JP2001322826A - Method and device for manufacturing porous glass preform - Google Patents

Method and device for manufacturing porous glass preform

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JP2001322826A
JP2001322826A JP2000142313A JP2000142313A JP2001322826A JP 2001322826 A JP2001322826 A JP 2001322826A JP 2000142313 A JP2000142313 A JP 2000142313A JP 2000142313 A JP2000142313 A JP 2000142313A JP 2001322826 A JP2001322826 A JP 2001322826A
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    • C03B2207/60Relationship between burner and deposit, e.g. position

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a device for manufacturing porous glass perform in which deposition efficiency is improved. SOLUTION: Glass fine particles are formed and are deposited on a target bar 1 by using a burner 9 in which a central gaseous raw material nozzle 9a has an inside diameter corresponding to a diameter of the final porous glass preform to be manufactured. Thereby gaseous glass raw material is not wasted and the glass fine particles are efficiently deposited on the target bar 1 to form a porous suit 8. Consequently working time (deposition time) can be reduced. Further since deposition efficiency is improved, differential deposition of the glass fine particles floating in a reaction chamber is eliminated and thereby the optical fiber perform having no foam and crack generated therein can be manufactured.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、多孔質ガラス母材
の製造方法及び製造装置に関する。
The present invention relates to a method and an apparatus for producing a porous glass base material.

【0002】[0002]

【従来の技術】バーナから酸素ガスと水素ガスとを噴出
し、火炎を形成させ、火炎中にガラス原料ガス(例えば
四塩化珪素)を供給し、火炎加水分解反応若しくは熱酸
化反応によりガラス微粒子を生成する。この生成された
ガラス微粒子(スート)を光ファイバのコア部を含む、
ガラス製のターゲット棒に所定の径になるまで吹き付け
ることにより多孔質ガラス母材を製造する方法がある。
この方法は外付けVAD法と呼ばれ、生産性に優れた多
孔質ガラス母材合成技術である。
2. Description of the Related Art An oxygen gas and a hydrogen gas are ejected from a burner to form a flame, a glass raw material gas (for example, silicon tetrachloride) is supplied into the flame, and glass fine particles are formed by a flame hydrolysis reaction or a thermal oxidation reaction. Generate. The generated glass particles (soot) include the core of the optical fiber,
There is a method of manufacturing a porous glass base material by spraying a glass target rod to a predetermined diameter.
This method is called an external VAD method and is a technique for synthesizing a porous glass base material excellent in productivity.

【0003】このような外付けVAD法で使用されるバ
ーナは、中心のノズルからガラス原料ガスを噴出し、そ
のノズルの外周に配置されたノズルから酸素ガスや水素
ガスを噴出して火炎を生成する構造になっている(例え
ば9重管構造、複数の酸素ガスノズルを有するマルチバ
ーナ)。
A burner used in such an external VAD method blows out a glass material gas from a central nozzle, and blows out an oxygen gas or a hydrogen gas from a nozzle arranged around the nozzle to generate a flame. (For example, a nine-tube structure, a multi-burner having a plurality of oxygen gas nozzles).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、多孔質ガラ
ス母材の生産性を表すパラメータとして、堆積効率(供
給したガラス原料ガス量に対するガラス微粒子の付着
率)があるが、単純にガラス原料ガスの供給量を増加し
ただけでは堆積効率が低下してしまう。ガラス原料ガス
は通常バーナの中心に位置するノズルから噴出されてガ
ラス微粒子を生成する。堆積効率向上には、原料ガスの
流速を小さくして原料ガスが反応する距離を稼ぐことが
有効である。すなわち、原料ガスノズルの内径を大きく
し、原料ガス供給量を少なくすればよい。
As a parameter indicating the productivity of the porous glass base material, there is deposition efficiency (the adhesion ratio of glass fine particles to the supplied glass raw material gas amount). If the supply amount is simply increased, the deposition efficiency is reduced. The glass raw material gas is normally jetted from a nozzle located at the center of the burner to generate glass fine particles. To improve the deposition efficiency, it is effective to reduce the flow rate of the source gas to increase the distance over which the source gas reacts. That is, the inner diameter of the source gas nozzle may be increased, and the supply amount of the source gas may be reduced.

【0005】しかしながら、原料ガスノズルの内径が大
きすぎると、出発母材であるターゲットが細い場合、原
料ガスがターゲットに当らず逃げてしまい、無駄に原料
ガスを捨てていることになる。
[0005] However, if the inner diameter of the raw material gas nozzle is too large, when the target as the starting base material is thin, the raw material gas escapes without hitting the target, and the raw material gas is wasted.

