JP5342514B2 - Burner for glass fine particle synthesis and method for producing glass fine particle deposit - Google Patents

Burner for glass fine particle synthesis and method for producing glass fine particle deposit Download PDF

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Description

本発明は、光ファイバ母材を製造する際に用いられるガラス微粒子合成用バーナ（以下、バーナ）及びこのバーナを用いたガラス微粒子堆積体の製造方法に関する。   The present invention relates to a glass fine particle synthesis burner (hereinafter referred to as a burner) used when manufacturing an optical fiber preform and a method for producing a glass fine particle deposit using the burner.

一般的な光ファイバの製造方法として、気相軸付け法（ＶＡＤ：Vapor-phase Axial Deposition）、外付け気相成長法（ＯＶＤ：Outside Vapor Deposition）、内付け化学気相成長法（ＭＣＶＤ：Modified Chemical Vapor Deposition）などの気相合成法、又はこれらを組み合わせた方法が知られている。   As a general optical fiber manufacturing method, vapor-phase axial deposition (VAD: Vapor-phase Axial Deposition), external vapor deposition (OVD), internal chemical vapor deposition (MCVD) There are known vapor phase synthesis methods such as Chemical Vapor Deposition) or a combination thereof.

ＯＶＤ法では、バーナにより、ＳｉＣｌ４等の原料ガス、Ｈ２等の可燃性ガス及び助燃性ガスであるＯ２が供給され、酸水素火炎中で原料ガスが火炎加水分解反応することによりガラス微粒子が合成される。ターゲットロッドを軸中心に回転させながら、バーナとターゲットロッドを長手方向に相対移動させることで、ターゲットロッドの外周面にガラス微粒子（スート）が堆積され、スート体が形成される。
そして、形成されたスート体を高温で加熱して脱水・焼結することにより、透明ガラス化された光ファイバ母材が製造される。また、この光ファイバ母材を加熱して線引きすることにより、光ファイバが製造される。なお、ターゲットロッドには、例えばＶＡＤ法により作製されたコア母材が用いられる。 In the OVD method, a raw material gas such as SiCl 4 , a flammable gas such as H 2, and an auxiliary combustion gas O 2 are supplied by a burner, and the raw material gas undergoes a flame hydrolysis reaction in an oxyhydrogen flame, whereby glass fine particles are obtained. Is synthesized. By rotating the target rod about the axis and relatively moving the burner and the target rod in the longitudinal direction, glass fine particles (soot) are deposited on the outer peripheral surface of the target rod, and a soot body is formed.
Then, the formed soot body is heated at a high temperature to be dehydrated and sintered, whereby an optical fiber preform made into a transparent glass is manufactured. Moreover, an optical fiber is manufactured by heating and drawing this optical fiber preform. For the target rod, for example, a core base material manufactured by the VAD method is used.

上述したＯＶＤ法に用いられるバーナとしては、可燃性ガス噴出流路の中心に原料ガス噴出流路を配置し、この原料ガス噴出流路を取り囲むように、可燃性ガス流出路内に助燃性ガス噴出流路を環状に配置したバーナ（いわゆるマルチノズルバーナ、例えば特許文献１〜４）或いはガス流出口が同心円状に配置されているいわゆる多重菅バーナが知られている。   As a burner used in the above-described OVD method, a raw material gas jet passage is arranged at the center of the combustible gas jet passage, and an auxiliary combustible gas is placed in the combustible gas outflow passage so as to surround the raw material gas jet passage. A burner (so-called multi-nozzle burner, for example, Patent Documents 1 to 4) in which the ejection passages are arranged in an annular shape or a so-called multiple rod burner in which gas outlets are arranged concentrically is known.

図５は、マルチノズルバーナの一例を示す図である。図５に示すように、バーナ５０は、原料ガスを噴出する原料ガス噴出流路５１、助燃性ガスを噴出する助燃性ガス噴出流路５２、可燃性ガスを噴出する可燃性ガス噴出流路５３を備えている。
具体的には、マルチノズルバーナ５０の断面中心に、原料ガス噴出流路５１が配置され、この原料ガス噴出流路５１の外側には、原料ガス噴出流路５１と同心の円Ｃ１上に等間隔で第１助燃性ガス噴出流路５２１が配置されている。さらにその外側には、原料ガス噴出流路５１と同心の円Ｃ２上に等間隔で第２助燃性ガス噴出流路５２２が配置されている。 FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a multi-nozzle burner. As shown in FIG. 5, the burner 50 includes a source gas ejection channel 51 that ejects a source gas, an auxiliary gas ejection channel 52 that ejects an auxiliary gas, and an inflammable gas ejection channel 53 that ejects an inflammable gas. It has.
Specifically, a raw material gas ejection channel 51 is disposed at the center of the cross section of the multi-nozzle burner 50, and the outer side of the raw material gas ejection channel 51 is on a circle C1 concentric with the source gas ejection channel 51. First auxiliary combustible gas ejection channels 521 are arranged at intervals. Further, on the outer side, second auxiliary combustible gas ejection channels 522 are arranged at equal intervals on a circle C2 concentric with the source gas ejection channel 51.

また、特許文献５、６には、ＯＶＤ法を利用して光ファイバ母材を製造する際に、ターゲットロッドの長手方向に複数のバーナを配置する技術が開示されている。   Patent Documents 5 and 6 disclose techniques for arranging a plurality of burners in the longitudinal direction of a target rod when an optical fiber preform is manufactured using the OVD method.

特開２００２−２９７５９号公報JP 2002-29759 A 特開平５−３２３１３０号公報JP-A-5-323130 特開昭６２−１８７１３５号公報JP 62-187135 A 特開平６−０７２７３３号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-072733 特開平３−２２８８４５号公報JP-A-3-228845 特開平１０−１５８０２５号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-158025

ところで、近年では、光ファイバの需要が飛躍的に増加していることに伴い、より大型の光ファイバ母材をより短時間で製造し、低コスト化することが要求されている。
特許文献５、６のように、ターゲットロッドの長手方向に複数のバーナを並べて配設する手法は、短時間でスート体を形成できるという点で有効である。しかしながら、個々のバーナの堆積能力のわずかな差異によりスート体及びこれを透明ガラス化した光ファイバ母材の外形変動が生じやすいという欠点がある。特許文献６では、堆積量検出機構（ＣＣＤカメラ）により外径変動を検出して修正するようにしているが、バーナの制御が複雑となる上、製造設備も複雑な構造となってしまう。
このように、従来の手法では、光ファイバ母材の大型化、低コスト化に応えることが困難となっている。 By the way, in recent years, with the demand for optical fibers increasing dramatically, it is required to manufacture a larger-sized optical fiber preform in a shorter time and to reduce the cost.
As disclosed in Patent Documents 5 and 6, the technique of arranging a plurality of burners side by side in the longitudinal direction of the target rod is effective in that a soot body can be formed in a short time. However, there is a drawback that the outer shape of the soot body and the optical fiber preform formed from the transparent glass is likely to be changed due to a slight difference in the deposition ability of each burner. In Patent Document 6, the outer diameter variation is detected and corrected by the accumulation amount detection mechanism (CCD camera). However, the control of the burner becomes complicated and the manufacturing equipment also has a complicated structure.
As described above, it is difficult for the conventional technique to meet the increase in size and cost of the optical fiber preform.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、光ファイバ母材の製造において良質なスート体を短時間で効率的に形成し、製造コストを低減できるガラス微粒子合成用バーナ及びガラス微粒子堆積体の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems. A glass fine particle synthesis burner and glass fine particles capable of efficiently forming a high-quality soot body in a short time in the production of an optical fiber preform and reducing the production cost. It aims at providing the manufacturing method of a deposit.

請求項１に記載の発明は、原料ガスを噴出する原料ガス噴出流路と、
この原料ガス噴出流路を取り囲むように設けられた複数の小口径流路からなり、これらの小口径流路から助燃性ガスを噴出する助燃性ガス噴出流路と、
前記原料ガス噴出流路及び前記助燃性ガス噴出流路の周囲に設けられ、可燃性ガスを噴出する可燃性ガス噴出流路とを備え、
前記可燃性ガス及び前記助燃性ガスを噴出させ、この可燃性ガス及び助燃性ガスからなる火炎中に前記原料ガスを供給することにより合成されたガラス微粒子をターゲットロッドに堆積させるガラス微粒子合成用バーナにおいて、
前記原料ガス噴出流路が、当該ガラス微粒子合成用バーナの断面中心を中心とする同一円周上に等間隔で複数配置され、
前記助燃性ガス噴出流路が、前記原料ガス噴出流路のそれぞれを取り囲むように個々の前記原料ガス噴出流路と同心の円上に環状配置された第１助燃性ガス噴出流路と、この第１助燃性ガス噴出流路を取り囲むように当該ガラス微粒子合成用バーナの断面中心を中心とする同一円周上に環状配置された第２助燃性ガス噴出流路と、で構成され、
前記ガラス微粒子合成用バーナの断面中心には、第１助燃性ガス噴出流路が配置されていることを特徴とする。 The invention according to claim 1 is a raw material gas ejection flow path for ejecting raw material gas;
Composed of a plurality of small-diameter channels provided so as to surround this raw material gas-ejecting channel, and an auxiliary-combustible gas-ejecting channel for ejecting auxiliary-combustible gas from these small-diameter channels,
A flammable gas ejection channel provided around the raw material gas ejection channel and the auxiliary combustible gas ejection channel;
A burner for synthesizing glass fine particles, in which the fine glass particles synthesized by ejecting the combustible gas and the auxiliary combustible gas and supplying the raw material gas into a flame composed of the combustible gas and the auxiliary combustible gas are deposited on the target rod. In
A plurality of the source gas ejection flow paths are arranged at equal intervals on the same circumference centering on the cross-sectional center of the glass fine particle synthesis burner,
A first auxiliary combustible gas ejection flow path annularly arranged on a circle concentric with each of the raw material gas ejection flow paths so that the auxiliary combustion gas ejection flow path surrounds each of the raw material gas ejection flow paths; A second auxiliary combustible gas ejection flow path annularly arranged on the same circumference around the center of the cross section of the glass particulate synthesis burner so as to surround the first auxiliary combustion gas ejection flow path ,
A first auxiliary combustible gas ejection channel is arranged at the center of the cross section of the glass fine particle synthesis burner .

