JP2704147B2 - シリカスートの中空筒状体を焼結する方法及び保持する装置 - Google Patents
シリカスートの中空筒状体を焼結する方法及び保持する装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリカスートから
なる中空筒状体を保持装置により垂直姿勢で保持し、加
熱帯を通して連続的に送り、該加熱帯において焼結する
中空筒状体の焼結方法に関するものである。また、本発
明は、中空筒状体の外部から延びて内部のボアに入る細
長い支持体により、シリカスートの中空筒状体を垂直姿
勢に保持するための装置に関するものである。
なる中空筒状体を保持装置により垂直姿勢で保持し、加
熱帯を通して連続的に送り、該加熱帯において焼結する
中空筒状体の焼結方法に関するものである。また、本発
明は、中空筒状体の外部から延びて内部のボアに入る細
長い支持体により、シリカスートの中空筒状体を垂直姿
勢に保持するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバー用のプリフォームや、半導
体技術で使用される炉体構成部品用プリフォームの生産
は、シリカスートの中空筒状体の形をした中間物を経て
進めることが多い。これらのいわゆる“スート体”は機
械的に脆弱であり、従って、該スート体が大形で重い時
には、取り扱いが難しい。更に、光通信技術や半導体技
術の分野で使用するスート体の純度に関しては、厳しい
条件が課せられている。これは、熱処理又はガス処理の
ような種々の加工工程の間のそれらスート体の取り扱い
の難しさが、必要な加工助剤として使用できる材料の範
囲が限られていることにより、更にひどくなることを意
味している。
体技術で使用される炉体構成部品用プリフォームの生産
は、シリカスートの中空筒状体の形をした中間物を経て
進めることが多い。これらのいわゆる“スート体”は機
械的に脆弱であり、従って、該スート体が大形で重い時
には、取り扱いが難しい。更に、光通信技術や半導体技
術の分野で使用するスート体の純度に関しては、厳しい
条件が課せられている。これは、熱処理又はガス処理の
ような種々の加工工程の間のそれらスート体の取り扱い
の難しさが、必要な加工助剤として使用できる材料の範
囲が限られていることにより、更にひどくなることを意
味している。
【０００３】この種のスート体を焼結炉内のスペースの
ような処理空間において処理する場合、該スート体はご
く僅かな大きさの機械的応力にしか耐えられないので、
いかにして該スート体を安全に保持するかが一つの課題
である。米国特許第４，２５１，２５１号明細書から既
知の方法では、ホルダー即ち保持装置は白金製ワイヤか
ら形成されたブラケットからなり、スートの中空筒状体
は白金製ワイヤから吊り下げられている。中空筒状体の
壁は、その上端を貫通する２個の水平貫通孔を有し、該
貫通孔に白金製ワイヤが通されている。焼結するため
に、スート体は連続的に給送されて、垂直に方向付けら
れた焼結炉を通る。炉内では、スート体のある部分が軟
化する。この軟化帯域はスート体の下端で始まる。スー
ト体は焼結炉内を次第に下降して行くので、スート体の
軟化帯域は、該スート体に沿って連続的に上方に移動す
る。従って、軟化帯域からぶら下がっているスート体の
焼結部分の重量は連続的に増加する。軟化帯域における
スートの粘度が低いため、スート体自身の重量は、該ス
ート体を引き伸ばすのに十分である。従って、この方法
は、大形で重いスート体の焼結には不向きである。
ような処理空間において処理する場合、該スート体はご
く僅かな大きさの機械的応力にしか耐えられないので、
いかにして該スート体を安全に保持するかが一つの課題
である。米国特許第４，２５１，２５１号明細書から既
知の方法では、ホルダー即ち保持装置は白金製ワイヤか
ら形成されたブラケットからなり、スートの中空筒状体
は白金製ワイヤから吊り下げられている。中空筒状体の
壁は、その上端を貫通する２個の水平貫通孔を有し、該
貫通孔に白金製ワイヤが通されている。焼結するため
に、スート体は連続的に給送されて、垂直に方向付けら
れた焼結炉を通る。炉内では、スート体のある部分が軟
化する。この軟化帯域はスート体の下端で始まる。スー
ト体は焼結炉内を次第に下降して行くので、スート体の
軟化帯域は、該スート体に沿って連続的に上方に移動す
る。従って、軟化帯域からぶら下がっているスート体の
焼結部分の重量は連続的に増加する。軟化帯域における
スートの粘度が低いため、スート体自身の重量は、該ス
ート体を引き伸ばすのに十分である。従って、この方法
は、大形で重いスート体の焼結には不向きである。
【０００４】米国特許第４,１５７,９０６号明細書に
は、筒状体を収縮させファイバーを引き出す作業の間、
垂直姿勢にあるシリカスートの中空筒状体の形をしたブ
ランクを保持する別の装置が記載されている。長さ約５
０ｍｍの石英ガラス管の一部がブランクを貫通するボア
に挿入される。石英ガラス管の外径はブランクの内径と
ほぼ同じである。ブランク内に挿入される石英ガラス管
の端には、こぶ状の突起が設けられている。ボア内に石
英ガラス管の一部を係止するため、これらの突起をボア
内で約９０度回転させる。ブランクを下動して焼結炉に
入れるために使用される駆動装置は、ボアから突き出て
いる石英ガラス管の端に設定された同石英ガラス管の別
の一部を把持する。
は、筒状体を収縮させファイバーを引き出す作業の間、
垂直姿勢にあるシリカスートの中空筒状体の形をしたブ
ランクを保持する別の装置が記載されている。長さ約５
０ｍｍの石英ガラス管の一部がブランクを貫通するボア
に挿入される。石英ガラス管の外径はブランクの内径と
ほぼ同じである。ブランク内に挿入される石英ガラス管
の端には、こぶ状の突起が設けられている。ボア内に石
英ガラス管の一部を係止するため、これらの突起をボア
内で約９０度回転させる。ブランクを下動して焼結炉に
入れるために使用される駆動装置は、ボアから突き出て
いる石英ガラス管の端に設定された同石英ガラス管の別
の一部を把持する。
【０００５】米国特許第４,３６２,５４５号明細書に
は、石英ガラスのほぼスリーブ状のハンドルがスート体
のボアに埋設されている一般的な別種の装置が記載され
ている。スート体と係合している端に、ハンドルは、自
身がボアから滑り抜けるのを防止するためのロック装置
として働く、円周方向に延びるリング状突起物を備えて
いる。ボアの端から突き出ているスリーブの端部は円錐
形に設計されており、これは、ハンドルをスート体の懸
架装置に取り付けるために使用される。スート体を形成
する間に、ハンドルを埋設しなければならない。このた
めに、スリーブ状のハンドルは溶着マンドレルの回りに
押しつけられる。マンドレルに溶着されているスート粒
子は、マンドレルの回りに押し付けつけられたスリーブ
の端を同時にカバーすることも意図されている。
は、石英ガラスのほぼスリーブ状のハンドルがスート体
のボアに埋設されている一般的な別種の装置が記載され
ている。スート体と係合している端に、ハンドルは、自
身がボアから滑り抜けるのを防止するためのロック装置
として働く、円周方向に延びるリング状突起物を備えて
いる。ボアの端から突き出ているスリーブの端部は円錐
形に設計されており、これは、ハンドルをスート体の懸
架装置に取り付けるために使用される。スート体を形成
する間に、ハンドルを埋設しなければならない。このた
めに、スリーブ状のハンドルは溶着マンドレルの回りに
押しつけられる。マンドレルに溶着されているスート粒
子は、マンドレルの回りに押し付けつけられたスリーブ
の端を同時にカバーすることも意図されている。
【０００６】
【発明が解決しようする課題】既知の保持装置は、シリ
カスートの中空筒状体を例えば焼結炉において焼結でき
