JP2001064033A - 光ファイバ製造装置用加熱炉 - Google Patents

光ファイバ製造装置用加熱炉

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JP2001064033A
JP2001064033A JP23685799A JP23685799A JP2001064033A JP 2001064033 A JP2001064033 A JP 2001064033A JP 23685799 A JP23685799 A JP 23685799A JP 23685799 A JP23685799 A JP 23685799A JP 2001064033 A JP2001064033 A JP 2001064033A
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muffle
spacer
casing
optical fiber
heating furnace
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Katsuyuki Tsuneishi
克之 常石
Tomiyoshi Suzuki
富義 鈴木
Hisanari Hirai
久成 平井
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
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    • C03B37/01205Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
    • C03B37/01225Means for changing or stabilising the shape, e.g. diameter, of tubes or rods in general, e.g. collapsing
    • C03B37/01257Heating devices therefor
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    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/02Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
    • C03B37/025Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
    • C03B37/029Furnaces therefor

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 マッフルを固定するとともに、マッフルとケ
ーシングとの間をシールするスペーサーを用いた加熱炉
においてスペーサー自体の劣化を防止する。 【解決手段】 ケーシング1の内部にマッフル2とヒー
ター4と断熱材5が配設されている。スペーサー3は、
マッフルの外径が小さくされた段部2aにおいて、マッ
フルの外周面に密着し、その側面がケーシングに密着し
ている。マッフルがスペーサーが密着した部分を越えて
外方に延びていることによって、スペーサーの表面が、
マッフル内に露出しないようにマッフルにより覆われ、
スペーサーがマッフルの内側の雰囲気から隔置されてい
ることにより、SiO2 粉、カーボン粉などがスペーサ
ーの表面に付着することを抑えることができ、また、輻
射熱によって、スペーサーの表面が失透したり、破損す
ることも抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを製造
する際に用いられる光ファイバ製造装置用の加熱炉に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】光ファイバを製造する工程においては、
多孔質ガラス母材の燒結透明化工程、ガラス母材の外径
を所定の径まで縮径する延伸工程、光ファイバに線引き
する線引工程の各工程において、加熱炉が用いられる。
この加熱炉は、マッフルと呼ばれる炉芯管を中心に有す
るものが一般的であり、マッフルの材料としては、グラ
ファイト等のカーボン材が用いられている。以下、線引
工程に用いる線引炉を中心にして説明する。
【0003】図4は、従来の加熱炉の一例を説明するた
めの断面図で、スペーサーによってマッフルが固定・シ
ールされた構造を採用したものである。図中、1はケー
シング、2はマッフル、3はスペーサー、4はヒータ
ー、5は断熱材である。
【0004】この加熱炉は、ケーシング1の内部にマッ
フル2とヒーター4と断熱材5が配設され、図示しない
ガス供給口が設けられ、窒素やヘリウム、アルゴン等の
不活性ガスがケーシング1内に送り込まれる。ヒーター
4は、マッフル2を囲むようにマッフルのすぐ外側に配
置される。ヒーター4の材料は、カーボン抵抗体等が用
いられている。ヒーター4を囲むように断熱材5が配置
