JP3264227B2 - Manufacturing method of preform for optical fiber - Google Patents

Manufacturing method of preform for optical fiber

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JP3264227B2 JP24108097A JP24108097A JP3264227B2 JP 3264227 B2 JP3264227 B2 JP 3264227B2 JP 24108097 A JP24108097 A JP 24108097A JP 24108097 A JP24108097 A JP 24108097A JP 3264227 B2 JP3264227 B2 JP 3264227B2
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバ用母材の
製造方法に関するものであり、さらに詳しくはバーナを
用いて火炎加水分解反応によりガラス微粒子を生成さ
せ、これを堆積して多孔質ガラス母材を製造する方法の
改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a preform for an optical fiber, and more particularly, to a method for producing glass fine particles by a flame hydrolysis reaction using a burner and depositing the same to deposit a porous glass matrix. The present invention relates to an improvement in a method of manufacturing a material.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ファイバ用母材の製法の一つとしてV
AD法(気相軸付法)が知られており、この方法ではガ
ラス原料ガス、水素等の可燃性ガス、及び酸素等の助燃
性ガスを光ファイバ用多孔質母材合成用バーナ(以下
「バーナ」と略記する)から噴出し、形成される火炎中
でガラス原料を火炎加水分解させることにより生成され
るガラス微粒子を出発材表面に堆積させつつ、該バーナ
と出発材を相対的に移動させることによりガラス微粒子
の堆積体(多孔質体)を形成してゆく。得られた多孔質
母材は加熱透明化して光ファイバ用ガラス母材とする。
例えば図4に概略断面図を示すような同心円状ポートを
有する多重管バーナを用い、中心から順にガラス原料 4
1, 水素ガス 42, 酸素ガス 44 を流す。このときガス
42 と酸素ガス 44 の間には一般にAr等の不活性ガス
43 をシールガスとして流すことが行われている。これ
は、バーナのノズル出口付近で酸水素火炎が発生する
と、ノズルがその高温により変形したり、バーナ成分が
不純物として飛散したりするのを防止するためである。
2. Description of the Related Art One of the methods for producing a preform for an optical fiber is V
The AD method (gas phase shafting method) is known. In this method, a glass raw material gas, a combustible gas such as hydrogen, and a combustible gas such as oxygen are burned into a burner for synthesizing a porous preform for an optical fiber (hereinafter, referred to as a “burner”). (Abbreviated as "burner"), and the glass material generated by flame hydrolysis of the glass material in the formed flame is deposited on the surface of the starting material while the burner and the starting material are relatively moved. As a result, a deposited body (porous body) of glass fine particles is formed. The obtained porous preform is heated and made transparent to obtain a glass preform for optical fibers.
For example, using a multi-tube burner having concentric ports as schematically shown in FIG.
1, hydrogen gas 42 and oxygen gas 44 are supplied. At this time gas
Generally, an inert gas such as Ar is provided between 42 and oxygen gas 44.
43 as a seal gas. This is because, when an oxyhydrogen flame is generated near the nozzle outlet of the burner, the nozzle is prevented from being deformed due to its high temperature and the burner component is scattered as an impurity.

【0003】図4のタイプのバーナを用いて製造する多
孔質体中心部のカサ密度を高くするために、表面温度分
布の最高温度を高くしようとすると、ガラス微粒子の堆
積効率が著しく悪化するという問題があり、これを解決
する手段として、最終的にコアとなる多孔質体の中心部
分を、図5に概略断面図を示すような水素供給用の外側
ポート 53 の内部に複数の酸素供給用の細径ノズル 54
が配置されたバーナを用いて合成する方法が提案されて
いる(文献:特開昭62−182129号公報)。図
5において、中心ポート 51 にはガラス原料、その外側
のシールガスポート 52 にはアルゴン等の不活性ガスを
流している。
If the maximum temperature of the surface temperature distribution is to be increased in order to increase the bulk density at the center of a porous body manufactured using a burner of the type shown in FIG. As a means for solving this problem, as a means for solving this problem, a central portion of the porous body finally serving as a core is provided with a plurality of oxygen supply ports inside an outer port 53 for supplying hydrogen as schematically shown in a sectional view in FIG. Small-diameter nozzles 54
A method of synthesizing using a burner in which is disposed (Literature: JP-A-62-182129) has been proposed. In FIG. 5, a glass material is supplied to a central port 51, and an inert gas such as argon is supplied to a sealing gas port 52 provided outside the central port.

