JP2013032266A - Heat treatment apparatus for porous glass preform - Google Patents

Heat treatment apparatus for porous glass preform Download PDF

Info

Publication number
JP2013032266A
JP2013032266A JP2012125747A JP2012125747A JP2013032266A JP 2013032266 A JP2013032266 A JP 2013032266A JP 2012125747 A JP2012125747 A JP 2012125747A JP 2012125747 A JP2012125747 A JP 2012125747A JP 2013032266 A JP2013032266 A JP 2013032266A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tube
core tube
soaking
heat treatment
treatment apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012125747A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5778080B2 (en
Inventor
Kazuhiko Suganuma
一彦 菅沼
Tatsuya Taniguchi
達也 谷口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
Priority to JP2012125747A priority Critical patent/JP5778080B2/en
Publication of JP2013032266A publication Critical patent/JP2013032266A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5778080B2 publication Critical patent/JP5778080B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
    • C03B37/01446Thermal after-treatment of preforms, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
    • C03B37/0146Furnaces therefor, e.g. muffle tubes, furnace linings

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat treatment apparatus for a porous glass preform capable of preventing deformation of a furnace core tube over a longer period in comparison with conventional ones.SOLUTION: This heat treatment apparatus 1 has a heating element 5 and a furnace body 3 for holding the heating element 5. A soaking tube 7 is provided on the inner surface side of the heating element 5. The soaking tube 7 transfers heat from the heating element 5 uniformly to a heating object. Preferably, the soaking tube 7 is made of, for example, carbon in consideration of heat resistance against use at high temperature, cost or the like. A furnace core tube 9 is inserted on the inner surface side of the soaking tube 7. The outer circumferential surface of the furnace core tube 9 is in contact with the inner circumferential surface of the soaking tube 7. Consequently, at least in a heating region by the heating element 5, the outer circumferential surface side of the furnace core tube 9 is supported by the inner circumferential surface of the soaking tube 7. A coating 7a is provided on a contact part between the furnace core tube 9 and the soaking tube 7. The coating 7 is a coating of silicon carbide.

Description

本発明は、多孔質ガラス母材を熱処理してガラス化するための多孔質ガラス母材の熱処理装置に関するものである。   The present invention relates to a heat treatment apparatus for a porous glass base material for vitrifying the porous glass base material by heat treatment.

光ファイバ用のガラス母材を製造するためには、例えば、OVD法(Outside Vapor Deposition method)等によって製造された多孔質ガラス母材を熱処理してガラス化する方法がある。   In order to manufacture a glass base material for an optical fiber, for example, there is a method in which a porous glass base material manufactured by an OVD method (Outside Vapor Deposition method) or the like is heat treated to be vitrified.

多孔質ガラス母材をガラス化するための熱処理装置としては、例えば図11に示すような熱処理装置100が用いられる。熱処理装置100は、主に、発熱体105を保持する炉体103と、炉体103の内部に設置される均熱管107と、均熱管107の内部に設置される炉心管109等から構成される。   As a heat treatment apparatus for vitrifying the porous glass base material, for example, a heat treatment apparatus 100 as shown in FIG. 11 is used. The heat treatment apparatus 100 mainly includes a furnace body 103 that holds a heating element 105, a heat equalizing tube 107 installed inside the furnace body 103, a furnace core tube 109 installed inside the heat equalizing tube 107, and the like. .

炉心管109は、上部外周に突設された鍔部109aと、下部外周に突設された鍔部109bとを有する。鍔部109aは、炉体103の上面に載せられ、鍔部109bは炉体103の底面に載せられて、炉心管109が炉体103に支持される。   The core tube 109 has a flange 109a protruding from the upper outer periphery and a flange 109b protruding from the lower outer periphery. The flange 109 a is placed on the upper surface of the furnace body 103, and the flange 109 b is placed on the bottom surface of the furnace body 103, so that the furnace core tube 109 is supported by the furnace body 103.

炉心管103の上端は上蓋により塞がれており、この上蓋には孔115が形成される。孔115は、多孔質ガラス母材117を支持する支持部材を貫通する部位である。炉心管109の下端には処理ガス導入口111が設けられ、炉心管109内にHeガスやClガス等が供給される。また、炉心管109の上部には、炉心管109内の排気ガスを排出する排気口113が設けられる。 The upper end of the core tube 103 is closed by an upper lid, and a hole 115 is formed in the upper lid. The hole 115 is a part that penetrates the support member that supports the porous glass base material 117. A processing gas inlet 111 is provided at the lower end of the core tube 109, and He gas, Cl 2 gas, or the like is supplied into the core tube 109. Further, an exhaust port 113 for exhausting the exhaust gas in the core tube 109 is provided at the upper part of the core tube 109.

均熱管107は、発熱体105の配置による温度ムラ等を防止して均一に多孔質ガラス母材117を加熱するためのものである。炉心管109は、耐熱性や、処理ガス等に対する耐食性、内部に配置される多孔質ガラス母材に対する汚染防止等の観点から、通常、石英製のものが使用される。また、均熱管107は、耐熱性やその強度から、カーボン製のものが使用される。   The soaking tube 107 is for heating the porous glass base material 117 uniformly by preventing temperature unevenness due to the arrangement of the heating element 105. The furnace core tube 109 is usually made of quartz from the viewpoints of heat resistance, corrosion resistance to the processing gas, etc., and prevention of contamination of the porous glass base material disposed therein. The soaking tube 107 is made of carbon because of its heat resistance and its strength.

石英系の多孔質ガラス母材117を熱処理するためには、通常、1400℃以上に加熱する必要がある。しかしながら、このような高温下で長時間使用すると、石英製の炉心管109が変形する恐れがある。すなわち、炉心管109が熱により軟化し、その自重によって変形(座屈など)を生じる恐れがある。   In order to heat-treat the quartz-based porous glass base material 117, it is usually necessary to heat it to 1400 ° C. or higher. However, if used at such a high temperature for a long time, the quartz core tube 109 may be deformed. That is, the core tube 109 may be softened by heat and may be deformed (such as buckling) by its own weight.

このような使用時における石英製の炉心管109の変形を押さえる方法としては、例えば、炉心管の自重を長手方向に分割して負担する炉心管自重分割負担手段を備えた加熱炉が提案されている(特許文献1)。   As a method for suppressing the deformation of the quartz core tube 109 during such use, for example, a heating furnace provided with a core tube self-weight dividing load means that divides and bears the self-weight of the core tube in the longitudinal direction has been proposed. (Patent Document 1).

特開2000−226217号公報JP 2000-226217 A

しかし、カーボン製の均熱管と石英製の炉心管とを接触させた状態で前述のような高温で使用すると、炉心管を均熱管で支持しているにも関わらず、長期間の使用によって炉心管の変形が進行する。すなわち、従来の方法では、炉心管の変形を確実に防止することが困難であり、より長期間にわたって安定して使用可能な熱処理装置が要求されている。   However, when the soaking tube made of carbon and the quartz core tube made of quartz are in contact with each other at a high temperature as described above, the core will be used for a long time even though the core tube is supported by the soaking tube. Deformation of the tube proceeds. That is, in the conventional method, it is difficult to reliably prevent the deformation of the core tube, and a heat treatment apparatus that can be used stably over a longer period is required.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、従来と比較してより炉心管の変形を抑制することが可能な、多孔質ガラス母材の熱処理装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a heat treatment apparatus for a porous glass base material that can suppress deformation of the core tube more than the conventional one. .

前述した目的を達成するため、本発明は、多孔質ガラス母材の熱処理装置であって、内部に多孔質ガラス母材を配置可能な石英製の炉心管と、前記炉心管の外周に設けられる均熱管と、前記均熱管の外周に設けられる発熱体と、前記発熱体を覆う炉体と、を具備し、前記均熱管は、前記発熱体によって加熱される領域の少なくとも一部が前記炉心管と接触し、前記均熱管の少なくとも前記炉心管との接触部は炭化ケイ素で構成されることを特徴とする多孔質ガラス母材の熱処理装置である。   In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is a heat treatment apparatus for a porous glass base material, which is provided in a quartz core tube in which a porous glass base material can be disposed, and on the outer periphery of the core tube. A soaking tube; a heating element provided on an outer periphery of the soaking tube; and a furnace body covering the heating element, wherein the soaking tube has at least a part of a region heated by the heating element. And at least a contact portion of the soaking tube with the core tube is made of silicon carbide.

