JP2009155157A - Device of producing preform for optical fiber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ファイバ母材の品質を維持しつつ、炉心管内の断熱を効率的に行うための光ファイバ母材製造装置に関する。 The present invention relates to an optical fiber preform manufacturing apparatus for efficiently performing heat insulation in a furnace core tube while maintaining the quality of the optical fiber preform.
光ファイバ母材を製造するためには、VAD法、OVD法などでからなる多孔質ガラス微粒子積層体(以下、スートプリフォームと記す。)を形成し、該スートプリフォームを脱水し、焼結して透明化する必要がある。これらの、脱水、透明化のため、スートプリフォームを収容する炉心管を備えた加熱炉が使用される。図1は、従来の加熱炉を例示する概略構成図であり、この図中、符号1はスートプリフォーム、2は光ファイバ母材、3は炉心管、4はダミー棒、6はヒータである。この炉心管3の材質としては、主に石英ガラスが使われている。
In order to manufacture an optical fiber preform, a porous glass particulate laminate (hereinafter referred to as a soot preform) formed by a VAD method, an OVD method, or the like is formed, and the soot preform is dehydrated and sintered. Need to be transparent. For these dehydration and transparency, a heating furnace equipped with a furnace core tube for containing a soot preform is used. FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a conventional heating furnace, in which reference numeral 1 is a soot preform, 2 is an optical fiber preform, 3 is a core tube, 4 is a dummy rod, and 6 is a heater. . Quartz glass is mainly used as the material of the
スートプリフォームの脱水・透明化は、スートプリフォームの下端から上端に向かって行われる。このとき、上端部に近づくほど、熱が上方に拡散するため、加熱炉出力を高くする必要があり、エネルギーコストが高くなってしまう。この課題に対し、特許文献1に開示された従来技術では、光ファイバ多孔質母材(スートプリフォーム)の上端に接するように、遮蔽板を取り付けて熱拡散の改善を行っている。
しかしながら、特許文献1の従来技術では、遮蔽板として石英板を用いているが、石英板はカーボンなどの断熱材に比べると断熱効果及び遮熱効果は高いとは言えない。また、不透明化した石英板であっても同様である。
また、カーボンなどの遮熱板を使用した場合には、熱により劣化したカーボンの粉塵により母材品質の悪化が懸念される。
However, in the prior art of Patent Document 1, a quartz plate is used as a shielding plate. However, it cannot be said that the quartz plate has a higher heat insulating effect and heat shielding effect than a heat insulating material such as carbon. The same applies to an opaque quartz plate.
Further, when a heat shield such as carbon is used, there is a concern that the quality of the base material is deteriorated due to carbon dust deteriorated by heat.
本発明は、前記事情に鑑みてなされ、加熱炉の熱効率を向上でき、より低出力でスートプリフォームの焼結が可能となる光ファイバ母材製造装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical fiber preform manufacturing apparatus that can improve the thermal efficiency of a heating furnace and can sinter a soot preform with a lower output.
前記目的を達成するため、本発明は、スートプリフォームを炉心管内部に収容し、加熱して光ファイバ母材を製造する加熱炉を有する光ファイバ母材製造装置において、
スートプリフォームの上部に、断熱材を含む遮熱円盤を設置したことを特徴とする光ファイバ母材製造装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides an optical fiber preform manufacturing apparatus having a heating furnace in which a soot preform is accommodated in a furnace tube and heated to manufacture an optical fiber preform.
Provided is an optical fiber preform manufacturing apparatus in which a heat shield disk including a heat insulating material is installed on an upper portion of a soot preform.
本発明の光ファイバ母材製造装置において、スートプリフォームの上部に設置した遮熱円盤が、ガラス容器内に断熱材を収容した構造であることが好ましい。 In the optical fiber preform manufacturing apparatus of the present invention, it is preferable that the heat shield disk installed on the upper portion of the soot preform has a structure in which a heat insulating material is accommodated in a glass container.
本発明の光ファイバ母材製造装置において、スートプリフォームの上部に設置した遮熱円盤が、カーボン製断熱材を含むことが好ましい。 In the optical fiber preform manufacturing apparatus of the present invention, it is preferable that the heat shield disk installed on the upper portion of the soot preform includes a carbon heat insulating material.
