JP2023511928A - 光ファイバの延伸炉システムおよび延伸方法 - Google Patents

Abstract

【要約】 光ファイバ延伸炉システム、および、それを操作する方法である。この方法は、炉の内部で光ファイバ母材を支持するための下方給送ハンドルを配置するにあたり、下方給送ハンドルが炉の内部で移動自在となるようにすることを含んでいる。この方法は、１つ以上の加熱素子を作動させて、炉の内部に配置された上部マッフル拡張部の少なくとも一部を熱で加温し、１つ以上の加熱素子は下方給送ハンドルと一緒に移動自在であるようにすることを更に含んでいる。

Description

関連出願と相互参照

本出願は、合衆国法典第３５巻の第１１９条ｅ項に基づき、２０２０年１月２４日に出願された米国特許仮出願第６２／９６５,４７３号の優先権を主張し、該出願はここに言及することによりその内容全体が本明細書の１部を構成しているものとする。

本発明は、一般に、光ファイバの延伸炉を操作するためのシステムおよび方法に関するものであり、特に、光ファイバの延伸炉を操作するにあたり、延伸炉の内部で下方給送ハンドルを加熱しながら実施するシステムおよびその方法に関連している。

光ファイバは、一般に、ガラスクラッドおよび複数層の被膜によって包囲された内部ガラスコアを設けることで、十分な曲げおよび損傷耐性を備えるように製造されている。光ファイバを製造するための従来の技術および製造プロセスは、母材から光ファイバを延伸することを含んでいる。母材は固結シリカガラスで形成されており、そこにはドーピング剤のレベルまたはタイプが異なっている連続するシリカガラス同心領域が設けられている。母材のドーピング剤の空間分布、濃度、タイプ、または、これらの各種組合せを制御することで、互いに屈折率が異なっている複数領域を設けている。これらの屈折率の違いにより、製造された光ファイバに互いに異なる機能の複数領域が画定される (例えば、コアとクラッド、種々の低屈折率の陥凹部、条件ごとに誂えた屈折率の各種プロファイルなど)。

母材の延伸処理は、典型的には延伸炉で実施され、目標の光ファイバ直径を達成するために母材を溶融して引伸ばすことを含んでいる。直径が一定の光ファイバを製造するために、炉の温度、母材の位置、引抜き速度などの多様な特性が制御される。例えば、炉の温度の経時的変化は、延伸手順持続中の母材の冷却速度の変化を引起こし、その結果として、光ファイバの直径が不均一かつ不規則になってしまうことがある。

さらに、延伸炉の内部の各種気体の非定常対流が光ファイバの直径を不均一かつ不規則にしてしまうことがある。雰囲気が炉内に入るのを防ぐために、通常は、不活性な処理気体が延伸炉の上部に導入される。雰囲気が延伸炉の各種成分と反応し、望ましくない酸化を引き起こすことがある。しかし、炉の上部における処理気体の流れ不安定性が母材の均一な延伸に影響を及ぼす可能性がある。より詳しくは、炉の上部の、盛んに加熱されてはいない部分における流れ不安定性が炉内を下方向に、母材のネック状くびれ領域に向かって伝搬されてゆく。このことが、処理気体と母材のネック状くびれ領域との間の熱伝達に影響を及ぼすことがあり、それが延いては、母材の冷却速度の揺らぎを生じ、延伸された光ファイバの直径の揺らぎを生じる結果となる。

従来の不活性な処理気体としては、窒素やアルゴンなどが挙げられる。しかし、これらの気体は、延伸炉の上部で望ましくない流れ不安定性を引き起こすことがある。ヘリウムガスは延伸炉の内部のどんな非定常対流をも低減することが知られており、従って、窒素やアルゴンの代用とすることで延伸された光ファイバの直径をより均一にしてきた。ただし、ヘリウムは、天然ガス井からの副産物として回収される再生不可能な資源である。ヘリウムの価格は将来的に上昇すると予測されているため、延伸炉でこれ以外の気体を使用する必要が高まっている。それゆえに、ヘリウムを必ずしも使用する必要なしに延伸炉を操作してもなお、延伸炉の内部で安定した気体対流を維持するためのシステムとその方法を提供する必要がある。

或る実施形態によれば、光ファイバの延伸炉を操作する方法が提供される。この方法は、炉内で光ファイバ母材を支持するための下方給送ハンドルを配置するにあたり、下方給送ハンドルが炉内で移動自在になるようにすることを含んでいる。この方法はまた、炉内に配備された上部マッフル拡張部の少なくとも１部を熱で加温するための１つ以上の加熱素子を操作するにあたり、該１つ以上の加熱素子が下方給送ハンドルと一緒に移動自在となる状態で実施する工程を含んでいる。

もう１つ別な実施形態に従って、光ファイバの延伸炉システムが提供される。該システムはマッフルに上部マッフル拡張部が設けられて内部空洞を形成している。該システムは、下方給送ハンドルと上部加熱装置も備えている。下方給送ハンドルは、内部空洞の内側に移動自在に配置されている。さらに、上部加熱装置には、１つ以上の加熱素子が内部空洞の内側で下方給送ハンドルと共に移動自在な状態で設けられている。

本件開示の各実施形態に従って延伸炉集成体を例示した概略図。 図１の延伸炉集成体をもう１つ別な位置で例示した概略図。 図１および図２の延伸炉集成体をさらに別な位置で例示した概略図。 図１ないし図３の延伸炉集成体をまた別な位置で例示した概略図。 本件開示の各実施形態に従って延伸炉集成体を例示した概略図。 本件開示の各実施形態に従った延伸炉集成体と比較対象の各種延伸炉集成体の温度を等温線で描いたグラフ。 本件開示の各実施形態に従った延伸炉集成体における気体と比較対象の各種延伸炉集成体の気体の流れ関数を等値線で描き、流れ関数の閉じた線がセル状の流れを指しているグラフ。 本件開示の各実施形態に従った延伸炉集成体および比較対象の各種延伸炉集成体の上部における温度対時間を描いたグラフ。 本件開示の各実施形態に従った延伸炉集成体および比較対象の各種延伸炉集成体の上部における気体圧対時間を描いたグラフ。 本件開示の各実施形態に従った延伸炉集成体および比較対象の各種延伸炉集成体の内部の母材のネック状くびれ領域における温度対時間を描いたグラフ。 本件開示の各実施形態に従った延伸炉集成体および比較対象の各種延伸炉集成体の内部の母材のネック状くびれ領域における気体圧対時間を描いたグラフ。 異なる温度に加熱された各延伸炉集成体について、母材のネック状くびれ領域における温度対時間を描いたグラフ。 図１１の各延伸炉集成体について、母材のネック状くびれ領域における振幅対周波数を描いたグラフ。 異なる温度に加熱された各延伸炉集成体について、母材のネック状くびれ領域における気体圧対時間を描いたグラフ。

本件開示の上記以外の特徴および利点は以下の詳細な説明に明示されており、その説明から当業者には明らかとなり、或いは、特許請求の範囲および添付の図面と併せ見ながら以下の説明に記載されているように本件開示を実施することで当業者には認識される。

