JP2005314209A - Method for manufacturing porous glass preform - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガラス微粒子を堆積させて作製する多孔質ガラス母材の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a porous glass base material produced by depositing glass fine particles.
高速・大容量通信として利用される光ファイバは、主にコアとクラッドから構成されており、ガラス微粒子の堆積体である多孔質ガラス母材を脱水・焼結してガラス母材に加工後、このガラス母材を線引きすることにより製造される。光ファイバの製造のもととなる多孔質ガラス母材を製造する方法としては、VAD法(Vapour-phase Axial Deposition method)やOVD法(Outside Vapour-phase Deposition method)がよく知られている。このVAD法やOVD法は、バーナの火炎中にガラス微粒子を生成させ、生成したガラス微粒子を石英等からなる堆積棒の周りに堆積させて、円柱状の多孔質ガラス母材を形成していく方法である。 An optical fiber used for high-speed and large-capacity communication is mainly composed of a core and a clad, and after dewatering and sintering the porous glass base material, which is a deposit of glass particles, into a glass base material, It is manufactured by drawing this glass base material. As a method for producing a porous glass base material for producing an optical fiber, a VAD method (Vapor-phase Axial Deposition method) and an OVD method (Outside Vapor-phase Deposition method) are well known. In this VAD method and OVD method, glass particles are generated in the flame of the burner, and the generated glass particles are deposited around a deposition rod made of quartz or the like to form a cylindrical porous glass base material. Is the method.
図6に、VAD法による多孔質ガラス母材の製造装置の従来例を示す。図6に示すように、製造装置110は、ターゲット棒112の下端付近にガラス微粒子を生成する複数本のバーナ121,122,123が配置されている。バーナ121〜123には、水素ガス及び酸素ガス等の燃焼ガス、並びに四塩化珪素等のガラスの原料ガスが供給される。
FIG. 6 shows a conventional example of an apparatus for producing a porous glass base material by the VAD method. As shown in FIG. 6, in the
バーナ121〜123は、ガラス原料ガスが酸水素火炎中に送り込まれることによりガラス微粒子(二酸化珪素の微粒子)が生成し、このガラス微粒子をターゲット棒112の下端に付着させる。ターゲット棒112は、回転引き上げ装置113により回転しながら引き上げられる。ターゲット棒112の下端からガラス微粒子の堆積体(スートプリフォーム)111が下方向に円柱状に成長していくことになる。
The
また、ガラス微粒子堆積体111の下端の位置が位置検出装置131によって検出される。この検出信号はコンピュータ132に送られ、ガラス微粒子堆積体111の下端位置が常に同一となるよう、ターゲット棒112の引き上げ速度が調整される。このターゲット棒112の引き上げ速度に関する情報は流量制御装置133に送られ、流量制御装置133は、その引き上げ速度に応じてバーナ121に供給するガス流量を制御する。
上記特許文献1のように、従来の多孔質ガラス母材の製造方法では、ガラス微粒子の付着により形成されたガラス微粒子堆積体の堆積面の成長速度(ガラス微粒子の付着速度)を監視して、この位置情報をもとに、ガラス微粒子堆積体に供給するガス流量を制御している。
As in
ところが、多孔質ガラス母材の製造では、反応容器内の雰囲気(温度、湿度、気圧等)等のガラス微粒子堆積体の製造環境に変動が生じ、この製造環境の変動により、ガラス微粒子堆積体の堆積面の温度が変動することがある。堆積面の温度が一定でないと、ガラス微粒子の付着具合が変動するため、ガラス微粒子堆積体の嵩密度が一定でなくなる。
すなわち、堆積面の温度が高くなると、堆積面の嵩密度が大きくなり、堆積面の温度が低くなると、堆積面の嵩密度が小さくなる。このように嵩密度が均一でないと、ガラス微粒子堆積体を延伸・焼結させた場合に、屈折率が長手方向に均一なガラス母材を製造することが困難となる。
However, in the production of the porous glass base material, the production environment of the glass fine particle deposit such as the atmosphere (temperature, humidity, pressure, etc.) in the reaction vessel changes. The temperature of the deposition surface may fluctuate. If the temperature of the deposition surface is not constant, the degree of adhesion of the glass particulates varies, and the bulk density of the glass particulate deposit is not constant.
That is, when the temperature of the deposition surface increases, the bulk density of the deposition surface increases, and when the temperature of the deposition surface decreases, the bulk density of the deposition surface decreases. If the bulk density is not uniform as described above, it is difficult to produce a glass base material having a uniform refractive index in the longitudinal direction when the glass fine particle deposit is stretched and sintered.
また、ガラス微粒子堆積体の嵩密度を均一でないと、堆積面の成長速度が変動するため、堆積棒の引き上げ速度が一定でなくなってしまう。
つまり、嵩密度が大きい時には、ガラス微粒子堆積体の堆積面が緻密になり、堆積面の成長速度が遅くなる。堆積面の成長速度が遅くなると、堆積棒の引き上げ速度も遅くなり、ガラス微粒子堆積体の部分の外径が大きくなってしまう。反対に、嵩密度が小さい時には堆積棒の引き上げ速度が速くなって、ガラス微粒子堆積体の外径が細くなってしまう。
Further, if the bulk density of the glass fine particle deposit is not uniform, the growth rate of the deposition surface fluctuates, so that the pulling rate of the deposition rod is not constant.
That is, when the bulk density is high, the deposition surface of the glass particulate deposit becomes dense, and the growth rate of the deposition surface is slow. When the growth speed of the deposition surface is slowed, the pulling speed of the deposition rod is also slowed, and the outer diameter of the glass particulate deposit is increased. On the other hand, when the bulk density is small, the pulling speed of the deposition rod is increased, and the outer diameter of the glass particulate deposit is reduced.
本発明の目的は、嵩密度が長手方向に渡って均一で、外径変動の少ない多孔質ガラス母材を製造できる多孔質ガラス母材の製造方法を提供することである。 The objective of this invention is providing the manufacturing method of the porous glass base material which can manufacture the porous glass base material with a uniform bulk density over a longitudinal direction, and little outside-diameter fluctuation | variation.
上記目的を達成するために、本発明に係る多孔質ガラス母材の製造方法は、燃焼用ガスとガラス原料用ガスとをガラス微粒子合成用バーナに供給して、反応容器内でガラス微粒子を生成させ、堆積棒に前記ガラス微粒子を堆積させて多孔質ガラス母材を形成する多孔質ガラス母材の製造方法であって、
前記反応容器内の雰囲気温度又は前記反応容器の排気管内の排気温度に基づいて、前記燃焼用ガス及び前記ガラス原料用ガスの少なくともいずれかの流量を制御することを特徴としている。
In order to achieve the above object, the method for producing a porous glass base material according to the present invention supplies a combustion gas and a glass raw material gas to a burner for synthesizing fine glass particles to produce glass fine particles in a reaction vessel. A method for producing a porous glass base material by depositing the glass fine particles on a deposition rod to form a porous glass base material,
The flow rate of at least one of the combustion gas and the glass raw material gas is controlled based on the atmospheric temperature in the reaction vessel or the exhaust temperature in the exhaust pipe of the reaction vessel.
