【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ母材等を製造する加熱炉の炉心管の状態を検出する異常検出方法及び加熱炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ファイバを製造するため、ＶＡＤ法又はＯＶＤ法によって多孔質ガラス母材を作成し、この多孔質ガラス母材を脱水、焼結して透明ガラス化することでプリフォームを作成し、このプリフォームを線引きする工程が行われている。多孔質ガラス母材を脱水、焼結する工程等において、光ファイバ母材を加熱処理するため、加熱炉が用いられている。
【０００３】
加熱炉は、円筒状の炉心管と、炉心管を囲むように配された環状のヒータと、ヒータを外気から遮断する炉体とを備えている。例えば、多孔質ガラス母材を脱水、焼結する際には、加熱炉の炉心管内に多孔質ガラス母材などの光ファイバを配置し、ヒータにより光ファイバ母材を加熱する。このとき、光ファイバ母材の周囲には、雰囲気ガスが満たされている。雰囲気ガスとしては、ヘリウム等の不活性ガスを用いる。また、ヒータや炉体内部品の劣化を防止するため、炉体内には不活性ガスが充填される。
従来、このような加熱炉として、円筒状の石英、セラミック等からなる炉心管を備えたものが用いられている（例えば、特開平７−３３４６５号公報参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−３３４６５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
光ファイバ母材を加熱する際に、炉心管は１０００℃以上の高温になる。このため、加熱炉の使用とともに炉心管が劣化する。具体的には、例えば石英製の炉心管の場合、高温に加熱されることで炉心管表面において石英の結晶化が起こり、この結晶化した箇所が時間の経過に伴い剥がれ落ちて、炉心管に炉体内へ連通する穴（いわゆるピンホール）が生じることがある。
炉心管にピンホールが生じた場合、光ファイバ母材を加熱するときに、炉体内の不純物がピンホールを挿通して炉心管内に侵入し、光ファイバ母材に取り込まれることがある。すると、この光ファイバ母材から得られる光ファイバの伝送損失が増大してしまう。
【０００６】
従来、ピンホールを検出する方法として、微差圧計（マノスターゲージ）を用いる方法がある。この方法は、微差圧計を炉体に備え、炉心管に窒素などを供給し、炉心管を密閉させた状態と解放した状態において炉体内のガス圧の変化に基づいてピンホールを検出する方法である。
しかし、この方法では、炉心管の劣化にともなってある程度大きくなったピンホールしか検出することができなかった。このため、微差圧計で検出不可能な微小のピンホールに起因して光ファイバ母材から得られた光ファイバの伝送損失が増大することがあった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、加熱炉の炉心管に生じたピンホールなどの異常を確実に検出することができる炉心管の異常検出方法及び加熱炉を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、気密に保たれた炉心管内に検出用ガスを供給し、該炉心管の外方に位置する炉体内に流入した該検出用ガスを検知することを特徴とする炉心管の異常検出方法によって達成される。
【０００８】
このような方法によれば、加熱炉を使用していない状態（オフラインの状態）において、検出用ガスを気密に保たれた炉心管に供給すると、ピンホールが炉心管に生じている場合は、このピンホールを通過して炉体内に検出用ガスが流入する。すると、炉体内において存在し得ない検出用ガスがガス検知器などによって検知することができる。つまり、炉体内で検出用ガスが検知できた場合、炉心管にピンホールが生じていることが確認することができる。
したがって、上記の炉心管の異常検出方法によれば、炉心管にピンホールなどの異常があるか否かを確認することで、その後、同じ炉心管を用いてファイバ母材の加熱処理を行ってよいか確実に判断することができ、光ファイバ母材及び光ファイバ母材から得られる光ファイバの品質劣化を未然に防止することができる。
【０００９】
また、上記の炉心管の異常検出方法は、炉体内に流入した検出用ガスを検出するものであり、例えば、ガス検知器を用いれば微量の検出用ガスの流入も検知することができる。つまり、微差圧計を用いた従来の検出方法で確認できないような微小のピンホールについても検出することが可能である。このため、従来の微差圧計を用いることで炉体内の圧力変動に基づいてピンホールの検出をする方法に比して、より一層確実にピンホールなどの炉心管の異常を検出することができる。
【００１０】
