JP2002226218A - ガラス多孔質母材焼結炉用炉芯管上蓋及びガラス多孔質母材の焼結方法 - Google Patents
ガラス多孔質母材焼結炉用炉芯管上蓋及びガラス多孔質母材の焼結方法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture 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]
- C03B37/01446—Thermal after-treatment of preforms, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
- C03B37/0146—Furnaces therefor, e.g. muffle tubes, furnace linings
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガラス多孔質母材を焼結してガラス物品とす
るための焼結炉の炉芯管上蓋であって、上蓋からの大気
の巻き込みや炉内のワークガスの大気中への漏出なく製
造できる上蓋構造、及び該上蓋を用いることにより、排
気圧を−５００pa程度に設定し、大気の巻き込み、ワー
クガス漏出なく焼結できて、不純物混入のない母材を製
造でき、炉芯管寿命を延長できる方法の提供。 【解決手段】 上蓋に排気ポートを有する小室、シール
ガス導入ポートを有する小室及びポートのない小室をこ
の順序で設け、各室にはシード棒に遊嵌する気密リング
を移動自在に設ける。排気ポートを有する小室の気密リ
ングのみ下面に周方向の排気ガス通路を設ける。気密リ
ングとシード棒のクリアランスを０．１５〜０．２５ｍ
ｍとする。上部の小室で気密性を向上し、中間の小室で
は気密リング下面のガス通路を設けず差圧を確保し、下
部の小室は周方向のガス通路の存在により排気が容易と
なる。
るための焼結炉の炉芯管上蓋であって、上蓋からの大気
の巻き込みや炉内のワークガスの大気中への漏出なく製
造できる上蓋構造、及び該上蓋を用いることにより、排
気圧を−５００pa程度に設定し、大気の巻き込み、ワー
クガス漏出なく焼結できて、不純物混入のない母材を製
造でき、炉芯管寿命を延長できる方法の提供。 【解決手段】 上蓋に排気ポートを有する小室、シール
ガス導入ポートを有する小室及びポートのない小室をこ
の順序で設け、各室にはシード棒に遊嵌する気密リング
を移動自在に設ける。排気ポートを有する小室の気密リ
ングのみ下面に周方向の排気ガス通路を設ける。気密リ
ングとシード棒のクリアランスを０．１５〜０．２５ｍ
ｍとする。上部の小室で気密性を向上し、中間の小室で
は気密リング下面のガス通路を設けず差圧を確保し、下
部の小室は周方向のガス通路の存在により排気が容易と
なる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガラス多孔質母材焼
結炉用上蓋及びこれを用いたガラス母材の製造方法に関
する。
結炉用上蓋及びこれを用いたガラス母材の製造方法に関
する。
【０００２】ガラス物品の製造法の一つとして、ＯＶＤ
法，ＶＡＤ法等の気相合成法により作成されたガラス多
孔質母材を焼結炉で焼結して透明ガラス体とする方法が
ある。従来の焼結炉の炉芯管構造の一例を図３に示す。
図３に示すように、炉体１を貫通する炉芯管２は本体３
と上蓋４から構成されており、上蓋４は炉芯管本体３の
上端に装着され、その中央をシード棒５が貫通してい
る。シード棒５は石英あるいはその他の材料よりなる円
柱体であり、その上端が図示は省略した昇降装置の回転
チャック６に取り付けられる一方、その下端には炉芯管
２内で多孔質母材７が支持されている。従って、多孔質
母材７を回転させながら上下動させることができる。シ
ード棒５が貫通している上蓋４の穴とシード棒６の間に
は、シード棒６が上下しても引っ掛かりが生じないよう
に０．３ｍｍ〜２ｍｍ程度のクリアランス８が設けられ
ている。このクリアランス８は高温プロセスにおいてシ
ード棒が熱変形や振れ回りを起こすため必要であるが、
一方、上蓋４は一般的にガラス加工で作製されるため製
作誤差により０．２５〜２ｍｍの値をとらざるを得なか
った。炉芯管２内は通常Ｈe をベースとする雰囲気（ワ
ークガスとも言う）に維持する必要があるため、炉芯管
２下部にはワークガス導入ポート９が設けられ、一方、
上蓋４には図３に示すような排気ポート１０を有する小
室１１が設けられて、ワークガスはこの排気ポート１０
を経由して図示を省略した排気手段及び排気の処理装置
に導かれる。
法，ＶＡＤ法等の気相合成法により作成されたガラス多
孔質母材を焼結炉で焼結して透明ガラス体とする方法が
ある。従来の焼結炉の炉芯管構造の一例を図３に示す。
図３に示すように、炉体１を貫通する炉芯管２は本体３
と上蓋４から構成されており、上蓋４は炉芯管本体３の
上端に装着され、その中央をシード棒５が貫通してい
る。シード棒５は石英あるいはその他の材料よりなる円
柱体であり、その上端が図示は省略した昇降装置の回転