上記製造方法において、前記雰囲気温度又は前記排気温度が所定温度より大きいときに、前記燃焼用ガス流量を減少させ、前記雰囲気温度又は前記排気温度が所定温度より小さいときに、前記燃焼用ガス流量を増加させることが好ましい。 In the manufacturing method, when the atmospheric temperature or the exhaust temperature is higher than a predetermined temperature, the combustion gas flow rate is decreased, and when the atmospheric temperature or the exhaust temperature is lower than a predetermined temperature, the combustion gas flow rate is reduced. It is preferable to increase.
また、上記目的を達成するために、本発明に係る多孔質ガラス母材の製造方法は、燃焼用ガスとガラス原料用ガスとをガラス微粒子合成用バーナに供給して、反応容器内でガラス微粒子を生成させ、堆積棒に前記ガラス微粒子を堆積させて多孔質ガラス母材を形成する多孔質ガラス母材の製造方法であって、
前記反応容器内の圧力又は前記反応容器の排気管内の圧力に基づいて、前記燃焼用ガス及び前記ガラス原料用ガスの少なくともいずれかの流量を制御することを特徴としている。
In order to achieve the above object, the method for producing a porous glass preform according to the present invention supplies a combustion gas and a glass raw material gas to a glass fine particle synthesis burner, and the glass fine particles in a reaction vessel. Producing a porous glass preform by depositing the glass fine particles on a deposition rod to form a porous glass preform,
The flow rate of at least one of the combustion gas and the glass raw material gas is controlled based on the pressure in the reaction vessel or the pressure in the exhaust pipe of the reaction vessel.
また、上記製造方法において、前記反応容器内の圧力又は前記排気管内の圧力が所定圧力よりも大きいときに、前記燃焼用ガス流量を減少させ、
前記反応容器内の圧力又は前記排気管内の圧力が所定圧力よりも小さいときに、前記燃焼用ガス流量を増加させることが好ましい。
Further, in the above manufacturing method, when the pressure in the reaction vessel or the pressure in the exhaust pipe is larger than a predetermined pressure, the combustion gas flow rate is decreased,
The combustion gas flow rate is preferably increased when the pressure in the reaction vessel or the pressure in the exhaust pipe is smaller than a predetermined pressure.
更に、上記目的を達成するために、本発明に係る多孔質ガラス母材の製造方法は、燃焼用ガスとガラス原料用ガスとをガラス微粒子合成用バーナに供給して、反応容器内でガラス微粒子を生成させ、堆積棒に前記ガラス微粒子を堆積させて多孔質ガラス母材を形成する多孔質ガラス母材の製造方法であって、
前記反応容器内の温度と圧力、又は前記反応容器の排気管内の温度と圧力に基づいて、前記燃焼用ガス及び前記ガラス原料用ガスの少なくともいずれかの流量を制御することを特徴としている。
Furthermore, in order to achieve the above object, the method for producing a porous glass base material according to the present invention supplies a combustion gas and a glass raw material gas to a burner for glass fine particle synthesis, and the glass fine particles in a reaction vessel. Producing a porous glass preform by depositing the glass fine particles on a deposition rod to form a porous glass preform,
The flow rate of at least one of the combustion gas and the glass raw material gas is controlled based on the temperature and pressure in the reaction vessel or the temperature and pressure in the exhaust pipe of the reaction vessel.
更に、上記製造方法において、ガラス微粒子堆積体が所定の外径でない箇所では、反応容器内の温度、又は反応容器の排気管内温度に基づいて、前記燃焼用ガス及び前記ガラス原料用ガスの少なくともいずれかの流量を制御し、
ガラス微粒子堆積体が所定の外径の箇所では、反応容器内の圧力、又は反応容器の排気管内の圧力に基づいて、前記燃焼用ガス及び前記ガラス原料用ガスの少なくともいずれかの流量を制御することが好ましい。
Further, in the above manufacturing method, at a location where the glass particulate deposit is not a predetermined outer diameter, at least one of the combustion gas and the glass raw material gas based on the temperature in the reaction vessel or the temperature in the exhaust pipe of the reaction vessel. Control the flow rate of
When the glass fine particle deposit has a predetermined outer diameter, the flow rate of at least one of the combustion gas and the glass raw material gas is controlled based on the pressure in the reaction vessel or the pressure in the exhaust pipe of the reaction vessel. It is preferable.
また、上記製造方法において、前記堆積棒に前記ガラス微粒子を堆積させたガラス微粒子堆積体の堆積面の温度が所定の温度となるように、前記燃焼用ガス及び前記ガラス原料用ガスの少なくともいずれかの流量を制御することが好ましい。 Further, in the above manufacturing method, at least one of the combustion gas and the glass raw material gas so that the temperature of the deposition surface of the glass particulate deposit body in which the glass particulates are deposited on the deposition rod becomes a predetermined temperature. It is preferable to control the flow rate.
本発明の多孔質ガラス母材の製造方法によれば、反応容器内の雰囲気温度又は前記反応容器の排気管内の排気温度に基づいて、バーナに供給する燃焼用ガス及びガラス原料用ガスの少なくともいずれかの流量を制御することにより、嵩密度が長手方向に均一化され、外径変動の少ない多孔質ガラス母材を製造できる。 According to the method for producing a porous glass base material of the present invention, at least one of a combustion gas and a glass raw material gas supplied to the burner based on the atmospheric temperature in the reaction vessel or the exhaust temperature in the exhaust pipe of the reaction vessel. By controlling the flow rate, it is possible to produce a porous glass base material having a uniform bulk density in the longitudinal direction and little fluctuation in outer diameter.
また、ガラス微粒子堆積体の嵩密度の変動には、反応容器内の圧力又は前記反応容器の排気管内の圧力が相関を示すため、反応容器内の圧力又は前記反応容器の排気管内の圧力に基づいて、バーナに供給する燃焼用ガス及びガラス原料用ガスの少なくともいずれかの流量を制御することによっても、嵩密度が長手方向に均一化され、外径変動の少ない多孔質ガラス母材を製造できる。 Further, since the pressure in the reaction vessel or the pressure in the exhaust pipe of the reaction vessel shows a correlation with the fluctuation of the bulk density of the glass particulate deposit, it is based on the pressure in the reaction vessel or the pressure in the exhaust pipe of the reaction vessel. In addition, by controlling the flow rate of at least one of the combustion gas and glass raw material gas supplied to the burner, a porous glass base material can be produced in which the bulk density is made uniform in the longitudinal direction and the outer diameter fluctuation is small. .
また、ガラス微粒子堆積体の嵩密度の変動に相関を示す反応容器内の温度と圧力の双方、又は前記反応容器の排気管内の温度と圧力の双方に基づいて、バーナに供給する燃焼用ガス及びガラス原料用ガスの少なくともいずれかの流量を制御するようにした場合には、温度又は圧力のいずれか一方のみに着眼して制御する場合よりも更に緻密な制御が可能になり、嵩密度が長手方向に均一化される効果が高められ、外径変動の更に少ない高品位な多孔質ガラス母材を製造できる。 Further, the combustion gas supplied to the burner based on both the temperature and pressure in the reaction vessel that correlates with the fluctuation of the bulk density of the glass particulate deposit, or both the temperature and pressure in the exhaust pipe of the reaction vessel, and When the flow rate of at least one of the glass raw material gas is controlled, more precise control is possible than when controlling only with respect to either temperature or pressure, and the bulk density is long. The effect of being uniform in the direction is enhanced, and a high-quality porous glass base material with less fluctuation in outer diameter can be produced.
