JP3217458B2 - Soot synthesis equipment for optical fiber - Google Patents

Soot synthesis equipment for optical fiber

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JP3217458B2
JP3217458B2 JP16863692A JP16863692A JP3217458B2 JP 3217458 B2 JP3217458 B2 JP 3217458B2 JP 16863692 A JP16863692 A JP 16863692A JP 16863692 A JP16863692 A JP 16863692A JP 3217458 B2 JP3217458 B2 JP 3217458B2
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soot body
burner
optical fiber
glass
synthesizing
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幸夫 香村
禎則 石田
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THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ用スート体
(多孔質母材)の合成装置に関するものであり,特に,
短時間で効率よく光ファイバ用スート体を合成する光フ
ァイバ用スート体の合成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for synthesizing a soot body (porous preform) for an optical fiber.
The present invention relates to an apparatus for synthesizing an optical fiber soot body that efficiently synthesizes an optical fiber soot body in a short time.

【0002】[0002]

【従来の技術】コアとクラッドからなる光ファイバは,
光ファイバ用スート体を加熱,線引し製造(形成)す
る。かかる光ファイバ用スート体を製造する代表的な方
法としては,外付CVD法(OVD法)と気相軸付CV
D法(VAD法)とが知られている。
2. Description of the Related Art An optical fiber comprising a core and a clad is
The soot body for optical fiber is heated and drawn to produce (form). Representative methods for manufacturing such a soot body for optical fibers include an external CVD method (OVD method) and a CV with a gas phase shaft.
The D method (VAD method) is known.

【0003】光ファイバ用スート体の基本的な製造方法
を述べる。まず,酸素,水素,SiCl4 からなる原料
ガスを酸水素バーナに送り,この酸水素バーナから酸水
素火炎を発生させる。次いで,発生した酸水素火炎中に
おいて,その酸水素火炎の水分とSiCl4とを下記反
応式 SiCl4 +2H2 O→SiO2 +4HCl のように加水分解反応させて,SiO2 を主体とするガ
ラス微粒子を形成する。
A basic method of manufacturing a soot body for an optical fiber will be described. First, a source gas composed of oxygen, hydrogen, and SiCl 4 is sent to an oxyhydrogen burner, which generates an oxyhydrogen flame. Then, in the generated oxyhydrogen flame, the water content of the oxyhydrogen flame and SiCl 4 are subjected to a hydrolysis reaction according to the following reaction formula: SiCl 4 + 2H 2 O → SiO 2 + 4HCl, whereby glass fine particles mainly composed of SiO 2 are obtained. To form

【0004】上述した光ファイバ用スート体を形成する
工程における種棒へのガラス微粒子の付着収率は高々2
0〜40%程度であり,付着速度は5〜10g/min
である。種棒またはその種棒の上に堆積されたスート体
に付着されなかったSiO2 微粒子およびHCl ガスは
排気され,スクラバーにより処理される。しかし,スー
ト体に付着しなかったSiO2 微粒子等の排出物の処理
量が多いと,これらの廃棄物を処理するコストも高くつ
くので,付着収率の向上が望まれている。
[0004] In the above-mentioned step of forming a soot body for an optical fiber, the adhesion yield of glass fine particles to a seed rod is at most 2.
It is about 0 to 40% and the deposition rate is 5 to 10 g / min.
It is. SiO 2 fine particles and HCl gas that are not attached to the seed rod or the soot body deposited on the seed rod are exhausted and treated by a scrubber. However, if the processing amount of the discharged material such as the SiO 2 fine particles that did not adhere to the soot body is large, the cost of treating these wastes is high, and therefore, an improvement in the adhesion yield is desired.

【0005】付着収率を向上させる方法として種々の方
法が提案されている。VAD法による付着収率方法とし
ては,直流高電圧の印加によりガス流を負イオンに帯電
させ,この負イオンガスを種棒または光ファイバ用スー
ト体の表面に吹き付けることにより種棒または光ファイ
バ用スート体を負に帯電させ,電位差を利用してSiO
2 微粒子を種棒または光ファイバ用スート体の表面に付
着させることが提案されている(たとえば,特開昭57
−67038号公報,特開昭58−217447号公
報,特開昭58−217448号公報,特開昭60−3
6341号公報))。OVD法による付着収率改善方法
としては,種棒が付着されたシャフトの内部に電極を設
け,種棒の外周に付着されるスート体を負極性に帯電さ
せておき,バーナから射出されるガラス微粒子を上記種
棒の帯電とは逆極性に帯電させ,静電気力効果によって
ガラス微粒子を付着させてその収率を向上させることが
提案されている(たとえば,特開昭58−161936
号公報)。
[0005] Various methods have been proposed to improve the deposition yield. The deposition yield method by the VAD method is to charge a gas stream to negative ions by applying a high DC voltage, and to spray the negative ion gas onto the surface of a seed rod or a soot body for an optical fiber to produce a seed rod or an optical fiber. The soot body is negatively charged and SiO
(2) It has been proposed to attach fine particles to the surface of a seed rod or a soot body for an optical fiber (see, for example,
-67038, JP-A-58-21747, JP-A-58-217448, and JP-A-60-3
No. 6341)). As a method for improving the adhesion yield by the OVD method, an electrode is provided inside a shaft to which a seed rod is attached, a soot body attached to the outer periphery of the seed rod is charged to a negative polarity, and glass injected from a burner is used. It has been proposed that the fine particles are charged to the opposite polarity to the charging of the seed rod, and the glass fine particles are adhered by the effect of electrostatic force to improve the yield (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-161936).
No.).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記VAD法は,スー
ト体の下部先端を帯電させてガラス微粒子が付着されて
堆積されていくスート体を引き上げていくが,下部のバ
ーナ付着面を効果的に帯電させることが困難であり,ス
ート体の引き上げ速度がガラス微粒子の付着速度に依存
するという制限がある。たとえば,特開昭58−217
447号公報に開示された方法は,下記に列挙する問題
に遭遇している。第1の問題点としては,ガラス微粒子
と反対極性のイオンガスを種棒または光ファイバ用スー
ト体に吹き付けると,このイオンガスの流れで種棒に向
かうガラス微粒子の流れが阻害され,種棒へのガラス微
粒子の付着効率が下がるという問題がある。第2の問題
点としては,反対極性のイオンガスは本来,光ファイバ
のスート体または種棒の表面をガラス微粒子と反対極性
に帯電させ,この表面にガラス微粒子を引き寄せて中和
することを理想としているが,実際はかなりの部分がバ
ーナと種棒またはスート体との間の空間中で中和してし
まい,期待する程の効果が上がらないという問題があ
る。その結果として,依然として目標するとする程,付
着収率が上がらず,スート体の合成時間を短縮すること
ができないという問題がある。
In the above-mentioned VAD method, the lower end of the soot body is charged to pull up the soot body on which the glass particles are deposited and deposited, but the lower burner attachment surface is effectively removed. It is difficult to charge the soot body, and there is a limitation that the pulling speed of the soot body depends on the attaching speed of the glass particles. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-217
The method disclosed in Japanese Patent No. 447 encounters the following problems. The first problem is that, when an ion gas having a polarity opposite to that of the glass particles is sprayed on the seed rod or the soot body for optical fiber, the flow of the glass particles toward the seed rod is hindered by the flow of the ion gas, and the flow of the ion particles is reduced. There is a problem that the adhesion efficiency of the glass fine particles is lowered. The second problem is that the ion gas of the opposite polarity originally charges the surface of the soot body or the seed rod of the optical fiber to the opposite polarity to the glass particles, and it is ideal that the glass particles are attracted to the surface and neutralized. However, there is a problem in that a considerable part is neutralized in the space between the burner and the seed rod or soot body, and the effect as expected is not improved. As a result, there is a problem that the adhesion yield does not increase as much as desired and the synthesis time of the soot body cannot be reduced.