【0004】また、シールガスを用いずにバーナの劣化
を抑制することを目的として、図6に概略断面図を示す
バーナにおいて、中心ポート 61 にはガラス原料ガスと
酸素の混合ガス、水素供給ポート 62 には水素ガス、酸
素供給用外側ポート 63 及び細径ノズル 64 には酸素ガ
スを供給するが、水素ガスと酸素ガスをガス噴出口にお
いて1mm 以下の間隔で隣接して供給し、酸素ガスのノズ
ル出口における平均流速を 5m/sec 以上、10m/sec 以下
にする方法も提案されている(文献:特開昭6−24
7722号公報)。
Further, in order to suppress the deterioration of the burner without using a seal gas, in a burner whose schematic cross-sectional view is shown in FIG. 6, a center port 61 has a mixed gas of a glass raw material gas and oxygen, and a hydrogen supply port. Hydrogen gas is supplied to 62, oxygen gas is supplied to the outer port 63 for supplying oxygen, and oxygen gas is supplied to the small-diameter nozzle 64.Hydrogen gas and oxygen gas are supplied adjacently at an interval of 1 mm or less at the gas ejection port. A method has also been proposed in which the average flow velocity at the nozzle outlet is set to 5 m / sec or more and 10 m / sec or less (Reference: JP-A-6-24).
No. 7722).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記のように光ファイ
バ用多孔質母材合成用バーナにおいて、互いに隣接した
ポートから酸素と水素を噴出させる場合は、その間のノ
ズル先端部が加熱されやすく、加熱によりノズル先端部
が変形し、バーナの寿命を短くしてしまうこと、さらに
ノズル先端の温度が上昇すると、バーナ構成材料が蒸発
し、ガラス母材への不純物混入を引き起こすため、光フ
ァイバの品質を低下させてしまう。一方、ノズル先端部
を保護するため、酸素ノズルの周囲にシールガスのポー
トを設け、不活性ガスを流す方法も考えられるが、バー
ナ構造が複雑で高価になることから光ファイバの製造コ
ストを増加させてしまう問題があった。
When oxygen and hydrogen are ejected from ports adjacent to each other in the burner for synthesizing a porous preform for an optical fiber as described above, the tip of the nozzle between them is easily heated, so As a result, the tip of the nozzle is deformed, shortening the life of the burner.If the temperature of the tip of the nozzle rises, the burner constituent material evaporates, causing impurities to be mixed into the glass base material. Lower it. On the other hand, in order to protect the tip of the nozzle, a method of providing a seal gas port around the oxygen nozzle and flowing an inert gas is also conceivable, but the burner structure becomes complicated and expensive, so the optical fiber manufacturing cost increases. There was a problem.