また、ガラス微粒子堆積体の嵩密度の変動は、反応容器及び排気管内の温度や圧力等の変動に伴う堆積面の温度変化が要因となっているため、バーナに供給するガスの流量を反応容器及び排気管内の温度に基づいて制御する場合にも、ガラス微粒子堆積体の堆積面の温度が所定の温度となるように、バーナに供給するガスの流量を制御すれば良く、これによって、嵩密度が長手方向に均一化され、外径変動の少ない多孔質ガラス母材を製造できる。 In addition, fluctuations in the bulk density of the glass particulate deposits are caused by temperature changes on the deposition surface accompanying fluctuations in temperature, pressure, etc. in the reaction vessel and exhaust pipe. In addition, when controlling based on the temperature in the exhaust pipe, the flow rate of the gas supplied to the burner may be controlled so that the temperature of the deposition surface of the glass fine particle deposit body becomes a predetermined temperature. Can be made uniform in the longitudinal direction, and a porous glass base material with little fluctuation in outer diameter can be produced.
以下、図面を参照しながら、本発明に係る多孔質ガラス母材の製造方法の実施形態を説明する。
図1は、本実施形態に係る多孔質ガラス母材の製造装置を示しており、(A)は概略構成図、(B)は装置内部を下方から見た図である。図1(A)及び(B)に示すように、この多孔質ガラス母材の製造装置10は縦長の反応容器1を有している。反応容器1の外側上方には吊り下げ装置13が設置され、シード棒12が吊り下げ装置13によって吊り下げられている。吊り下げられたシード棒12の下端には、堆積棒11が取り付けられ、堆積棒11は反応容器1の内部へ導入されている。
Hereinafter, embodiments of a method for producing a porous glass preform according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an apparatus for producing a porous glass base material according to this embodiment, wherein (A) is a schematic configuration diagram, and (B) is a view of the inside of the apparatus as viewed from below. As shown in FIGS. 1A and 1B, the porous glass
吊り下げ装置13は、シード棒12に取り付けられた堆積棒11を軸回転させ、かつ軸方向に移動させることができ、さらに堆積棒11の軸方向の移動速度(堆積棒11の引き上げ速度)を変動させることができる。
この堆積棒11の外周にガラス微粒子を堆積させていくと、中心に堆積棒11を有する略円柱状のガラス微粒子堆積体19を製造できる。
The
When glass particles are deposited on the outer periphery of the
反応容器1の下方には、ガラス微粒子を生成するガラス微粒子合成用バーナ7(以下、単に「バーナ7」と称する。)が設けられている。バーナ7には、ガス供給路17を介して、燃焼用ガス及びガラス原料用ガスを供給できるガス供給タンク(図示せず)が接続されている。ここで、バーナ7へ供給する燃焼用ガスは、主に支燃性ガス及び助燃性ガスとからなり、支燃性ガスとしては水素(H2)、助燃性ガスとしては酸素(O2)が一例として挙げられる。ガラス原料用ガスとしては、四塩化珪素(SiCl4)が一例として挙げられる。
バーナ7は、ガスの吹き出し口が複数のポートを有するマルチポート(多重管)構造となっており、各ポートから燃焼用ガス及びガラス原料用ガスを吹き出して、燃焼用ガスにより生じる火炎中において、ガラス原料を酸化反応又は加水分解反応させてガラス微粒子を生成できる。
Below the
The
バーナ7に接続されるガス供給路17には、ガス流量制御装置6が設置されている。このガス流量制御装置6により、バーナ7へ供給される各ガスの流量を制御できる。ガス流量制御装置6は、ライン23を介して制御部4へ接続され、制御部4により制御される。
A gas flow
反応容器1の内壁面1Aには第1の温度計8aを備え、この第1の温度計8aにより、反応容器1内の雰囲気温度T1(以下、単に温度T1ともいう。)が測定される。ここで、反応容器1内の雰囲気温度とは、反応容器1に充満している雰囲気ガス(水蒸気、不活性ガス、未堆積ガラス微粒子等が含まれる)の温度を意味する。
第1の温度計8aを設置する位置としては、反応容器1内であれば特に限定されないが、ガラス微粒子堆積体19の堆積面19Aの近傍に設けられることが好ましい。
The
The position where the
また、反応容器1の内壁面1Aには、排気口9を備え、排気口9は排気管15に連通されている。反応容器1内で発生した水蒸気、不活性ガス、未堆積ガラス微粒子等は、排気口9を通って排気管15から排気ガス処理装置へ排出される。
排気管15の内壁面15Aには、第2の温度計8bを備えている。第2の温度計8bにより、反応容器1から排気管15を経由して排出されるガスの排気温度T2(以下、単に温度T2ともいう。)が測定される。
Further, the
The
なお、第1,2の温度計8a,8bとしては、特に限定されないが、例えば熱電対を使用できる。
第1,2の温度計8a,8bは、それぞれライン21,22を介して制御部4に接続されている。第1,2の温度計8a,8bにより測定された温度データT1,T2は制御部4へと送られる。
In addition, although it does not specifically limit as the 1st,
The first and
反応容器1の外部には、バーナ7により形成されたガラス微粒子堆積体19の堆積面19Aに向けて投光器2が設けられ、投光器2から発せられたレーザ光18を受光できる位置に、受光器3が配置されている。この投光器2及び受光器3により、ガラス微粒子堆積体19の堆積面19A上の点P1の成長速度を測定できる。受光器3は、ライン24を介して吊下げ装置13へ接続され、受光器3からの位置データをもとに堆積棒11の引き上げ速度を変動させるように構成されている。
Outside the
次に、この製造装置10を用いて多孔質ガラス母材を製造する方法を説明する。まず、シード棒12の先端に堆積棒11を取り付け、このシード棒12を吊り下げ装置13に吊り下げる。そして、吊り下げ装置13を作動させ、堆積棒11のガラス微粒子堆積開始点とバーナ7の吹き出し口との距離が所望距離となるように、堆積棒11を降下させる。
一方、燃焼用ガス(O2及びH2)及びガラス原料用ガス(SiCl4)のバーナ7への供給を開始する。必要に応じてガス供給タンクを増設して、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスや、四塩化ゲルマニウム(GeCl4)、POCl3等の屈折率制御用原料ガス等をバーナ7へ供給してもよい。
Next, a method for manufacturing a porous glass base material using the
On the other hand, supply of the combustion gas (O2 and H2) and the glass raw material gas (SiCl4) to the
堆積棒11を軸回転させ、堆積棒11に向かってバーナ7から酸水素火炎を放射する。この酸水素火炎中では、ガラス原料用ガスの酸化反応又は加水分解反応によりガラス微粒子が生成する。生成したガラス微粒子を堆積棒11の外周に付着させながら、堆積棒11を所定速度で引き上げて、徐々にガラス微粒子堆積体19を形成し、成長させていく。
The
ガラス微粒子堆積体19を成長させる際、投光器2及び受光器3により、常時ガラス微粒子堆積体19の堆積面19A上の点P1を検出して、この点P1の位置情報をもとに、吊り下げ装置13において堆積棒11の引き上げ速度を制御する。
具体的には、投光器2からレーザ光18を発して、レーザ光18が堆積面19A上の点P1に接するようにし、受光器3によりこのレーザ光18の光量を測定する。
When the
Specifically,
受光器3により測定された受光量のデータは、所定の時間毎に吊下げ装置13へと送られる。吊下げ装置13において、この受光量のデータから点P1における成長速度を算出し、点P1における成長速度のデータに基づいて堆積棒11の引き上げ速度の制御を行う。このように引き上げ速度を制御することで、ガラス微粒子堆積体19の堆積面19Aとバーナ7との距離が常に一定に保たれることになる。
なお、点P1は、堆積面19A上の任意の位置に設定される。また、投光器2及び受光器3の代わりに、CCDカメラ等を用いてガラス微粒子堆積体19の堆積面19Aを撮影し、画像解析により点P1の位置を検出することもできる。
The received light amount data measured by the
