JP2831855B2 - 石英系多孔質ガラス層の形成装置 - Google Patents
石英系多孔質ガラス層の形成装置Info
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- JP2831855B2 JP2831855B2 JP1842091A JP1842091A JP2831855B2 JP 2831855 B2 JP2831855 B2 JP 2831855B2 JP 1842091 A JP1842091 A JP 1842091A JP 1842091 A JP1842091 A JP 1842091A JP 2831855 B2 JP2831855 B2 JP 2831855B2
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- porous glass
- burner
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/0148—Means for heating preforms during or immediately prior to deposition
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＯＶＤ法を介して回転体
の外周面に石英系の多孔質ガラス層を形成するための装
置に関する。
の外周面に石英系の多孔質ガラス層を形成するための装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ用、イメージファイバ用、ラ
イトガイド用、ロッドレンズ用の各母材を作製する際の
一手段として、ＯＶＤ法が広く採用されている。周知の
とおり、ＯＶＤ法は、ガラス微粒子生成用のバーナを介
して生成した石英系のガラス微粒子を基体となる回転体
の外周面に噴射かつ堆積させて、その回転体の外周面に
多孔質ガラス層を形成する。その後、多孔質ガラス層に
脱泡、脱水、透明ガラス化の各処理を施し、これを透明
な合成石英とする。
イトガイド用、ロッドレンズ用の各母材を作製する際の
一手段として、ＯＶＤ法が広く採用されている。周知の
とおり、ＯＶＤ法は、ガラス微粒子生成用のバーナを介
して生成した石英系のガラス微粒子を基体となる回転体
の外周面に噴射かつ堆積させて、その回転体の外周面に
多孔質ガラス層を形成する。その後、多孔質ガラス層に
脱泡、脱水、透明ガラス化の各処理を施し、これを透明
な合成石英とする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一般的なＯＶＤ法にお
いて、回転体の外周面にガラス微粒子を堆積成長させて
多孔質ガラス層を形成するとき、ガラス微粒子生成用バ
ーナの燃焼条件、回転体の軸線方向に沿うこれら回転
体、バーナ相互の相対移動速度など、これらが変動した
際の影響を受けて多孔質ガラス層の長さ方向にわたる表
面温度にバラツキが生じるので、多孔質ガラス層に密度
差が発生する。かかる密度差は、多孔質ガラス層におけ
る表層部の崩落とか、クラックを発生させる原因にな
り、ファイバ段階でのＯＨ基による伝送ロス増の原因に
もなるので、良好な母材を作製する際の歩留りが低下す
る。
いて、回転体の外周面にガラス微粒子を堆積成長させて
多孔質ガラス層を形成するとき、ガラス微粒子生成用バ
ーナの燃焼条件、回転体の軸線方向に沿うこれら回転
体、バーナ相互の相対移動速度など、これらが変動した
際の影響を受けて多孔質ガラス層の長さ方向にわたる表
面温度にバラツキが生じるので、多孔質ガラス層に密度
差が発生する。かかる密度差は、多孔質ガラス層におけ
る表層部の崩落とか、クラックを発生させる原因にな
り、ファイバ段階でのＯＨ基による伝送ロス増の原因に
もなるので、良好な母材を作製する際の歩留りが低下す
る。
【０００４】本発明はこのような技術的課題に鑑み、石
英系の各種母材を得る際の良品の歩留りを向上させるこ
