JP2005314209A - Method for manufacturing porous glass preform - Google Patents

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Nobuya Akaike
暢哉 赤池
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a porous glass preform capable of manufacturing the porous glass preform having the outer diameter uniform in a longitudinal direction and low in variation. <P>SOLUTION: In the method for manufacturing the porous glass preform, glass fine particles are formed by a burner 7 for synthesizing the glass fine particles, and a deposition bar 11 is pulled while axially rotating the bar 11 and the porous glass preform is formed by depositing the glass fine particles on the deposition bar 11. A gas flow rate of the combustion gas supplied to the burner 7 or the glass raw material gas is controlled based on an atmospheric temperature in a reaction vessel 1 or an exhaust gas temperature in an exhaust pipe 15. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

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 manufacturing apparatus 110, a plurality of burners 121, 122, and 123 that generate glass particles are arranged near the lower end of the target bar 112. Burners 121 to 123 are supplied with combustion gas such as hydrogen gas and oxygen gas, and glass source gas such as silicon tetrachloride.

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 burners 121 to 123 generate glass fine particles (silicon dioxide fine particles) by feeding the glass raw material gas into the oxyhydrogen flame, and attach the glass fine particles to the lower end of the target bar 112. The target bar 112 is pulled up while being rotated by the rotary pulling device 113. From the lower end of the target bar 112, a glass particulate deposit (soot preform) 111 grows downward in a cylindrical shape.

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。
特開2000−34131号公報
Further, the position of the lower end of the glass particulate deposit 111 is detected by the position detector 131. This detection signal is sent to the computer 132, and the pulling speed of the target bar 112 is adjusted so that the lower end position of the glass particulate deposit 111 is always the same. Information regarding the pulling speed of the target rod 112 is sent to the flow rate control device 133, and the flow rate control device 133 controls the flow rate of the gas supplied to the burner 121 according to the pulling speed.
JP 2000-34131 A

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 Patent Document 1, in the conventional method for producing a porous glass base material, the growth rate of the deposition surface of the glass fine particle deposit formed by the adhesion of the glass fine particles (the adhesion rate of the glass fine particles) is monitored. Based on this position information, the flow rate of gas supplied to the glass particulate deposit is controlled.

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 preform manufacturing apparatus 10 has a vertically long reaction vessel 1. A suspending device 13 is installed on the outer upper side of the reaction vessel 1, and the seed rod 12 is suspended by the suspending device 13. A deposition bar 11 is attached to the lower end of the suspended seed bar 12, and the deposition bar 11 is introduced into the reaction vessel 1.

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 suspension device 13 can axially move the deposition rod 11 attached to the seed rod 12 and move it in the axial direction. Further, the suspension device 13 can increase the axial movement speed of the deposition rod 11 (the lifting speed of the deposition rod 11). Can be varied.
When glass particles are deposited on the outer periphery of the deposition rod 11, a substantially cylindrical glass particulate deposition body 19 having the deposition rod 11 at the center can be manufactured.

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 reaction vessel 1, a glass fine particle synthesis burner 7 (hereinafter simply referred to as “burner 7”) for generating glass fine particles is provided. A gas supply tank (not shown) that can supply combustion gas and glass raw material gas is connected to the burner 7 via a gas supply path 17. Here, the combustion gas supplied to the burner 7 is mainly composed of a combustion-supporting gas and a combustion-supporting gas. Hydrogen (H2) is used as the combustion-supporting gas, and oxygen (O2) is used as an example of the combustion-supporting gas. Can be mentioned. An example of the glass raw material gas is silicon tetrachloride (SiCl4).
The burner 7 has a multi-port (multi-tube) structure in which a gas outlet has a plurality of ports, and the combustion gas and the glass raw material gas are blown out from each port, and in the flame generated by the combustion gas, Glass fine particles can be produced by oxidizing or hydrolyzing the glass raw material.

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 rate control device 6 is installed in the gas supply path 17 connected to the burner 7. The gas flow rate control device 6 can control the flow rate of each gas supplied to the burner 7. The gas flow rate control device 6 is connected to the control unit 4 via the line 23 and is controlled by the control unit 4.