本明細書で使用されているような用語「ａｎｄ／оｒ」は、列挙された２つ以上の項目のうちのいずれか１つが単独で採用されてもよいこと、または、列挙された２つ以上の項目の何らかの組み合わせが採用されてもよいことを意味する。例えば、或る組成物が「成分Ａ,成分Ｂ, ａｎｄ／оｒ,成分Ｃ」を含有していると記載されている場合、該組成物は成分Ａを単独で含有していてもよいし、成分Ｂを単独で含有していてもよいし、成分Ｃを単独で含有していてもよいし、成分Ａと成分Ｂの組合せを含有していてもよいし、成分Ａと成分Ｃの組合せを含有していてもよいし、成分Ｂと成分Ｃの組合せを含有していてもよいし、または、成分Ａと成分Ｂと成分Ｃの組合せを含有していてもよい。

本文書中では、「ｆｉｒｓｔ ａｎｄ ｓｅｃоｎｄ（第１と第２）」や「ｔоｐ ａｎｄ ｂоｔｔоｍ（最上と最低）」などのような相対関係を表す用語は、或る種の実体または或る種の動きをもう１つ別な実体または動きから区別する目的でのみ使用されているのであって、そのような２つの実体または２つの動きの相互間において、何であれ実際のそのような関係または順序を必ずしも要件とはせず、また、必ずしも暗示するものではない。

記載された開示の構成およびその他の各要素の構成が何であれ特定の素材に限定されないことが、当業者には分かる。本明細書に別段の記載がない限り、本明細書に開示されている内容の上記以外の具体的な各実施形態は、広範な素材から形成することができる。

具体的な各実施形態に示されているように、本件開示の各要素の構成および配置は例示にすぎないことに留意することも重要である。本件開示では少数の実施形態のみが詳細に説明されているが、本件開示を評価検討する当業者は、列挙された主題の新規かつ非自明な教示および利点から著しく逸脱することなしに多くの修正が可能であること（例えば、多様な構成要素ごとのサイズ、寸法、構造、形状、比率などの各種変形例や、各パラメータの値、取り付け配置、素材の用途、色、配向などの各種変形例）を容易に理解するであろう。例えば、一体的に形成されているように示されている要素は複数の部品から構成されていてもよいし、或いは、複数の部品として示されている要素は一体的に形成されていてもよく、各仲介部の作用は真逆にするかそれ以外の変容を受けてもよく、各種構造体、各種部材や各種接続部材やそれら以外のシステムの諸要素、または、これらの各種組合せの長さや幅を変更することができるうえに、諸要素間に設定された各調節位置の性質または数も変更することができる。システムの諸要素、各集成体、または、その各種組合せは、十分な強度または耐久性をもたらすどんな多様な素材からでも、どんな多様な色、多様な質感、多様な組合わせにでも構成してよい点に注目するべきである。従って、そのような修正例はすべて、本件開示の範囲に入ることが意図されている。望ましい実施形態やそれ以外の具体的な実施形態の設計、操作条件、および、配置において、本件開示の真髄から逸脱することなく、上記以外の代用、修正、変更、および、各種省略を行うことができる。

ここで、本件開示の目下の好ましい各実施形態に詳しく論及してゆくが、その各具体例を添付の図面に例示している。可能な限り、同一部分または類似部分を指すのに、図面全体で同一参照番号を使用している。

ここで図１を参照すると、一実施例に従って、具体的な光ファイバの延伸炉システムが大まかに参照番号１０と示されている。延伸炉１０にはマッフル２０が外側缶３０内側に配置された状態で設けられている。下方給送ハンドル４０は、マッフル２０のハンドル空洞内を移動自在に配置されて光ファイバ母材５０を支持している。後段以降で更に論じているが、１つ以上の加熱素子から構成されている上部加熱装置は下方給送ハンドル４０に接続されており、該ハンドルと一緒に移動することができる。各加熱素子は、延伸炉１０の内部に均一な気体温度と安定した対流をもたらすように作用する。

マッフル２０は、図１に例示されているように、第１端部２４および第２端部２５を備えている。第２端部２５は上部マッフル拡張部２３を形成しており、該拡張部はマッフル２０の所定の長さに沿って下方に延びている。最上部ハット２１は、上部マッフル拡張部２３の上方に配置され、当技術分野で周知のように、封止性能および運動性能を供与している。図１に例示されているように、マッフル２０と最上部ハット２１は内部空洞２７を形成しており、この内部空洞を貫通して下方給送ハンドル４０が移動自在に配置されている。後段以降でさらに論じるように、空洞２７はその第１端部に炉空洞２２が設けられている。さらに、下方給送ハンドル４０とマッフル２０との間に配置された空洞２７の一部をハンドル空洞２９が形成していてもよい。下方給送ハンドル４０が空洞２７内部を移動すると、ハンドル空洞２９は空洞２７の別な複数部分を含むようになる。例えば、下方給送ハンドル４０が空洞２７内を下方移動した結果、下方給送ハンドル４０のより多くの部分がマッフル２０内に配置されると、ハンドル空洞２９も長さが増すことになる。エラストマーの封止部２６が、下方給送ハンドル４０と上部マッフル拡張部２３との間の気密接続を設けるようにしてもよい。

マッフル２０、上部マッフル拡張部２３、または、これらの両方は、例えば、グラファイト、ジルコニア、結合剤、アルミナ、ムライト、石英、炭化ケイ素、窒化ケイ素、または、これらの各種組合せなどのような耐火材料、耐火金属、または、これらの両方から構成されているとよい。よって、マッフル２０、上部マッフル拡張部２３、または、これらの両方は炭素から形成されており、これが雰囲気と反応して燃焼することがある。これに加えて、マッフル２０および上部マッフル拡張部２３は、単一構成部材であってもよいし、或いは、２種以上の別個の構成部材から形成されていてもよい。図１に例示されているように、マッフル２０および上部マッフル拡張部２３は、概ね均一な内径を有しているとよい。マッフル２０および上部マッフル拡張部２３が互いに異なる内径を有していてもよいことも思料される。実施形態によっては、マッフル２０、上部マッフル拡張部２３、または、これらの両方の内径は、構成部材の長手に沿って変動していてもよいものもある。

下部加熱装置６０は、マッフル２０の第１端部２４に隣接して外側缶３０の内側に配置されている。下部加熱装置６０はマッフル２０に伝熱接続されて、炉空洞２２の内部に高温領域を設けることができる。高温領域は摂氏約１８００度ないし摂氏約２１００度の温度であるとよい。実施形態によっては、高温領域は、摂氏約１８００度、約１９００度、約２０００度、または、約２１００度などの温度であってもよいし、或いは、上記値のうちのいずれか２つを上下限度点とする任意範囲の温度であってもよいものもある。後段以降でより詳細に説明するように、高温領域の熱は母材５０の粘度を低下させるのに十分である。実施形態によっては、下部加熱装置６０が誘導コイルを備えているようにしてもよいものもある。

さらにまた、マッフル２０、上部マッフル拡張部２３、または、これらの両方は、延伸炉１０内で熱を保持したうえで、他の構成部材を過剰な温度から保護するようにも構成されている。例えば、マッフル２０、上部マッフル拡張部２３、または、これらの両方は、炉空洞２２の内部の高温領域の高い温度を維持するのに十分な断熱特性を備えているとよい。例えば、断熱材６５がマッフル２０を包囲していることも思料される。図１に例示されているように、断熱材６５は、マッフル２０と下部加熱装置６０の誘導コイルとの間に配置されているとともに、上部マッフル拡張部２３と外側缶３０との間に配置されていてもよい。よって、断熱材６５が下部加熱装置６０から上部マッフル拡張部２３に至る長さで広がるようにした結果、該断熱材は上部マッフル拡張部２３の周囲にも配備される。実施形態によっては、断熱材６５がグラファイト断熱材であるものもある。