とのできる石英系多孔質ガラス層の形成装置を提供しよ
うとするものである。
英系の各種母材を得る際の良品の歩留りを向上させるこ
とのできる石英系多孔質ガラス層の形成装置を提供しよ
うとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は所期の目的を達
成するために下記の課題解決手段を特徴とする。すなわ
ち本発明の請求項１に記載された石英系多孔質ガラス層
の形成装置は、反応容器内において、軸方向に長いガラ
ス微粒子堆積用の回転体がこれの軸線方向沿いに移動自
在なるよう支持されているとともに、該回転体の外周面
に石英系のガラス微粒子を噴射かつ堆積させて多孔質ガ
ラス層を形成するためのガラス微粒子生成用バーナが前
記回転体の外周面に向けて配置されている石英系多孔質
ガラス層の形成装置において、前記反応容器内には、定
位置で多孔質ガラス層を加熱するための固定バーナと、
前記回転体の回転軸線方向沿いに移動して多孔質ガラス
層を加熱するための移動バーナとが備えられていること
を特徴とする。また、本発明の請求項２に記載された石
英系多孔質ガラス層の形成装置は、請求項１記載のもの
において、多孔質ガラス層の表面温度分布を均一にする
ための手段として制御盤があり、当該制御盤には、多孔
質ガラス層の表面温度分布を測定するための温度測定器
と、多孔質ガラス層の測定された表面温度分布に基づい
て各バーナのガス流量を調整するための流量制御器とが
備わっているというものである。
成するために下記の課題解決手段を特徴とする。すなわ
ち本発明の請求項１に記載された石英系多孔質ガラス層
の形成装置は、反応容器内において、軸方向に長いガラ
ス微粒子堆積用の回転体がこれの軸線方向沿いに移動自
在なるよう支持されているとともに、該回転体の外周面
に石英系のガラス微粒子を噴射かつ堆積させて多孔質ガ
ラス層を形成するためのガラス微粒子生成用バーナが前
記回転体の外周面に向けて配置されている石英系多孔質
ガラス層の形成装置において、前記反応容器内には、定
位置で多孔質ガラス層を加熱するための固定バーナと、
前記回転体の回転軸線方向沿いに移動して多孔質ガラス
層を加熱するための移動バーナとが備えられていること
を特徴とする。また、本発明の請求項２に記載された石
英系多孔質ガラス層の形成装置は、請求項１記載のもの
において、多孔質ガラス層の表面温度分布を均一にする
ための手段として制御盤があり、当該制御盤には、多孔
質ガラス層の表面温度分布を測定するための温度測定器
と、多孔質ガラス層の測定された表面温度分布に基づい
て各バーナのガス流量を調整するための流量制御器とが
備わっているというものである。
【０００６】
【作用】本発明装置の場合、ガラス微粒子堆積用の回転
体とガラス微粒子生成用のバーナとを収容している反応
容器内において、回転体を回転かつこれの軸線方向へ移
動させるとともに、ガラス微粒子生成用バーナを介して
生成した石英系のガラス微粒子（火炎加水分解反応生成
物または熱分解反応生成物）を、回転かつ軸線方向に移
動している回転体の外周面に噴射かつ堆積させて、回転
体の外周面に多孔質ガラス層を形成する。
体とガラス微粒子生成用のバーナとを収容している反応
容器内において、回転体を回転かつこれの軸線方向へ移
動させるとともに、ガラス微粒子生成用バーナを介して
生成した石英系のガラス微粒子（火炎加水分解反応生成
物または熱分解反応生成物）を、回転かつ軸線方向に移
動している回転体の外周面に噴射かつ堆積させて、回転
体の外周面に多孔質ガラス層を形成する。
【０００７】上述した反応容器内には、定位置に配置さ
れた固定バーナと、回転体の軸線方向に移動する移動バ
ーナとが備えられており、固定バーナが主として多孔質
ガラス層の長さ方向中間部を加熱し、移動バーナが多孔
質ガラス層の温度低下しやすい部分（両端部）を集中的
かつ重点的に加熱する。多孔質ガラス層の形成に際し
て、該多孔質ガラス層を前記のように加熱するとき、ガ