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 inner wall surface 1A of the reaction vessel 1 is provided with a first thermometer 8a, and the first thermometer 8a measures the atmospheric temperature T1 in the reaction vessel 1 (hereinafter also simply referred to as temperature T1). Here, the atmospheric temperature in the reaction vessel 1 means the temperature of the atmospheric gas (including water vapor, inert gas, undeposited glass fine particles, etc.) filling the reaction vessel 1.
The position where the first thermometer 8a is installed is not particularly limited as long as it is within the reaction vessel 1, but it is preferably provided in the vicinity of the deposition surface 19A of the glass particulate deposit 19.

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 inner wall surface 1 </ b> A of the reaction vessel 1 is provided with an exhaust port 9, and the exhaust port 9 communicates with an exhaust pipe 15. Water vapor, inert gas, undeposited glass particles and the like generated in the reaction vessel 1 are discharged from the exhaust pipe 15 to the exhaust gas treatment device through the exhaust port 9.
The inner wall surface 15A of the exhaust pipe 15 is provided with a second thermometer 8b. The second thermometer 8b measures the exhaust temperature T2 (hereinafter also simply referred to as temperature T2) of the gas discharged from the reaction vessel 1 via the exhaust pipe 15.

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, 2nd thermometers 8a and 8b, For example, a thermocouple can be used.
The first and second thermometers 8a and 8b are connected to the control unit 4 via lines 21 and 22, respectively. The temperature data T1 and T2 measured by the first and second thermometers 8a and 8b are sent to the control unit 4.

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 reaction vessel 1, a projector 2 is provided toward the deposition surface 19 </ b> A of the glass particulate deposit 19 formed by the burner 7, and the light receiver 3 is located at a position where the laser light 18 emitted from the projector 2 can be received. Is arranged. With the light projector 2 and the light receiver 3, the growth rate of the point P1 on the deposition surface 19A of the glass fine particle deposit 19 can be measured. The light receiver 3 is connected to the suspending device 13 via a line 24 and is configured to vary the lifting speed of the deposition rod 11 based on the position data from the light receiver 3.

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 manufacturing apparatus 10 will be described. First, the deposition rod 11 is attached to the tip of the seed rod 12, and the seed rod 12 is suspended from the suspension device 13. Then, the suspension device 13 is operated to lower the deposition rod 11 so that the distance between the glass particle deposition start point of the deposition rod 11 and the outlet of the burner 7 becomes a desired distance.
On the other hand, supply of the combustion gas (O2 and H2) and the glass raw material gas (SiCl4) to the burner 7 is started. If necessary, an additional gas supply tank may be added to supply an inert gas such as nitrogen, argon or helium, or a refractive index control source gas such as germanium tetrachloride (GeCl4) or POCl3 to the burner 7. .

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 deposition rod 11 is rotated about its axis, and an oxyhydrogen flame is emitted from the burner 7 toward the deposition rod 11. In this oxyhydrogen flame, glass fine particles are generated by an oxidation reaction or hydrolysis reaction of the glass raw material gas. While the generated glass particles are adhered to the outer periphery of the deposition rod 11, the deposition rod 11 is pulled up at a predetermined speed to gradually form and grow the glass particle deposition body 19.

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 glass particulate deposit 19 is grown, the projector 2 and the light receiver 3 always detect the point P1 on the deposition surface 19A of the glass particulate deposit 19 and suspend it based on the position information of this point P1. In the apparatus 13, the pulling speed of the deposition rod 11 is controlled.
Specifically, laser light 18 is emitted from the projector 2 so that the laser light 18 contacts the point P1 on the deposition surface 19A, and the light amount of the laser light 18 is measured by the light receiver 3.