チャック６に取り付けられる一方、その下端には炉芯管
２内で多孔質母材７が支持されている。従って、多孔質
母材７を回転させながら上下動させることができる。シ
ード棒５が貫通している上蓋４の穴とシード棒６の間に
は、シード棒６が上下しても引っ掛かりが生じないよう
に０．３ｍｍ〜２ｍｍ程度のクリアランス８が設けられ
ている。このクリアランス８は高温プロセスにおいてシ
ード棒が熱変形や振れ回りを起こすため必要であるが、
一方、上蓋４は一般的にガラス加工で作製されるため製
作誤差により０．２５〜２ｍｍの値をとらざるを得なか
った。炉芯管２内は通常Ｈe をベースとする雰囲気（ワ
ークガスとも言う）に維持する必要があるため、炉芯管
２下部にはワークガス導入ポート９が設けられ、一方、
上蓋４には図３に示すような排気ポート１０を有する小
室１１が設けられて、ワークガスはこの排気ポート１０
を経由して図示を省略した排気手段及び排気の処理装置
に導かれる。
【０００３】図２の構成では、シード棒５は上下動する
ために軸方向断面形状を変化させることができないの
で、シード棒５の軸方向に沿ってガスが流れやすく、ま
た、炉芯管２内部と上蓋４の排気ポート１０を有する小
室１１部分で差圧が全く生じないため、排気圧が変動す
ると炉芯管２内の圧力も一緒に変動する。すなわち、炉
芯管２内外に気体の行き来が自由にできる状態にあるた
め、排気圧が陽圧になると隙間部分からワークガスが炉
心管外に流出し、逆に負圧になる或いは負圧に設定すれ
ば上記のワークガスの流失は防止できるが、大気や室内
雰囲気中が炉芯管２内に入りこみ、それに伴い大気中や
室内雰囲気中の異物や不純物が炉芯管２内に混入する恐
れがある。カーボン製の炉芯管を使用する場合には、大
気が混入するとカーボンの酸化による劣化が進み、炉芯
管の寿命が短くなってしまう。
ために軸方向断面形状を変化させることができないの
で、シード棒５の軸方向に沿ってガスが流れやすく、ま
た、炉芯管２内部と上蓋４の排気ポート１０を有する小
室１１部分で差圧が全く生じないため、排気圧が変動す
ると炉芯管２内の圧力も一緒に変動する。すなわち、炉
芯管２内外に気体の行き来が自由にできる状態にあるた
め、排気圧が陽圧になると隙間部分からワークガスが炉
心管外に流出し、逆に負圧になる或いは負圧に設定すれ
ば上記のワークガスの流失は防止できるが、大気や室内
雰囲気中が炉芯管２内に入りこみ、それに伴い大気中や
室内雰囲気中の異物や不純物が炉芯管２内に混入する恐
れがある。カーボン製の炉芯管を使用する場合には、大
気が混入するとカーボンの酸化による劣化が進み、炉芯
管の寿命が短くなってしまう。
【０００４】この問題に対し、実開昭６３−２４２３６
号公報（文献）には、図３に示すガスシール構造を設
けた上蓋４により、シード棒５の貫通部分から大気が炉
芯管２内に混入するのを防止すると共に、炉芯管２内の
ワークガスを大気中に放出することなく排気ポート１０
を経由して排気ガス除外設備に導入することが提案され
ている。図３において図２と同一部分には同一符号をつ
けている。炉芯管２の本体３は図２と同様であるが、上
蓋４には、２つ以上の小室１１，１２を形成し、小室１
１には排気ガスポート１０を設け、小室１２にはシール
ガス導入ポート１３を設け、各小室１１，１２の中には
シード棒５に遊嵌する気密リング１４，１５を移動自在
に設けておき、上蓋４の下面を形成するつば１６、同天
面を形成するつば１８及び内部で小室１１，１２を区切
るつば１７とシード棒５のクリアランスは各々０．２５
〜２ｍｍ、気密リング１４，１５とシード棒５とのクリ
アランスが０．０１〜０．２５ｍｍであり、気密リング
１４，１５の下面には周方向に向かう溝状のガス通路１
９，２０を設けることが提案されている。この気密リン
グ１４，１５は石英その他の材料からなるが、形状が単
純で研削加工できるため内径を非常に高精度とすること
ができ、しかもシード棒５に遊嵌させてあるのでシード
棒５は自由に上下動、回転できる。この気密リング１
４，１５により各室内間の圧力差を確保し、大気の巻き
込みや炉芯管からのガス漏れ出しを抑え、また上記周方
向のガス通路１９，２０の存在により各室間の圧力差は
少なくなるがシード棒５に沿ったガス流れを生じにくく
している。
号公報（文献）には、図３に示すガスシール構造を設
けた上蓋４により、シード棒５の貫通部分から大気が炉
芯管２内に混入するのを防止すると共に、炉芯管２内の
ワークガスを大気中に放出することなく排気ポート１０
を経由して排気ガス除外設備に導入することが提案され
ている。図３において図２と同一部分には同一符号をつ
けている。炉芯管２の本体３は図２と同様であるが、上
蓋４には、２つ以上の小室１１，１２を形成し、小室１
１には排気ガスポート１０を設け、小室１２にはシール
ガス導入ポート１３を設け、各小室１１，１２の中には
シード棒５に遊嵌する気密リング１４，１５を移動自在
に設けておき、上蓋４の下面を形成するつば１６、同天
面を形成するつば１８及び内部で小室１１，１２を区切
るつば１７とシード棒５のクリアランスは各々０．２５
〜２ｍｍ、気密リング１４，１５とシード棒５とのクリ