されている。断熱材5は、カーボンフェルト、セラミッ
クファイバフェルト、石英ファイバフェルト等が用いら
れ、円筒形状に成形して用いられることが多い。
【0005】ケーシング1は、マッフル2、ヒーター
4、断熱材5を囲むように配置され、ステンレス鋼など
の耐食、耐熱性の材料で作製され、冷却水をその周囲に
循環させることによって、ケーシング1の温度上昇を防
止している。
【0006】スペーサー3は、マッフル2の端部とケー
シング1との間に挟まれるようにして配置され、マッフ
ル2を固定するとともに、マッフル2とケーシング1と
の間をシールしている。スペーサー3の材料としては、
天然石英または合成石英ガラスが用いられているが、ガ
ラス母材の縮径や光ファイバ母材の線引の際に発生する
SiO2 粉、マッフルから発生するカーボン粉や、これ
ら2種の反応物であるSiCが、スペーサー3の表面に
付着し、輻射熱によって、スペーサー3の表面が失透し
たり、破損するという問題があり、スペーサーの交換が
必要であり、また、光ファイバの品質が低下するという
問題もある。
【0007】実開平4−100229号公報に記載され
た加熱炉では、ヒーターとマッフルとの間に、熱分解カ
ーボンを表面にコーティングした高純度グラファイトを
用いた外筒をマッフルを囲むように配置し、外筒とケー
シングとの間に、石英ガラス製(特に天然石英または合
成石英ガラス)のスペーサーで、炉体内部に固定するよ
うにしている。また、高純度カーボンシートを外筒とス
ペーサー間、および、スペーサーとケーシング間に挟む
ことで、マッフル内とその外部をシールする構造を採用
している。
【0008】しかしながら、この構造も、スペーサー表
面がマッフル内面と同レベルで露出しているために、光
ファイバ母材の線引の際に発生するSiO2 粉や炉心管
から発生するカーボン粉や、これら2種の反応物である
SiCが、スペーサーの表面に付着してスペーサーの表
面が劣化するため、マッフル交換と同等の頻度でスペー
サーの交換が必要であり、線引工程のランニングコスト
が上昇するという問題がある。
【0009】実開平5−94239号公報に記載された
加熱炉では、マッフルと封止体とを密着させ、封止体の
外周にOリングを取り付けることで、封止体とハウジン
グとの間をシールする構造を採用している。しかし、こ
の構造では、幅射熱によってスペーサー自体が熱劣化
し、破損するという問題がある。また、スペーサーが破
損することと、シール性が悪化し線引された光ファイバ
の品質が悪くなり、生産性が低下するという問題もあ
る。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、マッフルを固定するととも
に、マッフルとケーシングとの間をシールするスペーサ
ーを用いた加熱炉において、スペーサー自体の劣化を防
止して、長期間の使用を可能とすることができる加熱炉
を提供することを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、マッフル、および、マッフルをケーシング固定する
とともに該マッフルと該ケーシングとの間隙をシールす
るスペーサーを有する光ファイバ製造装置用加熱炉にお
いて、前記スペーサーは、前記ケーシングに密着し、か
つ、前記スペーサーは、前記マッフルの端部より内側に
おいて前記マッフルの外周面に密着し、前記スペーサー
の表面が前記マッフルで覆われていることを特徴とする
ものである。
【0012】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の光ファイバ製造装置用加熱炉において、前記マッフル
は端部近傍において、外径が小さくされて段部が形成さ
れ、該段部において前記スペーサーが前記マッフルに密
着していることを特徴とするものである。
【0013】請求項3に記載の発明は、請求項1に記載
の光ファイバ製造装置用加熱炉において、前記マッフル
は端部近傍において、鍔部が形成され、該鍔部において
前記スペーサーが前記マッフルに密着していることを特
徴とするものである。
【0014】
【発明の実施の形態】図1〜図3により本発明の光ファ
イバ製造装置用加熱炉の実施の形態を説明する。これら
の実施の形態の説明においては、線引炉を取り上げて説
明するが、本発明は線引炉に限られるものではなく、光
ファイバの製造工程の各工程において用いられる加熱炉
に適用できるものである。
【0015】図1は、本発明の光ファイバ製造装置用加
熱炉の第1の実施の形態を説明するための断面図であ
る。図中、図4と同様の部分には同じ符号を付して説明
を省略する。2aは段部である。
【0016】この加熱炉においても、ケーシング1の内
部にマッフル2とヒーター4と断熱材5が配設され、図
示しないガス供給口が設けられ、窒素やヘリウム、アル
ゴン等の不活性ガスがケーシング1内に送り込まれるこ
とは図4で説明したと同様である。また、各部の材料に
ついても、図4で説明したと同様である。
【0017】この実施の形態では、スペーサー3に形成
された穴の内周面がマッフル2の外周面に密着し、スペ