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 light receiver 3 is sent to the suspending device 13 every predetermined time. In the suspending device 13, the growth rate at the point P1 is calculated from the received light amount data, and the pulling rate of the deposition rod 11 is controlled based on the growth rate data at the point P1. By controlling the pulling speed in this way, the distance between the deposition surface 19A of the glass fine particle deposit 19 and the burner 7 is always kept constant.
The point P1 is set at an arbitrary position on the deposition surface 19A. Further, instead of the projector 2 and the light receiver 3, a CCD camera or the like can be used to photograph the deposition surface 19A of the glass particulate deposit 19, and the position of the point P1 can be detected by image analysis.

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 reaction vessel 1 and the exhaust temperature T2 in the exhaust pipe 15 are measured by the first and second thermometers 8a and 8b, respectively. Data of the temperatures T1 and T2 are sent to the control unit 4.
The control unit 4 controls the flow rate of at least one of the combustion gas and the glass material gas supplied to the burner 7 with respect to the gas flow rate control device 6 based on the temperature data T1 and T2.

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 glass particulate deposit 19, the temperature of the deposition surface 19A of the glass particulate deposit 19 may fluctuate due to the influence of the atmosphere in the reaction vessel 1 as described above. If the temperature of the deposition surface 19A is not constant, the degree of adhesion of the glass particulates will fluctuate, so that the bulk density of the glass particulate deposits 19 will not be uniform in the longitudinal direction, resulting in large fluctuations in the outer diameter.

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 deposition surface 19A of the glass particulate deposit 19 has a correlation with the atmosphere temperature T1 in the reaction vessel 1 and the exhaust temperature T2 in the exhaust pipe 15, Based on the temperatures T1 and T2, the flow rate of gas supplied to the burner 7 was controlled to control the temperature of the deposition surface 19A.
In this way, by controlling the gas flow rate supplied to the burner 7 based on the temperatures T1 and T2, the temperature of the deposition surface 19A can be indirectly controlled, and the bulk density of the glass particulate deposits 19 can be controlled in the longitudinal direction. It is possible to produce a glass fine particle deposit 19 that is stabilized and has a small outer diameter variation.
Further, since the temperature of the deposition surface 19A of the glass particulate deposit 19 is not directly measured, the first and second thermometers 8a and 8b do not have to be able to measure a high temperature range. Can be cheap.

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 burner 7 during the production of the porous glass base material and the temperature of the deposition surface 19A. FIG. 3B shows the relationship between the flow rate of hydrogen gas supplied to the burner 7 during the production of the porous glass base material and the exhaust temperature T2 in the exhaust pipe 15.
3A and 3B, it is understood that the temperature of the deposition surface 19A and the temperature in the exhaust pipe 15 both follow the fluctuation of the hydrogen gas flow rate, and these temperatures are correlated.

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 burner 7 is easily adjusted. Therefore, it is preferable to control the flow rate of hydrogen gas.
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 deposition surface 19A of the glass fine particle deposit 19 is increased (densified), so that the growth rate decreases and the outer diameter tends to increase. Therefore, the hydrogen gas flow rate is decreased, the temperature of the deposition surface 19A is lowered, and the bulk density is reduced.
On the contrary, when the temperature T1 or T2 is small, the bulk density of the deposition surface 19A becomes small (becomes dense), so the growth rate tends to increase and the outer diameter tends to decrease. Therefore, the hydrogen gas flow rate is increased, the temperature of the deposition surface 19A is increased, and the bulk density is increased.

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 burner 7 is decreased, and the measured temperature T1 or T2 When the data is smaller than the target value, it is preferable to increase the flow rate of the hydrogen gas supplied to the burner 7.
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 reaction vessel 1 or the exhaust temperature T2 in the exhaust pipe 15 has been described. The outer diameter of the glass particulate deposit 19 can be controlled by controlling the gas flow rate of (oxygen gas) or glass raw material gas.
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 burner 7 is increased and when the temperature T1 or T2 is low, the oxygen gas to the burner 7 is controlled. It is good to control the reduction of the flow rate.

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 burner 7 is controlled to be reduced, and the temperature T1 or When the measured value of the temperature T2 is small, the flow rate of the glass raw material gas to the burner 7 may be increased.