前記均熱管はカーボン製であり、前記均熱管の前記炉心管との接触部には炭化ケイ素がコーティングされてもよく、前記均熱管は、前記炉心管との接触部に配置される炭化ケイ素製のスペーサを具備してもよい。   The soaking tube is made of carbon, and a contact portion of the soaking tube with the core tube may be coated with silicon carbide, and the soaking tube is made of silicon carbide disposed at the contact portion with the core tube. The spacer may be provided.

前記炉心管の外面には、径方向に突出する鍔部が、長手方向に所定間隔で複数形成され、前記均熱管は、長手方向に複数に分割されるとともに、周方向に複数に分割され、前記鍔部は、分割されたそれぞれの前記均熱管によって支持され、分割された前記均熱管の上下端面および内面が炭化ケイ素で構成されてもよい。   On the outer surface of the core tube, a plurality of flange portions protruding in the radial direction are formed at predetermined intervals in the longitudinal direction, and the heat equalizing tube is divided into a plurality of portions in the longitudinal direction and a plurality of portions in the circumferential direction, The flange may be supported by each of the divided heat equalizing tubes, and the upper and lower end surfaces and the inner surface of the divided heat equalizing tubes may be made of silicon carbide.

前記炉心管の外面には、径方向に突出する鉤型の第1の鍔部が、長手方向に所定間隔で複数形成され、前記均熱管の内面には、前記第1の鍔部と嵌合可能な鉤型の第2の鍔部が形成され、前記第1の鍔部と前記第2の鍔部とが嵌合し、前記炉心管が前記均熱管によって支持され、前記1の鍔部および前記炉心管と接触する前記第2の鍔部の表面が炭化ケイ素で構成されてもよい。   On the outer surface of the core tube, a plurality of bowl-shaped first ribs projecting in the radial direction are formed at predetermined intervals in the longitudinal direction, and the first rib section is fitted on the inner surface of the heat equalizing tube. A possible saddle-shaped second collar is formed, the first collar and the second collar are fitted, the core tube is supported by the soaking tube, the first collar and The surface of the second flange that contacts the furnace core tube may be made of silicon carbide.

本発明によれば、石英製の炉心管を均熱管と接触させることで、炉心管を均熱管によって支持することができるとともに、炉心管と接触する部位が炭化ケイ素で構成されるため、炉心管と均熱管との接触界面でのカーボンによる石英の還元反応を抑えることができる。このため、均熱管の消耗を抑制することができ、これに伴う炉心管の変形を抑制することができる。   According to the present invention, since the quartz core tube is brought into contact with the soaking tube, the core tube can be supported by the soaking tube, and the portion in contact with the core tube is made of silicon carbide. It is possible to suppress the reduction reaction of quartz by carbon at the contact interface between the soaking tube and the soaking tube. For this reason, consumption of the soaking tube can be suppressed, and the deformation of the reactor core tube can be suppressed.

なお、炭化ケイ素は、カーボン表面の必要な部位にのみコーティングすることで、炭化ケイ素の使用を最小限に抑えることができる。また、コーティングではなく、均熱管の一部に、炭化ケイ素製のスペーサを設けて、石英製の均熱管とカーボンとが直接接触することを防止することもできる。   Note that the use of silicon carbide can be minimized by coating silicon carbide only on necessary portions of the carbon surface. Further, a spacer made of silicon carbide may be provided in a part of the soaking tube instead of the coating to prevent direct contact between the soaking tube made of quartz and the carbon.

また、均熱管の外面に、径方向に突出する鍔部を複数形成し、長手方向に複数に分割されるとともに、周方向に複数に分割された均熱管によって炉心管(鍔部)を支持することで、炉心管の変形を抑制可能であるとともに、炉心管と接触する部位および炉心管の多少の変形によって接触する可能性がある部位を炭化ケイ素で構成することで、効率良く、均熱管等の消耗を抑え、炉心管のそれ以上の変形の進行を抑制することができる。   Also, a plurality of flanges projecting in the radial direction are formed on the outer surface of the soaking tube, and the core tube (saddle) is supported by the soaking tube divided into a plurality of portions in the circumferential direction. Therefore, it is possible to suppress the deformation of the reactor core tube and to make the portion that contacts the reactor core tube and the portion that may be contacted by some deformation of the reactor core tube with silicon carbide, so that the heat equalizing tube, etc. Consumption can be suppressed, and further progress of deformation of the core tube can be suppressed.

本発明によれば、従来と比較してより炉心管の変形を抑制することが可能な、多孔質ガラス母材の熱処理装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the heat processing apparatus of the porous glass base material which can suppress a deformation | transformation of a core tube more compared with the past can be provided.

熱処理装置1を示す図で(a)は概略構成図、(b)は(a)のA部拡大図。It is a figure which shows the heat processing apparatus 1, (a) is a schematic block diagram, (b) is the A section enlarged view of (a). 各反応の平衡定数を示す図。The figure which shows the equilibrium constant of each reaction. 熱処理装置20を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows the heat processing apparatus. 炉心管23および均熱管21の構成を示す分解斜視図。FIG. 3 is an exploded perspective view showing configurations of a core tube 23 and a soaking tube 21. 炉心管23および均熱管21の構成を示す組み立て斜視図。FIG. 3 is an assembled perspective view showing the configuration of the core tube 23 and the soaking tube 21. 鍔部23b近傍の断面拡大図であり、図5のG部におけるH−H線断面図。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view in the vicinity of the flange portion 23b, and is a cross-sectional view taken along line HH in the G portion of FIG. スペーサ31を用いた場合の、炉心管23および均熱管21の構成を示す分解斜視図。The exploded perspective view which shows the structure of the core tube 23 and the soaking | uniform-heating tube 21 at the time of using the spacer 31. FIG. 図7に対する鍔部23b近傍の断面拡大図。FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of a flange 23b with respect to FIG. 熱処理装置40を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows the heat processing apparatus. 鍔部23bの他の形態を示す図。The figure which shows the other form of the collar part 23b. 従来の熱処理装置100を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows the conventional heat processing apparatus 100. FIG.

以下、本発明の実施の形態にかかる熱処理装置1について説明する。図1(a)は、熱処理装置1の概略構成図である。熱処理装置1は主に、炉体3、発熱体5、均熱管7、炉心管9等から構成される。   Hereinafter, the heat processing apparatus 1 concerning embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 1A is a schematic configuration diagram of the heat treatment apparatus 1. The heat treatment apparatus 1 mainly includes a furnace body 3, a heating element 5, a soaking tube 7, a furnace core tube 9, and the like.

熱処理装置1は、発熱体5および発熱体5を保持する炉体3を有する。発熱体5は、熱処理対象となる多孔質ガラス母材を例えば1400℃以上に加熱可能である。なお、炉体3の内部には、ArガスやNガス等の不活性ガスを供給することが可能である。 The heat treatment apparatus 1 includes a heating element 5 and a furnace body 3 that holds the heating element 5. The heating element 5 can heat the porous glass base material to be heat-treated to, for example, 1400 ° C. or higher. Note that an inert gas such as Ar gas or N 2 gas can be supplied into the furnace body 3.

発熱体5の内面側には、均熱管7が設けられる。均熱管7は、発熱体5からの熱を加熱対象に対して均一に伝えるものである。均熱管7は、高温での使用に対する耐熱性やコスト等を考慮して例えばカーボン製であることが望ましい。   A soaking tube 7 is provided on the inner surface side of the heating element 5. The soaking tube 7 conducts heat from the heating element 5 uniformly to the object to be heated. The soaking tube 7 is preferably made of, for example, carbon in consideration of heat resistance and cost for use at high temperatures.