【0008】上記OVD法は,スート体を水平方向に往
復動させ種棒の内部からその外周に形成されるスート体
を帯電させるので,ガラス微粒子が堆積されてスート体
の外径が大きくなると,スート体へのガラス微粒子の付
着収率が低下し,大きな外径のスート体を形成すること
が難しいという問題に遭遇する。
In the above-mentioned OVD method, the soot body is reciprocated in the horizontal direction to charge the soot body formed from the inside of the seed rod to its outer periphery. Therefore, when the outer diameter of the soot body increases due to the deposition of glass particles, A problem is encountered that the adhesion yield of the glass particles to the soot body is reduced, and it is difficult to form a soot body having a large outer diameter.

【0009】上述した問題に鑑み,本発明の目的は,光
ファイバ用スート体の合成において,ガラス微粒子の流
れに影響を与えずスート体の帯電を効率よく行い,ガラ
ス微粒子の種棒または光ファイバ用スート体への付着効
率を著しく向上させ,スート体を短時間で形成すること
にある。
In view of the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a soot body for an optical fiber, in which the soot body is efficiently charged without affecting the flow of the glass fine particles, and a seed rod of the glass fine particles or an optical fiber is used. An object of the present invention is to significantly improve the adhesion efficiency to a soot body for use and to form the soot body in a short time.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記問題を解決し,上述
した目的を達成するため,本発明によれば,火炎用原料
と微粒子用原料を受入れその先端で火炎を形成し該火炎
内でガラス微粒子を合成し,種棒または該種棒の上に形
成されたスート体からなる対象物にガラス微粒子を堆積
してスート体を合成する光ファイバ用スート体の合成装
置であって,前記バーナ内に設けられ該バーナの先端か
ら射出されるガラス微粒子を一方の極性に帯電させる帯
電手段と,前記対象物を挟んで前記帯電手段が設けられ
た前記バーナと対向する位置に配置され、前記対象物を
上記帯電極性とは逆の極性に帯電させるイオンを射出す
る前記対象物を上記帯電極性とは逆の極性に帯電させる
イオンを射出する帯電イオン射出手段とを有し,前記バ
ーナから射出されるガラス微粒子が前記帯電された対象
物の帯電の影響を受けない範囲で極力前記対象物に前記
バーナの火炎を接近させてスート体を合成する光ファイ
バ用スート体の合成装置が提供される。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems and achieve the above-mentioned object, a raw material for flame and a raw material for fine particles are received, a flame is formed at the tip thereof, and glass is formed in the flame. An apparatus for synthesizing an optical fiber soot body for synthesizing a soot body by synthesizing fine particles and depositing glass fine particles on an object consisting of a seed rod or a soot body formed on the seed rod, wherein the soot body for the optical fiber is provided. Charging means for charging the glass fine particles emitted from the tip of the burner to one polarity, and the charging means with the object interposed therebetween.
The object is disposed at a position facing the burner, and injects ions for charging the object to a polarity opposite to the charging polarity. The charging for ejecting ions to charge the object to a polarity opposite to the charging polarity. Ion emitting means for synthesizing a soot body by bringing the flame of the burner as close as possible to the object within a range in which the glass particles emitted from the burner are not affected by the charging of the charged object. An apparatus for synthesizing a soot body for an optical fiber is provided.

【0011】好適には,前記バーナと前記帯電イオン射
出手段とは,帯電イオンが直接前記バーナから射出され
るガラス微粒子には接触せず,帯電イオンが前記対象物
に付着した後前記ガラス微粒子が前記対象物に付着され
るような位置または角度で配設される。また好適には,
前記ガラス微粒子の堆積によって成長する前記対象物の
大きさに応じて,前記バーナの位置を制御する位置制御
手段を設ける。
Preferably, the burner and the charged ion emitting means are arranged such that the charged particles do not directly contact the glass particles emitted from the burner, but the charged glass ions are discharged after the charged ions adhere to the object. It is arranged at a position or an angle so as to be attached to the object. Also preferably,
Position control means is provided for controlling the position of the burner in accordance with the size of the object grown by the deposition of the glass particles.