マッフル２０、上部マッフル拡張部２３、または、これらの両方は一般に良好な各種断熱材であればよいが、それでもまだ高い温度では酸化が起こる可能性がある。従って、これらの構成部材の酸化を防止するために、１種類以上の処理気体を延伸炉１０に挿入または注入するとよい。後段以降でさらに論じるように、処理気体としては、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム、または、これら気体の各種組合せなどのような不活性気体が挙げられる。

外側缶３０は、処理気体を空洞２７に注入するための１つ以上の気体入口ポートを備えていてもよい。例えば、図１に例示されているように、外側缶３０は、第１気体入口ポート７０、第２気体入口ポート７２、および、第３気体入口ポート７４を備えている。第１気体入口ポート７０は上部マッフル拡張部２３に配置されており、第２気体入口ポート７２は下部加熱装置６０付近の外側缶３０に配置されており、第３気体入口ポート７４はマッフル２０の最低部に配置されている。処理気体が空洞２７にも注入することができるのは、図１に例示されているとおりである。後段以降で更に論じていくが、この処理気体は延伸炉１０に注入されるのは、延伸処理の持続中は雰囲気が延伸炉１０に入らないようにするのを確実にするためである。よって、雰囲気に由来する酸素が、例えば、マッフル２０の炭素などと反応することが防止される。

支持部材８０を使用して、母材５０が下方給送ハンドル４０に取り付けられ、更にそこから吊り下げられる。支持部材８０が下方給送ハンドル４０の一構成要素であるか、または、下方給送ハンドル４０に連結された別個の構成部材であることも思料される。支持部材８０は下方給送ハンドル４０と概ね同じ外径であってもよい。よって、下方給送ハンドル４０の外径とマッフル２０の内径との間隙は、支持部材８０の外径とマッフル２０の内径との間隙に概ね等しくなってもよい。支持部材８０は母材５０を支持するように構成されている。実施形態によっては、支持部材８０は、下方給送ハンドル４０に溶接されたガラス片であるものもある。これに加えて、または、その代替例として、支持部材８０にはスロットが設けられていて、そこに母材５０が取付けられてもよい。しかし、母材５０を下方給送ハンドル４０に取付けるのであれば、どのような好適な構成が採用されてもよいことも思料される。

下方給送ハンドル４０は、例えば、石英ガラス、グラファイト、窒化ケイ素、炭化ケイ素、または、炭化ケイ素で被膜されたグラファイトから構成することができ、下方給送ハンドル４０は外径がマッフル２０の内径より小さい。従って、下方給送ハンドル４０は（支持部材８０と共に）、マッフル２０および最上部ハット２１の内側でこれらの各構成部材の長軸線方向に沿って移動（例えば、上下動）自在となる。これに加えて、下方給送ハンドル４０は（支持部材８０と共に）、マッフル２０および最上部ハット２１の内側でこれらの各構成部材の半径方向に移動（例えば、左右移動、前後移動）自在であってもよいし、これら各構成部材の内側で回転自在であってもよい。母材５０は、下方給送ハンドル４０に取付けられると、マッフル２０および最上部ハット２１の内側で下方給送ハンドル４０と共に移動することができる。例えば、延伸プロセスの持続中は、母材５０が消費されるにつれて、下方給送ハンドル４０は空洞２７の内部を長軸線方向に移動することができる。図１ないし図４に例示されているように、延伸プロセスの持続中は、下方給送ハンドル４０はマッフル２０の長手に沿って移動する。

母材５０が下方給送ハンドル４０と共にマッフル２０の内側を移動し、下部加熱装置６０に向かって下降するにつれて、光ファイバが母材から延伸されてゆく。母材５０は、任意の周知のガラスまたはそれ以外の素材から構成されているとよいが、光ファイバの製造に好適なようにドーピング処理されていてもよい。実施形態によっては、母材５０はコアおよびクラッドを含んでいるものもある。母材５０が下部加熱装置６０の高温領域に達するにつれて母材５０の粘度が低下し、母材５０から光ファイバを延伸することができるようになる。延伸プロセスの持続中に母材５０が継続して消費されるにつれて、下方給送ハンドル４０が継続して下降し、母材５０の新たな部分が下部加熱装置６０によって生じた高温領域に晒される。光ファイバは母材５０から延伸されて延伸炉１０の最低部を通り抜けてから、スプールに巻き取られる。実施形態によっては、光ファイバは直径が約１２５マイクロメートルとなるものもある。

上述のように、母材５０の延伸処理の持続中に処理気体がマッフル２０に注入される。より詳しく言うと、延伸プロセス期間中にドア７６が開かれ、処理気体が気体入口ポート７０、気体入口ポート７２、または、その両方を通して空洞２７に注入される。第１気体入口ポート７０に注入された処理気体は空洞２７を通り、母材５０の長手に沿って炉空洞２２を通って下方に流動し、下部マッフル拡張部９０に流入する。次に、処理気体はドア７６を通って外に出る。処理気体のこのような流路は、延伸プロセスの持続中に雰囲気がマッフル２０に入るのを防止するために利用される。

気体入口ポート７２が使用されるのは、下部加熱装置６０に電源投入されてオン状態で母材５０を加熱するときである。気体入口ポート７２に注入された処理気体は、外側缶３０の内側を上方に流動し、マッフル２０の第２端部２５の付近で延伸炉１０から流出させることができる。気体入口ポート７２に注入される処理気体は、断熱材６５と反応する可能性のある空気が外側缶３０内に存在しないことを確実にするための浄化用気体として使用される。

さらに、処理気体は母材５０の装填手順と取外し手順の持続中にも気体入口ポート７４に注入される。このような各手順の持続中は、ドア７６は閉じられ、気体入口ポート７４に注入された処理気体は空洞２７の内側を上方に流動する。これにより、装填手順と取外し手順の持続中に延伸炉１０の最上部に空気が入るのを防いでいる。

伝統的な各種延伸炉システムでは、処理気体は、延伸手順の持続中に延伸炉の内部を流動している間に流れが不安定になってしまう。上述のように、処理気体におけるそのような流れ不安定性が原因で、延伸された光ファイバの直径が不均一かつ不規則になることがある。流れ不安定性は非定常的な自然対流から生じるが、その原因はマッフル空洞内の密度成層や不活性気体の流れにあり、マッフルを通って下方に伝搬する。このような各種の流れ不安定性は、最終的には、処理気体と光ファイバ母材の延伸根茎との間の熱伝達に影響を与える。より詳しく言うと、流れ不安定性は温度変化、圧力変化、および、質量流量変化として現れるが、これらが延伸根茎に転移して母材の粘度を変動させてしまう。温度変化、圧力変化、および、質量流量変化により、延伸根茎の加熱具合や冷却具合に揺らぎが生じ、その結果、（例えば、所与の速度と張力で光ファイバ母材から引出すことができる素材の量が変化するせいで）母材から延伸される光ファイバの直径に揺らぎが生じてしまう。

処理気体の各種の流れ不安定性、すなわち、流れ非定常性は、グラスホフ（Ｇｒ）数によって定量化することができる。グラスホフ数を物理的に解釈すると、気体系の粘度力に対する浮力の割合のことであると言える。浮力が粘度力よりもかなり大きくなると、流れは不安定になり経時変化する。グラスホフ数は、等式（１）で数値的に以下のように表される。

