JP2002053325A - 多孔質ガラス母材製造装置 - Google Patents
多孔質ガラス母材製造装置Info
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Abstract
容器の形状、バーナの配置位置等を簡便に求めた、ガラ
ス微粒子の堆積率の高い多孔質ガラス母材製造装置を提
供する。 【解決手段】多孔質ガラス母材製造装置1は、バーナ4
・5の火炎ガス6・7と共に吹出すガラス微粒子をガラ
ス棒3へ付着させて多孔質ガラス母材を製造する際に、
少なくともバーナ4・5の形状と、火炎ガス6・7のガ
ス流量との因子を順次変化させつつ、火炎ガス6・7に
乗って移動するガラス微粒子の粒子速度を、ガラス微粒
子がガラス棒3へ泳動して付着する泳動速度で補正し
て、ガラス微粒子の流れを繰返し算出し、この流れの全
量に対する流れのガラス棒3への衝突比率を極大にする
と算出される前記各因子にしたがってバーナ4・5が設
定されたものである。
Description
と共にガラス微粒子を吹出して堆積させることにより光
ファイバの原材料である多孔質ガラス母材を製造する装
置であって、適切なバーナの形状や火炎ガス流量等を簡
便に求めた多孔質ガラス母材製造装置に関するものであ
る。
多孔質ガラス母材を原材とし、これを焼結後、線引きし
たものである。
着法(OVD法)や気相軸付け法(VAD法)により製
造される。その製造は、ガラス微粒子を生成するバーナ
と、バーナの火炎ガスと共に吹出すガラス微粒子の堆積
するガラス棒とが、排気管の備わる反応容器内に配置さ
れている製造装置を用いて行われる。
ることなく、反応容器内で浮遊しているガラス微粒子
は、凝集体となって容器内壁に付着する。この凝集体が
剥がれ、堆積途中の多孔質ガラス母材の表面に付着する
と、母材が不均質となって品質の低下を招いてしまう。
高品質な多孔質ガラス母材を歩留まりよく製造するに
は、浮遊ガラス微粒子の発生を抑制し、ガラス微粒子の
堆積率を上げる必要がある。そのため、試行錯誤により
適切な製造条件、例えば、火炎ガスの流量、バーナの形
状、反応容器の形状、反応容器内でのバーナの配置位置
等を設定している。しかし、最も適切な製造条件を見出
すのは困難である。
微粒子の温度勾配による堆積を計算により解析する方法
が、粉体工学学会誌,第26巻第8号10頁〜16頁
(1989年)において開示されている。この方法では
現実に反応容器で発生する気流の乱れ、バーナと反応容
器の形状や配置位置、火炎ガスの流量を考慮することが
できないため、適切な製造条件を見出すことができな
い。
解決するためなされたもので、適切なバーナの火炎ガス
の流量、バーナや反応容器の形状、バーナの配置位置等
を簡便に求めた、ガラス微粒子の堆積率の高い多孔質ガ
ラス母材製造装置を提供することを目的とする。
めになされた本発明の多孔質ガラス母材製造装置1は、
実施例に対応する図1を参照して説明すると以下のとお
りである。
・5の火炎ガス6・7と共に吹出すガラス微粒子をガラ
ス棒3へ付着させて多孔質ガラス母材を製造する際に、
少なくともバーナ4・5の形状と、火炎ガス6・7のガ
ス流量との因子を順次変化させつつ、火炎ガス6・7に
乗って移動するガラス微粒子の粒子速度を、ガラス微粒
子がガラス棒3へ泳動して付着する泳動速度で補正し
て、ガラス微粒子の流れを繰返し算出し、この流れの全
量に対する流れのガラス棒3への衝突比率を極大にする
と算出される前記各因子にしたがってバーナ4・5が設
定されたものである。
・5が反応容器2内に配置され、反応容器2の形状と、
反応容器2内でのバーナ4・5の配置位置との因子も順
次変化させつつ前記繰返し算出がされていてもよい。
式を解くことによって行われる。簡便に流れを算出する
には流体解析ソフトが用いられる。流体解析ソフトとし
ては、例えばFIDAP(FLUENON社製の商品
名)が挙げられる。
に用いられるものであって、バーナ4・5が、ガラス棒
3と平行して往復動を繰り返していることが好ましい。
このバーナが複数並べられていると多孔質ガラス母材の
生産性が一層向上する。
用いられるものであって、バーナが、ガラス棒の先端に
ガラス粒子を堆積させつつ伸長させる第一のバーナ、お
よびこの堆積したガラス微粒子の周囲に別なガラス微粒
子を堆積させつつ成長させる第二のバーナであってもよ
い。
度との温度勾配によるものであるとして、前記繰返し算
出が行われることが好ましい。
気力によるものであるとして、前記繰返し算出が行われ
てもよい。
に多孔質ガラス母材を製造する際のガラス棒3への単位
時間あたりのガラス微粒子の衝突量が増大する結果、ガ
ラス微粒子の堆積率が増大することとなる。
質ガラス母材製造装置を用いて行うことで好適に製造さ
れる。
因子、すなわち、バーナ4・5の形状、火炎ガス6・7
の流量、反応容器2の形状、および反応容器2内でのバ
ーナの配置位置の各因子どおりに作製した多孔質ガラス