ーサー3の側面がケーシング1に密着するように配置さ
れている。スペーサの外形状は、円柱形状、多角柱形状
等、適宜の形状を採用できる。マッフル2に対するスペ
ーサー3の位置は、図4で説明した従来例において、ス
ペーサー3がマッフル2の端部に位置しているのに対し
て、本発明では、スペーサー3は、マッフル2の端部よ
り内側の位置において、マッフル2の外周面に密着して
いる。
【0018】この実施の形態では、マッフル2には、端
部近傍において外径が小さくされて段部2aが形成され
ている。ケーシング1に設けられたマッフル2が挿通さ
れる穴は、マッフル2の外径が小さくされていない部分
の外径とほぼ同じか、あるいは、それより小さくされて
いるが、マッフル2の外径が小さくされた部分の外径よ
りは大きい。スペーサー3は、マッフル2に形成された
段部2aとケーシング1の内面との間に挟まれるように
して、ケーシング1とマッフル2との間をシールすると
ともに、マッフル2をケーシング1に固定する作用を奏
している。
【0019】また、マッフル2の外径が小さくされた部
分が、スペーサー3が密着した部分を越えて外方に延び
ていることによって、スペーサー3の表面が、マッフル
2内に露出しないようにマッフル2により覆われている
ことにより、スペーサー3がマッフル2の内側の雰囲気
から隔置され、光ファイバ母材の線引の際に発生するS
iO2 粉、マッフルから発生するカーボン粉や、これら
2種の反応物であるSiCが、スペーサー3の表面に付
着することを抑えることができ、また、輻射熱によっ
て、スペーサー3の表面が失透したり、破損することも
抑えることができ、スペーサー3の交換時期を長くする
ことができ、光ファイバの品質の低下の問題も解決でき
る。
【0020】なお、マッフル2とスペーサー3との間、
ならびに、スペーサー3とケーシング1との間に高純度
カーボンシート等を挟むようにすれば、スペーサー3の
交換時期をより長くすることができる。
【0021】図2は、本発明の光ファイバ製造装置用加
熱炉の第2の実施の形態を説明するための断面図であ
る。図中、図1,図4と同様の部分には同じ符号を付し
て説明を省略する。1aは段部である。この実施の形態
では、ケーシング1においてスペーサー3が密着する部
分に段部1aを形成した。
【0022】ケーシング1に段部1aが形成され、その
内側にスペーサー3が密着していることにより、スペー
サー3の表面の外周面がケーシング1により覆われて、
露出する表面積を少なくできる。段部の内面の形状は、
スペーサー3の外形状に応じが形状とするのがよい。ま
た、マッフル2の中心位置を確保することが容易となる
点でも有利である。なお、この実施の形態においても、
マッフル2に形成された段部2aは必ずしも必要とする
ものでないことは、第1の実施の形態で説明したとおり
である。この実施の形態でも、マッフル2がスペーサー
3を越えて外方に延びていることによって、スペーサー
3の表面が、マッフル2内に露出しないようにマッフル
2により覆われ、上述したように、スペーサー3の交換
時期を長くすることができ、光ファイバの品質の低下の
問題も解決できる。
【0023】この実施の形態においても、マッフル2と
スペーサー3との間、ならびに、スペーサー3とケーシ
ング1との間に高純度カーボンシート等を挟むようにす
れば、スペーサー3の交換時期をより長くすることがで
きる。
【0024】図3は、本発明の光ファイバ製造装置用加
熱炉の第3の実施の形態を説明するための断面図であ
る。図中、図1,図4と同様の部分には同じ符号を付し
て説明を省略する。2bは鍔部である。この実施の形態
では、円柱状のスペーサー3の端部の内側に鍔部2bが
設けられている。
【0025】鍔部2bは、マッフル2と一体的に形成さ
れてもよく、また、別体として形成されてもよい。ケー
シング1に設けられたマッフル2が挿通される穴は、マ
ッフル2の外径より大きくされ、鍔部2bの外径は、ケ
ーシング1の穴とほぼ同じか、あるいは、それより大き
くされている。スペーサー3は、マッフル2に設けられ
た鍔部2bとケーシング1の内面との間に挟まれるよう
にして、ケーシング1とマッフル2との間をシールする
とともに、マッフル2をケーシング1に固定する作用を
奏している。また、マッフル2に設けられた鍔部2bよ
り外方の端部までの部分が、スペーサー3が密着された
部分を越えて外方に延びていることによって、スペーサ
ー3が、マッフル2内に露出しないようにマッフル2に
より覆われていることにより、スペーサー3がマッフル
2の内側の雰囲気から隔置され、光ファイバ母材の線引
の際に発生するSiO2 粉、マッフルから発生するカー
ボン粉や、これら2種の反応物であるSiCが、スペー
サー3の表面に付着することを抑えることができ、ま
た、輻射熱によって、スペーサー3の表面が失透した
り、破損することも抑えることができ、スペーサーの交
換時期を長くすることができ、光ファイバの品質の低下
の問題も解決できる。
【0026】この実施の形態においても、第2の実施の
形態で説明したように、ケーシング1に段部1aを形成