【0012】[0012]

【作用】帯電イオン射出手段からある極性に帯電された
イオンが種棒またはその種棒の上に形成されたスート体
に付着して種棒またはスート体をその極性に帯電させ
る。種棒またはスート体がこのように帯電された状態
に,バーナから上記極性とは逆極性に帯電されたガラス
微粒子が種棒またはスート体に向けて射出される。ガラ
ス微粒子はその射出力に加えて静電気力による吸引力で
効果的に種棒またはその上に堆積されたスート体に付着
する。特に,バーナの火炎を種棒またはスート体からの
電流が流れないように離して,あるいは,部分的にバー
ナの火炎が接触しても種棒またはスート体から電流が流
れない程度種棒またはスート体から離すことにより,効
果的にガラス微粒子を種棒またはスート体に付着させる
ことができる。
The ions charged to a certain polarity from the charged ion emitting means adhere to the seed rod or the soot body formed on the seed rod and charge the seed rod or the soot body to that polarity. With the seed rod or soot body charged in this way, glass particles charged to the opposite polarity to the above-mentioned polarity are emitted from the burner toward the seed rod or soot body. The glass particles effectively adhere to the seed rod or the soot body deposited thereon due to the suction force of the electrostatic force in addition to the emission power. In particular, keep the burner flame away from the seed rod or soot body so that the current does not flow from the seed rod or soot body, or to such an extent that current does not flow from the seed rod or soot body even if the burner flame comes into contact. By separating from the body, the glass particles can be effectively attached to the seed rod or soot body.

【0013】前記バーナと前記帯電イオン射出手段と
は,帯電イオンが直接前記バーナから射出されるガラス
微粒子には接触せず,帯電イオンが前記対象物に付着し
た後前記ガラス微粒子が前記対象物に付着されるような
位置または角度で配設されて,帯電イオンから直接,ガ
ラス微粒子に電流が流れるのを防止し,ガラス微粒子の
火炎の乱れを防止する。
The burner and the charged ion emitting means are arranged such that the charged ions do not come into direct contact with the glass particles ejected from the burner, but the charged glass ions adhere to the object and the glass particles are applied to the object. It is arranged at such a position or angle as to be attached, and prevents a current from flowing directly from charged ions to the glass particles, thereby preventing the flame of the glass particles from being disturbed.

【0014】OVD方式においてはスート体の形成につ
れてスート体の外径が大きくなり,バーナの火炎がスー
ト体に接触するようになる。位置制御手段はスート体の
形成外径に応じて,バーナの火炎とスート体との距離が
上述した関係が維持されるようにバーナの位置を制御す
る。
In the OVD system, the outer diameter of the soot body increases as the soot body is formed, and the flame of the burner comes into contact with the soot body. The position control means controls the position of the burner according to the outer diameter of the soot body so that the distance between the flame of the burner and the soot body maintains the above-described relationship.

【0015】[0015]

【実施例】図1は本発明の光ファイバ用スート体の合成
装置の第1実施例としてOVD方式の光ファイバ用スー
ト体の合成装置10の構成を示す図である。光ファイバ
用スート体の合成装置10は,チャンバー11,このチ
ャンバー11の上部に設けられた排気管12,チャンバ
ー11の外部から内部に突出するように固定されたバー
ナ21,第1の帯電ノズル23,第2の帯電ノズル25
を有する。これらのノズル23,25がイオン射出体と
して機能する。バーナ21にはその内部に電極線22が
挿入され,この電極線22には正極性直流電源31が接
続されている。第1の帯電ノズル23の内部には電極線
24が挿入され,この電極線24には第1の負極性直流
電源32が接続されている。第2の帯電ノズル25の内
部にも電極線26が挿入され,この電極線26には第2
の負極性直流電源33が接続されている。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an OVD type optical fiber soot body synthesizing apparatus 10 as a first embodiment of an optical fiber soot body synthesizing apparatus according to the present invention. The apparatus for synthesizing an optical fiber soot body 10 includes a chamber 11, an exhaust pipe 12 provided above the chamber 11, a burner 21 fixed so as to protrude from the outside of the chamber 11 to the inside, and a first charging nozzle 23. , Second charging nozzle 25
Having. These nozzles 23 and 25 function as an ion ejector. An electrode wire 22 is inserted into the burner 21, and a positive DC power supply 31 is connected to the electrode wire 22. An electrode wire 24 is inserted into the inside of the first charging nozzle 23, and a first negative DC power supply 32 is connected to the electrode wire 24. The electrode wire 26 is also inserted inside the second charging nozzle 25, and the electrode wire 26
Are connected.

【0016】チャンバー11内には,両側が回転するシ
ャフト14,15の先端に固定されたチャック16,1
7に軸支された種棒1とこの種棒1の上面に形成された
スート体3が,シャフト14,15によって図示矢印R
の方向に回転させられつつ,回転方向と直交する方向A
またはBに往復動するように移動される。図1には,図
解の関係で,シャフト14,15を上記のように回転さ
せつつ,往復動させる機構(旋盤)は図示していない。
バーナ21,第1の帯電ノズル23および第2の帯電ノ
ズル25は回転させられ,往復動させられる種棒1およ
びスート体3にたとえば,ほぼ直交するようにチャンバ
ー11に配設されている。バーナ21と,第1の帯電ノ
ズル23および第2の帯電ノズル25とは種棒1または
スート体3を挟んで対向する位置に,チャンバー11の
側壁に固定されている。第1の帯電ノズル23と第2の
帯電ノズル25とは排気管12を挟んで対向する位置に
配設されている。
In the chamber 11, chucks 16, 1 fixed to the tips of shafts 14, 15 rotating on both sides are provided.
The seed rod 1 pivotally supported by the shaft 7 and the soot body 3 formed on the upper surface of the seed rod 1
Direction A while being rotated in the direction of
Or, it is moved so as to reciprocate in B. FIG. 1 does not show a mechanism (lathe) for reciprocating the shafts 14 and 15 while rotating the shafts 14 and 15 as described above.
The burner 21, the first charging nozzle 23, and the second charging nozzle 25 are disposed in the chamber 11 so as to be substantially orthogonal to the seed rod 1 and the soot body 3 which are rotated and reciprocated, for example. The burner 21 is fixed to the side wall of the chamber 11 at a position facing the first charging nozzle 23 and the second charging nozzle 25 across the seed rod 1 or the soot body 3. The first charging nozzle 23 and the second charging nozzle 25 are arranged at positions facing each other with the exhaust pipe 12 interposed therebetween.

