JP2000109332A - 光ファイバ用母材の加熱炉及び加熱方法 - Google Patents
光ファイバ用母材の加熱炉及び加熱方法Info
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- JP2000109332A JP2000109332A JP28174098A JP28174098A JP2000109332A JP 2000109332 A JP2000109332 A JP 2000109332A JP 28174098 A JP28174098 A JP 28174098A JP 28174098 A JP28174098 A JP 28174098A JP 2000109332 A JP2000109332 A JP 2000109332A
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/01446—Thermal after-treatment of preforms, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
- C03B37/0146—Furnaces therefor, e.g. muffle tubes, furnace linings
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Abstract
(57)【要約】
【課題】装置の大型化、コストの増加等を招くことな
く、炉心管の変形、座屈、自重による伸び等を防止して
長寿命化を図れる光ファイバ用母材の加熱炉及び加熱方
法を提供することにある。 【解決手段】光ファイバ用母材１５を収容する炉心管１
２と、炉心管１２を外部から加熱するヒータ１３とを備
える光ファイバ用母材の加熱炉において、ヒータ１３
を、炉心管の外周領域でかつ炉心管の周方向において所
定間隔をおいて配置される２分割のヒータ１３ａ，１３
ｂにより形成し、炉心管１２の周方向において、温度分
布が不均一となるように炉心管１２を加熱するようにし
た。
く、炉心管の変形、座屈、自重による伸び等を防止して
長寿命化を図れる光ファイバ用母材の加熱炉及び加熱方
法を提供することにある。 【解決手段】光ファイバ用母材１５を収容する炉心管１
２と、炉心管１２を外部から加熱するヒータ１３とを備
える光ファイバ用母材の加熱炉において、ヒータ１３
を、炉心管の外周領域でかつ炉心管の周方向において所
定間隔をおいて配置される２分割のヒータ１３ａ，１３
ｂにより形成し、炉心管１２の周方向において、温度分
布が不均一となるように炉心管１２を加熱するようにし
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス微粒子を体
積させて形成された光ファイバ用母材を透明ガラス化す
る際に用いる光ファイバ用母材の加熱炉及び加熱方法に
関する。
積させて形成された光ファイバ用母材を透明ガラス化す
る際に用いる光ファイバ用母材の加熱炉及び加熱方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバのもとになる光ファイバ用母
材は、ガラス原料と燃焼用ガスとをバーナから噴出さ
せ、形成される火炎中でガラス原料を火炎加水分解さ
せ、得られたガラス微粒子をターゲット棒に体積させて
ガラス微粒子堆積体を形成した後、このターゲット棒及
びガラス微粒子堆積体からなる多孔質ガラス母材を、加
熱炉内で加熱して透明ガラス化処理を施すことにより形
成されている。
材は、ガラス原料と燃焼用ガスとをバーナから噴出さ
せ、形成される火炎中でガラス原料を火炎加水分解さ
せ、得られたガラス微粒子をターゲット棒に体積させて
ガラス微粒子堆積体を形成した後、このターゲット棒及
びガラス微粒子堆積体からなる多孔質ガラス母材を、加
熱炉内で加熱して透明ガラス化処理を施すことにより形
成されている。
【０００３】上記透明ガラス化処理を施すための加熱炉
は、図３に示すように、炉本体１の中央部において上下
方向に伸長するように配置され、その寸法が例えば内径
３００ｍｍ，外径３１０ｍｍの炉心管２と、この炉心管
２を所定の長さＬ例えば４００ｍｍに亘って全周を取り
囲むように配置された円筒状をなすカーボン製の電気ヒ
ータ３と、をその基本構成として備えている。
は、図３に示すように、炉本体１の中央部において上下
方向に伸長するように配置され、その寸法が例えば内径
３００ｍｍ，外径３１０ｍｍの炉心管２と、この炉心管
２を所定の長さＬ例えば４００ｍｍに亘って全周を取り
囲むように配置された円筒状をなすカーボン製の電気ヒ
ータ３と、をその基本構成として備えている。
【０００４】上記炉本体１には、ヘリウムガスなどの不
活性ガスをその内部に供給する供給口１ａが設けられ、
又、内部に炉心管２及び電気ヒータ３を取り囲む断熱材
４が配置されている。
活性ガスをその内部に供給する供給口１ａが設けられ、
又、内部に炉心管２及び電気ヒータ３を取り囲む断熱材
４が配置されている。
【０００５】一方、炉心管２には、ヘリウムガスなどの
不活性ガスを内部に供給する供給口２ａ、内部に供給さ
れた不活性ガスを排出する排出口２ｂ、及び光ファイバ
用母材５を挿入するための挿入口２ｃ等が設けられてい
る。また、炉心管２は、不純物を発生せずかつシール性
の高い石英ガラスにより形成されている。
不活性ガスを内部に供給する供給口２ａ、内部に供給さ
れた不活性ガスを排出する排出口２ｂ、及び光ファイバ
用母材５を挿入するための挿入口２ｃ等が設けられてい
る。また、炉心管２は、不純物を発生せずかつシール性