【0006】文献の方法はこのような問題点の解消を
目指して、ノズルの厚みを薄くすることによりガスの流
れを整え、かつノズルからの酸素噴出速度を大きくする
ことにより燃焼反応がノズルから離れたところで進むよ
うにしているが、バーナに点火又は消火する場合のよう
に流速が低下するときには、高速の流速を保てない。ま
た、多孔質母材の合成時でも、酸素ノズルの流速を増加
させることによりノズル先端温度は低下するものの、充
分ではなく、その効果は小さい。さらに、酸素ノズルの
流速のみを増加させる場合、ノズル周囲の水素噴出流速
と差が大きくなって、ガスの流れに乱れが生じ、安定に
多孔質母材を合成することができないといった問題もあ
る。また、火炎の乱れを抑えるために水素の流速を増加
させると、堆積面の温度が上昇してしまい、嵩密度の大
きな多孔質体となって、脱水焼結時に充分脱水されない
といった問題がある。このような現状に鑑み、バーナ構
造がより簡単なものを用いて、ノズル先端の温度を低下
でき、安定に多孔質母材を製造できることにより、生産
コストを低減できるような光ファイバ用母材の製造方法
を提供しようとするものである。
In order to solve such problems, the method disclosed in the literature regulates the gas flow by reducing the thickness of the nozzle, and increases the oxygen jetting speed from the nozzle to cause the combustion reaction to move away from the nozzle. However, when the flow rate decreases, such as when the burner is ignited or extinguished, the high flow rate cannot be maintained. Also, at the time of synthesizing the porous base material, increasing the flow rate of the oxygen nozzle lowers the nozzle tip temperature, but is not sufficient, and its effect is small. Further, when only the flow velocity of the oxygen nozzle is increased, there is a problem that the difference between the flow velocity of the hydrogen jet around the nozzle becomes large and the flow of gas is disturbed, so that the porous base material cannot be synthesized stably. Further, when the flow rate of hydrogen is increased in order to suppress the disturbance of the flame, the temperature of the deposition surface rises, resulting in a porous body having a large bulk density, which is not sufficiently dehydrated during dehydration sintering. In view of this situation, using a simpler burner structure, the temperature at the tip of the nozzle can be reduced, and a porous preform can be stably manufactured, thereby reducing the production cost of an optical fiber preform. It is intended to provide a manufacturing method.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
として本発明は、(1) バーナより噴出する水素ガス及び
酸素ガスにより形成される酸水素火炎中にガラス原料を
導入し、生成するガラス微粒子を出発材に堆積させてガ
ラス母材を形成する方法において、上記水素ガスに不活
性ガスまたは窒素ガスを添加してなる混合ガスと酸素ガ
スを、上記バーナの互いに隣接したポートからそれぞれ
供給することを特徴とする光ファイバ用ガラス母材の製
造方法、(2) 上記バーナとして複数の細径ノズルがポー
ト内に配置された構造を有するバーナを用い、該細径ノ
ズルから酸素ガスを噴出し、該細径ノズルが配置された
ポートから水素ガスと不活性ガスまたは窒素ガスの混合
ガスを噴出させることを特徴とする上記(1) 記載の光フ
ァイバ用母材の製造方法、(3) 上記バーナとして同心円
状の多重管からなるバーナを用い、酸素ガスを噴出させ
るポートに隣接したポートから水素ガスに不活性ガスま
たは窒素ガスを添加してなる混合ガスを噴出させること
を特徴とする上記(1) 記載の光ファイバ用ガラス母材の
製造方法、及び(4) 水素ガスに不活性ガスまたは窒素ガ
スを添加してなる混合ガスにおいて、水素ガス流量に対
する不活性ガスまたは窒素ガスの流量の比が0.1〜
1.0であることを特徴とする上記(1) ないし(3) のい
ずれかに記載の光ファイバ用母材の製造方法、を提供す
る。
Means for Solving the Problems As means for solving the above problems, the present invention provides (1) glass produced by introducing a glass raw material into an oxyhydrogen flame formed by hydrogen gas and oxygen gas ejected from a burner. In a method of forming a glass base material by depositing fine particles on a starting material, a mixed gas obtained by adding an inert gas or a nitrogen gas to the hydrogen gas and an oxygen gas are supplied from ports adjacent to each other on the burner. A method of manufacturing a glass preform for an optical fiber, characterized in that (2) using a burner having a structure in which a plurality of small-diameter nozzles are arranged in a port as the burner, and ejecting oxygen gas from the small-diameter nozzle Wherein a mixed gas of hydrogen gas and an inert gas or a nitrogen gas is jetted from a port in which the small-diameter nozzle is disposed. (3) A burner consisting of concentric multi-tubes is used as the burner, and a mixed gas obtained by adding inert gas or nitrogen gas to hydrogen gas is spouted from a port adjacent to a port spouting oxygen gas. The method for producing a glass preform for an optical fiber according to the above (1), and (4) a mixed gas obtained by adding an inert gas or a nitrogen gas to a hydrogen gas, wherein an inert gas or a nitrogen gas with respect to a hydrogen gas flow rate Gas flow rate ratio is 0.1 ~
1.0. The method for producing a preform for an optical fiber according to any one of (1) to (3) above, wherein

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明者らは上記課題に鑑み、安
定な火炎を形成しつつノズル先端部の温度を低下させる
方法として、酸素ノズルに隣接したポートから噴出され
る水素ガスにアルゴン,ヘリウムなどの不活性ガスまた
は窒素ガスを混合して供給する方法を考えついた。以下
の説明では、不活性ガス及び窒素ガスをあわせて「不活
性ガス」と総称する。図1は本発明の一実施例を説明す
る概略断面図であり、中心ポート 1にはガラス原料ガス
及び水素ガス、第2ポート 2には水素ガス、第3ポート
3には不活性ス、第4ポート 4a には水素ガスと不活性
ガスの混合ガス、第4ポート 4a 内にた細径ノズル 4b
には酸素ガス、第5ポート 5には不活性ガス、第6ポー
ト 6に酸素ガスを供給する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In view of the above problems, the present inventors have proposed a method for lowering the temperature at the nozzle tip while forming a stable flame, by adding argon, hydrogen gas ejected from a port adjacent to an oxygen nozzle to the nozzle. A method of mixing and supplying an inert gas such as helium or a nitrogen gas has been devised. In the following description, the inert gas and the nitrogen gas are collectively referred to as “inert gas”. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining one embodiment of the present invention. A glass material gas and a hydrogen gas are provided at a center port 1, a hydrogen gas is provided at a second port 2, and a third port is provided.
3 is inert gas, 4th port 4a is a mixed gas of hydrogen gas and inert gas, 4th port 4a is a small diameter nozzle 4b
, Oxygen gas to the fifth port 5, and oxygen gas to the sixth port 6.