また、本発明の上記目的は、炉心管と、該炉心管の周囲を周回するヒータと、該ヒータを囲う炉体と、該炉心管から洩れ出た検出用ガスを検知可能なガスガス検知器とを備えたことを特徴とする加熱炉によって達成される。
【００１１】
このような構成によれば、検出用ガスを気密に保たれた炉心管に供給すると、ピンホールが炉心管に生じている場合は、このピンホールを通過して炉体内に検出用ガスが流入する。すると、炉体内において存在し得ない検出用ガスをガス検知器によって検知することができる。つまり、炉体内で検出用ガスが検知できた場合、炉心管にピンホールが生じていることが確認することができる。
【００１２】
したがって、上記加熱炉によれば、炉心管にピンホールなどの異常があるか否かを確認することができる。このため、同じ炉心管を用いてファイバ母材の加熱処理を行ってよいか確実に判断することができる。したがって、加熱炉は、光ファイバ母材及びその光ファイバ母材から得られる光ファイバの品質劣化を未然に防止することができる。
上記加熱炉によれば、従来のように微差圧計などを用いて炉心管の状態を確認できないような微小のピンホールについても検出することが可能である。
【００１３】
検出用ガスとしては、炉体の外側に洩れた際に人体に悪影響の少なく、また、危険性の少ないものであって、ヒータを燃焼させることのないものが好ましい。検出用ガスとしては、例えば、二酸化炭素などの不活性ガスを用いることができる。なお、通常、光ファイバ母材の加熱処理後は、ヒータや炉体内部品の劣化を防ぐため、炉体内には窒素などが充填される。このため、検出用ガスは、炉体内に充填されているもの以外のガスか、又は、炉体内に充填されているものに対して判別可能なガスとすることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１は、本発明にかかる加熱炉の一実施形態を説明するための図である。加熱炉１０は、円筒状に形成された石英製の炉心管１１と、炉心管１１の周囲を周回するヒータ１３と、このヒータ１３を覆うように配された炉体１２とを備えている。
【００１５】
炉体１２には、光ファイバ母材の加熱処理を行う際に、窒素などの不活性ガスなどの雰囲気ガスを炉体１２内に導入するガス導入口１６が設けられている。ヒータ１３や炉体内部品が劣化することを防ぐため、ガス導入口１６から不活性ガスが導入される。つまり、炉体１２内は常に不活性ガスで満たされた状態である。なお、図１には示さないが、炉心管１１と炉体１２との間には僅かなすきまが生じており、炉心管の異常検出をするときを除き、炉体１２内の不活性ガスを炉体１２の外部へ排出している。
【００１６】
本実施形態の加熱炉１０は、炉心管１１に生じたピンホールなどの異常を検出するために、検出用ガスを供給する供給口１５と、検出用ガスを検知することができるガス検知器１８とを備えている。ガス検知器１８は、炉体１２内に設けられた検出口１７に取り付けられている。
なお、ガス検知器１８は、炉体１２に一体又は近接して設けてもよい。また、ガス検知器１８は、炉体１２の内部や、炉体１２から離間して設けられてもよい。炉体１２の内部などに設ける際は、検出口１７を省略することができる。
【００１７】
ここで、検出用ガスは、炉体の外側に洩れた際に人体に悪影響の少なく、また、危険性の少ないものであって、ヒータを燃焼させることのないものが好ましい。検出用ガスとしては、例えば、二酸化炭素などの不活性ガスを用いることができる。なお、本実施形態においては、二酸化炭素を用いる。
また、検出用ガスは、炉体内に充填されている窒素などの不活性ガスと異なるガスを用いることが好ましい。
【００１８】
炉心管１１の異常を検出する際には、加熱炉１０で光ファイバ母材の加熱処理を行わない状態（オフラインの状態）で、炉心管１１を気密の状態に保つため炉心管１１の上方に密閉手段として蓋１４が備えられる。このとき、炉心管１１を気密にすることができれば、密閉手段の形状、構成は特に限定されない。
【００１９】
加熱炉１０は、気密に保持された炉心管１１に、供給口１５から検出用ガスを導入することができる。このとき、炉心管１１にピンホールなどの異常があると、このピンホールを通過して検出用ガスが炉体１２内に流入する。すると、加熱炉１０は、ガス検知器１８によって、炉体１２内に存在し得ないガス（検出用ガス）を検知することができる。このため、作業者は、炉心管１１に異常があることを確認することができ、光ファイバ母材から得られる光ファイバに適正でない伝送損失を測定することなく、事前に炉心管１１の交換等のメンテナンスを行うことができる。
【００２０】
したがって、上記の炉心管の異常検出方法によれば、炉心管にピンホールなどの異常があるか否かを確認することで、その後、同じ炉心管を用いてファイバ母材の加熱処理を行ってよいか確実に判断することができ、光ファイバ母材及びその光ファイバ母材から得られる光ファイバの品質劣化を未然に防止することができる。