【0006】これとは逆に、原料ガスノズルの内径が小
さすぎると、原料ガスの流速が大きくなりすぎ、堆積効
率を低下させ、多孔質ガラス母材を所定内径まで増加さ
せるのに非常に時間がかかる等の問題がある。
On the other hand, if the inner diameter of the source gas nozzle is too small, the flow rate of the source gas becomes too large, the deposition efficiency is reduced, and it takes a very long time to increase the porous glass base material to a predetermined inner diameter. There are problems such as this.

【0007】また、付着しなかったガラス微粒子が反応
チャンバ内に浮遊し、その浮遊したガラス微粒子が再
度、ターゲット棒に付着し、気泡等のガラス欠陥を引き
起こす。さらに、浮遊したガラス微粒子は温度が低いた
め、多孔質ガラス母材の嵩密度(単位堆積当たりの多孔
質ガラス微粒子の重量)を急激に低下させ、クラックを
発生させるという問題があった。
Further, the glass particles that have not adhered float in the reaction chamber, and the floating glass particles adhere to the target rod again, causing glass defects such as bubbles. Further, since the temperature of the suspended glass particles is low, there is a problem that the bulk density (the weight of the porous glass particles per unit deposition) of the porous glass base material is rapidly reduced, and cracks are generated.

【0008】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、堆積効率を向上させた多孔質ガラス母材の製造方法
及び製造装置を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method and an apparatus for manufacturing a porous glass base material which solves the above-mentioned problems and improves the deposition efficiency.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の多孔質ガラス母材の製造方法は、ターゲット
棒を水平に保持し、ターゲット棒の中心軸を回転軸とし
て回転させ、ガラス原料ガス、水素ガス、酸素ガス及び
不活性ガスを用いて加水分解反応若しくは熱酸化反応に
よりガラス微粒子を生成し、ターゲット棒の外周に堆積
させて多孔質ガラス母材を製造する多孔質ガラス母材の
製造方法において、ガラス原料ガスを噴出する原料ガス
ノズルの内径が製造すべき最終的な多孔質ガラス母材の
径に応じた内径を有するバーナを用いてガラス微粒子を
生成するものである。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a porous glass base material according to the present invention comprises holding a target bar horizontally, rotating the target bar around a center axis of the target bar, Porous glass preform that produces glass microparticles by hydrolysis reaction or thermal oxidation reaction using raw material gas, hydrogen gas, oxygen gas and inert gas and deposits them around the target rod to produce a porous glass preform In the manufacturing method of (1), glass fine particles are generated using a burner having an inner diameter corresponding to the diameter of a final porous glass base material to be manufactured, wherein the inner diameter of a raw material gas nozzle for ejecting a glass raw material gas is produced.

【0010】上記構成に加え本発明の多孔質ガラス母材
の製造方法は、製造すべき最終的な多孔質ガラス母材の
径Dがφ80mm未満のときには原料ガスノズルの内径
が2mmであり、多孔質ガラス母材の径Dがφ80mm
以上φ200mm以下のときには原料ノズルの内径が3
mmであり、多孔質ガラス母材の径Dがφ200mm未
満のときには原料ガスノズルの内径が4mmであるのが
好ましい。
In addition to the above structure, the method for producing a porous glass preform of the present invention is such that when the diameter D of the final porous glass preform to be produced is less than 80 mm, the inner diameter of the raw material gas nozzle is 2 mm, The diameter D of the glass base material is φ80mm
When the diameter is not less than φ200 mm, the inner diameter of the material nozzle is 3
mm, and when the diameter D of the porous glass base material is less than φ200 mm, the inner diameter of the raw material gas nozzle is preferably 4 mm.

【0011】本発明の多孔質ガラス母材の製造装置は、
ターゲット棒を水平に保持し、ターゲット棒の中心軸を
回転軸として回転させる回転保持手段と、ターゲット棒
の中心軸に沿って相対的に移動し、ガラス原料ガスを噴
出する原料ガスノズル及び原料ガスノズルと同心円状に
複数配置され水素ガス、酸素ガス、不活性ガスを噴出す
る他の複数のガスノズルからなり、火炎と共にガラス微
粒子をターゲット棒の外周に堆積させる多重管バーナと
を備えた多孔質ガラス母材の製造装置において、原料ガ
スノズルの内径が製造すべき最終的な多孔質ガラス母材
の径に応じた内径を有するものである。
An apparatus for producing a porous glass base material according to the present invention comprises:
Rotation holding means for holding the target rod horizontally and rotating the center axis of the target rod as a rotation axis, and a source gas nozzle and a source gas nozzle which relatively move along the center axis of the target rod and eject a glass source gas. A porous glass preform comprising a plurality of concentrically arranged gas nozzles for ejecting hydrogen gas, oxygen gas, and inert gas, and a multi-tube burner for depositing glass fine particles on the outer periphery of a target rod together with a flame. Wherein the inner diameter of the raw material gas nozzle has an inner diameter corresponding to the diameter of the final porous glass base material to be manufactured.