均熱管7の内面側には、炉心管9が挿入される。炉心管9の外周面は均熱管7の内周面に接触する。したがって、少なくとも発熱体5による加熱領域においては、炉心管9の外周面側が均熱管7の内周面によって支持される。   A core tube 9 is inserted on the inner surface side of the soaking tube 7. The outer peripheral surface of the core tube 9 is in contact with the inner peripheral surface of the soaking tube 7. Therefore, at least in the heating region by the heating element 5, the outer peripheral surface side of the core tube 9 is supported by the inner peripheral surface of the soaking tube 7.

炉心管9の下端側には処理ガス導入口11が設けられる。また、炉心管9の上端近傍には排気口13が設けられる。処理ガス導入口11から処理ガス(HeガスやClガス等)が炉心管9の内部に供給される(図中矢印B方向)。また、排気口13からは、炉心管9内部のガスが排出される(図中矢印C方向)。 A processing gas inlet 11 is provided on the lower end side of the core tube 9. Further, an exhaust port 13 is provided in the vicinity of the upper end of the core tube 9. A processing gas (He gas, Cl 2 gas or the like) is supplied from the processing gas inlet 11 into the core tube 9 (in the direction of arrow B in the figure). Further, the gas inside the furnace core tube 9 is discharged from the exhaust port 13 (in the direction of arrow C in the figure).

炉心管9の上端部には上蓋が設けられ、上蓋には孔15が形成される。孔15は多孔質ガラス母材17を支持する支持部材を挿入する部位である。炉心管9内部に配置される多孔質ガラス母材17は、回転させながら徐々に下方に移動させられる。このようにすることで、多孔質ガラス母材17が炉心管9の内部において高温領域を通過する際に、処理ガス中で熱処理されて、下部から順次ガラス化することができる。なお、石英系の多孔質ガラス母材17をガラス化するためには、熱処理温度としては1400℃以上とすることが望ましい。この際、均熱管7と炉心管9との接触部の温度は、例えば1400〜1450℃程度となる。   An upper lid is provided at the upper end of the core tube 9, and a hole 15 is formed in the upper lid. The hole 15 is a portion into which a support member that supports the porous glass base material 17 is inserted. The porous glass base material 17 disposed inside the core tube 9 is gradually moved downward while rotating. By doing in this way, when the porous glass preform 17 passes through the high temperature region inside the furnace core tube 9, it is heat-treated in the processing gas and can be vitrified sequentially from the lower part. In order to vitrify the quartz-based porous glass base material 17, the heat treatment temperature is desirably 1400 ° C. or higher. Under the present circumstances, the temperature of the contact part of the soaking | uniform-heating tube 7 and the core tube 9 will be about 1400-1450 degreeC, for example.

図1(b)は図1(a)のA部拡大図であり、炉心管9と均熱管7との接触部近傍を示す断面拡大図である。前述の通り、均熱管7はカーボン製である。均熱管7の表面であって炉心管9との接触部にはコーティング7aが設けられる。コーティング7aは炭化ケイ素のコーティングである。   FIG. 1B is an enlarged view of a portion A in FIG. 1A, and is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the contact portion between the core tube 9 and the soaking tube 7. As described above, the soaking tube 7 is made of carbon. A coating 7 a is provided on the surface of the soaking tube 7 and the contact portion with the core tube 9. The coating 7a is a silicon carbide coating.

コーティング7aの厚みは、50μm〜200μmであることが望ましい。コーティング7aが50μmよりも薄いと、本発明の効果を十分に得ることができない。また、コーティング7aを200μmよりも厚くしてもそれ以上効果を得ることが困難であり、コストに対する十分な効果を得ることが困難である。したがって、コーティング7aの厚みは上述の範囲で設定される。なお、コーティング7aとしては、緻密なコーティング層を形成することが望ましく、例えばCVD等により形成することが好ましい。   The thickness of the coating 7a is desirably 50 μm to 200 μm. If the coating 7a is thinner than 50 μm, the effect of the present invention cannot be sufficiently obtained. Further, even if the coating 7a is thicker than 200 μm, it is difficult to obtain an effect any more, and it is difficult to obtain a sufficient effect on cost. Therefore, the thickness of the coating 7a is set within the above range. As the coating 7a, it is desirable to form a dense coating layer, and it is preferable to form it by, for example, CVD.

また、均熱管7を構成する母材としては、コーティング7aを構成する炭化ケイ素に対して略同等の線膨張係数を有するカーボン製であることが望ましい。以上のように構成される熱処理装置1を用いれば、高温領域において、石英製の炉心管9は外周側を均熱管7によって支持されるため、その変形が抑制される。   Moreover, as a base material which comprises the soaking | uniform-heating pipe | tube 7, it is desirable that it is a product made from carbon which has a substantially equivalent linear expansion coefficient with respect to the silicon carbide which comprises the coating 7a. If the heat treatment apparatus 1 configured as described above is used, the quartz core tube 9 is supported on the outer peripheral side by the heat equalizing tube 7 in the high temperature region, so that deformation thereof is suppressed.

ここで、発明者らは、コーティング7aを施さずに、石英製の炉心管9とカーボン製の均熱管7とを接触させると、1400℃以上の使用温度における界面においては、以下の反応が進行することを見出した。
SiO+C→SiO+CO (1)
Here, when the inventors contact the quartz core tube 9 and the carbon soaking tube 7 without applying the coating 7a, the following reaction proceeds at the interface at the use temperature of 1400 ° C. or higher. I found out.
SiO 2 + C → SiO + CO (1)

すなわち、(1)式のように、均熱管のカーボンや炉心管の石英が反応によって消耗する。このため、均熱管7等の表面が消耗することで、炉心管9を十分に支持することが困難となるとともに、炉心管9も薄くなり変形が進行する。したがって、炉心管9の変形等に伴い、炉心管9等の交換を所定期間毎に行う必要がある。   That is, as in the equation (1), the carbon of the soaking tube and the quartz of the furnace core tube are consumed by the reaction. For this reason, when the surface of the soaking tube 7 or the like is consumed, it becomes difficult to sufficiently support the core tube 9, and the core tube 9 is also thinned and undergoes deformation. Therefore, it is necessary to replace the core tube 9 and the like every predetermined period with the deformation of the core tube 9 and the like.

一方、本発明の構成によれば、石英製の炉心管9は、均熱管7を構成するカーボンとは直接は接触しない。すなわち、均熱管7の表面を炭化ケイ素で構成することで、(1)式の反応が進行せず、以下の反応が進行する。
2SiO+SiC→3SiO+CO (2)
On the other hand, according to the configuration of the present invention, the quartz core tube 9 is not in direct contact with the carbon constituting the soaking tube 7. That is, by constituting the surface of the soaking tube 7 with silicon carbide, the reaction of the formula (1) does not proceed and the following reaction proceeds.
2SiO 2 + SiC → 3SiO + CO (2)

図2は、それぞれの(1)式、(2)式の反応の各温度における平衡定数を示す図である。図2のKは(1)式の反応(SiO(s)+C(s)=SiO(g)+CO(g))に対応するものであり、Lは(2)式の反応(2SiO(s)+SiC(s)=3SiO(g)+CO(g))に対応するものである。 FIG. 2 is a diagram showing the equilibrium constants at the respective temperatures of the reactions of the equations (1) and (2). 2 corresponds to the reaction of formula (1) (SiO 2 (s) + C (s) = SiO (g) + CO (g)), and L represents the reaction of formula (2) (2SiO 2 ( s) + SiC (s) = 3SiO (g) + CO (g)).

図2からも明らかなように、1400℃近傍において、(1)式の反応の平衡定数に対して(2)式の反応の平衡定数は約5桁程度小さい。したがって、(1)式の反応と比較して、(2)式の反応は進行しにくい。すなわち、発明者らは、均熱管7の表面を炭化ケイ素とすることで、炭化ケイ素がカーボンと比較して消耗しにくいため(反応が進行しないため)、上述した反応に伴う炉心管9の変形を抑制可能であることを見出した。   As is clear from FIG. 2, at around 1400 ° C., the equilibrium constant of the reaction of formula (2) is about five orders of magnitude smaller than the equilibrium constant of the reaction of formula (1). Therefore, the reaction of the formula (2) hardly proceeds as compared with the reaction of the formula (1). That is, the inventors have made the surface of the soaking tube 7 silicon carbide, so that silicon carbide is not easily consumed compared to carbon (because the reaction does not proceed). It was found that it can be suppressed.

