JP2002167223A - Burner for synthesizing porous glass base material and manufacturing method for porous glass base material - Google Patents

Burner for synthesizing porous glass base material and manufacturing method for porous glass base material

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a porous glass base material in a short time by increasing buildup efficiency and synthesizing velocity drastically. SOLUTION: In a burner for synthesizing the porous glass base material in which a raw material gas for glass is ejected from the center nozzles and flame is formed by oxygen gas and hydrogen gas blown from the outside periphery to produce fine glass powders by hydrolysis reaction or thermoxydation reaction, the center nozzle is composed of a plurality of glass raw material gas nozzles 6, and each of them is arranged in one line to the moving direction of the glass target rod 2 or the burner.

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、ガラス原料ガスを
酸素ガスと水素ガスを用いた加水分解反応または熱酸化
反応させガラス微粒子を生成するための多孔質ガラス母
材合成用バーナ及び多孔質ガラス母材の製造方法に係
り、詳しくは、外付けVAD法による光ファイバ用母材
の製造方法において、多孔質ガラス微粒子を効率良く堆
積させ、所定径のスート母材を短時間で製造する光ファ
イバ用母材の製造時に使用する多孔質ガラス母材合成用
バーナに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a burner for synthesizing a porous glass base material and a porous glass for producing glass fine particles by subjecting a glass raw material gas to a hydrolysis reaction or a thermal oxidation reaction using oxygen gas and hydrogen gas. More specifically, in a method for manufacturing a preform for an optical fiber by an external VAD method, an optical fiber for efficiently depositing porous glass particles and producing a soot preform having a predetermined diameter in a short time. The present invention relates to a burner for synthesizing a porous glass base material used when manufacturing a base material for use.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ファイバを製造するための多孔質ガラ
ス母材合成技術として、次のものがある。すなわち、バ
ーナから支燃性ガス(例えば、酸素ガス)と可燃性ガス
(例えば水素ガス)を噴出し、火炎を形成させ、火炎中
にガラス原料ガス(たとえば、四塩化珪素や四塩化ゲル
マニウム)を供給し、火炎加水分解反応または熱酸化反
応によりガラス微粒子を生成する。この生成されたガラ
ス微粒子を光ファイバのコア部を含む、ガラスターゲッ
ト棒に所定の径になるまで吹き付ける。この方法は、外
付けVAD法といい、生産性が優れた多孔質ガラス母材
合成技術である。
2. Description of the Related Art As a technique for synthesizing a porous glass base material for producing an optical fiber, there is the following technique. That is, a combustion supporting gas (for example, oxygen gas) and a flammable gas (for example, hydrogen gas) are ejected from the burner to form a flame, and a glass raw material gas (for example, silicon tetrachloride or germanium tetrachloride) is injected into the flame. The glass particles are supplied to produce glass fine particles by a flame hydrolysis reaction or a thermal oxidation reaction. The generated glass fine particles are sprayed onto a glass target rod including the core of the optical fiber until a predetermined diameter is reached. This method is called an external VAD method and is a technique for synthesizing a porous glass base material having excellent productivity.

【0003】このような、外付けVAD法で使用される
バーナは、従来、1本の中心ノズルからガラス原料ガス
(たとえば四塩化珪素)を噴出し、その外周から酸素ガ
スと水素ガスの火炎を生成する構造になっている。この
構造には、中心ノズルの周囲にバーナ中心と同心円状に
複数設置したポートから酸素ガス、水素ガス、不活性ガ
スを噴出するたとえば9重管バーナ等の多重管バーナ型
(多重管構造)や、中心ノズルの周囲に複数の小口径の
酸素噴出ポートを配設したいわゆるマルチバーナ型など
がある。
[0003] Such a burner used in the external VAD method conventionally discharges a glass material gas (for example, silicon tetrachloride) from a single central nozzle and emits a flame of oxygen gas and hydrogen gas from the outer periphery thereof. It is a structure to generate. This structure includes a multi-tube burner type (multi-tube structure) such as a nine-pipe burner that ejects oxygen gas, hydrogen gas, and inert gas from a plurality of ports installed concentrically with the center of the burner around the center nozzle. There is a so-called multi-burner type in which a plurality of small-diameter oxygen ejection ports are arranged around a central nozzle.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな中心ノズル(原料ガスノズルと同意)1本から原料
ガスを供給するバーナの場合、その多孔質ガラス母材の
合成速度[g/min ](1分あたりに堆積するSiO2
の重量)は、原料ガスノズル径が大きすぎると、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
に当たらず逃げてしまい、無駄に原料ガスを捨てている
ことになる。
However, in the case of such a burner that supplies a source gas from one central nozzle (same as a source gas nozzle), the synthesis rate of the porous glass base material [g / min] (1 SiO 2 deposited per minute
If the diameter of the source gas nozzle is too large, the source gas does not hit the target and escapes when the target, which is the starting base material, is thin, so that the source gas is wasted.

【0005】それとは逆に、原料ノズル径が小さすぎる
場合、ガスの流れが大きくなりすぎ、原料ガスノズルか
ら噴出した原料ガスが加水分解反応する距離が小さくな
り、合成速度は飽和し、堆積効率(噴出した原料ガス量
に対して付着したSiO2 の比)を低下させ、スート径
(スートとは多孔質ガラス微粒子である)を所定径まで
増加させるのに大変時間がかかる。
On the contrary, when the diameter of the material nozzle is too small, the gas flow becomes too large, the distance of the hydrolysis reaction of the material gas ejected from the material gas nozzle becomes small, the synthesis rate is saturated, and the deposition efficiency ( reducing the SiO 2 ratio) deposited against the jetted material gas amount, the soot diameter (soot takes very long time to increase the porous glass fine particles) to a predetermined diameter.

【0006】さらに、付着しなかったガラス微粒子が、
反応チャンバー内に浮遊し、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、気泡などのガラス欠陥
を引き起こす。また、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)を急激に下げ、クラックを
発生させる。また、粉塵除去装置(例えばスクラバー)
で除去しなければならないガラス微粒子が多く、粉塵除
去装置の負担やこの除去にかかわるランニングコストも
大変大きくなる。
Further, the glass particles which have not adhered are
The glass particles floating in the reaction chamber adhere to the target rod again, causing glass defects such as air bubbles. Further, since the temperature of the suspended glass particles is low, 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. Dust removal equipment (eg, scrubber)
There are many glass particles that need to be removed by the method, and the burden on the dust removal device and the running cost for the removal are very large.

【0007】光ファイバの低コスト化を図るためには、
スート径を所定径まで増加させるのに必要な堆積時間を
短縮し、供給したガラス原料ガスを効率良く堆積させる
ことや、気泡、クラックなどのガラス欠陥をなくすこと
が重要となる。
In order to reduce the cost of an optical fiber,
It is important to reduce the deposition time required to increase the soot diameter to a predetermined diameter, to efficiently deposit the supplied glass raw material gas, and to eliminate glass defects such as bubbles and cracks.

