JP2005170759A - Raw material gas jetting apparatus, method of holding center pipe and method of manufacturing glass particle deposited body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ファイバ用母材の製造工程で出発材に吹き付けるガラス微粒子の生成を行う原料ガス噴射装置、中心パイプの保持方法およびガラス微粒子堆積体の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a raw material gas injection apparatus that generates glass fine particles to be sprayed on a starting material in a manufacturing process of an optical fiber preform, a center pipe holding method, and a glass fine particle deposit manufacturing method.
一般に、コアとクラッドを有する光ファイバは、多孔質状のガラス微粒子堆積体を加熱して透明化させることにより光ファイバ母材を生成し、この光ファイバ母材を線引きすることにより製造される。
ガラス微粒子堆積体を製造する方法としては、例えば、VAD法(Vapor Phase Axial Deposition)、あるいはOVD法(Outside Vapor Deposition)などが挙げられる。
これらは、複数のポートを有すバーナから、可燃性ガスと支燃性ガスからなる燃焼ガス、及びガラス原料ガスを吹き出して、燃焼ガスの燃焼により生じる酸水素火炎中においてガラス原料を加水分解させて、出発材上にガラス微粒子を堆積させる方法である。
In general, an optical fiber having a core and a clad is manufactured by heating a porous glass fine particle deposit to make it transparent to produce an optical fiber preform and drawing the optical fiber preform.
Examples of the method for producing a glass fine particle deposit include a VAD method (Vapor Phase Axial Deposition) and an OVD method (Outside Vapor Deposition).
These blow out combustion gas consisting of combustible gas and combustion-supporting gas and glass raw material gas from a burner having a plurality of ports to hydrolyze the glass raw material in the oxyhydrogen flame generated by combustion of the combustion gas. In this method, glass fine particles are deposited on the starting material.
図11に示すように、例えばVAD法によりシングルモード光ファイバ用コアを含むガラス微粒子堆積体を製造する場合、コア用バーナ51により酸水素火炎52を形成し、この火炎52中に四塩化ゲルマニウム(GeCl4)及び四塩化 ケイ素(SiCl4)を含むガラス原料ガスを吹き出して、加水分解によりガラ ス微粒子を生成する。生成されたガラス微粒子は、その軸周りに回転する出発材55の下方に堆積され、コア部多孔質ガラス体(コアスート)53が形成される。
同様に、クラッド用バーナ56により酸水素火炎57を形成し、この酸水素火炎57の中にSiCl4からなるガラス原料ガスを吹き出して、コアスート53 を取り囲むようにクラッド部多孔質ガラス体58が形成される。これにより、コアスート53及びクラッド部多孔質ガラス体58よりなるガラス微粒子堆積体60が製造される。
As shown in FIG. 11, when a glass fine particle deposit including a single mode optical fiber core is manufactured by, for example, the VAD method, an
Similarly, an
この種のガラス微粒子堆積体を製造する際に用いるバーナとしては、図12及び図13に示すように、径を相異させた石英製の複数本のパイプ61〜68を同心円状に配置した多重管構造の多重管バーナ100が、広く知られている(例えば、特許文献1〜3参照)。
As a burner used when manufacturing this kind of glass fine particle deposit, as shown in FIGS. 12 and 13,
図12及び図13に示した多重管バーナ100は、中心軸上に、ガラス原料ガスを先端部から吹き出す中心パイプ61を配置している。そして、ガラス原料ガスを燃焼させる火炎を生成するための複数のガスを先端部から供給する複数のガス供給パイプ62〜68を、中心パイプ61の外周を囲う多重の同心状に配置している。
The
多重管構造の中心に配置された中心パイプ61は、両端を開口した直管で、基端部61aの開口に原料ガスを供給する原料供給チューブ71が接続され、この原料供給チューブ71からパイプ内に供給されるガラス原料ガスを先端部の開口から吹き出す。即ち、中心パイプ61は、基端部61aの開口が原料供給チューブ71を接続するガス供給接続ポート61cとなり、先端部の開口がガス吹き出し用ポート61dとなる。
The
中心パイプ61を中心にして同心状に多層に配置された各ガス供給パイプ62〜68は、原料供給チューブ71と中心パイプ61との接続部近傍における基端部62a〜68aがその内側に配置されたパイプの基端部近傍の外周面に気密に溶接固定されることで、順次、中心パイプ61に一体化されている。
また、各ガス供給パイプ62〜68は、内側のパイプに溶接固定された自己の基端部から外側のパイプの基端部までの区間に、自己のパイプ内に連通するチューブ接続用管口62b〜68bが溶接され、各チューブ接続用管口62b〜68bに接続されたチューブ72〜78から供給される火炎用の原料ガスは内側のパイプとの間の隙間を流れて、先端から吹き出す。
The
Each of the
即ち、中心パイプ61の外側に配置された各ガス供給パイプ62〜68の場合は、その基端部近傍に溶接されたチューブ接続用管口62b〜68bがチューブ72〜78を接続するガス供給接続ポート62c〜68cとなり、先端部の内側のパイプとの間の隙間がガス吹き出し用ポート62d〜68dとなる。
そして、この種の多重管バーナ100を用いてガラス微粒子堆積体を製造する場合、最外周のガス供給パイプ68の中間部外周をバーナブラケット81によって把持することで、多重管バーナ100の先端部の位置を所定位置に位置決めするようにしている。
That is, in the case of the
When a glass particulate deposit is manufactured using this type of
ところで、光ファイバの伝送特性を向上させるためには、図14(a)に示すように、コア部の屈折率分布の形状をステップ状にすることが望ましい。さらに、光ファイバの伝送特性を安定化させるためには、その製品内及び製品間の屈折率分布のばらつきをなくすことが望ましい。
コア部多孔質ガラス体(コアスート)には、屈折率を増加させるためにドーパントであるゲルマニウム(Ge)が添加されており、光ファイバの屈折率分布は、ドーパントの分布に依存して決まる。したがって、ドーパントの分布の形状をステップ状とし、そのばらつきをなくす必要がある。
By the way, in order to improve the transmission characteristics of the optical fiber, it is desirable to make the shape of the refractive index distribution of the core portion stepped as shown in FIG. Furthermore, in order to stabilize the transmission characteristics of the optical fiber, it is desirable to eliminate variations in the refractive index distribution within and between the products.