【0009】このように供給すると、水素ガスが不活性
ガスで希釈されることにより、酸水素火炎がノズル先端
から離れた部分で形成され、その結果、ノズル先端部の
温度が低下し、ノズル先端部の劣化が抑制され、バーナ
の寿命を長くすることができる。水素ガスに不活性ガス
を混合することにより、酸素ノズルの流速が低い場合で
もノズル先端部の温度を充分下げることができるので、
バーナの点火時や消火時でもノズル先端部の劣化を防ぐ
効果が期待できる。さらに、本発明によれば、酸素ノズ
ルの流速を増加させただけのバーナより、ノズル先端部
の温度を低下させることができるので、バーナの寿命を
延ばす効果は大きい。また、本発明は水素ガスと酸素ガ
スがガス噴出口において1mm以上の間隔で隣接したバ
ーナにおいても適用できるので、文献に示されたバー
ナとは異なるバーナ構造のものにも適用できる。
When supplied in this manner, the hydrogen gas is diluted with the inert gas, so that an oxyhydrogen flame is formed at a portion distant from the nozzle tip. As a result, the temperature at the nozzle tip decreases, and the nozzle tip decreases. The deterioration of the part is suppressed, and the life of the burner can be prolonged. By mixing the inert gas with the hydrogen gas, the temperature at the nozzle tip can be sufficiently reduced even when the flow rate of the oxygen nozzle is low,
Even when the burner is ignited or extinguished, the effect of preventing deterioration of the nozzle tip can be expected. Further, according to the present invention, the temperature at the nozzle tip can be reduced as compared with a burner in which the flow velocity of the oxygen nozzle is simply increased, and thus the effect of extending the life of the burner is great. In addition, the present invention can be applied to a burner in which hydrogen gas and oxygen gas are adjacent to each other at an interval of 1 mm or more at a gas ejection port, so that the present invention can be applied to a burner structure different from the burner shown in the literature.

【0010】本発明において、水素ガスに混合する不活
性ガスの割合が大きいほどバーナ先端部温度を低下させ
る効果は大きいが、不活性ガスの流量を増加しすぎる
と、多孔質母材の成長速度が低下してくるため好ましく
ない。本発明者らの実験により、図2のグラフに示すよ
うに、水素ガスに対して不活性ガスの流量が0.1〜
1.0の範囲が望ましいことが判明した。図2において
横軸はアルゴンガス流量/水素流量(比)、縦軸は酸素
ノズル先端の平均温度(℃)を表す。
In the present invention, the effect of lowering the temperature of the burner tip is greater as the proportion of the inert gas mixed with the hydrogen gas is higher, but if the flow rate of the inert gas is excessively increased, the growth rate of the porous base material is increased. Is undesirably reduced. According to the experiments of the present inventors, as shown in the graph of FIG.
A range of 1.0 has been found to be desirable. In FIG. 2, the horizontal axis represents the flow rate of argon gas / the flow rate of hydrogen (ratio), and the vertical axis represents the average temperature (° C.) at the tip of the oxygen nozzle.

【0011】なお、本発明においても酸素ノズルの流速
が大きいほどノズル先端部の温度が低下する傾向は変わ
らない。したがって、本発明においても酸素ノズルの流
速を増加させた方が、ノズル先端部の劣化抑制に効果的
である。すなわち、前記のように従来法では隣接した水
素ガスポートの流速と比較して酸素ノズルの流速が増加
すると、ガスの流れが不安定になり、安定して多孔質母
材を合成できないという問題があった。またガスの流れ
を安定化させるため、水素ガスの流量を増加させると、
堆積面の温度が上昇し、多孔質母材の嵩密度が増加し
て、脱水焼結工程において充分脱水できないという問題
もあった。本発明によれば、水素ポートから不活性ガス
を混合した水素ガスを噴出させるため、酸素流量の増加
に対応して水素ポートの流速を増加させてガス流れを安
定させても、堆積面の温度を上昇させることはない。従
って、多孔質母材の嵩密度を好適な範囲とすることがで
き、高品質の光ファイバ母材を製造できる。
In the present invention, the tendency that the temperature at the nozzle tip decreases as the flow velocity of the oxygen nozzle increases is not changed. Therefore, also in the present invention, increasing the flow velocity of the oxygen nozzle is more effective in suppressing deterioration of the nozzle tip. That is, as described above, in the conventional method, when the flow rate of the oxygen nozzle is increased as compared with the flow rate of the adjacent hydrogen gas port, the gas flow becomes unstable, and the porous base material cannot be stably synthesized. there were. Also, if the flow rate of hydrogen gas is increased to stabilize the gas flow,
There is also a problem that the temperature of the deposition surface increases, the bulk density of the porous base material increases, and sufficient dehydration cannot be performed in the dehydration and sintering step. According to the present invention, since the hydrogen gas mixed with the inert gas is ejected from the hydrogen port, even if the gas flow is stabilized by increasing the flow rate of the hydrogen port in response to the increase in the oxygen flow rate, the temperature of the deposition surface can be increased. Never rise. Therefore, the bulk density of the porous preform can be set in a suitable range, and a high-quality optical fiber preform can be manufactured.