【0017】バーナ21内に電極線22に沿って酸素
(O2 ),水素(H2 ),SiCl4などの火炎用原料と
微粒子用原料とからなる原料ガスを流し,これら原料ガ
スによるバーナ21の先端に生成される酸水素火炎41
内でSiCl4 を加水分解してSiO2 を微粒子状に合
成してガラス微粒子を合成し,このガラス微粒子を種棒
1の周囲に噴射堆積させて,スート体3を形成する。バ
ーナ21の先端にはフード27が装着され,バーナ21
から射出される拡散状態のガラス微粒子火炎41を収束
させて効率よくガラス微粒子が種棒1またはスート体3
に堆積されるようにしている。原料ガスとしては,上記
2 ,O2 ,SiCl4の他に,CH4 ,C3 8 などを
用いることができる。上記のごとく,スート体3は左右
方向A,Bに往復動すると共に回転方向Rに回転してい
る。スート体3はチャンバー11の内部で合成され,ス
ート体3の合成に寄与せずスート体3に付着しないSi
2 微粒子などは排気管12から排気される。この廃棄
物は従来と同様,スクラバーで処理される。
A raw material gas composed of a raw material for flame such as oxygen (O 2 ), hydrogen (H 2 ), SiCl 4 and a raw material for fine particles is caused to flow through the burner 21 along the electrode wire 22. Oxyhydrogen flame 41 generated at the tip of
The SiO 2 and synthesized into fine particles by combining the glass particles to SiCl 4 at an inner hydrolyzed, the glass particles by spray deposition around the seed rod 1 to form a soot body 3. A hood 27 is attached to the tip of the burner 21.
The glass fine particle flame 41 in the diffused state ejected from the nozzle is converged, and the glass fine particle is efficiently converted to the seed rod 1 or the soot body 3.
To be deposited. As the source gas, CH 4 , C 3 H 8, etc. can be used in addition to the above H 2 , O 2 , and SiCl 4 . As described above, the soot body 3 reciprocates in the left and right directions A and B and rotates in the rotation direction R. The soot body 3 is synthesized inside the chamber 11 and does not contribute to the synthesis of the soot body 3 and does not adhere to the soot body 3.
O 2 fine particles are exhausted from the exhaust pipe 12. This waste is treated with a scrubber as before.

【0018】バーナ21に挿入されている電極線22は
正極性直流電源31によって正極性の高電圧に帯電され
ているから,高電圧荷電によりコロナ放電してバーナ2
1内に導入された原料ガスを正極性に帯電させてバーナ
21の先端からは正極性に帯電されたガラス微粒子を射
出させる。第1の帯電ノズル23および第2の帯電ノズ
ル25には第1の負極性直流電源32および第2の負極
性直流電源33によって負極性に帯電されている電極線
24および電極線26が挿入されているから,これらの
帯電ノズル23,25内の電極線24,26に沿って流
す不活性ガス,たとえば,アルゴン(Ar)ガスを負の
イオン43または44として射出し,この負極性の負の
イオン43または44よってスート体3を負極性に帯電
させる。不活性ガスとしては上記Arガスの他,窒素
(N2 )ガス,へリウム(He),炭酸ガス(CO2
などを用いることができる。以下,不活性ガスとしては
Arガスを用いた場合について例示する。このように,
スート体3が負極性に帯電され,そこにバーナ21から
正に帯電したガラス微粒子を送るので,射出力による付
着に加えて,静電気力によってガラス微粒子のスート体
3への付着率が高くなる。
Since the electrode wire 22 inserted in the burner 21 is charged to a positive high voltage by a positive DC power supply 31, the burner 2 is subjected to corona discharge by high voltage charging.
The raw material gas introduced into 1 is charged to a positive polarity, and glass particles charged to a positive polarity are ejected from the tip of burner 21. Electrode lines 24 and 26 that are negatively charged by a first negative DC power supply 32 and a second negative DC power supply 33 are inserted into the first charging nozzle 23 and the second charging nozzle 25. Therefore, an inert gas, for example, an argon (Ar) gas flowing along the electrode wires 24, 26 in the charging nozzles 23, 25 is ejected as negative ions 43 or 44, and this negative ion The soot body 3 is negatively charged by the ions 43 or 44. As the inert gas, in addition to the above Ar gas, nitrogen (N 2 ) gas, helium (He), carbon dioxide gas (CO 2 )
Etc. can be used. Hereinafter, a case where Ar gas is used as the inert gas will be exemplified. in this way,
Since the soot body 3 is negatively charged and the positively charged glass particles are sent from the burner 21, the adhesion rate of the glass particles to the soot body 3 is increased by the electrostatic force in addition to the adhesion by the radiating power.

