JP2002211943A - 反応管 - Google Patents

反応管

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JP2002211943A
JP2002211943A JP08515698A JP8515698A JP2002211943A JP 2002211943 A JP2002211943 A JP 2002211943A JP 08515698 A JP08515698 A JP 08515698A JP 8515698 A JP8515698 A JP 8515698A JP 2002211943 A JP2002211943 A JP 2002211943A
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reaction tube
joint surface
flange
sealing
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Hiroaki Konishi
浩昭 小西
Masumi Ito
真澄 伊藤
Masahiko Matsui
雅彦 松井
Nobuya Akaike
暢哉 赤池
Shinjiro Hagiwara
真二郎 萩原
Keiichiro Fukuda
啓一郎 福田
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
    • C03B37/01446Thermal after-treatment of preforms, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
    • C03B37/0146Furnaces therefor, e.g. muffle tubes, furnace linings

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  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
  • Flanged Joints, Insulating Joints, And Other Joints (AREA)
  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガラス物体を内部に収容して反応させる反応
炉の反応管に設けた分割箇所の.シール方法を改善す
る。 【解決手段】 反応管1を長手方向に複数部分に分割し
て、分割箇所に沿って反応管端部にフランジ2、3を取
り付け、該フランジ2、3によって分離接合を可能にし
た反応管において、該フランジ2、3の接合面4に沿っ
て、又はフランジ2、3の接合面4の外周に沿って、シ
ール用ガスを満たすガス通路5を設けることによって、
反応管1内部の雰囲気ガスが接合面4に沿って直接外部
に漏れたり、外部の大気が接合面4に沿って直接反応管
内に侵入するのを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば光ファイバ
母材の脱水、焼結等に使用する反応炉の反応管に関す
る。
【0002】
【従来の技術】光ファイバ母材を脱水、焼結する場合に
は、反応炉の反応管に脱水、焼結すべき光ファイバ母材
等の反応対象となるガラス物体を入れて、ヘリウム、塩
素等の雰囲気ガスを満たして加熱しながら脱水したり透
明化したりする。その場合、内部に収容した反応対象と
なるガラス物体を外部に配置した加熱ヒータで加熱する
ため、反応管は高熱に耐える材料、例えば石英、カーボ
ンといった材料で作られる。また、反応管にはガラス物
体を出し入れするため、ガラス物体の出入口といったも
のが必要である。従って、反応管は通常複数部分に分割
され、その分割箇所で分離したり接合したりすることが
出来るようになっている。
【0003】ガラス物体は例えば千度以上といった高温
で処理するので、反応管の中央部分は相当の高温にな
る。一方、分割箇所は反応管の中央から離れた場所に作
られるので、分割箇所の温度はそのような高温にならな
いにしても、熱伝導等によって200度程度の高温にな
る。従って、分割箇所のシールのために、ゴム等のシー
ル部材は使えない。そこで、石英からなる反応管の場合
は、鍔状のフランジを分割箇所の両側の反応管端部に取
り付けてそのフランジの接合面を精密に研磨しその接合
面を突き合わせて、フランジの複数箇所を固定治具で押
圧して固定している。また、フランジの接合面の外周は
四弗化樹脂テープで被い、反応管内部に満たしたガスが