以上のように、本発明によれば、従来のようなカーボンのみによる均熱管によって炉心管を支持する場合と比較して、均熱管等の消耗を抑制することができる。このため、炉心管の変形を抑制することができる。したがって、炉心管の寿命を延ばし、長期にわたって連続して当該炉心管を用いることができる。このため、光ファイバ母材の生産性を高めることができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to suppress the consumption of the soaking tube and the like as compared with the conventional case where the core tube is supported by the soaking tube made of only carbon. For this reason, deformation of the core tube can be suppressed. Therefore, the life of the core tube can be extended and the core tube can be used continuously over a long period of time. For this reason, the productivity of the optical fiber preform can be increased.

特に、本発明においては、カーボンと酸素ガスとの反応を抑制するのではなく、あくまでも炉心管との接触部における石英とカーボンとの接触部における反応を抑制するものである。このため、コーティング7aは炉心管と接触する部位にのみ形成すればよい。   In particular, in the present invention, the reaction between carbon and oxygen gas is not suppressed, but the reaction at the contact portion between quartz and carbon at the contact portion with the core tube is only suppressed. For this reason, the coating 7a has only to be formed on the portion that contacts the core tube.

なお、本発明は、対象となる熱処理炉が炉体全体を減圧にしながら熱処理を行う減圧炉である場合に、より高い効果を得ることができる。これは、減圧することで還元雰囲気となり、接触部近傍の酸素分圧が小さくなるため、そもそも上記反応式((1)式および(2)式)が右側に進行しやすく、また、還元雰囲気となるため、炉心管の還元反応が進行しやすくなるためである。このため、従来の方法では急激に均熱管等の消耗が進行するが、本発明によれば、この消耗を確実に抑制することができる。   In addition, this invention can acquire a higher effect, when the heat processing furnace used as object is a pressure reduction furnace which heat-processes, depressurizing the whole furnace body. This is because a reduced atmosphere is obtained by reducing the pressure, and the partial pressure of oxygen in the vicinity of the contact portion is reduced. Therefore, the above reaction equations (equations (1) and (2)) tend to proceed to the right, and the reducing atmosphere Therefore, the reduction reaction of the core tube is likely to proceed. For this reason, in the conventional method, the consumption of the soaking tube proceeds rapidly, but according to the present invention, this consumption can be reliably suppressed.

次に、他の実施形態について説明する。図3は、熱処理装置20を示す図である。なお、以下の説明において、熱処理装置1と同様の機能を奏する構成については、図1と同様の符号を付し、重複する説明を省略する。熱処理装置20は熱処理装置1と比較して、炉心管および均熱管の構成が異なる。   Next, another embodiment will be described. FIG. 3 is a view showing the heat treatment apparatus 20. In the following description, components having the same functions as those of the heat treatment apparatus 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. The heat treatment apparatus 20 differs from the heat treatment apparatus 1 in the configuration of the core tube and the soaking tube.

石英製の炉心管23は、上部外周に突設された鍔部23aと、下部外周に突設された鍔部23cとを有する。鍔部23aは、炉体3の上面に載せられ、鍔部23cは炉体3の底面に載せられて、炉心管23が炉体3に支持される。また、炉心管23の鍔部23a、23cの中間であって、長手方向に所定間隔で複数の鍔部23bが設けられる。鍔部23bは、炉心管23の外周に突設される。   The quartz core tube 23 made of quartz has a flange portion 23a protruding from the upper outer periphery and a flange portion 23c protruding from the lower outer periphery. The flange portion 23 a is placed on the upper surface of the furnace body 3, and the flange portion 23 c is placed on the bottom surface of the furnace body 3, so that the furnace core tube 23 is supported by the furnace body 3. In addition, a plurality of flanges 23b are provided at predetermined intervals in the longitudinal direction in the middle of the flanges 23a and 23c of the core tube 23. The flange portion 23 b is projected from the outer periphery of the core tube 23.

炉心管23内部に配置される多孔質ガラス母材17は、回転させながら複数の発熱体5で加熱される。このようにすることで、多孔質ガラス母材17を、炉心管9の内部においてガラス化させることができる。
なお、熱処理装置20は、長手方向に複数の発熱体5を有するため、これらの複数の発熱体5を同時に高温にすることにより多孔質ガラス母材17の全長を同時に加熱することができる。また、各発熱体への通電を制御することで発熱体5が作る加熱ゾーンを上下方向に動かすことにより、多孔質ガラス母材17の片端から順に加熱することも可能である。
このように長手方向に複数の発熱体5を有する熱処理装置20は、図1に示す発熱体5が1つである熱処理装置1と比較して、炉心管の変形が起き易い。したがって、長手方向に複数の発熱体5を有する熱処理装置20に本発明を適用するとより大きな効果が得られる。
The porous glass base material 17 disposed inside the core tube 23 is heated by the plurality of heating elements 5 while being rotated. By doing in this way, the porous glass base material 17 can be vitrified inside the core tube 9.
In addition, since the heat processing apparatus 20 has the several heat generating body 5 in the longitudinal direction, the full length of the porous glass base material 17 can be heated simultaneously by making these several heat generating bodies 5 into high temperature simultaneously. Moreover, it is also possible to heat sequentially from one end of the porous glass preform 17 by moving the heating zone formed by the heating element 5 by controlling energization to each heating element.
As described above, the heat treatment apparatus 20 having the plurality of heating elements 5 in the longitudinal direction is more likely to deform the core tube than the heat treatment apparatus 1 having one heating element 5 shown in FIG. Therefore, when the present invention is applied to the heat treatment apparatus 20 having a plurality of heating elements 5 in the longitudinal direction, a greater effect can be obtained.

炉心管23の外周には、均熱管21が所定の間隔をあけて設けられる。図4は、炉心管23および均熱管21の構成を示す分解斜視図であり、図5は組み立て斜視図である。均熱管21は長手方向に複数に分割される。また、均熱管21は、割り部25によって、周方向に複数(図では2つ)に分割される。   On the outer periphery of the core tube 23, soaking tubes 21 are provided at a predetermined interval. 4 is an exploded perspective view showing the configuration of the core tube 23 and the soaking tube 21, and FIG. 5 is an assembled perspective view. The soaking tube 21 is divided into a plurality of pieces in the longitudinal direction. The soaking tube 21 is divided into a plurality (two in the figure) in the circumferential direction by the split portion 25.

分割された均熱管21は、隣り合う鍔部23b間(鍔部23bと鍔部23aまたは23cとの間)に配置される(図中矢印F方向)。すなわち、周方向に分割された均熱管21が互いに向き合うように炉心管23の外周に嵌められる。また、長手方向に分割されたそれぞれの均熱管21は、上下に隣接する各鍔部23b間の長さに設定される。したがって、炉心管23自身の自重が、複数の均熱管21によって長手方向に分割されて負担される。すなわち、炉心管23は均熱管21によって支持され、高温加熱時に炉心管23が自重により座屈変形することが抑制される。   The divided heat equalizing tubes 21 are disposed between the adjacent flanges 23b (between the flanges 23b and the flanges 23a or 23c) (in the direction of arrow F in the figure). That is, the soaking tubes 21 divided in the circumferential direction are fitted on the outer periphery of the core tube 23 so as to face each other. Moreover, each soaking | uniform-heating tube 21 divided | segmented into the longitudinal direction is set to the length between each flange part 23b adjacent to the upper and lower sides. Therefore, the own weight of the core tube 23 itself is divided by the plurality of soaking tubes 21 in the longitudinal direction and is borne. That is, the core tube 23 is supported by the soaking tube 21, and the core tube 23 is prevented from buckling and deforming due to its own weight during high temperature heating.