【0019】バーナ21と第1の帯電ノズル23および
第2の帯電ノズル25とはスート体3を挟んで対向した
位置に配設してあるので,第1の帯電ノズル23または
第2の帯電ノズル25から射出される負のイオン43ま
たは負のイオン44の流れによってバーナ21から射出
されるガラス微粒子火炎(酸水素火炎)41の流れが乱
されない。また,ガラス微粒子火炎41はその先端がス
ート体3に部分的に接触するか,接触しない程度にスー
ト体3に接近した状態でバーナ21の先端から射出され
る。つまり,負極性に帯電されている種棒1またはスー
ト体3に正極性に帯電されているガラス微粒子火炎41
が,上述したように噴射力に加えて静電気力で効率よく
種棒1またはスート体3に堆積されるが,その堆積効率
を上げるためにはガラス微粒子火炎41の先端が種棒1
またスート体3に接しないほうが好ましい。しかしなが
ら,ガラス微粒子火炎41が種棒1またはスート体3に
接近しすぎて負極性に帯電されている種棒1またはスー
ト体3から正極性に帯電されているガラス微粒子火炎4
1に直接電流が流れると,静電気力による吸引力が一部
消失する。そのため,ガラス微粒子火炎41の先端は種
棒1またはスート体3の帯電状態の影響を事実上受けな
い範囲で極力種棒1またはスート体3に接近することが
望ましい。実験によれば,ガラス微粒子火炎41の先端
はすでにガラス微粒子火炎41の本体部分から遊離して
いるので多少,ガラス微粒子火炎41の先端部が種棒1
またはスート体3に接触する程度でも,事実上,種棒1
またはスート体3の帯電の影響はなかった。
Since the burner 21 and the first charging nozzle 23 and the second charging nozzle 25 are disposed at positions facing each other with the soot body 3 interposed therebetween, the first charging nozzle 23 or the second charging nozzle 23 is disposed. The flow of the fine glass particle flame (oxyhydrogen flame) 41 emitted from the burner 21 is not disturbed by the flow of the negative ions 43 or the negative ions 44 emitted from 25. Further, the glass fine particle flame 41 is emitted from the tip of the burner 21 with its tip partially contacting the soot body 3 or approaching the soot body 3 to such an extent that it does not touch it. That is, the negatively charged seed rod 1 or the soot body 3 is charged with the positively charged glass fine particle flame 41.
Is efficiently deposited on the seed rod 1 or the soot body 3 by the electrostatic force in addition to the jetting force as described above. In order to increase the deposition efficiency, the tip of the glass fine particle flame 41 is attached to the seed rod 1.
Further, it is preferable not to make contact with the soot body 3. However, the glass fine particle flame 41 charged to the positive polarity from the seed rod 1 or the soot body 3 charged negatively because the glass fine particle flame 41 is too close to the seed rod 1 or the soot body 3.
When a current directly flows through the device 1, a part of the attraction force due to the electrostatic force disappears. Therefore, it is desirable that the tip of the glass particulate flame 41 approaches the seed rod 1 or the soot body 3 as much as possible within a range that is not substantially affected by the charged state of the seed rod 1 or the soot body 3. According to the experiment, the tip of the glass fine particle flame 41 is already separated from the main body of the glass fine particle flame 41, so that the tip of the glass fine particle flame 41 is slightly
Or, even to the extent that it comes into contact with the soot body 3, the seed rod 1
Or, there was no influence of the charging of the soot body 3.

【0020】好適には,光ファイバ用スート体の合成装
置10にさらに,外径測定センサ61,バーナ移動制御
手段62,および,バーナ移動機構63を設ける。ガラ
ス微粒子火炎41がスート体3に堆積されるに従って,
スート体3の外形が大きくなるから,そのままではガラ
ス微粒子火炎41がスート体3に接触してスート体3か
らガラス微粒子火炎41に電流が流れ,静電力による吸
引力の効果を阻害する。外径測定センサ61は形成され
ているスート体3の外径を測定し,その外径測定値に応
じてバーナ移動制御手段62がバーナ移動機構63を介
してバーナ21をスート体3から離す。つまり,ガラス
微粒子火炎41とスート体3との間の距離を所定の値に
維持する。その結果,バーナ21から射出されるガラス
微粒子火炎41は常にスート体3から所定の距離に維持
され,スート体3からガラス微粒子火炎41に電流が流
れることなく,上述した効率のよいスート体の形成が可
能になる。
Preferably, the apparatus 10 for synthesizing an optical fiber soot body is further provided with an outer diameter measuring sensor 61, a burner movement control means 62, and a burner movement mechanism 63. As the glass particulate flame 41 is deposited on the soot body 3,
Since the outer shape of the soot body 3 becomes large, the glass fine particle flame 41 comes into contact with the soot body 3 as it is and current flows from the soot body 3 to the glass fine particle flame 41, and the effect of the attraction force by the electrostatic force is hindered. The outer diameter measuring sensor 61 measures the outer diameter of the soot body 3 formed, and the burner movement control means 62 separates the burner 21 from the soot body 3 via the burner moving mechanism 63 according to the measured outer diameter. That is, the distance between the glass particulate flame 41 and the soot body 3 is maintained at a predetermined value. As a result, the glass fine particle flame 41 emitted from the burner 21 is always maintained at a predetermined distance from the soot body 3, and no current flows from the soot body 3 to the glass fine particle flame 41, so that the above-described efficient soot body is formed. Becomes possible.

【0021】さらに好適には,光ファイバ用スート体の
合成装置10には,表面電位測定素子28をチャンバー
11内のスート体3の近傍に配設し,その出力信号をチ
ャンバー11の外部に設けた表面電位制御装置29に入
力させ,この表面電位制御装置29が表面電位測定素子
28で検出した表面電位に応じて,第1の帯電ノズル2
3または第2の帯電ノズル25から出力されるArガス
のイオン量を制御する。このイオン量制御によって,バ
ーナ21から射出されるSiO2 微粒子41がスート体
3に付着する効率を安定させることができる。
More preferably, in the apparatus for synthesizing an optical fiber soot body 10, a surface potential measuring element 28 is disposed near the soot body 3 in the chamber 11, and its output signal is provided outside the chamber 11. The first charging nozzle 2 is supplied to the first charging nozzle 2 according to the surface potential detected by the surface potential measuring element 28.
The ion amount of Ar gas output from the third or second charging nozzle 25 is controlled. By controlling the amount of ions, the efficiency with which the SiO 2 fine particles 41 emitted from the burner 21 adhere to the soot body 3 can be stabilized.