ここでは、ｇは重力加速度、βは処理気体の熱膨張率、Ｌ_Ｃは代表長さ (例えば、気体が配置されている空間の長さ)、ΔＴは(例えば、光ファイバ母材の延伸根茎に近接して測定されるような) 温度差、νは処理気体の動粘度である。

前述のように、延伸炉によっては、ヘリウムは動粘度が高いからという理由でヘリウムを使用するものもある。等式（１）から明らかなように、処理気体の動粘度が高いとグラスホフ数が低くなり、その結果として、安定した時不変の自然対流が生じる。換言すると、動粘度の高い処理気体は、浮力により発生する非定常的な流れに抗う。さらに、対流が起きにくい処理気体ほど、マッフルの空洞内で非定常的な流れ挙動を引き起こしにくい。従って、処理気体の動粘度が高いほど、処理気体中で浮力により発生する対流に対する抵抗が高まるため、マッフル内の非定常的な流れ不安定性を低減または防止する。一般に、グラスホフ数が約７,０００以下、約８,０００以下、約９,０００以下、約１０,０００以下、約１１,０００以下、または、約１２,０００以下であると安定した時不変の流れが生じるが、グラスホフ数が約１３,０００を超えると非定常的で経時変化する流れを生じる結果となる。

図１を参照すると、１つ以上の加熱素子４６から構成されている上部加熱装置が下方給送ハンドル４０に連結されてマッフル２０内の温度差を調整することで、グラスホフ数を減少させるとともに処理気体の安定した流れを促進するようにしており、それにより、延伸される光ファイバの直径の変動を低減することができる。従って、１つ以上の加熱素子４６によりヘリウム以外の処理気体を使用することができるようにしても尚、望ましい程度に低いグラスホフ数と安定した流れ得ることができる。例えば、処理気体としてアルゴンまたは窒素のいずれかを使用する場合、延伸炉１０の各加熱素子４６は約８００から約１２００の範囲のグラスホフ数を供与することができる。

当技術分野で周知のように、各加熱素子４６としては、例えば、巻きつけ抵抗加熱装置、バンド加熱装置、浸漬式加熱装置、棒状加熱装置、または、これらの各種組合せが挙げられる。

図１に示すように、各加熱素子４６は電源投入されると（すなわち、オン位置に切替わると）、下方給送ハンドル４０に複数の異なる加熱領域を形成することができる。例えば、複数の異なる加熱素子に電源投入して下方給送ハンドル４０の第１加熱領域４１、第２加熱領域４２、第３加熱領域４３、および、第４加熱領域４４を形成する。図１の実施形態は４つの加熱領域を例示しているが、もっと多いまたはもっと少ない加熱領域を採用してもよいことも思料される。例を挙げると、各加熱素子４６は、例えば、１個の加熱領域、２個、５個、６個、７個、８個、または、１０個の加熱領域を形成してもよい。加熱領域は各々が他の加熱領域とは独立して加熱されたり、電源投入してオン状態にしたりすることができる。

加熱領域４１、４２、４３、４４は下方給送ハンドル４０の内面に配置され、下方給送ハンドル４０の内周面全体に沿って広がっているようにしてもよい。しかし、各加熱領域が下方給送ハンドル４０の内周面全体よりも狭い部位に亘って広がるようにしてもよいとも思料される。更に、加熱領域４１、４２、４３、４４は個々にその長さが約８インチ（約２０．３２ｃｍ）ないし約１２インチ（約３０．４８ｃｍ）であるとよい。１つ以上の領域は１つ以上の上記以外の各領域と長さが同一であってもよいし異なっていてもよい。

各加熱素子４６は下方給送ハンドル４０の１つ以上の加熱領域４１、４２、４３、４４を加熱することができ、延いてはこれら領域が、ハンドル空洞２９内に配置された処理気体を加熱する。上述のように、ハンドル空洞２９は、下方給送ハンドル４０とマッフル２０の間に配置された空洞２７の一部である。ハンドル空洞２９は、下方給送ハンドル４０が延伸炉１０の内部を移動するにつれて、空洞２７の上記とは別な複数の部分を含むようになってもよい。ハンドル空洞２９に配置された処理気体を加熱することで、今度は、加熱された下方給送ハンドル４０を包囲している（従って、ハンドル空洞２９を包囲している）上部マッフル拡張部２３の一部を加熱することができる。従って、各加熱素子４６は上部マッフル拡張部２３の、加熱された下方給送ハンドル４０を包囲している部分を加熱する。

ハンドル空洞２９の内側に配置された処理気体を加熱することで処理気体の温度を上昇させ、これにより鉛直方向と半径方向の両方向の温度勾配を低減するとともに処理気体の動粘度を増大させている。このような温度勾配が低減して動粘度が増大した結果、処理気体の流れの安定性が向上することになる。上述のように、延伸操作における流れ不安定性は、処理気体の浮力により発生した非定常的な流れから生じることがある。下方給送ハンドル４０からの熱は、延伸炉１０内のそのような流れの不安定性を低減または防止する。次に、処理気体としてヘリウムをアルゴンまたは窒素で置き換えることができる。

ハンドル空洞２９の処理気体の温度は、各加熱素子４６により摂氏約４５０度ないし摂氏約７５０度に上昇されてもよい。図１に例示されているように、ハンドル空洞２９の内側の上昇した気体温度を維持するのには、上部マッフル拡張部２３の周囲の断熱材６５が役立つ。

図１に例示されているように、各加熱素子４６は、下方給送ハンドル４０の内側（例えば、内側壁面上）に配置することができる。従って、各加熱素子４６は、マッフル２０（上部マッフル拡張部２３を含む）の半径方向内側で尚且つ外側缶３０の半径方向内側に配置される。しかしながら、各加熱素子４６は下方給送ハンドル４０の外側、マッフル２０の外側、または、その両方の外側に配置されてもよいとも思料される。実施形態によっては、各加熱素子４６は下方給送ハンドル４０の外側壁面上に配置されていてもよいし、或いは、下方給送ハンドル４０の壁内に埋め込まれていてもよい。各加熱素子４６は、下方給送ハンドル４０と上部マッフル拡張部２３との間の環状空間内の処理気体を加熱して処理気体の温度勾配を低減させることができるようになっていれば、延伸炉１０のどの部位に配置されていてもよい。しかしながら、マッフル２０の壁上よりはむしろ下方給送ハンドル４０上に各加熱素子４６を設けることで、缶の上部にとっての熱損失を低減するおかげで電力消費を低減するという恩恵を供与したうえに、給電配線および熱電対配線の各種制約を単純化することによって、マッフルの封止設計を簡素化することによって、更には、炉にしかるべく変更を加えずにハンドルの加熱を活用できるようにすることによって、設計の各種制約を緩和するという恩恵をも供与している。各加熱素子４６は、下方給送ハンドル４０の長手に沿って鉛直方向に配置された複数の加熱素子から構成されていてもよい。

各加熱素子４６は下方給送ハンドル４０に接続されて、該下方給送ハンドル４０と一緒にマッフル２０の内部を移動自在となるようにしてもよい。各加熱素子４６はまた、加熱領域４１、４２、４３、４４を順次加熱するようにしてもよい。例えば、後段以降で更に論じているが、下方給送ハンドル４０が（従って、各加熱素子４６が）マッフル２０の内部で長軸線方向に移動するにつれて、各加熱素子４６が該領域を順次加熱するようにしてもよい。