【0012】本発明の多孔質ガラス母材の製造装置は、
ターゲット棒を水平に保持し、ターゲット棒の中心軸を
回転軸として回転させる回転保持手段と、ターゲット棒
の中心軸に沿って相対的に移動し、ガラス原料ガスを噴
出する原料ガスノズル、原料ガスノズルと同心円状に複
数配置された他の原料ガスノズル、最外層の原料ガスノ
ズルの外側に配置され不活性ガスを噴出する円環状の不
活性ガスノズル及び不活性ガスノズルの外側に配置され
酸素ガスを噴出する複数の小口径の酸素ガスノズルから
なり、火炎と共にガラス微粒子をターゲット棒の外周に
堆積させるマルチバーナとを備えた多孔質ガラス母材の
製造装置において、中心の原料ガスノズルの内径が製造
すべき最終的な多孔質ガラス母材の径に応じた内径を有
するものである。
An apparatus for producing a porous glass base material according to the present invention comprises:
Rotation holding means for holding the target rod horizontally and rotating the target rod with its central axis as a rotation axis, and a source gas nozzle, which moves relatively along the central axis of the target rod and ejects a glass source gas, and a source gas nozzle. A plurality of concentrically arranged other source gas nozzles, a ring-shaped inert gas nozzle disposed outside the outermost layer source gas nozzle and ejecting inert gas, and a plurality of annular gas nozzles arranged outside the inert gas nozzle and ejecting oxygen gas In a manufacturing apparatus for a porous glass preform comprising a small-diameter oxygen gas nozzle, and a multi-burner for depositing glass fine particles on the outer periphery of a target rod together with a flame, the inner diameter of the central raw material gas nozzle is determined by the final porous material It has an inner diameter corresponding to the diameter of the base glass base material.

【0013】上記構成に加え本発明の多孔質ガラス母材
の製造装置は、製造すべき最終的な多孔質ガラス母材の
径Dがφ80mm未満のときには原料ガスノズルの内径
が2mmであり、多孔質ガラス母材の径Dがφ80mm
以上φ200mm以下のときには原料ガスノズルの内径
が3mmであり、多孔質ガラス母材の径Dがφ200m
m未満のときには原料ガスノズルの内径が4mmである
のが好ましい。
[0013] In addition to the above configuration, the apparatus for producing a porous glass preform of the present invention has an inner diameter of a raw material gas nozzle of 2 mm when the diameter D of the final porous glass preform to be produced is less than φ80 mm. The diameter D of the glass base material is φ80mm
When the diameter is 200 mm or less, the inner diameter of the raw material gas nozzle is 3 mm, and the diameter D of the porous glass base material is 200 mm.
When the diameter is less than m, the inner diameter of the raw material gas nozzle is preferably 4 mm.

【0014】本発明によれば、中心の原料ガスノズルの
内径が製造すべき最終的な多孔質ガラス母材の径に応じ
た内径を有するバーナを用いてガラス微粒子を生成して
ターゲット棒に堆積させるので、ガラス原料ガスを無駄
にすることがなくなり、効率的にガラス微粒子がターゲ
ット棒に付着する。その結果、作業時間(堆積時間)の
短縮を図ることができる。また、堆積効率が向上するこ
とにより、反応チャンバに浮遊したガラス微粒子の差異
付着がなくなり、気泡やクラックの発生がない光ファイ
バ母材を製造することができる。
According to the present invention, fine glass particles are generated using a burner having an inner diameter of the central raw material gas nozzle corresponding to the diameter of the final porous glass base material to be produced and deposited on the target rod. Therefore, the glass raw material gas is not wasted, and the glass fine particles efficiently adhere to the target rod. As a result, the working time (deposition time) can be reduced. In addition, since the deposition efficiency is improved, the difference in adhesion of the glass particles floating in the reaction chamber is eliminated, and an optical fiber preform free of bubbles and cracks can be manufactured.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0016】図1は本発明の多孔質ガラス母材の製造方
法を適用した製造装置の一実施の形態を示す概念図であ
る。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an embodiment of a manufacturing apparatus to which the method for manufacturing a porous glass base material of the present invention is applied.