【0012】さらに、本発明は、水素ポート内に複数本
の細径の酸素ノズルを設けた構造を有するバーナのみに
限定されるわけではない。すなわち、従来の同心円状多
重管バーナにおいて、酸素ポートと水素ポートの間に、
バーナ保護のためシールガス用のポートを設けていた
が、水素ポートに水素と不活性ガスを混合して噴出させ
ることにより、シールガスのポートがなくともバーナ先
端部の劣化を防止することが可能となる。つまり、酸素
ガスポート−シールガスポート−水素ガスポートと3つ
のポートを用いていたが、酸素ガスポート−(水素ガス
+シールガス)ポートと2つのポートで済む。従って、
バーナ構造が簡単、安価になり、光ファイバの低コスト
化の効果が期待できる。
Further, the present invention is not limited to a burner having a structure in which a plurality of small-diameter oxygen nozzles are provided in a hydrogen port. That is, in the conventional concentric multi-tube burner, between the oxygen port and the hydrogen port,
A seal gas port is provided to protect the burner, but by mixing hydrogen and inert gas into the hydrogen port and ejecting it, it is possible to prevent deterioration of the burner tip even without a seal gas port Becomes That is, although three ports of the oxygen gas port-the seal gas port-the hydrogen gas port are used, only the oxygen gas port-the (hydrogen gas + the seal gas) port is sufficient. Therefore,
The burner structure is simple and inexpensive, and the effect of reducing the cost of the optical fiber can be expected.

【0013】[0013]

【実施例】以下に本発明の実施例を示す。 〔実施例1〕ガラス製のコア合成用バーナ(以下、「コ
アバーナ」と略記する)とクラッド合成用バーナ(以
下、「クラッドバーナ」と略記する)を配置し、それぞ
れのバーナに酸素ガスと水素ガスを供給して火炎を形成
し、コアバーナにはガラス原料として四塩化ケイ素と四
塩化ゲルマニウムを、クラッドバーナにはガラス原料と
して四塩化ケイ素のみをそれぞれ供給し、生成したガラ
ス微粒子を回転するターゲットに軸方向に堆積させるこ
とにより、光ファイバ用多孔質母材を合成した。その
際、コアバーナの構造として、図1に示すような断面形
状を有するバーナを用い、第4ポート4aから水素とア
ルゴン(流量比1:0.6)の混合ガスを噴出させ、第
4ポート内に複数配置した細径のノズル4bから酸素ガ
スを噴出させた。なお、中心ポート1には四塩化ケイ
素,四塩化ゲルマニウム及び水素ガスの混合ガスを、第
2ポート2には水素ガスを、第3ポート3及び第5ポー
ト5にはアルゴンガスを、第6ポート6には酸素ガスを
供給した。各ポートの流量は、中心ポート1には四塩化
ケイ素0.2リットル/分,四塩化ゲルマニウム0.0
2リットル/分及び水素ガスを0.3リットル/分、第
2ポート2には水素ガスを1.5リットル/分、第3ポ
ート3にはアルゴンガスを1.5リットル/分、第4ポ
ート4aには水素ガス3リットル/分とアルゴンガス1.
8リットル/分の混合ガスを、第4ポート内の細径ノズ
ル4bには酸素ガスを6リットル/分、第5ポート5には
アルゴンガス2リットル/分、第6ポート6には酸素ガ
ス10リットル/分を供給した。このようにして多孔質
母材を合成している際に、ノズル先端部を目視により観
察したところ、加熱されて赤くなる現象は見られず、非
接触の放射温度計で酸素ガスノズル先端部の平均温度を
測定したところ、500℃であった。
Examples of the present invention will be described below. [Example 1] A glass core burner (hereinafter abbreviated as "core burner") and a clad synthesizing burner (hereinafter abbreviated as "clad burner") are arranged, and oxygen gas and hydrogen are supplied to each burner. A gas is supplied to form a flame, and the core burner is supplied with silicon tetrachloride and germanium tetrachloride as glass raw materials, and the clad burner is supplied with only silicon tetrachloride as a glass raw material. By depositing in the axial direction, a porous preform for an optical fiber was synthesized. At that time, a burner having a cross-sectional shape as shown in FIG. 1 was used as the structure of the core burner, and a mixed gas of hydrogen and argon (flow ratio: 1: 0.6) was blown out from the fourth port 4a. Oxygen gas was ejected from a plurality of small-diameter nozzles 4b. The center port 1 is a mixed gas of silicon tetrachloride, germanium tetrachloride and hydrogen gas, the second port 2 is a hydrogen gas, the third port 3 and the fifth port 5 are an argon gas, and the sixth port is a sixth port. 6 was supplied with oxygen gas. The flow rate of each port is as follows: center port 1 has 0.2 l / min of silicon tetrachloride and 0.04 g of germanium tetrachloride.
2 liters / minute and hydrogen gas at 0.3 liters / minute, second port 2 with hydrogen gas at 1.5 liters / minute, third port 3 with argon gas at 1.5 liters / minute, fourth port In 4a, hydrogen gas 3 liter / min and argon gas 1.
A mixed gas of 8 liter / min is supplied to the small-diameter nozzle 4b in the fourth port at 6 liter / min of oxygen gas, a fifth port 5 of 2 liter / min of argon gas, and a sixth port 6 of oxygen gas 10 liter / min. Liters / minute were fed. When the porous base material was synthesized in this way, when the tip of the nozzle was visually observed, no phenomenon of redness due to heating was observed, and the average of the tip of the oxygen gas nozzle was measured with a non-contact radiation thermometer. When the temperature was measured, it was 500 ° C.