ラス微粒子生成用バーナの燃焼条件、該バーナと回転体
との相対移動速度などが変動したとしても、多孔質ガラ
ス層が部分的に温度低下することはなく、多孔質ガラス
層の長さ方向にわたる温度を均一に保持することができ
る。したがって、本発明装置を介して多孔質ガラス層を
形成するとき、多孔質ガラス層にはその表層部の温度差
に起因した密度差が発生しない。
れた固定バーナと、回転体の軸線方向に移動する移動バ
ーナとが備えられており、固定バーナが主として多孔質
ガラス層の長さ方向中間部を加熱し、移動バーナが多孔
質ガラス層の温度低下しやすい部分（両端部）を集中的
かつ重点的に加熱する。多孔質ガラス層の形成に際し
て、該多孔質ガラス層を前記のように加熱するとき、ガ
ラス微粒子生成用バーナの燃焼条件、該バーナと回転体
との相対移動速度などが変動したとしても、多孔質ガラ
ス層が部分的に温度低下することはなく、多孔質ガラス
層の長さ方向にわたる温度を均一に保持することができ
る。したがって、本発明装置を介して多孔質ガラス層を
形成するとき、多孔質ガラス層にはその表層部の温度差
に起因した密度差が発生しない。
【０００８】
【実施例】本発明に係る石英系多孔質ガラス層の形成装
置の実施例について、図面を参照して説明する。図１に
おいて、１１は反応容器、２１は一対の回転チャック、
３１はガラス微粒子生成用のバーナ、４１は回転体、５
１は複数の固定バーナ、６１は複数の移動バーナ、７１
は制御盤、８１は温度測定器、９１は多孔質ガラス層を
それぞれ示す。
置の実施例について、図面を参照して説明する。図１に
おいて、１１は反応容器、２１は一対の回転チャック、
３１はガラス微粒子生成用のバーナ、４１は回転体、５
１は複数の固定バーナ、６１は複数の移動バーナ、７１
は制御盤、８１は温度測定器、９１は多孔質ガラス層を
それぞれ示す。
【０００９】排気口１２を有する反応容器１１は一例と
して石英からなり、これの内部には回転チャック２１、
ガラス微粒子生成用バーナ３１など、ガラス旋盤（全体
を図示せず）の要部が配置されている。
して石英からなり、これの内部には回転チャック２１、
ガラス微粒子生成用バーナ３１など、ガラス旋盤（全体
を図示せず）の要部が配置されている。
【００１０】反応容器１１内の中央に定置されたガラス
微粒子生成用バーナ３１は、公知ないし周知の多重管構
造からなり、これはＳｉＣｌ4 、ＧｅＣｌ4 、ＰＯＣｌ
3 、ＢＣｌ3 のごときガラス原料（気相）、ドープ原料
（気相）の供給を受ける原料ガス流路と、水素、メタ
ン、プロパン、ブタンのごとき易燃性ガスの単体または
混合体からなる燃料ガスの供給を受ける燃料ガス流路
と、支燃ガスとしてＯ2 の供給を受ける支燃ガス流路と
を備えており、他に、緩衝ガス用のガス流路を備えてい
ることもある。反応容器１１内にあるガラス微粒子生成
用バーナ３１の各流路には、反応容器１１外から導かれ
た所定の各ガス管がそれぞれ接続されており、これら配
管系にマスフローコントローラのごとき流量制御器３２
が備えられている。
微粒子生成用バーナ３１は、公知ないし周知の多重管構
造からなり、これはＳｉＣｌ4 、ＧｅＣｌ4 、ＰＯＣｌ
3 、ＢＣｌ3 のごときガラス原料（気相）、ドープ原料
（気相）の供給を受ける原料ガス流路と、水素、メタ
ン、プロパン、ブタンのごとき易燃性ガスの単体または
混合体からなる燃料ガスの供給を受ける燃料ガス流路
と、支燃ガスとしてＯ2 の供給を受ける支燃ガス流路と
を備えており、他に、緩衝ガス用のガス流路を備えてい
ることもある。反応容器１１内にあるガラス微粒子生成
用バーナ３１の各流路には、反応容器１１外から導かれ
た所定の各ガス管がそれぞれ接続されており、これら配
管系にマスフローコントローラのごとき流量制御器３２
が備えられている。
【００１１】回転体４１は棒状または管状の長い基体か
らなり、その一例として石英系のマンドレルをあげるこ
とができ、他の一例として石英系のガラス管をあげるこ
