JP3710020B2 - 光ファイバ母材製造装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外付け法によりターゲットロッドの外周にガラス微粒子を堆積させて多孔質光ファイバ母材を製造する光ファイバ母材製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、多孔質光ファイバ母材を製造する方法として、ＶＡＤ法のようにバーナ中に原料ガス，燃料ガス，助燃ガスを供給し、該バーナの火炎中で加水分解反応を生じさせてガラス微粒子を生成し、該ガラス微粒子を回転中のターゲットロッドに堆積させて多孔質光ファイバ母材を形成し、この多孔質光ファイバ母材をヘリウムガス等の不活性ガスを主体とする雰囲気中で脱水，焼結させ、透明ガラス化する外付け法が知られている。
【０００３】
この外付け法を実施する従来の光ファイバ母材製造装置は、図４に示すように、内部にターゲットロッド１が配置される筒状のベルジャー２と、このベルジャー２の軸方向の途中に設けられたバーナ挿入口３からターゲッドロッド１の側面に対向させるようにして先端側が挿入されて火炎中で生成したガラス微粒子を該ターゲットロッド１に堆積させるバーナ４とを備え、ターゲットロッド１の両端を図示しないチャックで把持して回転手段により該ターゲットロッド１をその軸心の回りに回転させつつベルジャー２及びバーナ４に対して該ターゲットロッド１をその軸方向に繰り返しトラバースさせて該ターゲットロッド１の外周にガラス微粒子を所要の厚みで堆積させて多孔質光ファイバ母材５を製造すると共に排ガスをバーナ挿入口３とは反対側のベルジャー２の部分に設けられた排気口６から排出させるようになっている。ベルジャー２は、バーナ挿入口３と排気口６を通る面で２分割され、その分割面はフランジ部２ａで連結されている。
【０００４】
この場合、ターゲットロッド１に対するガラス微粒子の付着量は、該ガラス微粒子を発生させるバーナ４に供給する原料ガスや燃料ガスの流量と、排気口６から排出させる排気ガスの流量によって支配される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示す従来の光ファイバ母材製造装置では、投入原料量に対するガラス微粒子堆積量の割合（収率）が十分得られない問題点があった。即ち、バーナ４の構造や条件によって異なるが、平均して、生成したガラス微粒子の約30％程度しかターゲットロッド１に堆積させることができない。ターゲットロッド１に堆積しなかったガラス微粒子は、排気口６から排出されて廃棄物処理設備に廃棄されるため、原料の無駄になる。また、排ガス量が多いと廃棄物処理設備での処理費用が高くなる問題がある。
【０００６】
従って、さらなる収率の向上が今後の光ファイバのコストダウンのためにも必要である。
【０００７】
本発明の目的は、収率を従来より向上させることができる光ファイバ母材製造装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明で改良しようとする光ファイバ母材製造装置は、内部にターゲットロッドが配置される筒状のベルジャーと、該ベルジャーの軸方向の途中に設けられたバーナ挿入口からターゲッドロッドの側面に対向させるようにして先端側が挿入されて火炎中で生成したガラス微粒子を該ターゲットロッドに堆積させるバーナとを備え、ターゲットロッドをその軸心の回りに回転させつつベルジャー及びバーナに対してターゲットロッドを相対的に該ターゲットロッドの軸方向にトラバースさせて該ターゲットロッドの外周にガラス微粒子を堆積させて多孔質光ファイバ母材を製造すると共に排ガスをバーナ挿入口とは反対側のベルジャーの部分に設けられた排気口から排出させる構造のものである。
【０００９】
本発明では、ベルジャーに複数の吸気口が設けられている（但し、ベルジャー内に、整流部材を有するものを除く）。このような吸気口は、バーナ挿入口が設けられている側のベルジャーの側面に、より具体的に述べると、ターゲットロッドの軸線とバーナの軸線とを含む平面に対して両側にそれぞれ所定の角度θをなす平面とベルジャーとの交線上にそれぞれ整列させて設けられていることが好ましい。
【００１０】
このようにベルジャーに複数の吸気口を設けると、ターゲットロッドの正面側空間に堆積されずに残って該ターゲットロッドの両側面を通り過ぎて排気口に向かうガラス微粒子を該ターゲットロッドの両側面に押し付けてそれらの部位に付着させることができる。
【００１１】
この場合、ターゲットロッドの直径、即ち多孔質光ファイバ母材の直径はガラス微粒子の堆積に応じて太くなるため、多孔質光ファイバ母材とベルジャーとのクリアランスはガラス微粒子の堆積に応じて小さくなる。このためベルジャーと多孔質光ファイバ母材との間の該クリアランス部分における単位面積当たりを通過する風量が増加することにより、各吸気口から吸入される空気の風力が増大し、上記の作用が顕著になり、より効率よくガラス微粒子をターゲットロッドに堆積させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明に係る光ファイバ母材製造装置における実施の形態の一例を示したものである。なお、前述した図４と対応する部分には、同一符号を付けて示している。
【００１３】
この光ファイバ母材製造装置では、図１に示すように、ベルジャー２に複数の吸気口７が設けられている。これら吸気口７は、バーナ挿入口３が設けられている側のベルジャー２の側面に、本例では次のようにして設けられている。即ち、これら吸気口７は、ターゲットロッド１の軸線１ａとこれに直交するバーナ４の軸線４ａとを含む平面８に対して両側にそれぞれ所定の角度θ（本例では、60°）をなす平面９，１０とベルジャー２との交線１１，１２上にそれぞれ30mmの直径で60mm間隔で整列させて４個設けられている。その他の構成は、図４に示す従来例と同様である。
【００１４】
このようにベルジャー２に複数の吸気口７を設けると、ターゲットロッド１の正面側空間に堆積されずに残って該ターゲットロッド１の両側面を通り過ぎて排気口に向かうガラス微粒子を該ターゲットロッド１の両側面に押し付けて付着させることができる。
【００１５】
この場合、ターゲットロッド１の直径、即ち多孔質光ファイバ母材５の直径はガラス微粒子の堆積に応じて太くなるため、多孔質光ファイバ母材５とベルジャー２とのクリアランスはガラス微粒子の堆積に応じて小さくなる。このためベルジャー２と多孔質光ファイバ母材５との間の該クリアランス部分における単位面積当たりを通過する風量が増加することにより、各吸気口７から吸入される空気の風力が増大し、上記の作用が顕著になり、より効率よくガラス微粒子をターゲットロッド１に堆積させることができる。
【００１６】
本発明の効果を確認するために、従来例と本発明例との比較実験を行った。なお、バーナ４へ送り込むガスの量及び排気口６からの排気量は同じにして実験を行った。
【００１７】
従来例としては、図４に示す従来のベルジャー２を用いた光ファイバ母材製造装置にてターゲットロッド１をトラバースさせつつ多孔質光ファイバ母材５を製造し、このときの多孔質光ファイバ母材５の重量の時間変化を測定した。その測定結果を図３に従来例Ａとして示す。
【００１８】
本発明例としては、図１に示す本発明のベルジャー２を用いた光ファイバ母材製造装置にてターゲットロッド１をトラバースさせつつ多孔質光ファイバ母材５を製造し、このときの多孔質光ファイバ母材５の重量の時間変化を測定した。その測定結果を図３に本発明例Ｂとして示す。
【００１９】
この図３から明らかなように、本発明のようにベルジャー２に吸気口７を設けると、多孔質光ファイバ母材５が太くなってからのガラス微粒子の堆積量が増えて、付着効率が向上している。
【００２０】
また、これに伴い排ガス量が減少し、廃棄物処理設備での処理費用を低減でき、光ファイバのコストを低減することができる。
【００２１】
上記例では、ターゲットロッド１側をトラバースさせたが、ベルジャー２及びバーナ４側をトラバースさせることもできる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明では、ベルジャーに複数の吸気口をバーナ挿入口が設けられている側の該ベルジャーの側面に設け、これら吸気口はターゲットロッドの軸線とバーナの軸線とを含む平面に対して両側にそれぞれ所定の角度θをなす平面とベルジャーとの交線上にそれぞれ整列させて設けているので、ターゲットロッドの正面側空間に堆積されずに残って該ターゲットロッドの両側面を通り過ぎて排気口に向かうガラス微粒子を該ターゲットロッドの両側面に押し付けてそれらの部位に付着させることができる。特に、本発明によれば、多孔質光ファイバ母材の直径が太くなると多孔質光ファイバ母材とベルジャーとのクリアランスが小さくなって、該クリアランス部分における単位面積当たりを通過する風量が増加することにより、各吸気口から吸入される空気の風力が増大し、ガラス微粒子が多孔質光ファイバ母材の周面に押し付けられて付着される作用が顕著になり、より効率よくガラス微粒子をターゲットロッドに堆積させることができる。また、これに伴い排ガス量が減少し、廃棄物処理設備での処理費用を低減でき、光ファイバのコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る光ファイバ母材製造装置で用いるベルジャーにおける実施の形態の一例を示す斜視図である。
【図２】 本発明で用いるベルジャーに設ける吸気口の開口場所の一例を説明する説明図である。
【図３】 従来例と本発明例とのガラス微粒子の堆積状況の比較実験結果を示す比較図である。
【図４】 従来の光ファイバ母材製造装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ ターゲットロッド
２ ベルジャー
２ａ フランジ部
３ バーナ挿入口
４ バーナ
５ 多孔質光ファイバ母材
６ 排気口
７ 吸気口
８，９，１０ 平面
１１，１２ 交線