図6は、鍔部23b近傍の断面拡大図であり、図5のG部におけるH−H線断面図である。均熱管21の内面27(炉心管23との対向面)と、上下の端面29にはコーティング21aが形成される。コーティング21aは、前述のコーティング7aと同様の構成であり、炭化ケイ素で構成される。   6 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the flange portion 23b, and is a cross-sectional view taken along line HH in the G portion of FIG. A coating 21 a is formed on the inner surface 27 (the surface facing the core tube 23) of the heat equalizing tube 21 and the upper and lower end surfaces 29. The coating 21a has the same configuration as the coating 7a described above, and is made of silicon carbide.

すなわち、炉心管23(各鍔部)と接触する端面29にコーティング21aが形成されるため、石英製の炉心管23が均熱管21の母材であるカーボンと直接接触することがない。したがって、炉心管23と均熱管21との接触界面において、前述した(1)式の反応が進行せず、均熱管21等の消耗を抑制し、これによる炉心管23の変形を抑制することができる。   That is, since the coating 21 a is formed on the end surface 29 that contacts the core tube 23 (each flange), the quartz core tube 23 does not directly contact carbon that is the base material of the heat equalizing tube 21. Therefore, the reaction of the above-described equation (1) does not proceed at the contact interface between the core tube 23 and the soaking tube 21, and the consumption of the soaking tube 21 and the like is suppressed, thereby suppressing the deformation of the core tube 23. it can.

なお、本実施形態では、均熱管21の内面27にもコーティング21aが形成される。これは、炉心管23外周面と均熱管21の内周面との隙間が小さいため、炉心管23がわずかに変形した際に、炉心管23が均熱管21の内面と接触し、この接触部において、前述した(1)式の反応が進行することを防止するためである。   In the present embodiment, the coating 21 a is also formed on the inner surface 27 of the soaking tube 21. This is because the gap between the outer peripheral surface of the core tube 23 and the inner peripheral surface of the soaking tube 21 is small, so when the core tube 23 is slightly deformed, the core tube 23 comes into contact with the inner surface of the soaking tube 21, and this contact portion In order to prevent the reaction of the formula (1) described above from proceeding.

以上、本実施形態によれば、炉心管23の自重が、長手方向に複数に分割されて均熱管21によって支持されるため、炉心管23の座屈変形を抑制することができる。また、均熱管21は、炉心管23と接触する部位にコーティング21aが設けられるため、従来のようなカーボンと炉心管とが接触する場合と比較して、均熱管等の消耗を抑制することができる。このため、炉心管の変形を抑制することができる。したがって、炉心管の寿命を延ばし、長期にわたって連続して当該炉心管を用いることができる。   As described above, according to the present embodiment, the own weight of the core tube 23 is divided into a plurality of portions in the longitudinal direction and supported by the soaking tube 21, so that buckling deformation of the core tube 23 can be suppressed. Moreover, since the coating 21a is provided in the site | part which contacts the furnace core tube 23, the soaking | uniform-heating tube 21 suppresses consumption of a soaking tube etc. compared with the case where carbon and a reactor core tube contact conventionally. it can. For this reason, deformation of the core tube can be suppressed. Therefore, the life of the core tube can be extended and the core tube can be used continuously over a long period of time.

図7は、熱処理装置20に対して、さらにスペーサ31を用いた場合の、炉心管23および均熱管21の構成を示す分解斜視図であり、図8は、スペーサ31を用いた場合における図6に対応する断面図である。   FIG. 7 is an exploded perspective view showing the configuration of the core tube 23 and the soaking tube 21 when the spacer 31 is further used for the heat treatment apparatus 20, and FIG. 8 is a diagram of FIG. 6 when the spacer 31 is used. It is sectional drawing corresponding to.

スペーサ31は、炭化ケイ素からなる部材である。図7に示すように、スペーサ31は均熱管21とともに、隣り合う鍔部23b間(鍔部23bと鍔部23aまたは23cとの間)に配置される(図中矢印I方向)。また、長手方向に分割されたそれぞれの均熱管21と、上下に設けられるスペーサ31の厚みとを足した長さが、上下に隣接する各鍔部23b間の長さに設定される。したがって、炉心管23自身の自重が、複数の均熱管21およびスペーサ31によって長手方向に分割されて負担される。   The spacer 31 is a member made of silicon carbide. As shown in FIG. 7, the spacer 31 is disposed with the soaking tube 21 between the adjacent flange portions 23 b (between the flange portion 23 b and the flange portion 23 a or 23 c) (in the direction of arrow I in the figure). Further, the length obtained by adding the respective heat equalizing tubes 21 divided in the longitudinal direction and the thickness of the spacer 31 provided above and below is set to the length between the upper and lower adjacent flange portions 23b. Therefore, the own weight of the core tube 23 itself is divided and burdened by the plurality of soaking tubes 21 and the spacers 31 in the longitudinal direction.

なお、本発明においては、スペーサ31は均熱管21を構成する一部として扱うものとする。また、スペーサ31は、均熱管21と同一の断面形状である必要はなく、少なくとも、均熱管21の上下の端面29の一部に形成されれば良い。   In the present invention, the spacer 31 is treated as a part constituting the soaking tube 21. The spacer 31 does not have to have the same cross-sectional shape as the heat equalizing tube 21, and may be formed at least on part of the upper and lower end surfaces 29 of the heat equalizing tube 21.

図8に示すように、スペーサ31を用いることで、均熱管21の母材(カーボン)と炉心管23(鍔部23b)とが直接接触せず、スペーサ31を介して炉心管23が均熱管21に支持される。したがって、均熱管等の消耗を抑制することができる。このため、炉心管の変形を抑制することができる。   As shown in FIG. 8, by using the spacer 31, the base material (carbon) of the soaking tube 21 and the core tube 23 (the flange 23 b) are not in direct contact, and the core tube 23 is soaked through the spacer 31. 21 is supported. Accordingly, it is possible to suppress the consumption of the soaking tube and the like. For this reason, deformation of the core tube can be suppressed.

次に、さらに他の実施形態について説明する。図9は、熱処理装置40を示す図である。熱処理装置40はいわゆる減圧炉である。なお、以下の説明において、熱処理装置1または熱処理装置20と同様の機能を奏する構成については、図1および図3と同様の符号を付し、重複する説明を省略する。熱処理装置40は熱処理装置1、20と比較して、炉心管23、炉体3および均熱管21の構成が異なる。   Next, still another embodiment will be described. FIG. 9 is a view showing the heat treatment apparatus 40. The heat treatment apparatus 40 is a so-called decompression furnace. In the following description, components having the same functions as those of the heat treatment apparatus 1 or the heat treatment apparatus 20 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 and FIG. The heat treatment apparatus 40 is different from the heat treatment apparatuses 1 and 20 in the configuration of the core tube 23, the furnace body 3, and the soaking tube 21.

石英製の炉心管23は、下部外周に突設された鍔部23cを有する。鍔部23cは炉体3の底面に載せられて、炉心管23が炉体3に支持される。また、炉心管23の鍔部23a、23cの中間であって、長手方向に所定間隔で複数の鍔部23bが設けられる。鍔部23bは、炉心管23の外周に突設される。   The quartz core tube 23 made of quartz has a flange portion 23c projecting from the outer periphery of the lower portion. The flange 23 c is placed on the bottom surface of the furnace body 3, and the furnace core tube 23 is supported by the furnace body 3. In addition, a plurality of flanges 23b are provided at predetermined intervals in the longitudinal direction in the middle of the flanges 23a and 23c of the core tube 23. The flange portion 23 b is projected from the outer periphery of the core tube 23.

炉心管23内部に配置される多孔質ガラス母材17は、回転させながら複数の発熱体5で加熱される。このようにすることで、多孔質ガラス母材17を、炉心管23の内部においてガラス化させることができる。   The porous glass base material 17 disposed inside the core tube 23 is heated by the plurality of heating elements 5 while being rotated. By doing so, the porous glass base material 17 can be vitrified inside the core tube 23.