の高い石英ガラスにより形成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な構成をなす加熱炉を用いて、透明ガラス化処理を行な
う場合、炉の温度が約１５００°Ｃを超えると、炉心管
２が急激に軟化して、自重により伸び、あるいは、変形
を招くという問題があった。
な構成をなす加熱炉を用いて、透明ガラス化処理を行な
う場合、炉の温度が約１５００°Ｃを超えると、炉心管
２が急激に軟化して、自重により伸び、あるいは、変形
を招くという問題があった。
【０００７】すなわち、炉心管２の内径が２００ｍｍ以
下で加熱長さＬが数百ｍｍ程度の場合には、軟化する領
域が狭いため自重による伸び等はそれ程問題にならなか
ったが、内径が３００ｍｍを超え、全長が２０００ｍｍ
以上になると、軟化した際の自重による伸びが大きくな
り、又、この伸びを抑制するべく下部を支えると座屈を
招き、炉心管２の寿命が短くなるという問題があった。
下で加熱長さＬが数百ｍｍ程度の場合には、軟化する領
域が狭いため自重による伸び等はそれ程問題にならなか
ったが、内径が３００ｍｍを超え、全長が２０００ｍｍ
以上になると、軟化した際の自重による伸びが大きくな
り、又、この伸びを抑制するべく下部を支えると座屈を
招き、炉心管２の寿命が短くなるという問題があった。
【０００８】一方、炉の温度を１５００°Ｃ前後あるい
はそれ以下に下げ、炉心管２が軟化しないような温度条
件下で透明ガラス化処理を行なうと、その処理速度を２
５０ｍｍ／ｈｒ（時）以下に落とす必要が生じ、その結
果処理時間が長くなり、生産性が低下するという問題が
あった。
はそれ以下に下げ、炉心管２が軟化しないような温度条
件下で透明ガラス化処理を行なうと、その処理速度を２
５０ｍｍ／ｈｒ（時）以下に落とす必要が生じ、その結
果処理時間が長くなり、生産性が低下するという問題が
あった。
【０００９】このような炉心管２の変形等に対処するべ
く、炉心管２内に圧力を与えつつ、捩じりモーメントを
加えるようにした加熱炉が、特開平４−５９６２９号公
報に開示されているが、この公報に開示の手法において
も、炉心管２の座屈あるいは破損等を解消するのは困難
であり、捩じりモーメントを加えるための装置が必要に
なり、コストの増加及び装置の大型化を招くという問題
があった。
く、炉心管２内に圧力を与えつつ、捩じりモーメントを
加えるようにした加熱炉が、特開平４−５９６２９号公
報に開示されているが、この公報に開示の手法において
も、炉心管２の座屈あるいは破損等を解消するのは困難
であり、捩じりモーメントを加えるための装置が必要に
なり、コストの増加及び装置の大型化を招くという問題
があった。
【００１０】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて
成されたものでり、その目的とするところは、装置の大
型化、コストの増加等を招くことなく、炉心管の変形、
座屈、自重による伸び等を防止して長寿命化を図れる光
ファイバ用母材の加熱炉及び加熱方法を提供することに
ある。
成されたものでり、その目的とするところは、装置の大
型化、コストの増加等を招くことなく、炉心管の変形、
座屈、自重による伸び等を防止して長寿命化を図れる光
ファイバ用母材の加熱炉及び加熱方法を提供することに
ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するべく鋭意検討を重ねた結果、以下の如き構成
をなす発明を見出すに至った。すなわち、本発明の光フ
ァイバ用母材の加熱炉は、光ファイバ用母材を収容する
炉心管と、この炉心管を外部から加熱する加熱手段と、
を備える光ファイバ用母材の加熱炉であって、上記加熱
手段は、上記炉心管の周方向において、温度分布が不均
一となるように上記炉心管を加熱する、ことを特徴とし
ている。上記構成においては、加熱手段が、周方向にお
ける温度分布が不均一となるように炉心管を加熱するこ
とから、炉心管の周方向において、高温部分例えば炉心
管の軟化を生じる温度と、低温部分例えば炉心管の軟化
を生じない温度と、を生じさせることができる。
を達成するべく鋭意検討を重ねた結果、以下の如き構成
をなす発明を見出すに至った。すなわち、本発明の光フ
ァイバ用母材の加熱炉は、光ファイバ用母材を収容する
炉心管と、この炉心管を外部から加熱する加熱手段と、
を備える光ファイバ用母材の加熱炉であって、上記加熱
手段は、上記炉心管の周方向において、温度分布が不均
一となるように上記炉心管を加熱する、ことを特徴とし
ている。上記構成においては、加熱手段が、周方向にお
ける温度分布が不均一となるように炉心管を加熱するこ
とから、炉心管の周方向において、高温部分例えば炉心
管の軟化を生じる温度と、低温部分例えば炉心管の軟化
を生じない温度と、を生じさせることができる。
【００１２】上記構成の光ファイバ用母材の加熱炉にお
いては、上記加熱手段として、上記炉心管の外周領域で
かつ上記炉心管の周方向において所定間隔をおいて配置
されるように分割されたヒータを採用することができ
る。上記構成においては、ヒータが存在する領域では軟
化を生じる温度に炉心管を加熱し、ヒータが存在しない
領域では軟化を生じない温度に炉心管を加熱することが
できる。
いては、上記加熱手段として、上記炉心管の外周領域で
かつ上記炉心管の周方向において所定間隔をおいて配置
されるように分割されたヒータを採用することができ
る。上記構成においては、ヒータが存在する領域では軟
化を生じる温度に炉心管を加熱し、ヒータが存在しない
領域では軟化を生じない温度に炉心管を加熱することが
できる。
【００１３】上記構成の光ファイバ用母材の加熱炉にお
いては、上記加熱手段として、上記炉心管の外周領域に