【0017】同図に示す製造装置は、光ファイバのコア
部にあたるコアガラス若しくはコアガラスと一部クラッ
ドを含んだガラス棒(ターゲット棒)1を水平に保持
し、ターゲット棒1の中心軸を回転軸として矢印2方向
に回転させる回転保持手段としてのチャック3、4と、
ターゲット棒1の中心軸に沿って相対的に矢印5、6方
向に移動し、ガラス原料ガスとしての四塩化珪素、燃料
ガスとしての水素ガス、助燃料ガスとしての酸素ガス及
び不活性ガスを用いて加水分解反応若しくは熱酸化反応
により火炎7と共にガラス微粒子を生成し、ターゲット
棒1の外周に多孔質スート8を堆積させて多孔質ガラス
母材を形成するバーナ(図では1本であるが限定されな
い)9とで構成され、図示しない反応チャンバ内に収容
されたものである。
The manufacturing apparatus shown in FIG. 1 holds a glass core (core rod) corresponding to a core portion of an optical fiber or a glass rod (a target rod) 1 partially including a core glass and a clad, and rotates a central axis of the target rod 1. Chucks 3 and 4 as rotation holding means for rotating in the direction of arrow 2 as axes;
It moves relatively in the directions of arrows 5 and 6 along the central axis of the target rod 1 and uses silicon tetrachloride as a glass raw material gas, hydrogen gas as a fuel gas, oxygen gas and an inert gas as an auxiliary fuel gas. A burner which forms glass particles together with the flame 7 by a hydrolysis reaction or a thermal oxidation reaction and deposits a porous soot 8 on the outer periphery of the target rod 1 to form a porous glass base material (in the figure, one burner is limited) 9) and accommodated in a reaction chamber (not shown).

【0018】図2は図1に示した製造装置に用いられる
バーナの断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of a burner used in the manufacturing apparatus shown in FIG.

【0019】このバーナ9は、ガラス原料ガスを噴出す
る原料ガスノズル9a及び原料ガスノズル9aと同心円
状に複数配置され水素ガス、酸素ガス、不活性ガスを噴
出する他の複数のガスノズル9b、9c、…、9jから
なる9重の多重管バーナである。
This burner 9 has a plurality of source gas nozzles 9a, 9b, 9c, ... which are arranged concentrically with the source gas nozzle 9a for jetting the glass source gas, and which jet hydrogen gas, oxygen gas, and inert gas. , 9j.

【0020】中心の原料ガスノズル9aからはガラス原
料ガスとしての四塩化珪素が噴出され、その他の円環状
のノズル9b、9c、…、9jからは不活性ガスである
アルゴンガス、助燃料ガスである酸素ガス及び可燃性ガ
スである水素ガスが噴出される。
From the source gas nozzle 9a at the center, silicon tetrachloride as a glass source gas is ejected, and from the other annular nozzles 9b, 9c,... Oxygen gas and hydrogen gas, which is a combustible gas, are ejected.

【0021】製造すべき最終的な多孔質ガラス母材の径
Dがφ80mm未満のときには原料ガスノズル9aの内
径が2mmであり、多孔質ガラス母材の径Dがφ80m
m以上φ200mm以下のときには原料ガスノズル9a
の内径が3mmであり、多孔質ガラス母材の径Dがφ2
00mm未満のときには原料ガスノズル9aの内径が4
mmであるのが好ましい。
When the diameter D of the final porous glass base material to be manufactured is less than φ80 mm, the inner diameter of the raw material gas nozzle 9a is 2 mm, and the diameter D of the porous glass base material is φ80 m
m and φ200 mm or less, the raw material gas nozzle 9a
Is 3 mm, and the diameter D of the porous glass base material is φ2.
When the diameter is less than 00 mm, the inner diameter of the raw material gas nozzle 9a is 4 mm.
mm.

【0022】本製造装置を用いることにより、原料ガス
ノズル9aの内径が、製造すべき最終的な多孔質ガラス
母材の径に応じた内径を有するバーナ9を用いてガラス
微粒子を生成してターゲット棒3に堆積されるので、ガ
ラス原料ガスを無駄にすることがなくなり、効率的にガ
ラス微粒子がターゲット棒3に付着する。その結果、作
業時間(堆積時間)の短縮を図ることができる。また、
堆積効率が向上することにより、反応チャンバに浮遊し
たガラス微粒子の差異付着がなくなり、気泡やクラック
の発生がない光ファイバ母材を製造することができる。
By using the present manufacturing apparatus, the raw material gas nozzle 9a generates glass fine particles using the burner 9 having an inner diameter corresponding to the diameter of the final porous glass base material to be manufactured, and generates a target rod. 3, the glass raw material gas is not wasted, and the glass fine particles adhere to the target rod 3 efficiently. As a result, the working time (deposition time) can be reduced. Also,
By improving the deposition efficiency, the difference in adhesion of the glass particles floating in the reaction chamber is eliminated, and an optical fiber preform free of bubbles and cracks can be manufactured.

【0023】尚、本実施の形態ではバーナが9重の多重
管を用いた場合で説明したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、8重以下あるいは10重以上の多重管
を用いてもよい。
Although the present embodiment has been described in connection with the case where the burner uses a multiplex pipe having nine folds, the present invention is not limited to this. You may.