【0014】〔実施例2〕実施例1と同様の構成によ
り、水素ガスに対するアルゴンガスの流量比を変化させ
て酸素ノズル先端部の平均温度を放射温度計により測定
した。その結果、図2に示すように、流量比が増加する
に従って、ノズル先端部の平均温度は低下し、流量比が
0.1未満の範囲ではノズル先端部に赤く熱せられてい
る部分が見られた。従って、バーナの変形、蒸発を抑え
るために流量比0.1以上が必要と判った。一方、流量
比を1.0を超えると、多孔質母材の成長速度が減少し
たため、アルゴンガスと水素ガスの流量比は0.1から
1.0までが望ましい範囲であることがわかった。
[Embodiment 2] The average temperature at the tip of the oxygen nozzle was measured by a radiation thermometer while changing the flow ratio of argon gas to hydrogen gas in the same configuration as in Embodiment 1. As a result, as shown in FIG. 2, as the flow rate ratio increases, the average temperature at the nozzle tip decreases, and in the range where the flow rate ratio is less than 0.1, a portion heated red at the nozzle tip is seen. Was. Therefore, it was found that a flow rate ratio of 0.1 or more was necessary to suppress the deformation and evaporation of the burner. On the other hand, when the flow rate ratio exceeded 1.0, the growth rate of the porous base material was reduced, and thus it was found that the flow rate ratio between the argon gas and the hydrogen gas was preferably in the range of 0.1 to 1.0.

【0015】〔実施例3〕実施例1のコアバーナを図3
に示す同心円状の6重管に交換し、中心ポート1に四塩
化ケイ素,四塩化ゲルマニウム及び水素ガスの混合ガス
を、第2ポート2に水素ガスを、第3ポート3にアルゴ
ンガスを、第4ポート4に酸素ガスを、第5ポート5に
アルゴンガスと水素ガスの混合ガスを、第6ポート6に
酸素ガスをそれぞれ供給し、ガラス多孔質体を合成し
た。その際、第5ポート5のアルゴンガスは水素ガスの
0.7倍の流量で供給した。各ポートの具体的流量は、
中心ポート1に四塩化ケイ素0.2リットル/分,四塩
化ゲルマニウム0.01リットル/分及び水素ガス0.
2リットル/分の混合ガス、第2ポート2に水素ガス
1.5リットル/分、第3ポートにアルゴンガス1リッ
トル/分、第4ポート4に酸素ガス5リットル/分、第
5ポートに水素ガス5リットル/分とアルゴンガス3.
5リットル/分の混合ガスを、第6ポート6に酸素ガス
8リットル/分をそれぞれ供給した。バーナ先端部を実
施例1と同様に観察したところ、加熱されて赤くなって
いる様子は見られなかった。
[Embodiment 3] The core burner of Embodiment 1 is shown in FIG.
And a mixed gas of silicon tetrachloride, germanium tetrachloride and hydrogen gas in the central port 1, a hydrogen gas in the second port 2, an argon gas in the third port 3, Oxygen gas was supplied to the fourth port 4, a mixed gas of argon gas and hydrogen gas was supplied to the fifth port 5, and oxygen gas was supplied to the sixth port 6, respectively, to synthesize a porous glass body. At that time, the argon gas at the fifth port 5 was supplied at a flow rate 0.7 times that of the hydrogen gas. The specific flow rate of each port is
0.2 liter / min of silicon tetrachloride, 0.01 liter / min of germanium tetrachloride and hydrogen gas 0.
2 liters / min mixed gas, 1.5 liters / minute of hydrogen gas at the second port 2, 1 liter / minute of argon gas at the third port, 5 liters / minute of oxygen gas at the fourth port 4, hydrogen at the fifth port 2. 5 liters / min gas and argon gas
A mixed gas of 5 liter / min and an oxygen gas of 8 liter / min were supplied to the sixth port 6, respectively. When the tip of the burner was observed in the same manner as in Example 1, it was not observed that the burner became red when heated.