配置された円筒状のヒータを採用し、このヒータの内周
面と上記炉心管の外周面との間の周方向における一部の
領域に配置された断熱部材を有する、構成を採用するこ
とができる。上記構成においては、断熱部材が存在する
領域では軟化を生じない温度に炉心管を加熱し、断熱部
材が存在しない領域では軟化を生じる温度に炉心管を加
熱することができる。
いては、上記加熱手段として、上記炉心管の外周領域に
配置された円筒状のヒータを採用し、このヒータの内周
面と上記炉心管の外周面との間の周方向における一部の
領域に配置された断熱部材を有する、構成を採用するこ
とができる。上記構成においては、断熱部材が存在する
領域では軟化を生じない温度に炉心管を加熱し、断熱部
材が存在しない領域では軟化を生じる温度に炉心管を加
熱することができる。
【００１４】上記構成の光ファイバ用母材の加熱炉にお
いては、上記加熱手段として、上記炉心管の外周領域に
配置された円筒状のヒータを採用し、このヒータが、上
記炉心管の周方向において抵抗値が不均一となるように
形成されている、構成を採用することができる。上記構
成においては、ヒータの抵抗値が、炉心管の周方向にお
いて不均一であることから、炉心管の周方向において、
抵抗値の高い領域で軟化を生じる温度に炉心管を加熱
し、抵抗値の低い領域で軟化を生じない温度に炉心管を
加熱することができる。
いては、上記加熱手段として、上記炉心管の外周領域に
配置された円筒状のヒータを採用し、このヒータが、上
記炉心管の周方向において抵抗値が不均一となるように
形成されている、構成を採用することができる。上記構
成においては、ヒータの抵抗値が、炉心管の周方向にお
いて不均一であることから、炉心管の周方向において、
抵抗値の高い領域で軟化を生じる温度に炉心管を加熱
し、抵抗値の低い領域で軟化を生じない温度に炉心管を
加熱することができる。
【００１５】上記構成の光ファイバ用母材の加熱炉にお
いては、上記光ファイバ用母材を、上記炉心管内に収容
された状態で回転させる回転手段を有する、構成を採用
することができる。上記構成においては、炉心管内に収
容した状態で光ファイバ母材を回転させることにより、
炉心管が周方向において温度勾配をもつ場合でも、均一
に光ファイバ母材を加熱することができる。
いては、上記光ファイバ用母材を、上記炉心管内に収容
された状態で回転させる回転手段を有する、構成を採用
することができる。上記構成においては、炉心管内に収
容した状態で光ファイバ母材を回転させることにより、
炉心管が周方向において温度勾配をもつ場合でも、均一
に光ファイバ母材を加熱することができる。
【００１６】また、本発明の光ファイバ用母材の加熱方
法は、光ファイバ用母材に透明ガラス化処理を施すべ
く、光ファイバ用母材を炉心管内に収容し、この炉心管
を外部から加熱する光ファイバ用母材の加熱方法であっ
て、上記炉心管の温度分布が、周方向において不均一と
なるように上記炉心管を加熱する、ことを特徴としてい
る。上記構成においては、炉心管の周方向における温度
分布が不均一となるように炉心管を加熱することから、
炉心管の周方向において、高温部分例えば炉心管の軟化
を生じる温度と、低温部分例えば炉心管の軟化を生じな
い温度と、を生じさせることができる。
法は、光ファイバ用母材に透明ガラス化処理を施すべ
く、光ファイバ用母材を炉心管内に収容し、この炉心管
を外部から加熱する光ファイバ用母材の加熱方法であっ
て、上記炉心管の温度分布が、周方向において不均一と
なるように上記炉心管を加熱する、ことを特徴としてい
る。上記構成においては、炉心管の周方向における温度
分布が不均一となるように炉心管を加熱することから、
炉心管の周方向において、高温部分例えば炉心管の軟化
を生じる温度と、低温部分例えば炉心管の軟化を生じな
い温度と、を生じさせることができる。
【００１７】上記構成の光ファイバ用母材の加熱方法に
おいては、上記炉心管の温度分布が、石英ガラスの熱的
変形を生じる高温度と、石英ガラスの熱的変形を生じな
い低温度とを含むようにする、構成を採用することがで
きる。上記構成においては、炉心管が石英ガラスからな
る場合に、低温度領域で炉心管が軟化しないように、高
温度領域で炉心管が軟化するように、炉心管を加熱する
ことができる。
おいては、上記炉心管の温度分布が、石英ガラスの熱的
変形を生じる高温度と、石英ガラスの熱的変形を生じな
い低温度とを含むようにする、構成を採用することがで
きる。上記構成においては、炉心管が石英ガラスからな
る場合に、低温度領域で炉心管が軟化しないように、高
温度領域で炉心管が軟化するように、炉心管を加熱する
ことができる。
【００１８】上記構成の光ファイバ用母材の加熱方法に
おいては、上記光ファイバ用母材を上記炉心管内に収容
した状態で回転させつつ、上記炉心管を加熱する、構成
を採用することができる。上記構成においては、炉心管
内に収容した状態で光ファイバ母材を回転させることに
より、炉心管が周方向において温度勾配をもつ場合で
も、均一に光ファイバ母材を加熱することができる。
おいては、上記光ファイバ用母材を上記炉心管内に収容
した状態で回転させつつ、上記炉心管を加熱する、構成
を採用することができる。上記構成においては、炉心管
内に収容した状態で光ファイバ母材を回転させることに
より、炉心管が周方向において温度勾配をもつ場合で
も、均一に光ファイバ母材を加熱することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に基づき説明する。図１は、本発明に係る光ファ
イバ用母材の加熱炉の第１実施形態を示すものであり、
（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）中のＥ−Ｅ部におけ