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のガラス微粒子合成用バーナにおいて、前記第１助燃性ガス噴出流路が、個々の前記原料ガス噴出流路に対して、３箇所以上に配置されていることを特徴とする。   The invention according to claim 2 is the glass fine particle synthesis burner according to claim 1, wherein the first auxiliary combustible gas ejection flow path is arranged at three or more locations with respect to each of the raw material gas ejection flow paths. It is characterized by being.

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のガラス微粒子合成用バーナを用いて、前記可燃性ガス噴出流路から可燃性ガスを噴出させるとともに、前記第１助燃性ガス噴出流路と前記第２助燃性ガス噴出流路から助燃性ガスを噴出させ、この可燃性ガス及び助燃性ガスからなる火炎中に前記原料ガス噴出流路から原料ガスを供給することによりガラス微粒子を合成し、合成されたガラス微粒子をターゲットロッドに堆積させることを特徴とするガラス微粒子堆積体の製造方法である。   A third aspect of the present invention is a method for ejecting a combustible gas from the combustible gas ejection flow path using the glass fine particle synthesizing burner according to the first or second aspect, and for causing the first auxiliary combustible gas ejection flow. Glass particles are synthesized by injecting an auxiliary combustion gas from a channel and the second auxiliary combustion gas ejection channel, and supplying the source gas from the source gas ejection channel into a flame composed of the combustible gas and the auxiliary combustion gas. Then, the synthesized glass fine particles are deposited on a target rod.

本発明によれば、良質なスート体を短時間で効率的に形成することができるので、大型の光ファイバ母材をより短時間で製造することができる。したがって、光ファイバ母材の製造コストを格段に低減することができる。   According to the present invention, since a high-quality soot body can be efficiently formed in a short time, a large-sized optical fiber preform can be manufactured in a shorter time. Therefore, the manufacturing cost of the optical fiber preform can be significantly reduced.

実施形態に係るバーナの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the burner which concerns on embodiment. ＯＶＤ法によるスート形成工程の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the soot formation process by OVD method. 変形例１に係るバーナを示す図である。It is a figure which shows the burner which concerns on the modification 1. FIG. 変形例２に係るバーナを示す図である。It is a figure which shows the burner which concerns on the modification 2. 従来のマルチノズルバーナの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional multi-nozzle burner. 比較例１−１で用いたバーナの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the burner used in Comparative Example 1-1. 比較例１−２で用いたバーナの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the burner used in Comparative Example 1-2.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、実施形態に係るガラス微粒子合成用バーナ（以下、バーナ）１０の一例を示す図である。図１に示すように、バーナ１０は、可燃性ガスを噴出する可燃性ガス噴出流路１３内に、原料ガスを噴出する原料ガス噴出流路１１及び助燃性ガスを噴出する助燃性ガス噴出流路１２が配置されて構成されている。バーナ１０では、助燃性ガス噴出流路１２、可燃性ガス噴出流路１３からそれぞれ助燃性ガス、可燃性ガスを噴出させ、この助燃性ガス及び可燃性ガスからなる火炎中に原料ガスを供給することにより合成されたガラス微粒子をターゲットロッドに堆積させる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a view showing an example of a glass fine particle synthesis burner (hereinafter, burner) 10 according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the burner 10 includes a combustible gas ejection flow path 11 for ejecting a raw material gas and an auxiliary combustible gas ejection flow for ejecting an auxiliary combustion gas in a combustible gas ejection flow path 13 for ejecting a combustible gas. The path 12 is arranged and configured. In the burner 10, an auxiliary combustion gas and an inflammable gas are ejected from an auxiliary combustion gas ejection channel 12 and an inflammable gas ejection channel 13, respectively, and a raw material gas is supplied into a flame composed of the auxiliary combustion gas and the combustion gas. The glass fine particles synthesized thereby are deposited on the target rod.

バーナ１０の中央（可燃性ガス噴出流路１３の中央）には、バーナ１０の断面中心を中心とする同一円周上に、等間隔で３個の原料ガス噴出流路１１が配置されている。それぞれの原料ガス噴出流路１１の外側には、同心状にシールガス噴出流路１６が配置されている。
助燃性ガス噴出流路１２は、原料ガス噴出流路１１の外側に配置される小口径流路からなる第１助燃性ガス噴出流路１２１と、この第１助燃性ガス噴出流路１２１の外側に配置される小口径流路からなる第２助燃性ガス噴出流路１２２で構成されている。 In the center of the burner 10 (the center of the combustible gas ejection flow path 13), three source gas ejection flow paths 11 are arranged at equal intervals on the same circumference centering on the cross-sectional center of the burner 10. . A seal gas ejection channel 16 is concentrically disposed outside each source gas ejection channel 11.
The auxiliary combustible gas ejection channel 12 is formed on the outer side of the first auxiliary combustion gas ejection channel 121, which is a small-diameter channel disposed outside the raw material gas ejection channel 11, and the first auxiliary combustion gas ejection channel 121. The second auxiliary combustible gas ejection channel 122 is composed of a small-diameter channel disposed.

第１助燃性ガス噴出流路１２１は、それぞれの原料ガス噴出流路１１を取り囲むように、個々の原料ガス噴出流路１１と同心でバーナ中心を通る３つの円Ｃ１１〜Ｃ１３上に環状配置されている。具体的には、第１助燃性ガス噴出流路１２１は、３つの円Ｃ１１〜Ｃ１３の交点（バーナ中心）、及び２つの円Ｃ１１、Ｃ１２の交点、円Ｃ１１、Ｃ１３の交点、円Ｃ１２、Ｃ１３の交点の４箇所、並びにそれぞれの原料ガス噴出流路１１の中心に関してバーナ中心と点対称な位置となる３箇所の計７箇所に配置されている。   The first auxiliary combustible gas ejection channels 121 are annularly arranged on three circles C11 to C13 concentric with the individual source gas ejection channels 11 and passing through the center of the burner so as to surround the respective source gas ejection channels 11. ing. Specifically, the first auxiliary combustible gas ejection flow path 121 includes an intersection (a burner center) of three circles C11 to C13, an intersection of two circles C11 and C12, an intersection of circles C11 and C13, and circles C12 and C13. Are arranged at a total of seven locations, three locations that are point-symmetric with respect to the burner center with respect to the center of each of the source gas ejection flow paths 11.

また、第２助燃性ガス噴出流路１２２は、第１助燃性ガス噴出流路１２１を取り囲むように、バーナ１０の断面中心を中心とした同一円周Ｃ２上に、等間隔で６箇所に環状配置されている。なお、第２助燃性ガス流路１２２は、それぞれの原料ガス噴出流路１１から噴出された原料ガスを十分にガラス粒子化し、安定して堆積させるため、６箇所以上に配置するのが望ましい。   In addition, the second auxiliary combustible gas ejection flow path 122 has an annular shape at six equal intervals on the same circumference C2 centering on the cross-sectional center of the burner 10 so as to surround the first auxiliary combustion gas ejection flow path 121. Has been placed. Note that the second auxiliary combustible gas flow paths 122 are preferably disposed at six or more locations in order to sufficiently convert the raw material gas ejected from the respective raw material gas ejection flow paths 11 into glass particles and deposit them stably.

可燃性ガス噴出流路１３は、原料ガス噴出流路１１及び助燃性ガス噴出流路１２を内包する大口径流路で構成されている。
また、可燃性ガス噴出流路１３の外側には、シールガスを噴出するシールガス噴出流路１４、助燃性ガスを噴出する補助助燃性ガス噴出流路１５が同心状に配置されている。シールガスとしては、例えば、Ａｒ、Ｎ２などの不活性ガスが一般的に用いられる。なお、各噴出流路１１〜１６は、例えば石英ガラスやセラミックス等の耐熱性の高い材料で構成される。 The combustible gas ejection channel 13 is composed of a large-diameter channel that encloses the raw material gas ejection channel 11 and the auxiliary combustible gas ejection channel 12.
Further, on the outside of the combustible gas ejection flow path 13, a seal gas ejection flow path 14 for ejecting seal gas and an auxiliary auxiliary combustion gas ejection flow path 15 for ejecting auxiliary combustion gas are arranged concentrically. For example, an inert gas such as Ar or N 2 is generally used as the seal gas. In addition, each ejection flow path 11-16 is comprised with material with high heat resistance, such as quartz glass and ceramics, for example.