The point P1 is set at an arbitrary position on the
また、第1,第2の温度計8a,8bにより、それぞれ反応容器1内の雰囲気温度T1及び排気管15内の排気温度T2を測定する。温度T1,T2のデータは制御部4に送られる。
制御部4は、上記温度データT1,T2に基づいて、ガス流量制御装置6に対して、バーナ7へ供給する燃焼用ガス及びガラス原料用ガスの少なくともいずれかの流量を制御する。
In addition, the atmospheric temperature T1 in the
The control unit 4 controls the flow rate of at least one of the combustion gas and the glass material gas supplied to the
ガラス微粒子堆積体19の製造する際、前記したように、反応容器1内の雰囲気の影響により、ガラス微粒子堆積体19の堆積面19Aの温度が変動する場合がある。堆積面19Aの温度が一定でないと、ガラス微粒子の付着具合が変動するため、ガラス微粒子堆積体19の嵩密度が長手方向に渡って均一でなくなり、大きな外径変動が生じてしまう。
When manufacturing the
これに対し、本発明では、ガラス微粒子堆積体19の堆積面19Aの温度と、反応容器1内の雰囲気温度T1及び排気管15内の排気温度T2とが相関関係を有することに着目し、これらの温度T1,T2に基づいて、バーナ7に供給するガス流量を制御して、堆積面19Aの温度をコントロールするようにした。
このように温度T1,T2に基づいてバーナ7に供給するガス流量を制御することで、堆積面19Aの温度を間接的にコントロールすることができ、ガラス微粒子堆積体19の嵩密度を長手方向で安定させ、外径変動の少ないガラス微粒子堆積体19を製造できる。
また、ガラス微粒子堆積体19の堆積面19Aの温度を直接測定しないので、第1,第2の温度計8a,8bは、高い温度範囲を測定できるものでなくてもよいため、製造装置10を安価にできる。
In contrast, in the present invention, attention is paid to the fact that the temperature of the
In this way, by controlling the gas flow rate supplied to the
Further, since the temperature of the
一例として、図3(A)に、多孔質ガラス母材の製造中のバーナ7に供給する水素ガス流量と、堆積面19Aの温度との関係を示す。また、図3(B)に、多孔質ガラス母材の製造中のバーナ7に供給する水素ガス流量と、排気管15における排気温度T2との関係を示す。
図3(A)及び(B)から、堆積面19Aの温度及び排気管15内の温度は、いずれも水素ガス流量の変動に追従し、これらの温度は相関関係にあることがわかる。
As an example, FIG. 3A shows the relationship between the flow rate of hydrogen gas supplied to the
3A and 3B, it is understood that the temperature of the
上記燃焼用ガス又はガラス原料用ガスの流量制御においては、水素ガス、酸素ガス、ガラス原料用ガスのいずれのガス流量を制御してもよいが、中でも、バーナ7の火炎温度を調整しやすいことから、水素ガスの流量を制御することが好ましい。
具体的には、水素ガスの流量を制御する場合、温度T1又はT2の温度が所定温度より大きい時に、水素ガス流量を減少させ、温度T1又はT2の温度が所定温度より小さい時に、水素ガス流量を増加させるとよい。なお、所定温度は製造する多孔質ガラス母材のサイズ等によって適宜設定することができる。
In the flow rate control of the combustion gas or the glass raw material gas, any of the gas flow rates of hydrogen gas, oxygen gas, and glass raw material gas may be controlled. In particular, the flame temperature of the
Specifically, when the flow rate of hydrogen gas is controlled, the hydrogen gas flow rate is decreased when the temperature T1 or T2 is higher than a predetermined temperature, and the hydrogen gas flow rate is decreased when the temperature T1 or T2 is lower than the predetermined temperature. Should be increased. The predetermined temperature can be appropriately set depending on the size of the porous glass base material to be manufactured.
すなわち、温度T1又はT2が大きい場合には、ガラス微粒子堆積体19の堆積面19Aの嵩密度が大きくなる(緻密になる)ので、成長速度が小さくなり、外径が増大する傾向にある。よって、水素ガス流量を減少させて、堆積面19Aの温度を低くし、嵩密度を小さくするようにする。
反対に、温度T1又はT2が小さい場合には、堆積面19Aの嵩密度が小さくなる(粗密になる)ので、成長速度が大きくなり、外径が小さくなる傾向にある。よって、水素ガス流量を増加させて、堆積面19Aの温度を高くし、嵩密度を大きくするようにする。
That is, when the temperature T1 or T2 is large, the bulk density of the
On the contrary, when the temperature T1 or T2 is small, the bulk density of the
また、ガス流量を変動させる場合には、予め温度T1又はT2の目標値を設定し、この目標値に対して計測した温度T1又はT2の値が近づくようにガス流量を制御するとよい。
例えば、上記のように水素ガス流量を制御する場合、計測した温度T1又はT2のデータが目標値より大きいときに、バーナ7へ供給する水素ガスの流量を減少させ、計測した温度T1又はT2のデータが目標値より小さいときに、バーナ7へ供給する水素ガスの流量を増加させることが好ましい。
このとき、目標値と、温度T1又はT2の計測値との差分を算出し、目標値と計測値との差分がある一定上の範囲となった時に、水素ガス流量を制御するとよい。
When the gas flow rate is varied, a target value of the temperature T1 or T2 is set in advance, and the gas flow rate is controlled so that the measured temperature T1 or T2 approaches the target value.
For example, when the hydrogen gas flow rate is controlled as described above, when the measured temperature T1 or T2 data is larger than the target value, the flow rate of the hydrogen gas supplied to the
At this time, the difference between the target value and the measured value of the temperature T1 or T2 is calculated, and the hydrogen gas flow rate may be controlled when the difference between the target value and the measured value falls within a certain range.
なお、上記第1実施形態においては、反応容器1内の雰囲気温度T1又は排気管15内の排気温度T2に基づいて、水素ガス流量を制御する方法について説明したが、同様に他の助燃性ガス(酸素ガス)やガラス原料用ガス等のガス流量を制御することにより、ガラス微粒子堆積体19の外径を制御することができる。
さらに、複数のガス(水素ガス、酸素ガス及びガラス原料用ガスから選択される2種又は3種)の流量を同時に制御してもよい。
例えば、酸素ガスの流量を制御する場合、温度T1又は温度T2が大きいときに、バーナ7への酸素ガスの流量を増量制御し、温度T1又は温度T2が小さいときに、バーナ7への酸素ガスの流量を減量制御するとよい。
In the first embodiment, the method for controlling the hydrogen gas flow rate based on the atmospheric temperature T1 in the
Furthermore, the flow rates of a plurality of gases (two or three selected from hydrogen gas, oxygen gas, and glass raw material gas) may be controlled simultaneously.