【0008】以上のことをまとめると、従来技術の問題
点は次のようになる。(1) 飽和スート径までの堆積効率
および合成速度が小さいため、堆積時間がかかる。(2)
付着しなかったSiO2 粉が浮遊し、気泡やクラックの
原因となる。(3) 上記(1) のため、除去すべきSiO2
粉が多く、粉塵除去装置の負担及びランニングコストが
大きくなる。
To summarize the above, the problems of the prior art are as follows. (1) Since the deposition efficiency up to the saturated soot diameter and the synthesis rate are low, the deposition time is long. (2)
The SiO 2 powder that has not adhered floats and causes bubbles and cracks. (3) SiO 2 to be removed due to (1) above
A large amount of powder increases the burden and running cost of the dust removal device.

【0009】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、堆積効率及び合成速度を飛躍的に向上させ、短時間
で多孔質ガラス母材製造することを可能とすること、ま
た、堆積効率を向上させることで、気泡やクラックの原
因となる付着しなかったガラス微粒子を最小限に少なく
し、光ファイバ特性を向上させることにある。
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, dramatically improve the deposition efficiency and the synthesis rate, and make it possible to produce a porous glass base material in a short time. The object of the present invention is to improve the optical fiber characteristics by minimizing non-adhered glass particles that cause bubbles and cracks by improving the optical fiber characteristics.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、次のように構成したものである。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.

【0011】(1)請求項1の発明に係る多孔質ガラス
母材合成用バーナは、中心ノズルからガラス原料ガスを
噴出すると共に、その外周から酸素ガスと水素ガスの火
炎を生成し、加水分解反応または熱酸化反応させてガラ
ス微粒子を生成する多孔質ガラス母材合成用バーナにお
いて、前記中心ノズルを複数本のガラス原料ガスノズル
により構成し、各ガラス原料ガスノズルをターゲットま
たはバーナが移動する方向に1列に配置したことを特徴
とする。
(1) The burner for synthesizing a porous glass base material according to the first aspect of the present invention ejects a glass raw material gas from a central nozzle and generates a flame of oxygen gas and hydrogen gas from the outer periphery thereof, thereby hydrolyzing. In a burner for synthesizing a porous glass base material that generates glass fine particles by a reaction or thermal oxidation reaction, the central nozzle is constituted by a plurality of glass material gas nozzles, and each glass material gas nozzle is disposed in the direction in which the target or the burner moves. It is characterized by being arranged in a row.

【0012】本発明の多孔質ガラス母材合成用バーナに
は、ガラス原料ガス噴出用の中心ノズルの周囲にバーナ
中心と同心円状に複数設置したポートから酸素ガス、水
素ガス、不活性ガスを噴出する多重管バーナ型や、中心
ノズルの周囲に複数の小口径の酸素噴出ポートを配設し
たいわゆるマルチバーナ型など、そのいずれの形態も含
まれる。
In the burner for synthesizing a porous glass base material of the present invention, oxygen gas, hydrogen gas and inert gas are spouted from a plurality of ports installed concentrically with the center of the burner around a central nozzle for spouting glass raw material gas. And a multi-tube burner type in which a plurality of small-diameter oxygen jet ports are arranged around a central nozzle.

【0013】(2)請求項2の発明は、請求項1の多孔
質ガラス母材合成用バーナにおいて、前記複数本のガラ
ス原料ガスノズルを一括して不活性ガスノズルの内部に
設置したことを特徴とする。
(2) The invention of claim 2 is characterized in that, in the burner for synthesizing a porous glass base material of claim 1, the plurality of glass material gas nozzles are collectively installed inside an inert gas nozzle. I do.

【0014】この不活性ガスノズル(不活性ガス噴出ノ
ズル)を設ける理由は、バーナ先端にガラス微粒子が付
着するのを防ぐためであり、バーナの中心と同心的に形
成した円筒状のポート又は非円筒状のポートとして設け
ても良いし、バーナの中心と同心的に形成した円環状の
ポート又は非円環状のポートとして設けても良い。いず
れの形態においても、不活性ガス噴出ノズルは、各々の
ガラス原料ガスノズルと同心円状に設置していない形態
になる。
The reason why the inert gas nozzle (inert gas jet nozzle) is provided is to prevent glass particles from adhering to the tip of the burner. A cylindrical port or a non-cylindrical port formed concentrically with the center of the burner is provided. It may be provided as an annular port, or may be provided as an annular port or a non-annular port formed concentrically with the center of the burner. In any of the embodiments, the inert gas ejection nozzle is not installed concentrically with each of the glass material gas nozzles.

【0015】(3)請求項3の発明は、請求項1又は2
の多孔質ガラス母材合成用バーナにおいて、前記1列に
配置した各ガラス原料ガスノズルの内径を、初期ターゲ
ット径aと最終径bから、次式
(3) The invention of claim 3 is the invention of claim 1 or 2
In the burner for synthesizing a porous glass base material of the above, the inner diameter of each glass raw material gas nozzle arranged in the above-mentioned one row is calculated from the initial target diameter a and the final diameter b by the following equation

【0016】[0016]

【数2】 (Equation 2)

【0017】の平均合成速度が最大となるように設定し
たことを特徴とする。
The average synthesizing speed is set to be maximum.

【0018】(4)請求項4の発明に係る多孔質ガラス
母材の製造方法は、多孔質ガラス母材合成用バーナの中
心ノズルからガラス原料ガスを噴出すると共に、その外
周から酸素ガスと水素ガスの火炎を生成し、加水分解反
応または熱酸化反応させてガラス微粒子を生成し、これ
を光ファイバのコア部を含む回転するターゲットに対し
て相対的に軸方向に沿って往復運動させながら、ターゲ
ットの外周へ所定の径になるまで吹き付けて堆積させる
多孔質ガラス母材の製造方法において、前記多孔質ガラ
ス母材合成用バーナとして、前記中心ノズルを複数本の
ガラス原料ガスノズルにより構成し、各ガラス原料ガス
ノズルをターゲットまたはバーナが移動する方向に1列
に配置したバーナを用いることを特徴とする。
(4) In the method for manufacturing a porous glass preform according to the invention of claim 4, a glass raw material gas is jetted from a central nozzle of a burner for synthesizing a porous glass preform, and oxygen gas and hydrogen are discharged from the outer periphery thereof. A gas flame is generated, and a hydrolysis reaction or a thermal oxidation reaction is performed to generate glass fine particles, which are reciprocated along an axial direction relative to a rotating target including a core of an optical fiber, In the method for manufacturing a porous glass base material that is sprayed and deposited to a predetermined diameter on the outer periphery of a target, the central nozzle is configured by a plurality of glass raw material gas nozzles as the burner for synthesizing the porous glass base material, A burner in which glass source gas nozzles are arranged in a row in a direction in which the target or the burner moves is used.

【0019】(5)請求項5の発明は、請求項4記載の
多孔質ガラス母材の製造方法において、前記複数本のガ
ラス原料ガスノズルの周りから不活性ガスを噴出し、そ
のバーナ先端にガラス微粒子の付着を防ぐことを特徴と
する。
(5) The invention according to claim 5 is the method for producing a porous glass base material according to claim 4, wherein an inert gas is blown from around the plurality of glass raw material gas nozzles, and It is characterized in that adhesion of fine particles is prevented.