In order to increase the refractive index, germanium (Ge), which is a dopant, is added to the core porous glass body (core soot), and the refractive index distribution of the optical fiber is determined depending on the distribution of the dopant. Therefore, it is necessary to make the shape of the dopant distribution stepwise to eliminate the variation.
ガラス微粒子堆積体に割れや変形等が発生するのを抑制するために、ガラス原料ガスの流量や火炎の方向を精度良く制御して、ガラス微粒子を堆積させる必要がある。ガラス微粒子堆積体に欠陥があると、ガラス微粒子堆積体を透明化させた後に光ファイバ母材から線引きされて作製される光ファイバの特性も悪くなる。 In order to suppress the occurrence of cracks and deformation in the glass particulate deposit, it is necessary to precisely control the flow rate of the glass raw material gas and the direction of the flame to deposit the glass particulates. If there is a defect in the glass fine particle deposit, the characteristics of the optical fiber manufactured by drawing from the optical fiber preform after the glass fine particle deposit is made transparent are also deteriorated.
しかしながら、従来の多重管バーナ100のみを用いてガラス微粒子堆積体を製造して作製された光ファイバの屈折率分布を観察すると、コアが目標値よりも小径となっていたり、図14(b)に示すように、コアとクラッドとの界面において屈折率が突出するいわゆる界面ツノが生じていることがある。また、逆にコアが目標値よりも大径となっていたり、図14(c)に示すようにコアとクラッドとの界面において屈折率がなだらかに変化する所謂すそだれ状態となっていることがある。
However, when observing the refractive index distribution of an optical fiber manufactured by manufacturing a glass particulate deposit using only the conventional
即ち、従来の多重管バーナ100のみを用いてガラス微粒子堆積体を製造した場合は、ガラス微粒子を所望の状態に安定して堆積できないことがあり、光ファイバのコアの径及び屈折率にばらつきが生じて、品質の低下を招いてしまうことがあった。
That is, when a glass particulate deposit is manufactured using only the conventional
本発明者は、ガラス微粒子を所望の状態に安定して堆積できない原因を突き止めるべく、ガラス微粒子を生成処理中の多重管バーナ100の中心パイプ61やガス供給パイプ62〜68の位置決め姿勢や、中心パイプ61からのガラス原料ガスの噴射形態、ガス供給パイプ62〜68によって形成される火炎形態等について鋭意観察を繰り返し、分析を行った。
その結果、図12及び図13に示したバーナの支持構造に原因があることを突き止めた。
The present inventor has determined the positioning posture of the
As a result, it was found that there is a cause in the support structure of the burner shown in FIGS.
即ち、図12及び図13に示したように、最外周のガス供給パイプ68の中間部外周をバーナブラケット81によって把持する。バーナの支持構造は、最外周以外のガス供給パイプ62〜67や、中心の中心パイプ61は、各パイプに個別にガスを供給するチューブが接続される基端部近傍のみが外周側の各パイプの基端部62a〜68aに溶接固定された片持ち梁状態になっている。
That is, as shown in FIGS. 12 and 13, the outer periphery of the intermediate portion of the outermost
そのため、各パイプの基端部近傍に接続されるチューブの重量や、チューブに作用する引張力等が曲げ力として中心パイプ61や各ガス供給パイプ62〜67に作用した時、中心パイプ61や各ガス供給パイプ62〜67は前記基端部側の支持点(外側のパイプとの溶接部)を中心とした変位現象を起こし、この基端部側の変位は僅かでも、支持点から遠く離れた中心パイプ61や各ガス供給パイプ62〜67の先端部は大きな変位となってしまう。
Therefore, when the weight of the tube connected to the vicinity of the base end portion of each pipe, the tensile force acting on the tube, etc. act on the
しかも、中心パイプ61や各ガス供給パイプ62〜67は、各チューブ71〜77の接続位置をずらして設定されているため、中心パイプ61や各ガス供給パイプ62〜67の先端部は変位方向がバラバラとなり、このことが、中心パイプ61や各ガス供給パイプ62〜68相互間での相対変位を更に増大させる結果となる。
Moreover, since the
そして、このように、中心パイプ61や各ガス供給パイプ62〜67の基端部側に作用する負荷によって、中心パイプ61や各ガス供給パイプ62〜67の先端部の位置が、当初の最適位置から変動してしまう結果、ガラス原料ガスの吹き出し方向と火炎の方向とにずれが生じて、生成したガラス微粒子を所望の状態に安定して堆積できなくなってしまうのである。
As described above, the positions of the distal ends of the
従って、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、ガラス微粒子堆積体を安定して製造することができる原料ガス噴射装置、中心パイプの保持方法およびガラス微粒子堆積体の製造方法を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and provide a raw material gas injection apparatus, a center pipe holding method, and a glass fine particle deposit manufacturing method capable of stably producing a glass fine particle deposit. That is.