【0022】スート体3が左方向Bに動く場合,移動方
向Bにおいてバーナ21より先行する位置に設けられた
右側の第1の帯電ノズル23を使用して負のイオン43
をスート体3に噴射させ,その後,バーナ21から射出
されるSiO2 微粒子をスート体3に付着させる。スー
ト体3が右方向Aに移動するときは,左側の第2の帯電
ノズル25を使用して負のイオン44をスート体3に噴
射させ,バーナ21から射出されるガラス微粒子をスー
ト体3に付着させる。このように光ファイバ用スート体
の合成装置10においては,Arガスボンベから第1の
帯電ノズル23または第2の帯電ノズル25のガス流路
に導くためのガス弁(図示せず)の開閉を制御するガス
制御装置(図示せず)が上記スート体3を往復動させる
機構に連動してガス弁を開閉制御して,Arガスボンベ
から選択的に第1の帯電ノズル23または第2の帯電ノ
ズル25にArガスを供給する。
When the soot body 3 moves in the left direction B, the negative ions 43 are formed by using the right first charging nozzle 23 provided at a position preceding the burner 21 in the moving direction B.
Is sprayed on the soot body 3, and then SiO 2 fine particles ejected from the burner 21 are attached to the soot body 3. When the soot body 3 moves in the right direction A, the negative ions 44 are ejected to the soot body 3 using the second charging nozzle 25 on the left side, and glass fine particles ejected from the burner 21 are applied to the soot body 3. Attach. As described above, in the optical fiber soot synthesis apparatus 10, the opening and closing of a gas valve (not shown) for guiding the gas from the Ar gas cylinder to the gas flow path of the first charging nozzle 23 or the second charging nozzle 25 is controlled. A gas control device (not shown) controls the opening and closing of the gas valve in conjunction with the mechanism for reciprocating the soot body 3 so that the first charging nozzle 23 or the second charging nozzle 25 is selectively selected from the Ar gas cylinder. Is supplied with Ar gas.

【0023】第1の帯電ノズル23と第2の帯電ノズル
25とは交互に動作するので,第1の負極性直流電源3
2と第2の負極性直流電源33とは共用することがで
き,第1の負極性直流電源32または第2の負極性直流
電源33のいずれか一方を削除できる。図1におけるス
ート体3とバーナ21,第1の帯電ノズル23,第2の
帯電ノズル25との回転往復動関係は,スート体3とバ
ーナ21などが相対的に往復動すればよく,上述した移
動関係とは逆に,スート体3のみが回転し,バーナ21
や帯電ノズル23,25側が往復動するようにしてもよ
い。なお上記実施例では,第1の帯電ノズル23および
第2の帯電ノズル25内の電極線24および電極線26
に沿って不活性ガスを流しているが,酸素,水素などを
流して燃焼させてもよい。このようにすると,スート体
3を所望の固さ(密度)に焼き固めることができる。
Since the first charging nozzle 23 and the second charging nozzle 25 operate alternately, the first negative DC power supply 3
2 and the second negative DC power supply 33 can be shared, and either the first negative DC power supply 32 or the second negative DC power supply 33 can be omitted. The rotational reciprocating relationship between the soot body 3 and the burner 21, the first charging nozzle 23, and the second charging nozzle 25 in FIG. 1 may be such that the soot body 3 and the burner 21 reciprocate relatively. Contrary to the movement relation, only the soot body 3 rotates and the burner 21
Alternatively, the charging nozzles 23 and 25 may reciprocate. In the above embodiment, the electrode wire 24 and the electrode wire 26 in the first charging nozzle 23 and the second charging nozzle 25 are used.
Although an inert gas is flowed along, oxygen, hydrogen, and the like may be flowed for combustion. By doing so, the soot body 3 can be baked and hardened to a desired hardness (density).

【0024】実施例1 第1実施例のOVD方式の光ファイバ用スート体の合成
装置10の動作条件例を表−1に示す。 表−1 バーナ条件 SiO2 40g/min H2 ,O2 適量 Arガス流量 約40リットル/min バーナ内正電極電圧 +18KV 帯電ノズル内負電極電圧 −15KV スート体 移動速度 30cm/min 回転数 250rpm バーナとスート体との距離 40〜50cm ガラス微粒子火炎41の先端がスート体3と多少接触し
たとしても,静電気力に起因する吸引力は事実上影響が
なかった。
Embodiment 1 Table 1 shows an example of operating conditions of the apparatus 10 for synthesizing a soot body for an OVD type optical fiber according to the first embodiment. Table 1 burner conditions SiO 2 40g / min H 2, O 2 qs Ar gas flow rate of about 40 L / min burner in the positive electrode voltage + 18 kV charged negative electrode voltage -15KV soot body moving speed 30 cm / min rotation speed 250rpm burner nozzle and Distance to soot body 40-50 cm Even if the tip of the glass fine particle flame 41 was slightly in contact with the soot body 3, the suction force due to the electrostatic force had virtually no effect.

【0025】比較例1 上述した従来のOVD法による製造方法によるガラス微
粒子の付着結果と本発明のOVD法に基づく第1の本実
施例による光ファイバ用スート体の合成装置10による
ガラス微粒子の付着結果とを比較する。 表−2 本願実施例 従来方法 付着速度 20〜25g/m 8〜12g/m 原料供給量 H2 約100リットル/m 約100リットル/m SiCl4 100〜150g/m 100〜150g/m 回転速度 150〜200rpm 150〜200rpm OVD法にもとづく本発明の実施例の光ファイバ用スー
ト体の合成装置10によれば,従来法に比較して,付着
速度が大幅に向上している。
Comparative Example 1 Adhesion results of glass fine particles by the above-mentioned conventional manufacturing method by the OVD method and adhesion of glass fine particles by the optical fiber soot synthesizing apparatus 10 according to the first embodiment based on the OVD method of the present invention. Compare the result. Table 2 Application Example Conventional Method Adhesion Rate 20 to 25 g / m 8 to 12 g / m Raw Material Supply Amount H 2 Approx. 100 L / m Approx. 100 L / m SiCl 4 100 to 150 g / m 100 to 150 g / m Rotation Speed 150 According to the apparatus for synthesizing an optical fiber soot body 10 according to the embodiment of the present invention based on the OVD method, the adhesion speed is greatly improved as compared with the conventional method.

【0026】また表面電位制御装置29を用いてさらに
ガラス微粒子の付着収率を最適化する方法によれば,本
実施例の光ファイバ用スート体の合成装置10は従来の
付着速度に比較して,約2倍となった。その結果とし
て,ガラス微粒子の付着収率の向上がみられた。
Further, according to the method of further optimizing the adhesion yield of the glass fine particles by using the surface potential control device 29, the apparatus 10 for synthesizing a soot body for an optical fiber according to the present embodiment has a higher efficiency than the conventional adhesion speed. , About twice as large. As a result, the adhesion yield of the glass particles was improved.