【0020】(6)請求項6の発明は、請求項4又は5
記載の多孔質ガラス母材の製造方法において、前記多孔
質ガラス母材合成用バーナとして、前記複数本のガラス
原料ガスノズルの内径を、初期ターゲット径から最終径
まで堆積したとき、平均合成速度が最大となるように設
計したバーナを用いることを特徴とする。
(6) The invention of claim 6 is the invention of claim 4 or 5
In the method for manufacturing a porous glass preform according to the above, as the burner for synthesizing the porous glass preform, when the inner diameters of the plurality of glass raw material gas nozzles are deposited from an initial target diameter to a final diameter, the average synthesis rate is the maximum. It is characterized by using a burner designed to be as follows.

【0021】<発明の要点>本発明の要点は、多孔質ガ
ラス母材合成用バーナのガラス原料ガスノズルを1列に
配置し、その列の方向を、ターゲットまたはバーナが移
動する方向と同じとすることにある。
<The gist of the invention> The gist of the present invention is that the glass raw material gas nozzles of the burner for synthesizing the porous glass base material are arranged in one row, and the direction of the row is the same as the direction in which the target or the burner moves. It is in.

【0022】このようにすることにより、(i) 出発母材
であるターゲットが細い場合、原料ガスノズル径が大き
すぎるために、原料ガスがターゲットに当たらず逃げて
しまうという不都合を回避できると共に、(ii)逆に、原
料ノズル径が小さすぎる場合、ガスの流れが大きくなり
すぎ、原料ガスノズルから噴出した原料ガスが加水分解
反応する距離が小さくなり、合成速度が飽和し堆積効率
を低下させる、という不都合を回避することができる。
By doing so, (i) when the target which is the starting base material is thin, it is possible to avoid the inconvenience that the source gas does not hit the target and escapes because the diameter of the source gas nozzle is too large. ii) Conversely, if the diameter of the raw material nozzle is too small, the flow of the gas becomes too large, the distance at which the raw material gas ejected from the raw material gas nozzle undergoes a hydrolysis reaction is reduced, and the synthesis rate is saturated, thereby decreasing the deposition efficiency. Inconvenience can be avoided.

【0023】従って、本発明のバーナを使用することに
より、堆積効率及び合成速度を向上させて、作業時間
(堆積時間)の短縮を図ることができる。
Therefore, by using the burner of the present invention, it is possible to improve the deposition efficiency and the synthesis speed, and to shorten the working time (the deposition time).

【0024】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光ファイバ用母材を製造する
ことができる。
Further, since the deposition efficiency is improved, the glass fine particles floating in the reaction chamber do not adhere again, and a preform for an optical fiber free of bubbles and cracks can be manufactured.

【0025】また本発明の他の要点は、堆積中にバーナ
のガラス原料ガスノズルから噴出される四塩化珪素がノ
ズルから出た瞬間、加水分解反応し生成されたガラス微
粒子がバーナ先端に付着するのを防ぐために、前記複数
本のガラス原料ガスノズルを一括して不活性ガスノズル
の内部に設置する点にある。この形態としては、通常の
形態として、ガラス原料ガスノズルの周りに、ガラス原
料ガスノズルと同心円状に円環状のポート(図6の円環
状のポート21参照)を設け、そこから不活性ガス(例
えば、Ar)を噴出する形態とすることができる。しか
し、本発明では複数本のガラス原料ガスノズルを使用し
ていることから、好ましくは、複数本のガラス原料ガス
ノズルを一括して円筒状又は非円筒状の不活性ガスノズ
ルの内部に設置する形態とするのが良い(図1参照)。
いずれの形態においても、本発明の場合、そのバーナ先
端にガラス微粒子が付着するのを防ぐための不活性ガス
噴出ノズルは、各々のガラス原料ガスノズルと同心円状
に設置していない点に特徴がある。
Another point of the present invention is that, at the moment when silicon tetrachloride ejected from the glass material gas nozzle of the burner comes out of the nozzle during deposition, glass particles produced by a hydrolysis reaction adhere to the tip of the burner. In order to prevent this, the plurality of glass material gas nozzles are collectively installed inside the inert gas nozzle. In this form, as a normal form, an annular port (see the annular port 21 in FIG. 6) is provided around the glass material gas nozzle concentrically with the glass material gas nozzle, and an inert gas (for example, Ar) may be ejected. However, since a plurality of glass material gas nozzles are used in the present invention, preferably, a plurality of glass material gas nozzles are collectively installed inside a cylindrical or non-cylindrical inert gas nozzle. (See FIG. 1).
In any of the embodiments, the present invention is characterized in that an inert gas jet nozzle for preventing glass particles from adhering to the tip of the burner is not provided concentrically with each glass material gas nozzle. .

【0026】さらに本発明の他の要点は、複数の原料ガ
スノズルの内径を、初期ターゲット径a[mm]から最終
径b[mm]まで堆積したとき、平均合成速度が最大とな
るように設計した点にある。下記式
Another point of the present invention is that a plurality of source gas nozzles are designed such that the average synthesis rate becomes maximum when the inner diameters of the plurality of source gas nozzles are deposited from an initial target diameter a [mm] to a final diameter b [mm]. On the point. The following formula

【0027】[0027]

【数3】 (Equation 3)

【0028】が最大となるように設計することがポイン
トである。
The point is to design so that the maximum value is obtained.

【0029】<発明の補足説明>本発明は、ガラス原料
ガスノズルをターゲットまたはバーナの移動方向に沿っ
て1列に配置したものであり、この数は多い方が有効で
ある。その合成速度は、このノズル数に比例して大きく
なり、さらに堆積時間の短縮が図れる。また、本発明で
使用する不活性ガスノズルの形状は円が基本であるが、
楕円や四角でもかまわない。また、バーナ全体の形状に
ついても同様に楕円や四角でも同じ効果が得られる。
<Supplementary Explanation of the Invention> In the present invention, the glass raw material gas nozzles are arranged in a line along the moving direction of the target or the burner, and the larger the number, the more effective. The synthesis speed increases in proportion to the number of nozzles, and the deposition time can be further reduced. The shape of the inert gas nozzle used in the present invention is basically a circle,
It can be oval or square. Similarly, the same effect can be obtained for the shape of the entire burner also for an ellipse or a square.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施形態に
基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on the illustrated embodiment.