る横断面図である。この実施形態に係る加熱炉１０は、
炉本体１１と、炉本体１１の中央部に配置されて内部に
光ファイバ用母材１５を収容する石英ガラス製の炉心管
１２と、この炉心管１２の外周を所定の長さＬに亘って
囲むように配置された加熱手段としてのカーボン製の電
気式のヒータ１３と、をその基本構成として備えてい
る。
付図面に基づき説明する。図１は、本発明に係る光ファ
イバ用母材の加熱炉の第１実施形態を示すものであり、
（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）中のＥ−Ｅ部におけ
る横断面図である。この実施形態に係る加熱炉１０は、
炉本体１１と、炉本体１１の中央部に配置されて内部に
光ファイバ用母材１５を収容する石英ガラス製の炉心管
１２と、この炉心管１２の外周を所定の長さＬに亘って
囲むように配置された加熱手段としてのカーボン製の電
気式のヒータ１３と、をその基本構成として備えてい
る。
【００２０】上記炉本体１１には、ヘリウムガスなどの
不活性ガスをその内部に供給する供給口１１ａが設けら
れ、又、その内部に、炉心管１２及びヒータ１３を取り
囲む断熱材１４が配置されている。
不活性ガスをその内部に供給する供給口１１ａが設けら
れ、又、その内部に、炉心管１２及びヒータ１３を取り
囲む断熱材１４が配置されている。
【００２１】上記炉心管１２は、内径が３００ｍｍ，外
径が３１０ｍｍの略円筒状をなし、その下端部において
ヘリウムガスなどの不活性ガスを内部に供給する供給口
１２ａ、上方において内部に供給された不活性ガスを排
出する排出口１２ｂ及び光ファイバ用母材１５を挿入す
るための挿入口１２ｃ等が設けられている。
径が３１０ｍｍの略円筒状をなし、その下端部において
ヘリウムガスなどの不活性ガスを内部に供給する供給口
１２ａ、上方において内部に供給された不活性ガスを排
出する排出口１２ｂ及び光ファイバ用母材１５を挿入す
るための挿入口１２ｃ等が設けられている。
【００２２】上記ヒータ１３は、図１（ｂ）に示すよう
に、炉心管１２の周方向において２分割された第１ヒー
タ部１３ａと第２ヒータ部１３ｂとにより形成されてい
る。すなわち、炉心管１２の外周において、中心角で約
１８０°離れた相対向する２箇所に、幅２０ｍｍのヒー
タ１３が存在しない領域Ｓがそれぞれ形成されている。
尚、このヒータ１３は、高さＬが４００ｍｍであり、こ
の高さ（長さ）Ｌに亘る領域において炉心管１２を加熱
することができる。
に、炉心管１２の周方向において２分割された第１ヒー
タ部１３ａと第２ヒータ部１３ｂとにより形成されてい
る。すなわち、炉心管１２の外周において、中心角で約
１８０°離れた相対向する２箇所に、幅２０ｍｍのヒー
タ１３が存在しない領域Ｓがそれぞれ形成されている。
尚、このヒータ１３は、高さＬが４００ｍｍであり、こ
の高さ（長さ）Ｌに亘る領域において炉心管１２を加熱
することができる。
【００２３】このような構成において、ヒータ１３（１
３ａ，１３ｂ）により、炉心管１２を加熱する場合は、
ヒータ１３が存在する領域では、石英ガラスの熱的変形
を生じる高温度すなわち１５００°Ｃを超える温度、例
えば１５５０°Ｃ〜１６００°Ｃに炉心管１２を加熱
し、ヒータ１３が存在しない領域Ｓでは、石英ガラスの
熱的変形を生じない低温度すなわち炉心管１２が軟化し
ない温度例えば１５００°Ｃ以下の温度に加熱すること
ができる。
３ａ，１３ｂ）により、炉心管１２を加熱する場合は、
ヒータ１３が存在する領域では、石英ガラスの熱的変形
を生じる高温度すなわち１５００°Ｃを超える温度、例
えば１５５０°Ｃ〜１６００°Ｃに炉心管１２を加熱
し、ヒータ１３が存在しない領域Ｓでは、石英ガラスの
熱的変形を生じない低温度すなわち炉心管１２が軟化し
ない温度例えば１５００°Ｃ以下の温度に加熱すること
ができる。
【００２４】したがって、炉心管１２そのものの機械的
強度は、ヒータ１３が存在しない領域Ｓに対応する部分
で確保され、その一方で、ヒータ１３が存在する領域を
介して、光ファイバ母材１５を所望の温度に加熱するこ
とができる。これにより、光ファイバ母材１５の透明ガ
ラス化処理を行ないつつ、炉心管１２の変形、座屈、自
重による伸び等を防止できる。
強度は、ヒータ１３が存在しない領域Ｓに対応する部分
で確保され、その一方で、ヒータ１３が存在する領域を
介して、光ファイバ母材１５を所望の温度に加熱するこ
とができる。これにより、光ファイバ母材１５の透明ガ
ラス化処理を行ないつつ、炉心管１２の変形、座屈、自
重による伸び等を防止できる。
【００２５】本実施形態に係る加熱炉１０を用いて、ヒ
ータ１３の温度を１５５０°Ｃに設定し、光ファイバ母
材１５の透明ガラス化処理を行なったところ、１ヵ月後
においても、炉心管１２の伸びは１ｍｍ以下であり、１
年後の降温時まで炉心管１２の交換は不要であった。こ
の間、外径２６０ｍｍの光ファイバ母材１５（スートプ
リフォーム）を５００ｍｍ／ｈｒ（Ｈｅ＝１００ＳＬ
Ｍ、ＣＬ２＝２ＳＬＭ）で問題なく透明ガラス化でき
た。また、ヒータ１３の温度を１５００°Ｃに設定した
場合、不良なく透明ガラス化できる速度は２５０ｍｍ／
ｈｒ以下であった。
ータ１３の温度を１５５０°Ｃに設定し、光ファイバ母
材１５の透明ガラス化処理を行なったところ、１ヵ月後
においても、炉心管１２の伸びは１ｍｍ以下であり、１
年後の降温時まで炉心管１２の交換は不要であった。こ
の間、外径２６０ｍｍの光ファイバ母材１５（スートプ
リフォーム）を５００ｍｍ／ｈｒ（Ｈｅ＝１００ＳＬ
Ｍ、ＣＬ２＝２ＳＬＭ）で問題なく透明ガラス化でき
た。また、ヒータ１３の温度を１５００°Ｃに設定した