るように、シリカスートの中空筒状体を吊り下げること
を可能にしている。しかし、保持装置を筒状体に取り付
けることは非常に複雑な問題であり、また、材料が剥が
れてトラブル発生の原因になる。既知の保持装置は、比
較的小さなスート体にのみ適している。しかし、スート
体が大形で重い時は、中空筒状体の壁の機械的安定性は
もはや十分でない。従って、保持装置がスート体から外
れる危険性がある。
カスートの中空筒状体を例えば焼結炉において焼結でき
るように、シリカスートの中空筒状体を吊り下げること
を可能にしている。しかし、保持装置を筒状体に取り付
けることは非常に複雑な問題であり、また、材料が剥が
れてトラブル発生の原因になる。既知の保持装置は、比
較的小さなスート体にのみ適している。しかし、スート
体が大形で重い時は、中空筒状体の壁の機械的安定性は
もはや十分でない。従って、保持装置がスート体から外
れる危険性がある。
【０００７】本発明は、シリカスートの大形中空筒状体
を焼結する適切な方法を提供すると共に、取り付けと取
り外しが容易でかつ安全で信頼性の高い取り扱いを保証
する、この種の中空筒状体の保持装置を利用可能にする
研究に基づいている。
を焼結する適切な方法を提供すると共に、取り付けと取
り外しが容易でかつ安全で信頼性の高い取り扱いを保証
する、この種の中空筒状体の保持装置を利用可能にする
研究に基づいている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の方法に関して
は、焼結作業の第１段階では、中空筒状体の上端を焼結
する間、中空筒状体を主として又は専ら支持体の上に置
き、一方その後の焼結段階では、中空筒状体を主として
又は専ら懸架された態様で保持しながら、中空筒状体の
下端を焼結する。
は、焼結作業の第１段階では、中空筒状体の上端を焼結
する間、中空筒状体を主として又は専ら支持体の上に置
き、一方その後の焼結段階では、中空筒状体を主として
又は専ら懸架された態様で保持しながら、中空筒状体の
下端を焼結する。
【０００９】室温では、焼結すべき中空体（以下、“ス
ート体”と呼ぶ）はその寸法については本質的に安定で
ある。これは、そのスート体が自身の重量による塑性変
形を受けずに立てたり吊り下げたりできることを意味す
る。温度が上昇すると、シリカスートは軟化帯域で軟化
する。スートの粘度は低下し、その結果スート体は軟化
帯域に作用する力により変形する。重力に加え、収縮に
関係した変形力もスート体に作用する。スート体の密度
は固体石英ガラスの密度の３０％程度に過ぎない。焼結
は連続的に進行するので、軟化帯域はスート体の一端か
ら他端へ向かって移動する。吊るされたスート体の変形
に関して特に重要なのは、軟化帯域が上端に達する間の
焼結段階である。と言うのは、スート体の下端の重量が
軟化帯域を引っ張るからである。しかし、スート体が加
熱帯を通り給送される時に該スート体を支持体上に立た
せることもできる。この場合、逆も真なりである。即
ち、変形に関して特に重要な焼結段階は、軟化帯域がス
ート体の下端にある焼結段階である。と言うのは、スー
ト体の上部が重量を軟化帯域に作用するからである。生
ずる種々の変形は、スート体が加熱帯を通って給送され
る方向とは関係がない。
ート体”と呼ぶ）はその寸法については本質的に安定で
ある。これは、そのスート体が自身の重量による塑性変
形を受けずに立てたり吊り下げたりできることを意味す
る。温度が上昇すると、シリカスートは軟化帯域で軟化
する。スートの粘度は低下し、その結果スート体は軟化
帯域に作用する力により変形する。重力に加え、収縮に
関係した変形力もスート体に作用する。スート体の密度
は固体石英ガラスの密度の３０％程度に過ぎない。焼結
は連続的に進行するので、軟化帯域はスート体の一端か
ら他端へ向かって移動する。吊るされたスート体の変形
に関して特に重要なのは、軟化帯域が上端に達する間の
焼結段階である。と言うのは、スート体の下端の重量が
軟化帯域を引っ張るからである。しかし、スート体が加
熱帯を通り給送される時に該スート体を支持体上に立た
せることもできる。この場合、逆も真なりである。即
ち、変形に関して特に重要な焼結段階は、軟化帯域がス
ート体の下端にある焼結段階である。と言うのは、スー
ト体の上部が重量を軟化帯域に作用するからである。生
ずる種々の変形は、スート体が加熱帯を通って給送され
る方向とは関係がない。
【００１０】本発明による方法の第１の別法では、スー
ト体は、焼結作業の第１段階の間は直立しており、別の
段階では懸架されながら、加熱帯を通って給送される。
このことは、支持体上に立っているスート体が、変形が
始まったり或いは顕著に増大する焼結段階に入る前に、
スート体の支持の仕方が直立型から懸架型に変え得る結
果になる。逆に、支持体に吊るされたスート体が、変形
が始まったり或いは顕著に増大する焼結段階に入る前
に、スート体の支持の仕方を吊り下げ型から直立型に変
えることができる。その結果として、軟化帯域に働く圧
縮力や引張力を最小限に抑えることができる。これによ
り、スート体を著しく変形させずにその全長にわたり連
続的に焼結することが可能になる。直立型から吊り下げ
型への支持方法の移行又は逆に吊り下げ型から直立型へ
の支持方法の移行は、連続的に行うことができるので、
移行期間中、両方の支持方法のいずれかによる支持が有
効である。
ト体は、焼結作業の第１段階の間は直立しており、別の
段階では懸架されながら、加熱帯を通って給送される。
このことは、支持体上に立っているスート体が、変形が
始まったり或いは顕著に増大する焼結段階に入る前に、
スート体の支持の仕方が直立型から懸架型に変え得る結
果になる。逆に、支持体に吊るされたスート体が、変形
が始まったり或いは顕著に増大する焼結段階に入る前
に、スート体の支持の仕方を吊り下げ型から直立型に変
えることができる。その結果として、軟化帯域に働く圧
縮力や引張力を最小限に抑えることができる。これによ
り、スート体を著しく変形させずにその全長にわたり連
続的に焼結することが可能になる。直立型から吊り下げ
型への支持方法の移行又は逆に吊り下げ型から直立型へ
の支持方法の移行は、連続的に行うことができるので、
移行期間中、両方の支持方法のいずれかによる支持が有
効である。
【００１１】本発明による方法の更に別の方法において
は、スート体は支持体上に直立しながら、同時に保持部
材から吊るされて、加熱帯を通って給送される。支持体
はスート体の底端に作用し、保持部材は上端に作用す
る。焼結中にスート体が長手方向に収縮するので、この
別法では、長手方向の収縮を補償するために、支持体と
保持部材の間の距離を再調整する必要がある。即ち、支
持体と保持部材を互いの方向に向かって動かさねばなら
ない。この動きを適切に制御することにより、スート体
の上端を軟化する焼結段階中、該スート体を殆ど直立に
支持し、一方、下端を軟化する焼結段階の間は、保持機
能の大部分は保持部材により肩代わりされる。
は、スート体は支持体上に直立しながら、同時に保持部
材から吊るされて、加熱帯を通って給送される。支持体
はスート体の底端に作用し、保持部材は上端に作用す
る。焼結中にスート体が長手方向に収縮するので、この
別法では、長手方向の収縮を補償するために、支持体と
保持部材の間の距離を再調整する必要がある。即ち、支
持体と保持部材を互いの方向に向かって動かさねばなら
ない。この動きを適切に制御することにより、スート体
の上端を軟化する焼結段階中、該スート体を殆ど直立に
支持し、一方、下端を軟化する焼結段階の間は、保持機
能の大部分は保持部材により肩代わりされる。
【００１２】“焼結段階”という表現は、スート体が当
該保持方法（直立又は吊り下げ）により保持されている
間に、該スート体自身の重量によって生ずるスート体の
変形が、許容限界内に入っている、焼結過程全体の一部