とができ、さらに、他の一例として石英系のガラス棒を
あげることができる。このような回転体５１の外周面に
は、すでに、多孔質ガラス層が形成されていることもあ
る。
らなり、その一例として石英系のマンドレルをあげるこ
とができ、他の一例として石英系のガラス管をあげるこ
とができ、さらに、他の一例として石英系のガラス棒を
あげることができる。このような回転体５１の外周面に
は、すでに、多孔質ガラス層が形成されていることもあ
る。
【００１２】複数（二本）の固定バーナ５１は、既述の
燃料ガス、支燃ガスの供給を受けるための各流路を有し
ており、これは多孔質ガラス層９１の加熱を目的とした
ものである。これら固定バーナ５１は、反応容器１１内
において、ガラス微粒子生成用バーナ３１の両側に定置
されており、該各固定バーナ５１の流路には、反応容器
１１外から導かれた所定の各ガス管がそれぞれ接続さ
れ、これら配管系に流量制御器５２が備えられている。
燃料ガス、支燃ガスの供給を受けるための各流路を有し
ており、これは多孔質ガラス層９１の加熱を目的とした
ものである。これら固定バーナ５１は、反応容器１１内
において、ガラス微粒子生成用バーナ３１の両側に定置
されており、該各固定バーナ５１の流路には、反応容器
１１外から導かれた所定の各ガス管がそれぞれ接続さ
れ、これら配管系に流量制御器５２が備えられている。
【００１３】複数（二本）の移動バーナ６１も、固定バ
ーナ５１と同様の構成からなり、多孔質ガラス層９１を
加熱するために用いられる。これら移動バーナ６１は、
反応容器１１内において、各回転チャック２１の非回転
部分に取りつけられており、該各移動バーナ６１の流路
にも、反応容器１１外から導かれた所定の各ガス管がそ
れぞれ接続され、これら配管系に流量制御器６２が備え
られている。
ーナ５１と同様の構成からなり、多孔質ガラス層９１を
加熱するために用いられる。これら移動バーナ６１は、
反応容器１１内において、各回転チャック２１の非回転
部分に取りつけられており、該各移動バーナ６１の流路
にも、反応容器１１外から導かれた所定の各ガス管がそ
れぞれ接続され、これら配管系に流量制御器６２が備え
られている。
【００１４】制御盤７１はＣＰＵを備えたコンピュータ
からなり、反応容器１１外に配置されている。制御盤７
１には、前記バーナ３１、５１、６１の流量制御器３
２、５２、６２と後述する温度測定器８１とが電気的に
接続されている。
からなり、反応容器１１外に配置されている。制御盤７
１には、前記バーナ３１、５１、６１の流量制御器３
２、５２、６２と後述する温度測定器８１とが電気的に
接続されている。
【００１５】温度測定器８１は、たとえば、被検物に外
乱を与えることのない熱放射式センサからなり、これは
反応容器１１外において、多孔質ガラス層９１の温度を
検知すべく配置されている。
乱を与えることのない熱放射式センサからなり、これは
反応容器１１外において、多孔質ガラス層９１の温度を
検知すべく配置されている。
【００１６】図１に例示した反応容器１１内において、
回転体４１の外周面に多孔質ガラス層９１を形成すると
き、回転体４１を回転させつつその軸線方向に往復動さ
せ、ガラス微粒子生成用バーナ３１には、気相のガラス
原料、燃料ガス、支燃ガスなどを供給し、これら各ガス
を燃焼状態にして石英系のガラス微粒子を生成する。燃
焼状態のガラス微粒子生成用バーナ３１から連続的に噴
射されるガラス微粒子は、回転しながら軸線方向に往復
動する回転体４１の外周面において堆積成長し、多孔質
ガラス層９１となる。このとき、固定バーナ５１、移動
バーナ６１をも燃焼状態にし、定位置の固定バーナ５１
を介して多孔質ガラス層９１の長さ方向中間部を加熱す
るとともに、移動バーナ６１を介して多孔質ガラス層９
１の両端部を加熱する。さらに、回転体４１と同期して
これの軸方向へ往復動する温度測定器８１により、多孔
質ガラス層９１の全長にわたる温度分布を測定してその
