JP2021175695A - ガラス母材の製造装置 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献2には、反応容器内に垂直に吊るした出発ロッドの外周に、ガラス微粒子を堆積させて光ファイバ母材を製造する製造方法が開示されている。上記反応容器は、出発ロッドの母材有効領域にクリーンエアが当たるように空気導入口が設けられている。
反応容器の内部で上下方向に伸びる回転軸を中心として回転する出発ロッドの周囲にガラス微粒子を堆積させてガラス母材を製造する製造装置であって、
前記反応容器の内部で上下方向に並んで配置され、前記ガラス微粒子を生成する複数のガラス合成バーナと、
前記反応容器の内部で生成された排気ガスを前記反応容器の外部に設けられた除害装置へ排気する排気部と、
を有し、
前記排気部は、
前記除害装置に一方の端部が接続された主排気管と、
前記主排気管の他方の端部に一方の端部が接続された複数の分岐排気管と、
管体が上下方向に伸び前記管体の内部が上下方向で複数の空間に分離されており、前記分岐排気管のそれぞれの他方の端部に前記複数の空間がそれぞれ接続されたバッファ管と、
前記バッファ管の前記複数の空間に接続され、上下方向に伸びた開口が前記反応容器に接続された排気接続部と、
を含み、
前記バッファ管の縦断面における断面積は、前記排気接続部の縦断面における断面積よりも大きい。
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
本開示の一態様に係るガラス母材の製造装置は、
(1)反応容器の内部で上下方向に伸びる回転軸を中心として回転する出発ロッドの周囲にガラス微粒子を堆積させてガラス母材を製造する製造装置であって、
前記反応容器の内部で上下方向に並んで配置され、前記ガラス微粒子を生成する複数のガラス合成バーナと、
前記反応容器の内部で生成された排気ガスを前記反応容器の外部に設けられた除害装置へ排気する排気部と、
を有し、
前記排気部は、
前記除害装置に一方の端部が接続された主排気管と、
前記主排気管の他方の端部に一方の端部が接続された複数の分岐排気管と、
管体が上下方向に伸び前記管体の内部が上下方向で複数の空間に分離されており、前記分岐排気管のそれぞれの他方の端部に前記複数の空間がそれぞれ接続されたバッファ管と、
前記バッファ管の前記複数の空間に接続され、上下方向に伸びた開口が前記反応容器に接続された排気接続部と、
を含み、
前記バッファ管の縦断面における断面積は、前記排気接続部の縦断面における断面積よりも大きい。
前記構成のガラス母材の製造装置によれば、反応容器から排出される排気ガスは、排気接続部を介して、バッファ管に排出される。バッファ管は、その縦断面における断面積が、排気接続部の縦断面における断面積よりも大きいので、排気ガスの流れ方向における単位長さ当たりの内容積は、バッファ管の方が排気接続部よりも大きい。このため、バッファ管は、接続された排気接続部から流入される排気ガスを一旦溜めるバッファとして機能し、上下方向にわたって排気接続部の排気圧を均一化するように作用する。さらに、バッファ管は上下方向に複数の空間に分離されており、排気接続部もバッファ管の各空間に接続された部分で上下方向に分かれている。また、バッファ管の各空間は、それぞれ分岐排気管および主排気管を介して除害装置に接続されているので、それぞれ異なる排気圧に調整できる。これらにより、排気接続部の排気圧を上下方向にわたってバッファ管の各空間に接続された部分でそれぞれ均一化するように調整することができる。
上昇気流によって反応容器内に生じる気圧差に応じて、上記のように排気接続部の排気圧を上下方向にわたってそれぞれ調整することにより、ガラス微粒子の堆積面の上下方向で排気ガスの流量および流速の差をより少なくすることができる。これにより、上下方向で堆積面の温度差が少なくなるようにすることができる。したがって、製造されるガラス母材の上下方向すなわち長手方向における外径変動を抑えることができる。
また、上昇気流の影響を受けやすい上部のガラス合成バーナにおいて、特に火炎の乱れが抑えられてガラス微粒子の堆積量が増加するため、投入するガラス原料に対する堆積効率を向上させることができる。
さらに、反応容器内の上昇気流が抑制されることで反応容器上面の温度上昇が抑えられ、反応容器上面が変形する等の劣化を抑制できる。
当該排気接続部の内部に、排気ガスの流量を調整する複数のダンパーを有してもよい。
前記構成のガラス母材の製造装置によれば、排気接続部の内部で各ダンパーにより排気ガスの流れに対する抵抗を変化させて、排気ガスの流量および排気圧の微調整ができる。これにより、排気ガスの流量および流速を上下方向でそれぞれ細かく調整することができる。
当該排気接続部の内部の圧力と前記反応容器の外部の圧力との差を測定する差圧計を複数有してもよい。
前記構成のガラス母材の製造装置によれば、複数の差圧計で上下方向の各部分における、排気接続部の内部の圧力と反応容器の外部の圧力(例えば、大気圧)との差圧すなわち排気圧を確認できる。この差圧の数値に応じて、排気接続部の上下方向の各部分で差圧を調整すれば、排気ガスの流量および流速をより正確に調整することができる。