従って、本発明の原料ガス噴射装置は、原料ガスを供給する中心パイプと火炎を形成するための複数のガスを供給するガス供給パイプとを有し、前記中心パイプを中心にして同心状に前記ガス供給パイプを多層に配置した構成を有するバーナと、
前記バーナの各パイプに個別にガスを供給する複数のチューブと、
前記原料ガスを供給する原料供給チューブと前記中心パイプとの接続部近傍において、前記中心パイプの軸方向以外に作用する前記チューブからの力に抗して、前記原料供給チューブ、前記中心パイプ、または、前記原料供給チューブと前記中心パイプとの間に必要に応じて設けられた管継ぎ手のいずれかを保持する保持手段とを有することを特徴とする。
Therefore, the raw material gas injection apparatus of the present invention has a central pipe for supplying the raw material gas and a gas supply pipe for supplying a plurality of gases for forming a flame, and the concentrically above the central pipe. A burner having a configuration in which gas supply pipes are arranged in multiple layers;
A plurality of tubes for individually supplying gas to each pipe of the burner;
In the vicinity of the connecting portion between the raw material supply tube for supplying the raw material gas and the central pipe, the raw material supply tube, the central pipe, or the force from the tube acting in a direction other than the axial direction of the central pipe, And holding means for holding one of the pipe joints provided as needed between the raw material supply tube and the central pipe.
望ましくは、前記保持手段は、保持位置調整機構を有することを特徴とする。 Desirably, the holding means has a holding position adjusting mechanism.
望ましくは、前記保持手段は、前記原料供給チューブ、前記中心パイプ、または、前記管継ぎ手のいずれかを把持する把持ブロックを有し、保持位置を固定されていることを特徴とする。 Preferably, the holding means has a holding block that holds any of the raw material supply tube, the central pipe, and the pipe joint, and the holding position is fixed.
望ましくは、前記バーナを支持するバーナブラケットに支持基板を固定し、前記保持手段を前記支持基板に固定したことを特徴とする。 Preferably, a support substrate is fixed to a burner bracket that supports the burner, and the holding means is fixed to the support substrate.
又、本発明の中心パイプの保持方法は、原料ガスを供給する中心パイプと火炎を形成するための複数のガスを供給するガス供給パイプとを有し、中心パイプを中心にして、同心状に前記ガス供給パイプを多層に配置した構成を有するバーナと、前記バーナの各パイプに個別にガスを供給する複数のチューブとを有する原料ガス噴射装置において、
前記原料ガスを供給する原料供給チューブと前記中心パイプとの接続部近傍における、前記原料供給チューブ、前記中心パイプ、または、前記原料供給チューブと前記中心パイプとの間に設けられた管継ぎ手のいずれかを、前記中心パイプの軸方向以外に作用する前記チューブからの力に抗して、前記バーナに対する保持位置を調整可能に保持することを特徴とする。
The center pipe holding method of the present invention includes a center pipe that supplies a raw material gas and a gas supply pipe that supplies a plurality of gases for forming a flame, and is concentrically centered on the center pipe. In a raw material gas injection apparatus having a burner having a configuration in which the gas supply pipes are arranged in multiple layers, and a plurality of tubes for supplying gas individually to each pipe of the burner,
Any of the raw material supply tube, the central pipe, or a pipe joint provided between the raw material supply tube and the central pipe in the vicinity of the connecting portion between the raw material supply tube for supplying the raw material gas and the central pipe. The holding position with respect to the burner is held in an adjustable manner against the force from the tube acting in a direction other than the axial direction of the central pipe.
又、本発明のガラス微粒子堆積体の製造方法は、上記原料ガス噴射装置を用い、ガラス微粒子堆積体を製造する方法において、
前記バーナに対する前記中心パイプの保持位置を調整し、製造条件を確定した後は、前記保持位置で保持した状態でガラス微粒子堆積体を製造することを特徴とする。
Further, the method for producing a glass particulate deposit according to the present invention is a method for producing a glass particulate deposit using the raw material gas injection device.
After the holding position of the central pipe with respect to the burner is adjusted and the manufacturing conditions are determined, the glass particulate deposit is manufactured in a state of being held at the holding position.
本発明の原料ガス噴射装置によれば、原料ガスを供給する原料供給チューブと中心パイプとの接続部近傍が、保持手段によって保持位置に固定されるため、各パイプに接続されるチューブの重量やチューブに作用する引張力等が曲げ力として作用しても、その曲げ力を保持手段が受けて、中心パイプをはじめとする各パイプの先端部が、チューブを接続された基端部側を回転中心とした振れ現象を起こすことがない。 According to the raw material gas injection device of the present invention, since the vicinity of the connecting portion between the raw material supply tube for supplying the raw material gas and the central pipe is fixed at the holding position by the holding means, the weight of the tube connected to each pipe or Even if the tensile force acting on the tube acts as a bending force, the holding means receives the bending force, and the tip of each pipe, including the center pipe, rotates on the base end side to which the tube is connected. It does not cause the center wobbling phenomenon.