【0031】図4に、本実施形態の光ファイバ母材の製
造方法で採用した外付けVAD法を示す。この方法は、
図4に示すように、光ファイバのコア部にあたるコアガ
ラスまたはそのコアガラスと一部クラッドを含んだガラ
スターゲット棒2を出発部材(ターゲット)として、そ
のガラスターゲット両端をチャック1にて固定し、その
軸の周りに回転させる。一方、1本あるいは複数本のス
ート生成用バーナ5へ原料ガスである四塩化珪素と燃料
ガスである水素、助燃料ガスである酸素を供給し、その
バーナ5から燃焼火炎4とともにガラス微粒子を吹き付
ける。回転するターゲットの外周へガラス微粒子を堆積
させながら、ガラスターゲット棒2とバーナ5を相対的
にターゲットの軸方向に沿って往復運動、すなわちトラ
バースさせて、多孔質スート母材3を堆積するものであ
る。このトラバースの速度は、往復運動の往路と復路の
速度は同じでも異なっていてもよい。
FIG. 4 shows an external VAD method employed in the method of manufacturing an optical fiber preform according to the present embodiment. This method
As shown in FIG. 4, both ends of the glass target are fixed by a chuck 1 using a core glass corresponding to the core of the optical fiber or a glass target rod 2 containing the core glass and a part of the clad as a starting member (target). Rotate around its axis. On the other hand, silicon tetrachloride as a raw material gas, hydrogen as a fuel gas, and oxygen as an auxiliary fuel gas are supplied to one or more soot generation burners 5, and glass fine particles are sprayed from the burner 5 together with the combustion flame 4. . This deposits the porous soot base material 3 by reciprocating the glass target rod 2 and the burner 5 relatively along the axial direction of the target, ie, traversing the glass target rod 2 and the burner 5 while depositing the glass particles on the outer periphery of the rotating target. is there. The speed of the traverse may be the same as or different from the speed of the reciprocating movement in the forward path and the return path.

【0032】図5(a)(b)にスート径x[mm]に対
する合成速度y[g/min ]のグラフを示す。合成速度
とは、単位時間あたり付着するSiO2 の重量である。
y(x)のグラフからもわかるように、それそれのバー
ナでスート径がある径(飽和スート径)に達したとき、
それ以上のスート径では合成速度があまり変化しない飽
和状態(飽和合成速度)となる領域がある。この飽和し
始めるスート径を「飽和スート径」と定義する。また、
この飽和スート径以上での飽和した合成速度を「飽和合
成速度」と定義する。この飽和スート径Xsは、図5
(a)に示すように、y(x)の曲線の立ち上がりの原
点からの接線Aと、飽和合成速度Ysの値(20g/mi
n )の直線Bとに着目し、両者が交わる交点Cに対応す
るスート径Xsとして求められる。図示の場合、飽和ス
ート径Xsは直径約90mmφである。
FIGS. 5 (a) and 5 (b) show graphs of the synthetic speed y [g / min] with respect to the soot diameter x [mm]. The synthesis rate is the weight of SiO 2 adhered per unit time.
As can be seen from the graph of y (x), when the soot diameter of each burner reaches a certain diameter (saturated soot diameter),
At a soot diameter larger than that, there is a region where the synthesis speed is in a saturated state (saturation synthesis speed) where the synthesis speed does not change much. The soot diameter at which saturation starts is defined as “saturated soot diameter”. Also,
The saturated synthesis rate above the saturated soot diameter is defined as “saturated synthesis rate”. This saturated soot diameter Xs is shown in FIG.
As shown in (a), the tangent line A from the origin of the rise of the curve of y (x) and the value of the saturation synthesis speed Ys (20 g / mi)
Focusing on the straight line B in n), the soot diameter Xs corresponding to the intersection C where the two intersect is obtained. In the case shown, the saturated soot diameter Xs is about 90 mmφ.

【0033】ところで、上述したとおり、多孔質ガラス
母材を初期ターゲット径a[mm]から最終径b[mm]ま
で堆積するまでの平均合成速度は、任意のターゲット径
での合成速度をf(x)とすると、次式で求められる。
By the way, as described above, the average synthesizing speed until the porous glass base material is deposited from the initial target diameter a [mm] to the final diameter b [mm] is f () at an arbitrary target diameter. x), it is obtained by the following equation.

【0034】[0034]

【数4】 (Equation 4)

【0035】但し、初期ガラスターゲット径をa[mm]
とし、堆積後の最終径をb[mm]とする。
However, the initial glass target diameter is a [mm]
And the final diameter after deposition is b [mm].

【0036】上式を見てもわかるように、f(x)とx
軸及び上式で表されている積分範囲で囲まれる面積が大
きいほど、1本の多孔質ガラス母材を堆積するまでの平
均合成速度が大きく、堆積時間が早い。言い換えれば、
供給したガラス原料ガスに対して効率良く堆積するとい
うことである。
As can be seen from the above equation, f (x) and x
The larger the area enclosed by the axis and the integral range represented by the above equation, the greater the average synthesis rate until one porous glass base material is deposited, and the faster the deposition time. In other words,
This means that the supplied glass raw material gas is efficiently deposited.

【0037】したがって、投入したガラス原料ガスを無
駄なく効率的に堆積させ、堆積時間を短縮するために
は、飽和スート径Xsを小さくし、且つ飽和合成速度Y
sを大きくすれば良いことがわかる。
Therefore, in order to efficiently and efficiently deposit the supplied glass raw material gas and shorten the deposition time, the saturated soot diameter Xs is reduced and the saturated synthesis speed Y is reduced.
It is understood that s should be increased.

【0038】そこで、この重要なパラメータである飽和
スート径Xsと飽和合成速度Ysがガラス原料ガスノズ
ル径に対してどのように変化するかを調べた。
Therefore, it was examined how the important parameters, the saturated soot diameter Xs and the saturated synthesis speed Ys, change with respect to the glass material gas nozzle diameter.

【0039】<比較例1〜4、図6>比較例として、図
6に示すように、中心ノズルが1本のガラス原料ガスノ
ズル6から成る構成のバーナ5を試作し実験に用いた。
その1本の中心ノズルからガラス原料ガスである四塩化
珪素を供給し、そのガラス原料ガスノズル6の周りにバ
ーナ中心と同心円状に複数本の小さな径の酸素ノズル
(複数の小口径の酸素噴出ポート)7を設け、そこから
酸素を噴出させた。また、水素はその複数本の小さな径
の酸素ノズル7の周りの隙間から成るポート8から噴出
させた。
<Comparative Examples 1-4, FIG. 6> As a comparative example, as shown in FIG. 6, a burner 5 having a single central glass nozzle composed of a glass material gas nozzle 6 was experimentally manufactured and used.
The glass material gas, silicon tetrachloride, is supplied from the single central nozzle, and a plurality of small-diameter oxygen nozzles (a plurality of small-diameter oxygen ejection ports) are provided around the glass material gas nozzle 6 concentrically with the center of the burner. 7) was provided, and oxygen was ejected therefrom. Hydrogen was ejected from a port 8 formed by a gap around the plurality of small-diameter oxygen nozzles 7.