ここで、バーナ１０においては、３個の原料ガス噴出流路１１及び第１助燃性ガス噴出流路１２１の周囲には、第２助燃性ガス噴出流路１２２が配置されているので、バーナ１０の外縁側ほど燃焼部位（助燃性ガスと可燃性ガスの界面）が多くなる。つまり、原料ガス流には外側方向から熱、水分が多く供給されることとなる。したがって、それぞれの原料ガス噴出流路１１に対して第１助燃性ガス噴出流路１２１を均等配置すると、３個の原料ガス噴出流路１１から噴出される原料ガス流同士の間の部分で温度が低くなる。
このような原料ガス流の断面内における温度の偏りを低減するために、助燃性ガス噴出流路１２を設けることは有効である。すなわち、第１助燃性ガス噴出流路１２１は、実現可能なバーナ構造の中で、原料ガス流の断面内での温度の偏りを小さくするように適宜設定されるべきである。 Here, in the burner 10, the second auxiliary combustible gas ejection channel 122 is disposed around the three source gas ejection channels 11 and the first auxiliary gas ejection channel 121. As the outer edge side of, the number of combustion sites (interface between the auxiliary combustible gas and the combustible gas) increases. That is, a large amount of heat and moisture are supplied from the outside direction to the raw material gas flow. Therefore, if the first auxiliary combustible gas ejection flow paths 121 are evenly arranged with respect to the respective raw material gas ejection flow paths 11, the temperature at the portion between the raw material gas flows ejected from the three raw material gas ejection flow paths 11 is increased. Becomes lower.
In order to reduce such temperature deviation in the cross section of the raw material gas flow, it is effective to provide the auxiliary combustible gas ejection flow path 12. That is, the first auxiliary combustible gas ejection channel 121 should be appropriately set so as to reduce the temperature deviation in the cross section of the raw material gas flow in the feasible burner structure.

本実施形態では、上述したように３個の原料ガス噴出流路１１の間、すなわちバーナ１０の中央部に重点的に第１助燃性ガス噴出流路１２１を配置することで、原料ガス流の断面内で生じる温度の偏りを抑制している。また、第１助燃性ガス流路１２１を、１個の原料ガス噴出流路１１あたり３箇所以上に配置するのが望ましく、これにより原料ガス流の断面内での温度の偏りをさらに小さくすることができる。   In the present embodiment, as described above, the first auxiliary combustible gas ejection flow path 121 is disposed mainly between the three source gas ejection flow paths 11, that is, in the central portion of the burner 10, thereby It suppresses temperature deviation that occurs in the cross section. Moreover, it is desirable to arrange the first auxiliary combustible gas flow passages 121 at three or more locations per one raw material gas ejection flow passage 11, thereby further reducing the temperature deviation in the cross section of the raw material gas flow. Can do.

また、原料ガス噴出流路１１、第１助燃性ガス噴出流路１２１、第２助燃性ガス噴出流路１２２の噴出方向は、それぞれバーナ１０の中心軸上で焦点を結ぶように設定される。望ましくは、第１助燃性ガス噴出流路１２１から噴出される第１助燃性ガスの焦点距離（噴出端面におけるバーナ中心から焦点までの距離、以下同じ）をＬ１、原料ガス噴出流路から噴出される原料ガスの焦点距離をＬ２、第２助燃性ガス噴出流路１２２から噴出される第２助燃性ガスの焦点距離をＬ３としたとき、Ｌ１＝Ｌ２≦Ｌ３となるように設定する。   Further, the ejection directions of the raw material gas ejection channel 11, the first auxiliary combustion gas ejection channel 121, and the second auxiliary combustion gas ejection channel 122 are set so as to be focused on the central axis of the burner 10. Desirably, the focal length of the first auxiliary combustible gas ejected from the first auxiliary combustible gas ejection channel 121 (distance from the center of the burner to the focal point at the ejection end surface, hereinafter the same) is L1, and is ejected from the source gas ejection channel. When the focal length of the raw material gas is L2, and the focal length of the second auxiliary combustible gas ejected from the second auxiliary combustible gas ejection flow path 122 is L3, L1 = L2 ≦ L3.

バーナ１０のように、助燃性ガスと可燃性ガス流界面で原料ガスが燃焼する場合、原料ガスのガス流断面方向での熱の均質性を考慮すると、原料ガスの焦点が第一助燃性ガスの焦点と一致していなければ、原料ガスのガス流断面方向での熱の均質性が損なわれる。つまり、層流の如く流れている原料ガス流に対して第一助燃性ガス流が一方からだけ接触すると、原料ガス流が片側に乱れガラス原料や生成したガラス微粒子が堆積効率が低下すると考えられる。そこで、第１助燃性ガスの焦点距離Ｌ１と原料ガスの焦点距離Ｌ２を一致（Ｌ１＝Ｌ２）させるのが望ましい。   When the raw material gas burns at the interface between the combustible gas and the combustible gas flow like the burner 10, the focus of the raw material gas is the first auxiliary combustible gas in consideration of the heat uniformity in the gas flow cross-sectional direction of the raw material gas. If it does not coincide with the focal point, the heat homogeneity in the gas flow cross-sectional direction of the raw material gas is impaired. That is, when the first auxiliary combustible gas flow comes into contact with the raw material gas flow flowing like a laminar flow from only one side, the raw material gas flow is disturbed on one side, and the deposition efficiency of the glass raw material and generated glass fine particles is reduced. . Therefore, it is desirable to make the focal length L1 of the first auxiliary combustion gas coincide with the focal length L2 of the raw material gas (L1 = L2).

また、原料ガスと第１助燃性ガスの焦点付近（焦点距離Ｌ１＝Ｌ２）で生成されたガラス微粒子の流れが焦点より先で乱されても、その外側に高速で流れる第２助燃性ガスの流れがあれば、ガラス微粒子の流れが押さえこまれていくと考えられる。一方、第２助燃性ガスの焦点距離Ｌ３を原料ガスの焦点距離Ｌ１より短くすると、原料ガスのガス流断面での熱的不均一をもたらし、乱れたガラス微粒子の流れを抑える機能もなくなる。そこで、第２助燃性ガスの焦点距離Ｌ３は、第１助燃性ガスの焦点距離Ｌ１及び原料ガスの焦点距離Ｌ２以上（Ｌ３≧Ｌ１＝Ｌ２）とするのが望ましい。
なお、後述する図４のように、第２助燃性ガス流路３２２を二重環構造とした場合は、外側の第２助燃性ガスの焦点距離Ｌ３２を、内側の第２助燃性ガスの焦点距離Ｌ３１以上とすればよい。 In addition, even if the flow of the glass fine particles generated near the focal point (focal length L1 = L2) of the raw material gas and the first auxiliary combustion gas is disturbed before the focal point, the second auxiliary combustion gas flowing at a high speed outside the focal point. If there is a flow, it is considered that the flow of glass particles is suppressed. On the other hand, if the focal length L3 of the second auxiliary combustible gas is shorter than the focal length L1 of the raw material gas, thermal nonuniformity is caused in the gas flow cross section of the raw material gas, and the function of suppressing the flow of turbulent glass particles is lost. Therefore, it is desirable that the focal length L3 of the second auxiliary combustible gas be equal to or greater than the focal length L1 of the first auxiliary combustible gas and the focal length L2 of the source gas (L3 ≧ L1 = L2).
In addition, when the 2nd auxiliary | assistant combustion gas flow path 322 is made into the double ring structure like FIG. 4 mentioned later, the focal distance L32 of an outer side 2nd auxiliary | assistant combustion gas is made into the focus of an inner side 2nd auxiliary | assistant combustion gas. The distance may be greater than or equal to L31.

第１助燃性ガス噴出流路１２１と第２助燃性ガス噴出流路１２２を構成する小口径流路の内径は同一とされ、第１助燃性ガス噴出流路１２１と第２助燃性ガス噴出流路１２２には別系統の供給路を通して助燃性ガスが供給される。つまり、それぞれのガス供給量を調整することで、噴出される助燃性ガスの流速を個別に制御可能となっている。   The inner diameters of the small-diameter channels constituting the first auxiliary combustion gas ejection channel 121 and the second auxiliary combustion gas ejection channel 122 are the same, and the first auxiliary combustion gas ejection channel 121 and the second auxiliary combustion gas ejection channel The auxiliary combustion gas is supplied to 122 through a separate supply path. That is, the flow rate of the auxiliary combustible gas to be ejected can be individually controlled by adjusting each gas supply amount.