実施形態によっては、各加熱素子４６は、上部マッフル拡張部２３の内側に配置された下方給送ハンドル４０の一部のみを加熱するようにしてもよい。よって、上部マッフル拡張部２３の外側（例えば、最上部ハット２１の内側）に配置されている下方給送ハンドル４０の一部は、少なくともいくつかの加熱素子４６に電源投入されてオン位置にある場合でも、各加熱素子４６によって加熱されない場合がある。初期には上部マッフル拡張部２３の外側にあったせいで加熱されていなかった下方給送ハンドル４０の当該部分も、下方給送ハンドル４０がマッフル２０内を下方に（すなわち、下部加熱装置６０に向かって）移動した結果、下方給送ハンドル４０の当該部分が上部マッフル拡張部２３の内側の位置に置かれた今となっては、各加熱素子４６による加熱状態におくことができる。

各加熱素子４６によって加熱されている下方給送ハンドル４０の当該部分（１か所または複数個所）は、摂氏約２００度から摂氏約１２００度、摂氏約４００度から摂氏約１０００度、摂氏約６００度から摂氏約９００度、摂氏約７００度から摂氏約８５０度、または、摂氏約７００度から摂氏約８００度の範囲の温度に加熱するとよい。それゆえ、下方給送ハンドル４０の領域４１、４２、４３、４４は各々が、このように開示された範囲内の温度まで別々に独立して加熱することができる。１つ以上の領域を、１つ以上のそれ以外の領域とは異なる温度に加熱するようにしてもよい。すべての領域４１、４２、４３、４４が同じ温度に加熱されることも思料される。

実施形態によっては、１つ以上の領域４１、４２、４３、４４を加熱して、温度勾配が特定領域内の温度勾配になるようにしてもよい。従って、例えば、第１領域４１は、その最上部（下部加熱装置６０から遠いほうの部分）の加熱による温度がその最底部（下部加熱装置６０に近いほうの部分）より高くなるようにして尚且つこれら両部分の間に或る温度勾配が設けられるように加熱されてもよい。

各領域４１、４２、４３、４４の温度およびハンドル空洞２９内の処理気体の温度を監視および調整するために、制御ユニット（図示せず）が各加熱素子４６に接続されている。例えば、熱電対などのような１つ以上のセンサーを制御ユニットに接続して、温度を監視および調整するとよい。閉ループ温度制御と熱温度勾配管理を供与するには、このセンサーが役立つ。

下方給送ハンドル４０がマッフル２０の内部を移動して下部加熱装置６０に接近してゆくにつれて、領域４１、４２、４３、４４が各加熱素子４６によって順次加熱される。延伸プロセスによって母材６０の部分が益々消費されてゆくにつれて、各領域の順次加熱が進む。例えば、下方給送ハンドル４０が第１位置にあるときには、各加熱素子４６はオフ位置におかれて、領域４１、４２、４３、４４はどれも加熱されないようになっている。第１位置は、例えば、母材５０の装填時や取外し時に採用されるとよい。この第１位置では、領域４１、４２、４３、４４は各々が上部マッフル拡張部２３の外側に配置される。

或る実施形態では、下方給送ハンドル４０が空洞２７内の第２位置まで降下して第１領域４１が少なくともその一部でも上部マッフル拡張部２３の内側に配置された後で、各加熱素子４６は第１領域４１を加熱することができる。このとき、残余の領域４２、４３、４４は各加熱素子４６によって加熱されず、各々が少なくとも一部は上部マッフル拡張部２３の外部に配置されている。図１は下方給送ハンドル４０の第２位置を例示しており、この位置で第１領域４１は各加熱素子４６により加熱状態にある。図１ないし図４にも例示されているように、第１領域４１は（下方給送ハンドル４０がマッフル２０内に配置されたときには）すべての領域のうちで下部加熱装置６０の最も近くに配置される。

次いで、下方給送ハンドル４０が（例えば、下部加熱装置６０に比較的より近づくように）降下することにより第２位置から第３位置に移動した結果、第１領域４１と第２領域４２の両方が、少なくとも部分的に、上部マッフル拡張部２３の内側に配置される。この時点で、第２領域４２がようやく加熱される。従って、第２領域４２は、第１領域４１を加熱した後で加熱される。延伸プロセスによって更なる母材５０が消費されると同時に、下方給送ハンドル４０は第２位置から第３位置に移動することができる。下方給送ハンドル４０が第３位置にある時点では、残余の領域４３、４４は各加熱素子４６によって加熱されないまま、各々が少なくとも部分的に上部マッフル拡張部２３の外側に配置されている。図２は下方給送ハンドル４０の第３位置を描いており、この位置で、領域４１、４２は両方が各加熱素子４６によって加熱される。図１ないし図４にも例示されているように、第１領域４１は（下方給送ハンドル４０がマッフル２０の内側に配置されたときは）、第２領域４２よりも下部加熱装置６０に比較的より近い位置にある。

次いで、下方給送ハンドル４０が（例えば、下部加熱器６０に比較的より近づくように）降下することにより第３位置から第４位置に移動した結果、第１領域４１、第２領域４２、および、第３領域４３は各々が、少なくとも部分的に、上部マッフル拡張部２３の内側に配置される。この時点で、第３領域４３がようやく加熱される。従って、第３領域４３は、第１領域４１および第２領域４２を加熱した後で加熱される。更なる母材５０が延伸プロセスによって消費されると同時に、下方給送ハンドル４０は第３位置から第４位置に移動することができる。下方給送ハンドル４０が第４位置にある時点では、残余の領域４４は各加熱素子４６によって加熱されないまま、少なくとも部分的に上部マッフル拡張部２３の外側に配置される。図３は下方給送ハンドル４０の第４位置を描いており、この位置で領域４１、４２、４３は全部が各加熱素子４６によって加熱される。図１ないし図４にも例示されているように、第１領域４１および第２領域４２は（下方給送ハンドル４０がマッフル２０の内側に配置されたときには）、第３領域４３よりも下部加熱装置６０に比較的より近い位置にある。

次いで、下方給送ハンドル４０が（例えば、下部加熱器６０に比較的より近づくように）降下することにより第４位置から第５位置に移動した結果、第１領域４１、第２領域４２、第３領域４３、および、第４領域４４は各々が、少なくとも部分的に、上部マッフル拡張部２３の内側に配置される。この時点で、第４領域４４がようやく加熱される。従って、第４領域４４は、第１領域４１、第２領域４２、および、第３領域を加熱した後で加熱される。更なる母材５０が延伸プロセスによって消費されると同時に、下方給送ハンドル４０は第４位置から第５位置に移動することができる。図４は下方給送ハンドル４０の第５位置を描いており、この位置で領域４１、４２、４３、４４は全部が各加熱素子４６によって加熱される。図１ないし図４にも例示されているように、第１領域４１、第２領域４２、および、第３領域４３は（下方給送ハンドル４０がマッフル２０の内側に配置されたときは）、第４領域４４よりも下部加熱装置６０に比較的より近い位置にある。