母材製造装置を用いると、ガラス微粒子の堆積率を高く
することができる。そのため、生産性よく多孔質ガラス
母材が製造される。さらに浮遊ガラス微粒子の発生を抑
制できるので、均質で高品質な多孔質ガラス母材を製造
することができる。
質ガラス母材を製造する装置が示されている。以下、こ
の装置を例にして本発明の実施例を詳細に説明する。
いて、流体解析ソフト FIDAP(FLUENON社
製の商品名)により行った。
開口部の直径dのバーナ4から、円柱状のガラス棒3の
側面に垂直に、吹出している最も単純なモデルに基づ
き、ガラス微粒子の流れを算出した。
と同じ速度で吹出す。火炎ガス6の流量を一定としバー
ナ4の直径dを変えることにより、火炎ガス6の流量を
バーナ4の開口部の面積で除したガス線速度を順次2〜
20m/sまで変化させつつ、ガラス微粒子の流れを算
出した。
度勾配や静電気力により泳動しないと仮定してガラス微
粒子の粒子速度を泳動速度で補正することなく、ガラス
微粒子の流れを算出した。すると、ガラス微粒子の流れ
は破線に示すようにガラス棒3を迂回していた。
ス棒3へ向かって吹出された後、温度勾配による熱泳
動、または静電気引力による静電気泳動のためにガラス
棒3へ引寄せられて付着するものである。そこで、ガラ
ス微粒子の粒子速度を、温度勾配による熱泳動のために
ガラス棒3へ引寄せられるとみなしてガラス微粒子の泳
動速度VTで補正して、ガラス微粒子の流れを算出し直
した。
よる場合、下記式(1) VT=−K(ν/T)▽T ・・・(1) (式(1)中、Kは比例定数、νは火炎ガス粘度、Tは火
炎ガス温度、▽Tは温度勾配)で表されるものである。
比例定数Kや温度勾配▽Tを正確に求めるのは容易では
ないが、実験的方法により近似値として求めることがで
きる。比例定数Kは0.5〜1.0の値であり、温度勾
配▽Tは、約2500℃/cmである。
火炎のガス粘度νと火炎のガス温度Tとを用いて求めら
れるガラス微粒子泳動速度VTは20mm/sである。
流量を変えてガス線速度を2〜20m/sの範囲で変化
させつつ、火炎ガス6と共に吹出すガラス微粒子の粒子
速度についてガラス微粒子泳動速度VTを用いて補正
し、ガラス微粒子の流れを繰返し算出した。算出の結
果、ガラス微粒子の流れの一部が、図2の実線に示すよ
うに、ガラス棒3に衝突していた。ガラス微粒子の流れ
の全量に対するガラス棒への衝突比率が極大となる火炎
ガス流量、ガス線速、バーナの直径dを求めることがで
きた。
本並列させたモデルに基づき、ガラス微粒子の流れを算
出した。バーナ4・5間の間隔Lを種々変化させつつ、
ガラス微粒子の流れを算出した。この間隔Lが狭まるに
つれ、火炎ガス6・7同士が干渉する結果、火炎ガス6
・7間にガラス微粒子の渦流を誘発していた。渦流を誘
発せず、衝突比率が極大となる一層現実的な条件とし
て、火炎ガス流量、ガス線速、バーナの直径d、バーナ
の間隔Lを求めることができた。
びバーナ4・5を取り囲み両端を封鎖した筒状の反応容
器2が、ガラス棒3に平行であって火炎ガス6・7の吹
出し方向の延長上の排気管11と容器2の棟上の排気管
12とを有したモデルに基づき、ガラス微粒子の流れを
算出した。すなわち、反応容器2の形状や大きさ、反応
容器2内でのバーナ4・5やガラス棒3の配置位置、排
気速度を種々変化させて、ガラス微粒子の流れを算出し
た。このとき、ガラス微粒子が温度勾配のために反応容
器2の天井面13と側面14との表面近傍で引寄せられ
るガラス微粒子泳動速度として0.1mm/secでガ
ラス微粒子の粒子速度を補正して、ガラス微粒子の流れ
を算出した。衝突比率が極大となる、より一層現実的な
条件として、火炎ガス流量、ガス線速、バーナの直径
d、バーナの間隔L、適切な反応容器の形状や大きさ、
反応容器内でのバーナやガラス棒の配置位置、排気速度
の各因子を求めることができた。この各因子どおりに多
孔質ガラス母材製造装置を試作した。この装置を用い
て、多孔質ガラス母材を製造したところ、ガラス微粒子
の堆積効率が高くガラス微粒子凝集体の付着がない高品
質な多孔質ガラス母材が得られた。
等に吸気するためのフィルタを配置したものを用いても
よい。
孔質ガラス母材製造装置は、適切なバーナの火炎ガスの
流量、バーナや反応容器の形状および、バーナの配置位
置等を簡便に求めたものである。この多孔質ガラス母材
製造装置を用いると、生産性よく多孔質ガラス母材を製
造することができる。さらに浮遊ガラス微粒子の発生が
抑制されるので、均質で高品質な多孔質ガラス母材を製
造することができる。
実施例を示す一部切り欠き斜視図である。
実施例を示す要部斜視図である。
実施例を示す別な要部斜視図である。
ラス棒、4・5はバーナ、6・7は火炎ガス、11・1
2は排気管、13は天井面、14は側面、15は底面、
dはバーナの開口部の径、Lはバーナ間の間隔である。
Claims (6)
- 【請求項1】 バーナの火炎ガスと共に吹出すガラス