助燃性ガス噴出流路１２（第１助燃性ガス噴出流路１２１及び第２助燃性ガス噴出流路１２２を構成する小口径流路）の内径が小さいほど、少ないガス供給量で流速を速くすることができるが、内径が小さくなりすぎると流速を上げることが困難となる。一方で、助燃性ガス噴出流路１２の内径が大きくなると大量の助燃性ガスが必要となり非経済的である。これより、助燃性ガス噴出流路１２の内径は０．５〜３ｍｍ、好ましくは１〜２ｍｍとする。
可燃性ガス噴出流路１３の内径は、可燃性ガスとしてＨ２を使用する場合には２５〜５５ｍｍとするのが望ましい。可燃性ガスと助燃性ガスの適切な流速差を得る為である。 The smaller the inner diameter of the auxiliary combustible gas ejection flow path 12 (the small diameter flow path constituting the first auxiliary combustion gas ejection flow path 121 and the second auxiliary combustion gas ejection flow path 122), the faster the flow rate with a smaller gas supply amount. However, if the inner diameter becomes too small, it is difficult to increase the flow rate. On the other hand, if the inner diameter of the auxiliary combustion gas ejection passage 12 is increased, a large amount of auxiliary combustion gas is required, which is uneconomical. Accordingly, the inner diameter of the auxiliary combustible gas ejection channel 12 is set to 0.5 to 3 mm, preferably 1 to 2 mm.
The inner diameter of the combustible gas ejection flow path 13 is preferably 25 to 55 mm when H 2 is used as the combustible gas. This is for obtaining an appropriate flow rate difference between the combustible gas and the auxiliary combustible gas.

一般に、ガラス微粒子の堆積速度を向上させるためには、原料ガス噴出流路から大量の原料ガスを噴出させ、効率よく反応させて堆積させる必要がある。原料ガスを大量に噴出する手法としては、例えば、原料ガスの流速を速くする手法と、原料ガス噴出流路の口径を拡大する方法が考えられる。
しかしながら、前者の手法では、原料ガスの流速を速くするに従い、原料ガスが火炎加水分解反応するための時間が十分確保できなくなる。そのため、ガラス微粒子の合成が不十分な状態で原料ガス流がターゲットロッドに到達することとなり、ガラス微粒子の堆積効率が低下してしまう。
一方、後者の手法では、原料ガス噴出流路の口径を拡大するに従い、原料ガス流の外縁部と中心部でガラス微粒子の合成反応進行度合いの差が大きくなり、特に中心部におけるガラス微粒子の合成速度が遅くなる。原料ガス流の周囲から熱及び反応に必要な水分等が供給されることにより、原料ガス流の外縁部から中心部に向かってガラス微粒子の合成反応が進むためである。そして、このような不均一な合成状態で原料ガス流がターゲットロッドに到達すると、ガラス微粒子の堆積効率が低下してしまう。 In general, in order to improve the deposition rate of the glass fine particles, it is necessary to eject a large amount of source gas from the source gas ejection flow path and cause it to react and deposit efficiently. As a method for ejecting a large amount of source gas, for example, a method for increasing the flow rate of the source gas and a method for expanding the diameter of the source gas ejection channel are conceivable.
However, in the former method, as the flow rate of the raw material gas is increased, a sufficient time for the raw material gas to undergo a flame hydrolysis reaction cannot be secured. Therefore, the raw material gas flow reaches the target rod in a state where the synthesis of the glass particles is insufficient, and the deposition efficiency of the glass particles is lowered.
On the other hand, in the latter method, as the diameter of the raw material gas ejection channel is increased, the difference in the progress of the synthesis reaction of the glass fine particles between the outer edge and the central portion of the raw material gas flow increases. The speed is slow. This is because, by supplying heat and moisture necessary for the reaction from the periphery of the raw material gas flow, the synthesis reaction of the glass fine particles proceeds from the outer edge portion to the central portion of the raw material gas flow. And when the source gas flow reaches the target rod in such a non-uniform synthetic state, the deposition efficiency of the glass fine particles is lowered.

そこで、本実施形態では、小口径の原料ガス噴出流露１１を分割して複数設けることにより、個々の原料ガス噴出流路１１の口径を拡大することなく、全体として原料ガスを大量に噴出できるようにしている。また、個々の原料ガス噴出流路１１のそれぞれに対して、環状に第１助燃性ガス噴出流路１２１を設けることにより、個々の原料ガス噴出流路１１から噴出された原料ガス流に均等に熱及び反応に必要な水分等が供給されるようにしている。
これにより、それぞれの原料ガス流において一様にガラス微粒子が合成されるので、全体として原料ガスを大量に噴出することができ、ガラス微粒子の堆積効率を向上させることができる。なお、原料ガスの流速は、ガラス微粒子が十分に合成されうる程度の反応時間が確保されるように設定されればよい。 Therefore, in this embodiment, by providing a plurality of small-diameter raw material gas ejection flow dew 11 so as to be able to eject a large amount of raw material gas as a whole without expanding the diameter of each raw material gas ejection channel 11. I have to. Further, by providing the first auxiliary combustible gas ejection channel 121 in an annular shape for each of the individual source gas ejection channels 11, the source gas flow ejected from the individual source gas ejection channels 11 is evenly distributed. The heat and moisture necessary for the reaction are supplied.
Thereby, since the glass fine particles are uniformly synthesized in each raw material gas flow, a large amount of the raw material gas can be ejected as a whole, and the deposition efficiency of the glass fine particles can be improved. The flow rate of the raw material gas may be set so as to ensure a reaction time enough to synthesize the glass particles sufficiently.

加えて、原料ガス噴出流路１１から噴出された原料ガス流には、それぞれの外側に環状配置された第１助燃性ガス噴出流路１２１から噴出された助燃性ガス及び可燃性ガス噴出流路１３から噴出された可燃性ガスによる燃焼により熱が供給されるので、各原料ガス流内で合成されたガラス微粒子の温度と堆積面の温度が適正に制御されて、ガラス微粒子が効率的に堆積していくこととなる。
さらに、第２助燃性ガス噴出流路１２２から噴出された助燃性ガスにより、原料ガス流及び原料ガス流中で生成したガラス微粒子流の流れを安定化させることができ、加えてガラス微粒子流の温度と堆積面の温度が適正に制御される。 In addition, in the raw material gas flow ejected from the raw material gas ejection channel 11, the auxiliary combustion gas and the combustible gas ejection channel ejected from the first auxiliary combustion gas ejection channel 121 annularly arranged on the outer sides of the raw material gas flow. Since heat is supplied by combustion with the combustible gas ejected from 13, the temperature of the glass fine particles synthesized in each raw material gas flow and the temperature of the deposition surface are appropriately controlled to efficiently deposit the glass fine particles. It will be done.
Furthermore, the auxiliary combustion gas ejected from the second auxiliary combustion gas ejection flow path 122 can stabilize the flow of the raw material gas flow and the glass fine particle flow generated in the raw material gas flow. Temperature and deposition surface temperature are properly controlled.

このように、実施形態のバーナ１０によれば、良質なスート体を短時間で効率的に形成することができるので、大型の光ファイバ母材をより短時間で製造することができる。したがって、光ファイバ母材の製造コストを格段に低減することができる。   Thus, according to the burner 10 of the embodiment, a high-quality soot body can be efficiently formed in a short time, so that a large-sized optical fiber preform can be manufactured in a shorter time. Therefore, the manufacturing cost of the optical fiber preform can be significantly reduced.

図２は、図１に示すバーナ１０を用いて、ＯＶＤ法によりスートを形成する工程について示した図である。本実施形態では、ＯＶＤ法によりターゲットロッド２の外周面にスート体３を形成し、これを高温で加熱して脱水・焼結することにより、透明ガラス化して光ファイバ母材１を製造する。   FIG. 2 is a diagram showing a process of forming soot by the OVD method using the burner 10 shown in FIG. In the present embodiment, the soot body 3 is formed on the outer peripheral surface of the target rod 2 by the OVD method, and this is heated at a high temperature to be dehydrated and sintered, thereby forming a transparent glass and manufacturing the optical fiber preform 1.

図２に示すように、ＯＶＤ法では、バーナ１０がターゲットロッド２の長手方向に往復移動可能に配置される。
このバーナ１０により、ＳｉＣｌ４等の原料ガス、可燃性ガス（例えばＨ２）、助燃性ガス（例えばＯ２）及びシールガス（例えばＮ２）が供給される。そして、可燃性ガス及び助燃性ガスからなる火炎（例えば酸水素火炎）１０１中で原料ガスが火炎加水分解反応することによりガラス微粒子１０２が合成される。
ターゲットロッド２を軸中心に回転させながら、バーナ１０を長手方向に往復移動させることで、ターゲットロッド２の外周面にガラス微粒子１０２が堆積され、スート体３が形成される。なお、ターゲットロッド２とバーナ１０は相対移動すればよく、ターゲットロッド２を長手方向に往復移動させてもよい。そして、高温で加熱して脱水・焼結することにより、透明ガラス化された光ファイバ母材１が製造される。また、この光ファイバ母材１を加熱して線引きすることにより、光ファイバが製造される。なお、ターゲットロッド２には、例えばＶＡＤ法により作製されたコア母材が用いられる。 As shown in FIG. 2, in the OVD method, the burner 10 is disposed so as to be capable of reciprocating in the longitudinal direction of the target rod 2.
The burner 10 supplies a raw material gas such as SiCl 4 , a combustible gas (for example, H 2 ), an auxiliary combustion gas (for example, O 2 ), and a seal gas (for example, N 2 ). Then, the raw material gas undergoes a flame hydrolysis reaction in a flame (for example, an oxyhydrogen flame) 101 composed of a combustible gas and an auxiliary combustible gas, thereby synthesizing the glass fine particles 102.
By rotating the burner 10 back and forth in the longitudinal direction while rotating the target rod 2 around the axis, the glass particulates 102 are deposited on the outer peripheral surface of the target rod 2 and the soot body 3 is formed. The target rod 2 and the burner 10 may be moved relative to each other, and the target rod 2 may be reciprocated in the longitudinal direction. And the optical fiber preform 1 made into a transparent glass is manufactured by heating at high temperature and dehydrating and sintering. Moreover, an optical fiber is manufactured by drawing this optical fiber preform 1 by heating. For the target rod 2, a core base material manufactured by, for example, the VAD method is used.