【００２１】
本発明にかかる加熱炉１０は、ピンホールを通過して炉体１２内に流入した検出用ガスをガス検知器１８によって検知する構成である。このとき、検知ガスは、ピンホールの大きさにかかわらず通過することができる。ここで、ガス検知器１８を用いることで、従来の微差圧計を用いる検出によって確認できないような微小のピンホールについても検出することが可能である。このため、加熱炉１０は、より一層確実に炉心管１１の異常検出をすることができる。
【００２２】
次に、図１に示す加熱炉１０を用いて、本発明にかかる炉心管の異常検出方法の一実施形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態において、すでに説明した部材などと同等な構成・作用を有する部材等については、図中に同一符号又は相当符号を付すことにより、説明を簡略化或いは省略する。
本実施形態の炉心管の異常検出方法は、図１に示すように、気密に保たれた炉心管１１内に検出用ガスを供給し、炉心管１１の外方に配された炉体１２内に流入した検出用ガスを検知するものである。なお、検出用ガスについては、既に述べた検出用ガスを用いることができる。
【００２３】
具体的には、加熱炉１０で光ファイバ母材の加熱処理を行わない状態において、炉心管１１を蓋１４で密閉して気密にし、供給口１５から検出用ガスを炉心管１１内に供給する。
このとき、炉心管１１にピンホールが生じていると、検出用ガスがピンホールを通過して炉体１２内に流入する。
【００２４】
炉体１２内に検出用ガスが流入すると、ガス検知器１８がこの検出用ガスを検知する。このとき、ガス検知器１８の検知信号に応じて、図１に示さない表示手段又は警報手段などによって作業者に炉心管の異常を伝えるようにしてもよい。
【００２５】
本実施形態の炉心管の異常検出方法によれば、加熱炉を使用していない状態（オフラインの状態）において、検出用ガスを気密に保たれた炉心管に供給すると、ピンホールが炉心管に生じている場合は、このピンホールを通過して炉体内に検出用ガスが流入する。すると、炉体内において存在し得ない検出用ガスがガス検知器などによって検知することができる。つまり、炉体内で検出用ガスが検知できた場合、炉心管にピンホールが生じていることが確認することができる。
また、炉心管にピンホールなどの異常があるか否かを確認することで、その後、作業者は、同じ炉心管を用いてファイバ母材の加熱処理を行ってよいか確実に判断することができる。したがって、本実施形態の炉心管の異常検出方法を用いることで、光ファイバ母材及びその光ファイバ母材から得られる光ファイバの品質劣化を未然に防止することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、加熱炉の炉心管に生じたピンホールなどの異常を確実に検出することができる炉心管の異常検出方法及び加熱炉を提供できる。
【００２７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる加熱炉の実施形態例を示す全体図である。
【符号の説明】
１０ 加熱炉
１１ 炉心管
１２ 炉体
１３ ヒータ
１４ 蓋
１５ （検出用ガスの）供給口
１６ ガス導入口
１７ 検出口
１８ ガス検知器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an abnormality detection method for detecting a state of a furnace tube of a heating furnace for manufacturing an optical fiber preform and the like, and a heating furnace.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to manufacture an optical fiber, a porous glass preform is prepared by a VAD method or an OVD method, and the porous glass preform is dehydrated, sintered, and transparently vitrified to form a preform. A step of drawing a preform is performed. In a process of dehydrating and sintering the porous glass preform, a heating furnace is used to heat-treat the optical fiber preform.