場合、不良なく透明ガラス化できる速度は２５０ｍｍ／
ｈｒ以下であった。
【００２６】以上述べた実施形態においては、ヒータ１
３を２分割としたが、これに限定されるものではなく、
その他複数に分割し、これに対応して複数のヒータが存
在しない領域Ｓを設けることも可能である。
３を２分割としたが、これに限定されるものではなく、
その他複数に分割し、これに対応して複数のヒータが存
在しない領域Ｓを設けることも可能である。
【００２７】また、上記第１実施形態において、光ファ
イバ用母材１５を、炉心管１２内に収容した状態で回転
させる回転手段を設け、この回転手段により、光ファイ
バ母材１５を回転させつつ加熱することにより、炉心管
１２が周方向において温度勾配をもつ場合でも、均一に
光ファイバ母材に透明ガラス化処理を施すことができ
る。
イバ用母材１５を、炉心管１２内に収容した状態で回転
させる回転手段を設け、この回転手段により、光ファイ
バ母材１５を回転させつつ加熱することにより、炉心管
１２が周方向において温度勾配をもつ場合でも、均一に
光ファイバ母材に透明ガラス化処理を施すことができ
る。
【００２８】図２は、本発明に係る光ファイバ用母材の
加熱炉の第２実施形態を示すものであり、（ａ）は縦断
面図、（ｂ）は（ａ）中のＦ−Ｆ部における横断面図で
ある。この実施形態に係る加熱炉２０は、ヒータ２３を
変更しかつ断熱部材２６を追加した以外は、前述第１実
施形態と同様に、炉本体２１と、炉本体２１の中央部に
配置されて内部に光ファイバ用母材１５を収容する石英
ガラス製の炉心管２２と、をその基本構成として備えて
いる。
加熱炉の第２実施形態を示すものであり、（ａ）は縦断
面図、（ｂ）は（ａ）中のＦ−Ｆ部における横断面図で
ある。この実施形態に係る加熱炉２０は、ヒータ２３を
変更しかつ断熱部材２６を追加した以外は、前述第１実
施形態と同様に、炉本体２１と、炉本体２１の中央部に
配置されて内部に光ファイバ用母材１５を収容する石英
ガラス製の炉心管２２と、をその基本構成として備えて
いる。
【００２９】上記炉本体２１には、ヘリウムガスなどの
不活性ガスをその内部に供給する供給口２１ａが設けら
れ、又、内部に炉心管２２及びヒータ２３を取り囲む断
熱材２４が配置されている。
不活性ガスをその内部に供給する供給口２１ａが設けら
れ、又、内部に炉心管２２及びヒータ２３を取り囲む断
熱材２４が配置されている。
【００３０】上記炉心管２２は、内径が３００ｍｍ，外
径が３１０ｍｍの略円筒状をなし、その下端部において
ヘリウムガスなどの不活性ガスを内部に供給する供給口
２２ａ、上方において内部に供給された不活性ガスを排
出する排出口２２ｂ及び光ファイバ用母材１５を挿入す
るための挿入口２２ｃ等が設けられている。
径が３１０ｍｍの略円筒状をなし、その下端部において
ヘリウムガスなどの不活性ガスを内部に供給する供給口
２２ａ、上方において内部に供給された不活性ガスを排
出する排出口２２ｂ及び光ファイバ用母材１５を挿入す
るための挿入口２２ｃ等が設けられている。
【００３１】加熱手段としてのヒータ２３は、図２
（ｂ）に示すように、炉心管２２の周方向全域を囲むよ
うな円筒状に形成されており、又、高さＬが４００ｍｍ
であり、この高さ（長さ）Ｌに亘る領域において炉心管
２２を加熱できるようになっている。
（ｂ）に示すように、炉心管２２の周方向全域を囲むよ
うな円筒状に形成されており、又、高さＬが４００ｍｍ
であり、この高さ（長さ）Ｌに亘る領域において炉心管
２２を加熱できるようになっている。
【００３２】上記円筒状のヒータ２３の内周面と炉心管
２２の外周面との間の周方向における一部の領域、すな
わち、径方向において相対向する２箇所に、断熱部材２
６（２６ａ，２６ｂ）が配置されている。
２２の外周面との間の周方向における一部の領域、すな
わち、径方向において相対向する２箇所に、断熱部材２
６（２６ａ，２６ｂ）が配置されている。
【００３３】このような構成において、ヒータ２３によ
り、炉心管２２を加熱する場合は、断熱部材２６が存在
しない領域Ｒでは、石英ガラスの熱的変形を生じる高温
度すなわち１５００°Ｃを超える温度、例えば１５５０
°Ｃ〜１６００°Ｃに炉心管２２を加熱し、断熱部材２
６（２６ａ，２６ｂ）が存在する領域では、石英ガラス
の熱的変形を生じない低温度すなわち炉心管２２が軟化
しない温度例えば１５００°Ｃ以下の温度に加熱するこ
とができる。
り、炉心管２２を加熱する場合は、断熱部材２６が存在
しない領域Ｒでは、石英ガラスの熱的変形を生じる高温
度すなわち１５００°Ｃを超える温度、例えば１５５０
°Ｃ〜１６００°Ｃに炉心管２２を加熱し、断熱部材２
６（２６ａ，２６ｂ）が存在する領域では、石英ガラス
の熱的変形を生じない低温度すなわち炉心管２２が軟化
しない温度例えば１５００°Ｃ以下の温度に加熱するこ
とができる。
【００３４】したがって、炉心管２２そのものの機械的
強度は、断熱部材２６が存在する領域に対応する部分で
確保され、その一方で、断熱部材２６が存在しない領域
を介して、光ファイバ母材１５を所望の温度に加熱する
ことができる。これにより、光ファイバ母材１５の透明
ガラス化処理を行ないつつ、炉心管２２の変形、座屈、
自重による伸び等を防止できる。
強度は、断熱部材２６が存在する領域に対応する部分で
確保され、その一方で、断熱部材２６が存在しない領域
を介して、光ファイバ母材１５を所望の温度に加熱する
ことができる。これにより、光ファイバ母材１５の透明
ガラス化処理を行ないつつ、炉心管２２の変形、座屈、
自重による伸び等を防止できる。
【００３５】本実施形態に係る加熱炉２０を用いて、ヒ
ータ２３の温度を１５５０°Ｃに設定し、光ファイバ母