【0027】図2に本発明の光ファイバ用スート体の合
成装置の第2の実施例としてVAD方式の光ファイバ用
スート体の合成装置110の構成を示す。図1に示した
OVD方式の光ファイバ用スート体の合成装置10にお
いてスート体が水平方向に往復動する構成であるのに対
して,図2に示したVAD方式の光ファイバ用スート体
の合成装置110においては,スート体が上方向に回転
しながら移動する。また,バーナ121には原料とし
て,上述したSiCl4,H2 ,O2 の他に,GeCl4
導入する。
FIG. 2 shows a configuration of a VAD type optical fiber soot combining apparatus 110 as a second embodiment of the optical fiber soot combining apparatus of the present invention. The soot body reciprocates horizontally in the OVD type optical fiber soot body synthesizing apparatus 10 shown in FIG. 1, whereas the VAD type optical fiber soot body shown in FIG. 2 is synthesized. In the device 110, the soot body moves while rotating upward. GeCl 4 is introduced into the burner 121 as a raw material in addition to the above-mentioned SiCl 4 , H 2 , and O 2 .

【0028】第2実施例の光ファイバ用スート体の合成
装置110は,バーナ121,このバーナ121内に挿
入された電極線122,この電極線122に接続された
正極性直流電源131を有する。またこの光ファイバ用
スート体の合成装置は,帯電ノズル123,この帯電ノ
ズル123内に挿入された電極線124,この電極線1
24に接続された負極性直流電源132を有する。これ
らバーナ121と帯電ノズル123とはともにチャンバ
ー111の側壁に固定して配設されるが,帯電ノズル1
23の先端から射出される負のイオン143によってバ
ーナ121の先端から射出されるガラス微粒子火炎14
1の流れが乱されず,また,負のイオン143とガラス
微粒子火炎141とが接触してこれらの間に電流が流れ
ないように,バーナ121と帯電ノズル123とが配設
されている。この光ファイバ用スート体の合成装置11
0においては,スート体103が上方向に引き上げられ
るので,図1に図解した第2の帯電ノズル25に相当す
る帯電ノズルは不要であり,2つの帯電ノズルの選択的
駆動は不要である。
The apparatus for synthesizing an optical fiber soot body 110 of the second embodiment has a burner 121, an electrode wire 122 inserted in the burner 121, and a positive DC power supply 131 connected to the electrode wire 122. The apparatus for synthesizing the soot body for an optical fiber includes a charging nozzle 123, an electrode wire 124 inserted into the charging nozzle 123, and an electrode wire 1.
24, a negative DC power supply 132. Both the burner 121 and the charging nozzle 123 are fixedly disposed on the side wall of the chamber 111.
The fine glass flame 14 ejected from the tip of the burner 121 by the negative ions 143 ejected from the tip of 23
The burner 121 and the charging nozzle 123 are arranged so that the flow of the gas No. 1 is not disturbed, and the negative ions 143 and the glass fine particle flame 141 come into contact with each other so that no current flows between them. This optical fiber soot body synthesizing apparatus 11
At 0, the soot body 103 is pulled up, so that a charging nozzle corresponding to the second charging nozzle 25 illustrated in FIG. 1 is unnecessary, and selective driving of the two charging nozzles is unnecessary.

【0029】チャンバー111内において種棒101ま
たはその上に堆積されたスート体103は回転方向Rに
回転させられ,上方向AAに上昇させられる。スート体
103の上方向AAへの上昇はスート体103の先端1
03aに堆積されるスート体の堆積状態に応じて行われ
る。つまり,バーナ121から射出される正極性に帯電
されたガラス微粒子火炎141が,帯電ノズル123で
帯電された負のイオン143によって負極性に帯電され
たスート体先端103aに接続してスート体先端103
aからガラス微粒子火炎141に電流が流れないよう
に,適切にスート体103が上方向AAに上昇させられ
る。
The seed rod 101 or the soot body 103 deposited on the seed rod 101 in the chamber 111 is rotated in the rotation direction R and raised in the upward direction AA. The upward movement of the soot body 103 in the upward direction AA is the leading end 1 of the soot body 103.
This is performed according to the state of deposition of the soot body deposited on 03a. That is, the positively charged glass fine particle flame 141 emitted from the burner 121 is connected to the soot body tip 103a charged to the negative polarity by the negative ions 143 charged by the charging nozzle 123, and the soot body tip 103a is connected.
The soot body 103 is appropriately raised in the upward direction AA so that current does not flow from the glass particle flame 141 from a.

【0030】第2実施例のVAD方式の光ファイバ用ス
ート体の合成装置110においても,第1実施例のOV
D方式の光ファイバ用スート体の合成装置10において
設けた表面電位測定素子28,表面電位制御装置29と
同様の素子および装置(図示せず)を設け,上述したと
同様に,チャンバー111内に設けた表面電位測定素子
の出力信号をチャンバー111の外部に設けた表面電位
制御装置に入力させ,この表面電位制御装置が表面電位
測定素子で検出した表面電位に応じて,帯電ノズル12
3から出力されるArガスのイオン量を制御して,バー
ナ121から射出されるSiO2 微粒子がスート体10
3に付着する効率を安定させることができる。
In the VAD type optical fiber soot body synthesizing apparatus 110 of the second embodiment, the OV
Elements and devices (not shown) similar to the surface potential measuring element 28 and the surface potential controller 29 provided in the D-type optical fiber soot body synthesizing apparatus 10 are provided, and the chamber 111 is provided in the chamber 111 as described above. The output signal of the provided surface potential measuring element is input to a surface potential control device provided outside the chamber 111, and the surface potential control device detects the charging nozzle 12 according to the surface potential detected by the surface potential measuring device.
3 controls the amount of Ar gas ions output from the burner 121 so that the SiO 2 fine particles ejected from the burner 121 are removed from the soot body 10.
3 can be stabilized in efficiency.