を指すのに使われる。変形はゆっくり始まり、温度と焼
結時間が増大すると、より顕著になるので、個々の焼結
段階の開始と終わりを正確に特定することはできない。
許容される変形量も、変形の種類や焼結スート体の使用
目的によって変わる。例えば、直立支持体を用いた場合
のスート体のバックリングは吊り下げ支持体を用いた場
合の延びよりもある種の用途にとって有害である。
該保持方法（直立又は吊り下げ）により保持されている
間に、該スート体自身の重量によって生ずるスート体の
変形が、許容限界内に入っている、焼結過程全体の一部
を指すのに使われる。変形はゆっくり始まり、温度と焼
結時間が増大すると、より顕著になるので、個々の焼結
段階の開始と終わりを正確に特定することはできない。
許容される変形量も、変形の種類や焼結スート体の使用
目的によって変わる。例えば、直立支持体を用いた場合
のスート体のバックリングは吊り下げ支持体を用いた場
合の延びよりもある種の用途にとって有害である。
【００１３】本発明による方法は、他の方法ではスート
体自身の重量により変形をうけるような、特に大きくて
重いスート体を焼結することを可能にする。
体自身の重量により変形をうけるような、特に大きくて
重いスート体を焼結することを可能にする。
【００１４】スート体は、底端を最初に又は上端を最初
に加熱帯に通し送給することができる。底端から送給す
る場合は、スート体を、第１焼結段階は吊り下げ、そし
て第２焼結段階は直立させながら焼結する。しかし、ス
ート体の上端を最初に加熱帯に送り込む後者の方法の方
が好ましい。
に加熱帯に通し送給することができる。底端から送給す
る場合は、スート体を、第１焼結段階は吊り下げ、そし
て第２焼結段階は直立させながら焼結する。しかし、ス
ート体の上端を最初に加熱帯に送り込む後者の方法の方
が好ましい。
【００１５】この変形方法の基本的な利点は、第１焼結
段階から第２焼結段階への移行を、主として又は専ら、
スート体の上端が既に焼結を終わり加熱帯を出た後、ス
ート体の吊り下げ保持部材がその役割を果たすような仕
方で、遂行できることである。従って、保持部材はスー
ト体の固化した領域を掴むので、保持部材がスート体を
放してしまう恐れは殆どなく、この方法の信頼性は非常
に高い。
段階から第２焼結段階への移行を、主として又は専ら、
スート体の上端が既に焼結を終わり加熱帯を出た後、ス
ート体の吊り下げ保持部材がその役割を果たすような仕
方で、遂行できることである。従って、保持部材はスー
ト体の固化した領域を掴むので、保持部材がスート体を
放してしまう恐れは殆どなく、この方法の信頼性は非常
に高い。
【００１６】この方法の特に有効な変形例は、懸架部材
が焼結すべき中空筒状体をその上端近くで掴んでいる方
法、中空筒状体がその下端近くで支持台により支持され
ている方法、支持部材が支持台に関して静止位置で懸架
部材の直下に設置されている方法である。第１の焼結段
階の間、懸架部材は、中空筒状体の長手方向の収縮の結
果として、支持部材に向かって動き、そして第２焼結段
階の開始時に、懸架部材は支持部材により支持される。
この変形例により、焼結作業中のスート体の長手方向の
収縮に基づいて、直立状態から吊り下げ状態への移行を
非常に正確に行うことが可能になる。スート体の長さは
焼結中に短くなることが知られている。長手方向の収縮
の度合いは、例えば、珪酸スートの密度に依存し、スー
ト体の初期の長さの３０％に達することもある。上述の
保持装置を用いることにより、スート体が支持台上に垂
直に直立している状態から該スート体が保持部材から吊
り下げられている状態への移行を実行するために、スー
ト体の長手方向の収縮から利点が得られる。即ち、スー
ト体の収縮により、同スート体に取り付けられている懸
架部材を支持部材に接近させてその上に載せ、その後、
スート体が更に長手方向に収縮するとスート体の下端が
支持台から上昇する。
が焼結すべき中空筒状体をその上端近くで掴んでいる方
法、中空筒状体がその下端近くで支持台により支持され
ている方法、支持部材が支持台に関して静止位置で懸架
部材の直下に設置されている方法である。第１の焼結段
階の間、懸架部材は、中空筒状体の長手方向の収縮の結
果として、支持部材に向かって動き、そして第２焼結段
階の開始時に、懸架部材は支持部材により支持される。
この変形例により、焼結作業中のスート体の長手方向の
収縮に基づいて、直立状態から吊り下げ状態への移行を
非常に正確に行うことが可能になる。スート体の長さは
焼結中に短くなることが知られている。長手方向の収縮
の度合いは、例えば、珪酸スートの密度に依存し、スー
ト体の初期の長さの３０％に達することもある。上述の
保持装置を用いることにより、スート体が支持台上に垂
直に直立している状態から該スート体が保持部材から吊
り下げられている状態への移行を実行するために、スー
ト体の長手方向の収縮から利点が得られる。即ち、スー
ト体の収縮により、同スート体に取り付けられている懸
架部材を支持部材に接近させてその上に載せ、その後、
スート体が更に長手方向に収縮するとスート体の下端が
支持台から上昇する。
【００１７】本発明の方法においては、懸架部材が中空
筒状体を貫通するボア内に取り付けられた保持リングで
あり、支持台に載っている支持部材が中空筒状体の内部
のボアに挿入され、この支持部材が懸架部材に面した上
端を有し、第２焼結段階の間、懸架部材の端に保持リン
グが載っていることが好ましい。保持リングの利用によ
り、スート体の内部のボアは外側に向かって開かれた状
態に保たれ、これはスート体が通気されることを意味す
る。支持部材は管の一部又は中実の柱体として設計され
ている。支持部材は、円錐状に、又は先端から底端に向
かって段階的に拡大できる。保持リングは、スート体が
長手方向に収縮する間に支持部材の上端に向かって動く
と共に、第２焼結段階の開始時には該上端に載ることが
できるので、長手方向の収縮が続くとスート体の下端が
支持台から上昇する。これは、スート体自身が保持リン
グから吊り下がっていることを意味する。収縮している
スート体が支持部材に支えられ、その結果、完全に焼結
されたスート体の内径が支持部材の外径で決まるよう
に、支持部材はグラファイト製で滑らかな外表面を持つ
ことが好ましい。
筒状体を貫通するボア内に取り付けられた保持リングで
あり、支持台に載っている支持部材が中空筒状体の内部
のボアに挿入され、この支持部材が懸架部材に面した上
端を有し、第２焼結段階の間、懸架部材の端に保持リン
グが載っていることが好ましい。保持リングの利用によ
り、スート体の内部のボアは外側に向かって開かれた状
態に保たれ、これはスート体が通気されることを意味す
る。支持部材は管の一部又は中実の柱体として設計され
ている。支持部材は、円錐状に、又は先端から底端に向
かって段階的に拡大できる。保持リングは、スート体が
長手方向に収縮する間に支持部材の上端に向かって動く
と共に、第２焼結段階の開始時には該上端に載ることが
できるので、長手方向の収縮が続くとスート体の下端が
支持台から上昇する。これは、スート体自身が保持リン
グから吊り下がっていることを意味する。収縮している
スート体が支持部材に支えられ、その結果、完全に焼結
されたスート体の内径が支持部材の外径で決まるよう
に、支持部材はグラファイト製で滑らかな外表面を持つ
ことが好ましい。
【００１８】第１から第２焼結段階への移行時間は、主
として懸架部材と支持部材の上端との間の距離により決
まる。中空筒状体の焼結中に予期される長手方向の収縮
量を求めると共に、保持部材と支持部材の上端との間の
距離を求められた長手方向の収縮量の０.３から０.８倍
の範囲の値に調整することが好ましいことが分かった。
これにより、スート体の上端が加熱帯を離脱し硬化が完
了するまでは支持台から上昇しないことを確実にする。