For example, when controlling the flow rate of oxygen gas, when the temperature T1 or T2 is high, the flow rate of oxygen gas to the
温度T1又は温度T2に基づいてガラス原料用ガス流量を制御する場合は、温度T1又は温度T2の計測値が大きいときに、バーナ7へのガラス原料用ガスの流量を減量制御し、温度T1又は温度T2の計測値が小さいときに、バーナ7へのガラス原料用ガスの流量を増量制御するとよい。
When controlling the glass raw material gas flow rate based on the temperature T1 or the temperature T2, when the measured value of the temperature T1 or the temperature T2 is large, the flow rate of the glass raw material gas to the
また、上記実施形態においては、2箇所の温度データ(T1,T2)を測定した例を示したが、本発明に係る製造方法は、これに限定されるものではなく、反応容器1内の雰囲気温度T1又は排気管15内の排気温度T2のいずれか一箇所のみを測定して、この温度データをもとにガス流量を制御してもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the example which measured the temperature data (T1, T2) of two places was shown, the manufacturing method which concerns on this invention is not limited to this, The atmosphere in
なお、本発明に係る多孔質ガラス母材の製造方法は、上記で述べた実施形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良等が可能である。例えば、上記実施形態においては、バーナ7を1本用いた例を示したが、バーナの本数は1本に限定されず、複数本用いた場合にも本発明は適用可能である。
In addition, the manufacturing method of the porous glass base material based on this invention is not limited to embodiment described above, A suitable deformation | transformation, improvement, etc. are possible. For example, in the above-described embodiment, an example in which one
以上の第1実施形態では、VAD法による多孔質ガラス母材の製造方法について説明したが、本発明に係る製造方法は、OVD法にも同様に適用することができる。以下、OVD法による多孔質ガラスの製造方法(第2実施形態)について説明する。
図2は、OVD法による多孔質ガラス母材の製造装置の一実施形態を示しており、(A)は概略構成図、(B)は、(A)におけるAA´線の断面図を示している。
In the first embodiment described above, the manufacturing method of the porous glass base material by the VAD method has been described, but the manufacturing method according to the present invention can be similarly applied to the OVD method. Hereinafter, the manufacturing method (2nd Embodiment) of the porous glass by OVD method is demonstrated.
FIG. 2 shows an embodiment of an apparatus for producing a porous glass base material by the OVD method, (A) is a schematic configuration diagram, and (B) is a sectional view taken along line AA ′ in (A). Yes.
図2(A)において、製造装置30は多層付けのOVD法によって多孔質ガラス母材を作製できるものであり、横長の反応容器31と、製造装置が備える各装置を制御する制御部34とから構成される。反応容器31の内部には、堆積棒41の両端を把持して軸回転させる支持装置33、ガラス微粒子を生成するバーナ37、バーナ37をガラス微粒子堆積体39の下端から所定距離に支持するステージ44、及びステージ44を水平方向(堆積棒41の長手方向)にトラバースさせるトラバース装置43を備えている。
In FIG. 2 (A), the
堆積棒41は、所定長さのガラスロッド41bの両端にダミーロッド41aが溶着されている。
バーナ37は、第1実施形態におけるバーナ7と同様に多重管構造を有し、燃焼用(水素ガス、酸素ガス)ガス及びガラス原料用ガスを供給するガスタンク(図示せず)がガス供給路32を介して接続されている。ガラス微粒子を生成させながら、バーナ37を堆積棒41の長手方向にトラバースさせることにより、堆積棒41の外周にガラス微粒子堆積体39を形成することができる。
In the
The
反応容器31の上部壁面31Aには第1の温度計48aを備え、反応容器31内部の雰囲気温度T1が測定される。
また、反応容器31の上部壁面31Aには排気口49を備え、排気口49は排気管45に連通されている。排気管45の内壁面45Aには、第2の温度計48bを備え、第2の温度計48bにより排気管45内の排気温度T2が測定される。第2実施形態においても、第1,2の温度計48a,48bとしては、特に限定されず、例えば熱電対を使用できる。
第1,2の温度計48a,48bは、それぞれライン51,52を介して制御部34に接続され、第1,2の温度計48a,48bにより測定された温度データT1,T2は制御部34へと送られる。
A
Further, the
The first and
さらに、反応容器31の外部には投受光器46が設けられている。投受光器46は、反射式の外径測定器である。投受光器46により、ガラス微粒子堆積体39の表面39A上の任意の点P2を検出して、ガラス微粒子堆積体39の外径を測定できる。
Further, a light emitter /
この多孔質ガラス母材の製造装置30を用いて多孔質ガラス母材の製造方法を以下に説明する。堆積棒41の両端を支持装置33に把持させ、堆積棒41を軸回転させる。
一方、バーナ37をガラス微粒子の堆積開始位置へと移動させ、燃料用ガス及び原料用ガスを供給する。
バーナ37からガラス微粒子を含む火炎を堆積棒41に向けて放射し、堆積棒41の外周にガラス微粒子を堆積させるとともに、ステージ44を水平にトラバースさせ、ガラス微粒子堆積体39を形成していく。なお、バーナ37のトラバースによるガラス微粒子の堆積は、片道で行っても往復で行ってもよい。
A method for manufacturing a porous glass base material using the porous glass base
On the other hand, the
A flame containing glass fine particles is emitted from the
ガラス微粒子堆積体39の形成中、投受光器46によって、ガラス微粒子堆積体39の表面39A上の点P2の位置を検出して、バーナ37のトラバース毎に形成されたガラス微粒子堆積体39の外径を測定する。
During the formation of the
また、第1,第2の温度計48a,48bにより、それぞれ反応容器31内の雰囲気温度T1及び排気管45内の排気温度T2を測定する。温度T1,T2のデータは制御部34へと送られる。
制御部34は、上記温度データT1,T2に基づいて、ガス流量制御装置36に対してバーナ37へ供給する燃焼用ガス及びガラス原料用ガスの少なくともいずれかの流量を制御する。
In addition, the atmospheric temperature T1 in the
The
第2実施形態においても、燃焼用ガス又はガラス原料用ガスの流量制御は、水素ガス、酸素ガス、ガラス原料用ガスのいずれでもよいが、水素ガスの流量を制御することが好ましい。具体的には、温度T1及びT2のいずれかの温度が所定温度より大きい時に、バーナ37に供給する水素ガス流量を減少させ、温度T1及びT2のいずれかの温度が所定温度より小さい時に、バーナ37に供給する水素ガス流量を増加させるとよい。
Also in the second embodiment, the flow rate of the combustion gas or the glass raw material gas may be any of hydrogen gas, oxygen gas, and glass raw material gas, but it is preferable to control the flow rate of the hydrogen gas. Specifically, when one of the temperatures T1 and T2 is higher than a predetermined temperature, the flow rate of hydrogen gas supplied to the
以上のようにして、トラバースを複数回繰り返し、所望外径となったところで終了し、多孔質ガラス母材を製造する。
以上の第2実施形態に係る製造方法においても、反応容器31内の雰囲気温度T1又は排気管45内の排気温度T2に基づいて、バーナ37に供給するガス流量を制御することにより、ガラス微粒子堆積体39の表面39Aの温度を制御することができ、嵩密度が均一で、外径変動の少ない多孔質ガラス母材を製造できる。
As described above, the traverse is repeated a plurality of times and finished when the desired outer diameter is reached, and a porous glass base material is manufactured.