[0003]
The heating furnace includes a cylindrical furnace tube, an annular heater arranged so as to surround the furnace tube, and a furnace body that shields the heater from the outside air. For example, when dewatering and sintering a porous glass preform, an optical fiber such as a porous glass preform is placed in a furnace tube of a heating furnace, and the optical fiber preform is heated by a heater. At this time, the ambient gas is filled around the optical fiber preform. An inert gas such as helium is used as the atmosphere gas. In addition, the furnace is filled with an inert gas in order to prevent deterioration of the heater and components inside the furnace.
Conventionally, as such a heating furnace, a furnace provided with a furnace tube made of quartz, ceramic, or the like has been used (for example, see JP-A-7-33465).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-7-33465 [0005]
[Problems to be solved by the invention]
When heating the optical fiber preform, the furnace core tube becomes a high temperature of 1000 ° C. or more. For this reason, the furnace tube deteriorates with the use of the heating furnace. Specifically, for example, in the case of a furnace tube made of quartz, when heated to a high temperature, crystallization of quartz occurs on the surface of the furnace tube, and the crystallized portion peels off with the passage of time, and the quartz tube is removed. A hole (so-called pinhole) communicating with the inside of the furnace may occur.
When a pinhole occurs in the furnace tube, when heating the optical fiber preform, impurities in the furnace may penetrate through the pinhole into the furnace tube and be taken into the optical fiber preform. Then, the transmission loss of the optical fiber obtained from the optical fiber preform increases.
[0006]
Conventionally, as a method for detecting a pinhole, there is a method using a fine differential pressure gauge (Manostar gauge). This method includes a method in which a fine differential pressure gauge is provided in a furnace body, nitrogen or the like is supplied to a furnace tube, and a pinhole is detected based on a change in gas pressure in the furnace body in a state where the furnace tube is sealed and opened. It is.
However, this method could only detect pinholes that had increased to some extent due to the deterioration of the core tube. For this reason, the transmission loss of the optical fiber obtained from the optical fiber preform may increase due to the minute pinhole that cannot be detected by the differential pressure gauge.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a method of detecting an abnormality in a furnace tube and a heating furnace capable of reliably detecting an abnormality such as a pinhole generated in the furnace tube of the heating furnace. Is to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The above object of the present invention is to supply a detection gas into a furnace tube which is kept airtight, and to detect the detection gas flowing into a furnace located outside the furnace tube. Is achieved by the abnormality detection method.
[0008]
According to such a method, in a state where the heating furnace is not used (off-line state), when the detection gas is supplied to the airtight core tube, if a pinhole is generated in the core tube, The detection gas flows into the furnace through the pinhole. Then, a detection gas that cannot exist in the furnace can be detected by a gas detector or the like. That is, when the detection gas can be detected in the furnace body, it can be confirmed that a pinhole has occurred in the furnace tube.
Therefore, according to the above-described method for detecting an abnormality of the core tube, by confirming whether or not there is an abnormality such as a pinhole in the core tube, thereafter, the heating process of the fiber preform is performed using the same core tube. It is possible to reliably determine whether the optical fiber is good or not, and it is possible to prevent the quality deterioration of the optical fiber preform and the optical fiber obtained from the optical fiber preform.