［変形例１］
図３は、変形例１に係るバーナ２０の一例を示す図である。変形例１では、原料ガス噴出流路２１を４個配置している点が実施形態のバーナ１０と異なる。
図３に示すように、バーナ２０は、可燃性ガスを噴出する可燃性ガス噴出流路２３内に、原料ガスを噴出する原料ガス噴出流路２１及び助燃性ガスを噴出する助燃性ガス噴出流路２２が配置されて構成されている。 [Modification 1]
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the burner 20 according to the first modification. Modification 1 is different from the burner 10 of the embodiment in that four source gas ejection channels 21 are arranged.
As shown in FIG. 3, the burner 20 has a combustible gas ejection flow path 21 for ejecting a raw material gas and an auxiliary combustible gas ejection flow for ejecting a combustible gas in a combustible gas ejection flow path 23 for ejecting a combustible gas. The path 22 is arranged and configured.

バーナ２０の中央には、バーナ２０の断面中心を中心とする同一円周上に等間隔で４個の原料ガス噴出流路２１が配置されている。それぞれの原料ガス噴出流路２１の外側には、同心状にシールガス噴出流路２６が配置されている。   In the center of the burner 20, four source gas ejection channels 21 are arranged at equal intervals on the same circumference centering on the cross-sectional center of the burner 20. A concentric seal gas ejection channel 26 is disposed outside each source gas ejection channel 21.

助燃性ガス噴出流路２２は、原料ガス噴出流路２１の外側に配置される小口径流路からなる第１助燃性ガス噴出流路２２１と、この第１助燃性ガス噴出流路２２１の外側に配置される小口径流路からなる第２助燃性ガス噴出流路２２２で構成されている。
第１助燃性ガス噴出流路２２１は、それぞれの原料ガス噴出流路２１を取り囲むように、個々の原料ガス噴出流路２１と同心でバーナ中心（可燃性ガス噴出流路２３の中心）を通る４つの円Ｃ１１〜Ｃ１４上に環状配置されている。具体的には、第１助燃性ガス噴出流路２２１は、４つの円Ｃ１１〜Ｃ１４の交点（バーナ中心）、及び２つの円Ｃ１１、Ｃ１２の交点、円Ｃ１２、Ｃ１３の交点、円Ｃ１３、Ｃ１４の交点、円Ｃ１４、Ｃ１１の交点の５箇所、並びにそれぞれの原料ガス噴出流路２１の中心に関してバーナ中心と点対称な位置となる４箇所の計９箇所に配置されている。
また、第２助燃性ガス噴出流路２２２は、第１助燃性ガス噴出流路２２１を取り囲むように、可燃性ガス噴出流路２３と同心の円Ｃ２上に等間隔で１２箇所に環状配置されている。 The auxiliary combustible gas ejection channel 22 has a first auxiliary combustion gas ejection channel 221 composed of a small-diameter channel disposed outside the raw material gas ejection channel 21, and an outer side of the first auxiliary combustion gas ejection channel 221. The second auxiliary combustible gas ejection channel 222 is composed of a small-diameter channel disposed.
The first auxiliary combustible gas ejection channel 221 passes through the burner center (center of the combustible gas ejection channel 23) concentrically with each source gas ejection channel 21 so as to surround each source gas ejection channel 21. It is annularly arranged on the four circles C11 to C14. Specifically, the first auxiliary combustible gas ejection flow path 221 includes an intersection (burner center) of four circles C11 to C14, an intersection of two circles C11 and C12, an intersection of circles C12 and C13, and circles C13 and C14. Are arranged at a total of nine points, four points which are point-symmetric with respect to the burner center with respect to the center of each of the source gas ejection flow paths 21 and five points of the intersection points of the circles C14 and C11.
In addition, the second auxiliary combustible gas ejection flow path 222 is annularly arranged at 12 positions at equal intervals on a circle C2 concentric with the combustible gas ejection flow path 23 so as to surround the first auxiliary combustion gas ejection flow path 221. ing.

可燃性ガス噴出流路１３は、原料ガス噴出流路２１及び助燃性ガス噴出流路２２を内包する大口径流路で構成されている。
また、可燃性ガス噴出流路２３の外側には、シールガスを噴出するシールガス噴出流路２４、助燃性ガスを噴出する補助助燃性ガス噴出流路２５が同心状に配置されている。シールガスとしては、例えば、Ａｒ、Ｎ２などの不活性ガスが一般的に用いられる。なお、各噴出流路２１〜２６は、例えば石英ガラスやセラミックス等の耐熱性の高い材料で構成される。 The combustible gas ejection flow path 13 is composed of a large-diameter flow path that encloses the raw material gas ejection flow path 21 and the auxiliary combustible gas ejection flow path 22.
Further, on the outside of the combustible gas ejection flow path 23, a seal gas ejection flow path 24 for ejecting seal gas and an auxiliary auxiliary combustion gas ejection flow path 25 for ejecting auxiliary combustion gas are arranged concentrically. For example, an inert gas such as Ar or N 2 is generally used as the seal gas. In addition, each ejection flow path 21-26 is comprised with material with high heat resistance, such as quartz glass and ceramics, for example.

変形例１のバーナ２０においても、実施形態のバーナ１０と同様の効果が得られる。すなわち、変形例１のバーナ２０によれば、良質なスート体を短時間で効率的に形成することができるので、大型の光ファイバ母材をより短時間で製造することができる。したがって、光ファイバ母材の製造コストを格段に低減することができる。   Also in the burner 20 of the modification 1, the same effect as the burner 10 of embodiment is acquired. That is, according to the burner 20 of the modified example 1, a high-quality soot body can be efficiently formed in a short time, and thus a large-sized optical fiber preform can be manufactured in a shorter time. Therefore, the manufacturing cost of the optical fiber preform can be significantly reduced.

［変形例２］
図４は、変形例２に係るバーナ３０の一例を示す図である。変形例２では、原料ガス噴出流路３１を２個配置し、第２助燃性ガス噴出流路３２２を二重環構造としている点が実施形態のバーナ１０と異なる。
図４に示すように、バーナ３０は、可燃性ガスを噴出する可燃性ガス噴出流路３３内に、原料ガスを噴出する原料ガス噴出流路３１及び助燃性ガスを噴出する助燃性ガス噴出流路３２が配置されて構成されている。 [Modification 2]
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the burner 30 according to the second modification. Modification 2 differs from the burner 10 of the embodiment in that two source gas ejection channels 31 are arranged and the second auxiliary combustible gas ejection channel 322 has a double ring structure.
As shown in FIG. 4, the burner 30 includes a combustible gas ejection flow path 31 for ejecting a raw material gas and an auxiliary combustion gas ejection flow for ejecting a combustible gas in a combustible gas ejection flow path 33 for ejecting a combustible gas. A path 32 is arranged and configured.

バーナ３０の中央には、バーナ３０の断面中心を中心とする同一円周上に等間隔、すなわちバーナ中心（可燃性ガス噴出流路３３の中心）に関して点対称となる２箇所に原料ガス噴出流路３１が配置されている。それぞれの原料ガス噴出流路３１の外側には、同心状にシールガス噴出流路３６が配置されている。   At the center of the burner 30, the raw material gas jet flows at two points that are equidistant on the same circumference centering on the center of the cross section of the burner 30, that is, point-symmetric with respect to the burner center (center of the combustible gas jet passage 33). A path 31 is arranged. A seal gas ejection flow path 36 is concentrically disposed outside each source gas ejection flow path 31.