アランスが０．０１〜０．２５ｍｍであり、気密リング
１４，１５の下面には周方向に向かう溝状のガス通路１
９，２０を設けることが提案されている。この気密リン
グ１４，１５は石英その他の材料からなるが、形状が単
純で研削加工できるため内径を非常に高精度とすること
ができ、しかもシード棒５に遊嵌させてあるのでシード
棒５は自由に上下動、回転できる。この気密リング１
４，１５により各室内間の圧力差を確保し、大気の巻き
込みや炉芯管からのガス漏れ出しを抑え、また上記周方
向のガス通路１９，２０の存在により各室間の圧力差は
少なくなるがシード棒５に沿ったガス流れを生じにくく
している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記文献に提案され
る技術によれば、周方向のガス通路１９，２０により周
方向に排気ガス（ワークガス），シールガスが流れるた
めシード棒５に沿った流れが生じにくくなり、大気の巻
き込みや炉芯管ガスの大気放出が抑制できる。また、気
密リングの下面に周方向のガス通路を設けると、各室間
の圧力差はガス通路を設けない場合に比べ小さくなる。
また、前記のように炉芯管２内を負圧にすると大気が侵
入してカーボン炉では劣化が進むため、負圧にはできる
だけしたくないが、陽圧ではワークガスが大気中に流出
してしまうため、排気圧はある程度の範囲で設定する必
要がある。そこで、現状では−１００Ｐａ〜５０Ｐａと
なるように設定している。しかし、炉芯管２の温度が上
昇するにつれて炉芯管２内の圧力変動は大きくなり、ゾ
ーン炉で焼結を実施する場合は、図２のように多孔質母
材７が炉芯管の下限近くにきた時点で炉芯管２内圧の変
動は最大となり４００Ｐａにも達するため、上記の排気
設定範囲では対応しきれない。実際、排気管圧力を−１
００Ｐａ程度としておくと炉心管内は数％の酸素濃度
（大気の巻き込みを示す指標となる）となってしまっ
た。炉心管の劣化の問題を考慮すると−１００Ｐａ以下
の圧力にすることはできず、ワークガスは室内にリーク
することがあった。したがって、排気圧力を排気圧力を
−４００Ｐａ〜−５００Ｐａ程度に設定できて、炉心管
内圧の変動が最大４００Ｐａ程度に達しても、大気の巻
き込みや炉心管のワークガスのリークを抑制できる上蓋
構造が要求される。
る技術によれば、周方向のガス通路１９，２０により周
方向に排気ガス（ワークガス），シールガスが流れるた
めシード棒５に沿った流れが生じにくくなり、大気の巻
き込みや炉芯管ガスの大気放出が抑制できる。また、気
密リングの下面に周方向のガス通路を設けると、各室間
の圧力差はガス通路を設けない場合に比べ小さくなる。
また、前記のように炉芯管２内を負圧にすると大気が侵
入してカーボン炉では劣化が進むため、負圧にはできる
だけしたくないが、陽圧ではワークガスが大気中に流出
してしまうため、排気圧はある程度の範囲で設定する必
要がある。そこで、現状では−１００Ｐａ〜５０Ｐａと
なるように設定している。しかし、炉芯管２の温度が上
昇するにつれて炉芯管２内の圧力変動は大きくなり、ゾ
ーン炉で焼結を実施する場合は、図２のように多孔質母
材７が炉芯管の下限近くにきた時点で炉芯管２内圧の変
動は最大となり４００Ｐａにも達するため、上記の排気
設定範囲では対応しきれない。実際、排気管圧力を−１
００Ｐａ程度としておくと炉心管内は数％の酸素濃度
（大気の巻き込みを示す指標となる）となってしまっ
た。炉心管の劣化の問題を考慮すると−１００Ｐａ以下
の圧力にすることはできず、ワークガスは室内にリーク
することがあった。したがって、排気圧力を排気圧力を
−４００Ｐａ〜−５００Ｐａ程度に設定できて、炉心管
内圧の変動が最大４００Ｐａ程度に達しても、大気の巻
き込みや炉心管のワークガスのリークを抑制できる上蓋
構造が要求される。
【０００６】本発明はこのような問題を解決して大気巻
き込みや炉芯管ガスの大気放出を十分に抑制できると同
時に、外部と炉芯管内、並びに各室間の圧力差を大きく
確保できる上蓋構造を課題としている。また、本発明は
外部と炉芯管内との圧力差を十分に確保して不純物混合
等の問題がなく高品質の多孔質母材を製造できる方法を
課題としている。
き込みや炉芯管ガスの大気放出を十分に抑制できると同
時に、外部と炉芯管内、並びに各室間の圧力差を大きく
確保できる上蓋構造を課題としている。また、本発明は
外部と炉芯管内との圧力差を十分に確保して不純物混合
等の問題がなく高品質の多孔質母材を製造できる方法を
課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明は、炉体を貫通して設けられる炉芯管の上端に装着さ
れる略円筒形の炉芯管上蓋であって、該上蓋の天面をな
すつばと最下面をなすつばにはシード棒が貫通するため
の穴を有し、天面をなすつばと最下面をなすつばの間に
はシード棒が貫通するための穴を有する複数個のつばに
より少なくとも３室以上の小室が形成されており、炉芯
管本体側には排気ガスポートを有する小室を１以上設
け、該排気ガスポートを有する小室の上部にはシールガ