これは、中空筒状体の長手方向軸線の方向における加熱
帯の寸法が、保持部材と支持部材の上端との間の選択さ
れた距離に等しい長手方向の収縮を生じうるスート体の
長さより小さい、という場合に当てはまる。
として懸架部材と支持部材の上端との間の距離により決
まる。中空筒状体の焼結中に予期される長手方向の収縮
量を求めると共に、保持部材と支持部材の上端との間の
距離を求められた長手方向の収縮量の０.３から０.８倍
の範囲の値に調整することが好ましいことが分かった。
これにより、スート体の上端が加熱帯を離脱し硬化が完
了するまでは支持台から上昇しないことを確実にする。
これは、中空筒状体の長手方向軸線の方向における加熱
帯の寸法が、保持部材と支持部材の上端との間の選択さ
れた距離に等しい長手方向の収縮を生じうるスート体の
長さより小さい、という場合に当てはまる。
【００１９】本発明の装置については、支持部材の一端
が、支持面を有する支持台に連結される。支持台は、中
空筒状体を受け入れて垂直方向に保持するのに役立つ。
そのために、支持台は支持面を備えており、該支持面上
に中空筒状体の底端が位置している。支持台は、実質的
に円筒形の支持部材に接続されており、該支持部材は中
空筒状体のボアに延入している。支持部材の外側寸法は
中空筒状体の内径に合わせることができるので、同支持
部材は安定性を増すことができ、この安定性で中空筒状
体が支持台上に保持される。このため、支持部材の長さ
は保持すべき中空筒状体の長さより短くても十分であ
る。中空筒状体を運んだり保持するのに必要な力はこの
場合支持台に作用しうる。支持面は水平方向を向いてい
るのが好ましい。
が、支持面を有する支持台に連結される。支持台は、中
空筒状体を受け入れて垂直方向に保持するのに役立つ。
そのために、支持台は支持面を備えており、該支持面上
に中空筒状体の底端が位置している。支持台は、実質的
に円筒形の支持部材に接続されており、該支持部材は中
空筒状体のボアに延入している。支持部材の外側寸法は
中空筒状体の内径に合わせることができるので、同支持
部材は安定性を増すことができ、この安定性で中空筒状
体が支持台上に保持される。このため、支持部材の長さ
は保持すべき中空筒状体の長さより短くても十分であ
る。中空筒状体を運んだり保持するのに必要な力はこの
場合支持台に作用しうる。支持面は水平方向を向いてい
るのが好ましい。
【００２０】保持すべき中空筒状体より支持部材の方が
長い装置が特に有用であることが分かっている。支持部
材は中空筒状体のボアの両端から突出できるので、この
場合中空筒状体を運んだり保持したりするのに必要な力
は、支持台とは反対の端でボアから突き出る支持部材の
部分にも作用できる。
長い装置が特に有用であることが分かっている。支持部
材は中空筒状体のボアの両端から突出できるので、この
場合中空筒状体を運んだり保持したりするのに必要な力
は、支持台とは反対の端でボアから突き出る支持部材の
部分にも作用できる。
【００２１】支持部材の全長の少なくとも一部に透気性
ジャケット管を設けることは、同支持部材にとって特に
好ましいことが分かっている。内径が同じで外径が異な
る複数のジャケット管を用いることにより、中空筒状体
の中央のボアに延入している保持装置の部分を、支持部
材の直径を変えずに、中空筒状体又はそれから製作され
る石英ガラス管の異なる内径に適応させることができ
る。ジャケット管は、シリカの中空筒状体にいかなる不
純物も放出しない材料から形成することが好ましい。実
際に、ジャケット管は、支持部材から放出される不純物
に対するバリヤーとして作用する。ジャケット管を用い
ることにより、支持部材として使用できる材料の種類が
増す。ジャケット管自体は筒状体の保持に関して何ら支
持機能を果たす必要はないので、比較的低強度の材料で
製作することもできる。逆に、支持部材の材料は強度に
ついて最高の特性に設計することができる。中空筒状体
がジャケット管の表面上に収縮する過程で、ジャケット
管の外径によって、収縮したジャケット管の内径が決ま
る。ジャケット管の透気性は、中空筒状体が収縮する時
に発生するガスやシリカスートの気孔中に存在するガス
が、収縮した中空筒状体が既にジャケット管の表面上に
支えられている時でも、流出することを確実にする。ジ
ャケット管は単一管部品又は相互に脱着が可能な数個の
管部品から構成できる。
ジャケット管を設けることは、同支持部材にとって特に
好ましいことが分かっている。内径が同じで外径が異な
る複数のジャケット管を用いることにより、中空筒状体
の中央のボアに延入している保持装置の部分を、支持部
材の直径を変えずに、中空筒状体又はそれから製作され
る石英ガラス管の異なる内径に適応させることができ
る。ジャケット管は、シリカの中空筒状体にいかなる不
純物も放出しない材料から形成することが好ましい。実
際に、ジャケット管は、支持部材から放出される不純物
に対するバリヤーとして作用する。ジャケット管を用い
ることにより、支持部材として使用できる材料の種類が
増す。ジャケット管自体は筒状体の保持に関して何ら支
持機能を果たす必要はないので、比較的低強度の材料で
製作することもできる。逆に、支持部材の材料は強度に
ついて最高の特性に設計することができる。中空筒状体
がジャケット管の表面上に収縮する過程で、ジャケット
管の外径によって、収縮したジャケット管の内径が決ま
る。ジャケット管の透気性は、中空筒状体が収縮する時
に発生するガスやシリカスートの気孔中に存在するガス
が、収縮した中空筒状体が既にジャケット管の表面上に
支えられている時でも、流出することを確実にする。ジ
ャケット管は単一管部品又は相互に脱着が可能な数個の
管部品から構成できる。
【００２２】ジャケット管は、多孔質材料の選択により
透気性を有することができる。特に良い結果は、ジャケ
ット管が好ましくは１０乃至２０容量％の範囲の開放気
孔率を有する場合に得られる。
透気性を有することができる。特に良い結果は、ジャケ
ット管が好ましくは１０乃至２０容量％の範囲の開放気
孔率を有する場合に得られる。
【００２３】ジャケット管に特に適した材料はグラファ
イトである。高純度のグラファイトは販用のものを入手
できる。グラファイトの気孔率は希望に応じて調節する
こともできる。グラファイトの熱膨張率は石英ガラスよ
り高いので、冷却した場合グラファイト製ジャケット管
は、その表面上に収縮した石英ガラス管より収縮の度合
いが大きい。従って、石英ガラス管はジャケット管から
簡単に離すことができる。この点に関し特に適している
のは、円錐状にテーパの付いた側面を持つようにジャケ
ット管を設計することである。このためガラス化した後
の石英ガラス管の離脱もより簡単になる。
イトである。高純度のグラファイトは販用のものを入手
できる。グラファイトの気孔率は希望に応じて調節する
こともできる。グラファイトの熱膨張率は石英ガラスよ
り高いので、冷却した場合グラファイト製ジャケット管
は、その表面上に収縮した石英ガラス管より収縮の度合
いが大きい。従って、石英ガラス管はジャケット管から
簡単に離すことができる。この点に関し特に適している
のは、円錐状にテーパの付いた側面を持つようにジャケ
ット管を設計することである。このためガラス化した後
の石英ガラス管の離脱もより簡単になる。
【００２４】ジャケット管が底部から頂部へステップ状
に先細りしている側面を有する装置も有効であることが
分かっている。従って、ジャケット管は、個々のステッ
プ間に肩部を持っている。肩部間の各ステップは円錐状
に拡開できる。スート体がジャケット管の表面上に収縮
した場合、肩部が保持領域を与え、該保持領域の回りを
軟化した石英ガラスが流れ、また、該保持領域と冷却し
た固体石英ガラスとが確実に係合する。焼結がスート体
の上端で始まり、そして連続的に下方へ進行する時に、