【0016】上記実施例3においては第2ポートに水
素、第3ポートにアルゴンを流して行ったが、5重管バ
ーナを用いて、第2ポートに水素ガスとアルゴンガスの
混合ガスを流し、第3ポートに酸素ガス、第4ポートに
水素ガスとアルゴンガスの混合ガス、第5ポートに酸素
ガスを流しても同様に有効である。
In the third embodiment, hydrogen was supplied to the second port and argon was supplied to the third port. However, a mixed gas of hydrogen gas and argon gas was supplied to the second port using a five-tube burner. It is similarly effective to flow oxygen gas to the third port, mixed gas of hydrogen gas and argon gas to the fourth port, and oxygen gas to the fifth port.

【0017】本発明者等のバーナ寿命に関する実験によ
れば、バーナ先端の変形、蒸発する速度について本発明
と従来法を比較したところ、アルゴンと水素の混合比
(流量比)と、従来法による場合の消耗速度を1.0と
する本発明による場合のバーナ消耗速度比に関して図7
のグラフに示す結果を得た。図7より、本発明に従い不
活性ガス(アルゴン)を水素ガスに添加することによ
り、バーナ先端が蒸発する速さが大幅に遅くなり、寿命
が大幅に延びる効果が得られることが明らかにわかる。
なお、本発明は実施例で挙げた細径ノズルを多数有する
バーナ、同心円状多重管バーナの他、二重火炎バーナ、
三重火炎バーナ等にも適用して非常に有効である。
According to the experiment on the burner life of the present inventors, when the present invention and the conventional method are compared with respect to the deformation and the evaporation rate of the burner tip, the mixing ratio of argon and hydrogen (flow rate ratio) and the conventional method are compared. FIG. 7 shows the burner consumption speed ratio in the case of the present invention where the consumption speed in the case is 1.0.
The result shown in the graph of FIG. FIG. 7 clearly shows that the addition of the inert gas (argon) to the hydrogen gas in accordance with the present invention significantly reduces the evaporation speed of the burner tip and significantly increases the life.
The present invention is a burner having a large number of small-diameter nozzles described in the examples, in addition to the concentric multi-tube burner, a double flame burner,
It is very effective when applied to triple flame burners and the like.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上説明のように、本発明によれば従来
より簡単な構成のバーナで、ノズル先端の温度を低下し
てバーナ寿命を延長でき、しかも安定した火炎で多孔質
体の嵩密度を好適な範囲内で光ファイバ用多孔質母材を
合成できるので、光ファイバ用母材の品質を向上し製造
コストを低減できる。
As described above, according to the present invention, a burner having a simpler structure than the conventional one can reduce the temperature at the nozzle tip and extend the life of the burner. Can be synthesized within a suitable range, so that the quality of the optical fiber preform can be improved and the production cost can be reduced.

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

【図1】 本発明の方法を説明するための概略断面図で
ある。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining a method of the present invention.

【図2】 不活性ガスと水素ガスの流量比と酸素ノズル
先端の平均温度の関係を示すグラフ図である。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a flow ratio of an inert gas and a hydrogen gas and an average temperature at the tip of an oxygen nozzle.

【図3】 本発明の実施例で用いた多重管バーナの構造
を説明するための断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a structure of a multi-tube burner used in an embodiment of the present invention.

【図4】 従来法の一例を説明するための概略断面図で
ある。
FIG. 4 is a schematic sectional view for explaining an example of a conventional method.

