JP2014013135A - 装置 - Google Patents

Abstract

【課題】新規で効率的なシーリングを有する装置を提供すること。
【解決手段】本発明は装置に関する。効率的な封止を得るために、装置は、中心開口の周りに概ねリング状構成で配置される複数の封止要素（２’’’’）を有するシーリングを備える。各封止要素は、中心開口に面する封止面を備える。封止要素（２’’’’）の部分を受けるために、少なくとも１つのチャンバ（１３’’’’）が含まれる。少なくとも１つのチャンバ（１３’’’’）に受けられる封止要素の部分に作用する過剰圧力であって、封止要素の封止面を押圧し中心開口の方に移動させるための過剰圧力を発生させるために、流体供給源への入口は、少なくとも１つのチャンバ（１３’’’’）に流体を供給する。
【選択図】図６

Description

[0001]本発明は、シーリングを有する装置に関する。以下において、例として、光ファイバの線引きのために使用されるガラスプリフォームを加熱するための装置を参照することによって本発明を説明するが、本発明が、他の目的にも用いられ得ることに留意されたい。

[0002]線引きして光ファイバにすることができるようにガラスプリフォームを加熱するための炉は、以前から知られている。この知られている炉は、周囲の加熱要素を有する垂直な中心穴を備える。ガラスプリフォームは、上方からこの炉に供給され、このガラスプリフォームが加熱される間、光ファイバをガラスプリフォームの軟化した下端から線引きすることができる。

[0003]線引きされたファイバの特性が優れていることを保証するために、炉の内部を周囲の環境から密封する必要がある。以前から知られている炉では、グラファイトリングが炉の上端にシーリングとして配置される。この解決策では、グラファイトリングの内径は、ガラスプリフォームの外径と概ね一致するように寸法決定される一方で、グラファイトリングの外側部分は、炉の表面に沿って緊密に配置される。

[0004]上述した先行技術の解決策に伴う欠点には、ガラスプリフォームの断面形状が一定ではないということがある。実際には、ガラスプリフォームは、断面が通常、主に円形である。しかし、ガラスプリフォーム製造中の実際的な問題により、ガラスプリフォームのいくつかの部分で断面形状および／または直径が異なる場合がある。これは問題である、というのは、そのような場合、グラファイトリングがガラスプリフォームの形状に効率的に適合することができず、その結果、ガラスプリフォームとグラファイトリングとの間に大きな間隙が生じる、あるいは、ガラスプリフォームの表面とグラファイトリングの表面との間の過剰な接触力によりガラスプリフォームの表面またはグラファイトリングの表面が損傷し得る状況を生じるためである。

[0005]さらに、先行技術のシーリングの解決策により、断面寸法が異なるガラスプリフォームに対して単一の炉を単に用いることができない。そうではなく、炉の変更を避けるためには、単一の炉は、所定の断面寸法を有するガラスプリフォームに対してのみ実際には用いることができる。

[0006]本発明の一実施形態による目的は、上述の欠点を解決することであり、新規で効率的なシーリングを有する装置を提供することである。この目的は、独立請求項１による装置で達成される。

[0007]中心開口の周りに概ねリング状構成で配置される複数の封止要素、および「過剰圧力が加えられた」チャンバに受けられる部分を有するシーリングが、効率的な封止が得られる解決策を得ることを可能にする。そのような解決策において、封止要素が常に最適な位置にあるように、チャンバ内の過剰圧力が、中心開口の方に封止要素を移動させることができる。

[0008]本発明の好ましい実施形態は、従属請求項において開示される。

[0009]以下において、本発明を例示によりまた添付の図面を参照してより詳細に説明する。

[0010]装置の第１の実施形態を示す図である。 [0011]装置の第２の実施形態を示す図である。 [0012]装置の第３の実施形態を示す図である。 [0013]装置の第４の実施形態を示す図である。 装置の第４の実施形態を示す図である。 [0014]装置の第５の実施形態を示す図である。 [0015]装置の第６の実施形態を示す図である。

[0016]図１は、装置１の第１の実施形態を示す。装置は、中心開口の周りに概ねリング状構成で配置される複数の封止要素２を備える。図１の実施形態において、概ね円筒状のガラス製の物体などの細長い物体３が、中心開口内に突出する。細長い物体は、ガラスプリフォームとすることができ、このガラスプリフォームは、垂直な中心穴５の周りに配置される加熱要素４によって加熱される。ガラスプリフォームを加熱するためのそのような炉６では、ガラスプリフォームは、光ファイバ７をガラスプリフォームの下端から線引きすることができるまで加熱される。