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 reaction container 1 Only one of the temperature T1 and the exhaust temperature T2 in the exhaust pipe 15 may be measured, and the gas flow rate may be controlled based on this temperature data.

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 burner 7 is used has been described. However, the number of burners is not limited to one, and the present invention can be applied to the case where a plurality of burners are used.

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 manufacturing apparatus 30 can produce a porous glass base material by a multi-layered OVD method, and includes a horizontally long reaction vessel 31 and a control unit 34 that controls each apparatus included in the manufacturing apparatus. Composed. Inside the reaction vessel 31, a support device 33 that holds both ends of the deposition rod 41 and rotates the shaft, a burner 37 that generates glass particles, and a stage 44 that supports the burner 37 at a predetermined distance from the lower end of the glass particle deposit 39. And a traverse device 43 for traversing the stage 44 in the horizontal direction (longitudinal direction of the deposition rod 41).

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 deposition rod 41, dummy rods 41a are welded to both ends of a glass rod 41b having a predetermined length.
The burner 37 has a multiple tube structure like the burner 7 in the first embodiment, and a gas tank (not shown) for supplying combustion (hydrogen gas, oxygen gas) gas and glass raw material gas is a gas supply path 32. Connected through. The glass particulate deposit 39 can be formed on the outer periphery of the deposition rod 41 by traversing the burner 37 in the longitudinal direction of the deposition rod 41 while generating the glass particulates.

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 first thermometer 48a is provided on the upper wall surface 31A of the reaction vessel 31, and the atmospheric temperature T1 inside the reaction vessel 31 is measured.
Further, the upper wall surface 31 A of the reaction vessel 31 is provided with an exhaust port 49, and the exhaust port 49 communicates with the exhaust pipe 45. The inner wall surface 45A of the exhaust pipe 45 is provided with a second thermometer 48b, and the exhaust temperature T2 in the exhaust pipe 45 is measured by the second thermometer 48b. Also in the second embodiment, the first and second thermometers 48a and 48b are not particularly limited, and for example, thermocouples can be used.
The first and second thermometers 48a and 48b are connected to the control unit 34 via lines 51 and 52, respectively. The temperature data T1 and T2 measured by the first and second thermometers 48a and 48b are the control unit 34. Sent to.

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 / receiver 46 is provided outside the reaction vessel 31. The light emitter / receiver 46 is a reflective outer diameter measuring device. The projecting / receiving device 46 can detect an arbitrary point P2 on the surface 39A of the glass particulate deposit 39 to measure the outer diameter of the glass particulate deposit 39.

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 material manufacturing apparatus 30 will be described below. Both ends of the deposition rod 41 are held by the support device 33, and the deposition rod 41 is rotated about its axis.
On the other hand, the burner 37 is moved to the deposition start position of the glass fine particles, and the fuel gas and the raw material gas are supplied.
A flame containing glass fine particles is emitted from the burner 37 toward the deposition rod 41 to deposit glass fine particles on the outer periphery of the deposition rod 41, and the stage 44 is traversed horizontally to form a glass fine particle deposit 39. The deposition of the glass particles by the traverse of the burner 37 may be performed one way or reciprocating.

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 glass particulate deposit 39, the position of the point P <b> 2 on the surface 39 </ b> A of the glass particulate deposit 39 is detected by the projector / receiver 46, and the outside of the glass particulate deposit 39 formed for each traverse of the burner 37 is detected. Measure the diameter.

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 reaction vessel 31 and the exhaust temperature T2 in the exhaust pipe 45 are measured by the first and second thermometers 48a and 48b, respectively. The data of the temperatures T1 and T2 are sent to the control unit 34.
The controller 34 controls the flow rate of at least one of the combustion gas and the glass raw material gas supplied to the burner 37 to the gas flow rate control device 36 based on the temperature data T1 and T2.

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 burner 37 is decreased, and when one of the temperatures T1 and T2 is lower than the predetermined temperature, the burner is reduced. The flow rate of hydrogen gas supplied to 37 may be increased.

