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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Glaspartikelabscheidungen durch ein Abscheiden von Glaspartikeln
auf einem Ausgangsstab in einer radialen Richtung des Ausgangsstabs,
während
der Ausgangsstab und die Brenner zum Synthetisieren von Glaspartikeln
relativ bewegt werden. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung
ein Verfahren zur Herstellung von Glaspartikelabscheidungen derart,
dass die Glaspartikelabscheidungen mit einem kleineren nicht effektiven bzw.
wirkungslosen Abschnitt erhalten werden können; eine Menge von abzuscheidenden
Glaspartikeln fein einstellbar bzw. anpassbar ist; und eine Abscheidungseffizienz
von Glaspartikeln hoch ist.
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Beschreibung des Stands
der Technik
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Es
gibt ein Verfahren zur Herstellung von großformatigen Vorformen optischer
Fasern mit hoher Geschwindigkeit (eine Mehrschichten-Rußabscheidung)
mit den Schritten, wie in 5 gezeigt, des
Anordnens einer Vielzahl von Glaspartikel synthetisierenden Brennern 7 an
vorbestimmten Intervallen gegenüber
einem Ausgangsstab 1 in einem Behälter 4, und des Abscheidens
von Glaspartikeln (Ruß)
in Schichten auf der Oberfläche
des Ausgangsstabs 1, während
der sich drehende Ausgangsstab 1 und eine Reihe von Brennern 7 relativ wechselseitig
bzw. reziprok bewegt werden, so dass eine Glaspartikelabscheidung
(Rußkörper) 6 erhalten wird. 5 zeigt
ein Beispiel des Ausgangsstabs 1 der vertikal reziprok
bewegt wird.
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Bei
dem Verfahren der Abscheidung von Glaspartikeln (Rußabscheidungsverfahren)
kann der relative Bewegungsabstand (kann auch der Durchlaufabstand
genannt werden) zwischen dem Ausgangsstab und den Brennern derart
festgelegt werden, dass er im Wesentlichen gleich dem Abstand zwischen
angrenzenden Brennern ist (nachstehend das Brennerintervall genannt),
um eine hohe Abscheidungseffizienz der Glaspartikel zu erhalten.
In diesem Fall besteht ein Problem, dass die Schwankung des äußeren Durchmessers
der Glaspartikelabscheidung (Rußkörper) in
einer Längsrichtung
des Rußkörpers auftritt.
Die Schwankung des äußeren Durchmessers
des Rußkörpers wird
durch die Tatsache verursacht, dass ein Moment entsteht, wenn die relative
Bewegung (kann auch der Durchlauf (traverse) genannt werden) zwischen
dem Ausgangsstab und den Brennern immer an einer Umkehrposition (kann
auch der Durchlauf-Endabschnitt genannt werden) der relativen Bewegung
anhält.
Die wirkliche Zeit zur Abscheidung des Rußes (nachstehend die Rußabscheidungszeit
genannt) an der Umkehrposition neigt nämlich dazu länger zu
werden, als es in einem normalen Abschnitt, wo die relative Bewegung bei
einem stabilen Zustand durchgeführt
wird, erforderlich ist. Ferner ist der Grad der Berührung der Brennerflamme
auf dem Rußkörper an
der Umkehrposition unterschiedlich von derjenigen des normalen Abschnitts.
In dem Fall, wo der relative Bewegungsabstand konstant ist, fällt die
Umkehrposition immer auf die gleiche Position des Ausgangsstabs,
so dass die Schwankung des Außendurchmessers
gefördert wird.
Im Allgemeinen wird mehr Ruß in
einem Abschnitt abschieden dessen Oberflächenbereich groß ist. Deshalb
wird, sobald der äußere Durchmesser
eines Abschnitts größer als
ein anderer Abschnitt wird, das Wachstum des Unterschieds des Außendurchmessers
zwischen ihnen beschleunigt.
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Um
eine Vorform für
eine optische Faser von guter Qualität zu erhalten ist es wichtig,
die Schwankung des äußeren Durchmessers
des Rußkörpers so weit
wie möglich
zu reduzieren, und verschiedene Verfahren wurden für den Zweck
vorgeschlagen.
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Zum
Beispiel wurde ein Verfahren des Reduzierens der Schwankung eines
derartigen äußeren Durchmessers
vorgeschlagen, durch ein Bewegen der Umkehrposition des Durchlaufs
in einer vorbestimmten Richtung für jede Runde bzw. Drehung,
und nachdem die Umkehrposition an eine vorbestimmte Position fortbewegt
wird, Bewegen der Umkehrposition des Durchlaufs in die entgegengesetzte
Richtung für
jede Drehung, bis die Umkehrposition des Durchlaufs an die Ausgangsposition
des Durchlaufs zurück
bewegt ist. Dieses Verfahren ermöglicht,
dass der Durchlaufendabschnitt des Durchlaufs sich über den
ganzen Rußkörper verteilt.