ス導入ポートを有する小室を１以上設け、該シールガス
導入ポートを有する小室の上部にはガスポートのない小
室を１以上設けてなり、上記各小室には上記シード棒に
遊嵌する気密リングが移動自在に挿入されており、該排
気ガスポートを有する小室に挿入される気密リングのみ
がその下面に中心部から周方向に向かう溝状のガス通路
を設けられており、上記シード棒と各つばの間のクリア
ランスが０．７５〜１ｍｍ、上記シード棒と各気密リン
グの間のクリアランスが０．１５〜０．２５ｍｍである
ことを特徴とするガラス多孔質母材焼結炉用炉芯管上蓋
である。また本発明は、ガラス多孔質母材を焼結炉の炉
心管内に保持して焼結する方法において、上記(1) 記載
のガラス多孔質母材焼結炉用炉芯管上蓋を取り付けた炉
心管を用い、上記排気ガスポートを有する小室内の圧力
を負圧にして焼結することを特徴とする上記方法に関す
る。
明は、炉体を貫通して設けられる炉芯管の上端に装着さ
れる略円筒形の炉芯管上蓋であって、該上蓋の天面をな
すつばと最下面をなすつばにはシード棒が貫通するため
の穴を有し、天面をなすつばと最下面をなすつばの間に
はシード棒が貫通するための穴を有する複数個のつばに
より少なくとも３室以上の小室が形成されており、炉芯
管本体側には排気ガスポートを有する小室を１以上設
け、該排気ガスポートを有する小室の上部にはシールガ
ス導入ポートを有する小室を１以上設け、該シールガス
導入ポートを有する小室の上部にはガスポートのない小
室を１以上設けてなり、上記各小室には上記シード棒に
遊嵌する気密リングが移動自在に挿入されており、該排
気ガスポートを有する小室に挿入される気密リングのみ
がその下面に中心部から周方向に向かう溝状のガス通路
を設けられており、上記シード棒と各つばの間のクリア
ランスが０．７５〜１ｍｍ、上記シード棒と各気密リン
グの間のクリアランスが０．１５〜０．２５ｍｍである
ことを特徴とするガラス多孔質母材焼結炉用炉芯管上蓋
である。また本発明は、ガラス多孔質母材を焼結炉の炉
心管内に保持して焼結する方法において、上記(1) 記載
のガラス多孔質母材焼結炉用炉芯管上蓋を取り付けた炉
心管を用い、上記排気ガスポートを有する小室内の圧力
を負圧にして焼結することを特徴とする上記方法に関す
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明は、図１に示すように少な
くとも３つの小室２１，２２，２３を設けてなるシール
構造の上蓋であって、排気ガスポートを有する小室２１
の気密リング１５のみはその下面に周方向の溝を有する
が、シールガス導入ポート１３を有する小室２２の気密
リング１５は周方向の溝を設けないこと、更にシールガ
ス導入ポート１３を有する小室２２の上段に設ける小室
２３はガスを導入又は排出するポート（ガスポート）を
持たず、小室２３内に挿入された気密リング２５も周方
向の溝を設けない構造とする点を特徴とし、これにより
気密性を向上して大気の巻き込みを遮断し、また排気ガ
スポートを有する小室２１とシールガス導入ポートを有
する小室２２の間のコンダクタンスを小さくすることに
より各室の間の圧力差を確保すると同時に、小室２１の
排気ガスポート１０からのワークガスの排出は気密リン
グ下面の周方向の溝１９により十分に行なうことができ
る。
くとも３つの小室２１，２２，２３を設けてなるシール
構造の上蓋であって、排気ガスポートを有する小室２１
の気密リング１５のみはその下面に周方向の溝を有する
が、シールガス導入ポート１３を有する小室２２の気密
リング１５は周方向の溝を設けないこと、更にシールガ
ス導入ポート１３を有する小室２２の上段に設ける小室
２３はガスを導入又は排出するポート（ガスポート）を
持たず、小室２３内に挿入された気密リング２５も周方
向の溝を設けない構造とする点を特徴とし、これにより
気密性を向上して大気の巻き込みを遮断し、また排気ガ
スポートを有する小室２１とシールガス導入ポートを有
する小室２２の間のコンダクタンスを小さくすることに
より各室の間の圧力差を確保すると同時に、小室２１の
排気ガスポート１０からのワークガスの排出は気密リン
グ下面の周方向の溝１９により十分に行なうことができ
る。
【０００９】以下、図１により具体的に説明するが、図
１において、図２，図３と同一部分については同一符号
を付し、説明を省略する。図１に示すように、上蓋はつ
ば１６，１７，１８，２４により小室２１，２２及び２
３を形成している。シード棒５に遊嵌する気密リング１
４，１５，２５が小室２１〜２３内に各々移動可能に挿
入されている。図２の場合と同様にシード棒５は自由に
上下動し、回転することができ、シード棒５が振動や炉
心管中心軸とのズレにより水平方向に動いたとしても、
その動きに伴って気密リング１４，１５，２５も移動す
ることができる。
１において、図２，図３と同一部分については同一符号
を付し、説明を省略する。図１に示すように、上蓋はつ
ば１６，１７，１８，２４により小室２１，２２及び２
３を形成している。シード棒５に遊嵌する気密リング１
４，１５，２５が小室２１〜２３内に各々移動可能に挿
