JP2006131463A - 光ファイバ母材の脱水焼結装置におけるマッフル内外圧力制御方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 マッフル内および加熱炉内の圧力をそれぞれ元の圧力になるよう自動的に行うようにし、作業者の手間や作業者による微調整を行う必要をなくするようにする。
【解決手段】 多孔質母材５をマッフル３内に挿入し、このマッフル３の外周にヒータ７を備えた加熱炉９を加熱して前記マッフル３内を一定の温度にして前記多孔質母材５を加熱すると共に前記マッフル３内にプロセスガスを供給して前記多孔質母材５を透明ガラス化する光ファイバ母材の脱水焼結装置１において、前記マッフル３内の圧力と前記加熱炉９内の圧力を同圧に制御すべく、前記マッフル３から排出される圧力と前記加熱炉９から排出される圧力をそれぞれ圧力計で検出し、前記マッフル３、加熱炉９に供給される圧力を常時同圧に制御せしめることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、外付け方法などで光ファイバ母材を脱水焼結する際に、多孔質ガラス体を加熱することにより、前記多孔質ガラス体の脱水処理や焼結（透明ガラス化）処理を行う光ファイバ母材の脱水焼結装置において、マッフル内の圧力と加熱炉内の圧力を同圧に制御するようにした光ファイバ母材の脱水焼結装置におけるマッフル内外圧力制御方法およびその装置に関する。

従来、多孔質母材をマッフル内に挿入し、このマッフルの外周にヒータを備えた加熱炉を加熱して前記マッフル内を一定の温度にして前記多孔質母材を加熱すると共に前記マッフル内にプロセスガスを供給して前記多孔質母材を透明ガラス化する光ファイバ母材の製造装置において、前記マッフル内にある例えば塩素、銅、大気の成分などを除去するために排気する必要がある。

また、前記マッフル内の温度を例えば１４００℃に上げる必要があり、しかも、マッフル内の圧力を例えば３００〜５００Ｐａにする必要がある。そして、その温度、圧力を維持すると前記マッフルが柔らかくなり、膨張し外側へ広がってしまう（ふくらんでしまう）。そのために、加熱炉内の圧力を前記マッフル内の圧力と同じ圧力（同圧）にしてマッフルの広がりを押さえるようにしなければならない。

従来の光ファイバ母材の脱水焼結装置１０１としては、図２に示されているように、上下方向に例えば延伸されたマッフル（炉心管）１０３が備えられており、このマッフル１０３内に上方から多孔質ガラス体１０５が挿入されると共に回転させながら下方にトラバースさせられる。前記マッフル１０３の外周にはヒータ１０７を備えた加熱炉１０９が設けられている。

前記マッフル１０３中には、焼結工程と脱水工程を行うときにマッフル１０３の下部より送り込まれたヘリウムと塩素ガスなどの脱水剤のプロセスガスが充満させられている。すなわち、前記マッフル１０３の下部には配管１１１の一端が接続されていると共に配管１１１の他端には圧力流体源１１３が接続されている。そして、配管１１１の途中には流量を調整するためのコントローラ１１５が設けられている。

こうして、圧力流体源１１３よりコントローラ１１５を経て配管１１１よりプロセスガスが前記マッフル１０３内に送られると共に、ヒータ１０７によって例えば１４００℃に加熱されたマッフル１０３内を上方から下方へと、多孔質ガラス体１０５が通過していくことによって、多孔質ガラス体１０５はその下端から上端に向かって徐々に熱せられていき、下端部分から上端に向かって徐々に透明ガラス化がなされる。つまり、多孔質ガラス体１０５が下方にトラバースさせられることにより、下端部分から透明ガラス体ができあがっていく。

前記マッフル１０３内の温度を例えば１４００℃に維持すると共にマッフル１０３内の圧力も例えば３００〜５００Ｐａにする必要がある。そして、マッフル１０３内の圧力を例えば３００〜５００Ｐａにすると、加熱炉１０９の圧力も上述した理由によりマッフル１０３内の圧力と同じ圧力にする必要がある。

前記マッフル１０３には配管１１７の一端が接続されていると共に配管１１７の他端には圧力計１１９が接続されている。また、前記加熱炉１０９には配管１２１の一端が接続されていると共に配管１２１の他端には圧力流体源１２３が接続されている。そして、前記配管１２１の途中には流量を調整するためのコントローラ１２５が設けられている。前記加熱炉１０９には配管１２７の一端が接続されていると共に配管１２７の他端には圧力計１２９が接続されている。

前記マッフル１０３の例えば上端右側壁には配管１３１の一端が接続されていると共に配管１３１の他端は大気に開放されている。そして、配管１３１の途中にはマッフル１０３の方から順にバッファ１３３、ハンドバルブ１３５が設けられている。また、前記加熱炉１０９には配管１３７の一端が接続されていると共に配管１３７の他端は大気に開放されている。そして、配管１３７の途中にはハンドバルブ１３９が設けられている。