Also in the manufacturing method according to the second embodiment described above, by controlling the gas flow rate supplied to the
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明についてさらに詳しく説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
図1に示すVAD法による製造装置10を用いて、反応容器1内の雰囲気温度T1及び排気管15内の温度T2を測定し、温度T1,T2に基づいて水素ガス流量を増減させて、多孔質ガラス母材を製造した。多孔質ガラス母材の外径は150mm、長さ500mmであった。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated in more detail, this invention is not limited to a following example.
Example 1
1 is used to measure the atmospheric temperature T1 in the
このときの引き上げ速度を経過時間ごとに記録したグラフを図3(C)に示す。図3(C)のグラフにおいて、実線で示すように、堆積棒11の引き上げ速度、すなわちガラス微粒子堆積体19の点P1での成長速度は、目標値から±3%以内に収まっていた。
製造した多孔質ガラス母材の嵩密度は長手方向でほぼ均一であった。また、多孔質ガラス母材の外径について調べたところ、長手方向の変動が目標値の3%以内に収まっていた。また、上記と同様の方法により多孔質ガラス母材を3本製造したところ、すべての多孔質ガラス母材を、目標値の成長速度に対して±3%以内で製造することができ、外径変動も3%以内とすることができた。
なお、図2に示すOVD法による製造装置30を用いて多孔質ガラス母材を製造したところ、上記実施例1と同様に、嵩密度は長手方向でほぼ均一で、外径変動の少ない多孔質ガラス母材を得ることができた。
A graph in which the pulling speed at this time is recorded for each elapsed time is shown in FIG. In the graph of FIG. 3C, as indicated by the solid line, the pulling speed of the
The bulk density of the produced porous glass base material was almost uniform in the longitudinal direction. Further, when the outer diameter of the porous glass base material was examined, the longitudinal variation was within 3% of the target value. In addition, when three porous glass base materials were manufactured by the same method as described above, all the porous glass base materials could be manufactured within ± 3% of the growth rate of the target value, and the outer diameter The fluctuation could be within 3%.
In addition, when the porous glass base material was manufactured using the
(比較例1)
実施例1と同様に図1に示す製造装置10を用いて、多孔質ガラス母材を製造した。ただし、ガス流量の増減を行わず、一定とした。
その結果、図3(C)の破線に示すように、引き上げ速度が大きく変動していた。また、製造した多孔質ガラス母材の嵩密度及び外径は、長手方向に渡って不均一なものであった。
さらに、同様の方法により母材を3本製造したところ、1本の母材の成長速度、表面温度及び外径が変動するだけでなく、3本の母材の成長速度、表面温度及び外径もばらついていた。
(Comparative Example 1)
As in Example 1, a porous glass base material was manufactured using the
As a result, as shown by the broken line in FIG. Moreover, the bulk density and outer diameter of the produced porous glass base material were non-uniform over the longitudinal direction.
Furthermore, when three base materials were manufactured by the same method, not only the growth rate, surface temperature and outer diameter of one base material changed, but also the growth rate, surface temperature and outer diameter of the three base materials. It was scattered.
以上の実施の形態及び実施例では、ガラス微粒子堆積体の嵩密度の変動に相関を示す因子として、反応容器内の温度、又は反応容器に接続された排気管内の温度に着目して、これらの温度に基づいて、バーナに供給する燃焼用ガス及びガラス原料用ガスの少なくともいずれかの流量を制御することとした。
しかし、図1や図2に示した製造装置10,30による多孔質ガラス母材の製造処理中に、排気管15,45内の排気温度と圧力とを測定すると、図3(D)に示すように、温度の変動に相応して圧力が変動していて、排気圧と排気温度とが密接であることが判明した。
従って、図3(B)における排気温度と水素ガス流量との相関、図3(A)における水素ガス流量とガラス微粒子堆積体の堆積面の温度との相関を符合させると、排気管15,45内の圧力に基づいて、バーナに供給する燃焼用ガス及びガラス原料用ガスの少なくともいずれかの流量を制御するようにしても、ガラス微粒子堆積体の堆積面の温度を一定に保つこと、即ち、ガラス微粒子堆積体の嵩密度の変動を抑えて、嵩密度が長手方向に均一化され、外径変動の少ない多孔質ガラス母材を製造できることが判った。
In the above embodiments and examples, focusing on the temperature in the reaction vessel or the temperature in the exhaust pipe connected to the reaction vessel as a factor that correlates with the fluctuation of the bulk density of the glass particulate deposit, Based on the temperature, the flow rate of at least one of the combustion gas supplied to the burner and the glass raw material gas was controlled.
However, when the exhaust temperature and pressure in the
Therefore, when the correlation between the exhaust gas temperature and the hydrogen gas flow rate in FIG. 3B and the correlation between the hydrogen gas flow rate and the temperature of the deposition surface of the glass particulate deposit in FIG. Even if the flow rate of at least one of the combustion gas and glass raw material gas supplied to the burner is controlled based on the internal pressure, the temperature of the deposition surface of the glass particulate deposit is kept constant, It was found that it is possible to produce a porous glass base material in which the bulk density of the glass fine particle deposit is suppressed, the bulk density is made uniform in the longitudinal direction, and the outer diameter fluctuation is small.