材１５の透明ガラス化処理を行なったところ、１ヵ月後
においても、炉心管２２の伸びは１ｍｍ以下であり、１
年後の降温時まで炉心管２２の交換は不要であった。こ
の間、外径２６０ｍｍの光ファイバ母材１５（スートプ
リフォーム）を５００ｍｍ／ｈｒ（Ｈｅ＝１００ＳＬ
Ｍ、ＣＬ２＝２ＳＬＭ）で問題なく透明ガラス化でき
た。また、ヒータ２３の温度を１５００°Ｃに設定した
場合、不良なく透明ガラス化できる速度は２５０ｍｍ／
ｈｒ以下であった。
ータ２３の温度を１５５０°Ｃに設定し、光ファイバ母
材１５の透明ガラス化処理を行なったところ、１ヵ月後
においても、炉心管２２の伸びは１ｍｍ以下であり、１
年後の降温時まで炉心管２２の交換は不要であった。こ
の間、外径２６０ｍｍの光ファイバ母材１５（スートプ
リフォーム）を５００ｍｍ／ｈｒ（Ｈｅ＝１００ＳＬ
Ｍ、ＣＬ２＝２ＳＬＭ）で問題なく透明ガラス化でき
た。また、ヒータ２３の温度を１５００°Ｃに設定した
場合、不良なく透明ガラス化できる速度は２５０ｍｍ／
ｈｒ以下であった。
【００３６】以上述べた第２実施形態においては、断熱
部材２６を２箇所に配置する構成としたが、これに限定
されるものではなく、その他複数の箇所に分割して配置
することも可能である。
部材２６を２箇所に配置する構成としたが、これに限定
されるものではなく、その他複数の箇所に分割して配置
することも可能である。
【００３７】また、上記第２実施形態において、光ファ
イバ用母材１５を、炉心管２２内に収容した状態で回転
させる回転手段を設け、この回転手段により、光ファイ
バ母材１５を回転させつつ加熱することにより、炉心管
２２が周方向において温度勾配をもつ場合でも、均一に
光ファイバ母材に透明ガラス化処理を施すことができ
る。
イバ用母材１５を、炉心管２２内に収容した状態で回転
させる回転手段を設け、この回転手段により、光ファイ
バ母材１５を回転させつつ加熱することにより、炉心管
２２が周方向において温度勾配をもつ場合でも、均一に
光ファイバ母材に透明ガラス化処理を施すことができ
る。
【００３８】本発明に係る加熱炉のその他の実施形態と
して、炉心管の外周に配置される円筒状のヒータを、炉
心管の周方向において抵抗値が不均一となるように形成
したものを採用することもできる。
して、炉心管の外周に配置される円筒状のヒータを、炉
心管の周方向において抵抗値が不均一となるように形成
したものを採用することもできる。
【００３９】この実施形態の場合においては、ヒータの
抵抗値が、炉心管の周方向において不均一であることか
ら、炉心管の周方向において、抵抗値の高い領域で、石
英ガラスの熱的変形を生じる高温度すなわち１５００°
Ｃを超える温度、例えば１５５０°Ｃ〜１６００°Ｃに
炉心管を加熱し、抵抗値の低い領域で、石英ガラスの熱
的変形を生じない低温度すなわち炉心管が軟化しない温
度例えば１５００°Ｃ以下の温度に炉心管を加熱するこ
とができる。
抵抗値が、炉心管の周方向において不均一であることか
ら、炉心管の周方向において、抵抗値の高い領域で、石
英ガラスの熱的変形を生じる高温度すなわち１５００°
Ｃを超える温度、例えば１５５０°Ｃ〜１６００°Ｃに
炉心管を加熱し、抵抗値の低い領域で、石英ガラスの熱
的変形を生じない低温度すなわち炉心管が軟化しない温
度例えば１５００°Ｃ以下の温度に炉心管を加熱するこ
とができる。
【００４０】したがって、炉心管そのものの機械的強度
は、ヒータの抵抗値が低い領域に対応する部分で確保さ
れ、その一方で、ヒータの抵抗値が高い領域を介して、
光ファイバ母材を所望の温度に加熱することができる。
これにより、光ファイバ母材の透明ガラス化処理を行な
いつつ、炉心管の変形、座屈、自重による伸び等を防止
できる。
は、ヒータの抵抗値が低い領域に対応する部分で確保さ
れ、その一方で、ヒータの抵抗値が高い領域を介して、
光ファイバ母材を所望の温度に加熱することができる。
これにより、光ファイバ母材の透明ガラス化処理を行な
いつつ、炉心管の変形、座屈、自重による伸び等を防止
できる。
【００４１】
【発明の効果】以上述べた本発明の光ファイバ用母材の
加熱炉によれば、光ファイバ用母材を収容する炉心管
を、その外部から加熱する加熱手段が、上記炉心管の周
方向において、温度分布が不均一となるように上記炉心
管を加熱するようにしたことから、炉心管の周方向にお
いて、高温部分例えば炉心管の軟化を生じさせる温度及
び低温部分例えば炉心管の軟化を生じさせない温度を含
む温度勾配を生じるように、炉心管を加熱することがで
きる。これにより、所望の透明ガラス化処理を行ないつ
つ、炉心管の熱的変形、座屈、自重による伸び等を防止
でき、炉心管の寿命を延ばすことができる。
加熱炉によれば、光ファイバ用母材を収容する炉心管
を、その外部から加熱する加熱手段が、上記炉心管の周
方向において、温度分布が不均一となるように上記炉心
管を加熱するようにしたことから、炉心管の周方向にお
いて、高温部分例えば炉心管の軟化を生じさせる温度及
び低温部分例えば炉心管の軟化を生じさせない温度を含
む温度勾配を生じるように、炉心管を加熱することがで
きる。これにより、所望の透明ガラス化処理を行ないつ
つ、炉心管の熱的変形、座屈、自重による伸び等を防止
でき、炉心管の寿命を延ばすことができる。
【００４２】上記構成の光ファイバ用母材の加熱炉にお
いて、上記加熱手段として、炉心管の外周領域でかつ炉
心管の周方向において所定間隔をおいて配置されるよう
に分割されたヒータを採用した場合は、ヒータが存在す
る領域では軟化を生じる温度に炉心管を加熱し、ヒータ
が存在しない領域では軟化を生じない温度に炉心管を加
熱することができる。
いて、上記加熱手段として、炉心管の外周領域でかつ炉