Deshalb sind die wirkliche Rußabscheidungszeit
und die Schwankung des Grades der Berührung der Brennerflammen auf dem
Rußkörper durchschnittlich über den
ganzen Rußkörper. Als
ein Ergebnis kann die Abscheidungsmenge des Rußes in seiner Längsrichtung
gleichmäßig sein
(Japanische Offenlegungsschrift Nr. Hei. 3-228845).
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Es
wurde ein anderes Verfahren des Reduzierens der Schwankung eines äußeren Durchmessers
mit der Japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei. 3-228845 als eine
Basis vorgeschlagen, durch ein Messen der Schwankung des äußeren Durchmessers
des ganzen Rußkörpers und
einem Durchführen,
durch einen Hilfsbrenner, der zusätzlichen Rußabscheidung in einem Abschnitt,
in dem die Abscheidungsquantität
des Rußkörpers klein
ist (Japanische Offenlegungsschrift Nr. Hei. 10-158025). Die Schwankung
des äußeren Durchmessers
wird unter Verwendung einer CCD-Kamera, die den ganzen Bereich des
Rußkörpers überwachen
kann, und einer zentralen Informationsverarbeitungseinheit gemessen.
Der Hilfbrenner zur Rußabscheidung
kann den ganzen Bereich des Rußkörpers unabhängig durchlaufen.
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Außerdem besteht
noch ein anderes Verfahren des Reduzierens eines Temperaturgradienten
in der Längsrichtung
des Rußkörpers zur
Zeit der Rußabscheidung,
durch ein Zuführen
von sauberer Luft an den ganzen Rußkörper in einer Richtung senkrecht
zu der Längsrichtung
des Rußkörpers, in
dem Fall, dass die Rußabscheidung
durchgeführt
wird, während
die Umkehrposition des Durchlaufs bewegt wird (Japanische Offenlegungsschrift
Nr. Hei. 4-260618).
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6 zeigt
eine Situation, in welcher die relative Position zwischen dem Ausgangsstab
und den Brennern mit der Zeit variiert, bei dem oben beschriebenen
Verfahren, und bei welcher der sich verjüngende Abschnitt bei dieser
Verfahrensart minimiert werden kann. In 6 sind Abschnitte
des äußersten Brenners 2 und
des zweiten Brenners 3 in einer Reihe von Brennern gezeigt.
Numerische Werte auf der rechten Seite deuten die Anzahl der abgeschiedenen Schichten
von Ruß auf
dem Ausgangsstab 1 an, während einer Folge von reziproken
Bewegungen, bis die Umkehrposition an die Ausgangsposition zurückgekehrt
ist. Da der durch den zweiten Brenner und danach ausgebildete Ruß in Abschnitten
unter 18 Schichten der 6 ausgebildet werden, bleibt die
Anzahl der Schichten konstant bei 20.
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In
dem Fall des Verfahrens des Bewegens der Umkehrposition des Durchlauf
s, wie in 6 gezeigt, verjüngt sich
jedoch der durch die Brenner, die an beiden Enden des Rußkörpers positioniert
sind, abgeschiedene Ruß nach
unten (weil die Anzahl der abgeschiedenen Schichten zu beiden Endabschnitten
des Rußkörpers) abnimmt.
Wie in 6 gesehen werden kann, obwohl die Anzahl der abgeschiedenen
Schichten lediglich in den Abschnitten abnimmt, in denen Ruß durch
die Brenner an beiden Enden abgeschieden wird, neigt auch der durch
einen Brenner, der an die Brenner an beiden Enden angrenzt, abgeschiedene
Ruß leicht
dazu, nach außen
entlang der sich verjüngenden
Form zu fliegen. Deshalb verjüngen
sich die meisten der durch die zweiten Brenner, die von beiden Enden
positioniert sind, abgeschiedenen Rußabschnitte, was die Ausbildung
nicht effektiver Abschnitte zur Folge hat.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von
Glaspartikelabscheidungen zu schaffen, derart, dass Glaspartikelabscheidungen
mit einem kleineren nicht effektiven Abschnitt erhalten werden können; eine
Menge von abzuscheidenden Glaspartikeln fein einstellbar ist; und
eine Abscheidungseffizienz von Glaspartikeln hoch ist.