助燃性ガス噴出流路３２は、原料ガス噴出流路３１の外側に配置される小口径流路からなる第１助燃性ガス噴出流路３２１と、この第１助燃性ガス噴出流路３２１の外側に配置される小口径流路からなる第２助燃性ガス噴出流路３２２で構成されている。
第１助燃性ガス噴出流路３２１は、それぞれの原料ガス噴出流路３１を取り囲むように、個々の原料ガス噴出流路３１と同心でバーナ中心を通る２つの円Ｃ１１、Ｃ１２上に環状配置されている。具体的には、第１助燃性ガス噴出流路３２１は、円Ｃ１１、Ｃ１２のそれぞれにおいて、互いの接点（バーナ中心）を含む等間隔の４箇所（計７箇所）に配置されている。
また、第２助燃性ガス噴出流路３２２は、第１助燃性ガス噴出流路３２１を取り囲むように、可燃性ガス噴出流路３３と同心の円Ｃ２上に等間隔で８箇所に環状配置された内側の第２助燃性ガス噴出流路３２２ａと、可燃性ガス噴出流路３３と同心の円Ｃ３上に等間隔で１２箇所に環状配置された外側の第２助燃性ガス噴出流路３２２ｂからなる二重環構造となっている。 The auxiliary combustible gas ejection channel 32 has a first auxiliary combustion gas ejection channel 321 composed of a small-diameter channel disposed outside the raw material gas ejection channel 31, and an outer side of the first auxiliary combustion gas ejection channel 321. The second auxiliary combustible gas ejection channel 322 is composed of a small-diameter channel disposed.
The first auxiliary combustible gas ejection channel 321 is annularly arranged on two circles C11 and C12 that are concentric with the individual source gas ejection channels 31 and pass through the burner center so as to surround the respective source gas ejection channels 31. ing. Specifically, the first auxiliary combustible gas ejection flow path 321 is arranged at four equally spaced locations (total of seven locations) including the mutual contacts (burner center) in each of the circles C11 and C12.
Further, the second auxiliary combustible gas ejection flow path 322 is annularly arranged at eight positions at equal intervals on a circle C2 concentric with the combustible gas ejection flow path 33 so as to surround the first auxiliary combustion gas ejection flow path 321. The inner second auxiliary combustible gas ejection flow path 322a and the outer second auxiliary combustible gas ejection flow path 322b annularly arranged at twelve positions on a circle C3 concentric with the combustible gas ejection flow path 33. It becomes the double ring structure which becomes.

可燃性ガス噴出流路３３は、原料ガス噴出流路３１及び助燃性ガス噴出流路３２を内包する大口径流路で構成されている。
また、可燃性ガス噴出流路３３の外側には、シールガスを噴出するシールガス噴出流路３４、助燃性ガスを噴出する補助助燃性ガス噴出流路３５が同心状に配置されている。シールガスとしては、例えば、Ａｒ、Ｎ２などの不活性ガスが一般的に用いられる。なお、各噴出流路３１〜３６は、例えば石英ガラスやセラミックス等の耐熱性の高い材料で構成される。 The combustible gas ejection channel 33 is configured by a large-diameter channel that encloses the raw material gas ejection channel 31 and the auxiliary combustible gas ejection channel 32.
Further, outside the combustible gas ejection flow path 33, a seal gas ejection flow path 34 for ejecting seal gas and an auxiliary auxiliary combustion gas ejection flow path 35 for ejecting auxiliary combustion gas are concentrically arranged. For example, an inert gas such as Ar or N 2 is generally used as the seal gas. In addition, each ejection flow path 31-36 is comprised with material with high heat resistance, such as quartz glass and ceramics, for example.

変形例２のバーナ３０においても、実施形態のバーナ１０と同様の効果が得られる。すなわち、変形例２のバーナ３０によれば、良質なスート体を短時間で効率的に形成することができるので、大型の光ファイバ母材をより短時間で製造することができる。したがって、光ファイバ母材の製造コストを格段に低減することができる。   Also in the burner 30 of the modified example 2, the same effect as the burner 10 of the embodiment can be obtained. That is, according to the burner 30 of the modified example 2, a high-quality soot body can be efficiently formed in a short time, and thus a large-sized optical fiber preform can be manufactured in a shorter time. Therefore, the manufacturing cost of the optical fiber preform can be significantly reduced.

［実施例１−１］
実施例１−１では、図１に示すバーナ１０を用いて光ファイバ母材を作製した。具体的には、バーナ１０を１００ｍｍφのターゲットロッド２から２５０ｍｍ離間させて対向配置した。そして、原料ガスをＳｉＣｌ４、可燃性ガスをＨ２、助燃性ガスをＯ２として、ターゲットロッド２を回転させながらバーナ１０を往復移動させ、ターゲットロッド２の外周面にガラス微粒子１０２を堆積させてスート体３を形成した。このとき、ターゲットロッドの回転速度を１００ｒｐｍ、バーナ１０のトラバース速度を２０００ｍｍ／ｍｉｎとし、堆積時間は３００ｍｉｎとした。なお、原料ガス噴出流路１１からは原料ガスＳｉＣｌ４と助燃性ガスであるＯ２を混合して噴出させた。
また、実施例１−１では、原料ガス噴出流路１１の噴出端における流速（以下、原料ガスの流速）を３８．２ｍ／ｓ、第１助燃性ガス噴出流路１２１の噴出端における流速（以下、第１助燃性ガスの流速）を３３．６ｍ／ｓ、第２助燃性ガス噴出流路１２２の噴出端における流速（以下、第２助燃性ガスの流速）を２０．３ｍ／ｓ、可燃性ガス噴出流路１３の噴出端における流速（以下、可燃性ガスの流速）を８．８ｍ／ｓとした。各噴出ガスの流速は、ガス供給量／噴出端の断面積により求まる。
また、シールガス噴出流路１６からは、原料ガスを可燃性ガス及び助燃性ガスと仕切れる程度の流量（流速：１ｍ／ｓ前後）でシールガス（例えばＮ２）を供給した。
そして、高温で加熱して脱水・焼結することによりスート体３を透明ガラス化し、実施例１−１に係る光ファイバクラッド用透明ガラス体を作製した。 [Example 1-1]
In Example 1-1, an optical fiber preform was produced using the burner 10 shown in FIG. Specifically, the burner 10 was placed opposite to the target rod 2 having a diameter of 100 mm by 250 mm. Then, the raw material gas is SiCl 4 , the combustible gas is H 2 , and the auxiliary combustible gas is O 2. The burner 10 is reciprocated while rotating the target rod 2, and the glass particles 102 are deposited on the outer peripheral surface of the target rod 2. The soot body 3 was formed. At this time, the rotational speed of the target rod was 100 rpm, the traverse speed of the burner 10 was 2000 mm / min, and the deposition time was 300 min. Note that the raw material gas SiCl 4 and the auxiliary combustion gas O 2 were mixed and ejected from the raw material gas ejection channel 11.
In Example 1-1, the flow velocity at the ejection end of the source gas ejection channel 11 (hereinafter referred to as the source gas velocity) is 38.2 m / s, and the flow velocity at the ejection end of the first auxiliary combustible gas ejection channel 121 ( Hereinafter, the flow rate of the first auxiliary combustible gas) is 33.6 m / s, the flow rate at the ejection end of the second auxiliary combustible gas ejection flow path 122 (hereinafter, the second auxiliary combustible gas flow rate) is 20.3 m / s, and combustible. The flow velocity at the ejection end of the combustible gas ejection flow path 13 (hereinafter referred to as the flow velocity of the combustible gas) was 8.8 m / s. The flow rate of each ejection gas is determined by the gas supply amount / the cross-sectional area of the ejection end.
In addition, a seal gas (for example, N 2 ) was supplied from the seal gas ejection channel 16 at a flow rate (flow velocity: around 1 m / s) enough to partition the source gas from the combustible gas and the auxiliary combustible gas.
And the soot body 3 was made into transparent glass by heating at high temperature and carrying out dehydration and sintering, and the transparent glass body for optical fiber clads which concerns on Example 1-1 was produced.

［実施例１−２］
実施例１−２では、図１に示すバーナ１０を用いて光ファイバクラッド用透明ガラス体を作製した。実施例１−１とは、第１助燃性ガス及び可燃性ガスの流速が異なり、他の条件は同じとした。すなわち、実施例１−２では、原料ガスの流速を３８．２ｍ／ｓ、第１助燃性ガスの流速を３１．９ｍ／ｓ、第２助燃性ガスの流速を１６．９ｍ／ｓ、可燃性ガスの流速を６．８ｍ／ｓとした。 [Example 1-2]
In Example 1-2, a transparent glass body for optical fiber cladding was produced using the burner 10 shown in FIG. The flow rates of the first auxiliary combustible gas and the combustible gas are different from those of Example 1-1, and other conditions are the same. That is, in Example 1-2, the flow rate of the raw material gas is 38.2 m / s, the flow rate of the first auxiliary combustion gas is 31.9 m / s, the flow rate of the second auxiliary combustion gas is 16.9 m / s, and the combustibility is increased. The gas flow rate was 6.8 m / s.

［実施例２］
実施例２では、図３に示すバーナ２０を用いて光ファイバクラッド用透明ガラス体を作製した。なお、バーナ２０における原料ガス噴出流路２１の噴出端の断面積は、図１に示すバーナ１０における原料ガス噴出流路１１の噴出端の断面積の３／４とした。つまり、噴出端における流速が同じであれば、原料ガス噴出流路２１から噴出される原料ガスの総量は、原料ガス噴出流路１１から噴出される原料ガスの総量と同じとなる。
また、実施例２では、原料ガスの流速を３８．２ｍ／ｓ、第１助燃性ガスの流速を３２．０ｍ／ｓ、第２助燃性ガスの流速を２０．５ｍ／ｓ、可燃性ガスの流速を８．３ｍ／ｓとした。その他の条件は実施例１−１と同じとした。 [Example 2]
In Example 2, a transparent glass body for optical fiber cladding was produced using the burner 20 shown in FIG. The sectional area of the ejection end of the source gas ejection channel 21 in the burner 20 was set to 3/4 of the sectional area of the ejection end of the source gas ejection channel 11 in the burner 10 shown in FIG. That is, if the flow velocity at the ejection end is the same, the total amount of source gas ejected from the source gas ejection channel 21 is the same as the total amount of source gas ejected from the source gas ejection channel 11.
In Example 2, the flow rate of the raw material gas is 38.2 m / s, the flow rate of the first auxiliary combustion gas is 32.0 m / s, the flow rate of the second auxiliary combustion gas is 20.5 m / s, The flow rate was 8.3 m / s. Other conditions were the same as in Example 1-1.