スート体の下部はその上の重量から部分的に解放され
る。ジャケット管の離脱を容易にするために、このジャ
ケット管は相互に脱着可能な幾つかの管部品からなるの
が有利である。
に先細りしている側面を有する装置も有効であることが
分かっている。従って、ジャケット管は、個々のステッ
プ間に肩部を持っている。肩部間の各ステップは円錐状
に拡開できる。スート体がジャケット管の表面上に収縮
した場合、肩部が保持領域を与え、該保持領域の回りを
軟化した石英ガラスが流れ、また、該保持領域と冷却し
た固体石英ガラスとが確実に係合する。焼結がスート体
の上端で始まり、そして連続的に下方へ進行する時に、
スート体の下部はその上の重量から部分的に解放され
る。ジャケット管の離脱を容易にするために、このジャ
ケット管は相互に脱着可能な幾つかの管部品からなるの
が有利である。
【００２５】支持部材の外壁とジャケット管の内壁との
間に０．３から１ｍｍの範囲、好ましくは０．８ｍｍ未
満の幅の隙間を残すことが有利であることが分かった。
この隙間により、中空筒状体が収縮する間に発生し逃散
するガスが確実に排出され、従って、収縮した石英ガラ
ス管における気泡の形成を防止する。隙間は、支持部材
の支持及び保持機能を弱めないように、できるだけ狭く
保つのがよい。この隙間は排気したり不活性ガスでパー
ジできる。
間に０．３から１ｍｍの範囲、好ましくは０．８ｍｍ未
満の幅の隙間を残すことが有利であることが分かった。
この隙間により、中空筒状体が収縮する間に発生し逃散
するガスが確実に排出され、従って、収縮した石英ガラ
ス管における気泡の形成を防止する。隙間は、支持部材
の支持及び保持機能を弱めないように、できるだけ狭く
保つのがよい。この隙間は排気したり不活性ガスでパー
ジできる。
【００２６】保持装置の実施形態として好ましいこと
は、支持部材が炭素繊維強化グラファイト（ＣＦＣ）か
らなることである。この材料は、シリカスート及び石英
ガラスに関して高レベルの化学的不活性と、高い強度及
び耐熱性とを合わせ持っている。ＣＦＣは高強度である
ため、支持部材の断面積を最小にすることができる。し
かし、ＣＦＣは、その繊維構造に関係した粗い表面のた
めに、ガラスに容易に付着し、支持部材をその表面上に
収縮した石英ガラス管から取り外すのが困難になる。本
発明によるジャケット管を用いることにより、収縮した
石英ガラス管がＣＦＣ支持部材に付着するのを防止でき
る。この場合、ＣＦＣの支持部材の熱膨張係数に適当に
見合った熱膨張係数を有するグラファイトのジャケット
管が、特に有利であることが分かっている。特に、支持
部材が支持機能の大部分を担っている保持装置の実施形
態では、このスート体は中実の筒状体として設計するこ
とが有利である。
は、支持部材が炭素繊維強化グラファイト（ＣＦＣ）か
らなることである。この材料は、シリカスート及び石英
ガラスに関して高レベルの化学的不活性と、高い強度及
び耐熱性とを合わせ持っている。ＣＦＣは高強度である
ため、支持部材の断面積を最小にすることができる。し
かし、ＣＦＣは、その繊維構造に関係した粗い表面のた
めに、ガラスに容易に付着し、支持部材をその表面上に
収縮した石英ガラス管から取り外すのが困難になる。本
発明によるジャケット管を用いることにより、収縮した
石英ガラス管がＣＦＣ支持部材に付着するのを防止でき
る。この場合、ＣＦＣの支持部材の熱膨張係数に適当に
見合った熱膨張係数を有するグラファイトのジャケット
管が、特に有利であることが分かっている。特に、支持
部材が支持機能の大部分を担っている保持装置の実施形
態では、このスート体は中実の筒状体として設計するこ
とが有利である。
【００２７】支持台の支持表面には、中央に開口を設け
ることが好ましいことが分かっており、該開口の中に支
持部材の一端を嵌合させることができる。これは、保持
すべき中空筒状体を支持台上に心出しすることを容易に
する。特に、中空筒状体の取り付け取り外しを簡単にす
る目的で、開口には雌ネジを備え、該開口に嵌合する支
持部材の端には雄ネジを具備するのが有利である。
ることが好ましいことが分かっており、該開口の中に支
持部材の一端を嵌合させることができる。これは、保持
すべき中空筒状体を支持台上に心出しすることを容易に
する。特に、中空筒状体の取り付け取り外しを簡単にす
る目的で、開口には雌ネジを備え、該開口に嵌合する支
持部材の端には雄ネジを具備するのが有利である。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の代表的な実施の形
態即ち実施形態を図で示し更により詳細に説明する。
態即ち実施形態を図で示し更により詳細に説明する。
【００２９】図１に示す保持装置は、ＣＦＣ製の支持棒
（支持体，支持部材）１と、グラファイト製のジャケッ
ト管２と、グラファイト製の支持台３とを有する。支持
台３は、炉（図示せず）のような処理空間でアセンブリ
全体を保持する作用をしている。支持台３は水平に方向
付けられた支持面４を有し、該支持面４上にシリカスー
ト製の中空筒状体（スート体）５の下端即ち底端１０が
置かれている。支持面４は、内側にネジが切られた孔
（開口）６を中央に備えており、その孔６に支持棒１を
嵌合する。このため、支持棒１は支持台３に面した端
に、外側にネジが切られたピン（支持体の一端）９を備
えている。支持棒１はスート体５のボア７を貫通してい
る。スート体５の上端１２を越えて突き出ている支持棒
１の部分は、保持装置を操作するために使用される。ス
ート体５の重量は支持台３を介して支持棒１に伝えられ
る。
（支持体，支持部材）１と、グラファイト製のジャケッ
ト管２と、グラファイト製の支持台３とを有する。支持
台３は、炉（図示せず）のような処理空間でアセンブリ
全体を保持する作用をしている。支持台３は水平に方向
付けられた支持面４を有し、該支持面４上にシリカスー
ト製の中空筒状体（スート体）５の下端即ち底端１０が
置かれている。支持面４は、内側にネジが切られた孔
（開口）６を中央に備えており、その孔６に支持棒１を
嵌合する。このため、支持棒１は支持台３に面した端
に、外側にネジが切られたピン（支持体の一端）９を備
えている。支持棒１はスート体５のボア７を貫通してい
る。スート体５の上端１２を越えて突き出ている支持棒
１の部分は、保持装置を操作するために使用される。ス
ート体５の重量は支持台３を介して支持棒１に伝えられ
る。
【００３０】ＣＦＣの支持棒１の引張強度が大きいため
に、支持棒の直径は、比較的に小さくすることが可能で
ある。代表的な実施形態では、その直径は３０ｍｍであ
る。ジャケット管２の内壁と支持棒１との間に約０．８
ｍｍの隙間がある。ジャケット管２は、その外径が約４
０ｍｍであり、そして支持棒１より幾分短い。ジャケッ
ト管の気孔率は約１５％である。この純グラファイト製
のジャケット管は、支持棒１により放出される不純物が
スート体５に入るのを防止する。支持台３に載っている
スート体５は、内径約６０ｍｍで重量約１００ｋｇであ
る。スート体は、支持棒１よりやや短く、ジャケット管
２より少し長い。スート体５は、前述の保持装置により
移動し処理空間内の所定場所に保持することができる。
この目的で、例えば、工具（図示せず）がスート体５か
ら突き出ている支持棒１の部分を掴むことができる。
に、支持棒の直径は、比較的に小さくすることが可能で
ある。代表的な実施形態では、その直径は３０ｍｍであ
る。ジャケット管２の内壁と支持棒１との間に約０．８
ｍｍの隙間がある。ジャケット管２は、その外径が約４
０ｍｍであり、そして支持棒１より幾分短い。ジャケッ
ト管の気孔率は約１５％である。この純グラファイト製
のジャケット管は、支持棒１により放出される不純物が
スート体５に入るのを防止する。支持台３に載っている
スート体５は、内径約６０ｍｍで重量約１００ｋｇであ