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Als
ein Mittel zur Lösung
der vorhergehenden Probleme ist die Erfindung aus dem Folgenden, in
(1) bis (8) gezeigt, aufgebaut:
- (1) Ein Verfahren
zur Herstellung von Glaspartikelabscheidungen weist auf: Anordnen
einer Vielzahl von Glaspartikel synthetisierenden Brennern gegenüber einem
drehenden Ausgangsstab; relativ wechselseitiges Bewegen des Ausgangsstabs und
der Glaspartikel synthetisierenden Brenner parallel zu einer axialen
Richtung des Ausgangsstabs; Abscheiden von durch die Brenner auf
der Oberfläche
des Ausgangsstabs synthetisierten Glaspartikeln, wobei die relative
Bewegung angehalten und neu gestartet wird, während sie von einer Umkehrposition
zu der anderen Umkehrposition der wechselseitigen Bewegung gemacht
wird. Die relative Bewegung kann während einer wechselseitigen
Bewegung angehalten und neu gestartet werden.
- (2) Ein Verfahren zur Herstellung von Glaspartikelabscheidungen
wie in (1) beschrieben, bei dem die Vielzahl der Glaspartikel synthetisierenden Brenner
gleichmäßig in vorbestimmten
Brennerintervallen angeordnet sind.
- (3) Ein Verfahren zur Herstellung von Glaspartikelabscheidungen
wie in (2) beschrieben, bei dem die Vielzahl der Glaspartikel synthetisierenden Brenner
in einer Reihe parallel zu dem Ausgangsstab angeordnet sind.
- (4) Ein Verfahren zur Herstellung von Glaspartikelabscheidungen
wie in (2) beschrieben, bei dem eine Bewegungsstrecke in einer Richtung
der wechselseitigen Bewegung auf das Doppelte des Brennerintervals
oder kürzer
festgelegt ist.
- (5) Ein Verfahren zur Herstellung von Glaspartikelabscheidungen
wie in (4) beschrieben, bei dem die Bewegungsstrecke in der einen
Richtung der wechselseitigen Bewegung auf das im Wesentlichen Gleiche
oder im Wesentlichen Doppelte des Brennerintervals festgelegt ist.
- (6) Ein Verfahren zur Herstellung von Glaspartikelabscheidungen
wie in (1) bis (5) beschrieben, bei dem eine Strecke zwischen den
angrenzenden Haltepunkten einschließlich der Umkehrpunkte der
relativen Bewegung innerhalb des Bereichs von 5 bis 40 mm ist.
- (7) Ein Verfahren zur Herstellung von Glaspartikelabscheidungen
wie in (1) bis (6) beschrieben, bei dem der Schritt des Abscheidens
von Glaspartikeln zu einem Zeitpunkt, wenn die Brenner zu der Umkehrstellung
der wechselseitigen Bewegung gelangen, beendet ist.
- (8) Ein Verfahren zur Herstellung von Glaspartikelabscheidungen
wie in einem von (1) bis (7) beschrieben, bei dem eine Haltezeit
am Haltepunkt der relativen Bewegung unterschiedlich von einer Haltezeit
an der Umkehrstellung der wechselseitigen Bewegung festgelegt ist.
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Bei
der vorliegenden Erfindung wird der an der Umkehrposition bei der
wechselseitigen Bewegung bewirkte Zustand (Anhalten des Brenners),
tatsächlich
in der Mitte der Bewegung geschaffen. Deshalb ist es möglich, das
Problem der Schwankung des äußeren Durchmessers
im Stand der Technik zu lösen.
Ferner ist es möglich,
die Probleme einer Zunahme in dem nicht effektiven Abschnitt, der
in beiden Endabschnitten des Rußkörpers ausgebildet wird,
und einer Schwierigkeit, das Gewicht des Rußkörpers genau zu steuern, und
so weiter, zu lösen.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel des Zustands relativer Bewegung zwischen
einem Ausgangsstab und Brennern gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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2A ist
eine Draufsicht eines Beispiels einer Brennergestaltung;
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2B ist
eine Draufsicht eines anderen Beispiels einer Brennergestaltung,
wo eine Vielzahl von Brennerreihen parallel zueinander angeordnet sind;
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3 ist
ein Diagramm, dass ein Brennerintervall für den Fall definiert, dass
die Brenner nicht in einer Reihe angeordnet sind;
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4A und 4B sind
Diagramme, welche die Beziehung zwischen der Flamme des Brenners
und dem Brennerintervall erklären;
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5 ist
ein Diagramm, das einen durch ein Mehrschicht-Rußabscheidungsverfahren
hergestellten Rußkörper erklärt; und
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6 ist
ein Diagramm, das eine Situation bei der relativen Bewegung zwischen
dem Ausgangsstab und den Brennern bei dem Verfahren des Stands der
Technik erklärt.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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1 zeigt
ein Beispiel des Zustands relativer Bewegung zwischen einem Ausgangsstab
und Brennern gemäß eines
Verfahrens zur Abscheidung von Glaspartikeln der vorliegenden Erfindung.
