JP2015182946A - 光ファイバ用ガラス母材の焼結装置および焼結方法 - Google Patents
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Abstract
Description
加熱処理後の光ファイバ母材は、炉心管の上部開口部からガラス母材昇降機構によって取り出されるが、光ファイバ母材が開口部フランジ近傍を通過する際、光ファイバ母材の熱放射により、炉心管、炉心管フランジが300℃以上に加熱される。このとき、上蓋と炉心管との間に挿入されたOリングなどのシール部材は円環形状しているため、炉心管開口部から待避させることができず、フランジ上に載置された状態のままなので、シール部材もまた母材取り出し時に高温に晒されることとなる。
前記シール部材保持機構は、上蓋に刻まれた溝からなり、該溝はアリ溝であり、前記上蓋は、透明石英ガラス製とするのが好ましい。また、前記シール部材は、樹脂製Oリングであり、その表面は白色とされ、材質はシリコーンゴム、フッ化物ゴム、ポリテトラフルオロエチレンのいずれかとするのが好ましい。
前記放熱機構として、前記炉心管の外表面に光を吸収する塗料を塗布したり、前記炉心管の外表面を不透明化することなどが挙げられる。また、前記フランジは不透明石英製とするのが好ましい。上蓋にはOリングが装着されている。また、シール部材の表面色は白色とし、シール部材が炉心管内壁の上方延長面を横切らないように設置するのが好ましい。
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。
図1は、本発明の炉心管の開口部と上蓋との間のシール状態を示す概略図であり、符号1は炉心管上部開口部のフランジ、符号2は上蓋、符号3はシール部材である。なお、シール部材3は上蓋2に刻まれた溝に収められている。
炉心管は、内径380mm、外径390mmの透明石英ガラス製で、開口部には厚さ10mm、幅25mmの透明石英ガラス製のフランジ1が設けられている。上蓋2は、直径430mm、厚さ15mmの透明石英ガラスからなり、その中央には母材を吊り下げるシャフトが貫通しており、該シャフトは母材昇降装置に接続されている。
具体的には、シャフトに吊り下げられた多孔質ガラス母材を炉心管の上部開口部から挿入して炉心管内に収容し、上蓋を閉じて密閉した。炉心管内に塩素を15vol%含有するアルゴンガスで満たした状態で、加熱炉の温度を1200℃に設定して、多孔質ガラス母材を5mm/minの速度で加熱ゾーンを通過させながら脱水処理を行った。次いで、炉心管内の雰囲気ガスをヘリウムガスとして加熱炉の温度を1550℃に設定し、多孔質ガラス母材を3mm/minの速度で加熱ゾーンを通過させながら透明ガラス化処理を行った。
図2の焼結装置を用いて、実施例1と同様の条件で多孔質ガラス母材を焼結した。図2に示す焼結装置は、本発明の焼結装置において、炉心管フランジ部を不透明石英にした例であり、これにより、加熱炉から発せられ炉心管を上方に伝搬してくる熱線は、フランジ部分で散乱され外部に放射されるため、上蓋およびシール部材の温度の上昇を効果的に低減することができ、上蓋およびシール部材の温度を110℃以下に保つことができた。
図3の焼結装置を用いて、実施例1と同様の条件で多孔質ガラス母材を焼結した。図3に示す焼結装置は、炉心管の開口部よりも下部に放熱機構を備えており、放熱機構として、炉心管の上部フランジと加熱炉による加熱ゾーンの途中の外壁を黒く塗装したものである。加熱炉から発せられ炉心管を上方に伝搬してくる熱線は、炉心管の石英ガラス部材を伝搬する間に徐々に塗装で吸収され、吸収された熱はそこから外部に放射される。こうして、上部フランジ部に到達する熱線を減じることができ、上蓋およびシール部材の温度を110℃以下に保つことができた。