Claims (1)

1. 内部にターゲットロッドが配置される筒状のベルジャーと、前記ベルジャーの軸方向の途中に設けられたバーナ挿入口から前記ターゲッドロッドの側面に対向させるようにして先端側が挿入されて火炎中で生成したガラス微粒子を前記ターゲットロッドに堆積させるバーナとを備え、前記ターゲットロッドをその軸心の回りに回転させつつ前記ベルジャー及び前記バーナに対して前記ターゲットロッドを相対的に該ターゲットロッドの軸方向にトラバースさせて該ターゲットロッドの外周に前記ガラス微粒子を堆積させて多孔質光ファイバ母材を製造すると共に排ガスを前記バーナ挿入口とは反対側の前記ベルジャーの部分に設けられた排気口から排出させる光ファイバ母材製造装置において、
   前記ベルジャーには複数の吸気口が、前記バーナ挿入口が設けられている側の該ベルジャーの側面に設けられ（但し、ベルジャー内に、整流部材を有するものを除く）、
   前記各吸気口は前記ターゲットロッドの軸線と前記バーナの軸線とを含む平面に対して両側にそれぞれ所定の角度θをなす平面と前記ベルジャーとの交線上にそれぞれ整列させて設けられていることを特徴とする光ファイバ母材製造装置。

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