【図5】 従来法の他の例を説明するための概略断面図
である。
FIG. 5 is a schematic sectional view for explaining another example of the conventional method.

【図6】 従来法の他の例を説明するための概略断面図
である。
FIG. 6 is a schematic sectional view for explaining another example of the conventional method.

【図7】 本発明に従いアルゴンガスと水素ガスを混合
して流すときの両ガスの流量比と、バーナ消耗速度比
(従来法を1.0とする)の関係を示すグラフ図であ
る。
FIG. 7 is a graph showing a relationship between a flow rate ratio of both gases and a burner consumption rate ratio (conventional method is set to 1.0) when argon gas and hydrogen gas are mixed and flowed according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 中心ポート、 2 第2ポート、 3
第3ポート、4及び4a 第4ポート、 4b 細径
ポート、 5 第5ポート、6 第6ポート。
1 center port, 2 second port, 3
3rd port, 4 and 4a 4th port, 4b small diameter port, 5 5th port, 6 6th port.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−232935(JP,A) 特開 平2−164734(JP,A) 特開 平9−175827(JP,A) 特開 平9−89224(JP,A) 特開 平9−175826(JP,A) 特開 平7−300334(JP,A) 特開 平9−188522(JP,A) 実開 昭63−115041(JP,U) 特公 昭57−19059(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C03B 37/018 C03B 8/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-59-232935 (JP, A) JP-A-2-1644734 (JP, A) JP-A 9-175827 (JP, A) 89224 (JP, A) JP-A-9-175826 (JP, A) JP-A-7-300334 (JP, A) JP-A 9-188522 (JP, A) JP-A-63-115041 (JP, U) JP-B-57-19059 (JP, B2) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C03B 37/018 C03B 8/04

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 バーナより噴出する水素ガス及び酸素ガ
スにより形成される酸水素火炎中にガラス原料を導入
し、生成するガラス微粒子を出発材に堆積させてガラス
母材を形成する方法において、上記水素ガスに不活性ガ
スまたは窒素ガスを添加してなる混合ガスと酸素ガス
を、上記バーナの互いに隣接したポートからそれぞれ供
給することを特徴とする光ファイバ用ガラス母材の製造
方法。
1. A method of forming a glass base material by introducing a glass raw material into an oxyhydrogen flame formed by a hydrogen gas and an oxygen gas ejected from a burner and depositing generated glass fine particles on a starting material. A method for producing a glass preform for an optical fiber, characterized in that a mixed gas obtained by adding an inert gas or a nitrogen gas to a hydrogen gas and an oxygen gas are supplied from adjacent ports of the burner, respectively.
【請求項2】 上記バーナとして複数の細径ノズルがポ
ート内に配置された構造を有するバーナを用い、該細径
ノズルから酸素ガスを噴出し、該細径ノズルが配置され
たポートから水素ガスと不活性ガスまたは窒素ガスの混
合ガスを噴出させることを特徴とする請求項1記載の光
ファイバ用母材の製造方法。
2. A burner having a structure in which a plurality of small-diameter nozzles are arranged in a port as the burner, wherein oxygen gas is ejected from the small-diameter nozzle, and hydrogen gas is ejected from a port in which the small-diameter nozzle is arranged. 2. The method for producing a preform for an optical fiber according to claim 1, wherein a mixed gas of nitrogen and an inert gas or a nitrogen gas is ejected.
【請求項3】 上記バーナとして同心円状の多重管から
なるバーナを用い、酸素ガスを噴出させるポートに隣接
したポートから水素ガスに不活性ガスまたは窒素ガスを
添加してなる混合ガスを噴出させることを特徴とする請
求項1記載の光ファイバ用ガラス母材の製造方法。
3. A mixed gas obtained by adding an inert gas or a nitrogen gas to a hydrogen gas from a port adjacent to a port from which an oxygen gas is jetted, wherein a burner comprising a concentric multi-tube is used as the burner. The method for producing a glass preform for an optical fiber according to claim 1, wherein:
【請求項4】 水素ガスに不活性ガスまたは窒素ガスを
添加してなる混合ガスにおいて、水素ガス流量に対する
不活性ガスまたは窒素ガスの流量の比が0.1〜1.0
であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいず
れかに記載の光ファイバ用母材の製造方法。
4. In a mixed gas obtained by adding an inert gas or a nitrogen gas to a hydrogen gas, the ratio of the flow rate of the inert gas or the nitrogen gas to the flow rate of the hydrogen gas is 0.1 to 1.0.
The method for producing a preform for an optical fiber according to any one of claims 1 to 3, wherein
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