また、熱処理装置40には、真空ポンプ47が接続される。処理ガス導入口11から炉心管23の内部に導入されたガスは、処理ガス排出口43から真空ポンプ47によって排気される。また、炉体ガス導入口41から炉体3内部に導入されたガスは、炉体ガス排出口45より真空ポンプ47により排気され減圧することができる。   A vacuum pump 47 is connected to the heat treatment apparatus 40. The gas introduced into the core tube 23 from the processing gas inlet 11 is exhausted from the processing gas outlet 43 by the vacuum pump 47. The gas introduced into the furnace body 3 from the furnace body gas inlet 41 can be exhausted from the furnace body gas outlet 45 by the vacuum pump 47 and depressurized.

なお、熱処理装置40は、長手方向に複数の発熱体5を有するため、これらの複数の発熱体5を同時に高温にすることにより多孔質ガラス母材17の全長を同時に加熱することができる。また、各発熱体への通電を制御することで発熱体5が作る加熱ゾーンを上下方向に動かすことにより、多孔質ガラス母材17の片端から順に加熱することも可能である。   In addition, since the heat processing apparatus 40 has the several heat generating body 5 in the longitudinal direction, the full length of the porous glass preform | base_material 17 can be heated simultaneously by making these several heat generating bodies 5 into high temperature simultaneously. Moreover, it is also possible to heat sequentially from one end of the porous glass preform 17 by moving the heating zone formed by the heating element 5 by controlling energization to each heating element.

このように長手方向に複数の発熱体5を有する熱処理装置40は、図1に示す発熱体5が1つである熱処理装置1と比較して、炉心管23の変形が起き易い。したがって、長手方向に複数の発熱体5を有する熱処理装置40に本発明を適用するとより大きな効果が得られる。   As described above, the heat treatment apparatus 40 having the plurality of heating elements 5 in the longitudinal direction is more likely to deform the core tube 23 than the heat treatment apparatus 1 having one heating element 5 shown in FIG. Therefore, when the present invention is applied to the heat treatment apparatus 40 having the plurality of heating elements 5 in the longitudinal direction, a greater effect can be obtained.

熱処理装置20と同様に、炉心管23の外周には、均熱管21が所定の間隔をあけて設けられる。均熱管21は長手方向に複数に分割される。また、均熱管21は、周方向に複数に分割される。分割された均熱管21は、隣り合う鍔部23b間(鍔部23bと鍔部23aまたは23cとの間)に配置される。また、長手方向に分割されたそれぞれの均熱管21は、上下に隣接する各鍔部23b間の長さに設定される。したがって、炉心管23自身の自重が、複数の均熱管21によって長手方向に分割されて負担される。すなわち、炉心管23は均熱管21によって支持され、高温加熱時に炉心管23が自重により座屈変形することが抑制される。   Similar to the heat treatment apparatus 20, soaking tubes 21 are provided on the outer periphery of the core tube 23 at a predetermined interval. The soaking tube 21 is divided into a plurality of pieces in the longitudinal direction. The soaking tube 21 is divided into a plurality of pieces in the circumferential direction. The divided heat equalizing tubes 21 are arranged between the adjacent flanges 23b (between the flanges 23b and the flanges 23a or 23c). Moreover, each soaking | uniform-heating tube 21 divided | segmented into the longitudinal direction is set to the length between each flange part 23b adjacent to the upper and lower sides. Therefore, the own weight of the core tube 23 itself is divided by the plurality of soaking tubes 21 in the longitudinal direction and is borne. That is, the core tube 23 is supported by the soaking tube 21, and the core tube 23 is prevented from buckling and deforming due to its own weight during high temperature heating.

以上、熱処理装置40によれば、熱処理装置20と同様の効果を得ることができる。特に、減圧炉では、前述の(1)式が右に進行しやすいため、より大きな効果を得ることができる。   As mentioned above, according to the heat processing apparatus 40, the effect similar to the heat processing apparatus 20 can be acquired. In particular, in the reduced pressure furnace, the above-described equation (1) is likely to proceed to the right, so that a greater effect can be obtained.

なお、鍔部23b近傍の構成としては前述したような図6に示すように構成してもよく、図8のように構成してもよい。また、図10に示すように、鍔部23bを鉤型としてもよい。   The configuration in the vicinity of the flange 23b may be configured as shown in FIG. 6 as described above, or may be configured as shown in FIG. Moreover, as shown in FIG. 10, the collar part 23b is good also as a bowl shape.

図10に示す例では、炉心管23の外周には鉤型の鍔部23bが設けられる。鍔部23bは、炉心管23の外周に突出し先端において下方に屈曲して形成される。一方、均熱管21には、鍔部23dが設けられる。鍔部23dは、炉心管23の内面側に突出し、先端が上方に屈曲して形成される。鍔部23bと鍔部23dとは互いに嵌合することができる。均熱管21は、図4、図7に示すように、半割形状である。なお、均熱管21の長手方向については、一体であってもよく、図4、図7と同様に、複数に分割してもよい。   In the example shown in FIG. 10, a bowl-shaped flange 23 b is provided on the outer periphery of the core tube 23. The flange portion 23b is formed to protrude from the outer periphery of the core tube 23 and bend downward at the tip. On the other hand, the soaking tube 21 is provided with a flange 23d. The flange portion 23d protrudes toward the inner surface side of the core tube 23, and is formed with a tip bent upward. The flange portion 23b and the flange portion 23d can be fitted to each other. As shown in FIGS. 4 and 7, the heat equalizing tube 21 has a halved shape. In addition, about the longitudinal direction of the soaking | uniform-heating pipe | tube 21, it may be integral and may divide | segment into plurality similarly to FIG. 4, FIG.

均熱管21の内径は、炉心管23の外周に形成された鍔部23bを含む外径よりも大きい。また、鍔部23dの位置での均熱管21の内径は、炉心管23の鍔部23b以外の部位における外径よりも大きい。なお、鍔部23dの内面側と炉心管23の外面との隙間は、鍔部23bの外面と均熱管21の内面との隙間よりも小さい。したがって、鍔部23bと鍔部23dとを嵌合させた際に、炉心管23(鍔部23b)は、鍔部23d以外において均熱管21とは接触しない。   The inner diameter of the soaking tube 21 is larger than the outer diameter including the flange 23 b formed on the outer periphery of the core tube 23. Further, the inner diameter of the heat equalizing tube 21 at the position of the flange portion 23d is larger than the outer diameter of the core tube 23 other than the flange portion 23b. The gap between the inner surface side of the flange 23d and the outer surface of the core tube 23 is smaller than the gap between the outer surface of the flange 23b and the inner surface of the heat equalizing tube 21. Therefore, when the flange portion 23b and the flange portion 23d are fitted, the core tube 23 (the flange portion 23b) does not contact the soaking tube 21 except for the flange portion 23d.

鍔部23dは、均熱管21(鍔部23b)と接触する可能性のある部位に、前述したコーティング21aが形成される。したがって、石英製の炉心管23が均熱管21の母材であるカーボンと直接接触することがない。したがって、炉心管23と均熱管21との接触界面において、前述した(1)式の反応が進行せず、均熱管21等の消耗を抑制し、これによる炉心管23の変形を抑制することができる。なお、炉心管23が変形した際に、均熱管21と接触することを防止するため、鍔に23d以外における均熱管21の内面にコーティング21aを形成してもよい。   The above-described coating 21a is formed on a portion of the flange portion 23d that may come into contact with the soaking tube 21 (the flange portion 23b). Therefore, the quartz core tube 23 is not in direct contact with the carbon that is the base material of the soaking tube 21. Therefore, the reaction of the above-described equation (1) does not proceed at the contact interface between the core tube 23 and the soaking tube 21, and the consumption of the soaking tube 21 and the like is suppressed, thereby suppressing the deformation of the core tube 23. it can. In order to prevent contact with the soaking tube 21 when the core tube 23 is deformed, a coating 21a may be formed on the inner surface of the soaking tube 21 other than 23d.