［実施例３］
実施例３では、図４に示すバーナ３０を用いて光ファイバクラッド用透明ガラス体を作製した。なお、バーナ３０における原料ガス噴出流路３１の噴出端の断面積は、図１に示すバーナ１０における原料ガス噴出流路１１の噴出端の断面積の３／２とした。つまり、噴出端における流速が同じであれば、原料ガス噴出流路３１から噴出される原料ガスの総量は、原料ガス噴出流路１１から噴出される原料ガスの総量と同じとなる。
また、実施例３では、原料ガスの流速を３８．２ｍ／ｓ、第１助燃性ガスの流速を３２．５ｍ／ｓ、第２助燃性ガス（内側）の流速を２４．７ｍ／ｓ、第２助燃性ガス（外側）の流速を１８．７ｍ／ｓ、可燃性ガスの流速を８．８ｍ／ｓとした。その他の条件は実施例１−１と同じとした。 [Example 3]
In Example 3, a transparent glass body for optical fiber cladding was produced using the burner 30 shown in FIG. The sectional area of the ejection end of the source gas ejection channel 31 in the burner 30 was set to 3/2 of the sectional area of the ejection end of the source gas ejection channel 11 in the burner 10 shown in FIG. That is, if the flow velocity at the ejection end is the same, the total amount of source gas ejected from the source gas ejection channel 31 is the same as the total amount of source gas ejected from the source gas ejection channel 11.
In Example 3, the flow rate of the raw material gas is 38.2 m / s, the flow rate of the first auxiliary combustion gas is 32.5 m / s, the flow rate of the second auxiliary combustion gas (inside) is 24.7 m / s, (2) The flow rate of the auxiliary combustible gas (outside) was 18.7 m / s, and the flow rate of the combustible gas was 8.8 m / s. Other conditions were the same as in Example 1-1.

［比較例１−１］
比較例１−１では、図６に示すバーナ６０を用いて光ファイバクラッド用透明ガラス体を作製した。図６に示すバーナ６０は、図１における第２助燃性ガス噴出流路１２２に相当する助燃性ガスの噴出口がない点が実施例１−１、実施例１−２と異なる。比較例１−１では、原料ガスの流速を３８．２ｍ／ｓ、第１助燃性ガスの流速を３９．２ｍ／ｓ、可燃性ガスの流速を８．１ｍ／ｓとした。その他の条件は実施例１−１と同じとした。 [Comparative Example 1-1]
In Comparative Example 1-1, a transparent glass body for optical fiber cladding was produced using the burner 60 shown in FIG. The burner 60 shown in FIG. 6 is different from the example 1-1 and the example 1-2 in that there is no auxiliary combustible gas ejection port corresponding to the second auxiliary combustible gas ejection channel 122 in FIG. In Comparative Example 1-1, the flow rate of the raw material gas was 38.2 m / s, the flow rate of the first auxiliary combustible gas was 39.2 m / s, and the flow rate of the combustible gas was 8.1 m / s. Other conditions were the same as in Example 1-1.

［比較例１−２］
比較例１−２では、図７に示すバーナ７０を用いて光ファイバクラッド用透明ガラス体を作製した。図７に示すバーナ７０は、図１における第１助燃性ガス噴出流路１２１に相当する助燃性ガスの噴出口がない点が実施例１−１、実施例１−２と異なる。比較例１−２では、原料ガスの流速を３８．２ｍ／ｓ、第２助燃性ガスの流速を３９．６ｍ／ｓ、可燃性ガスの流速を８．１ｍ／ｓとした。その他の条件は実施例１−１と同じとした。 [Comparative Example 1-2]
In Comparative Example 1-2, a transparent glass body for optical fiber cladding was produced using the burner 70 shown in FIG. The burner 70 shown in FIG. 7 is different from the example 1-1 and the example 1-2 in that there is no auxiliary combustible gas ejection port corresponding to the first auxiliary combustible gas ejection channel 121 in FIG. In Comparative Example 1-2, the flow rate of the raw material gas was 38.2 m / s, the flow rate of the second auxiliary combustible gas was 39.6 m / s, and the flow rate of the combustible gas was 8.1 m / s. Other conditions were the same as in Example 1-1.

［比較例２］
比較例２では、図５に示すバーナ５０を用いて光ファイバクラッド用透明ガラス体を作製した。なお、バーナ５０における原料ガス噴出流路５１の噴出端の断面積は、図１に示すバーナ１０における原料ガス噴出流路１１の噴出端の内径を１．７３倍として流出口部の断面積を３倍とした。つまり、噴出端における流速が同じであれば、原料ガス噴出流路５１から噴出される原料ガスの総量は、原料ガス噴出流路１１から噴出される原料ガスの総量と同じとなる。
また、比較例２では、原料ガスの流速を３８．２ｍ／ｓ、第１助燃性ガスの流速を３２．０ｍ／ｓ、第２助燃性ガスの流速を２０．５ｍ／ｓ、可燃性ガスの流速を８．３ｍ／ｓとした。その他の条件は実施例１−１と同じとした。 [Comparative Example 2]
In Comparative Example 2, a transparent glass body for optical fiber cladding was produced using the burner 50 shown in FIG. The sectional area of the ejection end of the source gas ejection channel 51 in the burner 50 is set to be 1.73 times the inner diameter of the ejection end of the source gas ejection channel 11 in the burner 10 shown in FIG. Tripled. That is, if the flow velocity at the ejection end is the same, the total amount of source gas ejected from the source gas ejection channel 51 is the same as the total amount of source gas ejected from the source gas ejection channel 11.
In Comparative Example 2, the flow rate of the raw material gas is 38.2 m / s, the flow rate of the first auxiliary combustion gas is 32.0 m / s, the flow rate of the second auxiliary combustion gas is 20.5 m / s, The flow rate was 8.3 m / s. Other conditions were the same as in Example 1-1.

実施例で作製された光ファイバクラッド用透明ガラス体について、堆積速度（ｇ／ｍｉｎ）、堆積効率（％）、及びスート体におけるクラック、気泡、白濁を評価した結果を表１に示す。また、比較例で作製された光ファイバクラッド用透明ガラス体について同様に評価した結果を表２に示す。   Table 1 shows the results of evaluating the deposition rate (g / min), the deposition efficiency (%), and cracks, bubbles, and cloudiness in the soot body of the transparent glass body for optical fiber cladding produced in the examples. In addition, Table 2 shows the results of a similar evaluation of the transparent glass body for optical fiber cladding produced in the comparative example.

Figure 0005342514
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Figure 0005342514
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表１に示すように、実施例１−１、実施例１−２、実施例２及び実施例３では、高い堆積速度と、高い堆積効率の両方を同時に達成することができた。また、透明ガラス化したガラス体は、クラック、気泡及び白濁がなく光ファイバ用クラッドガラスとして良好な堆積体であった。
これに対して、比較例１−１、比較例１−２及び比較例２では、クラック、気泡、白濁は生じなかったが、堆積速度、堆積効率何れも実施例に比較して低くなった。 As shown in Table 1, in Example 1-1, Example 1-2, Example 2 and Example 3, both a high deposition rate and a high deposition efficiency could be achieved at the same time. Moreover, the glass body which was made into a transparent glass was a good deposit as a clad glass for optical fibers without cracks, bubbles and white turbidity.
On the other hand, in Comparative Example 1-1, Comparative Example 1-2, and Comparative Example 2, cracks, bubbles, and white turbidity did not occur, but both the deposition rate and the deposition efficiency were lower than in the Examples.

すなわち、実施例１−１、実施例１−２と比較例１−１の評価結果より、原料ガス噴出流路を複数配置した場合には、個々の原料ガス噴出流路に対して第１助燃性ガス流路を環状配置しても、第２助燃性ガス噴出流路を配置しなければ良好な結果は得られない。
また、実施例１−１、実施例１−２と比較例１−２の評価結果より、原料ガス噴出流路を複数配置した場合には、第２助燃性ガス噴出流路を配置しても、個々の原料ガス噴出流路に対して第１助燃性ガス噴出流路を配置しなければ良好な結果は得られない。
さらには、実施例１−１、実施例１−２、実施例２、実施例３と比較例２の評価結果より、原料ガスの供給量（総量）が同じであっても場合、原料ガス噴出流路の口径が大きい場合には、良好な結果は得られない。 That is, from the evaluation results of Example 1-1, Example 1-2, and Comparative Example 1-1, when a plurality of source gas ejection channels are arranged, the first auxiliary combustion is performed for each source gas ejection channel. Even if the reactive gas flow path is annularly arranged, good results cannot be obtained unless the second auxiliary combustible gas ejection flow path is disposed.
Further, from the evaluation results of Example 1-1, Example 1-2, and Comparative Example 1-2, when a plurality of source gas ejection channels are arranged, the second auxiliary combustible gas ejection channel may be arranged. Good results cannot be obtained unless the first auxiliary combustible gas ejection channel is arranged for each source gas ejection channel.
Furthermore, from the evaluation results of Example 1-1, Example 1-2, Example 2, Example 3 and Comparative Example 2, even when the supply amount (total amount) of the source gas is the same, the source gas ejection When the diameter of the flow path is large, good results cannot be obtained.