従って、各パイプが振れによる位置変動を起こすことがなく、各パイプの位置を所望の位置に安定維持して原料ガスや火炎用の各種ガスの吹き出しを行うことで、原料ガスの吹き出し方向と火炎の方向とを高精度に制御することが可能になる。
そこで、上記原料ガス噴射装置を用いてガラス微粒子堆積体を製造する場合にはガラス微粒子を所望の状態に安定して堆積させることができる。
Therefore, the position of each pipe does not fluctuate, and the position of each pipe is stably maintained at a desired position, and the blowing of the source gas and various gases for the flame is performed. It is possible to control the direction of the above with high accuracy.
Therefore, when producing a glass particulate deposit using the raw material gas injection device, the glass particulates can be stably deposited in a desired state.
以下、添付図面に基づいて本発明の一実施形態に係る原料ガス噴射装置を詳細に説明する。
なお、既に図12及び図13において説明した従来の多重管バーナ100と略同様のガラス微粒子生成用バーナ31の構成部材については、図中に同符号を付すことにより詳細な説明を簡略化或いは省略する。
Hereinafter, a raw material gas injection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
In addition, about the structural member of the glass
図1は、VAD法によりガラス微粒子堆積体を製造するための製造装置の概略構成図である。
このガラス微粒子堆積体の製造装置10は、反応容器11を有している。この反応容器11内には、反応容器11の上方に設置された昇降装置13に回転可能に支持された支持棒14が反応容器11の上面側より回転可能に挿入されている。この支持棒14には、出発材(ダミーガラスロッド)12が吊り下げられている。この出発材12は、昇降装置13によって支持棒14と共に昇降され、また、昇降装置13によって支持棒14と共にその軸周りに回転可能に構成されている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a manufacturing apparatus for manufacturing a glass fine particle deposit by the VAD method.
The glass particle
反応容器11内には、出発材12にガラス微粒子を吹き付けるクラッド用バーナ21及びコア用バーナ22が設置されている。これらクラッド用バーナ21及びコア用バーナ22は、支持棒14に支持された出発材12に対して下方から斜め上方に向けて傾けて設置されている。
クラッド用バーナ21及びコア用バーナ22には、それぞれガス供給装置23が接続され、このガス供給装置23は、クラッド用バーナ21及びコア用バーナ22に、それぞれガラス原料ガス、火炎を形成するためのガス(燃焼ガス、助燃ガス及びシールガス)をそれぞれ供給する。
In the reaction vessel 11, a
A
クラッド用バーナ21及びコア用バーナ22は、ガス供給装置23から供給されるガラス原料ガス及び燃焼ガスを吹き出してガラス微粒子を生成する。
これにより、出発材12には、その端部にガラス微粒子が堆積していき、徐々にガラス微粒子堆積体24が形成されていく。
反応容器11は、その下端近傍に、レーザ発振器25と、レーザ発振器25に対向配置された受光器26が設けられている。レーザ発振器25は、ガラス微粒子堆積体24の下端部にレーザを照射し、照射されたレーザは、受光器26によって受光される。受光器26は、制御装置27に接続され、受光したレーザの強度に基づいて制御装置27に受光信号を出力する。
The
As a result, glass fine particles are deposited on the end portion of the starting
The reaction vessel 11 is provided with a
制御装置27は、受光器26からの受光信号の出力が一定となるように、昇降装置13及びガス供給装置23を駆動制御し、形成するガラス微粒子堆積体24の成長速度を管理する。
また、反応容器11には、排気管28が設けられており、この排気管28から反応容器11内のガスの排気が行われる。
The
Further, the reaction vessel 11 is provided with an
そして、上記のクラッド用バーナ21及びコア用バーナ22には、本発明の原料ガス噴射装置30に係るガラス微粒子生成用バーナ(バーナ)31が使用される。
図2乃至図6は、本発明の第1の実施形態に係る原料ガス噴射装置30を示したものである。
この原料ガス噴射装置30におけるガラス微粒子生成用バーナ31は、径を相異させた石英製の複数本のパイプ61〜68を同心円状に配置した多重管構造で、中心軸上にガラス原料ガス(原料ガス)を先端部から吹き出す中心パイプ61を配置している。そして、ガラス原料ガスを燃焼させる火炎を生成するための複数のガスを先端部から供給する複数のガス供給パイプ62〜68を、中心パイプ61を中心にして同心状に多層に配置している。
For the clad
2 to 6 show a raw material
The glass fine
多重管構造の中心に配置された中心パイプ61は、両端を開口した直管で、基端部61aの開口に原料供給チューブ71が接続され、この原料供給チューブ71からパイプ内に供給されるガラス原料ガスを先端部の開口から吹き出す。即ち、中心パイプ61は、基端部61aの開口が原料供給チューブ71を接続するガス供給接続ポート61cとなり、先端部の開口がガス吹き出し用ポート61dとなる。
The
中心パイプ61を中心にして同心状に多層に配置された各ガス供給パイプ62〜68は、原料供給チューブ71と中心パイプ61との接続部近傍における基端部62a〜68aがその内側に配置されたパイプの基端部近傍の外周面に気密に溶接固定されることで、順次、中心パイプ61に一体化されている。
また、各ガス供給パイプ62〜68は、その内側のパイプに溶接固定された自己の基端部から外側のパイプの基端部までの区間に、自己のパイプ内に連通するチューブ接続用管口62b〜68bが溶接され、各チューブ接続用管口62b〜68bに接続されたチューブ72〜78から供給される火炎用のガスは内側のパイプとの間の隙間を流れて、先端から吹き出す。