以下、石英製の炉心管およびカーボン製の均熱管を有する各種の熱処理装置を用いて長期使用を行い、その際の炉心管の寿命を調査した。なお、いずれの熱処理装置においても、炉心管と均熱管との接触部の最高温度が1450℃程度となる条件で使用された。結果を表1に示す。   Hereinafter, long-term use was performed using various heat treatment apparatuses having a quartz core tube and a carbon soaking tube, and the life of the core tube at that time was investigated. In any of the heat treatment apparatuses, the maximum temperature of the contact portion between the core tube and the soaking tube was about 1450 ° C. The results are shown in Table 1.

Figure 2013032266
Figure 2013032266

熱処理装置No.1は、図1に示す熱処理装置1と略同様の構造である。図1におけるコーティング7aとしては、炭化ケイ素をCVDによって50μm形成した。   Heat treatment equipment No. Reference numeral 1 denotes a structure substantially similar to that of the heat treatment apparatus 1 shown in FIG. As the coating 7a in FIG. 1, 50 μm of silicon carbide was formed by CVD.

熱処理装置No.2は、図3に示す熱処理装置20と略同様の構造である。図図6におけるコーティング21aとしては、炭化ケイ素をCVDによって100μm形成した。   Heat treatment equipment No. 2 has substantially the same structure as the heat treatment apparatus 20 shown in FIG. As the coating 21a in FIG. 6, 100 μm of silicon carbide was formed by CVD.

熱処理装置No.3は、図1に示す熱処理装置1と略同様の構造であるが、均熱管にはコーティングを施さず、カーボンと炉心管とが直接接触するものである。   Heat treatment equipment No. 3 has substantially the same structure as that of the heat treatment apparatus 1 shown in FIG. 1, but the soaking tube is not coated and the carbon and the core tube are in direct contact with each other.

熱処理装置No.4は、図3に示す熱処理装置20と略同様の構造であるが、均熱管にはコーティングを施さず、カーボンと炉心管とが直接接触するものである。   Heat treatment equipment No. 4 has substantially the same structure as that of the heat treatment apparatus 20 shown in FIG. 3, but the soaking tube is not coated, and the carbon and the core tube are in direct contact with each other.

表1に示すように、本発明の実施形態であるコーティングを施した熱処理装置No.1、No.2は、長期にわたって炉心管が破損等することなく、継続して使用することができた。   As shown in Table 1, the heat treatment apparatus No. 1 coated with the coating according to the embodiment of the present invention. 1, no. No. 2 could be continuously used for a long time without damaging the core tube.

これに対し、コーティングを施していない熱処理装置No.3は、約1年の使用で、炉心管が座屈変形した。内部を確認すると、均熱管が消耗して薄くなっている部分が見られた。   On the other hand, the heat treatment apparatus No. which is not coated. In No. 3, the core tube was buckled and deformed after about 1 year of use. When the inside was confirmed, the heat sink tube was worn and thinned.

また、同様にコーティングを施していない熱処理装置No.4は、約7カ月の使用で、炉心管が座屈変形して、割れが生じた。内部を確認すると、均熱管が消耗し、炉心管を支持することができない部位が見られた。   Similarly, the heat treatment apparatus No. In No. 4, the core tube was buckled and cracked after about 7 months of use. When the inside was confirmed, it was found that the soaking tube was consumed and the core tube could not be supported.

以上のように、石英製の炉心管を均熱管で支持することで、炉心管の変形を抑制するとともに、この接触部に炭化ケイ素のコーティングを施すことで、接触部における均熱管の消耗を抑制し、これに伴う炉心管の変形を抑制することができる。このため、炉心管の寿命を長くすることができる。   As described above, the quartz core tube is supported by the soaking tube, so that the deformation of the core tube is suppressed, and the silicon carbide coating is applied to the contact portion, thereby suppressing the consumption of the soaking tube at the contact portion. And the deformation | transformation of the core tube which accompanies this can be suppressed. For this reason, the lifetime of a core tube can be lengthened.

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, the technical scope of this invention is not influenced by embodiment mentioned above. It is obvious for those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs.

例えば、上記説明した各実施例の構成は、互いに組み合わせることが可能であることは言うまでもない。例えば、図10に示した鍔部23b、23dの構成を、熱処理装置1、20に適用してもよい。また、均熱管全体を炭化ケイ素で構成しても、当然に同様の効果を得ることができる。また、コーティング等の材質は、炭化ケイ素以外であってもよい。例えば、使用温度(約1400℃)において、前述した(1)式の平衡定数に対して、炭化ケイ素と同様に石英との反応の平衡定数の小さな物質(例えば5桁以上小さな物質)を用いてもよい。   For example, it goes without saying that the configurations of the embodiments described above can be combined with each other. For example, the configuration of the flanges 23b and 23d illustrated in FIG. 10 may be applied to the heat treatment apparatuses 1 and 20. Even if the soaking tube is entirely made of silicon carbide, the same effect can naturally be obtained. The material such as coating may be other than silicon carbide. For example, at a working temperature (about 1400 ° C.), a substance having a small equilibrium constant of reaction with quartz (for example, a substance smaller than 5 digits) is used in the same manner as silicon carbide with respect to the equilibrium constant of equation (1) described above. Also good.

1、20、40………熱処理装置
3………炉体
5………発熱体
7、21………均熱管
7a、21a………コーティング
9、23………炉心管
11………処理ガス導入口
13………排気口
15………孔
17………多孔質ガラス母材
23a、23b、23c………鍔部
25………割り部
27………内面
29………端面
31………スペーサ
41………炉体ガス導入口
43………処理ガス排出口
45………炉体ガス排出口
47………真空ポンプ
100………熱処理装置
103………炉体
105………発熱体
107………均熱管
109………炉心管
109a、109b………鍔部
111………処理ガス導入口
113………排気口
115………孔
117………多孔質ガラス母材
1, 20, 40 ......... heat treatment device 3 ......... furnace body 5 ......... heating elements 7, 21 ......... soaking tubes 7a, 21a ......... coating 9, 23 ......... core tube 11 ......... processing Gas inlet 13... Exhaust port 15... Hole 17... Porous glass base materials 23 a, 23 b, 23 c. ......... Spacer 41 ......... Furnace gas inlet 43 ......... Process gas outlet 45 ......... Furnant gas outlet 47 ...... Vacuum pump 100 ...... Heat treatment apparatus 103 ...... Furnace 105 ... ...... Heating element 107 ...... Soaking tube 109 ...... Core tube 109 a, 109 b ...... Hut 111 ...... Process gas introduction port 113 ...... Exhaust port 115 ...... Hole 117 …… Porous glass Base material

Claims (5)