上記構成により、マッフル１０３内に貯留された例えば塩素、銅、大気の成分などを除去するために、作業者が定期的にハンドバルブ１３５を開けて大気中に配管１３１、バッファ１３３を経て放出される。すると、マッフル１０３内の圧力がさがるので、配管１１１から流体がマッフル１０３内に供給されると共に作業者は圧力計１１９の目盛りを見ながらマッフル１０３内の圧力を以前の圧力になるようハンドバルブ１３５を閉めて調整している。また、加熱炉１０９内の圧力もハンドバルブ１３９を作業者が開けると加熱炉１０９内の圧力がさがるので、配管１２１から流体が加熱炉１０９内に供給されると共に作業者は圧力計１２９の目盛りを見ながら加熱炉１０９内の圧力を以前の圧力になるようハンドバルブ１３９を閉めて調整している。
特開２０００−１２８５６４号公報

ところで、上述した脱水焼結装置１０１のマッフル１０３内の圧力および加熱炉１０９内の圧力を調整するのに、作業者がいちいちハンドバルブ１３５、１３９の開閉を手動で行わなければならず、非常に手間がかかると共に微調整が非常に大変であった。

この発明は上述の課題を解決するためになされたものである。

上記発明が解決しようとする課題を達成するためにこの発明の光ファイバ母材の脱水焼結装置におけるマッフル内外圧力制御方法は、多孔質母材をマッフル内に挿入し、このマッフルの外周にヒータを備えた加熱炉を加熱して前記マッフル内を一定の温度にして前記多孔質母材を加熱すると共に前記マッフル内にプロセスガスを供給して前記多孔質母材を透明ガラス化する光ファイバ母材の脱水焼結装置において、前記マッフル内の圧力と前記加熱炉内の圧力を同圧に制御すべく、前記マッフルから排出される圧力と前記加熱炉から排出される圧力をそれぞれ圧力計で検出し、この検出された圧力を基にして前記マッフル、加熱炉内の圧力を常時同圧に制御せしめることを特徴とするものである。

また、この発明の光ファイバ母材の脱水焼結装置におけるマッフル内外圧力制御装置は、多孔質母材をマッフル内に挿入し、このマッフルの外周にヒータを備えた加熱炉を加熱して前記マッフル内を一定の温度にして前記多孔質母材を加熱すると共に前記マッフル内にプロセスガスを供給して前記多孔質母材を透明ガラス化する光ファイバ母材の脱水焼結装置において、前記マッフルから排出される圧力と前記加熱炉から排出される圧力をそれぞれ検出する圧力計と、前記マッフルに供給される圧力と前記加熱炉に供給される圧力を前記各圧力計で検出された実際の各圧力を基にして前記マッフル、加熱炉内の圧力を同圧にするため前記マッフルの排出側に設けた自動圧力調整弁とを備えていることを特徴とするものである。

以上のごとき課題を解決するための手段の説明から理解されるように、この発明の光ファイバ母材の脱水焼結装置におけるマッフル内外圧力制御方法およびその装置によれば、マッフル内および加熱炉内から排気される圧力がそれぞれ圧力計で検出されると、各圧力計で検出された圧力値が自動圧力調整弁にフイードバックされて自動圧力調整弁が自動的に調整されてマッフル内および加熱炉内の圧力を同圧になるよう自動的に行うことができ、作業者の手間や作業者による微調整を行う必要をなくすことができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１を参照するに、この発明の光ファイバ母材の脱水焼結装置１としては、上下方向に例えば延伸されたマッフル（炉心管）３が備えられており、このマッフル３内に上方から多孔質ガラス体５が挿入されると共に回転させながら下方にトラバースさせられる。前記マッフル３の外周にはヒータ７を備えた加熱炉９が設けられている。

前記マッフル３中には、焼結工程と脱水工程を行うときにマッフル３の下部より送り込
まれたヘリウムと塩素ガスなどの脱水剤のプロセスガスが充満させられている。すなわち、前記マッフル３の下部には配管１１の一端が接続されていると共に配管１１の他端には圧力流体源１３が接続されている。そして、配管１１の途中には流量を調整するためのコントローラ１５が設けられている。

こうして、圧力流体源１３よりコントローラ１５を経て配管１１よりプロセスガスが前記マッフル３内に送られると共に、ヒータ７によって例えば１４００℃に加熱されたマッフル３内を上方から下方へと、多孔質ガラス体５が通過していくことによって、多孔質ガラス体５はその下端から上端に向かって徐々に熱せられていき、下端部分から上端に向かって徐々に透明ガラス化がなされる。つまり、多孔質ガラス体５が下方にトラバースさせられることにより、下端部分から透明ガラス体ができあがっていく。

前記マッフル３内の温度を例えば１４００℃に維持すると共にマッフル３内の圧力も例えば３００〜５００Ｐａにする必要がある。そして、マッフル３内の圧力を例えば３００〜５００Ｐａにすると、加熱炉９の圧力も前記マッフルが柔らかくなり、膨張し外側へ広がってしまう（ふくらんでしまう）のを抑制するために、加熱炉９の圧力をマッフル１０３内の圧力と同じ圧力にする。