The
Each of the
即ち、中心パイプ61の外側に配置された各ガス供給パイプ62〜68の場合は、各ガス供給パイプ62〜68に個別にガスを供給するチューブ72〜78が接続される基端部近傍に接合されたチューブ接続用管口62b〜68bがチューブを接続するガス供給接続ポート62c〜68cとなり、先端部の内側のパイプとの間の隙間がガス吹き出し用ポート62d〜68dとなる。
That is, in the case of the
そして、本実施形態の原料ガス噴射装置30に係るガラス微粒子生成用バーナ31は、最外周のガス供給パイプ68の中間部外周を把持するバーナブラケット81と、原料供給チューブ71と中心パイプ61との接続部近傍における中心パイプ61や各ガス供給パイプ62〜68毎に個別にその基端部寄りの位置を保持位置に固定する複数個の保持手段33とによって、所定の位置・向きに支持固定されている。
And the glass particle production |
バーナブラケット81は、図2及び図5に示すように、ガラス微粒子生成用バーナ31を構成している最外周のガス供給パイプ68を嵌合位置決めするV字状溝82aを有したブラケット本体82と、このブラケット本体82の上面に締結されてV字状溝82aに位置決めされた最外周のガス供給パイプ68を押圧固定する押さえ板83とから構成されており、ブラケット本体82と押さえ板83によって最外周のガス供給パイプ68を挟持することで、ガラス微粒子生成用バーナ31を固定する。
As shown in FIGS. 2 and 5, the
各保持手段33は、中心パイプ61や各ガス供給パイプ62〜68のガス供給接続ポート61c〜68cに接続される各チューブ71〜78の自重や各チューブ71〜78に作用する引張力等による曲げ力と、中心パイプ61及び各ガス供給パイプ62〜68自体の重量とによって、中心パイプ61及び各ガス供給パイプ62〜68に変形や変位が生じないように、中心パイプ61及び各ガス供給パイプ62〜67については溶接固定された支持部から基端部までの間を、最外周のガス供給パイプ68についてはバーナブラケット81による支持部から基端部までの間を、原料供給チューブ71と中心パイプ61との接続部近傍であるガス供給接続ポート61c〜68c側に作用する荷重等に抗して、保持位置に固定している。
Each holding means 33 is bent by its own weight of the
この保持手段33によって位置決め固定する保持位置とは、本実施形態の場合は、多重管構造に配置された中心パイプ61や各ガス供給パイプ62〜68の先端部を中心軸線が初期の位置と一致した状態に保持するために必要な、中心パイプ61や各ガス供給パイプ62〜68の基端部側の位置である。
但し、ガラス微粒子堆積体の製造条件等によっては、中心パイプ61や各ガス供給パイプ62〜68の先端部を意図的に同心に位置させない場合もあり得るので、中心パイプ61や各ガス供給パイプ62〜68の先端部を中心軸線が一致した同心に保持する位置に限定するものではない。
In the case of the present embodiment, the holding position that is positioned and fixed by the holding means 33 means that the center axis of the
However, depending on the manufacturing conditions of the glass particulate deposit, etc., the
また、本実施形態の場合、保持手段33によって保持する位置は、具体的には
中心パイプ61の基端部61aや各ガス供給パイプ61〜68のガス供給接続ポート61c〜68cとなる部位に設定されている。
即ち、中心パイプ61の場合は、原料供給チューブ71と中心パイプ61との接続部近傍における基端部61aのガス供給接続ポート61cそのものが保持手段33によって保持位置に固定される。また、ガス供給パイプ62〜68の場合は、原料供給チューブ71と中心パイプ61との接続部近傍におけるガス供給接続ポート62c〜68cとなるチューブ接続用管口62b〜68bが保持手段33によって保持位置に固定される。
Further, in the case of the present embodiment, the position held by the holding means 33 is specifically set at a portion to be the
That is, in the case of the
更に、本実施形態の場合、保持手段33は、図2及び図6に示すように、中心パイプ61や各ガス供給パイプ62〜68のチューブ接続部(即ち、中心パイプ61の基端部61a、及び各ガス供給パイプ62〜68に装備されたチューブ接続用管口62b〜68b)に嵌合装着される把持ブロック33aと、バーナブラケット81と一体の支持基板33bと、支持基板33bのねじ孔34に螺合して先端部を把持ブロック33aに当接することによって該把持ブロック33aの位置を規制するブロック位置調整用ねじ33cと、支持基板33bに螺合したブロック位置調整用ねじ33cの回り止めをしてブロック位置調整用ねじ33cの位置を固定するロックナット33dとを備えた構成である。
Furthermore, in the case of this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 6, the holding
また、本実施形態のブロック位置調整用ねじ33cは、支持基板33bに対する螺合位置を進退調整することで、把持ブロック33aの位置をねじの中心軸方向に沿って移動調整することができ、保持手段33によって中心パイプ61や各ガス供給パイプ62〜68の保持位置を調整可能な保持位置調整機構として機能する。
Further, the block
以上に説明した本実施形態の原料ガス噴射装置30によれば、ガラス微粒子生成用バーナ31における原料供給チューブ71と中心パイプ61との接続部近傍である基端部61aが、保持手段33によって保持位置に固定される。
その為、中心パイプ61は、外周側に配置された各ガス供給パイプ62〜68を介してバーナブラケット81に支持されるだけの片持ち梁状態にはならず、該中心パイプ61や各ガス供給パイプ62〜68の基端部側に接続される各チューブ71〜78の重量や各チューブ71〜78に作用する引張力等がガラス微粒子生成用バーナ31に対して曲げ荷重として作用しても、その荷重を保持手段33が受けることができるので、中心パイプ61をはじめとする各ガス供給パイプ62〜68の先端部は、基端部側を回転中心とした振れ現象を起こすことがない。