[0009]
In addition, the above-described method of detecting an abnormality in the furnace tube detects the detection gas flowing into the furnace body. For example, if a gas detector is used, it is possible to detect the inflow of a small amount of the detection gas. In other words, it is possible to detect a minute pinhole that cannot be confirmed by a conventional detection method using a fine differential pressure gauge. For this reason, it is possible to more reliably detect an abnormality in a core tube such as a pinhole by using a conventional differential pressure gauge as compared to a method of detecting a pinhole based on pressure fluctuation in a furnace. .
[0010]
Further, the object of the present invention is to provide a furnace tube, a heater that circulates around the furnace tube, a furnace body surrounding the heater, and a gas gas detector that can detect a detection gas leaked from the furnace tube. This is achieved by a heating furnace characterized by comprising:
[0011]
According to this configuration, when the detection gas is supplied to the airtight core tube, if a pinhole is formed in the core tube, the detection gas flows into the furnace through the pinhole. I do. Then, the detection gas which cannot exist in the furnace can be detected by the gas detector. That is, when the detection gas can be detected in the furnace body, it can be confirmed that a pinhole has occurred in the furnace tube.
[0012]
Therefore, according to the heating furnace, it is possible to confirm whether or not the furnace tube has an abnormality such as a pinhole. For this reason, it is possible to reliably determine whether the heat treatment of the fiber preform can be performed using the same furnace tube. Therefore, the heating furnace can prevent the quality deterioration of the optical fiber preform and the optical fiber obtained from the optical fiber preform.
According to the above-mentioned heating furnace, it is possible to detect even a minute pinhole in which the state of the furnace tube cannot be confirmed using a micro differential pressure gauge or the like as in the related art.
[0013]
As the detection gas, a gas which has little adverse effect on the human body when leaked to the outside of the furnace body and has little danger and which does not burn the heater is preferable. As the detection gas, for example, an inert gas such as carbon dioxide can be used. Usually, after the heat treatment of the optical fiber preform, the furnace is filled with nitrogen or the like in order to prevent deterioration of the heater and components in the furnace. For this reason, it is preferable that the detection gas be a gas other than the gas filled in the furnace or a gas that can be distinguished from the gas filled in the furnace.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of a heating furnace according to the present invention. The heating furnace 10 includes a furnace tube 11 made of quartz formed in a cylindrical shape, a heater 13 orbiting around the furnace tube 11, and a furnace body 12 arranged to cover the heater 13.
[0015]
The furnace body 12 is provided with a gas introduction port 16 for introducing an atmosphere gas such as an inert gas such as nitrogen into the furnace body 12 when performing a heat treatment of the optical fiber preform. An inert gas is introduced from the gas inlet 16 to prevent the heater 13 and components inside the furnace from deteriorating. That is, the inside of the furnace body 12 is always filled with the inert gas. Although not shown in FIG. 1, there is a slight gap between the furnace tube 11 and the furnace body 12, and the inert gas in the furnace body 12 is removed except when an abnormality of the furnace tube is detected. It is discharged outside the furnace body 12.
[0016]
The heating furnace 10 of the present embodiment includes a supply port 15 for supplying a detection gas and a gas detector 18 that can detect the detection gas in order to detect an abnormality such as a pinhole generated in the furnace tube 11. And The gas detector 18 is attached to a detection port 17 provided in the furnace body 12.
Note that the gas detector 18 may be provided integrally with or close to the furnace body 12. Further, the gas detector 18 may be provided inside the furnace body 12 or at a distance from the furnace body 12. When it is provided inside the furnace body 12 or the like, the detection port 17 can be omitted.
[0017]
Here, it is preferable that the gas for detection has little adverse effect on the human body when leaked to the outside of the furnace body, has little danger, and does not burn the heater. As the detection gas, for example, an inert gas such as carbon dioxide can be used. In this embodiment, carbon dioxide is used.
Further, it is preferable to use a gas different from an inert gas such as nitrogen filled in the furnace as the detection gas.
[0018]
When detecting an abnormality in the furnace tube 11, the heating furnace 10 does not perform the heating process on the optical fiber preform (off-line state), and the furnace tube 11 is placed above the furnace tube 11 in order to keep the furnace tube 11 airtight. A lid 14 is provided as a sealing means. At this time, the shape and configuration of the sealing means are not particularly limited as long as the furnace tube 11 can be made airtight.