フランジの接合面を通して漏れるのを抑えていた。
【0004】図3(A)は上述した従来技術による反応
炉の縦断面図であって、図3(B)は反応管の分割部の
詳細断面図である。図3において、10は反応管、10
aは反応管中央部、10bは反応管上部、10cは反応
管下部、10dはガス導入口、10eはガス排出口、1
1は分割箇所、11a、11bはフランジ、11cは固
定治具、12は四弗化樹脂テープ、13は加熱ヒータ、
14は光ファイバ母材等の反応対象となるガラス物体で
ある。
【0005】反応管10は、この例では反応管中央部1
0aと反応管上部10bと反応管下部10cの3部分に
分割され、それぞれの分割箇所では、反応管端部にフラ
ンジ11a、11bが取り付けられ、分離したり接合し
たりすることが出来るようになっている。なお、反応管
の内部には、ガラス物体が配置されその周囲はヘリウ
ム、塩素、四塩化珪素、四弗化珪素等の雰囲気ガスが反
応の種類に合わせて満たされる。また、雰囲気ガスは通
常ガス導入口10dから反応管内に導入され、反応管内
を流れてガス排出口10eから排出されている。
【0006】また、反応管10の内部に配置するガラス
物体は、反応管内で軸回りに回転させたり、長手方向に
順次反応を行わせるために、長手方向に移動させたりす
ることもある。勿論、ガラス物体反応炉の形態によって
は、ガラス物体は反応管内で反応が終了するまで、軸回
りの回転だけで長手方向に移動しないもの、あるいはガ
ラス物体を動かさずに固定しているものもある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】光ファイバ母材から製
造された光ファイバの伝送特性を更に改善すべく、伝送
特性に影響をもたらす要因について調査していたとこ
ろ、光ファイバ母材の脱水、焼結に使用している反応炉
の反応管内に大気がその分割箇所を通して拡散して侵入
し、大気と共に入った金属イオンが光ファイバの伝送特
性の悪化に影響しているということが判明した。反応管
の分割箇所では反応管端部にフランジを取り付け、フラ
ンジの接合面を精密に研磨して突き合わせているが、接
合面の研磨状況によっては、接合面に沿ってわずかに気
体分子が流れ出たり、侵入したりする程度の間隙が出来
ることがあることも判明した。本発明は、このような反
応管の分割箇所の構造を改善し、より密閉性の良好なシ
ールが出来るようにした反応管を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の反応管は、反応
管を長手方向に複数部分に分割して分割箇所に沿って反
応管端部にフランジを取り付け、該フランジによって分
離接合を可能にした反応管であって、該フランジの接合
面上、又はフランジの接合面の外周に沿って、シール用
ガスを満たすガス通路が周回するように設けられたもの
である。そして、ガス通路にシール用ガスを満たすこと
によって、反応管内部の雰囲気ガスがフランジの接合面
に沿って直接外部に漏れたり、外部の大気が接合面に沿
って直接反応管内に侵入するのを防止する。
【0009】また、前記ガス通路に満たすシール用ガス
を、反応管に満たされる雰囲気ガスと同一のガスとすれ
ば、シール用ガスの一部がフランジの接合面を通してガ
ス通路から反応管の内部に侵入しても、反応管内部の雰
囲気ガスに対して異なるガスが混入するものでは無いの
で、反応管の内部で行われる反応対象物体の処理に悪影
響を与えることは無い。またシール用ガスを、反応管に
満たす雰囲気ガスの一部の成分を含み、他の成分は不活
性ガスとした混合ガスとすることによって、シール用ガ
スが反応管の内部に侵入した時の反応への影響を避けな
がら、シール用ガスのコストを低減することが出来る。
【0010】また、前記ガス通路にガス導入口とガス排
気口を設け、それらの口からシール用ガスの導入及び排
気を続けながら、反応管内での反応を行わしめることと
すれば、反応管の内部に人体その他の安全上問題のある
雰囲気ガスを使用する場合であっても、反応管内部から
フランジの接合面を通ってガス通路に漏れ出した雰囲気
ガスをシール用ガスと共に安全な方法で排出し、処理す
ることが可能である。また、大気がフランジの接合面を
通してガス通路に拡散して侵入してきた時にも、シール
用ガスと共にガス排気口から外部に排出されるので、反
応管内に大気が侵入する可能性が極めて少なくなる。
【0011】
【発明の実施の形態】図1、図2はそれぞれ、本発明の
実施形態にかかる反応管の分割箇所付近の縦断面図を示
すものであって、1は中間で上下に分割された反応管、
1aは分割箇所、2、3はフランジ、4はフランジの接
合面、5はガス通路、5aはガス導入口、5bはガス排