【0024】図3は図1に示した製造装置に用いられる
他のバーナの断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of another burner used in the manufacturing apparatus shown in FIG.

【0025】同図に示すバーナ10は、ガラス原料ガス
を噴出する第一の原料ガスノズル10a、原料ガスノズ
ル10aと同心円状に複数配置された第二の原料ガスノ
ズル10b、最外層(第三)の原料ガスノズル10cの
外側に配置され不活性ガスを噴出する円環状の不活性ガ
スノズル10d及び不活性ガスノズルの外側に配置され
酸素ガスを噴出する複数(図では16個であるが限定さ
れない。)の小口径の酸素ガスノズル10eからなるマ
ルチバーナである。
The burner 10 shown in FIG. 1 includes a first source gas nozzle 10a for ejecting a glass source gas, a plurality of second source gas nozzles 10b arranged concentrically with the source gas nozzle 10a, and a source material for the outermost layer (third). An annular inert gas nozzle 10d arranged outside the gas nozzle 10c and ejecting an inert gas and a plurality (small but not limited to 16 in the figure) of small diameters arranged outside the inert gas nozzle and ejecting an oxygen gas. Is a multi-burner including the oxygen gas nozzle 10e.

【0026】製造すべき最終的な多孔質ガラス母材の径
Dがφ80mm未満のときには原料ガスノズル10aの
内径が2mmであり、多孔質ガラス母材の径Dがφ80
mm以上φ200mm以下のときには原料ガスノズル1
0aの内径が3mmであり、多孔質ガラス母材の径Dが
φ200mm未満のときには原料ガスノズル10aの内
径が4mmであるのが好ましい。
When the diameter D of the final porous glass base material to be manufactured is less than φ80 mm, the inner diameter of the raw material gas nozzle 10a is 2 mm, and the diameter D of the porous glass base material is φ80 mm.
1 mm or more and φ200 mm or less
When the inner diameter of Oa is 3 mm and the diameter D of the porous glass base material is less than 200 mm, the inner diameter of the raw material gas nozzle 10a is preferably 4 mm.

【0027】このようなバーナ10を用いても前述と同
様の効果が得られる。
Even if such a burner 10 is used, the same effect as described above can be obtained.

【0028】[0028]

【実施例】中心にある原料ガスノズル9aの内径をφ2
mm、φ3mm、φ4mm、φ6mmとした構造のバー
ナ9を用い、それぞれターゲット棒3の径に対する堆積
効率を比較した。但し、これらのバーナ構造は、原料ガ
スノズル9a以外はすべて寸法、構造とも同一とし、さ
らに堆積時に使用した水素ガス、酸素ガス、不活性ガス
及び四塩化珪素ガスの流量は同一になるように設定し
た。また、ターゲット棒3の回転数及びバーナ9とター
ゲット棒3との相対移動速度はそれぞれ40rpm及び
120mm/minに設定した。
[Embodiment] The inner diameter of the material gas nozzle 9a at the center is set to φ2.
Using the burners 9 having the structures of mm, φ3 mm, φ4 mm, and φ6 mm, the deposition efficiency with respect to the diameter of the target rod 3 was compared. However, these burner structures were all the same in dimensions and structure except for the source gas nozzle 9a, and the flow rates of hydrogen gas, oxygen gas, inert gas and silicon tetrachloride gas used at the time of deposition were set to be the same. . The rotation speed of the target rod 3 and the relative movement speed between the burner 9 and the target rod 3 were set to 40 rpm and 120 mm / min, respectively.

【0029】ターゲット棒3としてφ10mmの石英棒
を用い、長さ2000mm、φ220mmの多孔質ガラ
ス母材(スート母材)を製造した。このスート母材に付
着したガラス微粒子の重量を測定しながら堆積させ、そ
の重量より堆積効率を算出した。
A quartz rod having a diameter of 10 mm was used as the target rod 3, and a porous glass base material (a soot base material) having a length of 2000 mm and a diameter of 220 mm was manufactured. The glass particles attached to the soot base material were deposited while measuring the weight, and the deposition efficiency was calculated from the weight.

【0030】図4はスートの半径方向の堆積効率を示す
図であり、横軸がスート径(多孔質スート8の径)軸で
あり、縦軸が堆積効率軸である。
FIG. 4 is a graph showing the soot deposition efficiency in the radial direction of the soot. The horizontal axis is the soot diameter (diameter of the porous soot 8) axis, and the vertical axis is the deposition efficiency axis.