次いで、下方給送ハンドル４０がマッフル２０の内側を（例えば、下部加熱器６０に比較的より近づくように）降下することにより第５位置から所定位置に移動することができる。更なる母材５０が延伸プロセスによって消費されると同時に、下方給送ハンドル４０は第５位置から所定位置に移動することができる。実施形態によっては、第５位置が該所定位置であって、下方給送ハンドル４０が第５位置から該所定位置に進むために移動する必要がないようにしたものもある。所定位置は、下部加熱装置６０と相対的な位置であればよい。図４に例示されているように、下方給送ハンドル４０が所定位置にあるときは、第１領域４１に対応する１つ以上の加熱素子４６の出力を低減することができる。例えば、第１領域４１に対応する１つ以上の加熱素子４６の出力は、約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、約９０％、または、約１００％だけ低減することができる。下方給送ハンドル４０が所定位置にあって尚且つ第１領域４１に対応する１つ以上の加熱素子４６の出力が低減されるときでも、残余の領域４２、４３、４４に対応する各加熱素子４６は、それぞれの出力レベルに維持することができる。従って、実施形態によっては、第１領域４１の低減された出力が、第２領域４２、第３領域４３、および、第４領域４４の各々に適用される出力よりも低くなるものもある。

下方給送ハンドル４０が所定位置にあるとき、第１領域４１への出力の低減は、該領域が下部加熱装置６０の近位にあることにより埋め合わせされる。例えば、第１領域４１が移動して下部加熱装置６０の熱により接近するにつれて、第１領域４１に対応する各加熱素子４６の出力は低減されてもよい。従って、実施形態によっては、下部加熱装置６０から余分な熱を受けるせいで、各加熱素子４６の出力が低減されても第１領域４１の温度が低下しないようにすることもできるものもある。

下方給送ハンドル４０は、第１位置、第２位置、第３位置、第４位置、第５位置、および、所定位置の間でどのような順序で移動してもよいとも思料される。従って、例えば、実施形態によっては、下方給送ハンドル４０が第３位置から所定位置に移動するようにしてもよい。

実施形態によっては、下方給送ハンドル４０が所定位置にあるとき、第１領域４１および第２領域４２の両方に対応する各加熱素子４６の出力を低減させることができるものもある。また、下方給送ハンドル４０が所定位置にあるとき、第１領域４１、第２領域４２、および、第３領域４３に対応する各加熱素子４６の出力を低減させることも思料される。さらにまた別な各種実施形態では、下方給送ハンドル４０が所定位置にあるとき、すべての加熱素子４６の出力が低減されるようにしてもよい。

下方給送ハンドル４０が所定位置にあるときにマッフル２０の長手に沿って所望の熱プロファイルを維持する目的で、１つ以上の各領域に対応する各加熱素子４６の出力を低減させることができる。延伸プロセスにより母材５０が益々消費されてゆくにつれて、尚且つ、下方給送ハンドル４０が下部加熱装置６０により接近するにつれて、各加熱素子４６と下部加熱装置６０からの合流熱のせいでマッフル２０の内部の温度が上昇するかもしれないという潜在的危険がある。マッフル２０の内部温度が高くなりすぎると、下方給送ハンドル４０が過熱し、これが原因となってハンドルが伸びるなどの望ましくない副次作用が生じることがある。従って、下方給送ハンドル４０が所定の位置に到達したときにそのような過熱を防止する目的で、領域４１、４２、４３、４４のうちの１つ以上の出力を低減させている。

下方給送ハンドル４０に設けられた１つ以上の上記領域の温度を調節することで上部マッフル拡張部２３の温度を維持し、安定した対流を得るのに必要な臨界値未満に延伸炉１０のグラスホフ数を維持するようにもできる。例えば、グラスホフ数は、約８００から約１２００の範囲内に維持されるとよい。

上述のように、各加熱素子４６は下方給送ハンドル４０に連結されて、処理気体の流れの不安定性を緩和し、よって、窒素やアルゴンなどのような気体が使用できるように図っている。さらに、複数の加熱領域を設けることにより、下方給送ハンドル４０の過熱を防止することもできる。別々の加熱領域はまた、マッフル２０内の温度をより良好に調節し、例えば、比較的低温の封止素材を使うことができるようにするのに役立っている。例えば、封止部２６は、シリコーン、ポリウレタン、ゴム、または、これら以外の各種エラストマー素材などのような比較的低温の各種封止剤で構成されているとよい。

また前述のように、領域４１、４２、４３、４４は、各々が少なくとも一部でも上部マッフル拡張部２３内に配置されてしまうと、各加熱素子４６が各領域を連続的に加熱してゆく。しかしながら、各領域は、各々が少なくともその一部でも最上部ハット２１の内側に配置されると加熱されることも思料される。従って、例えば、下方給送ハンドル４０の第２の位置とは、第１領域４１が少なくともその一部でも最上部ハット２１の内側に配置されている場合のことである、としてもよい。

図５はもう１つ別の実施形態を描いており、各加熱素子４６が（１つまたは複数の）非接触加熱素子に置換わっている。この実施形態では、例えば、誘導加熱により非接触加熱をもたらして、領域４１、４２、４３、４４を加熱する。図５に例示されているように、誘導コイル１００がマッフル２０を包囲しており、下方給送ハンドル４０との磁気カプリングを果たす磁場を生成する。磁場は上部マッフル拡張部２３の素材に伝達されて下方給送ハンドル４０を加熱する。例えば、図５の実施形態では、下方給送ハンドル４０はグラファイトで構成されていてもよく、また、上部マッフル拡張部２３は石英からできていてもよい。

図６Ａないし図１３は、炉集成体（例えば、延伸炉１０）の内部の気体流れおよび温度のグラフに関して数値流体力学（ＣＦＤ）模擬実験の結果を提示している。数値流体力学模擬実験を検証するにあたり、現在の実稼働構成に基づく過去の観察結果を利用してそれぞれの妥当性が確認するようにした。

図６Ａおよび６Ｂを参照すると、数値流体力学の各種モデルが描かれており、３つの実施例について延伸手順持続中の温度分布と気体流れパターンを例示している。特に、比較例Ａはヘリウムを処理気体として用いた場合の非加熱状態のハンドルのモデルを示し、比較例Ｂは処理気体をアルゴンとして用いた場合の非加熱状態のハンドルのモデルを示し、実施例Ｃはアルゴンを処理気体として用いた場合の加熱状態にあるハンドルのモデルを示している。３つの実施例すべてにおいて、外径が４．８７インチ（約１２．３６９８ｃｍ）で内径が４．４９インチ（約１１．４０４６ｃｍ）の下方給送ハンドルを使用した。さらに、実施例Ｃについては、各加熱素子４６を使用して下方給送ハンドルを摂氏約８００度に加熱し、厚さが２．５６５インチ（約６．５１５１ｃｍ）の断熱材を上部マッフル拡張部の外壁に長さ４７インチ（約１１９．３８ｃｍ）にわたって付与した。

図６Ａに例示されているように、比較例Ａおよび比較例Ｂと実施例Ｃとの比較が示しているのは、実施例Ｃの浄化用気体が下方給送ハンドルと上部マッフル拡張部との間の環状空間（例えば、領域Ｘ）においてより高温になる、ということである。例えば、比較例Ａおよび比較例Ｂの環状空間内の浄化用気体は、温度が摂氏約７５ないし摂氏約１００度である。逆に、実施例Ｃの環状空間内の浄化用気体は、温度が摂氏約６００度になる。実施例Ｃの高い温度は、下方給送ハンドルに設けられた加熱素子によるものである。