また、本発明者等の実験によれば、図1や図2に示した製造装置10,30の反応容器1,31内の温度と圧力も、排気管15,45内の温度と圧力と同様に、図3(D)に示したような相関を示している。
従って、反応容器1,31内の圧力に基づいて、バーナに供給する燃焼用ガス及びガラス原料用ガスの少なくともいずれかの流量を制御するようにしても、ガラス微粒子堆積体の堆積面の温度を一定に保つこと、即ち、ガラス微粒子堆積体の嵩密度の変動を抑えて、嵩密度が長手方向に均一化され、外径変動の少ない多孔質ガラス母材を製造できる。
Further, according to experiments by the present inventors, the temperature and pressure in the
Therefore, even if the flow rate of at least one of the combustion gas and the glass raw material gas supplied to the burner is controlled based on the pressure in the
図4に示した製造装置200は、反応容器内又は排気管内の圧力がガラス微粒子堆積体の嵩密度の変動に相関を示す因子となっているという上記知見に基づいて、図1に示した製造装置10を改良したものである。
図4に示した製造装置200は、反応容器1内の圧力を検出する圧力センサ208aと、排気管15内の圧力を検出する圧力センサ208bとを図1に示した製造装置10に追加すると共に、制御部4を制御部204に交換したものである。
The
The
制御部204は、ライン(信号伝送路)225,226を介して圧力センサ208a,208bの検出信号を受け、これらの圧力センサ208a,208bの何れかの検出した圧力信号に基づいて、ガス流量制御装置6における燃焼用ガス及びガラス原料用ガスの少なくともいずれかの流量を制御可能にしたものである。
The
図4に示した製造装置200は、上記のように圧力センサ208a,208bを追加すると共に、これらのセンサが検出した圧力信号に基づいてガス流量制御装置6における燃焼用ガス及びガラス原料用ガスの少なくともいずれかの流量を制御可能な制御部204を装備した点以外は、図1の製造装置10と同様の構成でよく、同様の構成部分には、同番号を付して説明を簡略化、又は省略する。
The
図5に示した製造装置300は、反応容器内又は排気管内の圧力がガラス微粒子堆積体の嵩密度の変動に相関を示す因子となっているという上記知見に基づいて、図2に示した製造装置30を改良したものである。
図5に示した製造装置300は、反応容器31内の圧力を検出する圧力センサ348aと、排気管45内の圧力を検出する圧力センサ348bとを図2に示した製造装置30に追加すると共に、制御部34を制御部334に交換したものである。
The
The
制御部334は、ライン(信号伝送路)355,356を介して圧力センサ348a,348bの検出信号を受け、これらの圧力センサ348a,348bの何れかの検出した圧力信号に基づいて、ガス流量制御装置36における燃焼用ガス及びガラス原料用ガスの少なくともいずれかの流量を制御可能にしたものである。
The
図5に示した製造装置300は、上記のように圧力センサ348a,348bを追加すると共に、これらのセンサが検出した圧力信号に基づいてガス流量制御装置36における燃焼用ガス及びガラス原料用ガスの少なくともいずれかの流量を制御可能な制御部334を装備した点以外は、図2の製造装置30と同様の構成でよく、同様の構成部分には、同番号を付して説明を簡略化、又は省略する。
The
以上に説明した製造装置200,300を使用すると、次のような多孔質ガラス母材の製造方法を実施することができる。
それは、反応容器1,31内で燃焼用ガスとガラス原料用ガスとをガラス微粒子合成用バーナ7,37に供給してガラス微粒子を生成させ、堆積棒11,41bにガラス微粒子を堆積させて多孔質ガラス母材(ガラス微粒子堆積体)19,39を形成する多孔質ガラス母材の製造方法であって、圧力センサ208a,208b,348a,348bにより検出される反応容器1,31内の圧力P1又は前記反応容器の排気管15,45内の圧力P2に基づいて、バーナ7,37に供給する燃焼用ガス及びガラス原料用ガスの少なくともいずれかの流量を制御することを特徴とする多孔質ガラス母材の製造方法である。
When the
In the
前述したように、ガラス微粒子堆積体19,39の嵩密度の変動には、反応容器1,31内の圧力P1又は反応容器に接続されている排気管15,45内の圧力P2が相関を示すため、反応容器内の圧力P1又は前記反応容器の排気管内の圧力P2に基づいて、バーナ7,37に供給する燃焼用ガス及びガラス原料用ガスの少なくともいずれかの流量を制御することで、ガラス微粒子堆積体19,39の堆積面の温度を間接的に一定にコントロールすることが可能になり、その結果、嵩密度の変動が抑えられて、嵩密度が長手方向に均一化され、外径変動の少ない多孔質ガラス母材を製造できる。
As described above, the pressure P1 in the
なお、圧力センサ208a,208b,348a,348bによって検出された反応容器内の圧力P1又は排気管内の圧力P2に基づいて、バーナ7,37に供給する燃焼用ガスである水素ガスの流量を制御する場合には、反応容器内の圧力P1又は前記排気管内の圧力P2が所定圧力よりも大きいときに、前記バーナ7,37へ供給する水素ガス流量を減少させ、反応容器内の圧力P1又は排気管内の圧力P2が所定圧力よりも小さいときに、バーナ7,37へ供給する水素ガス流量を増加させるようにすると良い。
The flow rate of hydrogen gas, which is a combustion gas supplied to the
反応容器内の圧力P1又は排気管内の圧力P2に基づいて、バーナ7,37に供給するガスの流量を制御する場合、制御対象のガスとしては、燃料ガスの成分である水素ガスや酸素ガス、或いは原料用ガスのいずれを選択することもできる。しかし、火炎温度の調整に有効な水素ガスの流量を制御することが、管理し易く、製造の安定化を図ることができる。
なお、圧力センサ208a,208b,348a,348bによって検出された反応容器内の圧力P1又は排気管内の圧力P2の変動を判定する基準となる所定圧力は、製造する多孔質ガラス母材のサイズ等によって、適宜に設定変更すると良い。
When the flow rate of the gas supplied to the
In addition, the predetermined pressure used as the reference | standard which judges the fluctuation | variation of the pressure P1 in the reaction container detected by the
また、製造装置200,300に装備した制御部204,334が、圧力センサ208a,208b,348a,348bによって検出された反応容器内の圧力P1又は排気管内の圧力P2に基づいてガス流量制御装置6における燃焼用ガス及びガラス原料用ガスの少なくとも一方のガス流量を制御する機能だけでなく、温度計8a,8b,48a,48bによって検出された反応容器内の温度T1又は排気管内の温度T2に基づいてガス流量制御装置6,36における燃焼用ガス及びガラス原料用ガスの少なくとも一方のガス流量を制御する機能も備えている場合には、次のような多孔質ガラス母材の製造方法を実施することができる。
Further, the
それは、反応容器1,31内で燃焼用ガスとガラス原料用ガスとをガラス微粒子合成用バーナ7,37に供給してガラス微粒子を生成させ、堆積棒11,41bに前記ガラス微粒子を堆積させてガラス微粒子堆積体19,39を形成する多孔質ガラス母材の製造方法であって、反応容器1,31内の温度T1と圧力P1の双方、又は反応容器の排気管15,45内の温度T2と圧力P2の双方に基づいて、バーナ7,37に供給する燃焼用ガス及びガラス原料用ガスの少なくともいずれかの流量を制御することを特徴とする多孔質ガラス母材の製造方法である。
In the
このようにすると、温度又は圧力のいずれか一方のみに着眼して制御する場合よりも更に緻密な制御が可能になり、嵩密度が長手方向に均一化される効果が高められ、外径変動の更に少ない高品位な多孔質ガラス母材を製造できる。 In this way, finer control is possible than in the case where control is performed by focusing on only one of temperature and pressure, the effect of making the bulk density uniform in the longitudinal direction is enhanced, and fluctuations in the outer diameter are increased. Furthermore, a low-quality porous glass base material can be manufactured.
また、ガラス微粒子堆積体の外径の成長度合いに応じて、温度に基づくガス流量の制御と、圧力に基づくガス流量の制御とを切り換えるようにしても良い。
例えば、ガラス微粒子の堆積を開始後から所定の時間を経過し、所定のガラス微粒子堆積体の外径を形成するまでの成長速度変動の大きい箇所では、ガラス微粒子堆積体の外径に反応の良い制御として、反応容器内の温度、又は反応容器の排気管内温度に基づいて、前記バーナに供給する燃焼用ガス及びガラス原料用ガスの少なくともいずれかの流量を制御する。
そして、ガラス微粒子堆積体の外径が所定の大きさになり、スス成長速度が安定した後、所定の成長速度の±0.5〜2.0mm/h以内に、30〜120秒以上継続して入った箇所では、反応容器内の圧力、又は反応容器の排気管内の圧力に基づいて、前記バーナに供給する燃焼用ガス及びガラス原料用ガスの少なくともいずれかの流量を制御すると良い。
このように、ガラス微粒子堆積体の外径の成長に応じて、ガス流量を制御する因子を温度から圧力に切り換えることで、ガラス微粒子堆積体19,39の外径を速やかに所望の外径まで成長させることができ、効率良く外径変動の少ない多孔質ガラス母材を生産することが可能になる。
Further, the control of the gas flow rate based on the temperature and the control of the gas flow rate based on the pressure may be switched according to the degree of growth of the outer diameter of the glass particulate deposit.