多孔質ガラス母材の熱処理装置であって、
内部に多孔質ガラス母材を配置可能な石英製の炉心管と、
前記炉心管の外周に設けられる均熱管と、
前記均熱管の外周に設けられる発熱体と、
前記発熱体を覆う炉体と、
を具備し、
前記均熱管は、前記発熱体によって加熱される領域の少なくとも一部が前記炉心管と接触し、前記均熱管の少なくとも前記炉心管との接触部は炭化ケイ素で構成されることを特徴とする多孔質ガラス母材の熱処理装置。
A heat treatment apparatus for a porous glass base material,
A quartz core tube in which a porous glass base material can be placed; and
A soaking tube provided on the outer periphery of the core tube;
A heating element provided on the outer periphery of the soaking tube;
A furnace body covering the heating element;
Comprising
In the soaking tube, at least a part of a region heated by the heating element is in contact with the core tube, and at least a contact portion of the soaking tube with the core tube is made of silicon carbide. Heat treatment equipment for quality glass base material.
前記均熱管はカーボン製であり、前記均熱管の前記炉心管との接触部には炭化ケイ素がコーティングされることを特徴とする請求項1記載の多孔質ガラス母材の熱処理装置。   2. The heat treatment apparatus for a porous glass base material according to claim 1, wherein the soaking tube is made of carbon, and silicon carbide is coated on a contact portion of the soaking tube with the furnace core tube. 前記均熱管はカーボン製であり、
前記均熱管は、前記炉心管との接触部に配置される炭化ケイ素製のスペーサを具備することを特徴とする請求項1記載の多孔質ガラス母材の熱処理装置。
The soaking tube is made of carbon,
2. The heat treatment apparatus for a porous glass base material according to claim 1, wherein the soaking tube includes a spacer made of silicon carbide disposed at a contact portion with the furnace core tube. 3.
前記炉心管の外面には、径方向に突出する鍔部が、長手方向に所定間隔で複数形成され、
前記均熱管は、長手方向に複数に分割されるとともに、周方向に複数に分割され、
前記鍔部は、分割されたそれぞれの前記均熱管によって支持され、
分割された前記均熱管の上下端面および内面が炭化ケイ素で構成されることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の多孔質ガラス母材の熱処理装置。
On the outer surface of the core tube, a plurality of flanges protruding in the radial direction are formed at predetermined intervals in the longitudinal direction,
The soaking tube is divided into a plurality in the longitudinal direction and a plurality in the circumferential direction.
The flange is supported by each of the divided soaking tubes,
The heat treatment apparatus for a porous glass base material according to any one of claims 1 to 3, wherein upper and lower end surfaces and an inner surface of the divided soaking tube are made of silicon carbide.
前記炉心管の外面には、径方向に突出する鉤型の第1の鍔部が、長手方向に所定間隔で複数形成され、
前記均熱管の内面には、前記第1の鍔部と嵌合可能な鉤型の第2の鍔部が形成され、
前記第1の鍔部と前記第2の鍔部とが嵌合し、前記炉心管が前記均熱管によって支持され、
前記1の鍔部および前記炉心管と接触する前記第2の鍔部の表面が炭化ケイ素で構成されることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の多孔質ガラス母材の熱処理装置。
On the outer surface of the core tube, a plurality of saddle-shaped first flanges projecting in the radial direction are formed at predetermined intervals in the longitudinal direction,
On the inner surface of the heat equalizing tube, a hook-shaped second hook part that can be fitted to the first hook part is formed,
The first flange and the second flange are fitted, and the core tube is supported by the soaking tube,
The porous glass base material according to any one of claims 1 to 3, wherein surfaces of the first collar part and the second collar part in contact with the core tube are made of silicon carbide. Heat treatment equipment.
JP2012125747A 2011-06-27 2012-06-01 Heat treatment equipment for porous glass base material Active JP5778080B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012125747A JP5778080B2 (en) 2011-06-27 2012-06-01 Heat treatment equipment for porous glass base material

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011141629 2011-06-27
JP2011141629 2011-06-27
JP2012125747A JP5778080B2 (en) 2011-06-27 2012-06-01 Heat treatment equipment for porous glass base material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013032266A true JP2013032266A (en) 2013-02-14
JP5778080B2 JP5778080B2 (en) 2015-09-16

Family

ID=47788479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012125747A Active JP5778080B2 (en) 2011-06-27 2012-06-01 Heat treatment equipment for porous glass base material

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5778080B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107879616A (en) * 2016-09-29 2018-04-06 住友电气工业株式会社 The manufacture method and manufacture device of base glass material

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59137334A (en) * 1983-01-22 1984-08-07 Sumitomo Electric Ind Ltd Manufacturing apparatus of base material for optical fiber
JPS6096536A (en) * 1983-10-26 1985-05-30 Hitachi Cable Ltd Furnace for producing optical fiber preform
JPS6186434A (en) * 1984-10-04 1986-05-01 Hitachi Cable Ltd Heating furnace for producing optical fiber parent material
JPH0537928U (en) * 1991-10-30 1993-05-21 古河電気工業株式会社 Quartz-based porous glass body heat treatment equipment
JP2000226217A (en) * 1999-02-04 2000-08-15 Furukawa Electric Co Ltd:The Heating furnace for dehydrative sintering of porous glass preform
JP2004210615A (en) * 2003-01-08 2004-07-29 Sumitomo Electric Ind Ltd Method and apparatus for manufacturing glass preform
JP2006076861A (en) * 2004-09-13 2006-03-23 Sumitomo Electric Ind Ltd Heating furnace and method for processing glass using the same
JP2010241674A (en) * 2009-03-16 2010-10-28 Furukawa Electric Co Ltd:The Heating furnace for dehydrating and sintering porous glass preform
JP2013249224A (en) * 2012-05-31 2013-12-12 Furukawa Electric Co Ltd:The Heat treatment apparatus for porous glass preform

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59137334A (en) * 1983-01-22 1984-08-07 Sumitomo Electric Ind Ltd Manufacturing apparatus of base material for optical fiber
JPS6096536A (en) * 1983-10-26 1985-05-30 Hitachi Cable Ltd Furnace for producing optical fiber preform
JPS6186434A (en) * 1984-10-04 1986-05-01 Hitachi Cable Ltd Heating furnace for producing optical fiber parent material
JPH0537928U (en) * 1991-10-30 1993-05-21 古河電気工業株式会社 Quartz-based porous glass body heat treatment equipment
JP2000226217A (en) * 1999-02-04 2000-08-15 Furukawa Electric Co Ltd:The Heating furnace for dehydrative sintering of porous glass preform
JP2004210615A (en) * 2003-01-08 2004-07-29 Sumitomo Electric Ind Ltd Method and apparatus for manufacturing glass preform
JP2006076861A (en) * 2004-09-13 2006-03-23 Sumitomo Electric Ind Ltd Heating furnace and method for processing glass using the same
JP2010241674A (en) * 2009-03-16 2010-10-28 Furukawa Electric Co Ltd:The Heating furnace for dehydrating and sintering porous glass preform
JP2013249224A (en) * 2012-05-31 2013-12-12 Furukawa Electric Co Ltd:The Heat treatment apparatus for porous glass preform

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107879616A (en) * 2016-09-29 2018-04-06 住友电气工业株式会社 The manufacture method and manufacture device of base glass material
CN107879616B (en) * 2016-09-29 2022-03-11 住友电气工业株式会社 Method and apparatus for manufacturing glass base material

Also Published As

Publication number Publication date
JP5778080B2 (en) 2015-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5546642B2 (en) Method for producing quartz glass cylinder and carrier for carrying out the method
JP2010132505A (en) Optical fiber production device and method for producing optical fiber
KR20120140625A (en) Heat treatment furnace and heat treatment apparatus
JP5639116B2 (en) Heat treatment equipment for porous glass base material
JP5778080B2 (en) Heat treatment equipment for porous glass base material
CN108529870B (en) Method and apparatus for manufacturing optical fiber base material for drawing
JP3693739B2 (en) High frequency induction furnace
JP5365884B2 (en) Halogen heater lamp unit and heat treatment apparatus
JP2011195863A (en) Atomic-layer deposition apparatus and atomic-layer deposition method
JP5376621B2 (en) Indirect cooling device for hatching box
KR101585924B1 (en) Reactor for thermal CVD SiC coating apparatus
JP6573560B2 (en) Heat treatment equipment
JPS63199414A (en) Heat treatment equipment for substrate
JP2008130356A (en) Hot plate, and board processing device
JP2009049047A (en) Vapor-phase growth apparatus and vapor-phase growth method
JP7412270B2 (en) Optical fiber base material manufacturing equipment and manufacturing method
JP2020164932A (en) Electric heating wire, manufacturing method of electric heating wire, and vacuum treatment apparatus
TWI588904B (en) Heat treatment method
KR20120072668A (en) Vacuum heat treatment apparatus
JP5503339B2 (en) Heating furnace for dehydration sintering of porous glass base material
CN102517565A (en) Vertical deposition furnace tube
JP6817799B2 (en) Heat treatment furnace
WO2004101457A1 (en) Process for producing glass parent material of optical fiber
KR100641942B1 (en) Furnace for manufacturing optical fibers preform using Modified Chemical Vapor Deposition
JP4415110B2 (en) High temperature heat treatment furnace

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20131105

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20141031

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20141118

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20141225

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150623

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150708

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5778080

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350