る。スート体は、支持棒１よりやや短く、ジャケット管
２より少し長い。スート体５は、前述の保持装置により
移動し処理空間内の所定場所に保持することができる。
この目的で、例えば、工具（図示せず）がスート体５か
ら突き出ている支持棒１の部分を掴むことができる。
【００３１】次に、本発明による装置を用いることによ
るスート体５の収縮過程について例示的に説明する。こ
の目的のため、スート体５は保持装置に装着されて炉内
に導入され、炉内の所定位置に支持台３により保持され
る。スート体５は、加熱されるとガラス化し、グラファ
イトのジャケット管２の表面上に収縮する。生成される
ガス或いはスート体５とジャケット管２との間の境界表
面に既に存在するガスは、ジャケット管２の気孔を通っ
て隙間８へ案内され、そこから逃がすことができる。そ
の結果、形成中の石英ガラス管に気泡が生成することが
防止される。スート体はジャケット管の表面上に収縮す
るので、得られた石英ガラス管の内径はジャケット管の
外径によって決まる。石英ガラスとグラファイト間には
熱膨張係数に大きな差があるので、ジャケット管２は冷
却すると緩み、容易に取り外すことができる。
るスート体５の収縮過程について例示的に説明する。こ
の目的のため、スート体５は保持装置に装着されて炉内
に導入され、炉内の所定位置に支持台３により保持され
る。スート体５は、加熱されるとガラス化し、グラファ
イトのジャケット管２の表面上に収縮する。生成される
ガス或いはスート体５とジャケット管２との間の境界表
面に既に存在するガスは、ジャケット管２の気孔を通っ
て隙間８へ案内され、そこから逃がすことができる。そ
の結果、形成中の石英ガラス管に気泡が生成することが
防止される。スート体はジャケット管の表面上に収縮す
るので、得られた石英ガラス管の内径はジャケット管の
外径によって決まる。石英ガラスとグラファイト間には
熱膨張係数に大きな差があるので、ジャケット管２は冷
却すると緩み、容易に取り外すことができる。
【００３２】図２〜図５で使用されている参照数字は図
１で使用されたものと同じで、図１に基づいて既に説明
した保持装置と同一か均等の部品又は構成要素を示して
いる。
１で使用されたものと同じで、図１に基づいて既に説明
した保持装置と同一か均等の部品又は構成要素を示して
いる。
【００３３】図２に示す装置では、炭素繊維強化カーボ
ン製の支持棒１が設けられ、この支持棒にはピン９が備
え付けられており、該ピンにより支持棒１は支持台３に
ねじ込まれている。支持台３は、水平に方向付けられた
平坦な支持面４を持ち、その上に中空円筒形のスート体
５の底端１０が載っている。スート体５のボア７内に設
けられているのはジャケット管２であり、このジャケッ
ト管が支持棒１の全長の一部を囲っている。ジャケット
管２と支持棒１の間には、約０．５ｍｍの隙間８があ
る。ジャケット管２の外径は頂部から底部に向けて約１
ｍｍずつ段階的に大きくなる。各段毎に形成された肩部
を図２では参照数字１１ａ，１１ｂで表す。図２による
例示的な実施形態では、これら肩部１１ａ，１１ｂのう
ち２つがある。
ン製の支持棒１が設けられ、この支持棒にはピン９が備
え付けられており、該ピンにより支持棒１は支持台３に
ねじ込まれている。支持台３は、水平に方向付けられた
平坦な支持面４を持ち、その上に中空円筒形のスート体
５の底端１０が載っている。スート体５のボア７内に設
けられているのはジャケット管２であり、このジャケッ
ト管が支持棒１の全長の一部を囲っている。ジャケット
管２と支持棒１の間には、約０．５ｍｍの隙間８があ
る。ジャケット管２の外径は頂部から底部に向けて約１
ｍｍずつ段階的に大きくなる。各段毎に形成された肩部
を図２では参照数字１１ａ，１１ｂで表す。図２による
例示的な実施形態では、これら肩部１１ａ，１１ｂのう
ち２つがある。
【００３４】スート体５は、その上端１２を出発点とし
て、焼結炉（図２には図示せず）を通って連続的に給送
される。焼結炉で収縮するスート体５は、上端１２から
出発して、ジャケット管２の外壁に当接して支えられ
る。スート体５は、収縮が起こると、肩部１１ａ，１１
ｂの回りにも流れてくる。冷却後、即ちスート体が加熱
帯を離脱した後、部分的にガラス化し硬化したスート体
５は肩部１１ａ，１１ｂと確実に係合する。従って、ス
ート体は、自身をまず肩部１１ａで、続いて肩部１１ｂ
で支え、スート体５の下部のまだ溶融していない部分
は、上方から該下部にかかる重量から解放される。従っ
て、肩部１１ａ，１１ｂを備えたジャケット管２は、従
って、収縮中のスート体５の滑り止め装置としての機能
を果たす。肩部１１ａ，１１ｂ間の距離と数に依存し
て、収縮動作中に起きる長手方向の収縮によりスート体
５を支持面４から上昇させることが可能で、このように
してスート体が肩部１１ａ，１１ｂから吊り下げられ
る。スート体の収縮部をできるだけ速く冷却し、肩部１
１ａ，１１ｂと確実に係合させるために、焼結炉内の加
熱帯の長さは、スート体５の長手方向軸線１３の方向に
おいて見て比較的短くすべきで、好ましくは、ジャケッ
ト管２の上縁１４と最初の肩部１１ａとの間の距離より
短くする。
て、焼結炉（図２には図示せず）を通って連続的に給送
される。焼結炉で収縮するスート体５は、上端１２から
出発して、ジャケット管２の外壁に当接して支えられ
る。スート体５は、収縮が起こると、肩部１１ａ，１１
ｂの回りにも流れてくる。冷却後、即ちスート体が加熱
帯を離脱した後、部分的にガラス化し硬化したスート体
５は肩部１１ａ，１１ｂと確実に係合する。従って、ス
ート体は、自身をまず肩部１１ａで、続いて肩部１１ｂ
で支え、スート体５の下部のまだ溶融していない部分
は、上方から該下部にかかる重量から解放される。従っ
て、肩部１１ａ，１１ｂを備えたジャケット管２は、従
って、収縮中のスート体５の滑り止め装置としての機能
を果たす。肩部１１ａ，１１ｂ間の距離と数に依存し
て、収縮動作中に起きる長手方向の収縮によりスート体
５を支持面４から上昇させることが可能で、このように
してスート体が肩部１１ａ，１１ｂから吊り下げられ
る。スート体の収縮部をできるだけ速く冷却し、肩部１
１ａ，１１ｂと確実に係合させるために、焼結炉内の加
熱帯の長さは、スート体５の長手方向軸線１３の方向に
おいて見て比較的短くすべきで、好ましくは、ジャケッ
ト管２の上縁１４と最初の肩部１１ａとの間の距離より
短くする。
【００３５】図２による実施形態において、ジャケット
管２は単一部品の材料から製作されている。変形実施形
態においては、ジャケット管２は、相互に挿入したり積
み重ねたりできる３個の部品から構成されている。
管２は単一部品の材料から製作されている。変形実施形
態においては、ジャケット管２は、相互に挿入したり積
み重ねたりできる３個の部品から構成されている。
【００３６】図３に示す実施形態では、装置は保持リン
グ１５が追加されている点で、図１に関わる装置とは本
質的に異なっている。保持リング１５は、スート体５の
ボア内に上端１２でねじ込まれている。保持リング１５
の内径はジャケット管２の内径とほぼ同じである。スー
ト体５の収縮中に保持リング１５が機能する態様につい
ては、図４及び５図に示す保持装置の実施形態に基づい
て以下に詳細に説明する。
グ１５が追加されている点で、図１に関わる装置とは本
質的に異なっている。保持リング１５は、スート体５の
ボア内に上端１２でねじ込まれている。保持リング１５
の内径はジャケット管２の内径とほぼ同じである。スー
ト体５の収縮中に保持リング１５が機能する態様につい
ては、図４及び５図に示す保持装置の実施形態に基づい
て以下に詳細に説明する。
【００３７】図４は、第１焼結段階直前の焼結過程にお
いて本発明による保持装置により保持されたスート体を
示しており、図５は、焼結動作の後半の段階における既