入されている。図２の場合と同様にシード棒５は自由に
上下動し、回転することができ、シード棒５が振動や炉
心管中心軸とのズレにより水平方向に動いたとしても、
その動きに伴って気密リング１４，１５，２５も移動す
ることができる。
【００１０】気密リング１４，１５及び２５は石英その
他の材料からなり形状が単純で研削加工ができるので内
径を例えば１０μｍ単位のオーダーの高精度とすること
ができる。気密リング１４，１５，２５の内径Ｄ1 とシ
ード棒５の外径ｄの差は０．３〜０．５ｍｍ程度、すな
わちシード棒５と気密リングの間のクリアランスは０．
１５〜０．２５ｍｍとする。一方、つば１６，１７，１
８の内径Ｄ2 とシード棒５の外径ｄとの差は １．５〜
２ｍｍ程度、すなわちクリアランスは前記した理由によ
り０．７５〜１ｍｍとする。つば２４については、その
内径Ｄ3 とシード棒５の外径ｄの差は〜２ｍｍでもよい
が、より好ましくは平均０．４ｍｍ、すなわちシード棒
５とつば２４との間のクリアランスは平均０．２ｍｍと
する。これによりシールガスのシード棒５に沿った流れ
をより低減できて気密性がさらに向上し、小室２２内を
小室２１に対して陽圧に保ち、ワークガスの漏出を防止
できる。
他の材料からなり形状が単純で研削加工ができるので内
径を例えば１０μｍ単位のオーダーの高精度とすること
ができる。気密リング１４，１５，２５の内径Ｄ1 とシ
ード棒５の外径ｄの差は０．３〜０．５ｍｍ程度、すな
わちシード棒５と気密リングの間のクリアランスは０．
１５〜０．２５ｍｍとする。一方、つば１６，１７，１
８の内径Ｄ2 とシード棒５の外径ｄとの差は １．５〜
２ｍｍ程度、すなわちクリアランスは前記した理由によ
り０．７５〜１ｍｍとする。つば２４については、その
内径Ｄ3 とシード棒５の外径ｄの差は〜２ｍｍでもよい
が、より好ましくは平均０．４ｍｍ、すなわちシード棒
５とつば２４との間のクリアランスは平均０．２ｍｍと
する。これによりシールガスのシード棒５に沿った流れ
をより低減できて気密性がさらに向上し、小室２２内を
小室２１に対して陽圧に保ち、ワークガスの漏出を防止
できる。
【００１１】小室２１に挿入した気密リング１４の下面
には、中心から周方向に向かう溝状のガス通路（通気
溝）１９を１以上設けてあり、炉芯管２内のワークガス
はこの通気溝１９を通り、排気ガスポート１０から図示
は省略した排気手段、排気ガス処理装置等へと排出され
る。
には、中心から周方向に向かう溝状のガス通路（通気
溝）１９を１以上設けてあり、炉芯管２内のワークガス
はこの通気溝１９を通り、排気ガスポート１０から図示
は省略した排気手段、排気ガス処理装置等へと排出され
る。
【００１２】小室２２に挿入した気密リング１５の下面
には通気溝を設けられておらず、小室２２内にはシール
ガス導入ポート１３から導入したＮ2 、Ｈe 等のシール
ガスを満たし、小室２２内の圧力を１０Ｐａ程度に設定
する。シールガスは気密リング１５とシード棒５との隙
間を流れるほかに、気密リング１５下面とつば１７上面
の隙間をも流れることができる。これは気密リング１５
下面を特に精度良くは作製せずにおくことにより、つば
１７上面との間にわずかな隙間が生じるためである。こ
のようにすることにより、図２の従来技術よりも小室２
１と小室２２の間のコンダクタンスを小さくできるの
で、差圧を十分に確保できる。
には通気溝を設けられておらず、小室２２内にはシール
ガス導入ポート１３から導入したＮ2 、Ｈe 等のシール
ガスを満たし、小室２２内の圧力を１０Ｐａ程度に設定
する。シールガスは気密リング１５とシード棒５との隙
間を流れるほかに、気密リング１５下面とつば１７上面
の隙間をも流れることができる。これは気密リング１５
下面を特に精度良くは作製せずにおくことにより、つば
１７上面との間にわずかな隙間が生じるためである。こ
のようにすることにより、図２の従来技術よりも小室２
１と小室２２の間のコンダクタンスを小さくできるの
で、差圧を十分に確保できる。
【００１３】小室２３に挿入した気密リング２５にも通
気溝は設けられておらず、小室２３はガス導入ポートも
排気用ポートを有していない。小室２２のシールガス圧
力を１０Ｐａ程度に設定しておくため、小室２３を経由
して小室２２へ大気を巻き込むことを防止できる。ま
た、大気の巻き込み及びワークガスの室内への漏出を防
止するために、小室２３を形成するつば２４とシード棒
５とのクリアランスを前記のようにより好ましくは０．
２ｍｍ程度とする。これにより、図２や図３に示した従
来の上蓋より気密性を向上できる。
気溝は設けられておらず、小室２３はガス導入ポートも
排気用ポートを有していない。小室２２のシールガス圧
力を１０Ｐａ程度に設定しておくため、小室２３を経由
して小室２２へ大気を巻き込むことを防止できる。ま
た、大気の巻き込み及びワークガスの室内への漏出を防
止するために、小室２３を形成するつば２４とシード棒
５とのクリアランスを前記のようにより好ましくは０．
２ｍｍ程度とする。これにより、図２や図３に示した従
来の上蓋より気密性を向上できる。