In diesem Beispiel werden ein Ausgangsstab 1 und Brenner
(es werden lediglich der äußerste Brenner 2 und der
zweite Brenner 3 gezeigt) relativ reziprok durch das Brennerintervall
bewegt. In 1 sind vier Haltepunkte der
Bewegung zwischen Umkehrpositionen an beiden Enden für die reziproke
Bewegung des äußersten
Brenners 2 und des Ausgangsstabs 1 vorgesehen.
In 1 wird eine Veränderung der relativen Position
zwischen dem äußersten
Brenner 2 und dem Ausgangsstab 1 mit der Zeit
gezeigt. Deshalb kann die Anzahl abgeschiedener Rußschichten
pro reziproker Bewegung gleichmäßig zwei
betragen, und der Einfluss der Haltepunkte ist gleichmäßig gemacht
bzw. gestaltet, so dass die Schwankung des äußeren Durchmessers reduziert
wird.
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Um
die Anzahl der abgeschiedenen Rußschichten auf dem Ausgangsstab
während
der reziproken Bewegung gleichmäßig zu gestalten,
wird es für
die Brenner bevorzugt, dass sie gleichmäßig angeordnet sind, so dass
das Brennerintervall gleichmäßig gestaltet
ist.
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Die 2A und 2B zeigen
Gestaltungszeichnungen von Brennern und dem Ausgangsstab, wenn sie
von der Oberseite der Vorrichtung gesehen werden. Hinsichtlich einer
Anordnung von Brennern, kann eine Reihe von Brennern 7 parallel
zu dem Ausgangsstab 1 angeordnet sein, wie in 2A gezeigt (obwohl 2A lediglich
einen Brenner zeigt, sind die verbleibenden Brenner, welche die
Reihe ausbilden, kontinuierlich darunter angeordnet). Eine Vielzahl
von Reihen von Brennern 7 können parallel zu dem Ausgangsstab 1 angeordnet
sein, wie in 2B gezeigt.
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Von
dem Standpunkt der Abgas-Effizienz wird eine Brenneranordnung in
einer Reihe, wie in 2A gezeigt, bevorzugt. Die Anordnung
der Brenner in der Vielzahl von Reihen, wie in 2B gezeigt, kann
das Brennerintervall kürzer
machen als das in dem Fall des Anordnens der Brenner in einer Reihe, wie
in 2A gezeigt, weil keine gegenseitige Beeinflussung
zwischen den Flammen von aneinandergrenzenden Brennern verursacht
wird. Dies ist von dem Gesichtspunkt des Verbesserns der Abscheidungsrate
von Ruß vorteilhaft,
weil mehr Brenner für den
Ausgangsstab mit der gleichen Länge
nutzbar sind. Hier ist das Brennerintervall, wenn die Brenner in
der Vielzahl von Reihen angeordnet sind, die Strecke bzw. der Abstand
in der axialen Richtung des Ausgangsstabs zwischen Brennern, die
in der axialen Richtung des Ausgangsstabs aneinandergrenzen. Zum
Beispiel, wenn die Brenner in zwei Reihen angeordnet sind, wie in 3 gezeigt,
ist das Brennerintervall der Abstand in der axialen Richtung des Ausgangsstabs 1 zwischen
einem Brenner 7a von einer Reihe und einem Brenner 7b von
der anderen Reihe, die in der axialen Richtung des Ausgangsstabs 1 aneinandergrenzen.
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Eine
Bewegungsstrecke in einer Richtung bei der relativ reziproken Bewegung
(die Strecke von einer Umkehrposition bis zu der anderen Umkehrposition
bei der relativen reziproken Bewegung) ist vorzugsweise auf das
Doppelte des Brennerintervalls oder weniger festgesetzt. Der Grund
hierfür
ist, dass die Länge
der beiden Endabschnitte, wobei die Anzahl der abgeschiedenen Schichten
kleiner als diejenigen des Hauptabschnitts ist, lang wird, falls
die Bewegungsstrecke in einer Richtung das Doppelte des Brennerintervalls überschreitet,
wodurch der Effekt des Reduzierens des sich verjüngenden Abschnitts, das heißt der Effekt
des Reduzierens eines nicht effektiven Abschnitts, verringert wird.
