JP2015000840A - 光ファイバの製造方法および製造装置 - Google Patents
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Abstract
Description
この場合、線引炉内を陽圧にし、外気(酸素)が線引炉内に入り込むことを防いでいるが、線引炉内の圧力変動が大きくなると、外気を巻き込んだり、光ファイバの外径変動に影響を与えたりする。そこで、例えば、特許文献1には、線引炉内の圧力が一定になるように、不活性ガス等の供給量を制御する構造が開示されている。また、特許文献2には、線引炉内の圧力が一定になるように、マスフローコントローラ(MFC)を用いてシールガス流量を制御する構造が開示されている。また、特許文献3には、線引炉内の圧力が一定になるように、供給ガス流量を調整することが開示されている。
さらに、ガスを線引炉内から強制的に排出せず、線引炉内にガスを供給して線引炉内の圧力変動を所定値に保持できるため、ガスの使用量が減って光ファイバの製造コストをより低減可能となる。
図において、10は線引炉、11は光ファイバ用ガラス母材、12は光ファイバ、13はダミー棒、14は連結部分、15は炉心管、16はヒータ、17は断熱材、18は炉筐体、19は下部チャンバー、20は上部チャンバー、21は蓋体、21aは上端開口、22はガス導入路、23はガス供給部、24はガス給気路、25は自動開閉バルブ、26は測定部、30は制御部を示す。
上部チャンバー20は、炉心管15と同程度の内径を有し、その上端に蓋体21を配して封止(シール)される。蓋体21には上端開口21aが形成され、ガラス母材11と同種のガラスロッドからなるダミー棒13を挿通させる。
ガラス母材11は、ダミー棒13に連結する連結部分14にて溶着、若しくは、連結部材を介して接続一体化される。ガラス母材11は、移動機構(図示省略)により線引方向(下方向)に移動可能となっている。
一方、上部チャンバー20には測定部26が設けられ、線引炉10内の圧力を測定している。この測定結果は制御部30に出力される。線引炉内の圧力変動の位相差はほとんど無い為、圧力は炉内のどの位置で測定してもよい。
このガス給気路24を経て線引炉10の内部に供給される流量は、自動ニードルバルブ等の自動開閉バルブ25の開度で調整される。この自動開閉バルブ25は、例えば、比例制御弁で構成され、1秒未満の応答速度(例えば、0.05秒〜0.3秒程度)を備えており、制御部30からの信号に基づき、ソレノイド(図示省略)の磁力を用いて開閉駆動する。
熱伝導率の低いアルゴンガスを熱伝導率の高いヘリウムガスに混ぜることにより、ヘリウムガスを100%使用する場合に比べて温度むらに起因した圧力変動が発生しやすくなり、図2に示すように、光ファイバの外径変動が大きくなる。
そして、この制御部30は、測定部26で測定された線引炉10内の圧力(測定値P)が設定した目標値Psetと一致するように、自動開閉バルブ25の開度を制御する。目標値Psetと測定値Pとの偏差から自動開閉バルブ25の開度を設定する制御には、P制御(Proportional Control:比例制御)、I制御(Integral Control:積分制御)、D制御(Derivative Control:微分制御)、あるいは、これらを適宜組み合わせた各種制御が適用される。
Claims (5)
- 光ファイバ用ガラス母材を、アルゴンまたは窒素を含有するガスで満たした線引炉内に挿入し、前記線引炉内で加熱溶融して光ファイバを線引きする光ファイバの製造方法であって、
ガス供給部により、前記線引炉内の圧力が予め設定された前記線引炉内の圧力の目標値よりも低い値になるようにガスを前記線引炉内に一定量送り込み、測定部により、前記線引炉内の圧力を測定し、制御部により、前記目標値と前記測定部で測定された前記線引炉内の圧力の測定値とを比較し、開度を調整することにより前記線引炉内にガスを供給して前記線引炉内の圧力を上げる自動開閉バルブを制御し、前記自動開閉バルブの開度を調整することにより、前記測定値が前記目標値となるようにガスを前記線引炉内に供給する光ファイバの製造方法。 - 前記ガス供給部は、前記線引炉内の圧力の目標値に対し、前記線引炉内のガスの圧力変動を相殺するガス流量を差し引いて前記線引炉内に送り込む、請求項1に記載の光ファイバの製造方法。
- 前記線引炉内を満たすガスは、アルゴンまたは窒素を50%以上含有する、請求項1又は2に記載の光ファイバの製造方法。
- 前記線引炉内の圧力変動の周波数成分のうち、5Hz以下の周波数成分の圧力変動を、前記自動開閉バルブの開度を調整することにより制御する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光ファイバの製造方法。
- 光ファイバ用ガラス母材を、アルゴンまたは窒素を含有するガスで満たした線引炉内に挿入し、前記線引炉内で加熱溶融して光ファイバを線引きする光ファイバの製造装置であって、
ガスを前記線引炉内に一定量送り込むガス供給部と、前記線引炉内の圧力を測定する測定部と、開度を調整することにより前記線引炉内にさらにガスを供給して前記線引炉内の圧力を上げる自動開閉バルブと、予め設定された前記線引炉内の圧力の目標値と前記測定部で測定された前記線引炉内の圧力の測定値とを比較し、前記ガス供給部からのガス流量および前記自動開閉バルブの開度を制御する制御部とを備え、
前記ガス供給部は、前記線引炉内の圧力が前記目標値よりも低い値になるようにガスを前記線引炉内に送り込み、前記自動開閉バルブは、開度を調整することにより前記測定値が前記目標値となるようにガスを前記線引炉内に供給する光ファイバの製造装置。
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