【0040】さらに、この酸水素の噴出構造を、内側層
ノズル9と、外側層ノズル10の2重構造とした。2重
構造にした理由は次の通りである。すなわち、(i) 堆積
している多孔質ガラス母材が細いときは、内側の酸素、
水素のみで加水分解反応をさせ、徐々に増加する多孔質
ガラス母材の径に従い外側の酸素、水素を噴出し、多孔
質ガラス母材の微粒子の嵩密度の低下を防ぐ。(ii)さら
に、複数本の多孔質ガラス母材生成用バーナを横並びに
したときに、火炎の干渉をできる限り抑え、堆積効率を
向上させるためである。ただし、本実験では、ガラス原
料ガスノズルによる堆積効率及び合成速度の関係を明ら
かにするため、堆積初期から内側と外側から酸素、水素
ガスを噴出し、加水分解反応をさせた。
Further, the jet structure of the oxyhydrogen has a double structure of the inner layer nozzle 9 and the outer layer nozzle 10. The reason for the double structure is as follows. That is, (i) when the deposited porous glass base material is thin, oxygen on the inside,
The hydrolysis reaction is carried out only with hydrogen, and oxygen and hydrogen on the outer side are ejected in accordance with the gradually increasing diameter of the porous glass base material, thereby preventing a decrease in the bulk density of the fine particles of the porous glass base material. (ii) Further, when a plurality of burners for forming a porous glass base material are arranged side by side, interference of a flame is suppressed as much as possible and deposition efficiency is improved. However, in this experiment, in order to clarify the relationship between the deposition efficiency and the synthesis rate by the glass raw material gas nozzle, oxygen and hydrogen gas were ejected from the inside and outside from the initial stage of the deposition to cause a hydrolysis reaction.

【0041】また、中心のノズル6からガラス原料ガス
である四塩化珪素、その中心ノズル6の周りに同心円状
に円環状のポート21、22を設け、円環状のポート2
1からはバーナ先端に多孔質ガラス微粒子の付着を防ぐ
ために、不活性ガスであるアルゴンガス(内側シールA
r)を噴出させた。また最後に最外周の円環状のノズル
(ポート22)からもアルゴンガス(外側シールAr)
を噴出させた。
Further, concentric annular ports 21 and 22 are provided around the central nozzle 6 from the central nozzle 6 and silicon tetrachloride as a glass raw material gas.
In order to prevent porous glass particles from adhering to the tip of the burner, argon gas (inside seal A)
r) was ejected. Finally, argon gas (outer seal Ar) is also supplied from the outermost annular nozzle (port 22).
Erupted.

【0042】次に、上記図6の構成において、中心にあ
る1本のガラス原料ガスノズル6のノズル径を2mmφ、
3mmφ、4mmφ、6mmφと変化させた構造のバーナを作
成し、これらを比較例1〜比較例4とした。そして、こ
れらを使用し、堆積中徐々に増加する多孔質ガラス母材
(スート径)に対する合成速度[g/min ]を比較し
た。
Next, in the configuration shown in FIG. 6, the diameter of one central glass material gas nozzle 6 is 2 mmφ,
Burners having structures of 3 mmφ, 4 mmφ, and 6 mmφ were prepared, and these were designated as Comparative Examples 1 to 4. These were used to compare the synthesis rate [g / min] with the porous glass base material (soot diameter), which gradually increased during deposition.

【0043】ただし、これらのバーナ構造は、ガラス原
料ガスノズル6の径以外は全て寸法、構造ともに同じと
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も同じにした。さら
に、それらのガス流量は、徐々に増加する多孔質ガラス
母材の径によらず、一定にした。具体的には、四塩化珪
素=42×2[g/min ]、内側酸素=17×2[l/
min ]、内側水素=32×2[g/min ]、外側酸素=
18×2[l/min ]、外側水素=38×2[l/min
]、四塩化珪素を搬送するためのキャリアAr=0.
3×2[l/min ]、内側シールAr=1[l/min
]、外側シールAr=15[min ]とした。また、タ
ーゲットの回転数および、バーナとターゲットの相対移
動速度は、それぞれ40rpm と120mm/min に固定し
た。
However, these burner structures have the same dimensions and structure except for the diameter of the glass material gas nozzle 6, and the flow rates of hydrogen gas, oxygen gas, inert gas and silicon tetrachloride gas used at the time of deposition are also the same. I made it. Further, their gas flow rates were kept constant irrespective of the diameter of the porous glass base material gradually increasing. Specifically, silicon tetrachloride = 42 × 2 [g / min], inner oxygen = 17 × 2 [l /
min], inner hydrogen = 32 × 2 [g / min], outer oxygen =
18 × 2 [l / min], outer hydrogen = 38 × 2 [l / min]
], A carrier Ar for transporting silicon tetrachloride = 0.
3 × 2 [l / min], inner seal Ar = 1 [l / min]
] And the outer seal Ar = 15 [min]. The rotation speed of the target and the relative movement speed between the burner and the target were fixed at 40 rpm and 120 mm / min, respectively.

【0044】実験は出発ターゲットに10mmφの石英棒
を使用し、長さ2000mm、径220mmφのスート母材
を製造した。そして、付着したガラス微粒子の重量を測
定しながら堆積させ、その重量より合成速度(1分あた
りに堆積するSiO2 の重量)を計算した。その結果を
図7に示す。
In the experiment, a soot base material having a length of 2000 mm and a diameter of 220 mmφ was manufactured using a 10 mmφ quartz rod as a starting target. Then, deposition was performed while measuring the weight of the attached glass fine particles, and the synthesis rate (the weight of SiO 2 deposited per minute) was calculated from the weight. FIG. 7 shows the result.

【0045】図7を見ても分かるように、飽和合成速度
は、ガラス原料ガスノズル径がφ2、φ3、φ4、φ6
(mm)と大きくなるにつれて増加している。これは、ガ
ラス原料ガスノズル6の径が大きくなることで、原料ガ
スの流速が小さくなり、バーナから噴出した原料ガスが
反応する距離が長くなり、ガラス微粒子生成に必要な距
離が十分あるからである。
As can be seen from FIG. 7, the saturation synthesis rate is determined by the glass material gas nozzle diameters of φ2, φ3, φ4, φ6.
(Mm). This is because, as the diameter of the glass raw material gas nozzle 6 becomes larger, the flow velocity of the raw material gas becomes smaller, the distance over which the raw material gas ejected from the burner reacts becomes longer, and the distance required for producing glass particles is sufficient. .

【0046】しかしながら、ガラス原料ガスノズルの径
が大きいほど合成速度が飽和し始める径が大きい。即
ち、飽和スート径が大きい。言い換えれば、ターゲット
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に当たらず逃
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 glass raw material gas nozzle, the larger the diameter at which the synthesis rate starts to saturate. That is, the saturated soot diameter is large. In other words, when the target diameter 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 some of the glass fine particles generated by reacting with the flame escape without hitting the target, and the glass fine particles are wasted.

【0047】最終的な多孔質ガラス母材の径になるまで
堆積効率(平均堆積効率)を良くし、平均合成速度を大
きくするためには、飽和合成速度が高いだけではなく、
ターゲット径(スート径)が細いときの合成速度も重要
になる。即ち、飽和スート径を小さくすることも重要と
なる。
In order to improve the deposition efficiency (average deposition efficiency) until the final diameter of the porous glass base material and increase the average synthesis rate, not only the saturation synthesis rate is high but also the
The synthesis speed when the target diameter (soot diameter) is small also becomes important. That is, it is also important to reduce the saturated soot diameter.