According to the raw material
Therefore, the
従って、中心パイプ61やガス供給パイプ62〜68は、振れによる位置変動を起こすことがなく、これら中心パイプ61やガス供給パイプ62〜68の位置を所望の位置に安定保持してガラス原料ガスや火炎用の各種ガスの吹き出しを行うことで、ガラス原料ガスの吹き出し方向と火炎の方向とを高精度に制御することが可能になり、ガラス微粒子を所望の状態に安定して堆積させることができる。
Therefore, the
更に、上記実施形態では、各チューブ71〜78の重量等の外部荷重の作用点となる基端部61a及びチューブ接続用管口62b〜68b自体が、保持手段33によって保持位置に固定される構成のため、外部荷重によって中心パイプ61やガス供給パイプ62〜68の一部が歪みを発生することをより確実に防止することができ、外部荷重による中心パイプ61やガス供給パイプ62〜68の先端部の振れの防止を徹底することができる。
Furthermore, in the said embodiment, the
その上、上記実施形態では、原料供給チューブ71と中心パイプ61との接続部近傍における基端部61a及びチューブ接続用管口62b〜68bを保持位置調整機構であるブロック位置調整用ねじ33cの進退調整によってそれぞれ調整することで、中心パイプ61やガス供給パイプ62〜68の先端部の位置を任意位置に調整することができ、ガラス原料ガスの吹き出し方向と火炎の方向とを微調整する手段として保持手段33を積極的に活用することもでき、ガラス原料ガスの吹き出し方向と火炎の方向との整合が容易になる。
In addition, in the above-described embodiment, the
尚、上記実施形態では、各中心パイプ61及びガス供給パイプ62〜68毎に、それぞれ保持手段33による保持位置の固定を行った。しかし、上記実施形態のような多重管構造の場合、少なくとも多重管構造の中心に位置する中心パイプ61と原料供給チューブ71との接続部近傍を保持手段33によって所定の保持位置に固定すれば、その他のガス供給パイプ62〜68については保持手段33による固定を省略しても、全体的には両持ち梁状の支持構造となって、チューブ71〜78を介した外部荷重の作用に対して各中心パイプ61及びガス供給パイプ62〜68の振れ現象を抑止する効果が得られる。
In the above embodiment, the holding position is fixed by the holding means 33 for each of the
従って、保持手段33を装備する位置は、少なくとも中心パイプ61の基端部61a付近にあれば良いが、上記実施形態のガラス微粒子生成用バーナ31のように、中心パイプ61を中心にして同心状に多層に配置された複数のガス供給パイプ62〜68も、原料供給チューブ71と中心パイプ61との接続部近傍におけるチューブ接続用管口62b〜68bがそれぞれ個別に保持手段33によって保持位置に固定されている場合には、ガラス微粒子生成用バーナ31に対して作用する曲げ荷重を複数の保持手段33によって分散して受けることができ、各保持手段33に作用する負荷を低減することができる。そこで、更に堅牢に各中心パイプ61及びガス供給パイプ62〜68を所定の保持位置に固定できるようになる。
Accordingly, the position where the holding means 33 is provided may be at least in the vicinity of the
また、上記実施形態では、各中心パイプ61及びガス供給パイプ62〜68の基端部61a及びチューブ接続用管口62b〜68bに作用する外部荷重が、主に各チューブ71〜78の自重で重力方向の荷重となることから、重力方向の変位を規制するために、上向きにブロック位置調整用ねじ33cを装着するようにした。
しかしながら、上記基端部61a及びチューブ接続用管口62b〜68bに作用する外部荷重の作用方向は、チューブの配索方向に応じて上向き、又は水平方向に作用する場合も考えられる。
Moreover, in the said embodiment, the external load which acts on the
However, the action direction of the external load acting on the
従って、ブロック位置調整用ねじ33cによって支持する方向は、上記実施形態に限定するものではなく、実際にチューブの配索方向等を考慮して、中心パイプ61やガス供給パイプ62〜68毎に支持方向を変えたり、或いは複数方向の荷重の作用に耐えられるように、把持ブロック33aの位置を複数方向から位置規制する構成に改良することも考えられる。
Therefore, the direction to be supported by the block
そこで、例えば図7に示した本発明の第2の実施形態に係る原料ガス噴射装置40における保持手段33のように、ガラス微粒子生成用バーナ31を挟んで互いに平行に延びる一対の支持基板33b,33bをバーナブラケット81に取付けると共に、各支持基板33bのねじ孔34にブロック位置調整用ねじ33cをそれぞれ対向するように螺合して先端部を把持ブロック33aの上下面に当接させることにより、該把持ブロック33aの位置を上下二方向から規制するように構成することもできる。
Therefore, for example, like the holding means 33 in the raw material
この場合、保持手段33が支持する基端部61aやチューブ接続用管口62b〜68bにそれぞれ嵌合装着された把持ブロック33aは、それぞれ対向するブロック位置調整用ねじ33c,33cにより上下方向から挟持された状態となるので、上下方向の変位が規制される。
そこで、基端部61a及びチューブ接続用管口62b〜68bに接続される各チューブ71〜78を介してガラス微粒子生成用バーナ31に上下方向の荷重が作用する場合でも、これら基端部61a及びチューブ接続用管口62b〜68bを所定の保持位置に安定して固定することができる。
In this case, the
Therefore, even when a vertical load is applied to the glass
図8は本発明の第3の実施形態に係るガラス微粒子生成用バーナの要部拡大斜視図であり、同心状の多重管構造に配置された各ガス供給パイプ61〜68の基端部から支持部までの範囲を所定位置に保持する保持手段の別の態様を示したものである。