本発明の光ファイバ母材製造装置において、スートプリフォームの上部に設置した遮熱円盤が、グラスウール製断熱材を含むことが好ましい。 In the optical fiber preform manufacturing apparatus of the present invention, it is preferable that the heat shield disk installed on the upper portion of the soot preform includes a glass wool heat insulating material.
本発明の光ファイバ母材製造装置は、スートプリフォームの上部に、断熱材を含む遮熱円盤を設置した構成としたので、スートプリフォームの脱水・透明化においてスートプリフォーム上方側への熱の拡散を抑制でき、加熱炉の熱効率を向上でき、より低出力でスートプリフォームの焼結が可能となる。
また、カーボン製断熱材などの断熱材を石英ガラス製の容器に密封し、又は石英ガラスで覆うことで、断熱材の加熱時の発塵を抑えることができるので、光ファイバ母材の品質の悪化を防ぐことができる。
The optical fiber preform manufacturing apparatus of the present invention has a structure in which a heat shield disk including a heat insulating material is installed on the upper portion of the soot preform. Diffusion can be suppressed, the thermal efficiency of the heating furnace can be improved, and the soot preform can be sintered at a lower output.
In addition, by sealing a heat insulating material such as a carbon heat insulating material in a quartz glass container or covering it with quartz glass, dust generation during heating of the heat insulating material can be suppressed, so that the quality of the optical fiber preform can be improved. Deterioration can be prevented.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図2は、本発明の光ファイバ母材製造装置の一実施形態を示す図である。本実施形態の光ファイバ母材製造装置10は、スートプリフォーム1(透明化後は光ファイバ母材2)を収容する炉心管3と、そのスートプリフォーム1を加熱するためのヒータ4と、スートプリフォーム1の上部に設置された断熱材を含む遮熱円盤5とを備えて構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the optical fiber preform manufacturing apparatus of the present invention. An optical fiber
このスートプリフォーム1は、その上端に設けられたダミー棒4を、図示していない移動軸に固定し、この移動軸の上下動によって炉心管3内を上下方向に移動し、ヒータ6との相対位置を変更可能になっている。炉心管3は、石英ガラスによって作られている。
The soot preform 1 has a
図3は、スートプリフォーム1の上部に設置された断熱材を含む遮熱円盤5の第1の例を示す断面図である。本例の遮熱円盤5は、石英ガラスからなる蓋付容器状のガラス容器11内に、カーボン製断熱材12を収容し、このガラス容器11を密封状態とし、その中央の貫通孔をスートプリフォーム1のダミー棒4に挿通した構造になっている。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a first example of a
ガラス容器11に収容される断熱材としては、カーボンファイバ等のカーボン製断熱材の他、グラスウールなどの無機繊維などを用いることができる。
As a heat insulating material accommodated in the
この遮熱円盤5を、図2に示すようにスートプリフォーム1の上部に設置し、脱水・透明化を行う場合、スートプリフォーム1をヒータ6により加熱する際に、炉心管3内の熱が上方に拡散するのを遮熱円盤5によって抑制でき、光ファイバ母材製造装置10の加熱炉の熱効率を向上でき、より低出力でスートプリフォーム1を焼結して透明な光ファイバ母材2を製造することができる。
また、カーボン製断熱材などの断熱材12を石英ガラス製の容器11に密封した遮熱円盤5を用いたことで、断熱材12の加熱時の発塵を抑えることができるので、光ファイバ母材の品質の悪化を防ぐことができる。図4に示すように、円盤状のカーボン製断熱材12のみを使用した場合には、高温加熱によりカーボン製断熱材12から発塵が生じ、それが光ファイバ母材2中に混入し、光ファイバ母材の紡糸時に光ファイバの機械強度を悪化させて断線等のトラブルを生じ易くなる。
When the
Further, since the
図5は、本発明において用いる遮熱円盤の第2の例を示す断面図である。本例の遮熱円盤は、カーボン製断熱材12をガラス容器13内に完全に封入した構造になっている。
本例では、図3の遮熱円盤5を用いた場合と同様の効果を得ることができる。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a second example of the heat shield disk used in the present invention. The heat shield disk of this example has a structure in which the carbon
In this example, the same effect as the case where the
(実施例1)
図3に示す円盤型のガラス容器にカーボン製断熱材を収容した遮熱円盤を、図2に示すようにスートプリフォームの上部に設置し、スートプリフォームの透明化を実施した。
本実施例では、円盤を使用しないときと比較して、加熱炉電力を10%程度削減して透明化することが可能であった。
また、この透明化した光ファイバ母材を光ファイバに線引きしたところ、遮熱円盤を使用しない母材と同様の機械強度を示した。
Example 1
As shown in FIG. 2, a soot preform was made transparent by installing a heat shield disc in which a carbon heat insulating material was housed in a disc-shaped glass container shown in FIG. 3.