【0048】図8に理想的なバーナ特性の方向性を示
す。合成速度及び堆積効率を向上させるためには、図8
中に矢印で示すように、曲線を左方向にシフトさせ、さ
らに上矢印の方向へシフトさせることがポイントとな
る。
FIG. 8 shows the ideal direction of the burner characteristics. In order to improve the synthesis rate and the deposition efficiency, FIG.
The point is to shift the curve to the left and further to the direction of the up arrow, as indicated by the arrow inside.

【0049】先の実験から、飽和スート径を小さくする
ためには、図8のバーナ特性を左矢印方向にシフトさせ
るべく、ガラス原料ガスノズル径を小さくし、細いとき
のガラスターゲットにピンポイントでガラス原料ガスを
付着させることである。
From the previous experiment, in order to reduce the saturated soot diameter, the diameter of the glass material gas nozzle was reduced in order to shift the burner characteristic in FIG. This is to deposit the source gas.

【0050】さらに飽和合成速度を大きくするために
は、図8のバーナ特性を上矢印方向にシフトさせるべ
く、ガラス原料ガスノズル径を大きくすることである。
即ち、ガラス原料ガスノズルの断面積を大きくし、ガラ
ス原料ガスの噴出速度(流速)を遅くすることで、ガラ
ス原料ガスの反応距離を長くすることである。
In order to further increase the saturation synthesis speed, it is necessary to increase the diameter of the glass material gas nozzle in order to shift the burner characteristics in FIG.
That is, by increasing the cross-sectional area of the glass material gas nozzle and decreasing the ejection speed (flow velocity) of the glass material gas, the reaction distance of the glass material gas is increased.

【0051】<本実施形態のバーナ>以上のことから、
次のようなバーナを発明した。図1に本発明の一実施形
態に係るバーナ5の構造を示す。中心ノズル以外は図6
と同じ構造である。
<Burner of the present embodiment> From the above,
The following burner was invented. FIG. 1 shows a structure of a burner 5 according to one embodiment of the present invention. Fig. 6 except for the center nozzle
It has the same structure as.

【0052】ガラス原料ガス噴出用の中心ノズルの周囲
に、バーナ中心と同心円状に複数のポートを形成すべ
く、円筒状の不活性ガスノズル11、13、酸素ガス及
び水素ガス用の円環状の内側層ノズル9、同じく酸素ガ
ス及び水素ガス用の円環状の外側層ノズル10を有す
る。内側層ノズル9及び外側層ノズル10の構成は図6
と同じであり、中心ノズルの周囲、正確には不活性ガス
ノズル13(ポート22)の周囲に、複数の小口径の酸
素噴出ポートから成る酸素ノズル7を周方向に等間隔で
配設し、その周囲の隙間から成るポート8から水素を噴
出させる構造である。
In order to form a plurality of ports concentrically with the center of the burner around the central nozzle for ejecting the glass raw material gas, cylindrical inert gas nozzles 11 and 13 are provided inside the annular ring for oxygen gas and hydrogen gas. A layer nozzle 9 also has an annular outer layer nozzle 10 for oxygen gas and hydrogen gas. The structure of the inner layer nozzle 9 and the outer layer nozzle 10 is shown in FIG.
Oxygen nozzles 7 composed of a plurality of small-diameter oxygen jet ports are arranged at equal intervals in the circumferential direction around the center nozzle, more precisely, around the inert gas nozzle 13 (port 22). In this structure, hydrogen is ejected from a port 8 formed by a peripheral gap.

【0053】ガラス原料ガスノズル6の径は、飽和スー
ト径が小さく、ピンポイントで細いガラスターゲットに
ガラス微粒子を付着させることができる2mmφ(内径)
とし、これを4本、ガラスターゲットまたはバーナの移
動する方向に1列に設置した。また、バーナ5を小型化
するために、各ガラス原料ガスノズル6はその間隔を空
けずに密に設置した。ガラス原料ガスのバーナ5への供
給口は1つとし、4本のガラス原料ガス(噴出)ノズル
6へ均等にガスを供給するようにした。
The diameter of the glass raw material gas nozzle 6 is 2 mmφ (inner diameter) which has a small saturated soot diameter and can attach fine glass particles to a thin glass target at a pinpoint.
And four of them were arranged in a row in the moving direction of the glass target or the burner. Further, in order to reduce the size of the burner 5, the glass raw material gas nozzles 6 were densely installed without leaving any interval. The glass material gas was supplied to the burner 5 with a single supply port, so that the gas was uniformly supplied to four glass material gas (spouting) nozzles 6.

【0054】したがって、4本のガラス原料ガスノズル
6の総断面積は、バーナ中心に1個のガラス原料ガスノ
ズルが設置してある図6のバーナ形状のノズル径4mmφ
の断面積と同じである。よって、バーナから噴出するガ
ラス原料ガスの流速が等しくなる。
Accordingly, the total sectional area of the four glass material gas nozzles 6 is a burner-shaped nozzle diameter of 4 mmφ in FIG. 6 in which one glass material gas nozzle is installed at the center of the burner.
Is the same as the cross-sectional area. Therefore, the flow velocity of the glass raw material gas ejected from the burner becomes equal.

【0055】これらの一列配置されたガラス原料ガスノ
ズル6は、バーナ先端にガラス微粒子が付着するのを防
ぐため、上記円筒状の不活性ガスノズル11の内部のシ
ールArガス領域12中に一括して設置した。
The glass raw material gas nozzles 6 arranged in a line are collectively installed in the seal Ar gas region 12 inside the cylindrical inert gas nozzle 11 in order to prevent glass particles from adhering to the tip of the burner. did.

【0056】上記の如く構成された本発明のバーナを用
いて、先の多孔質ガラス母材径(スート径)に対する合
成速度の関係を調べた。実験の条件(ガス流量や原料ガ
スノズル径以外のバーナ構造及び寸法、ターゲット回転
数、移動速度)は、先の実験とすべて同じとした。その
結果を図2に示す。図2中、実線は本発明のバーナ特性
であり、破線は図6のバーナ(ガラス原料ガスノズル径
φ4)のバーナ特性である。
Using the burner of the present invention configured as described above, the relationship between the synthesis rate and the diameter of the porous glass base material (soot diameter) was examined. The conditions of the experiment (the burner structure and dimensions other than the gas flow rate and the source gas nozzle diameter, the target rotation speed, and the moving speed) were all the same as those in the previous experiment. The result is shown in FIG. In FIG. 2, the solid line indicates the burner characteristics of the present invention, and the broken line indicates the burner characteristics of the burner (glass raw material gas nozzle diameter φ4) of FIG.

【0057】図2からも明らかなように、本発明(実
線)のバーナの飽和スート径Xs(図5参照)は、従来
技術(破線)のバーナのそれと比べ、小さくなってい
る。すなわち、従来技術(破線)では飽和スート径Xs
=x2が約100mmφであるのに対し、本発明バーナで
は飽和スート径Xs=x2が約20mmφとかなり小さく
なっている。
As is clear from FIG. 2, the burner of the present invention (solid line) has a saturated soot diameter Xs (see FIG. 5) smaller than that of the conventional burner (broken line). That is, in the prior art (broken line), the saturated soot diameter Xs
= X2 is about 100 mmφ, whereas in the burner of the present invention, the saturated soot diameter Xs = x2 is considerably small at about 20 mmφ.