【００１４】以上のような構成とすることにより、炉芯
管２と外部との差圧を７００Ｐａ程度、得ることが可能
となる。そのため、排気圧力を〜−４００Ｐａ、さらに
は−５００Ｐａにまで設定しても炉芯管内の酸素濃度を
１００ｐｐｍ以下に保つことが可能となった。
管２と外部との差圧を７００Ｐａ程度、得ることが可能
となる。そのため、排気圧力を〜−４００Ｐａ、さらに
は−５００Ｐａにまで設定しても炉芯管内の酸素濃度を
１００ｐｐｍ以下に保つことが可能となった。
【００１５】なお、以上の説明及び図１では簡単にする
ために排気ガスポートを有する小室、シールガス導入ポ
ートを有する小室及びポートのない小室は各１室の例を
挙げたが、各室はいずれも１以上を連続して設けること
ができる。このような場合にも、排気ガスポートを有す
る小室を連続して設けた上部にシールガス導入ポートを
有する小室を連続して設け、それらの上部に気密室とし
て作用する小室を設けることは言うまでもない。
ために排気ガスポートを有する小室、シールガス導入ポ
ートを有する小室及びポートのない小室は各１室の例を
挙げたが、各室はいずれも１以上を連続して設けること
ができる。このような場合にも、排気ガスポートを有す
る小室を連続して設けた上部にシールガス導入ポートを
有する小室を連続して設け、それらの上部に気密室とし
て作用する小室を設けることは言うまでもない。
【００１６】
【実施例】実施例１ 図１に示す構成の本発明の上蓋４を炉芯管本体３に取り
付け、排気圧力を−５００Ｐａに設定して、ガラス多孔
質母材を焼結した。なお、シード棒５と上蓋４の各つば
の間のクリアランスは０．７５〜１ｍｍ、シード棒５と
上蓋４の各気密リングの間のクリアランスは０．１５〜
０．２５ｍｍの範囲内であった。焼結中において排気圧
力の変動が最大になった時点でも、排気圧力は−５０Ｐ
ａと負圧の範囲で保たれ、上蓋のクリアランス部分から
のワークガスのリークも見られず、１０００本以上連続
して焼結を実施してもカーボン部品の劣化は見られなか
った。この間に製造された焼結体から線引きされた光フ
ァイバは、通信波長帯での伝送損失が、通常製品レベル
と同等以上であった。
付け、排気圧力を−５００Ｐａに設定して、ガラス多孔
質母材を焼結した。なお、シード棒５と上蓋４の各つば
の間のクリアランスは０．７５〜１ｍｍ、シード棒５と
上蓋４の各気密リングの間のクリアランスは０．１５〜
０．２５ｍｍの範囲内であった。焼結中において排気圧
力の変動が最大になった時点でも、排気圧力は−５０Ｐ
ａと負圧の範囲で保たれ、上蓋のクリアランス部分から
のワークガスのリークも見られず、１０００本以上連続
して焼結を実施してもカーボン部品の劣化は見られなか
った。この間に製造された焼結体から線引きされた光フ
ァイバは、通信波長帯での伝送損失が、通常製品レベル
と同等以上であった。
【００１７】比較例１ 図３に示す従来の上蓋を使用して排気圧力を−１００Ｐ
ａ〜５０Ｐａの範囲内の種々の値に設定して実施例１と
同様のガラス多孔質母材の焼結を行ったところ、焼結
中、炉心管内温度の上昇により圧力変動幅が４００Ｐａ
となり、排気圧は−４２５〜３７５Ｐａの幅で変動し
た。排気圧が−４００Ｐａに振れた時点で炉心管内は酸
素濃度が２％程度まで上昇してしまった。また、排気圧
が陽圧で３００Ｐａ程度に変動した際、炉心管内圧が＋
１００Ｐａとなり、上蓋のクリアランスから微量なワー
クガスのリークが確認された。３００本程度の焼結でカ
ーボン部品劣化が発生した。
ａ〜５０Ｐａの範囲内の種々の値に設定して実施例１と
同様のガラス多孔質母材の焼結を行ったところ、焼結
中、炉心管内温度の上昇により圧力変動幅が４００Ｐａ
となり、排気圧は−４２５〜３７５Ｐａの幅で変動し
た。排気圧が−４００Ｐａに振れた時点で炉心管内は酸
素濃度が２％程度まで上昇してしまった。また、排気圧
が陽圧で３００Ｐａ程度に変動した際、炉心管内圧が＋
１００Ｐａとなり、上蓋のクリアランスから微量なワー
クガスのリークが確認された。３００本程度の焼結でカ
ーボン部品劣化が発生した。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の焼結炉用
炉芯管の上蓋を用いることにより、気密性を向上できて
外部と炉芯管内との差圧を２００Ｐａ以上と十分に確保
できるので、内部のガスの流出にも、外部大気の炉芯管
内への混入のいずれにも抵抗が大きくなり、最適な製造
条件を得ることができ、大気の巻き込みやワークガスの
リーク発生なくガラス母材を焼結できる。すなわち、本
発明の上蓋構造の炉芯管で焼結する場合には排気圧力を
〜−５００Ｐａに設定できるので、焼結の最終段階にい
たって炉芯管内の圧力変動が大きくなっても、大気の巻
き込みやワークガスのリーク発生なくガラス母材を焼結
でき、炉芯管の寿命を延長できて装置コストを低減でき
ることに加え、製造現場での環境を保全できる。さら
に、大気巻き込みなく製造できるので、高品質のガラス
母材を製造することができる。
炉芯管の上蓋を用いることにより、気密性を向上できて
外部と炉芯管内との差圧を２００Ｐａ以上と十分に確保