In this example, it was possible to reduce the heating furnace power by about 10% and make it transparent as compared with the case where no disk was used.
Moreover, when this transparent optical fiber preform was drawn on an optical fiber, it showed the same mechanical strength as that of the preform that did not use a heat shield disk.
(比較例1)
図4に示すカーボン製断熱材12からなる遮熱円盤をスートプリフォームの上部に設置し、スートプリフォームの透明化を実施した。
本比較例では、円盤を使用しないときと比較して、加熱炉電力を10%程度削減して透明化することが可能であった。しかし、この透明化した光ファイバ母材を線引きした光ファイバの機械強度不良発生回数は、合計20回であった。
(Comparative Example 1)
A heat shield disk made of the carbon
In this comparative example, it was possible to make the heating furnace power transparent by reducing the heating furnace power by about 10% as compared with the case where no disk was used. However, the number of occurrences of mechanical strength defects in the optical fiber obtained by drawing the transparent optical fiber preform was 20 in total.
(実施例2)
図5に示すように、円盤型の密閉したガラス容器にカーボン製断熱材12を含む遮熱円盤を、図2に示すようにスートプリフォームの上部に設置し、スートプリフォームの透明化を実施した。
本実施例では、円盤を使用しないときと比較して、加熱炉電力を10%程度削減して透明化することが可能であった。
また、この透明化した光ファイバ母材を光ファイバに線引きしたところ、遮熱円盤を使用しない母材と同様の機械強度を示した。
この紡糸炉下部開口部を使用して10母材の紡糸を行った。その結果、光ファイバの機械強度不良発生回数は0回と良好であった。
(Example 2)
As shown in FIG. 5, a heat shielding disk including a carbon
In this example, it was possible to reduce the heating furnace power by about 10% and make it transparent as compared with the case where no disk was used.
Moreover, when this transparent optical fiber preform was drawn on an optical fiber, it showed the same mechanical strength as that of the preform that did not use a heat shield disk.
Ten base materials were spun using the lower opening of the spinning furnace. As a result, the number of occurrences of mechanical strength defects in the optical fiber was as good as zero.
(実施例3)
図3に示すように、円盤型のガラス容器にグラスウール製断熱材を収容した遮熱円盤を、図2に示すようにスートプリフォームの上部に設置し、スートプリフォームの透明化を実施した。
本実施例では、円盤を使用しないときと比較して、加熱炉電力を10%程度削減して透明化することが可能であった。
また、この透明化した光ファイバ母材を光ファイバに線引きしたところ、遮熱円盤を使用しない母材と同様の機械強度を示した。
(Example 3)
As shown in FIG. 3, a heat shield disc in which a glass wool heat insulating material was housed in a disc-shaped glass container was installed on the upper portion of the soot preform as shown in FIG. 2, and the soot preform was made transparent.
In this example, it was possible to reduce the heating furnace power by about 10% and make it transparent as compared with the case where no disk was used.
Moreover, when this transparent optical fiber preform was drawn on an optical fiber, it showed the same mechanical strength as that of the preform that did not use a heat shield disk.
1…スートプリフォーム、2…光ファイバ母材、3…炉心管、4…ダミー棒、5…遮熱円盤、6…ヒータ、10…光ファイバ母材製造装置、11…ガラス容器、12…カーボン製断熱材、13…ガラス容器。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Soot preform, 2 ... Optical fiber preform | base_material, 3 ... Core tube, 4 ... Dummy rod, 5 ... Heat insulation disk, 6 ... Heater, 10 ... Optical fiber preform manufacturing apparatus, 11 ... Glass container, 12 ... Carbon Heat-insulating material, 13 ... Glass container.
Claims (4)
スートプリフォームの上部に、断熱材を含む遮熱円盤を設置したことを特徴とする光ファイバ母材製造装置。 In an optical fiber preform manufacturing apparatus having a heating furnace that houses a soot preform in a furnace core tube and heats to produce an optical fiber preform,
An optical fiber preform manufacturing apparatus characterized in that a heat shield disk including a heat insulating material is installed on an upper portion of a soot preform.
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