測定信号（電気信号）を制御盤７１へ入力する。
回転体４１の外周面に多孔質ガラス層９１を形成すると
き、回転体４１を回転させつつその軸線方向に往復動さ
せ、ガラス微粒子生成用バーナ３１には、気相のガラス
原料、燃料ガス、支燃ガスなどを供給し、これら各ガス
を燃焼状態にして石英系のガラス微粒子を生成する。燃
焼状態のガラス微粒子生成用バーナ３１から連続的に噴
射されるガラス微粒子は、回転しながら軸線方向に往復
動する回転体４１の外周面において堆積成長し、多孔質
ガラス層９１となる。このとき、固定バーナ５１、移動
バーナ６１をも燃焼状態にし、定位置の固定バーナ５１
を介して多孔質ガラス層９１の長さ方向中間部を加熱す
るとともに、移動バーナ６１を介して多孔質ガラス層９
１の両端部を加熱する。さらに、回転体４１と同期して
これの軸方向へ往復動する温度測定器８１により、多孔
質ガラス層９１の全長にわたる温度分布を測定してその
測定信号（電気信号）を制御盤７１へ入力する。
【００１７】上記において、多孔質ガラス層９１の温度
分布に関する測定信号を入力された制御盤７１は、多孔
質ガラス層９１の全長にわたる温度分布のバラツキを較
正すべく所定の流量制御信号（電気信号）を各バーナ３
１、５１、６１の流量制御器３２、５２、６２へ入力
し、当該流量制御信号を入力された各流量制御器３２、
５２、６２が、該各バーナ３１、５１、６１ヘのガス供
給量を調整してこれらの燃焼状態（多孔質ガラス層９１
に対する加熱温度）を適切に保持する。
分布に関する測定信号を入力された制御盤７１は、多孔
質ガラス層９１の全長にわたる温度分布のバラツキを較
正すべく所定の流量制御信号（電気信号）を各バーナ３
１、５１、６１の流量制御器３２、５２、６２へ入力
し、当該流量制御信号を入力された各流量制御器３２、
５２、６２が、該各バーナ３１、５１、６１ヘのガス供
給量を調整してこれらの燃焼状態（多孔質ガラス層９１
に対する加熱温度）を適切に保持する。
【００１８】このようにして多孔質ガラス層９１の各部
を適切に加熱すると、多孔質ガラス層９１の長さ方向に
わたる温度が均一な分布を呈するようになり、したがっ
て、多孔質ガラス層９１には、崩落、クラック、伝送ロ
ス増などの原因となる密度差が生じない。
を適切に加熱すると、多孔質ガラス層９１の長さ方向に
わたる温度が均一な分布を呈するようになり、したがっ
て、多孔質ガラス層９１には、崩落、クラック、伝送ロ
ス増などの原因となる密度差が生じない。
【００１９】その後、多孔質ガラス層９１は、公知ない
し周知の脱泡処理、脱水処理、透明ガラス化処理を受
け、透明なガラス層（合成石英）となる。
し周知の脱泡処理、脱水処理、透明ガラス化処理を受
け、透明なガラス層（合成石英）となる。
【００２０】上述したＯＶＤ方を実施するとき、各バー
ナ３１、５１、６１に対するガス供給条件、回転体４１
が往復動する際の速度と距離（移動量）など、これらに
関する最適データを実験により求めて、多孔質ガラス層
９１の最適温度分布すなわち基準値を制御盤７１へイン
プットしておき、この基準値に基づき各バーナ３１、５
１、６１へのガス供給量を制御してもよい。
ナ３１、５１、６１に対するガス供給条件、回転体４１
が往復動する際の速度と距離（移動量）など、これらに
関する最適データを実験により求めて、多孔質ガラス層
９１の最適温度分布すなわち基準値を制御盤７１へイン
プットしておき、この基準値に基づき各バーナ３１、５
１、６１へのガス供給量を制御してもよい。
【００２１】
【発明の効果】本発明に係る石英系多孔質ガラス層の形
成装置は、ガラス微粒子堆積用の回転体、ガラス微粒子
生成用バーナが配置された反応容器内に、多孔質ガラス
層を加熱するための固定バーナ、移動バーナが備えられ
ているから、当該装置を用いたＯＶＤ法において石英系
の多孔質ガラス層を形成するとき、これら固定バーナ、
移動バーナにより多孔質ガラス層の長さ方向にわたる温
度分布を均一にして、密度差のない多孔質ガラス層を得