ここに示した保持手段35は、最外周のガス供給パイプ68の中間部外周を把持固定するバーナブラケット81(図2参照)と一体の支持基板35aと、この支持基板35aの板厚方向(図8の上下方向)にのみ移動自在に支持基板35aの貫通孔35bに嵌合装着された調整用軸部35cと、この調整用軸部35cの先端に一体形成されて中心パイプ61及びガス供給パイプ62〜68における基端部61a及びチューブ接続用管口62b〜68bに外嵌する支持リング部35dと、調整用軸部35cの板厚方向の変位を規制する止めねじ35eとから構成されている。
FIG. 8 is an enlarged perspective view of a main part of a glass particle generating burner according to a third embodiment of the present invention, which is supported from the base end part of each
The holding means 35 shown here includes a
止めねじ35eは、貫通孔35bに連通するように支持基板35aの側面に穿設されたねじ孔35fに螺合するねじであり、先端部で調整用軸部35cの外周面を押圧して調整用軸部35cの移動を拘束することによって、中心パイプ61や各ガス供給パイプ62〜68の保持位置を調整可能な保持位置調整機構を構成している。
調整用軸部35cは、図9に示すように、周面の一部を平坦に面取りした面取り部35gを有しており、この面取り部35gが回り止め用の係合面となると同時に、止めねじ35eの当接面になる。
The
As shown in FIG. 9, the
図8に示した保持手段35では、支持する中心パイプ61及びガス供給パイプ62〜68における基端部61a及びチューブ接続用管口62b〜68bに対して、支持リング部35dの中心軸方向以外の全ての方向について、変位を規制することができ、基端部61a及びチューブ接続用管口62b〜68bに接続される各チューブ71〜78を介して複数方向の荷重が作用する場合でも、中心パイプ61及びガス供給パイプ62〜68を所定位置に安定して保持することができる。
In the holding means 35 shown in FIG. 8, the
更に、上記実施形態では、原料供給チューブ71と中心パイプ61との接続部近傍である中心パイプ61の基端部61aを保持手段33により保持することによって、中心パイプ61の軸方向以外に作用する各チューブ71〜78からの力に抗するように構成したが、本発明の保持手段はこれに限定されるものではなく、例えば原料供給チューブ71を直接保持したり、原料供給チューブ71と中心パイプ61との間に必要に応じて設けられた図10に示すような管継ぎ手90を保持する構成とすることもできる。
Furthermore, in the said embodiment, by holding | maintaining the
(実施例)
次に、実施例として図1に示したガラス微粒子堆積体の製造装置10を使用して、ガラス微粒子堆積体24を製造した。
出発材としてのダミーガラスロッドには、直径20mm、長さ300mmの純石英ガラスを使用する。反応容器の下部に設置されたレーザ発振器からガラス微粒子堆積体の最下端付近へレーザを照射し、照射されたレーザを受光器で受光する。制御装置は、受光器で検出されるレーザの受光パワーが一定となるように昇降装置を制御して、ダミーガラスロッドとともにガラス微粒子堆積体24を上方に引き上げる。
(Example)
Next, the
For the dummy glass rod as a starting material, pure quartz glass having a diameter of 20 mm and a length of 300 mm is used. A laser is irradiated from the laser oscillator installed in the lower part of the reaction vessel to the vicinity of the lowermost end of the glass particulate deposit, and the irradiated laser is received by a light receiver. The control device controls the lifting device so that the received light power of the laser detected by the light receiver is constant, and pulls up the
クラッド用バーナ21及びコア用バーナ22としては、全長600mm、断面積28mm2(内径6mm、外径8mm)の中心パイプ61を中心に配置すると共に、該中心パイプ61を中心にして同心状に断面積78mm2(内径10mm、外径12mm)のガス供給パイプ62を配置し、その外側に順にガス供給パイプ63〜68を配置した原料ガス噴射装置30のガラス微粒子生成用バーナ31を使用する(図3参照)。そして、ガラス微粒子生成用バーナ31の中心軸と床面との角度が、45度となるように設置する。
The
中心パイプ61は、外周側に配置されたガス供給パイプ62の基端部62aから40mm原料供給チューブ71側の位置で、把持ブロック33aを介して保持固定されている。
クラッド用バーナ21には原料ガスとして四塩化ゲルマニウム(GeCl4)及び四塩化ケイ素(SiCl4)を供給し、コア用バーナ22には四塩化ケイ素(SiCl4)を供給して、それぞれコア用ガラス微粒子及びクラッド用ガラス微粒子を堆積させてガラス微粒子堆積体24を生成する。
The
The
その後、ガラス微粒子堆積体24を高温加熱して透明ガラス化し、光ファイバ母材を作製する。
そして、上記実施例の光ファイバ母材におけるコア屈折率のロット内バラツキ、ロット間バラツキ、全体バラツキを下記表1に示す。
尚、コア屈折率のロット内バラツキとは換算長1000kmのコアの長手方向5点で測定したコア屈折率のバラツキ(偏差)であり、ロット間バラツキとは各コアのコア屈折率の平均値のバラツキであり、全体バラツキとはコア屈折率のロット内バラツキとロット間バラツキの二乗平均平方根(標準偏差)である。
Thereafter, the
Table 1 below shows the intra-lot variation, inter-lot variation, and overall variation of the core refractive index in the optical fiber preform of the above example.