前記マッフル３の例えば上部右壁には配管１７の一端が接続されていると共に配管１７の他端は大気に開放されている。そして、配管１７の途中には圧力調整弁としての例えばピアゾバルブ１９が設けられている。このピアゾバルブ１９より前記マッフル３側の配管１７の途中には配管２１を介して圧力計２３が接続されている。この圧力計２３で検出された圧力値が信号線２５を介して前記マッフル３内へ送られるようになっている。

前記加熱炉９には配管２７の一端が接続されていると共に配管２７の他端には圧力流体源２９が接続されている。そして、前記配管２７の途中には流量を調整するためのコントローラ３１が設けられている。前記加熱炉９の例えば上部右壁には配管３３の一端が接続されていると共に配管３３の他端は大気に開放されている。そして、配管３３の途中にはハンドバルブ３５が設けられている。このハンドバルブ３５より前記加熱炉９側の配管３３の途中には配管３７を介して圧力計３９が接続されている。この圧力計３９で検出された圧力値が信号線４１を介して差分コントローラ４３へ送られるようになっている。この差分コントローラ４３は前記ピアゾバルブ１９、圧力計２３にそれぞれ信号線４５、４７で接続されている。

上記構成により、加熱炉９内の圧力もハンドバルブ３５を開けて大気中に配管３３を経て放出した後ハンドバルブ３５を閉める。すると、加熱炉９内の圧力がさがるので、排気時の圧力値が圧力計３９で検出される。この検出された圧力値が信号線４１を介して前記差分コントローラ４３へ送られるので、この差分コントローラ４３では圧力計２３、３９の圧力値がゼロになるよう差分計算され、その信号を信号線４５によりピアゾバルブ１９に送り、ピアゾバルブ１９の開度が変わることによりマッフル３内の圧力を自動調整することができる。

このように、マッフル３内および加熱炉９内の圧力がそれぞれ圧力計２３、３９で検出されると、各圧力計２３、３９で検出された圧力値が自動圧力調整弁のピアゾバルブ１９にフイードバックされてピアゾバルブ１９が自動的に調整されてマッフル３内の圧力と加熱炉９内の圧力が同力になるよう自動的に行うことができ、作業者の手間や作業者による微調整を行う必要をなくすことができる。したがって、マッフル３が圧力によって広がってしまうことを防ぐことができる。

なお、この発明は前述した実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他の態様で実施し得るものである。マッフル３内および加熱炉９内の圧力をそれぞれ圧力計２３、３９を用いて検出しているが、１つの圧力計を用いて対応することも可能である。

この発明の脱水焼結装置におけるマッフル内外圧力制御を説明するための説明図である。 従来の脱水焼結装置におけるマッフル内外圧力制御を説明するための説明図である。

符号の説明

１ 脱水焼結装置
３ マッフル
５ 多孔質ガラス体
７ ヒータ
９ 加熱炉
１１、１７、２１、２７、３３、３７ 配管
１３、２９ 圧力流体源
１５、３１ コントローラ
１９ ピアゾバルブ（自動圧力調整弁）
２３、３９ 圧力計
２５、４１ 信号線
３５ ハンドバルブ
４３ 差分コントローラ
４５、４７ 信号線

Claims (2)

1. 多孔質母材をマッフル内に挿入し、このマッフルの外周にヒータを備えた加熱炉を加熱して前記マッフル内を一定の温度にして前記多孔質母材を加熱すると共に前記マッフル内にプロセスガスを供給して前記多孔質母材を透明ガラス化する光ファイバ母材の脱水焼結装置において、前記マッフル内の圧力と前記加熱炉内の圧力を同圧に制御すべく、前記マッフルから排出される圧力と前記加熱炉から排出される圧力をそれぞれ圧力計で検出し、この検出された圧力を基にして前記マッフル、加熱炉内の圧力を常時同圧に制御せしめることを特徴とする光ファイバ母材の脱水焼結装置におけるマッフル内外圧力制御方法。
2. 多孔質母材をマッフル内に挿入し、このマッフルの外周にヒータを備えた加熱炉を加熱して前記マッフル内を一定の温度にして前記多孔質母材を加熱すると共に前記マッフル内にプロセスガスを供給して前記多孔質母材を透明ガラス化する光ファイバ母材の脱水焼結装置において、前記マッフルから排出される圧力と前記加熱炉から排出される圧力をそれぞれ検出する圧力計と、前記マッフルに供給される圧力と前記加熱炉に供給される圧力を前記各圧力計で検出された実際の各圧力を基にして前記マッフル、加熱炉内の圧力を同圧にするため前記マッフルの排出側に設けた自動圧力調整弁とを備えていることを特徴とする光ファイバ母材の脱水焼結装置におけるマッフル内外圧力制御装置。
   

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