できるので、内部のガスの流出にも、外部大気の炉芯管
内への混入のいずれにも抵抗が大きくなり、最適な製造
条件を得ることができ、大気の巻き込みやワークガスの
リーク発生なくガラス母材を焼結できる。すなわち、本
発明の上蓋構造の炉芯管で焼結する場合には排気圧力を
〜−５００Ｐａに設定できるので、焼結の最終段階にい
たって炉芯管内の圧力変動が大きくなっても、大気の巻
き込みやワークガスのリーク発生なくガラス母材を焼結
でき、炉芯管の寿命を延長できて装置コストを低減でき
ることに加え、製造現場での環境を保全できる。さら
に、大気巻き込みなく製造できるので、高品質のガラス
母材を製造することができる。
【図１】 本発明の一具体例を説明する概略断面図であ
る。
る。
【図２】 従来法の上蓋構造の一例を説明する概略断面
図である。
図である。
【図３】 従来法の概略説明図である。
１ 焼結炉、 ２ 炉芯管、 ３ 本体、 ４
上蓋、 ５ シード棒、 ６ 回転チャック、
７ ガラス多孔質母材、８ クリアランス、 ９ ワ
ークガス導入ポート、 １０ 排気ガスポート、
１１ 第１の小室、 １２ 第２の小室、 １３ シ
ールガス導入ポート、 １４ 気密リング、 １５
気密リング、 １６〜１８ つば、１９，２０ ガ
ス通路、 ２１ 小室、 ２２ 小室、 ２３
小室、 ２４及び２５ つば。
上蓋、 ５ シード棒、 ６ 回転チャック、
７ ガラス多孔質母材、８ クリアランス、 ９ ワ
ークガス導入ポート、 １０ 排気ガスポート、
１１ 第１の小室、 １２ 第２の小室、 １３ シ
ールガス導入ポート、 １４ 気密リング、 １５
気密リング、 １６〜１８ つば、１９，２０ ガ
ス通路、 ２１ 小室、 ２２ 小室、 ２３
小室、 ２４及び２５ つば。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 真澄 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 川崎 希一郎 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） 4G014 AH21
Claims (2)
- 【請求項１】 炉体を貫通して設けられる炉芯管の上端
に装着される略円筒形の炉芯管上蓋であって、該上蓋の
天面をなすつばと最下面をなすつばにはシード棒が貫通
するための穴を有し、天面をなすつばと最下面をなすつ
ばの間にはシード棒が貫通するための穴を有する複数個
のつばにより少なくとも３室以上の小室が形成されてお
り、炉芯管本体側には排気ガスポートを有する小室を１
以上設け、該排気ガスポートを有する小室の上部にはシ
ールガス導入ポートを有する小室を１以上設け、該シー
ルガス導入ポートを有する小室の上部にはガスポートの
ない小室を１以上設けてなり、上記各小室には上記シー
ド棒に遊嵌する気密リングが移動自在に挿入されてお
り、該排気ガスポートを有する小室に挿入される気密リ
ングのみがその下面に中心部から周方向に向かう溝状の
ガス通路を設けられており、上記シード棒と各つばの間
のクリアランスが０．７５〜１ｍｍ、上記シード棒と各
気密リングの間のクリアランスが０．１５〜０．２５ｍ
ｍであることを特徴とするガラス多孔質母材焼結炉用炉
芯管上蓋。 - 【請求項２】 ガラス多孔質母材を焼結炉の炉心管内に
保持して焼結する方法において、請求項１記載のガラス
多孔質母材焼結炉用炉芯管上蓋を取り付けた炉心管を用
い、上記排気ガスポートを有する小室内の圧力を負圧に
して焼結することを特徴とする上記方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001019870A JP2002226218A (ja) | 2001-01-29 | 2001-01-29 | ガラス多孔質母材焼結炉用炉芯管上蓋及びガラス多孔質母材の焼結方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001019870A JP2002226218A (ja) | 2001-01-29 | 2001-01-29 | ガラス多孔質母材焼結炉用炉芯管上蓋及びガラス多孔質母材の焼結方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002226218A true JP2002226218A (ja) | 2002-08-14 |
Family
ID=18885670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001019870A Withdrawn JP2002226218A (ja) | 2001-01-29 | 2001-01-29 | ガラス多孔質母材焼結炉用炉芯管上蓋及びガラス多孔質母材の焼結方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002226218A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008105904A (ja) * | 2006-10-26 | 2008-05-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ガラス母材の製造方法及び製造装置 |
