JP4993337B2 - 多孔質ガラス母材の製造装置 - Google Patents
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Description
なお、給気口から供給する気体は、フィルタを通した室内空気を使用する。反応容器内の圧力は、排気口の下流に設置された自動圧力制御装置によって制御される。
本発明は、これらの条件を明らかにしたものである。
図1は、本発明の製造装置の概略を示す縦断面図であり、多孔質母材1の製造装置は、排気口5と給気口6を有する上部堆積室2と、給気口7を有する下部堆積室3と、上部堆積室2の上部にあって、堆積によって形成された多孔質母材1を引上げ格納する上室4とを有する反応容器16を備えている。上部堆積室2の床面11は、堆積中の多孔質母材1の直胴部下端13と堆積先端部14との間の高さ位置にくるように設置され、上部堆積室2の床部に上部堆積室2と下部堆積室3を接続する接続口12が設けられている。
なお、多孔質母材1は、下部堆積室3のコア堆積用バーナ8によりそのコア部が堆積され、クラッド堆積用バーナ9によりクラッドの一部が堆積される。さらに、上部堆積室2ではクラッド堆積用バーナ10によりクラッド部が所定の径に達するまで堆積される。
これによって、多孔質母材1の先端部から直胴部にかけて、多孔質母材1の形状に沿った整った気流が形成される。この結果、付着しなかった余剰のガラス微粒子の排気効率を高めるために、上部堆積室2の給排気量を増やした場合でも、上部堆積室2の気流が下部堆積室3に侵入する頻度を効果的に低減でき、コア堆積用バーナ8の火炎を安定化させることが可能となる。さらに、上部堆積室2と下部堆積室3との接続口12近傍への余剰のガラス微粒子の付着を抑制することができる。なお、B/Aが0.05未満であると、上部堆積室2の乱れた気流が下部堆積室3に侵入する頻度が増す。また、B/Aが0.6を超えると、多孔質母材1と接続口12との隙間が狭いため、下部堆積室3で発生した未付着のガラス微粒子が接続口12に付着しやすくなる。
また、接続口12の中心から上部堆積室2の内壁までの距離をA以上としたことにより、光ファイバ母材の大型化に伴って原料供給量を増加させ、余剰のガラス微粒子が増加した場合でも、上部堆積室内壁への余剰のガラス微粒子の付着が効果的に抑えられる。
図3は、上部堆積室2の床部に設けられた接続口12の開口部に面取り17を行った例を示し、図4は、接続口12の開口部に曲面18を設けた例を示している。
なお、給気口6,7から供給する気体は、フィルタを通した室内空気を使用する。
以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではなく、様々な態様が可能である。
図1に示した反応容器を用いて、以下の条件で、光ファイバ用多孔質母材の製造を行った。
上部堆積室2の給気口6から2[m3/min]のAirを供給し、下部堆積室3の給気口7からは100[l/min]のAirを供給し、コア堆積用バーナ8には原料ガスとして、SiCl4450[ml/min]とGeCl425[ml/min]を供給した。クラッド堆積用バーナ9,10には原料ガスとしてそれぞれSiCl41.0[l/min]、3.0[l/min]を供給した。さらに、各堆積用バーナには、それぞれ燃焼ガスとしてH2、助燃ガスとしてO2を供給した。
得られた多孔質母材1を脱水・透明ガラス化したところ、気泡や異物の存在は認められなかった。このようにして得られた光ファイバ母材の屈折率分布を測定したところ、長手方向で安定しており、優れた光学特性を有していた。
実施例1と同様のガス条件でガラス微粒子の堆積を行った。このとき、上部堆積室2の床面11を多孔質母材1の直胴部下端よりも上方に設置した場合、もしくは、接続口12の開口径をB/A>0.6にした場合は、コア堆積用バーナの火炎は安定していたものの、接続口近傍に余剰のススが大量に付着し剥離した。また、透明ガラス化したところ、多数の気泡が発生した。
実施例1と同様のガス条件でガラス微粒子の堆積を行った。このとき、上部堆積室2の床面11を多孔質母材1の堆積先端部よりも下方に設置した場合、もしくは、接続口12の開口径をB/A<0.05にした場合は、接続口近傍での余剰のススの付着量は少なく抑えられ、剥離・落下は無く、透明ガラス化後の泡の発生も無かった。