[0019]
The heating furnace 10 can introduce a detection gas from a supply port 15 into a furnace tube 11 that is kept airtight. At this time, if the core tube 11 has an abnormality such as a pinhole, the detection gas flows into the furnace body 12 through the pinhole. Then, the heating furnace 10 can detect a gas (detection gas) that cannot exist in the furnace body 12 by the gas detector 18. For this reason, the operator can confirm that there is an abnormality in the furnace tube 11 and replace the furnace tube 11 in advance without measuring an inappropriate transmission loss in the optical fiber obtained from the optical fiber preform. Maintenance can be performed.
[0020]
Therefore, according to the above-described method for detecting an abnormality of the core tube, by confirming whether or not there is an abnormality such as a pinhole in the core tube, thereafter, the heating process of the fiber preform is performed using the same core tube. It is possible to reliably determine whether the optical fiber is good or not, and it is possible to prevent the quality deterioration of the optical fiber preform and the optical fiber obtained from the optical fiber preform.
[0021]
The heating furnace 10 according to the present invention has a configuration in which a gas detector 18 detects a detection gas that has flowed into the furnace body 12 through a pinhole. At this time, the detection gas can pass regardless of the size of the pinhole. Here, by using the gas detector 18, it is possible to detect a minute pinhole that cannot be confirmed by detection using a conventional micro differential pressure gauge. For this reason, the heating furnace 10 can detect the abnormality of the furnace tube 11 more reliably.
[0022]
Next, an embodiment of a method for detecting an abnormality of a core tube according to the present invention using the heating furnace 10 shown in FIG. 1 will be described. In the embodiments described below, the members and the like having the same configurations and operations as the members and the like already described are denoted by the same reference numerals or corresponding reference numerals in the drawings, and the description thereof will be simplified or omitted.
As shown in FIG. 1, the method for detecting an abnormality in a core tube according to the present embodiment supplies a detection gas into a core tube 11 which is kept airtight, and a furnace body 12 disposed outside the core tube 11. This is to detect the detection gas that has flowed into the device. Note that the detection gas described above can be used as the detection gas.
[0023]
Specifically, in a state where the heating process of the optical fiber preform is not performed in the heating furnace 10, the furnace tube 11 is hermetically sealed by a lid 14, and a detection gas is supplied from the supply port 15 into the furnace tube 11. .
At this time, if a pinhole is formed in the furnace core tube 11, the detection gas flows into the furnace body 12 through the pinhole.
[0024]
When the detection gas flows into the furnace body 12, the gas detector 18 detects the detection gas. At this time, in response to the detection signal of the gas detector 18, the operator may be notified of the abnormality of the core tube by a display unit or an alarm unit not shown in FIG.
[0025]
According to the core tube abnormality detection method of the present embodiment, when the detection gas is supplied to the airtight core tube in a state where the heating furnace is not used (off-line state), a pinhole is formed in the core tube. If so, the detection gas flows into the furnace through the pinhole. Then, a detection gas that cannot exist in the furnace can be detected by a gas detector or the like. That is, when the detection gas can be detected in the furnace body, it can be confirmed that a pinhole has occurred in the furnace tube.
In addition, by checking whether there is an abnormality such as a pinhole in the core tube, the operator can then reliably determine whether or not the heating of the fiber preform can be performed using the same core tube. it can. Therefore, by using the method for detecting an abnormality of the core tube of the present embodiment, it is possible to prevent the quality deterioration of the optical fiber preform and the optical fiber obtained from the optical fiber preform.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a furnace tube abnormality detection method and a heating furnace that can reliably detect an abnormality such as a pinhole generated in a furnace tube of a heating furnace.
[0027]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view showing an embodiment of a heating furnace according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Heating furnace 11 Furnace tube 12 Furnace body 13 Heater 14 Cover 15 Supply port (of gas for detection) 16 Gas introduction port 17 Detection port 18 Gas detector