に部分焼結した同じスート体５を示している。
いて本発明による保持装置により保持されたスート体を
示しており、図５は、焼結動作の後半の段階における既
に部分焼結した同じスート体５を示している。
【００３８】この場合のジャケット管は２つの部分から
なるグラファイト管であり、その下部１６の外径は５０
ｍｍである。外径４８ｍｍの上部１７は、上側に着脱可
能に載っている。従って、下部１６から上部１７への移
行部は深さ１ｍｍの肩部１１の形をとっている。グラフ
ァイト製保持リング１５は、ジャケット管の上部１７の
上縁１４から約２０ｃｍのとろでスート体５の内壁にね
じ込まれている。
なるグラファイト管であり、その下部１６の外径は５０
ｍｍである。外径４８ｍｍの上部１７は、上側に着脱可
能に載っている。従って、下部１６から上部１７への移
行部は深さ１ｍｍの肩部１１の形をとっている。グラフ
ァイト製保持リング１５は、ジャケット管の上部１７の
上縁１４から約２０ｃｍのとろでスート体５の内壁にね
じ込まれている。
【００３９】保持装置に保持されたスート体５は、矢印
１８の方向に焼結炉に送り込まれる。焼結炉の加熱帯は
熱伝導体１９により概略的に図示されている。長手方向
軸線１３の方向における加熱帯の長さは、スート体５全
長の一部に過ぎない。図４に示した処理段階において、
スート体５は、支持台３の支持面４に載っている。スー
ト体５は、その上端１２から始まって、加熱帯で加熱さ
れる。軟化したスート体５は、ジャケット管の下部及び
上部１６，１７の外側表面に当接して支えられるように
なる。図５において、既にガラス化したスート体の部分
は符号２０で表わされている。
１８の方向に焼結炉に送り込まれる。焼結炉の加熱帯は
熱伝導体１９により概略的に図示されている。長手方向
軸線１３の方向における加熱帯の長さは、スート体５全
長の一部に過ぎない。図４に示した処理段階において、
スート体５は、支持台３の支持面４に載っている。スー
ト体５は、その上端１２から始まって、加熱帯で加熱さ
れる。軟化したスート体５は、ジャケット管の下部及び
上部１６，１７の外側表面に当接して支えられるように
なる。図５において、既にガラス化したスート体の部分
は符号２０で表わされている。
【００４０】焼結処理の結果、スート体５は直径と長さ
の両方が収縮する。直径の収縮は、保持リング１５をガ
ラス化しつつあるスート体５によってぴったり囲む作用
がある。長手方向の収縮のために、保持リング１５はジ
ャケット管の上部１７の上縁１４に向かって相対的に動
く。保持リング１５がジャケット管の上部１７の上縁１
４に載ると直ちに、スート体５の更なる長手方向の収縮
により、下端１０を支持面４から持ち上げる作用が生じ
る。図５に示されているこの焼結動作の段階では、スー
ト体５、即ちスート体のガラス化した部分２０は保持リ
ング１５によって専ら懸架されている。焼結過程のこの
段階では、上端１２は、既に加熱帯１９を離脱し、従っ
て、もはや変形を心配する必要がない程度まで冷却され
ている。
の両方が収縮する。直径の収縮は、保持リング１５をガ
ラス化しつつあるスート体５によってぴったり囲む作用
がある。長手方向の収縮のために、保持リング１５はジ
ャケット管の上部１７の上縁１４に向かって相対的に動
く。保持リング１５がジャケット管の上部１７の上縁１
４に載ると直ちに、スート体５の更なる長手方向の収縮
により、下端１０を支持面４から持ち上げる作用が生じ
る。図５に示されているこの焼結動作の段階では、スー
ト体５、即ちスート体のガラス化した部分２０は保持リ
ング１５によって専ら懸架されている。焼結過程のこの
段階では、上端１２は、既に加熱帯１９を離脱し、従っ
て、もはや変形を心配する必要がない程度まで冷却され
ている。
【００４１】スート体は収縮し続けるので、加熱帯１９
において軟化しているガラス状の材料はジャケット管の
肩部１１の回りにも流れる。冷却すると、スート体５の
既にガラス化した部分２０は、ジャケット管の肩部１１
と確実に係合し、そこで自身を支える。ジャケット管の
肩部１１との確実な係合により、スート体５の支持が改
善され、そして更に下方にシフトされる。従って、ジャ
ケット管の肩部１１は収縮しているスート体５の滑り止
め装置の機能を果たす。
において軟化しているガラス状の材料はジャケット管の
肩部１１の回りにも流れる。冷却すると、スート体５の
既にガラス化した部分２０は、ジャケット管の肩部１１
と確実に係合し、そこで自身を支える。ジャケット管の
肩部１１との確実な係合により、スート体５の支持が改
善され、そして更に下方にシフトされる。従って、ジャ
ケット管の肩部１１は収縮しているスート体５の滑り止
め装置の機能を果たす。
【００４２】本発明による方法は、スート体の上端１２
が軟化する焼結段階の間、スート体５は支持台３上に載
って該支持台３により支持され、また、スート体５の下
端１０が軟化する焼結段階の間、スート体５は、保持リ
ング１５及び／又はジャケット管の肩部１１から吊り下
げられて該保持リング１５及び／又はジャケット管の肩
部１１により支持され、更に、スート体の直立型の支持
から吊り下げ型の支持への変更は、スート体の長手方向
の収縮の結果として自動的に起きる、ことを確実にす
る。
が軟化する焼結段階の間、スート体５は支持台３上に載
って該支持台３により支持され、また、スート体５の下
端１０が軟化する焼結段階の間、スート体５は、保持リ
ング１５及び／又はジャケット管の肩部１１から吊り下
げられて該保持リング１５及び／又はジャケット管の肩
部１１により支持され、更に、スート体の直立型の支持
から吊り下げ型の支持への変更は、スート体の長手方向
の収縮の結果として自動的に起きる、ことを確実にす
る。
【００４３】本発明による装置の用途は、シリカスート
の中空筒状体の保持に限定されるわけではない。該装置
は、他の化学組成の中空筒状体の保持や、前述したよう
に、例えば、ガラス管の内径の較正にも適している。
の中空筒状体の保持に限定されるわけではない。該装置
は、他の化学組成の中空筒状体の保持や、前述したよう
に、例えば、ガラス管の内径の較正にも適している。
【図１】 スート体を支持した本発明による保持装置の
立断面図である。
立断面図である。
【図２】 段付きジャケット管を有する保持装置の１実
施形態を示す図である。
施形態を示す図である。
【図３】 支持棒とスート体との間に保持リングを有す
る保持装置の１実施形態を示す図である。
る保持装置の１実施形態を示す図である。
【図４】 焼結炉において第１焼結段階の開始前のスー
ト体を支持した保持装置の実施形態を示す図である。
ト体を支持した保持装置の実施形態を示す図である。
【図５】 焼結過程の後半段階の間のスート体を支持し
た図１の保持装置を示す図である。
た図１の保持装置を示す図である。
１…支持部材（支持体，支持棒）、２…透気性のジャケ
ット管（支持部材）、３…支持台、４…支持面、５…ス
ート体（中空筒状体）、６…孔（支持面にある開口）、
７…中空筒状体のボア、８…隙間、９…ピン（支持体の
一端）、１０…中空筒状体の底端（下端）、１２…中空
筒状体の上端（頂端）、１３…長手方向の軸線、１５…
保持リング（懸架部材、保持部材）、１６…ジャケット
管の下部、１７…ジャケット管の上部、１９…加熱帯の
熱伝導体。
ット管（支持部材）、３…支持台、４…支持面、５…ス
ート体（中空筒状体）、６…孔（支持面にある開口）、
７…中空筒状体のボア、８…隙間、９…ピン（支持体の
一端）、１０…中空筒状体の底端（下端）、１２…中空
筒状体の上端（頂端）、１３…長手方向の軸線、１５…
保持リング（懸架部材、保持部材）、１６…ジャケット
管の下部、１７…ジャケット管の上部、１９…加熱帯の