Außerdem
ist eine wünschenswerte
Bewegungsstrecke ein ganzzahliges Vielfaches des Brennerintervalls,
um die Anzahl der abgeschiedenen Schichten gleichmäßig zu gestalten.
Praktisch entsteht jedoch kein Problem, so lang wie die Bewegungsstrecke
dicht an einem ganzzahligen Vielfachen des Brennerintervalls ist.
Da es möglich
ist, eine Anpassung durch ein Ändern
der Haltezeit an dem Haltepunkt durchzuführen, kann ferner die Bewegungsstrecke
auf das im Wesentlichen gleiche oder im Wesentlichen Doppelte des Brennerintervalls
festgelegt werden. Genauer gesagt, sollte die Bewegungsstrecke in
dem Bereich von (1 ± 0,05)-mal
bis (2 ± 0,05)-mal
des Brennerintervalls sein, und sollte besonders bevorzugt in dem Bereich
von (1 ± 0,03)-mal bis (2 ± 0,03)-mal
des Brennerintervalls sein.
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Hinsichtlich
des Abstands zwischen den Haltepunkten der Bewegung (einschließlich des
Abstands zwischen der Umkehrposition und dem Haltepunkt), wenn Abschnitte,
bei denen der Abstand zwischen angrenzenden Haltepunkten kurz ist
und Abschnitte, bei denen der Abstand zwischen anderen angrenzenden
Haltepunkten lang ist, nebeneinander bestehen, tritt die Schwankung
des äußeren Durchmessers
auf. Deshalb ist es wichtig einen derartigen Abstand festzulegen,
dass der Effekt der Verteilung der Haltepunkte wirklich erreichbar
ist, und dass lediglich wenige Unterschiede zwischen den Abständen zwischen
den Haltepunkten bestehen. Es gibt ein Verfahren zur Bestimmung
des Abstands zwischen Haltepunkten durch, zum Beispiel, definieren des
Abstands zwischen den Haltepunkten als A ÷ (B + 2) (mm), wobei A =
Brennerintervall × 2
(mm), und B = die Anzahl der Haltepunkte ausschließlich einer Umkehrposition
pro reziproker Bewegung. Der Weg, den Abstand zu bestimmen, ist
nicht auf dieses Verfahren beschränkt. Es ist praktisch, bei
dem Betrieb den Abstand zwischen den Haltepunkten festzusetzen;
jedoch kann der Abstand mit jeder Umkehr zweckmäßig geändert werden.
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In
dem Fall, wo der Abstand zwischen den Haltepunkten der Bewegung
zu kurz ist, wird ein Abschnitt mit einem unregelmäßigen Durchmesser,
was eine Schwankung des äußeren Durchmessers
des Rußkörpers bewirkt,
hergestellt, bevor die Verteilung von unnormal verrußten Punkten
(Haltepunkten) fertiggestellt ist. Deshalb wird der Effekt des Reduzierens
der Schwankung des äußeren Durchmessers verringert.
In dem Fall, wo der Abstand zwischen den Haltepunkten der Bewegung
zu lang ist, ist kein Effekt der Verteilung von unnormal verrußten Punkten (Haltepunkten)
erreichbar. Als eine Folge, ist der Abstand zwischen den Haltepunkten
vorzugsweise in dem Bereich von 5 bis 40 mm festgelegt. Abhängig von
den Eigenschaften des Brenners, ist jedoch ein Festlegen eines Abstands,
der etwas länger
als 40 mm ist, wünschenswert.
Der Abstandsbereich ist nicht auf den oben angegebenen Bereich beschränkt.
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Eine
weitere Beschreibung wird aus der Tatsache gegeben, dass der Effekt
des Reduzierens der Schwankung des äußeren Durchmessers verringert wird,
wenn der Abstand zwischen den Haltepunkten zu kurz ist. Wenn der
Abstand zwischen den Haltepunkten kurz ist, wird die Schwankung
des äußeren Durchmessers
an den zu verteilenden Haltepunkten verstärkt. Es wird angenommen, dass
ein Bereich, in dem eine große
Rußmenge
abgeschieden werden kann, zum Beispiel innerhalb ±10 mm
von der Mitte der Flamme des Brenners besteht. In dem Fall, wo ein
Abstand bis zu dem nächsten
Haltepunkt 20 mm oder größer ist, überlappt
der Bereich, wo die große Rußmenge durch
den Brenner abgeschieden wird, nicht mit dem an dem nächsten Haltepunkt
(4A). In dem Fall jedoch, wo der Abstand zwischen
den Haltepunkten lediglich 10 mm beträgt, überlappen die Bereiche, in
denen die große
Rußmenge
abgeschieden wird, um 10 mm (4B). Falls
die Abscheidungsmenge des Rußes
dem überlappenden Abschnitt
zu groß ist,
beginnt die Schwankung des äußeren Durchmessers
darin aufzutreten und dann wird der Oberflächenbereich des Abschnitts
erhöht. Als
eine Folge wird die Abscheidungseffizienz an dem großen Oberflächenbereich
verbessert, so dass die Schwankung des äußeren Durchmessers gefördert wird,
während
die Abscheidungszeit des Rußes vorübergeht.