[0017]光ファイバ７の特性が優れていることを保証するために、光ファイバ７の線引きの間炉６の内部が周囲から密封されることを確実にする必要がある。不活性ガスを用いることによって炉の下側開口８は周囲から密封される。この例において、不活性ガス１１は、装置１のさまざまな位置に配置されるガス入口１０を介して炉内に供給される。封止要素２により、導入される不活性ガス１１のほとんどは下方へ流れることになり、その結果、不活性ガス１１がこの下側開口８を介して炉から流出するために、たとえば、炉６の周囲にある空気が下側開口８を介して炉に流入するのを防ぐ。あるいは、炉の中心穴を通る上方への流れを有することも可能である。その場合には、一代替例は、図１に示されるよりもかなり下側の位置で不活性ガスを中心穴に導入することである。その場合には、炉の上側部分のガス入口は必須ではない。

[0018]封止要素２は、チャンバ１３内に突出する部分１２を有する細長い板として成形される。封止要素２の少なくとも封止面１５は、たとえば、ガラスまたはグラファイトから製造することができる。実装形態によっては、各封止要素が、各自のチャンバを有することができ、あるいは２つ以上の封止要素２の部分１２が、単一のチャンバ１３内に突出することもできる。流体は、入口１４を介してチャンバ１３または複数のチャンバに導入される。一代替例は、他の入口１０を介して炉６の内部に導入したものと同じ不活性ガスを用いることである。いずれの場合においても、チャンバ１３または複数のチャンバに導入される流体が、１つまたは複数のチャンバ内に過剰圧力を発生させる。したがって、チャンバ１３における封止要素２の部分１２に作用する圧力は、封止要素２がその周りに配置される中央開口における圧力よりも高い。その結果、図１の例において、各封止要素２の封止面１５が、細長い物体３、換言すれば、ガラスプリフォームと接触するように、過剰圧力が封止要素２を押圧し中心開口の方に移動させる。

[0019]各封止要素を他の封止要素とは別々に正確に最適な位置に移動させることができるので、別々に移動させることができる複数の封止要素２の使用により、物体３の周りに効率的な封止を得ることが可能になる。したがって、効率的な封止が物体の外側面全体に沿って得られる。たとえば、何らかの理由のために物体が完全な円形断面を有していない場合、このことは封止の効率に影響しない。さらに、封止要素が互いに独立して最適な位置に動くことができると、より小さい、またはより大きい直径を有する物体の場合と同様に、起こり得る直径のばらつきも補償することができる。封止要素の封止面１５が物体３の外側面に押圧される力が調整され得るように、流体圧力の調整を用いてチャンバ１３内の過剰圧力を増大または低減することができる。そのような調整によって、封止要素２と物体との間の適切な接触力を得ることができ、これにより物体の表面が、封止要素によって損傷を受けないことが確実となる。

[0020]図２は、装置１’の第２の実施形態を示す。図２の装置は、図１と関連して説明したものと非常に類似しており、したがって、図２の実施形態は、これらの実施形態における差異を参照することによって主に説明する。

[0021]図２において、複数の封止要素２および２’は３層以上に配置される。実際には、図２の層の数は３である。各層は、図１に関連して説明したように、封止要素２および２’ならびにチャンバ１３を有する。しかし、図２において、冷却要素が、異なる層の封止要素２と封止要素２’との間に配置される。各冷却要素２０’は、たとえば、円形リングからなっていてもよく、その中に流れ通路１６’が配置される。装置１’に対して十分な冷却を与えるために、冷却流体は流れ通路１６’を通過することができる。

[0022]効率的な封止を得るために、異なる層の封止要素２および２’は、湾曲に対して異なる半径を有する封止面を有することができる。たとえば、第１の層の一番上の封止要素２’は、半径Ｒ１を有する湾曲する凹形封止面１５’を有することができ、第２の層の封止要素２は、Ｒ１よりもわずかに大きいまたはわずかに小さくてもよい半径Ｒ２を有する湾曲する凹形封止面１５を有することができる。そのような場合において、封止要素２’の封止縁部１５’における湾曲の半径が物体の半径と一致するので、半径Ｒ１を有する物体が、封止要素２および２’がその周りに配置される中心開口に配置される場合、第１の層の封止要素２’で完全な封止が得られる。封止要素２の半径Ｒ２は物体の半径と厳密には一致しないので、わずかに完全ではない封止が、第２の層の封止要素２で得られる。しかし、半径Ｒ２を有する別の物体が中心開口に配置される場合、完全な封止が今度は第２の層の封止要素２で得られ、一方、わずかに完全ではない封止が第１の層の封止要素２’で得られるので、状況は逆になる。したがって、異なる層において、封止要素の封止面の湾曲に対して異なる半径を使用することで、異なる寸法の物体により良好に適合することが可能になる。一般的に、凹形封止面の湾曲に対して、物体の実現可能な最も大きな半径よりもわずかに大きい半径を選択することが通常は有利である。