心管の周方向において所定間隔をおいて配置されるよう
に分割されたヒータを採用した場合は、ヒータが存在す
る領域では軟化を生じる温度に炉心管を加熱し、ヒータ
が存在しない領域では軟化を生じない温度に炉心管を加
熱することができる。
【００４３】上記構成の光ファイバ用母材の加熱炉にお
いて、上記加熱手段として、炉心管の外周領域に配置さ
れた円筒状のヒータを採用し、このヒータの内周面と上
記炉心管の外周面との間の周方向における一部の領域に
断熱部材を設ける場合は、断熱部材が存在する領域では
軟化を生じない温度に炉心管を加熱し、断熱部材が存在
しない領域では軟化を生じる温度に炉心管を加熱するこ
とができる。
いて、上記加熱手段として、炉心管の外周領域に配置さ
れた円筒状のヒータを採用し、このヒータの内周面と上
記炉心管の外周面との間の周方向における一部の領域に
断熱部材を設ける場合は、断熱部材が存在する領域では
軟化を生じない温度に炉心管を加熱し、断熱部材が存在
しない領域では軟化を生じる温度に炉心管を加熱するこ
とができる。
【００４４】上記構成の光ファイバ用母材の加熱炉にお
いて、上記加熱手段として、炉心管の外周領域に配置さ
れた円筒状のヒータを採用し、このヒータを、上記炉心
管の周方向において抵抗値が不均一となるように形成し
た場合は、ヒータの抵抗値が、炉心管の周方向において
不均一であることから、炉心管の周方向において、抵抗
値の高い領域で軟化を生じる温度に炉心管を加熱し、抵
抗値の低い領域で軟化を生じない温度に炉心管を加熱す
ることができる。
いて、上記加熱手段として、炉心管の外周領域に配置さ
れた円筒状のヒータを採用し、このヒータを、上記炉心
管の周方向において抵抗値が不均一となるように形成し
た場合は、ヒータの抵抗値が、炉心管の周方向において
不均一であることから、炉心管の周方向において、抵抗
値の高い領域で軟化を生じる温度に炉心管を加熱し、抵
抗値の低い領域で軟化を生じない温度に炉心管を加熱す
ることができる。
【００４５】上記構成の光ファイバ用母材の加熱炉にお
いて、上記光ファイバ用母材を、上記炉心管内に収容さ
れた状態で回転させる回転手段を設けた場合は、炉心管
内に収容した状態で光ファイバ母材を回転させることに
より、炉心管が周方向において温度勾配をもつ場合で
も、均一に光ファイバ母材を加熱することができ、これ
により、所望の透明ガラス化処理を施すことができる。
いて、上記光ファイバ用母材を、上記炉心管内に収容さ
れた状態で回転させる回転手段を設けた場合は、炉心管
内に収容した状態で光ファイバ母材を回転させることに
より、炉心管が周方向において温度勾配をもつ場合で
も、均一に光ファイバ母材を加熱することができ、これ
により、所望の透明ガラス化処理を施すことができる。
【００４６】また、本発明の光ファイバ用母材の加熱方
法によれば、光ファイバ用母材を炉心管内に収容し、こ
の炉心管の温度分布が、周方向において不均一となるよ
うに上記炉心管を加熱することから、炉心管の周方向に
おいて、高温部分例えば炉心管の軟化を生じる温度と、
低温部分例えば炉心管の軟化を生じない温度と、を生じ
させることができる。これにより、所望の透明ガラス化
処理を行ないつつ、炉心管の熱的変形、座屈、自重によ
る伸び等を防止でき、炉心管の寿命を延ばすことができ
る。
法によれば、光ファイバ用母材を炉心管内に収容し、こ
の炉心管の温度分布が、周方向において不均一となるよ
うに上記炉心管を加熱することから、炉心管の周方向に
おいて、高温部分例えば炉心管の軟化を生じる温度と、
低温部分例えば炉心管の軟化を生じない温度と、を生じ
させることができる。これにより、所望の透明ガラス化
処理を行ないつつ、炉心管の熱的変形、座屈、自重によ
る伸び等を防止でき、炉心管の寿命を延ばすことができ
る。
【００４７】上記構成の光ファイバ用母材の加熱方法に
おいて、上記炉心管の温度分布が、石英ガラスの熱的変
形を生じる高温度と、石英ガラスの熱的変形を生じない
低温度とを含むようにすることで、炉心管が石英ガラス
からなる場合に、低温度領域で炉心管が軟化しないよう
に、高温度領域で炉心管が軟化するように、炉心管を加
熱することができる。
おいて、上記炉心管の温度分布が、石英ガラスの熱的変
形を生じる高温度と、石英ガラスの熱的変形を生じない
低温度とを含むようにすることで、炉心管が石英ガラス
からなる場合に、低温度領域で炉心管が軟化しないよう
に、高温度領域で炉心管が軟化するように、炉心管を加
熱することができる。
【００４８】上記構成の光ファイバ用母材の加熱方法に
おいて、上記光ファイバ用母材を炉心管内に収容した状
態で回転させつつ、上記炉心管を加熱することにより、
炉心管が周方向において温度勾配をもつ場合でも、均一
に光ファイバ母材を加熱することができ、これにより、
所望の透明ガラス化処理を施すことができる。
おいて、上記光ファイバ用母材を炉心管内に収容した状
態で回転させつつ、上記炉心管を加熱することにより、
炉心管が周方向において温度勾配をもつ場合でも、均一
に光ファイバ母材を加熱することができ、これにより、
所望の透明ガラス化処理を施すことができる。
【図１】本発明に係る光ファイバ用母材の加熱炉の第１
実施形態を示すものであり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）
は（ａ）中のＥ−Ｅ部における横断面図である。
実施形態を示すものであり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）
は（ａ）中のＥ−Ｅ部における横断面図である。
【図２】本発明に係る光ファイバ用母材の加熱炉の第２