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Obwohl
das optimale Brennerintervall mit dem Verfahren der Anordnung der
Brenner, Eigenschaften der Brenner und so weiter, variiert, ist
ein bevorzugter Abstand einer von 50 bis 400 mm und ein besonders
bevorzugter Abstand ist einer von 150 bis 350 mm. In dem Fall, wo
das Brennerintervall zu kurz ist, beeinflussen sich die Flammen
von aneinandergrenzenden Brennern gegenseitig, womit sie eine Verminderung
der Abscheidungseffizienz und die Schwankung des äußeren Durchmessers
verursachen. Selbst wenn Brenner mit einer kleinen Flammenausdehnung
verwendet werden, und die Brenner nicht in einer Reihe angeordnet
sind, wie in 2B gezeigt, beträgt der Grenzabstand
50 mm.
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In
dem Fall, wo das Brennerintervall zu groß ist, nimmt die Brenneranzahl
folglich ab, was auch zu einer Reduzierung der Abscheidungseffizienz
führt. Wenn
das Brennerintervall zu groß ist,
wird außerdem
eine Rißbildung
erzeugt, wenn die Temperatur des Rußkörpers sinkt. Es wird somit
bevorzugt, den maximalen Abstand auf 400 mm festzulegen. In dem Fall
der allgemeinen Verwendung von Glaspartikel synthetisierenden Brennern,
sind ferner gute Ergebnisse durch ein Anpassen des Brennerintervalls
innerhalb des Bereichs von 150 bis 350 mm erzielbar.
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Eine
Durchlaufrate (Bewegungsrate bei der relativ reziproken Bewegung)
ist in dem Bereich von 100 bis 1.300 mm/min besonders effektiv.
Der Grund hierfür
ist, dass der Einfluss von unnormal verrußten Punkten (Haltepunkten),
ohne die Schwankung des äußeren Durchmessers,
verteilt werden kann, falls die Durchlaufrate derart festgelegt
ist, dass sie größer als
gewöhnlich
ist, um die abzuscheidende Rußmenge
während
der reziproken Bewegung zu erniedrigen. Durch ein derartiges Auswählen der
Durchlaufrate, kann die durchschnittliche Dicke von Ruß pro Schicht
derart gesteuert werden, dass die Dicke in dem Bereich von 1 bis
0,01 mm festgesetzt wird, wie es der Anlass erfordert. Dies ist
vorteilhaft, wenn der Abscheidungsschritt mit einem Zielaußendurchmesser
des Rußkörpers beendet
ist. Die obige Durchlaufrate ist jedoch nicht auf diesen Bereich
beschränkt, sie
ist abhängig
von der Zielgröße des Rußkörpers, den
Eigenschaften des Rußkörpers, und
so weiter.
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In
dem Fall, wo die relative Bewegung in beiden Richtungswegen während einer
reziproken Bewegung anhält,
wird die Anzahl abgeschiedener Schichten über den ganzen effektiven Abschnitt gleichmäßig gestaltet,
zu einem Zeitpunkt, wenn die relative Bewegung die Umkehrposition
der reziproken Bewegung erreicht. Deshalb wird es bevorzugt, die
Zeit des Beendens der Rußabscheidung
zu dem Zeitpunkt festzulegen, wenn die relative Bewegung den Umkehrpunkt
der reziproken Bewegung erreicht. In dem Fall, wo die relative Bewegung
in einem Richtungsweg während
einer reziproken Bewegung anhält,
wird die Rußabscheidung
vorzugsweise zu einem Zeitpunkt beendet, wenn die relative Bewegung an
die Ausgangsposition der reziproken Bewegung zurückgekehrt ist.