図4の焼結装置を用いて、実施例1と同様の条件で多孔質ガラス母材を焼結した。図4に示す焼結装置は、炉心管の開口部よりも下部に放熱機構を備えており、放熱機構として、炉心管の上部フランジと加熱炉による加熱ゾーンの途中の外壁を磨りガラス状に不透明化したものである。加熱炉から発せられ炉心管を上方に伝搬してくる熱線は、炉心管の石英ガラス部材を伝搬する間に徐々に外壁の不透明部分で散乱され、そこから外部に放射される。こうして、上部フランジ部に到達する熱線を減じることができ、上蓋およびシール部材の温度を120℃以下に保つことができた。
図5の焼結装置を用いて、実施例1と同様の条件で多孔質ガラス母材を焼結した。図5に示す焼結装置は、シール部材を白色にしたものであり、これによりシール部材の熱線に対する反射率が増し、熱吸収を抑えることができ、シール部材の温度を150℃以下に保つことができた。
2 上蓋、
3 シール部材、
4 不透明石英製フランジ、
5 加熱ヒータ、
6 黒色塗装部、
7 表面荒らし部、
8 白色シール部材。
Claims (15)
- 光ファイバ用多孔質ガラス母材を高温で加熱処理する焼結装置であって、ガラス母材昇降機構、該昇降機構によってガラス母材を挿入する開口部を上方に備えた石英ガラス製の炉心管、該炉心管の外周に配置した加熱炉、該炉心管の前記開口部を塞ぐための上蓋、及び該上蓋が前記開口部と前記上蓋との間に介在させるシール部材を保持するシール部材保持機構を備えていることを特徴とする光ファイバ用ガラス母材の焼結装置。
- 前記シール部材保持機構が上蓋に刻まれた溝である請求項1に記載の焼結装置。
- 前記溝がアリ溝である請求項2に記載の焼結装置。
- 前記上蓋が透明石英ガラス製である請求項1に記載の焼結装置。
- 前記シール部材が樹脂製Oリングである請求項1に記載の焼結装置。
- 前記シール部材の表面が白色である請求項1に記載の焼結装置。
- 前記シール部材の材質がシリコーンゴム、フッ化物ゴム、ポリテトラフルオロエチレンのいずれかである請求項1に記載の焼結装置。
- ガラス母材を挿入する開口部を上方に備えた石英ガラス製の炉心管内に多孔質ガラス母材を挿入した後、前記開口部を上蓋および該開口部と上蓋との間に介在させたシール部材によって塞ぎ、収容した多孔質ガラス母材を前記炉心管の外周に配置した加熱炉で加熱処理した後、前記上蓋に備えたシール部材保持機構によってシール部材を上蓋に保持した状態で、加熱後のガラス母材を前記開口部を通して取り出すことを特徴とする光ファイバ用ガラス母材の焼結方法。
- 光ファイバ用多孔質ガラス母材を高温で加熱処理する焼結装置であって、ガラス母材昇降機構、該昇降機構によってガラス母材を挿入する開口部を上方に備えた石英ガラス製の炉心管、該炉心管の外周に配置した加熱炉、該炉心管の前記開口部を塞ぐための上蓋、該上蓋を前記開口部に載せるために設けられたフランジ、及び該フランジと上蓋との間を密閉するシール部材を備え、前記炉心管の前記開口部よりも下部に放熱機構を備えていることを特徴とする光ファイバ用ガラス母材の焼結装置。
- 前記放熱機構として、前記炉心管の外表面に光を吸収する塗料が塗布されている請求項9に記載の焼結装置。
- 前記放熱機構として、前記炉心管の外表面が不透明化されている請求項9に記載の焼結装置。
- 前記フランジが不透明石英製である請求項9に記載の焼結装置。
- 前記上蓋に樹脂製Oリングが装着されている請求項9に記載の焼結装置。
- 前記シール部材の表面色が白色である請求項9に記載の焼結装置。
- 前記シール部材が炉心管内壁の上方延長面を横切らないように設置されている請求項9に記載の焼結装置。
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