しかしながら、上部堆積室2の気流の下部堆積室3への侵入を防ぐことができず、コア堆積用バーナ8の火炎は、大きく乱されていた。そのため、屈折率分布を測定したところ、長手方向に分布特性に変化があり、また強い脈理を生じていた。
上部堆積室2の床面11を多孔質母材直胴部下端と堆積先端部との中間点の高さにあるように設置し、実施例1と同様のガス条件で、B/A=0.3として24hrsの堆積を行った。
ここで、上部堆積室2の排気口5の上端から、バーナ側の壁に設けられた給気口6上端を見上げたときの角度θが 5°≦θ≦50°となるように排気口5および給気口6を設けたところ、余剰のガラス微粒子が天井19まで浮遊することなく、排気口5から排出することができ、バーナ側から見て多孔質母材裏側の天井19へのガラス微粒子の付着厚さは、従来の10mmから2mmに大幅に減少した。また、ガラス微粒子が上部堆積室下部で滞留することもないため、上部堆積室側壁下部への付着は認められなかった。
実施例2と同様のガス条件でガラス微粒子の堆積を行った。このとき、上部堆積室2の排気口上端からバーナ側給気口上端を見上げる角度θが、5°>θとなるように排気口5および給気口6を設けたところ、余剰のガラス微粒子が排気口5から排出されるまでに上部堆積室2の天井19まで浮遊するため、天井19、特に、バーナ側から見て多孔質母材裏側の天井19にガラス微粒子が大量に付着し、厚さ8mmに達した。
実施例2と同様のガス条件でガラス微粒子の堆積を行った。このとき、θ>50°としたところ、天井19に付着する余剰のガラス微粒子は無くなったものの、余剰のガラス微粒子が上部堆積室2の下部に滞留し、上部堆積室2の側壁下側に余剰のガラス微粒子が付着し、厚さ4mmに達した。
2:上部堆積室、
3:下部堆積室、
4:上室、
5:排気口、
6,7:給気口、
8:コア堆積用バーナ、
9,10:クラッド堆積用バーナ、
11:床面、
12:接続口、
13:直胴部下端、
14:堆積先端部、
15:取り外し式接続口、
16:反応容器、
17:面取り、
18:曲面、
19:天井。
Claims (7)
- ガラス用原料、可燃性ガス及び助燃性ガスをバーナに供給し、ガラス原料の火炎加水分解反応によって生成するガラス微粒子を堆積させて多孔質ガラス母材を製造する装置において、給気口と排気口を有する上部堆積室と、給気口を有する下部堆積室と、上部堆積室の上部にあって、堆積によって形成された多孔質ガラス母材を引上げ格納する上室とを有する反応容器において、上部堆積室の床面が、堆積中の多孔質ガラス母材の直胴部下端と堆積先端部との間の高さに設置され、上部堆積室の床部に上部堆積室と下部堆積室を接続する接続口が設けられ、上部堆積室の排気口および給気口が、排気口上端からこれと対向する壁に設けられた給気口上端を見上げたときの角度をθとするとき、角度θが式5°≦θ≦50°を満たす位置にそれぞれ設けられ、かつ接続口の開口径をA 、接続口を通過する多孔質ガラス母材の径をBとするとき、B/Aが式0.05≦B/A≦0.6を満たすことを特徴とする多孔質ガラス母材の製造装置。
- 前記接続口の中心から、上部堆積室の内壁までの距離がA以上である請求項1に記載の多孔質ガラス母材の製造装置。
- 前記接続口の中心から、下部堆積室の内壁までの距離が0.7A以上である請求項1又は2に記載の多孔質ガラス母材の製造装置。
- 前記接続口の内面が、面取りまたは曲面に加工されている請求項1乃至3のいずれかに記載の多孔質ガラス母材の製造装置。
- 前記接続口が、上部堆積室床部から取り外し可能な構造を有する請求項1乃至4のいずれかに記載の多孔質ガラス母材の製造装置。
- 前記給気口より供給される気体が、フィルタを通した室内空気である請求項1に記載の多孔質ガラス母材の製造装置。
- 前記反応容器内の圧力が、排気口の下流に設置された自動圧力制御装置によって制御される請求項1に記載の多孔質ガラス母材の製造装置。
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