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Aufgrund
von Unterschieden bei der Art des Brenners, dem Abstand zwischen
der Oberfläche des
Rußkörpers und
dem Brenner, und so weiter, wird in dem Fall, wo die Haltezeit an
der Umkehrposition gleich der Haltezeit in der Mitte des Durchlaufs ausgeführt wird,
ein Unterschied in der Menge der Abscheidungen, wegen des Überlappens
von aneinandergrenzenden Brennern an der Umkehrposition, bewirkt,
womit die Erhöhung
der Schwankung des äußeren Durchmessers
verursacht wird. In diesem Fall kann die Schwankung des äußeren Durchmessers
reduziert werden, durch ein Anpassen der Haltezeit an dem Haltepunkt
derart, dass sie von der Haltezeit an der Umkehrposition unterschiedlich
ist. Im Allgemeinen wird es bevorzugt, die Haltezeit in der Mitte
des Durchlaufs länger
als die Haltezeit an der Umkehrposition festzulegen. Die Anpassung
der Haltezeit kann zweckmäßig durchgeführt werden, abhängig von
dem Brenner zur Verwendung und dem Abstand von dem Brenner zu der
Oberfläche
des Rußkörpers.
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Ausführungsform
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Ein
spezifisches Verfahren zur Herstellung von Glaspartikelabscheidungen,
das die vorliegende Erfindung verkörpert, wird nun beschrieben;
jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt.
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Beispiel 1
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Die
Rußabscheidung
wurde an dem in 1 gezeigten Muster vorgesehen,
bei einem Verfahren eines vertikalen reziproken Bewegens eines Ausgangsstabs
mit einer Reihe von fünf
Brennern, die in Intervallen von 200 mm gegenüber dem Ausgangsstab angeordnet
sind. Bedingungen für
die Rußabscheidung
umfassen: Durchlaufabstand = 200 mm, Durchlauf rate (Durchschnittsrate)
= 400 mm/min, Abstand zwischen den Haltepunkten = 20 mm, Haltezeit
an dem Haltepunkt in der Mitte des Durchlaufs = 1 Sekunde und Haltezeit
an der Umkehrposition = 0,5 Sekunden. Der verwendete Ausgangsstab
wurde durch ein Verlängern
eines Kern-enthaltenden Stabs, in einen Stab mit einem Durchmesser
von 36 mm, vorbereitet.
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Die
reziproke Bewegung wurde angehalten, wenn die Anzahl der Hin- und
Herbewegungen 356, 357, 358, 359 und 360 erreichte, und dann wurde
das Gewicht des Rußkörpers gemessen.
Das Gewicht des Rußkörpers wurde
von 22,3 kg in 22,4 kg, 22,5 kg, 22,6 kg und 22,7 kg für die jeweilige
Anzahl der Hin- und Herbewegungen geändert. Gemäß diesem Verfahren war das
Gewicht des Rußkörpers steuerbar,
mit 100 g als eine Einheit, während
der Rußabscheidung
pro reziproker Bewegung. Außerdem
betrugen die Durchmesser der effektiven Abschnitte des Rußkörpers 217,4
mm, 218,1 mm, 218,7 mm 219,4 mm beziehungsweise 220 mm.
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Ferner
betrug die Länge
des effektiven Abschnitts des erhaltenen Rußkörpers 540 mm, und 280 mm von
jeder der beiden Endabschnitte (Abschnitte von beiden Enden zu Positionen,
die von den beiden Enden um 280 mm auseinander sind) verjüngten sich.
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Die
Schwankung des äußeren Durchmessers
in der radialen Richtung des Rußkörpers, mit
einem äußeren Durchmesser
von 220 mm, gab 220 ± 2,5
mm an. Wenn der Rußkörper dann
verfestigt und zu Glas wurde, wurde die Schwankung des äußeren Durchmessers
mit 145 ± 1,4
mm in dem effektiven Abschnitt gemessen.
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Vergleichsbeispiel 1
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Die
Rußabscheidung
wurde bei einem Verfahren des vertikalen reziproken Bewegens eines Ausgangsstabs
mit einer Reihe von vier Brennern vorgesehen, die in Intervallen
von 200 mm gegenüber
dem Ausgangsstab angeordnet sind. Bedingungen für die Rußabscheidung umfassen: Durchlaufrate
= 800 mm/min. Die Rußabscheidung
wird durch ein Durchlaufverfahren durchgeführt, mit den Schritten des
Durchführens
eines ersten Betriebs, in dem der Ausgangsstab um 200 mm gesenkt
wird und er dann um 180 mm hochgezogen wird, was wiederholt wird,
bis die Durchlauf-Umkehrposition
um einen Betrag bewegt ist, der dem Brennerintervall äquivalent ist;
und des Durchführens,
nach dem ersten Betrieb, eines zweiten Betriebs, in dem der Ausgangsstab
um 200 mm gesenkt wird und er dann um 220 mm hochgezogen wird, was
wiederholt wird, bis die Umkehrposition an die Ausgangsposition
zurückkehrt.