図６Ｂに例示されているように、非加熱状態の下方給送ハンドルと処理気体としてのアルゴンを使用した比較例Ｂでは、炉の上部の環状空間に、浮力で動かされるマルチセル状の流れパターンが出来上がる。もっと具体的に説明すると、処理気体の流れは不安定なうえに経時変化するため、結果的に環状空間内に温度揺らぎと圧力揺らぎが生じてしまう。処理気体としてヘリウムを使用した比較例Ａは、炉に流入する折に気体が壁に対して垂直に入るおかげで、気体の入口付近には小さな再循環する渦が２つしかできずに、一貫した気体流れができる。従って、比較例Ａは、処理気体の流れを安定した経時変化の無いものにしている。比較例Ａと同様に、実施例Ｃも処理気体の安定した流れをもたらしている。しかしながら、実施例Ｃは、処理気体としてアルゴンを使用する場合にも、下方給送ハンドルを加熱することによって安定した流れを達成することができる。より詳しく言うと、図６Ｂが示しているのは、実施例Ｃの浮力流れは安定しており温度揺らぎも抑制されている、ということである。

図７は、比較例Ａ、比較例Ｂ、および、実施例Ｃについて、位置Ｘにおける気体温度を時間の関数としてグラフに例示している。上述のように、ヘリウムを処理気体として使用する比較例Ａは温度グラフが比較的安定している。同様に、加熱状態にある下方給送ハンドルと処理気体としてのアルゴンを使用する実施例Ｃも温度グラフが比較的安定している。しかし、非加熱状態の下方給送ハンドルと処理気体としてのアルゴンを使用している比較例Ｂは、温度グラフが比較的不安定である。比較例Ｂは温度揺らぎが大きく、摂氏約１５０度ないし摂氏約４００度の範囲である。

図８は、比較例Ａ、比較例Ｂ、および、実施例Ｃについて、位置Ｘにおける気体圧力を時間の関数としてグラフに例示している。前述の温度グラフと同様に、比較例Ａおよび実施例Ｃは位置Ｘにおいては気体圧力が比較的安定している。逆に、比較例Ｂは位置Ｘにおいては気体圧力が比較的不安定である。

上述のように、上部マッフル拡張部２３付近の温度揺らぎと気体揺らぎはマッフル２０の内側を下方向に伝搬して、母材５０のネック状くびれ領域に至ることもある。図９は、比較例Ａ、比較例Ｂ、および、実施例Ｃについて、位置Ｙ（母材５０のネック状くびれ領域の近傍）における気体温度を時間の関数としてグラフに例示している。比較例Ａはヘリウムガスを、実施例Ｃは加熱状態にある下方給送ハンドルをそれぞれ使用したせいで、温度グラフが比較的安定しており揺らぎがない。比較例Ｂはここでも温度グラフが比較的不安定で、５０秒の間隔に亘って温度揺らぎが摂氏約１７７１度ないし摂氏約１８１６度の範囲で生じている。

図１０は、比較例Ａ、比較例Ｂ、および、実施例Ｃについて、位置Ｙにおける気体圧力を時間の関数としてグラフに例示している。図８と同様に、比較例Ａおよび実施例Ｃは気体圧力が比較的安定している一方で、比較例Ｂは気体圧力に揺らぎがある。

図１１は、下方給送ハンドル４０の３つの異なる発熱率について、位置Ｙにおける温度を時間の関数としてグラフに例示している。より詳細に言うと、第１下方給送ハンドルは摂氏約４００度の温度に加熱され、第２下方給送ハンドルは摂氏約６００度の温度に加熱され、第３下方給送ハンドルは摂氏約８００度の温度に加熱された。第１下方給送ハンドルの温度で位置Ｙにおける温度揺らぎは最大に生じ、第３下方給送ハンドルの温度で位置Ｙにおける温度揺らぎは最小に生じた。従って、下方給送ハンドルを摂氏６００度に加熱したり、摂氏４００度に加熱したりするのに比べると、下方給送ハンドルを摂氏８００度に加熱することで、マッフルの位置Ｙ（ネック状くびれ近傍)の温度をより安定させている。

図１１のデータのＦＦＴ（高速フーリエ変換）分析が図１２に例示されている。図１２で分かるように、下方給送ハンドルの温度が上昇するとともに、温度揺らぎの振幅は小さくなる。図１２が示しているのは、下方給送ハンドルの温度が摂氏約８００度に近づくと揺らぎがかなり抑制されることである。

温度対時間のグラフと同様に、下方給送ハンドルの温度が摂氏約８００度に近づくにつれて、位置Ｙにおける気体圧揺らぎも比較的より安定してくる。図１３は、下方給送ハンドルの３種類の温度について、位置Ｙにおける気体圧力を時間の関数としてグラフに例示している。すなはち、第１下方給送ハンドルは摂氏約４００度の温度に加熱され、第２下方給送ハンドルは摂氏約６００度の温度に加熱され、第３下方給送ハンドルは摂氏約８００度の温度に加熱された。第１下方給送ハンドルの温度で位置Ｙにおける気体圧揺らぎは最大に生じ、第３下方給送ハンドルの温度で位置Ｙにおける気体圧揺らぎは最小に生じた。従って、下方給送ハンドルを摂氏６００度に加熱したり、摂氏４００度に加熱したりするのに比べると、下方給送ハンドルを摂氏８００度に加熱することで、マッフルの位置Ｙ（ネック状くびれ領域の近傍)の気体圧力をより安定させている。

上述のように、本明細書に開示されている光ファイバ延伸炉は、より低い動粘度を有する（窒素やアルゴンなどのような）処理気体を使用することができるようにしながらも尚、延伸された光ファイバに一定かつ均一な直径をもたらすようにする点で有利である。

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

実施形態１
光ファイバ延伸炉を操作する方法であって、該方法は、
炉の内部で光ファイバ母材を支持するための下方給送ハンドルを配置するにあたり、下方給送ハンドルが炉の内部で移動自在となるようにすること、および、
１つ以上の加熱素子を作動させて、炉の内部に配置された上部マッフル拡張部の少なくとも一部を熱で加温し、１つ以上の加熱素子は下方給送ハンドルと一緒に移動自在であるようにすることを含んでいる。

実施形態２
下方給送ハンドルの周囲に処理気体を注入することを更に含んでいる、実施形態１に記載の方法。

実施形態３
処理気体は窒素およびアルゴンのうちの少なくとも一方である、実施形態２に記載の方法。

実施形態４
炉の内側の下部加熱装置を作動させることを更に含んでおり、上部マッフル拡張部が炉の内側の下部加熱装置の上方に配置されていることを特徴とする、実施形態１から実施形態３のいずれか１つに記載の方法。

実施形態５
１つ以上の加熱素子を作動させることは、下方給送ハンドルを加熱するにあたり、上部マッフル拡張部の内部に配置された下方給送ハンドルの一部のみが加熱されるようにすることを含んでいる、実施形態１から実施形態４のいずれか１つに記載の方法。

実施形態６
１つ以上の加熱素子を作動させることは、下方給送ハンドルを加熱して摂氏約４００度から摂氏約１０００度の範囲の温度にすることを含んでいる、実施形態１から実施形態５のいずれか１つに記載の方法。