【0031】同図よりそれぞれのバーナ9でスート径が
ある径に達したとき、それ以上の径では堆積効率が変化
せず飽和状態の領域があることが分る(例えばφ2mm
のバーナではφ40mm以上)。また、この飽和領域で
の堆積効率は、バーナ9の原料ガスノズル9aの径が大
きいと増加する。これは、中心の原料ガスノズルの径を
大きくすることで原料ガスの流速が小さくなり、バーナ
9から噴出した原料ガスの反応する距離(領域)が長く
なり、ガラス微粒子生成に必要な距離が十分あるからで
ある。
It can be seen from FIG. 3 that when the soot diameter of each burner 9 reaches a certain diameter, the deposition efficiency does not change and the saturation area exists in a diameter larger than that (for example, φ2 mm).
Φ40 mm or more for the burner of). Further, the deposition efficiency in this saturation region increases as the diameter of the source gas nozzle 9a of the burner 9 increases. This is because, by increasing the diameter of the central raw material gas nozzle, the flow velocity of the raw material gas is reduced, the reaction distance (region) of the raw material gas ejected from the burner 9 is increased, and the distance required for generating glass particles is sufficient. Because.

【0032】しかしながら、原料ガスノズルの径が大き
いほど、堆積効率が飽和し始める径が大きい。換言する
と、ターゲット棒1の径が細い(スート径が細い)とき
は堆積効率が悪いということを表している。このこと
は、原料ガスノズルから噴出した原料ガスの広がりが大
きく、火炎7と反応して生成されたガラス微粒子の一部
がターゲット棒1に当らず逃げてしまい、ガラス微粒子
を無駄に捨てているからである。
However, the larger the diameter of the source gas nozzle, the larger the diameter at which the deposition efficiency begins to saturate. In other words, when the diameter of the target rod 1 is small (the soot diameter is small), it indicates that the deposition efficiency is poor. This is because the source gas ejected from the source gas nozzle has a large spread, and a part of the glass fine particles generated by reacting with the flame 7 escapes without hitting the target rod 1 and the glass fine particles are wasted. It is.

【0033】最終的なスート径になるまで堆積効率(平
均堆積効率)を上げるには、図4に示すように堆積効率
が飽和した領域の堆積効率が高いだけではなく、ターゲ
ット1の径が細いときの堆積効率も重要になる。
To increase the deposition efficiency (average deposition efficiency) until the final soot diameter is reached, not only is the deposition efficiency high in the region where the deposition efficiency is saturated as shown in FIG. Sometimes deposition efficiency is also important.

【0034】そこで、最終的なスート径に対しての平均
堆積効率を原料ガスノズルの径φ2mm、φ3mm、φ
4mm及びφ6mmに対して求め、図5にその結果を示
す。
Therefore, the average deposition efficiency with respect to the final soot diameter is determined by measuring the diameters of the raw material gas nozzles φ2 mm, φ3 mm, φ
The results were obtained for 4 mm and φ6 mm, and the results are shown in FIG.

【0035】図5は最終スートの平均堆積効率を示す図
であり、横軸が最終スート径軸を示し、縦軸が平均堆積
効率軸を示す。
FIG. 5 is a diagram showing the average deposition efficiency of the final soot, where the horizontal axis represents the final soot diameter axis and the vertical axis represents the average deposition efficiency axis.

【0036】同図より、最終的なスート径が細いとき
(例えばφ50mm)、原料ガスノズル径が小さいほど
平均堆積効率が大きくなっていることが分る。この場
合、堆積効率はφ2mm、φ3mm、φ4mm、φ6m
mの順で高くなっている。さらに、最終的なスート径が
φ80mmまで増加すると、φ3mm、φ2mm、φ4
mm、φ6mmと堆積効率の高い順が入れ替わる。同様
に、φ200mmまで最終的なスート径が増加すると、
φ4mm、φ3mm、φ6mm、φ2mmと入れ替わ
り、さらに最終的なスート径が増加すると、φ6mm、
φ4mm、φ3mm、φ2mmと原料ガスノズル径が大
きいほど平均堆積効率には有利になる。これらの結果よ
り、多孔質ガラス母材合成用バーナの原料ガスノズル径
を表1のように限定することで、無駄にガラス原料ガス
を捨てずに効率よくガラス微粒子を付着させ、堆積時間
を短縮することができる。
It can be seen from the figure that when the final soot diameter is small (for example, φ50 mm), the average deposition efficiency increases as the diameter of the source gas nozzle decreases. In this case, the deposition efficiency is φ2 mm, φ3 mm, φ4 mm, φ6 m
It increases in the order of m. Furthermore, when the final soot diameter increases to φ80 mm, φ3 mm, φ2 mm, φ4
mm, φ6 mm and the order of higher deposition efficiency are switched. Similarly, when the final soot diameter increases to φ200 mm,
Replaced with φ4mm, φ3mm, φ6mm, φ2mm, and when the final soot diameter further increased, φ6mm,
The average deposition efficiency becomes more advantageous as the diameter of the source gas nozzle increases to φ4 mm, φ3 mm, and φ2 mm. From these results, by limiting the raw material gas nozzle diameter of the burner for synthesizing the porous glass base material as shown in Table 1, glass particles are efficiently attached without wasting glass raw material gas wastefully, and the deposition time is shortened. be able to.