ることができ、ひいては、石英系の各種母材を得る際の
良品の歩留りを向上させることができる。
成装置は、ガラス微粒子堆積用の回転体、ガラス微粒子
生成用バーナが配置された反応容器内に、多孔質ガラス
層を加熱するための固定バーナ、移動バーナが備えられ
ているから、当該装置を用いたＯＶＤ法において石英系
の多孔質ガラス層を形成するとき、これら固定バーナ、
移動バーナにより多孔質ガラス層の長さ方向にわたる温
度分布を均一にして、密度差のない多孔質ガラス層を得
ることができ、ひいては、石英系の各種母材を得る際の
良品の歩留りを向上させることができる。
【図１】本発明に係る石英系多孔質ガラス層の形成装置
のを一実施例を略示した断面図図である。
のを一実施例を略示した断面図図である。
１１ 反応容器 ３１ ガラス微粒子生成用バーナ ４１ 回転体 ５１ 固定バーナ ６１ 移動バーナ ９１ 多孔質ガラス層
Claims (2)
- 【請求項１】 反応容器内において、軸方向に長いガラ
ス微粒子堆積用の回転体がこれの軸線方向沿いに移動自
在なるよう支持されているとともに、該回転体の外周面
に石英系のガラス微粒子を噴射かつ堆積させて多孔質ガ
ラス層を形成するためのガラス微粒子生成用バーナが前
記回転体の外周面に向けて配置されている石英系多孔質
ガラス層の形成装置において、前記反応容器内には、定
位置で多孔質ガラス層を加熱するための固定バーナと、
前記回転体の回転軸線方向沿いに移動して多孔質ガラス
層を加熱するための移動バーナとが備えられていること
を特徴とする石英系多孔質ガラス層の形成装置。 - 【請求項２】 多孔質ガラス層の表面温度分布を均一に
するための手段として制御盤があり、当該制御盤には、
多孔質ガラス層の表面温度分布を測定するための温度測
定器と、多孔質ガラス層の測定された表面温度分布に基
づいて各バーナのガス流量を調整するための流量制御器
とが備わっている請求項１記載の石英系多孔質ガラス層
の形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1842091A JP2831855B2 (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | 石英系多孔質ガラス層の形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1842091A JP2831855B2 (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | 石英系多孔質ガラス層の形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04240123A JPH04240123A (ja) | 1992-08-27 |
| JP2831855B2 true JP2831855B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=11971168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1842091A Expired - Lifetime JP2831855B2 (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | 石英系多孔質ガラス層の形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2831855B2 (ja) |
-
1991
- 1991-01-18 JP JP1842091A patent/JP2831855B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04240123A (ja) | 1992-08-27 |
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