druckdifferenz zwischen Gas im Inneren des Ofenkernrohrs und Gas in der Dichtungskammer erzeugt wird, während die Haltestange durch das zylinderförmige Element in das Innere der Dichtungskammer eingeführt ist.
Sintervorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit: einer am Deckelelement vorgesehenen direkten Auslassöffnung, wobei vom Inneren des Ofenkernrohrs ausgegebenes Gas die direkte Auslassöffnung durchströmt.
Sintervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei, wenn die Druckdifferenz größer wird als ein vorgegebener Schwellenwert, das zylinderförmige Element sich vom Deckelelement löst, um die Druckdifferenz zu reduzieren.
Sintervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Zwischenraum zwischen dem zylinderförmigen Element und der Haltestange nicht kleiner ist als 0,1 mm und nicht größer als 0,15 mm, und eine Länge des zylinderförmigen Elements nicht kleiner ist als 100 mm.
Sintervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei im zylinderförmigen Element eine Oberflächenrauheit einer mit dem Deckelelement in Kontakt stehenden Kontaktfläche nicht größer ist als 2,0 Ra.
Sintervorrichtung nach Anspruch 5, wobei im zylinderförmigen Element ein vertikaler Freiheitsgrad einer Innenfläche eines Durchgangslochs, durch das die Haltestange eingeführt ist, bezüglich der Kontaktfläche nicht größer ist als 0,01 mm.
Sintervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei im Deckelelement eine Oberflächenrauheit einer mit dem zylinderförmigen Element in Kontakt stehenden Oberfläche nicht größer ist als 2,0 Ra.
Sinterverfahren für ein poröses Glasbasismaterial zum Aufnehmen und Sintern des porösen Glasbasismaterials in einem Ofenkernrohr, mit den Schritten: Erwärmen des im Ofenkernrohr aufgenommenen porösen Glasbasismaterials durch Heizeinrichtungen, die das Ofenkernrohr umgeben, während der Druck eines Gases im Inneren des Ofenkernrohrs auf einem Wert gehalten wird, der höher ist als ein Atmosphärendruck; Ausgeben eines Teils des Gases im Inneren des Ofenkernrohrs in eine Dichtungskammer, die an einem ein Einführungsloch abdeckenden Deckelelement bereitgestellt wird, über einen Zwischenraum zwischen einer mit dem porösen Glasbasismaterial verbundenen Haltestange und dem Deckelelement, das an einem Ende des Ofenkernrohrs montiert ist und das Einführungsloch aufweist, durch das die Haltestange eingeführt ist, und über einen Zwischenraum zwischen der Haltestange und einem zylinderförmigen Element, durch das die Haltestange eingeführt ist; Ausgeben eines Teils des Gases im Inneren des Ofenkernrohrs, das zur Dichtungskammer ausgegeben wurde, über eine an der Dichtungskammer bereitgestellte Auslassöffnung nach außen zusammen mit Dichtungsgas, das von einer an der Dichtungskammer bereitgestellten Zufuhröffnung zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, mit dem Schritt zum Steuern der Durchflussrate eines vom Ofenkernrohr in Richtung zur Dichtungskammer strömenden Gases auf eine vorgegebene Durchflussrate.