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

【0038】一方、酸素ガスノズルを複数有するマルチ
バーナにおいても、有効であることが確認されている。
原料ガスノズルの最適な径はバーナ構造によらず同様で
ある。
On the other hand, it has been confirmed that a multi-burner having a plurality of oxygen gas nozzles is also effective.
The optimum diameter of the source gas nozzle is the same regardless of the burner structure.

【0039】原料ガスノズル径φ2mm、φ3mm、及
びφ4mmのバーナを用い、長さ2000mmの多孔質
ガラス母材を径φ70mm、φ150mm、φ220m
mまで製造した。その結果を表2に示す。
Using a raw gas nozzle having a diameter of φ2 mm, φ3 mm and φ4 mm, a porous glass base material having a length of 2000 mm and a diameter of φ70 mm, φ150 mm and φ220 m was used.
m. Table 2 shows the results.

【0040】[0040]

【表2】 [Table 2]

【0041】最終的な多孔質ガラス母材の径によって原
料ガスノズルの径を最適化することで、堆積効率を向上
させることができ、作業時間(堆積時間)の短縮を図る
ことができた。また、堆積効率が向上したことで、反応
チャンバに浮遊したガラス微粒子の再付着がなくなり、
気泡やクラックの発生がない多孔質ガラス母材を製造す
ることができた。
By optimizing the diameter of the raw material gas nozzle according to the final diameter of the porous glass base material, the deposition efficiency could be improved and the working time (deposition time) could be shortened. In addition, the improved deposition efficiency eliminates the reattachment of glass particles floating in the reaction chamber,
A porous glass base material free of bubbles and cracks was produced.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
In summary, according to the present invention, the following excellent effects are exhibited.

【0043】堆積効率を向上させた多孔質ガラス母材の
製造方法及び製造装置の提供を実現できる。
A method and apparatus for manufacturing a porous glass base material with improved deposition efficiency can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の多孔質ガラス母材の製造方法を適用し
た製造装置の一実施の形態を示す概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an embodiment of a manufacturing apparatus to which a method for manufacturing a porous glass base material of the present invention is applied.

【図2】図1に示した製造装置に用いられるバーナの断
面図である。
FIG. 2 is a sectional view of a burner used in the manufacturing apparatus shown in FIG.

【図3】図1に示した製造装置に用いられる他のバーナ
の断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of another burner used in the manufacturing apparatus shown in FIG.

【図4】スートの半径方向の堆積効率を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a soot radial deposition efficiency;

【図5】最終スートの平均堆積効率を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the average deposition efficiency of the final soot.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ターゲット棒 3、4 回転保持手段(チャック) 8 多孔質スート 9 バーナ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Target rod 3, 4 Rotation holding means (chuck) 8 Porous soot 9 Burner