出口、5cはガス流通口、6はフランジ固定部材、7は
ガス通路形成部材、7aはガス導入口、7bはガス排出
口である。反応管1は、石英、カーボン等の耐熱部材か
らなる円筒状又は角筒状の筒状体で、同筒状体を長手方
向に図1、図2では上下に分割箇所1aにて分割されて
いる。そして、分割箇所1aに沿って反応管端部にはフ
ランジ2又は3が取り付けられ、フランジ2、3の接合
面4にて接合したり、分離したりすることが出来るよう
になっている。
【0012】図1の反応管では、フランジ3の接合面4
に沿って、フランジを周回するようにガス通路5を設け
て、ガス通路5の周方向の一個所又は複数箇所にガス導
入口5aとガス排出口5bを設ける。また図1ではガス
通路は、フランジ3側に設けたが、フランジ2側に設け
ること、フランジ2及び3の両側に設けることも可能で
ある。なおガス通路のシール用ガスを積極的に排出しな
い場合は、ガス排出口5bは必ずしも必要ではない。ま
た、フランジ2とフランジ3とは精密に研磨した接合面
4を突き合わせて、フランジ固定部材6によって周方向
に複数箇所で締め付けて固定する。
【0013】また必要によっては、ガス通路5の周方向
の一箇所又は複数箇所にガス通路5のシール用ガスを反
応管1の内部に流通させるためのガス流通口5cを設け
ることによって、このガス通路5及びガス流通口5cを
使って反応管1内へ雰囲気ガスを導入するということも
可能である。但し、このようにすると反応管の雰囲気ガ
スとガス通路のシール用ガスを同時に導入出来るという
利点があるが、一旦ガス通路にまで侵入してきた大気は
反応管内に入り易くなる。従って、このガス流通口を設
ける場合は、ガス通路のシール用ガスをガス排出口5b
からも排出し、ガス通路に入ったガスがそのまま反応管
に行かないようにすることが望ましい。
【0014】図2の反応管は、従来技術による図3
(C)に示す反応管の分割箇所に一部部材を付加する程
度で構成することが可能な、本発明の実施形態にかかる
ものである。図3(C)の固定治具11cは、フランジ
の周方向の複数箇所に配置して固定するものであるが、
図2の本発明にかかる反応管では、ガス通路形成部材7
をフランジ2、3の上に全周にわたって取り付け、2つ
のフランジ2、3間を押圧して固定すると共に接合面4
の外周に沿ってフランジの接合面を周回するガス通路5
を形成する。なおガス通路形成部材7の周方向の1個所
又は複数箇所にガス導入口7a及びガス排出口7bを設
ける。なおガス通路のシール用ガスを積極的に排出しな
い場合は、ガス排出口7bは必ずしも必要ではない。
【0015】これら図1又は図2の反応管の内部には、
反応対象のガラス物体が配置され、ヘリウム、塩素、四
塩化珪素、四弗化珪素等の雰囲気ガスが反応の種類に応
じて、図示しない反応管のガス導入口から流し込まれて
ガス排出口から排出され、反応管内は同雰囲気ガスに満
たされている。なお、反応管の内部の圧力は大気圧に対
して通常は正圧であるが雰囲気ガスが反応によって消費
され負圧になることもある。
【0016】また、ガス通路5には、反応管内の雰囲気
ガスと同じ成分のガスか、雰囲気ガスの一部の成分と不
活性ガスとの混合ガスが満たされる。例えば、反応管内
の雰囲気ガスとしてヘリウムを使うような場合、シール
用ガスとしてヘリウムを使うことは勿論良いが、ヘリウ
ムは高価なので、シール用ガスにヘリウムと窒素の混合
ガスを使用することによって、シール用ガスのコストを
低減することが出来る。なお、ヘリウムと窒素の混合ガ
スが反応管内に漏れてきても、窒素は不活性ガスなの
で、反応管内の反応に悪影響を与えることは無い。
【0017】また、このガス通路のシール用ガスは常に
導入、排出をして流し続けることが望ましいが、圧力を
一定になるように監視しながら、常には排出を行わずに
封入しておくだけでもかまわない。なお、反応管内に満
たす雰囲気ガスが人体に悪影響を与えるような種類のガ
スの場合は、それらのガスがガス通路まで漏れてきたと
ころで完全に排出し処理出来るように、シール用ガスを
導入、排出しながら、排出ガスを中和設備等の処理設備
に導いて処理することが望ましい。
【0018】なお、ガス通路に満たされるシール用ガス
の圧力は、通常大気圧に対しては正圧とするが、反応管
内部の雰囲気ガスの圧力よりは小さい。シール用ガスの
圧力の方が反応管内部の圧力よりも高いと、大気が一度
そのガス通路へ侵入してしまうと、ガス通路から反応管
内へ侵入し易くなるので、一般的には好ましくない。但
し、リング状のガス通路と反応管とを連絡するガス流通
口を設けて反応管内の雰囲気ガスをガス通路及びガス流
通口を通して導入する場合は、ガス通路側の圧力は反応