【0031】第2実施例の光ファイバ用スート体の合成
装置110においても,電極線122の極性と電極線1
24の極性を逆にしてもよい。
In the apparatus for synthesizing an optical fiber soot body 110 of the second embodiment, the polarity of the electrode wire 122 and the
24 may be reversed.

【0032】実施例2 第2実施例のVAD方式の光ファイバ用スート体の合成
装置110によるガラス微粒子の付着率と,従来のVA
D法による製造方法によるガラス微粒子の付着結果とを
比較すると,30〜50%程度の向上がみられた。
Embodiment 2 The adhesion ratio of glass particles by the VAD type soot body synthesizing apparatus 110 of the second embodiment and the conventional VA
A comparison with the result of the attachment of the glass particles by the manufacturing method according to the method D showed an improvement of about 30 to 50%.

【0033】上述した第1および第2の実施例において
例示した数値,材料などは例示であり,本発明の実施に
際しては上述した例示に限定されない。
The numerical values, materials, and the like illustrated in the first and second embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to the above examples.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明の光ファイバ用スート体の合成装
置は,熱勾配に応じて粒子が付着するというサーモオリ
フィス効果とは異なり,静電気を有効に活用するもので
あり,比較的簡単な構成および動作方法で,短時間かつ
効率のよくスート体を合成できる。本発明の光ファイバ
用スート体の合成装置による付着効率の向上はスート体
の合成価格の低減をもたらす。また未付ガラス微粒子が
少ないので,産業排気物の処理が簡単になる。
The apparatus for synthesizing a soot body for an optical fiber according to the present invention is different from the thermo-orifice effect in which particles adhere according to a thermal gradient, and makes effective use of static electricity. A soot body can be efficiently synthesized in a short time and efficiently by the operation method. The improvement of the adhesion efficiency by the apparatus for synthesizing a soot body for an optical fiber of the present invention leads to a reduction in the synthesis cost of the soot body. In addition, since there are few unattached glass particles, the treatment of industrial exhaust is simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の光ファイバ用スート体の合成装置の第
1実施例の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first embodiment of an apparatus for synthesizing an optical fiber soot body of the present invention.

【図2】本発明の光ファイバ用スート体の合成装置の第
2実施例の構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a second embodiment of the apparatus for synthesizing an optical fiber soot body of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,101・・種棒 3,103・・スート体 10,20・・光ファイバ用スート体の合成装置 11,111・・チャンバー 12・・排気管 14・・シャフト 16・・チャック 21,121・・バーナ 22,122・・電極線 23,123・・第1の帯電ノズル 24,124・・電極線 25・・第2の帯電ノズル 26・・電極線 28・・表面電位測定素子 29・・表面電位制御装置 31・・正極性直流電源 32・・第1の負極性直流電源 33・・第2の負極性直流電源 ··············································································································································・ Burner 22,122 ・ ・ Electrode wire 23,123 ・ ・ First charging nozzle 24,124 ・ ・ Electrode wire 25 ・ ・ Second charging nozzle 26 ・ ・ Electrode wire 28 ・ ・ Surface potential measuring element 29 ・ ・ Surface Potential control device 31 Positive DC power supply 32 First negative DC power supply 33 Second negative DC power supply

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−319851(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C03B 37/018 C03B 8/04 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-5-319851 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C03B 37/018 C03B 8/04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】火炎用原料と微粒子用原料を受入れその先
端で火炎を形成し該火炎内でガラス微粒子を合成し,種
棒または該種棒の上に形成されたスート体からなる対象
物にガラス微粒子を堆積してスート体を合成する光ファ
イバ用スート体の合成装置であって, 前記バーナ内に設けられ該バーナの先端から射出される
ガラス微粒子を一方の極性に帯電させる帯電手段と,前記対象物を挟んで前記帯電手段が設けられた前記バー
ナと対向する位置に配置され、 前記対象物を上記帯電極
性とは逆の極性に帯電させるイオンを射出する帯電イオ
ン射出手段とを有し, 前記バーナから射出されるガラス微粒子が前記帯電され
た対象物の帯電の影響を受けない範囲で極力前記対象物
に前記バーナの火炎を接近させてスート体を合成する光
ファイバ用スート体の合成装置。
1. A raw material for flame and a raw material for fine particles are received, a flame is formed at the tip thereof, glass fine particles are synthesized in the flame, and an object comprising a seed rod or a soot body formed on the seed rod is formed. What is claimed is: 1. An apparatus for synthesizing a soot body for an optical fiber for depositing glass soot and synthesizing a soot body, comprising: charging means provided in the burner and charging glass fine particles emitted from a tip of the burner to one polarity; The bar provided with the charging unit with the object interposed therebetween
And a charged ion emitting means for emitting ions for charging the object to a polarity opposite to the charged polarity, wherein the glass fine particles emitted from the burner are charged. An apparatus for synthesizing a soot body for an optical fiber for synthesizing a soot body by bringing the flame of the burner closer to the object as far as possible without being affected by the charging of the object.
【請求項2】前記バーナと前記帯電イオン射出手段と
は,帯電イオンが直接前記バーナから射出されるガラス
微粒子には接触せず,帯電イオンが前記対象物に付着し
た後前記ガラス微粒子が前記対象物に付着されるような
位置または角度で配設される請求項1記載の光ファイバ
用スート体の合成装置。
2. The method according to claim 1, wherein the burner and the charged ion emitting means do not contact the charged particles directly with the glass particles emitted from the burner. The apparatus for synthesizing an optical fiber soot body according to claim 1, wherein the apparatus is disposed at a position or an angle so as to be attached to an object.
【請求項3】前記ガラス微粒子の堆積によって成長する
前記対象物の大きさに応じて,前記バーナの位置を制御
する位置制御手段を設けた請求項1または2記載の光フ
ァイバ用スート体の合成装置。
3. A soot body for an optical fiber according to claim 1, further comprising a position control means for controlling a position of said burner in accordance with a size of said object grown by depositing said glass fine particles. apparatus.
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