【0058】さらに、飽和合成速度は、本発明バーナか
らのガラス原料ガス噴出速度(流速)と従来技術のバー
ナの流速が等しいことから等しくなっている。
Further, the saturated synthesis rate is equal because the velocity (flow velocity) of blowing the glass raw material gas from the burner of the present invention is equal to the flow velocity of the conventional burner.

【0059】初期のガラスターゲット径を10mmφと
し、これを径150mmφまで堆積したとすると、従来技
術のバーナの平均合成速度は11.9[g/min ]であ
るのに対し、本発明のバーナの平均合成速度は16.1
[g/min ]と飛躍的に増加している。図6のバーナ構
造に対して、約1.35倍向上することができている。
この結果、堆積時間(作業時間)を約26%短縮するこ
とができた。
Assuming that the initial diameter of the glass target is 10 mmφ and this is deposited to a diameter of 150 mmφ, the average synthesis rate of the burner of the prior art is 11.9 [g / min], whereas the average synthesis rate of the burner of the present invention is 11.9 g / min. The average synthesis rate is 16.1
[G / min]. The improvement is about 1.35 times that of the burner structure of FIG.
As a result, the deposition time (working time) could be reduced by about 26%.

【0060】堆積効率(噴出した原料ガス量に対して付
着したSiO2 の比)に関しても同様に約1.35倍向
上しており、無駄なくターゲットにガラス微粒子を付着
することができている。
Similarly, the deposition efficiency (the ratio of SiO 2 adhered to the amount of ejected source gas) is also improved by about 1.35 times, and the glass particles can be adhered to the target without waste.

【0061】本発明のバーナで堆積した多孔質ガラス母
材を焼結し、透明ガラス化したものは気泡などのガラス
欠陥も認められず、良好な光ファイバガラス母材であっ
た。
The porous glass preform deposited by the burner of the present invention and sintered and transparent vitrified did not show any glass defects such as air bubbles, and was a good optical fiber glass preform.

【0062】<他の実施形態>本発明のバーナは、ガラ
ス原料ガスノズルをターゲットまたはバーナの移動方向
に沿って1列に配置したものであり、上記実施形態のよ
うに4本を一列配置する場合の他、1列配置する本数を
2本、3本、5本、6本等と変更しても本発明所期の効
果を奏することができるが、このガラス原料ガスノズル
の本数は多い方が有効である。その合成速度は、このノ
ズル数に比例して大きくなり、さらに堆積時間の短縮が
図れる。
<Other Embodiments> A burner according to the present invention is one in which glass raw material gas nozzles are arranged in a line along the moving direction of a target or a burner, and four burners are arranged in a line as in the above embodiment. In addition, the desired effect of the present invention can be obtained even if the number of lines arranged in one row is changed to two, three, five, six, etc., but the larger the number of glass material gas nozzles, the more effective It is. The synthesis speed increases in proportion to the number of nozzles, and the deposition time can be further reduced.

【0063】また、図1で使用した不活性ガス噴出ノズ
ル(シールArノズル)11、13の形状は円になって
いるが、図3に示すように楕円の形状とすることもでき
るし、四角、五角、六角等の多角形とすることもでき
る。また、バーナ全体の形状についても同様に楕円や四
角、五角、六角等の多角形とすることができ、円形の場
合と同じ効果が得られる。
Although the inert gas jet nozzles (seal Ar nozzles) 11 and 13 used in FIG. 1 are circular, they may be elliptical as shown in FIG. , Pentagon, hexagon, etc. Similarly, the shape of the entire burner can be an ellipse, a polygon such as a square, a pentagon, or a hexagon, and the same effect as in the case of a circle can be obtained.

【0064】さらに複数本のガラス原料ガスのノズル径
は、上記実施形態では内径2mmφとしたが、初期ガラス
ターゲットおよび堆積後のスート径により、次式
Further, the nozzle diameter of the plurality of glass raw material gases is 2 mm in inner diameter in the above embodiment, but the following formula is used depending on the initial glass target and the soot diameter after deposition.

【0065】[0065]

【数5】 (Equation 5)

【0066】が最大となるように設計することがポイン
トである。
The point is to design so that the maximum value is obtained.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、多
孔質ガラス母材合成用バーナのガラス原料ガスノズルを
1列に配置し、その列の方向を、ターゲットまたはバー
ナが移動する方向と同じにしたので、(i) 出発母材であ
るターゲットが細い場合、原料ガスノズル径が大きすぎ
るために、原料ガスがターゲットに当たらず逃げてしま
うという不都合を回避できると共に、(ii)逆に、原料ノ
ズル径が小さすぎる場合、ガスの流れが大きくなりす
ぎ、原料ガスノズルから噴出した原料ガスが加水分解反
応する距離が小さくなり、合成速度が飽和し堆積効率を
低下させる、という不都合を回避することができる。
As described above, according to the present invention, the glass raw material gas nozzles of the burner for synthesizing the porous glass base material are arranged in one line, and the direction of the line is the same as the direction in which the target or the burner moves. Therefore, it is possible to avoid the disadvantage that the raw material gas nozzle diameter is too large and the raw material gas does not hit the target and escapes when the target as the starting base material is narrow, and (ii) conversely, If the nozzle diameter is too small, the gas flow becomes too large, the distance in which the raw material gas ejected from the raw material gas nozzle undergoes a hydrolysis reaction becomes small, and the inconvenience of reducing the deposition efficiency by saturating the synthesis rate can be avoided. it can.

【0068】従って、本発明のバーナを使用することに
より、堆積効率及び合成速度を向上させて、作業時間
(堆積時間)の短縮を図ることができる。
Therefore, by using the burner of the present invention, the deposition efficiency and the synthesis speed can be improved, and the working time (deposition time) can be reduced.

【0069】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光ファイバ用母材を製造する
ことができる。
Further, since the deposition efficiency is improved, the glass fine particles floating in the reaction chamber do not adhere again, and a preform for an optical fiber free of bubbles and cracks can be manufactured.

【0070】また、このような構成にすることにより、
複数の原料ガスノズルの内径を、初期ターゲット径から
最終径まで堆積したとき、平均合成速度が最大となるよ
うに設計することができる。
Also, by adopting such a configuration,
When the inner diameters of the plurality of source gas nozzles are deposited from the initial target diameter to the final diameter, the average synthesis rate can be designed to be maximum.

【0071】また、上記一列配置の複数本のガラス原料
ガスノズルを一括して不活性ガスノズルの内部に設置し
たので、各ガラス原料ガスノズルで生成されたガラス微
粒子がバーナ先端に付着するのを一括して防止すること
ができる。
Further, since the plurality of glass raw material gas nozzles arranged in a line are collectively installed inside the inert gas nozzle, it is possible to collectively prevent glass fine particles generated by each glass raw material gas nozzle from adhering to the tip of the burner. Can be prevented.