熱伝導体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/02 Ｈ０１Ｌ 21/02 Ｚ (73)特許権者 592164085 ＱＵＡＲＺＳＴＲＡＳＳＥ， 63450 ＨＡＮＡＵ， ＧＥＲＭＡＮＹ (72)発明者 クラウス・ルッペルト ドイツ連邦共和国、63477 マインター ル、アム・クリンガーボルン １ (72)発明者 ウーヴェ・クルスチアンゼン ドイツ連邦共和国、63571 ゲルンハウ ゼン、レーンシュトラーセ 107 (72)発明者 ミヒャエル・ヒューナーマン ドイツ連邦共和国、63755 アルツェナ ウ、ベルリナー・シュトラーセ 19アー (72)発明者 クラウス・ディトマー ドイツ連邦共和国、63571 ゲルンハウ ゼン、アム・ガイヤースベルク ２ (72)発明者 アントン・シュタインコール ドイツ連邦共和国、63584 グリュンダ ウ、ホーファッカーヘーク ５
Claims (18)
- 【請求項１】 シリカスートの中空筒状体を焼結するた
めの方法であって、 上端及び下端を有するシリカスートの中空筒状体を用意
し、 前記中空筒状体を垂直に方向付けるように前記下端を支
持し、 第１焼結段階の間、前記下端を支持しながら前記上端を
焼結し、 前記中空筒状体が垂直に吊り下げられるように、焼結し
た前記上端を保持し、 第２焼結段階の間、前記上端を保持しながら前記下端を
焼結する、ことからなるシリカスートの中空筒状体を焼
結する方法。 - 【請求項２】 加熱帯に前記上端をまず導き入れて、前
記中空筒状体を前記加熱帯に関して上方に連続的に移動
させることにより前記中空筒状体を焼結する請求項１に
記載の方法。 - 【請求項３】 焼結に先立って、垂直方向に延在する支
持部材が固定された支持台により前記下端を支持すると
共に、前記上端に懸架部材を係合させ、前記第１焼結段
階の間、前記懸架部材が、前記中空筒状体の長手方向の
収縮の結果として前記支持部材に向かって動くようにし
ている請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 前記懸架部材は前記中空筒状体の中に固
定された保持リングであり、前記支持部材も前記中空筒
状体の内部にあって前記保持リングに向かって上方に延
びており、前記保持リングは、前記第２焼結段階の間、
前記支持部材上に止まっている請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】 焼結に先立って、更に、 前記第１焼結段階中に生じると考えられる長手方向の収
縮量を求め、 前記中空筒状体が前記支持台上に支持される時に、前記
懸架部材が、求めた前記長手方向の収縮量の０.３乃至
０.８倍の距離だけ前記支持部材から離間するように、
前記懸架部材を前記中空筒状体に係合させる、 請求項３に記載の方法。 - 【請求項６】 シリカスートの中空筒状体を垂直姿勢で
保持するための装置であって、該装置は、前記中空筒状
体の内側に通っている細長い支持体（１）を備え、該支
持体（１）の一端（９）が支持台（３）に接続されてい
る、シリカスートの中空筒状体を保持する装置。 - 【請求項７】 前記支持台（３）は、前記支持体（１）
の長手方向軸線（１３）対し垂直な支持面（４）を有す
る請求項６に記載の装置。 - 【請求項８】 前記支持体（１）の長さは、保持すべき
前記中空筒状体（５）の長さより長い請求項６に記載の
装置。 - 【請求項９】 長さ方向の前記支持体（１）の少なくと
も一部が透気性ジャケット管（２）により囲まれている
請求項６に記載の装置。 - 【請求項１０】 前記ジャケット管（２）はグラファイ
ト製である請求項９に記載の装置。 - 【請求項１１】 前記ジャケット管（２）は好ましくは
１０乃至２０容量％の範囲の開放気孔率を有する請求項
９に記載の装置。 - 【請求項１２】 前記ジャケット管（２）は円錐状にテ
ーパが付いた側面を有する請求項９に記載の装置。 - 【請求項１３】 前記ジャケット管（２，１６，１７）
は段階的にテーパが付いた側面を有する請求項９に記載
の装置。 - 【請求項１４】 前記支持体（１）の外壁と前記ジャケ
ット管（２）の内壁との間に、０.３乃至１ｍｍの範
囲、好ましくは０.８ｍｍ未満の幅の隙間（８）が設け
られている請求項９に記載の装置。 - 【請求項１５】 前記支持体（１）は炭素繊維強化グラ
ファイトからなる請求項６に記載の装置。 - 【請求項１６】 前記支持面（４）は中央に開口を有
し、該開口の中に前記支持体（１）の前記一端（９）が
嵌合している請求項６に記載の装置。 - 【請求項１７】 前記支持体（１）の長手方向軸線に沿
って上向きに前記支持台（３）上に載っている支持部材
（２）と、該支持部材（２）より上方で前記中空筒状体
（５）に取り付けられた保持部材（１５）とを更に備え
る請求項６に記載の装置。 - 【請求項１８】 前記保持部材は、前記中空筒状体
（５）の内部のボア（７）の壁面に係合する保持リング
（１５）であり、前記支持部材は、ジャケット管（２）
であり、前記保持リング（１５）の内径は前記ジャケッ
ト管（２）の外径より小さい請求項１７に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4432806.0 | 1994-09-15 | ||
| DE4432806A DE4432806C1 (de) | 1994-09-15 | 1994-09-15 | Vorrichtung zum Halten von Hohlzylindern aus Kieselsäurepartikeln |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08188429A JPH08188429A (ja) | 1996-07-23 |
| JP2704147B2 true JP2704147B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=6528250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7235649A Expired - Fee Related JP2704147B2 (ja) | 1994-09-15 | 1995-09-13 | シリカスートの中空筒状体を焼結する方法及び保持する装置 |
Country Status (6)
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|---|---|
| US (2) | US5665132A (ja) |
| EP (1) | EP0701975B1 (ja) |
| JP (1) | JP2704147B2 (ja) |
| KR (1) | KR0171662B1 (ja) |
| CN (1) | CN1068566C (ja) |
| DE (2) | DE4432806C1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| DE4432806C1 (de) * | 1994-09-15 | 1996-01-18 | Heraeus Quarzglas | Vorrichtung zum Halten von Hohlzylindern aus Kieselsäurepartikeln |
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| DE19850929C1 (de) * | 1998-11-05 | 1999-11-25 | Heraeus Quarzglas | Verfahren und Vorrichtung für die Herstellung eines Rohres aus Quarzglas |
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