| JP2009120451A (ja) * | 2007-11-16 | 2009-06-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ガラス母材の製造方法及び製造装置 |
| EP2805928A1 (en) * | 2013-05-21 | 2014-11-26 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method and apparatus for sintering a glass preform for an optical fiber |
| DE102016105519A1 (de) | 2015-03-24 | 2016-09-29 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Sintervorrichtung und Sinterverfahren |
| JP2016179934A (ja) * | 2015-03-24 | 2016-10-13 | 信越化学工業株式会社 | 焼結装置および焼結方法 |
| JP2018020924A (ja) * | 2016-08-02 | 2018-02-08 | 信越化学工業株式会社 | 焼結装置 |
-
2001
- 2001-01-29 JP JP2001019870A patent/JP2002226218A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008105904A (ja) * | 2006-10-26 | 2008-05-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ガラス母材の製造方法及び製造装置 |
| JP4737031B2 (ja) * | 2006-10-26 | 2011-07-27 | 住友電気工業株式会社 | ガラス母材の製造方法及び製造装置 |
| JP2009120451A (ja) * | 2007-11-16 | 2009-06-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ガラス母材の製造方法及び製造装置 |
| EP2805928A1 (en) * | 2013-05-21 | 2014-11-26 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method and apparatus for sintering a glass preform for an optical fiber |
| CN104176925A (zh) * | 2013-05-21 | 2014-12-03 | 信越化学工业株式会社 | 光纤用玻璃母材的烧结装置及烧结方法 |
| US9422185B2 (en) | 2013-05-21 | 2016-08-23 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Apparatus for sintering a glass preform for an optical fiber and sintering method thereof |
| DE102016105519A1 (de) | 2015-03-24 | 2016-09-29 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Sintervorrichtung und Sinterverfahren |
| JP2016179934A (ja) * | 2015-03-24 | 2016-10-13 | 信越化学工業株式会社 | 焼結装置および焼結方法 |
| US9751796B2 (en) | 2015-03-24 | 2017-09-05 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Sintering apparatus and method for sintering |
| JP2018020924A (ja) * | 2016-08-02 | 2018-02-08 | 信越化学工業株式会社 | 焼結装置 |
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|---|---|---|---|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
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|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080401 |