実施形態を示すものであり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）
は（ａ）中のＦ−Ｆ部における横断面図である。
実施形態を示すものであり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）
は（ａ）中のＦ−Ｆ部における横断面図である。
【図３】従来の光ファイバ用母材の加熱炉を示すもので
あり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ部
における横断面図である。
あり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ部
における横断面図である。
１０ 加熱炉 １１ 炉本体 １１ａ 供給口 １２ 炉心管 １２ａ 供給口 １２ｂ 排出口 １２ｃ 挿入口 １３，１３ａ，１３ｂ ヒータ（加熱手段） １５ 光ファイバ母材 ２０ 加熱炉 ２１ 炉本体 ２１ａ 供給口 ２２ 炉心管 ２２ａ 供給口 ２２ｂ 排出口 ２２ｃ 挿入口 ２３ ヒータ（加熱手段） ２４，２４ａ，２４ｂ 断熱部材
Claims (8)
- 【請求項１】 光ファイバ用母材を収容する炉心管と、
前記炉心管を外部から加熱する加熱手段と、を備える光
ファイバ用母材の加熱炉であって、 前記加熱手段は、前記炉心管の周方向において、温度分
布が不均一となるように前記炉心管を加熱する、ことを
特徴とする光ファイバ用母材の加熱炉。 - 【請求項２】 前記加熱手段は、前記炉心管の外周領域
でかつ前記炉心管の周方向において所定間隔をおいて配
置されるように分割されたヒータである、ことを特徴と
する請求項１記載の光ファイバ用母材の加熱炉。 - 【請求項３】 前記加熱手段は、前記炉心管の外周領域
に配置された円筒状のヒータであり、前記ヒータの内周
面と前記炉心管の外周面との間の周方向における一部の
領域に配置された断熱部材を有する、ことを特徴とする
請求項１記載の光ファイバ用母材の加熱炉。 - 【請求項４】 前記加熱手段は、前記炉心管の外周領域
に配置された円筒状のヒータであり、前記ヒータは、前
記炉心管の周方向において抵抗値が不均一となるように
形成されている、ことを特徴とする請求項１記載の光フ
ァイバ用母材の加熱炉。 - 【請求項５】 前記光ファイバ用母材を、前記炉心管内
に収容された状態で回転させる回転手段を有する、こと
を特徴とする請求項１ないし４いずれか１つに記載の光
ファイバ用母材の加熱炉。 - 【請求項６】 光ファイバ用母材に透明ガラス化処理を
施すべく、前記光ファイバ用母材を炉心管内に収容し、
前記炉心管を外部から加熱する光ファイバ用母材の加熱
方法であって、 前記炉心管の温度分布が、周方向において不均一となる
ように前記炉心管を加熱する、ことを特徴とする光ファ
イバ用母材の加熱方法。 - 【請求項７】 前記炉心管の温度分布が、石英ガラスの
熱的変形を生じる温度と、石英ガラスの熱的変形を生じ
ない温度とを含むようにする、ことを特徴とする請求項
６記載の光ファイバ用母材の加熱方法。 - 【請求項８】 前記光ファイバ用母材を前記炉心管内に
収容した状態で回転させつつ、前記炉心管を加熱する、
ことを特徴とする請求項６又は７記載の光ファイバ用母
材の加熱方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28174098A JP3895475B2 (ja) | 1998-10-02 | 1998-10-02 | 光ファイバ用母材の加熱炉及び加熱方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28174098A JP3895475B2 (ja) | 1998-10-02 | 1998-10-02 | 光ファイバ用母材の加熱炉及び加熱方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000109332A true JP2000109332A (ja) | 2000-04-18 |
| JP3895475B2 JP3895475B2 (ja) | 2007-03-22 |
Family
ID=17643332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28174098A Expired - Fee Related JP3895475B2 (ja) | 1998-10-02 | 1998-10-02 | 光ファイバ用母材の加熱炉及び加熱方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3895475B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020075823A (ja) * | 2018-11-05 | 2020-05-21 | 株式会社フジクラ | 光ファイバ用母材の製造方法 |
-
1998
- 1998-10-02 JP JP28174098A patent/JP3895475B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020075823A (ja) * | 2018-11-05 | 2020-05-21 | 株式会社フジクラ | 光ファイバ用母材の製造方法 |
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|---|---|
| JP3895475B2 (ja) | 2007-03-22 |
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