【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合成用バーナの構造
を示す図である。
FIG. 1 is a view showing a structure of a burner for synthesizing a porous glass base material of the present invention.

【図2】本発明の多孔質ガラス母材合成用バーナによる
スート径と合成速度の関係を示す図である。
FIG. 2 is a view showing a relationship between a soot diameter and a synthesis speed by a burner for synthesizing a porous glass base material of the present invention.

【図3】本発明の多孔質ガラス母材合成用バーナの他の
構造例を示す図である。
FIG. 3 is a view showing another structural example of a burner for synthesizing a porous glass base material of the present invention.

【図4】本発明の多孔質ガラス母材の製造方法で採用し
た外付けVAD法の概要を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an outline of an external VAD method employed in the method for producing a porous glass base material of the present invention.

【図5】図4の製造方法における飽和スート径と飽和合
成速度の関係を示すグラフである。
5 is a graph showing a relationship between a saturated soot diameter and a saturated synthesis rate in the manufacturing method of FIG.

【図6】比較用に作成された多孔質ガラス母材合成用バ
ーナの構造を示す図である。
FIG. 6 is a view showing a structure of a burner for synthesizing a porous glass base material prepared for comparison.

【図7】図6の構造を持つ比較用バーナの特性を、その
中心のガラス原料ガスノズルの径の変化をパラメータと
して示した図である。
FIG. 7 is a diagram showing characteristics of a comparative burner having the structure of FIG. 6, using a change in the diameter of a glass source gas nozzle at the center thereof as a parameter.

【図8】図7の特性から導き出される理想的なバーナ特
性の方向性を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing the directionality of ideal burner characteristics derived from the characteristics of FIG. 7;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 ガラスターゲット棒 3 多孔質スート母材 4 火炎 5 バーナ 6 ガラス原料ガスノズル 7 酸素ノズル 8 ポート(隙間) 9 内側層ノズル 10 外側層ノズル 11、13 不活性ガスノズル 12 シールArガス領域 2 Glass target rod 3 Porous soot base material 4 Flame 5 Burner 6 Glass material gas nozzle 7 Oxygen nozzle 8 Port (gap) 9 Inner layer nozzle 10 Outer layer nozzle 11, 13 Inert gas nozzle 12 Seal Ar gas area

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】中心ノズルからガラス原料ガスを噴出する
と共に、その外周から酸素ガスと水素ガスの火炎を生成
し、加水分解反応または熱酸化反応させてガラス微粒子
を生成する多孔質ガラス母材合成用バーナにおいて、 前記中心ノズルを複数本のガラス原料ガスノズルにより
構成し、各ガラス原料ガスノズルをターゲットまたはバ
ーナが移動する方向に1列に配置したことを特徴とする
多孔質ガラス母材合成用バーナ。
1. A porous glass preform that spouts a glass raw material gas from a central nozzle and generates a flame of oxygen gas and hydrogen gas from the outer periphery thereof, and causes a hydrolysis reaction or a thermal oxidation reaction to generate glass fine particles. A burner for synthesizing a porous glass base material, wherein the central nozzle is constituted by a plurality of glass material gas nozzles, and the glass material gas nozzles are arranged in a line in a direction in which the target or the burner moves.
【請求項2】請求項1記載の多孔質ガラス母材合成用バ
ーナにおいて、前記複数本のガラス原料ガスノズルを一
括して不活性ガスノズルの内部に設置したことを特徴と
する多孔質ガラス母材合成用バーナ。
2. The porous glass preform synthesis burner according to claim 1, wherein said plurality of glass raw material gas nozzles are collectively installed inside an inert gas nozzle. Burner.
【請求項3】請求項1又は2記載の多孔質ガラス母材合
成用バーナにおいて、前記1列に配置した各ガラス原料
ガスノズルの内径を、初期ターゲット径aと最終径bか
ら、次式 【数1】 の平均合成速度が最大となるように設定したことを特徴
とする多孔質ガラス母材合成用バーナ。
3. The burner for synthesizing a porous glass base material according to claim 1, wherein the inner diameter of each of the glass raw material gas nozzles arranged in one row is determined by the following equation from the initial target diameter a and the final diameter b. 1) A burner for synthesizing a porous glass base material, characterized in that the average synthesizing speed is set to be maximum.
【請求項4】多孔質ガラス母材合成用バーナの中心ノズ
ルからガラス原料ガスを噴出すると共に、その外周から
酸素ガスと水素ガスの火炎を生成し、加水分解反応また
は熱酸化反応させてガラス微粒子を生成し、これを光フ
ァイバのコア部を含む回転するターゲットに対して相対
的に軸方向に沿って往復運動させながら、ターゲットの
外周へ所定の径になるまで吹き付けて堆積させる多孔質
ガラス母材の製造方法において、 前記多孔質ガラス母材合成用バーナとして、前記中心ノ
ズルを複数本のガラス原料ガスノズルにより構成し、各
ガラス原料ガスノズルをターゲットまたはバーナが移動
する方向に1列に配置したバーナを用いることを特徴と
する多孔質ガラス母材の製造方法。
4. A glass raw material gas is jetted from a central nozzle of a burner for synthesizing a porous glass base material, and a flame of oxygen gas and hydrogen gas is generated from the outer periphery thereof, and a hydrolysis reaction or a thermal oxidation reaction is carried out to produce glass fine particles. A porous glass mother which is sprayed and deposited to a predetermined diameter on the outer periphery of the target while reciprocating along the axial direction relative to the rotating target including the core of the optical fiber, and depositing the same. In the method for producing a material, as the burner for synthesizing a porous glass base material, the burner in which the central nozzle is constituted by a plurality of glass material gas nozzles, and each glass material gas nozzle is arranged in a row in a direction in which the target or the burner moves. A method for producing a porous glass base material, comprising:
【請求項5】請求項4記載の多孔質ガラス母材の製造方
法において、前記複数本のガラス原料ガスノズルの周り
から不活性ガスを噴出し、そのバーナ先端にガラス微粒
子の付着を防ぐことを特徴とする多孔質ガラス母材の製
造方法。
5. The method of manufacturing a porous glass base material according to claim 4, wherein an inert gas is blown from around said plurality of glass raw material gas nozzles to prevent glass particles from adhering to the burner tip. A method for producing a porous glass base material.
【請求項6】請求項4又は5記載の多孔質ガラス母材の
製造方法において、前記多孔質ガラス母材合成用バーナ
として、前記複数本のガラス原料ガスノズルの内径を、
初期ターゲット径から最終径まで堆積したとき、平均合
成速度が最大となるように設計したバーナを用いること
を特徴とする多孔質ガラス母材の製造方法。
6. The method for producing a porous glass base material according to claim 4, wherein the burner for synthesizing the porous glass base material has an inner diameter of the plurality of glass raw material gas nozzles.
A method for producing a porous glass base material, comprising using a burner designed to maximize the average synthesis rate when deposited from an initial target diameter to a final diameter.
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