The in-lot variation of the core refractive index is the variation (deviation) of the core refractive index measured at five points in the longitudinal direction of the core having a converted length of 1000 km, and the variation between lots is the average value of the core refractive index of each core. The total variation is the root mean square (standard deviation) of the intra-lot variation and the inter-lot variation of the core refractive index.
(比較例)
一方、クラッド用バーナ21及びコア用バーナ22としてガラス微粒子生成用バーナ100(図12参照)を使用した以外は、上記実施例と同条件で比較例の光ファイバ母材を作製する。
そして、上記比較例の光ファイバ母材におけるコア屈折率のロット内バラツキ、ロット間バラツキ、全体バラツキを下記表1に示す。
(Comparative example)
On the other hand, an optical fiber preform of a comparative example is produced under the same conditions as in the above example except that the glass fine particle generating burner 100 (see FIG. 12) is used as the
Table 1 below shows the intra-lot variation, inter-lot variation, and overall variation of the core refractive index in the optical fiber preform of the comparative example.
上記表1から明らかなように、実施例の光ファイバ母材におけるコア屈折率のバラツキは、比較例の光ファイバ母材におけるコア屈折率のバラツキよりも小さくなっており、中心パイプ61の基端部61aを把持ブロック33aを介して保持固定したガラス微粒子生成用バーナ31を用いることによって、ガラス微粒子堆積体24を安定して製造することができることがわかった。
As apparent from Table 1 above, the variation in the core refractive index in the optical fiber preform of the example is smaller than the variation in the core refractive index in the optical fiber preform of the comparative example, and the base end of the
30 原料ガス噴射装置
31 ガラス微粒子生成用バーナ(バーナ)
33 保持手段
33a 把持ブロック
33b 支持基板
33c ブロック位置調整用ねじ
33d ロックナット
61 中心パイプ
61c ガス供給接続ポート
62〜68 ガス供給パイプ
62c〜68c ガス供給接続ポート
71 原料供給チューブ
72〜78 チューブ
81 バーナブラケット
30 Raw material
33 Holding means
Claims (6)
前記バーナの各パイプに個別にガスを供給する複数のチューブと、
前記原料ガスを供給する原料供給チューブと前記中心パイプとの接続部近傍において、前記中心パイプの軸方向以外に作用する前記チューブからの力に抗して、前記原料供給チューブ、前記中心パイプ、または、前記原料供給チューブと前記中心パイプとの間に必要に応じて設けられた管継ぎ手のいずれかを保持する保持手段とを有することを特徴とする原料ガス噴射装置。 It has a configuration in which a central pipe that supplies a raw material gas and a gas supply pipe that supplies a plurality of gases for forming a flame are arranged in multiple layers concentrically around the central pipe With a burner,
A plurality of tubes for individually supplying gas to each pipe of the burner;
In the vicinity of the connecting portion between the raw material supply tube for supplying the raw material gas and the central pipe, the raw material supply tube, the central pipe, or the force from the tube acting in a direction other than the axial direction of the central pipe, A raw material gas injection apparatus comprising: holding means for holding one of pipe joints provided as necessary between the raw material supply tube and the central pipe.
前記バーナに対する前記中心パイプの保持位置を調整し、製造条件を確定した後は、前記保持位置で保持した状態でガラス微粒子堆積体を製造することを特徴とするガラス微粒子堆積体の製造方法。
In the method for producing a glass particulate deposit using the raw material gas injection device according to claim 1,
After the holding position of the central pipe with respect to the burner is adjusted and the manufacturing conditions are determined, the glass particle deposit is manufactured in a state of being held at the holding position.
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