[0023]また、図２は、封止要素２および２’がその中に配置されるリング状構成の中心開口の方に、チャンバ１３に導入される流体、この場合は不活性ガス１１の一部が、封止要素に沿って漏入することが可能になることを示す。このことは、たとえば、装置１’が図１に示す炉６を封止するために用いられる場合に有利であり、したがって、空気が炉に入る状況が回避される。そのような場合では、封止要素２および２’において不活性ガスを導入することで、空気が封止要素を通り過ぎて炉６の内部に至るのを阻止するので、封止要素２および２’が十分気密な封止を提供することができないことによって起こり得る問題が回避できる。その結果、上部の開口を介して炉６から流出する不活性ガスが、空気が炉に流入することを阻止する。

[0024]図３は、装置１’’の第２の実施形態を示す。図３の装置は、図１および図２に関連して説明したものと非常に類似しており、したがって、図３の実施形態は、これらの実施形態における差異を参照することによって主に説明する。

[0025]図３において、複数の封止要素２’’は互いに重なり合って配置される。各封止要素２’’は、他の封止要素の動きとは独立して自由に動くことができ、その結果、入口１４’’およびチャンバ１３’’を介して封止要素に作用する流体圧力のために、各封止要素の封止面が、封止要素がその周りにリング状構成で配置される中心開口の方に移動する。

[0026]図４および図５は装置１’’’の第４の実施形態を示す。この実施形態では、図５に示すように、２つの環状リング形プレート１７’’’が互いに重なり合って配置される。簡潔にするために、環状リング形プレート１７’’’の４分の１のみが図面に示される。複数の封止要素２’’’がプレート１７’’’間に配置される。上側のプレート１７’’’が取り除かれた図４でわかるように、封止要素２’’’の部分を受けるためのチャンバ１３’’’およびチャンバ１３’’’に流体を通すための通路１８’’’が、両方のプレート１７’’’の内側表面に設けられる。

[0027]図４および図５の実施形態において、封止要素２’’’は、上側層の封止要素２’’’が下側層の少なくとも２つの封止要素２’’’と部分的に重なるように、互いに重なり合って２層に配置される。このことが、封止要素間の間隙を減少させ、したがって、封止要素２’’’間の境界で起こり得る漏れを減少させる。

[0028]図６は、装置の第５の実施形態を示す。図４および図５の実施形態と同様に、チャンバ１３’’’’および通路１８’’’’が成形されている円形リング形プレート１７’’’’（プレートの４分の１のみが示される）が提供される。しかし、図６の実施形態において、封止要素２’’’’は、互いに部分的に重なるように成形された縁部１９’’’’を有する。隣接する封止要素２’’’’の縁部１９’’’’のこの階段状の成形により、１つの層にのみ封止要素２’’’’を含む解決策で、改良された緊密性を得ることが可能になる。したがって、図６に示されるプレート１７’’’’の上部に配置される対となるプレートに、チャンバ、通路または封止要素は不要である。しかし、当然ながら、図６に示されるものと同一である別のプレート１７’’’をプレート１７’’’’の上部に用いることも可能であり、その場合、この別のプレートは、図６に示されるプレート１７’’’に関連して用いたものと同様の様式で配置されるチャンバと、封止要素と、通路とを備える。

[0029]図７は、装置の第６の実施形態を示す。図７による装置は、すでに説明した実施形態と非常に類似しており、したがって、図７の実施形態は、他の実施形態と比較して、差異を指摘することによって主に説明する。

[0030]図７は、チャンバに配置された封止要素のみを示す。前述の実施形態と同様に、流体を入口２１を介してチャンバに導入することによって過剰圧力がチャンバ内に発生する。この流体圧力が、封止要素を押圧し中心開口の方に、換言すると図７における左に移動させることになる。

[0031]さらに、図７の実施形態は、封止要素を押圧し中心開口から離間させるためのデバイス２２を含む。図示の例では、デバイス２２は、入口２１からある距離を置いて配置された１つまたは複数の側部入口を介して流体をチャンバ内に供給する１つまたは複数のパイプを含む。この箇所には、肩部２３が作製されている。したがって、デバイス２２を介して導入された流体の圧力は、肩部２３に対して作用し、封止要素を押圧し図７における右に移動させ、換言すると、中心開口から離間させようとする。そのような実施形態では、封止要素が中心開口に配置された物体の方に押圧される力を調整することが可能になる。図示の例では、適切な力が得られるように、入口２１およびデバイス２２を介して互いに関連して流体圧力を調整すれば十分である。そのような調整は、たとえば、制御ユニットおよび弁によって実施することができる。さらに、入口２１における流体圧力が完全に遮断されると、肩部２３に作用する流体圧力が、各封止要素をそれらの出発位置に、換言すると、図７においてできる限り右に押すことになる。