管側の圧力よりも大きくなる。
【0019】これら図1、図2の反応管は、いずれもフ
ランジの接合面4に沿って、あるいはフランジの接合面
5の外周にそって、フランジ接合面を周回するガス通路
5を備えたものであるので、反応管1の内部に満たされ
た雰囲気ガスが接合面4に沿って漏れ出しても、ガス通
路5内にトラップされ、そのまま外部に出て行くことが
少なくなる。また、外部から侵入した大気もガス通路5
でトラップされ、反応管1の内部に大気が侵入すること
が低減される。
【0020】光ファイバの製造工程では、多孔質母材を
脱水後に焼結即ち透明化する工程があるが、その工程に
おいて、本発明にかかる反応管を備えた反応炉を使い、
反応管内には雰囲気ガスとしてヘリウムを流しながら、
ガス通路にはヘリウムを大気圧に対して正圧5〜10P
aの圧力で封入して、透明化作業を行った。その結果得
られた透明の光ファイバ母材から製造した光ファイバを
調べたところ、従来技術による反応管を備えた反応炉を
使って製造した光ファイバ母材を使った光ファイバに比
べて、光ファイバを高温処理した時に発生する伝送損失
の増加は1桁程度減少していることが判明した。
【0021】
【発明の効果】本発明の反応管を採用すれば、反応管内
の雰囲気ガスがフランジの接合面に沿って漏れ出して
も、ガス通路でトラップされるため、外部にそのガスが
漏れることが少なくなる。また、大気がフランジの接合
面に沿って侵入してきても、ガス通路でトラップされる
ため、反応管内に大気が侵入することが減少する。ま
た、ガス通路のシール用ガスをガス通路に設けたガス導
入口及びガス排出口を使って流しながら、反応作業を行
うようにすれば、ガス通路にまで侵入した大気はガス排
出口から排出されるので、更に大気の反応管内への侵入
防止効果が高まる。
【0022】また、シール用ガスに反応管内の雰囲気ガ
スの一部成分と不活性ガスとの混合ガスを使用すること
によって、シール用ガスに雰囲気ガスと同じ成分のガス
を使用する場合に比較して、シール用ガスのコストを低
減することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の反応管の実施形態にかかる分割箇所付
近の縦断面図である。
【図2】本発明の反応管の別の実施形態にかかる分割箇
所付近の縦断面図である。
【図3】(A)は従来技術による反応炉の縦断面図であ
って、(B)は反応管の分割箇所の詳細断面図である。
【符号の説明】
1:反応管 1a:分割箇所 2、3:フランジ 4:接合面 5:ガス通路 5a、7a:ガス導入口 5b、7b:ガス排出口 5c:ガス流通口 6:フランジ固定部材 7:ガス通路形成部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 雅彦 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 (72)発明者 赤池 暢哉 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 (72)発明者 萩原 真二郎 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 (72)発明者 福田 啓一郎 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) 3H016 AA05 AD11 3J042 AA01 BA03 CA15 4G021 CA00 4G075 AA23 AA70 CA02 CA62 CA63 EA01 EB21 EC25 FB03 FB06 FC06

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反応管を長手方向に複数部分に分割して
    分割箇所に沿って反応管端部にフランジを取り付け、該
    フランジによって分離接合を可能にした反応管におい
    て、該フランジの接合面上に、又はフランジの接合面の
    外周に沿って、シール用ガスを満たすガス通路が周回す
    るように設けられたことを特徴とする反応管。
  2. 【請求項2】 前記ガス通路には、反応管に満たされた
    雰囲気ガスと同一のガス又はその一部の成分と不活性ガ
    スとからなる混合ガスが満たされたことを特徴とする請
    求項1に記載の反応管。
  3. 【請求項3】 前記ガス通路には、ガス導入口とガス排
    気口が設けられていることを特徴とする請求項1に記載
    の反応管。
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