するようにしてもよい。また、マッフル2とスペーサー
3との間、ならびに、スペーサー3とケーシング1との
間に高純度カーボンシート等を挟むようにすれば、スペ
ーサー3の交換時期をより長くすることができる。
【0027】なお、上述した各実施の形態において、各
部の寸法は、使用温度における膨張を考慮して、設計す
ることが必要である。また、組立を考慮して、ケーシン
グ1を上下、または、左右に分割可能に作製して、合体
させるようにしてもよい。
【0028】実験例について説明する。図4に示す従来
の構造の加熱炉で、光ファイバを線引きした。1週間で
天然石英製のスペーサーにSiO2 粉、カーボン粉や、
これら2種の反応物であるSiCがスペーサー表面に約
5mmの厚さで付着するとともに、幅射熱によってスペ
ーサー表面が失透・破損しており、交換が必要であっ
た。
【0029】これに対して、図1に示す構造の本発明の
加熱炉で、光ファイバを線引した。天然石英製のスペー
サーは2ケ月の使用でも、SiO2 粉、カーボン粉や、
これら2種の反応物であるSiCの付着、ならびにスペ
ーサー表面が失透・破損も見られなかった。
【0030】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、スペーサーの表面が、マッフル内に露出しな
いようにマッフルにより覆われるので、SiO2 粉やカ
ーボン粉、あるいは、これら2種の反応物であるSiC
のスペーサー表面への付着を防止でき、また、幅射熱に
よってスペーサー自体が熱劣化して破損することがな
く、長期間の使用が可能となりランニングコストが低減
するという効果がある。また、製造される光ファイバの
品質の低下の問題も解決できるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光ファイバ製造装置用加熱炉の第1の
実施の形態を説明するための断面図である。
【図2】本発明の光ファイバ製造装置用加熱炉の第2の
実施の形態を説明するための断面図である。
【図3】本発明の光ファイバ製造装置用加熱炉の第3の
実施の形態を説明するための断面図である。
【図4】従来の加熱炉の一例を説明するための断面図で
ある。
【符号の説明】
1…ケーシング、1a…段部、2…マッフル、2a…段
部、2b…鍔部、3…スペーサー、4…ヒーター、5…
断熱材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平井 久成 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 Fターム(参考) 4G021 BA00 4K061 AA01 BA00 CA09 CA21 DA05

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マッフル、および、マッフルをケーシン
    グに固定するとともに該マッフルと該ケーシングとの間
    隙をシールするスペーサーを有する光ファイバ製造装置
    用加熱炉において、前記スペーサーは、前記ケーシング
    に密着し、かつ、前記スペーサーは、前記マッフルの端
    部より内側において前記マッフルの外周面に密着し、前
    記スペーサーの表面が前記マッフルで覆われていること
    を特徴とする光ファイバ製造装置用加熱炉。
  2. 【請求項2】 前記マッフルは端部近傍において、外径
    が小さくされて段部が形成され、該段部において前記ス
    ペーサーが前記マッフルに密着していることを特徴とす
    る請求項1に記載の光ファイバ製造装置用加熱炉。
  3. 【請求項3】 前記マッフルは端部近傍において、鍔部
    が形成され、該鍔部において前記スペーサーが前記マッ
    フルに密着していることを特徴とする請求項1に記載の
    光ファイバ製造装置用加熱炉。
JP23685799A 1999-08-24 1999-08-24 光ファイバ製造装置用加熱炉 Pending JP2001064033A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11352286B2 (en) * 2018-09-03 2022-06-07 Draka Comteq B.V. Method, device, and system for heating an elongate silica cylinder in manufacturing optical fibers

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US11352286B2 (en) * 2018-09-03 2022-06-07 Draka Comteq B.V. Method, device, and system for heating an elongate silica cylinder in manufacturing optical fibers

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