[0032]上の例において、デバイス２２は、チャンバに流体を導入するパイプであると仮定されている。しかし、代わりに別の種類のデバイス２２、たとえば、弾性要素またはばねを用いることができる。

[0033]上述した説明および添付の図面は、本発明を例示するためのものにすぎないことは理解されよう。本発明の範囲から逸脱することなく、本発明を変更し、修正することができることは当業者にとって明らかであろう。

１ 装置
２ 封止要素
３ ガラスプリフォーム
４ 加熱要素
５ 中心穴
６ 炉
７ 光ファイバ
８ 下側開口
１０ 入口
１１ 不活性ガス
１２ 部分
１３ チャンバ
１４ 入口
１５ 封止面
１６ 通路
１７ 環状リング形プレート
１８ 通路
１９ 縁部
２０ 冷却要素
２１ 入口
２２ デバイス
２３ 肩部

Claims (10)

1. 中心開口の周りに概ねリング状構成で配置される複数の封止要素（２、２’、２’’、２’’’、２’’’’）であって、各封止要素が、前記中心開口に面する封止面（１５、１５’）を含む、複数の封止要素（２、２’、２’’、２’’’、２’’’’）と、
   前記封止要素（２、２’、２’’、２’’’、２’’’’）の部分（１２）を受けるための少なくとも１つのチャンバ（１３、１３’’’）と、
   前記少なくとも１つのチャンバ（１３、１３’’’）に受けられる前記封止要素の前記部分（１２）に作用する過剰圧力であって、前記封止要素の前記封止面を押圧し前記中心開口の方に移動させるための過剰圧力を発生させるために、前記少なくとも１つのチャンバ（１３、１３’’’）に流体を供給する流体供給源への入口（１４、１４’’）と
   を有するシーリングを備えることを特徴とする装置。
2. 前記封止要素（２、２’、２’’、２’’’、２’’’’）が、湾曲する凹形封止面（１５、１５’）を有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記シーリングが、互いに部分的に重なるように成形された縁部（１９’’’’）を有する隣接する封止要素（２’’’’）を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記シーリングが、上側層の封止要素（２’’’）が下側層の少なくとも２つの封止要素と部分的に重なるように配置されるように、互いに重なり合って配置される前記封止要素（２’’’）の少なくとも２つの層を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
5. 前記シーリングが、
   前記封止要素（２、２’）の少なくとも２つの層と、
   前記封止要素（２、２’）の前記少なくとも２つの層の間に配置される冷却要素（２０’）であって、冷却流体を前記冷却要素に通す冷却通路（１６）を含む冷却要素（２０’）と
   を備えることを特徴とする、請求項１から４の一項に記載の装置。
6. 第１の層の前記封止要素（２’）の封止面（１５’）の湾曲部が、第２の層の前記封止要素（２）の封止面（１５）の湾曲部とは異なる半径を有することを特徴とする、請求項４または５に記載の装置。
7. 線引きして光ファイバ（７）にすることができるようにガラスプリフォーム（３）を加熱するための炉（６）を備える装置であって、前記炉が、周囲の加熱要素（４）を有する垂直な中心穴（５）を備え、
   前記シーリングが、周囲の環境から前記炉（６）の内部（５）を密封するために前記炉（６）の上部に配置される
   ことを特徴とする、請求項１から６の一項に記載の装置。
8. 前記封止要素（２、２’）の少なくとも前記封止面（１５、１５’）が、グラファイト製またはガラス製であることを特徴とする、請求項１から７の一項に記載の装置。
9. 不活性ガスを用いて前記少なくとも１つのチャンバ（１３）に前記過剰圧力を供給するために、前記入口（１４）が前記不活性ガス（１１）の供給源に接続され、
   前記少なくとも１つのチャンバ（１３）および前記少なくとも１つのチャンバ（１３）によって受けられる前記封止要素（２、２’）の部分が、前記不活性ガス（１１）が前記少なくとも１つのチャンバから前記封止要素に沿って前記中心開口に漏入することができるように相互に寸法決定される
   ことを特徴とする、請求項１から８の一項に記載の装置。
10. 前記封止要素を押圧して前記中心開口から離間させるためのデバイス（２２）を備えることを特徴とする、請求項１から９の一項に記載の装置。

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