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ターゲット棒を水平に保持し、該ターゲ
ット棒の中心軸を回転軸として回転させ、ガラス原料ガ
ス、水素ガス、酸素ガス及び不活性ガスを用いて加水分
解反応若しくは熱酸化反応によりガラス微粒子を生成
し、上記ターゲット棒の外周に堆積させて多孔質ガラス
母材を製造する多孔質ガラス母材の製造方法において、
上記ガラス原料ガスを噴出する原料ガスノズルの内径が
製造すべき最終的な多孔質ガラス母材の径に応じた内径
を有するバーナを用いて上記ガラス微粒子を生成するこ
とを特徴とする多孔質ガラス母材の製造方法。
1. A target rod is held horizontally, and the target rod is rotated around a central axis of the target rod, and a hydrolysis reaction or a thermal oxidation reaction is performed using a glass raw material gas, a hydrogen gas, an oxygen gas and an inert gas. In a method for producing a porous glass preform, which produces glass fine particles and deposits on the outer periphery of the target rod to produce a porous glass preform,
Producing a glass fine particle using a burner having an inner diameter corresponding to the diameter of a final porous glass base material to be manufactured, wherein the inner diameter of a raw material gas nozzle for ejecting the glass raw material gas is produced. The method of manufacturing the material.
【請求項2】 製造すべき最終的な多孔質ガラス母材の
径Dがφ80mm未満のときには上記原料ガスノズルの
内径が2mmであり、上記多孔質ガラス母材の径Dがφ
80mm以上φ200mm以下のときには上記原料ノズ
ルの内径が3mmであり、上記多孔質ガラス母材の径D
がφ200mm未満のときには上記原料ガスノズルの内
径が4mmである請求項1に記載の多孔質ガラス母材の
製造方法。
2. When the diameter D of the final porous glass base material to be manufactured is less than φ80 mm, the inner diameter of the raw material gas nozzle is 2 mm, and the diameter D of the porous glass base material is φ
When the diameter is 80 mm or more and 200 mm or less, the inner diameter of the raw material nozzle is 3 mm, and the diameter D of the porous glass base material is
2. The method for producing a porous glass preform according to claim 1, wherein the inner diameter of the raw material gas nozzle is 4 mm when is less than φ200 mm.
【請求項3】 ターゲット棒を水平に保持し、該ターゲ
ット棒の中心軸を回転軸として回転させる回転保持手段
と、上記ターゲット棒の中心軸に沿って相対的に移動
し、ガラス原料ガスを噴出する原料ガスノズル及び該原
料ガスノズルと同心円状に複数配置され水素ガス、酸素
ガス、不活性ガスを噴出する他の複数のガスノズルから
なり、火炎と共にガラス微粒子を上記ターゲット棒の外
周に堆積させる多重管バーナとを備えた多孔質ガラス母
材の製造装置において、上記原料ガスノズルの内径が製
造すべき最終的な多孔質ガラス母材の径に応じた内径を
有することを特徴とする多孔質ガラス母材の製造装置。
3. A rotation holding means for holding a target rod horizontally and rotating the target rod about a central axis thereof, and relatively moving along the central axis of the target rod to eject a glass raw material gas. Multi-tube burner, comprising a plurality of source gas nozzles, and a plurality of other gas nozzles arranged concentrically with the source gas nozzles to eject hydrogen gas, oxygen gas, and inert gas, and depositing glass fine particles together with a flame on the outer periphery of the target rod. In the apparatus for manufacturing a porous glass preform having, the inner diameter of the raw material gas nozzle has an inner diameter corresponding to the diameter of the final porous glass preform to be manufactured, manufacturing device.
【請求項4】 ターゲット棒を水平に保持し、該ターゲ
ット棒の中心軸を回転軸として回転させる回転保持手段
と、上記ターゲット棒の中心軸に沿って相対的に移動
し、ガラス原料ガスを噴出する原料ガスノズル、該原料
ガスノズルと同心円状に複数配置された他の原料ガスノ
ズル、最外層の原料ガスノズルの外側に配置され不活性
ガスを噴出する円環状の不活性ガスノズル及び該不活性
ガスノズルの外側に配置され酸素ガスを噴出する複数の
小口径の酸素ガスノズルからなり、火炎と共にガラス微
粒子を上記ターゲット棒の外周に堆積させるマルチバー
ナとを備えた多孔質ガラス母材の製造装置において、中
心の原料ガスノズルの内径が製造すべき最終的な多孔質
ガラス母材の径に応じた内径を有することを特徴とする
多孔質ガラス母材の製造装置。
4. A rotation holding means for holding a target rod horizontally and rotating the target rod around a center axis thereof, and relatively moving along the center axis of the target rod to eject a glass raw material gas. Source gas nozzle, a plurality of other source gas nozzles arranged concentrically with the source gas nozzle, an annular inert gas nozzle arranged outside the outermost layer of the source gas nozzle and ejecting inert gas, and an outside of the inert gas nozzle. In a manufacturing apparatus for a porous glass base material comprising a plurality of small-diameter oxygen gas nozzles arranged to eject oxygen gas, and a multi-burner for depositing glass fine particles on the outer periphery of the target rod together with a flame, a central raw material gas nozzle is provided. Characterized in that the inner diameter of the porous glass base material has an inner diameter corresponding to the diameter of the final porous glass base material to be manufactured. Manufacturing equipment.
【請求項5】 製造すべき最終的な多孔質ガラス母材の
径Dがφ80mm未満のときには上記原料ガスノズルの
内径が2mmであり、上記多孔質ガラス母材の径Dがφ
80mm以上φ200mm以下のときには上記原料ガス
ノズルの内径が3mmであり、上記多孔質ガラス母材の
径Dがφ200mm未満のときには上記原料ガスノズル
の内径が4mmである請求項3または4に記載の多孔質
ガラス母材の製造装置。
5. When the diameter D of the final porous glass base material to be manufactured is less than 80 mm, the inner diameter of the raw material gas nozzle is 2 mm, and the diameter D of the porous glass base material is φ
The porous glass according to claim 3 or 4, wherein the inner diameter of the raw material gas nozzle is 3 mm when the diameter is 80 mm or more and 200 mm or less, and the inner diameter of the raw material gas nozzle is 4 mm when the diameter D of the porous glass base material is less than 200 mm. Base material manufacturing equipment.
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