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 burner 37 based on the atmospheric temperature T1 in the reaction vessel 31 or the exhaust temperature T2 in the exhaust pipe 45, glass fine particle deposition is performed. The temperature of the surface 39A of the body 39 can be controlled, and a porous glass base material having a uniform bulk density and little fluctuation in outer diameter can be produced.

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 reaction vessel 1 and the temperature T2 in the exhaust pipe 15, and increase or decrease the hydrogen gas flow rate based on the temperatures T1 and T2, thereby producing a porous material. A glass preform was produced. The outer diameter of the porous glass base material was 150 mm and the length was 500 mm.

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 deposition rod 11, that is, the growth speed at the point P1 of the glass fine particle deposit 19 is within ± 3% from the target value.
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 manufacturing apparatus 30 by the OVD method shown in FIG. 2, the bulk density was substantially uniform in the longitudinal direction and the porous with little outside diameter variation was the same as in Example 1 above. A glass base material was obtained.

(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 manufacturing apparatus 10 shown in FIG. However, the gas flow rate was not increased or decreased and kept constant.
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 exhaust pipes 15 and 45 are measured during the manufacturing process of the porous glass base material by the manufacturing apparatuses 10 and 30 shown in FIG. 1 and FIG. 2, it is shown in FIG. Thus, it was found that the pressure fluctuated in accordance with the temperature fluctuation, and the exhaust pressure and the exhaust temperature were close.
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 reaction vessels 1 and 31 of the production apparatuses 10 and 30 shown in FIGS. 1 and 2 are the same as the temperature and pressure in the exhaust pipes 15 and 45. FIG. 3D shows the correlation as shown in FIG.
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 reaction vessels 1 and 31, the temperature of the deposition surface of the glass particulate deposit is controlled. It is possible to produce a porous glass base material that is kept constant, that is, 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.

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 manufacturing apparatus 200 shown in FIG. 4 is based on the above knowledge that the pressure in the reaction vessel or the exhaust pipe is a factor that correlates with the fluctuation of the bulk density of the glass particulate deposit. The apparatus 10 is improved.
The manufacturing apparatus 200 shown in FIG. 4 adds a pressure sensor 208a for detecting the pressure in the reaction vessel 1 and a pressure sensor 208b for detecting the pressure in the exhaust pipe 15 to the manufacturing apparatus 10 shown in FIG. The control unit 4 is replaced with the control unit 204.

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 control unit 204 receives the detection signals of the pressure sensors 208a and 208b via lines (signal transmission paths) 225 and 226, and controls the gas flow rate based on the pressure signal detected by either of the pressure sensors 208a and 208b. The flow rate of at least one of the combustion gas and the glass raw material gas in the apparatus 6 can be controlled.

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 manufacturing apparatus 200 shown in FIG. 4 adds the pressure sensors 208a and 208b as described above, and the combustion gas and the glass raw material gas in the gas flow control device 6 based on the pressure signals detected by these sensors. Except for the point equipped with a control unit 204 capable of controlling at least one of the flow rates, the configuration may be the same as that of the manufacturing apparatus 10 in FIG. Or omitted.

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 manufacturing apparatus 300 shown in FIG. 5 is based on the above knowledge that the pressure in the reaction vessel or the exhaust pipe is a factor that correlates with the fluctuation of the bulk density of the glass particulate deposit. The apparatus 30 is improved.
The manufacturing apparatus 300 shown in FIG. 5 adds a pressure sensor 348a for detecting the pressure in the reaction vessel 31 and a pressure sensor 348b for detecting the pressure in the exhaust pipe 45 to the manufacturing apparatus 30 shown in FIG. The control unit 34 is replaced with a control unit 334.

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 control unit 334 receives the detection signals of the pressure sensors 348a and 348b via lines (signal transmission paths) 355 and 356, and controls the gas flow rate based on the pressure signal detected by any of these pressure sensors 348a and 348b. The flow rate of at least one of the combustion gas and the glass raw material gas in the device 36 can be controlled.