Der Ausgangsstab war der gleiche wie derjenige der in Beispiel 1
verwendet wurde.
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Bei
diesem Verfahren, um den äußeren Durchmesser
des ganzen Rußkörpers gleichmäßig auszubilden,
wird es bevorzugt, dass die Rußabscheidung
durch ein in Betracht ziehen der Anzahl der Drehungen durchgeführt wird,
bis die Durchlauf-Umkehrposition
an die Ausgangsposition zurückkehrt
ist, als einen Satz. Aus diesem Grund wird die Rußabscheidung
vorzugsweise bei einem ganzzahligen Vielfachen der Anzahl der Drehungen
des einen Satzes beendet. Dies macht es jedoch schwierig, den Prozess
mit einer gewünschten
Abscheidungsmenge von Ruß anzuhalten.
Bei diesem Vergleichsbeispiel sind 20 reziproke Bewegungen für die Verteilung
von Umkehrpositionen erforderlich.
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Die
reziproke Durchlaufbewegung wurde angehalten, wenn die Anzahl der
Hin- und Herbewegungen 760, 780 und 800 erreichte, und dann wurde das
Gewicht des Rußkörpers gemessen.
Es wurde herausgefunden, dass sich das Gewicht des Rußkörpers von
18,9 kg in 19,5 kg und 20,1 kg für
die jeweilige Anzahl der Hin- und Herbewegungen ändert. Wenn die reziproke Bewegung
alle 20 Hin- und Herbewegungen angehalten wurde, als die Anzahlen
für die
Beendigung der Verteilung von Durchlauf-Umkehrpositionen, wurde herausgefunden,
dass das Gewicht des Rußkörpers mit
lediglich 600 g als eine Einheit steuerbar war. Die äußeren Durchmesser
der effektiven Abschnitte des Rußkörpers betrugen 209,3 mm, 214,7
mm beziehungsweise 220 mm.
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Ferner
betrug die Länge
des effektiven Abschnitts des erhaltenen Rußkörpers 400 mm, und 350 mm von
jeder der beiden Endabschnitte verjüngten sich.
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Die
Schwankung des äußeren Durchmessers
in der radialen Richtung des Rußkörpers, mit
einem äußeren Durchmesser
von 220 mm, gab 220 ± 3,5
mm an. Wenn der Rußkörper dann
verfestigt und zu Glas wurde, wurde die Schwankung des äußeren Durchmessers
mit 145 ± 2,0
mm in dem effektiven Abschnitt gemessen.
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Da
das Durchlaufverfahren in Beispiel 1 sich von dem in Vergleichsbeispiel
1 unterscheidet, unterschieden sich auch die Längen in Längsrichtung des erhaltenen
Rußkörpers. Um
einen genauen Vergleich durchzuführen,
wurde das Brennerintervall auf 200 mm festgelegt, und fünf Brenner
beziehungsweise vier Brenner wurden in Beispiel 1 beziehungsweise
Vergleichsbeispiel 1 verwendet, so dass die Längen in Längsrichtung des ausgebildeten
Rußkörpers fast
gleich sein könnten.
Außerdem
wurde die Rußabscheidung
beendet, um die äußeren Durchmesser des
Rußkörpers mit
dem größten Durchmesser
in Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 gleichmäßig zu gestalten.
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Aus
dem Ergebnis des Vergleichs zwischen Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel
1, kann das Verfahren der Erfindung eine Feinanpassung des Außendurchmessers
des Rußkörpers, im
Vergleich zu dem Stand der Technik, schaffen. Ferner, während der nicht
effektive Abschnitt verringert werden kann, hat sich der Effekt
des Reduzierens der Schwankung des äußeren Durchmessers als auffallend
erwiesen.
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Wie
oben ausgeführt,
ist es gemäß der vorliegenden
Erfindung möglich
das Problem einer Zunahme in dem sich verjüngenden Abschnitt, an jedem
Ende des Rußkörpers, zu
lösen.
Ferner ist es möglich,
das Problem einer Schwierigkeit bei der Feinanpassung des äußeren Durchmessers
des Rußkörpers zu
lösen.
Deshalb kann eine Glaspartikelabscheidung mit einem kleineren nicht
effektiven Abschnitt mit einer hohen Abscheidungseffizienz hergestellt
werden, und außerdem
wird dadurch die Menge von Glaspartikeln zur Abscheidung (die Menge
der Abscheidung des Rußes)
auch fein anpassbar.