前記構成のガラス母材の製造装置によれば、各分岐排気管において、それぞれの管内に配置されたダンパーにより、それぞれ個別に排気ガスの流量および流速の微調整ができる。これにより、バッファ管の各空間から流れ出す排気ガスの流量および流速を個別に微調整することができる。
前記クリーンブースは、
前記クリーンブース内に空気を供給する空気供給口と、
前記空気供給口と前記反応容器との間に設けられ、前記空気を除塵して前記クリーンエアにする、圧力損失が50Pa以上のフィルタと、を有し、
前記フィルタは、少なくとも複数の前記ガラス合成バーナが配置された上下方向の範囲に対応する前記クリーンブース内の範囲を覆うように設けられていてもよい。
前記構成のガラス母材の製造装置によれば、圧力損失が50Pa以上のフィルタを通して、少なくとも反応容器内の複数のガラス合成バーナが配置された上下方向の範囲にわたってクリーンエアが供給される。これにより、クリーンエアを複数のガラス合成バーナの付近に均一な流量および流速の気流(いわゆる、層流)として流すことができる。したがって、各ガラス合成バーナの火炎の乱れを抑えることができるので、堆積面の上下方向での温度差が小さくなり、ガラス母材の上下方向すなわち長手方向における外径変動を抑えることができる。
本開示の実施形態に係るガラス母材の製造装置の具体例を、図面を参照しつつ説明する。
なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
図1に示すように、ガラス母材の製造装置1は、反応容器2内の出発ロッド21にガラス合成バーナ22の火炎による加水分解反応で生成されるガラス微粒子を堆積させて、多孔質のガラス母材23を製造する装置である。
ガラス母材の製造装置1は、出発ロッド21を収容する反応容器2と、複数のガラス合成バーナ22と、反応容器2の下流側(図における左側)に設けられた排気部3と、反応容器2の上流側(図における右側)に設けられたクリーンブース4とを備えている。
2:反応容器
3:排気部
4:クリーンブース
21:出発ロッド
22:ガラス合成バーナ
23:ガラス母材
27:開口
31:排気接続部
32:バッファ管
33(33a,33b):分岐排気管
34:主排気管
41:空気供給口
42:フィルタ
43:空気供給管
51(51a〜51f):開口
52(52a〜52f):開口
53:仕切り部材
54a〜54f:空間
55:ダンパー
56:差圧計
61(61a,61b):開口
62:シャッタ部材
63(63a,63b):空間
71a,71b:ダンパー
A:空気
CA:クリーンエア
X:回転軸
Claims (5)
- 反応容器の内部で上下方向に伸びる回転軸を中心として回転する出発ロッドの周囲にガラス微粒子を堆積させてガラス母材を製造する製造装置であって、
前記反応容器の内部で上下方向に並んで配置され、前記ガラス微粒子を生成する複数のガラス合成バーナと、
前記反応容器の内部で生成された排気ガスを前記反応容器の外部に設けられた除害装置へ排気する排気部と、
を有し、
前記排気部は、
前記除害装置に一方の端部が接続された主排気管と、
前記主排気管の他方の端部に一方の端部が接続された複数の分岐排気管と、
管体が上下方向に伸び前記管体の内部が上下方向で複数の空間に分離されており、前記分岐排気管のそれぞれの他方の端部に前記複数の空間がそれぞれ接続されたバッファ管と、
前記バッファ管の前記複数の空間に接続され、上下方向に伸びた開口が前記反応容器に接続された排気接続部と、
を含み、
前記バッファ管の縦断面における断面積は、前記排気接続部の縦断面における断面積よりも大きい、
ガラス母材の製造装置。 - 前記排気接続部は、
当該排気接続部の内部に、排気ガスの流量を調整する複数のダンパーを有する、
請求項1に記載のガラス母材の製造装置。 - 前記排気接続部は、
当該排気接続部の内部の圧力と前記反応容器の外部の圧力との差を測定する差圧計を複数有する、
請求項2に記載のガラス母材の製造装置。 - 複数の前記分岐排気管は、それぞれ排気ガスの流量を調整するダンパーを有する、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のガラス母材の製造装置。 - 前記出発ロッドの回転軸に向かって前記排気部の反対側に、前記反応容器内にクリーンエアを供給するクリーンブースを有し、
前記クリーンブースは、
前記クリーンブース内に空気を供給する空気供給口と、
前記空気供給口と前記反応容器との間に設けられ、前記空気を除塵して前記クリーンエアにする、圧力損失が50Pa以上のフィルタと、を有し、
前記フィルタは、少なくとも複数の前記ガラス合成バーナが配置された上下方向の範囲に対応する前記クリーンブース内の範囲を覆うように設けられている、
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のガラス母材の製造装置。
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