微粒子をガラス棒へ付着させて多孔質ガラス母材を製造
する際に、少なくとも該バーナの形状と、該火炎ガスの
ガス流量との因子を順次変化させつつ、該火炎ガスに乗
って移動する該ガラス微粒子の粒子速度を、該ガラス微
粒子が該ガラス棒へ泳動して該付着する泳動速度で補正
して、該ガラス微粒子の流れを繰返し算出し、該流れの
全量に対する該流れの該ガラス棒への衝突比率を極大に
すると算出される前記各因子にしたがって該バーナが設
定されていることを特徴とする多孔質ガラス母材製造装
置。 - 【請求項2】 前記バーナが反応容器内に配置され、
該反応容器の形状と、該反応容器内での該バーナの配置
位置との因子も順次変化させつつ前記繰返し算出がされ
ていることを特徴とする請求項1に記載の多孔質ガラス
母材製造装置。 - 【請求項3】 前記バーナが、前記ガラス棒と平行し
て往復動を繰り返すことを特徴とする請求項1または2
に記載の多孔質ガラス母材製造装置。 - 【請求項4】 前記バーナが、前記ガラス棒の先端に
ガラス粒子を堆積させつつ伸長させる第一のバーナ、お
よび該堆積したガラス微粒子の周囲に別なガラス微粒子
を堆積させつつ成長させる第二のバーナであることを特
徴とする請求項1または2に記載の多孔質ガラス母材製
造装置。 - 【請求項5】 前記泳動が、該ガラス微粒子の温度と
該ガラス棒の温度との温度勾配によることを特徴とする
請求項1〜4のいずれかに記載の多孔質ガラス母材製造
装置。 - 【請求項6】 前記泳動が、該ガラス微粒子とガラス
棒との静電気力によることを特徴とする請求項1〜4の
いずれかに記載の多孔質ガラス母材製造装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000237181A JP4427172B2 (ja) | 2000-08-04 | 2000-08-04 | 多孔質ガラス母材製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000237181A JP4427172B2 (ja) | 2000-08-04 | 2000-08-04 | 多孔質ガラス母材製造装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002053325A true JP2002053325A (ja) | 2002-02-19 |
JP4427172B2 JP4427172B2 (ja) | 2010-03-03 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000237181A Expired - Fee Related JP4427172B2 (ja) | 2000-08-04 | 2000-08-04 | 多孔質ガラス母材製造装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4427172B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1256553A3 (en) * | 2001-05-08 | 2004-03-17 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Apparatus and method for producing a glass preform for optical fibres by deposition |
CN100340507C (zh) * | 2003-03-18 | 2007-10-03 | 住友电气工业株式会社 | 制造多孔玻璃粒子沉积体的方法和用于合成玻璃粒子的燃烧器 |
-
2000
- 2000-08-04 JP JP2000237181A patent/JP4427172B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP1256553A3 (en) * | 2001-05-08 | 2004-03-17 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Apparatus and method for producing a glass preform for optical fibres by deposition |
CN100340507C (zh) * | 2003-03-18 | 2007-10-03 | 住友电气工业株式会社 | 制造多孔玻璃粒子沉积体的方法和用于合成玻璃粒子的燃烧器 |
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---|---|
JP4427172B2 (ja) | 2010-03-03 |
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