実施形態７
１つ以上の加熱素子を作動させることは、下方給送ハンドルを加熱して摂氏約８００度の温度にすることを含んでいる、実施形態６に記載の方法。

実施形態８
１つ以上の加熱素子を作動させることは、下方給送ハンドルの複数の領域を順次加熱してゆくことを含んでいる、実施形態１から実施形態７のいずれか１つに記載の方法。

実施形態９
複数の領域を順次加熱してゆくことは、下方給送ハンドルが移動して下部加熱装置に比較的より近づくにつれて、更にもう１つ以上の領域を加熱してゆくことを含んでいる、実施形態８に記載の方法。

実施形態１０
複数の領域を順次加熱してゆくことは、下方給送ハンドルが移動して下部加熱装置と相対的な所定位置に至ると、少なくとも１つの領域に付与される出力を低減することを更に含んでいる、実施形態９に記載の方法。

実施形態１１
複数の領域はそれら全ての領域のうちで下部加熱装置の最も近くに配置されている第１領域を含んでおり、
複数の領域を順次加熱してゆくことは、下方給送ハンドルを移動させて下部加熱装置に比較的より近づけた後で、第１領域を加熱することを含んでいる、実施形態８に記載の方法。

実施形態１２
複数の領域は第２領域を更に含んでおり、第１領域は第２領域よりも下部加熱装置に比較的より近い位置にあり、また、
複数の領域を順次加熱してゆくことは、第１領域を加熱した後で、尚且つ、下方給送ハンドルを移動させて下部加熱装置に比較的より近づけた後で、第２領域を加熱することを含んでいる、実施形態１１に記載の方法。

実施形態１３
複数の領域は第３領域を更に含んでおり、第１領域および第２領域は第３領域よりも下部加熱装置に比較的より近い位置にあり、また、
複数の領域を順次加熱してゆくことは、第１領域および第２領域を加熱した後で、尚且つ、下方給送ハンドルを移動させて下部加熱装置に比較的より近づけた後で、第３領域を加熱することを含んでいる、実施形態１２に記載の方法。

実施形態１４
第２領域に付与されている出力と第３領域に付与されている出力を維持したままで下方給送ハンドルを下部加熱装置と相対的な所定位置に移動させた後で、第１領域に付与されている出力を低減させることを更に含んでいる、実施形態１３に記載の方法。

実施形態１５
下方給送ハンドルから光ファイバ母材を吊下げ支持すること、および、
光ファイバ母材から光ファイバを延伸することを更に含んでいる、実施形態１から実施形態１４のいずれか１つに記載の方法。

実施形態１６
１つ以上の加熱素子は下方給送ハンドルに接続されている、実施形態１から実施形態１５のいずれか１つに記載の方法。

実施形態１７
１つ以上の加熱素子は下方給送ハンドルに配置されている、実施形態１６に記載の方法。

実施形態１８
光ファイバ延伸炉システムは、
上部マッフル拡張部を備えているとともに内部空洞を形成しているマッフルと、
内部空洞の内側に移動自在に配置される下方給送ハンドルと、
内部空洞の内側で下方給送ハンドルと一緒に移動自在である１つ以上の加熱素子から構成されている上部加熱装置とを備えている。

実施形態１９
炉の内部に配置された下部加熱装置を更に備えており、下方給送ハンドルは下部加熱装置と相対的に移動自在である、実施形態１８に記載の延伸炉システム。

実施形態２０
１つ以上の加熱素子は下方給送ハンドルに接続されている、実施形態１８および実施形態１９のいずれか一方に記載の延伸炉システム。

実施形態２１
１つ以上の加熱素子は下方給送ハンドルに配置されている、実施形態２０に記載の延伸炉システム。

実施形態２２
１つ以上の加熱素子は下方給送ハンドルの内側壁面に配置されている、実施形態２１に記載の延伸炉システム。

実施形態２３
１つ以上の加熱素子はマッフルの半径方向内側に配置されている、実施形態１８から実施形態２２のいずれか１つに記載の延伸炉システム。

実施形態２４
１つ以上の加熱素子は、下方給送ハンドルの長手に沿って鉛直方向に配置された複数の加熱素子から構成されている、実施形態１８から実施形態２３のいずれか１つに記載の延伸炉システム。

実施形態２５
１つ以上の加熱素子は、下方給送ハンドルの複数の領域を順次かつ別々に加熱してゆくよう構成されている、実施形態１８から実施形態２４のいずれか１つに記載の延伸炉システム。

実施形態２６
上部マッフル拡張部に配置されており、内部空洞に処理気体を注入するよう構成されている気体入口ポートを更に備えている、実施形態１８から実施形態２５のいずれか１つに記載の延伸炉システム。

実施形態２７
上部マッフル拡張部の周囲に配置された断熱材を更に備えている、実施形態１８から実施形態２６のいずれか１つに記載の延伸炉システム。

実施形態２８
断熱材は下部加熱装置から長軸線方向に広がり、炉の内部に配置され、上部マッフル拡張部に達している、実施形態２７に記載の延伸炉システム。

１０ 光ファイバ延伸炉
２０ マッフル
２１ 最上部ハット
２３ 上部マッフル拡張部
２６ エラストマーの封止部
２７ 空洞
２９ ハンドル空洞
３０ 外側缶
４０ 下方給送ハンドル
４６ 加熱素子
５０ 母材
６０ 下部加熱装置
６５ 断熱材
７０ 気体入口ポート
７２ 気体入口ポート
７４ 気体入口ポート
９０ 下部マッフル拡張部

Claims (8)

1. 光ファイバ延伸炉を操作する方法であって、該方法は、
   炉の内部で光ファイバ母材を支持するための下方給送ハンドルを配置するにあたり、下方給送ハンドルが炉の内部で移動自在となるようにすること、および、
   １つ以上の加熱素子を作動させて、炉の内部に配置された上部マッフル拡張部の少なくとも一部を熱で加温し、１つ以上の加熱素子は下方給送ハンドルと一緒に移動自在であるようにすることを含んでいる。
2. 下方給送ハンドルの周囲に処理気体を注入することを更に含んでいる、請求項１に記載の方法。
3. 炉の内側の下部加熱装置を作動させることを更に含んでおり、上部マッフル拡張部が炉の内側の下部加熱装置の上方に配置されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の方法。
4. １つ以上の加熱素子を作動させることは、下方給送ハンドルを加熱するにあたり、上部マッフル拡張部の内部に配置された下方給送ハンドルの一部のみが加熱されるようにすることを含んでいる、請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の方法。
5. １つ以上の加熱素子を作動させることは、下方給送ハンドルを加熱して摂氏約４００度から摂氏約１０００度の範囲の温度にすることを含んでいる、請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の方法。
6. １つ以上の加熱素子を作動させることは、下方給送ハンドルの複数の領域を順次加熱してゆくことを含んでいる、請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の方法。
7. 複数の領域を順次加熱してゆくことは、下方給送ハンドルが移動して下部加熱装置に比較的より近づくにつれて、更にもう１つ以上の領域を加熱してゆくことを含んでいる、請求項６に記載の方法。
8. 上部マッフル拡張部を備えているとともに内部空洞を形成しているマッフルと、
   内部空洞の内側に移動自在に配置される下方給送ハンドルと、
   内部空洞の内側で下方給送ハンドルと一緒に移動自在である１つ以上の加熱素子から構成されている上部加熱装置とを備えている、光ファイバ延伸炉システム。

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