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 manufacturing apparatus 300 shown in FIG. 5 adds the pressure sensors 348a and 348b as described above, and the combustion gas and the glass raw material gas in the gas flow control device 36 based on the pressure signals detected by these sensors. Except for the point that a control unit 334 capable of controlling at least one of the flow rates is equipped, the configuration may be the same as that of the manufacturing apparatus 30 in FIG. Or omitted.

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 manufacturing apparatuses 200 and 300 described above are used, the following method for manufacturing a porous glass base material can be implemented.
In the reaction vessel 1, 31, the combustion gas and the glass raw material gas are supplied to the glass particle synthesis burners 7, 37 to generate glass particles, and the glass particles are deposited on the deposition rods 11, 41 b to be porous. Is a method for producing a porous glass base material for forming a porous glass base material (glass fine particle deposits) 19, 39, and is a pressure P1 in the reaction vessel 1, 31 detected by the pressure sensors 208a, 208b, 348a, 348b. Alternatively, the porous glass is characterized in that the flow rate of at least one of the combustion gas and the glass raw material gas supplied to the burners 7 and 37 is controlled based on the pressure P2 in the exhaust pipes 15 and 45 of the reaction vessel. It is a manufacturing method of a base material.

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 reaction vessels 1 and 31 or the pressure P2 in the exhaust pipes 15 and 45 connected to the reaction vessel shows a correlation with the fluctuation of the bulk density of the glass particulate deposits 19 and 39. Therefore, by controlling the flow rate of at least one of the combustion gas and the glass raw material gas supplied to the burners 7 and 37 based on the pressure P1 in the reaction vessel or the pressure P2 in the exhaust pipe of the reaction vessel, The temperature of the deposition surface of the fine particle deposits 19 and 39 can be indirectly controlled to be constant. As a result, the fluctuation of the bulk density is suppressed, the bulk density is made uniform in the longitudinal direction, and the outer diameter varies. It is possible to produce a porous glass base material with a small amount.

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 burners 7 and 37, is controlled based on the pressure P1 in the reaction vessel or the pressure P2 in the exhaust pipe detected by the pressure sensors 208a, 208b, 348a and 348b. In this case, when the pressure P1 in the reaction vessel or the pressure P2 in the exhaust pipe is larger than a predetermined pressure, the flow rate of hydrogen gas supplied to the burners 7 and 37 is decreased, and the pressure P1 in the reaction vessel or in the exhaust pipe When the pressure P2 is lower than the predetermined pressure, the flow rate of hydrogen gas supplied to the burners 7 and 37 may be increased.

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 burners 7 and 37 is controlled based on the pressure P1 in the reaction vessel or the pressure P2 in the exhaust pipe, the gas to be controlled includes hydrogen gas or oxygen gas that is a component of the fuel gas, Alternatively, any of the raw material gases can be selected. However, controlling the flow rate of hydrogen gas effective for adjusting the flame temperature is easy to manage and can stabilize the production.
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 pressure sensors 208a, 208b, 348a, 348b or the pressure P2 in the exhaust pipe depends on the size of the porous glass base material to be manufactured. It is good to change the setting appropriately.

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 control units 204 and 334 equipped in the manufacturing apparatuses 200 and 300 have the gas flow rate control device 6 based on the pressure P1 in the reaction vessel or the pressure P2 in the exhaust pipe detected by the pressure sensors 208a, 208b, 348a and 348b. In addition to the function of controlling the gas flow rate of at least one of the combustion gas and the glass raw material gas, the temperature T1 in the reaction vessel or the temperature T2 in the exhaust pipe detected by the thermometers 8a, 8b, 48a, 48b When the gas flow rate control devices 6 and 36 also have a function of controlling the gas flow rate of at least one of the combustion gas and the glass raw material gas, the following method for producing a porous glass base material is carried out. be able to.