For example, in a place where a predetermined time elapses after the start of deposition of the glass fine particles and the growth rate fluctuates until the outer diameter of the predetermined glass fine particle deposit is formed, the reaction to the outer diameter of the glass fine particle deposit is good. As the control, the flow rate of at least one of the combustion gas and the glass raw material gas supplied to the burner is controlled based on the temperature in the reaction vessel or the temperature in the exhaust pipe of the reaction vessel.
Then, after the outer diameter of the glass fine particle deposit body becomes a predetermined size and the soot growth rate is stabilized, it continues for 30 to 120 seconds or more within ± 0.5 to 2.0 mm / h of the predetermined growth rate. In the place where the gas enters, the flow rate of at least one of the combustion gas and the glass raw material gas supplied to the burner may be controlled based on the pressure in the reaction vessel or the pressure in the exhaust pipe of the reaction vessel.
As described above, the outer diameter of the glass
なお、ガラス微粒子の堆積を開始してからの所定の時間、及び所定の形状に到達する時の基準のガラス微粒子堆積体の外径等は、製造する多孔質ガラス母材のサイズ等によって違うため、製造する多孔質ガラス母材のサイズ等に応じて適宜設定することができることは言うまでもない。 It should be noted that the predetermined time after starting the deposition of the glass fine particles and the outer diameter of the reference glass fine particle deposit when reaching the predetermined shape differ depending on the size of the porous glass base material to be manufactured, etc. Needless to say, it can be appropriately set according to the size of the porous glass base material to be produced.
また、以上に説明した反応容器内の圧力P1又は排気管内の圧力P2に基づくガス流量制御や、反応容器内の温度T1又は排気管内の温度T2に基づくガス流量制御は、ガラス微粒子堆積体の堆積面の温度の変動を防止して、嵩密度を均一するためのものである。
従って、本発明の多孔質ガラス母材の製造方法は、表現を変えれば、バーナに供給するガスの流量を反応容器及び排気管内の温度に基づいて制御する場合にも、堆積棒11,41bにガラス微粒子を堆積させたガラス微粒子堆積体19,39の堆積面の温度が所定の温度となるように、バーナ7,37に供給する燃焼用ガス及びガラス原料用ガスの少なくともいずれかの流量を制御するものであれば良く、これによって、嵩密度が長手方向に均一化され、外径変動の少ない多孔質ガラス母材を製造できる。
Further, the gas flow rate control based on the pressure P1 in the reaction vessel or the pressure P2 in the exhaust pipe described above, or the gas flow rate control based on the temperature T1 in the reaction vessel or the temperature T2 in the exhaust pipe, This is to make the bulk density uniform by preventing fluctuation of the surface temperature.
Therefore, in other words, the method for producing the porous glass preform of the present invention can be applied to the
1,31 反応容器
4,34 制御部
7,37 ガラス微粒子合成用バーナ
8a,48a 第1の温度計
8b,48b 第2の温度計
10,30 製造装置
11,41 堆積棒
15,45 排気管
21,51 ライン
22,52 ライン
200,300 製造装置
204,334 制御部
208a,348a 圧力センサ
208b,348b 圧力センサ
225,355 ライン(信号伝送路)
226,356 ライン(信号伝送路)
DESCRIPTION OF
226,356 lines (signal transmission line)
Claims (7)
前記反応容器内の雰囲気温度又は前記反応容器の排気管内の排気温度に基づいて、前記燃焼用ガス及び前記ガラス原料用ガスの少なくともいずれかの流量を制御することを特徴とする多孔質ガラス母材の製造方法。 A porous material in which a combustion gas and a gas for glass raw material are supplied to a burner for glass fine particle synthesis, glass fine particles are generated in a reaction vessel, and the glass fine particles are deposited on a deposition rod to form a porous glass base material A method for producing a glass base material,
A porous glass base material, wherein the flow rate of at least one of the combustion gas and the glass raw material gas is controlled based on an atmospheric temperature in the reaction vessel or an exhaust temperature in an exhaust pipe of the reaction vessel. Manufacturing method.
前記雰囲気温度又は前記排気温度が所定温度より小さいときに、前記燃焼用ガス流量を増加させることを特徴とする請求項1に記載の多孔質ガラス母材の製造方法。 When the ambient temperature or the exhaust temperature is higher than a predetermined temperature, the combustion gas flow rate is decreased,
2. The method for producing a porous glass base material according to claim 1, wherein the combustion gas flow rate is increased when the ambient temperature or the exhaust temperature is lower than a predetermined temperature.
前記反応容器内の圧力又は前記反応容器の排気管内の圧力に基づいて、前記燃焼用ガス及び前記ガラス原料用ガスの少なくともいずれかの流量を制御することを特徴とする多孔質ガラス母材の製造方法。 A porous material in which a combustion gas and a gas for glass raw material are supplied to a burner for glass fine particle synthesis, glass fine particles are generated in a reaction vessel, and the glass fine particles are deposited on a deposition rod to form a porous glass base material A method for producing a glass base material,
Production of a porous glass base material, wherein the flow rate of at least one of the combustion gas and the glass raw material gas is controlled based on the pressure in the reaction vessel or the pressure in the exhaust pipe of the reaction vessel Method.
前記反応容器内の圧力又は前記排気管内の圧力が所定圧力よりも小さいときに、前記燃焼用ガス流量を増加させることを特徴とする請求項3に記載の多孔質ガラス母材の製造方法。 When the pressure in the reaction vessel or the pressure in the exhaust pipe is greater than a predetermined pressure, the combustion gas flow rate is decreased,
The method for producing a porous glass base material according to claim 3, wherein when the pressure in the reaction vessel or the pressure in the exhaust pipe is smaller than a predetermined pressure, the combustion gas flow rate is increased.
前記反応容器内の温度と圧力、又は前記反応容器の排気管内の温度と圧力に基づいて、前記燃焼用ガス及び前記ガラス原料用ガスの少なくともいずれかの流量を制御することを特徴とする多孔質ガラス母材の製造方法。 A porous material in which a combustion gas and a gas for glass raw material are supplied to a burner for glass fine particle synthesis, glass fine particles are generated in a reaction vessel, and the glass fine particles are deposited on a deposition rod to form a porous glass base material A method for producing a glass base material,
A porous material characterized by controlling the flow rate of at least one of the combustion gas and the glass raw material gas based on the temperature and pressure in the reaction vessel or the temperature and pressure in the exhaust pipe of the reaction vessel. Manufacturing method of glass base material.
ガラス微粒子堆積体が所定の外径の箇所では、反応容器内の圧力、又は反応容器の排気管内の圧力に基づいて、前記燃焼用ガス及び前記ガラス原料用ガスの少なくともいずれかの流量を制御することを特徴とする請求項5に記載の多孔質ガラス母材の製造方法。 At a location where the glass particulate deposit is not a predetermined outer diameter, based on the temperature in the reaction vessel or the temperature in the exhaust pipe of the reaction vessel, control the flow rate of at least one of the combustion gas and the glass raw material gas,
When the glass fine particle deposit has a predetermined outer diameter, the flow rate of at least one of the combustion gas and the glass raw material gas is controlled based on the pressure in the reaction vessel or the pressure in the exhaust pipe of the reaction vessel. The manufacturing method of the porous glass base material of Claim 5 characterized by the above-mentioned.
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