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 reaction vessels 1 and 31, the combustion gas and the glass raw material gas are supplied to the glass fine particle synthesis burners 7 and 37 to generate glass fine particles, and the glass fine particles are deposited on the deposition rods 11 and 41b. A method for producing a porous glass base material for forming glass particulate deposits 19 and 39, wherein both temperature T1 and pressure P1 in reaction vessels 1 and 31, or temperature T2 in exhaust pipes 15 and 45 of the reaction vessel And a flow rate of at least one of the combustion gas and the glass raw material gas supplied to the burners 7 and 37 based on both the pressure P2 and the pressure P2.

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 fine particle deposits 19 and 39 is quickly changed to a desired outer diameter by switching the factor for controlling the gas flow rate from the temperature to the pressure according to the growth of the outer diameter of the glass fine particle deposit. It is possible to grow, and it is possible to efficiently produce a porous glass base material with little fluctuation in outer diameter.

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 deposition rods 11 and 41b even when the flow rate of the gas supplied to the burner is controlled based on the temperature in the reaction vessel and the exhaust pipe. The flow rate of at least one of the combustion gas and the glass raw material gas supplied to the burners 7 and 37 is controlled so that the temperature of the deposition surface of the glass particulate deposits 19 and 39 on which the glass particulates are deposited becomes a predetermined temperature. As a result, it is possible to produce a porous glass base material in which the bulk density is uniform in the longitudinal direction and the outer diameter fluctuation is small.

VAD法による多孔質ガラス母材の製造装置の一実施の形態(本発明の第1の実施の形態)の概略構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic block diagram of one Embodiment (1st Embodiment of this invention) of the manufacturing apparatus of the porous glass base material by VAD method. OVD法による多孔質ガラス母材の製造装置の一実施の形態(本発明の第2の実施の形態)の概略構成図である。It is a schematic block diagram of one Embodiment (2nd Embodiment of this invention) of the manufacturing apparatus of the porous glass base material by OVD method. (A)は水素ガス流量と堆積面温度との関係を示すグラフであり、(B)は、水素ガス流量と排気温度T2との関係を示すグラフであり、(C)は実施例1及び比較例1における引き上げ速度の変化を示すグラフであり、(D)は反応容器に接続された排気管内の圧力と温度との関係を示すグラフである。(A) is a graph showing the relationship between the hydrogen gas flow rate and the deposition surface temperature, (B) is a graph showing the relationship between the hydrogen gas flow rate and the exhaust temperature T2, and (C) is a comparison between Example 1 and the comparison. It is a graph which shows the change of the raising speed in Example 1, (D) is a graph which shows the relationship between the pressure in the exhaust pipe connected to the reaction container, and temperature. VAD法による多孔質ガラス母材の製造装置の一実施の形態(本発明の第3の実施の形態)の概略構成図である。It is a schematic block diagram of one Embodiment (3rd Embodiment of this invention) of the manufacturing apparatus of the porous glass base material by VAD method. OVD法による多孔質ガラス母材の製造装置の一実施の形態(本発明の第4の実施)の形態の概略構成図である。It is a schematic block diagram of form of one Embodiment (4th Embodiment of this invention) of the manufacturing apparatus of the porous glass base material by OVD method. 従来のVAD法による多孔質ガラス母材の製造装置の一例を示している。An example of the manufacturing apparatus of the porous glass base material by the conventional VAD method is shown.

符号の説明Explanation of symbols

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 SYMBOLS 1,31 Reaction vessel 4,34 Control part 7,37 Burner 8a, 48a for glass fine particle synthesis | combination 1st thermometer 8b, 48b 2nd thermometer 10,30 Manufacturing apparatus 11,41 Deposition rod 15,45 Exhaust pipe 21 , 51 line 22, 52 line 200, 300 Manufacturing device 204, 334 Control unit 208a, 348a Pressure sensor 208b, 348b Pressure sensor 225, 355 line (signal transmission path)
226,356 lines (signal transmission line)

Claims (7)

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.
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.
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.
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を特徴とする請求項1又は2のいずれか一項に記載の多孔質ガラス母材の製造方法。   Controlling the flow rate of 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 obtained by depositing the glass particulates on the deposition rod becomes a predetermined temperature. The manufacturing method of the porous glass base material as described in any one of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
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