このように、可燃性ガス噴出流路の中央に複数の原料ガス噴出流路を環状配置するとともに、個々の原料ガス噴出流路に対して第１助燃性ガス噴出流路を環状配置し、さらに第２助燃性ガス噴出流路から助燃性ガスを噴出させて原料ガスのガラス微粒子化反応を進めることで、高い堆積効率を実現できるとともに、良質なスート体を形成できることが確認された。   As described above, the plurality of source gas ejection channels are annularly arranged at the center of the combustible gas ejection channel, and the first auxiliary combustion gas ejection channels are annularly arranged with respect to the individual source gas ejection channels. It was confirmed that high deposition efficiency can be achieved and a high-quality soot body can be formed by injecting the auxiliary combustible gas from the second auxiliary combustible gas ejection flow path to advance the glass fine particle reaction of the raw material gas.

また、実施例１〜３で得られた光ファイバ母材を線引きし、外径１２５μｍのガラスファイバとし、その表面にＵＶ硬化型樹脂を２層構造に塗布してＵＶ硬化させて被覆を形成し、光ファイバを製造した。得られた光ファイバの特性を調べたところ、伝送損失、スクリーニング破断強度ともに良好であった。   Further, the optical fiber preform obtained in Examples 1 to 3 is drawn to form a glass fiber having an outer diameter of 125 μm, and a UV curable resin is applied to the surface of the optical fiber base material to form a coating by UV curing. An optical fiber was manufactured. When the characteristics of the obtained optical fiber were examined, both the transmission loss and the screening breaking strength were good.

以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。   As mentioned above, although the invention made by this inventor was concretely demonstrated based on embodiment, this invention is not limited to the said embodiment, It can change in the range which does not deviate from the summary.

実施形態では、複数の原料ガス噴出流路のぞれぞれを取り囲む円の交点に第１助燃性ガス噴出流路を配置し、この第１助燃性ガス噴出流路から噴出される第１助燃性ガスが、複数の原料ガス噴出流路から噴出される原料ガスの合成に共用されるようにしているが、原料ガス噴出流路の離間距離を大きくして、それぞれの原料ガス噴出流路から噴出される原料ガスの合成専用に第１助燃性ガスが供されるように、第１助燃性ガス噴出流路を配置するようにしてもよい。   In the embodiment, the first auxiliary combustible gas ejection channel is arranged at the intersection of circles surrounding each of the plurality of source gas ejection channels, and the first auxiliary combustion ejected from the first auxiliary gas ejection channel. Gas is used for synthesizing raw material gases ejected from a plurality of raw material gas ejection passages, but the separation distance of the raw material gas ejection passages is increased so that each of the raw material gas ejection passages You may make it arrange | position a 1st auxiliary | assistant combustible gas ejection flow path so that a 1st auxiliary | assistant combustible gas may be provided only for the synthesis | combination of the raw material gas ejected.

この場合、複数の原料ガス流に対して、第１助燃性ガスの焦点を個別に設定することができる。すなわち、原料ガスの噴出方向の軸上で、その原料ガスを取り囲む第１助燃性ガスが焦点を結ぶように設定することができる。このとき、第１助燃性ガスの焦点距離Ｌ１は、原料ガスの焦点距離Ｌ２よりも小さく設定される（Ｌ１＜Ｌ２）。
また、第２助燃性ガスは、バーナの中心軸上で焦点を結び、焦点距離Ｌ３が原料ガスの焦点距離Ｌ２以上に設定される（Ｌ３≧Ｌ２）。なお、原料ガスが焦点を結ばない場合（Ｌ２＝∞）は、第２助燃性ガスも焦点を結ばないようにすればよい（Ｌ３＝∞）。 In this case, the focus of the first auxiliary combustible gas can be individually set for a plurality of raw material gas flows. That is, it can be set so that the first auxiliary combustible gas surrounding the source gas is focused on the axis of the source gas ejection direction. At this time, the focal length L1 of the first auxiliary combustible gas is set smaller than the focal length L2 of the source gas (L1 <L2).
The second auxiliary combustible gas is focused on the central axis of the burner, and the focal length L3 is set to be equal to or longer than the focal length L2 of the source gas (L3 ≧ L2). When the source gas is not focused (L2 = ∞), the second auxiliary combustible gas may be prevented from focusing (L3 = ∞).

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

１ 光ファイバ母材
２ ターゲットロッド
３ スート体
１０ バーナ
１１ 原料ガス噴出流路
１２ 助燃性ガス噴出流路
１２１ 第１助燃性ガス噴出流路
１２２ 第２助燃性ガス噴出流路
１３ 可燃性ガス噴出流路
１４ シールガス噴出流路
１５ 補助助燃性ガス噴出流路
１６ シールガス噴出流路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical fiber base material 2 Target rod 3 Soot body 10 Burner 11 Raw material gas ejection flow path 12 Auxiliary combustion gas ejection flow path 121 The 1st combustion combustion gas ejection flow path 122 The 2nd combustion combustion gas ejection flow path 13 A combustible gas ejection flow Channel 14 Seal gas ejection channel 15 Auxiliary auxiliary gas ejection channel 16 Seal gas ejection channel

Claims (3)

原料ガスを噴出する原料ガス噴出流路と、
この原料ガス噴出流路を取り囲むように設けられた複数の小口径流路からなり、これらの小口径流路から助燃性ガスを噴出する助燃性ガス噴出流路と、
前記原料ガス噴出流路及び前記助燃性ガス噴出流路の周囲に設けられ、可燃性ガスを噴出する可燃性ガス噴出流路とを備え、
前記可燃性ガス及び前記助燃性ガスを噴出させ、この可燃性ガス及び助燃性ガスからなる火炎中に前記原料ガスを供給することにより合成されたガラス微粒子をターゲットロッドに堆積させるガラス微粒子合成用バーナにおいて、
前記原料ガス噴出流路が、当該ガラス微粒子合成用バーナの断面中心を中心とする同一円周上に等間隔で複数配置され、
前記助燃性ガス噴出流路が、前記原料ガス噴出流路のそれぞれを取り囲むように個々の前記原料ガス噴出流路と同心の円上に環状配置された第１助燃性ガス噴出流路と、この第１助燃性ガス噴出流路を取り囲むように当該ガラス微粒子合成用バーナの断面中心を中心とする同一円周上に環状配置された第２助燃性ガス噴出流路と、で構成され、
前記ガラス微粒子合成用バーナの断面中心には、第１助燃性ガス噴出流路が配置されていることを特徴とするガラス微粒子合成用バーナ。 A source gas ejection passage for ejecting source gas;
Composed of a plurality of small-diameter channels provided so as to surround this raw material gas-ejecting channel, and an auxiliary-combustible gas-ejecting channel for ejecting auxiliary-combustible gas from these small-diameter channels,
A flammable gas ejection channel provided around the raw material gas ejection channel and the auxiliary combustible gas ejection channel;
A burner for synthesizing glass fine particles, in which the fine glass particles synthesized by ejecting the combustible gas and the auxiliary combustible gas and supplying the raw material gas into a flame composed of the combustible gas and the auxiliary combustible gas are deposited on the target rod. In
A plurality of the source gas ejection flow paths are arranged at equal intervals on the same circumference centering on the cross-sectional center of the glass fine particle synthesis burner,
A first auxiliary combustible gas ejection flow path annularly arranged on a circle concentric with each of the raw material gas ejection flow paths so that the auxiliary combustion gas ejection flow path surrounds each of the raw material gas ejection flow paths; A second auxiliary combustible gas ejection flow path annularly arranged on the same circumference around the center of the cross section of the glass particulate synthesis burner so as to surround the first auxiliary combustion gas ejection flow path ,
A glass fine particle synthesizing burner characterized in that a first auxiliary combustible gas ejection channel is arranged at the center of the cross section of the glass fine particle synthesizing burner. 前記第１助燃性ガス噴出流路が、個々の前記原料ガス噴出流路に対して、３箇所以上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のガラス微粒子合成用バーナ。   2. The burner for glass fine particle synthesis according to claim 1, wherein the first auxiliary combustible gas ejection flow path is arranged at three or more locations with respect to each of the raw material gas ejection flow paths. 請求項１又は２に記載のガラス微粒子合成用バーナを用いて、前記可燃性ガス噴出流路から可燃性ガスを噴出させるとともに、前記第１助燃性ガス噴出流路と前記第２助燃性ガス噴出流路から助燃性ガスを噴出させ、この可燃性ガス及び助燃性ガスからなる火炎中に前記原料ガス噴出流路から原料ガスを供給することによりガラス微粒子を合成し、合成されたガラス微粒子をターゲットロッドに堆積させることを特徴とするガラス微粒子堆積体の製造方法。   A flammable gas is ejected from the combustible gas ejection flow path using the glass fine particle synthesis burner according to claim 1 or 2, and the first auxiliary combustible gas ejection flow path and the second auxiliary combustible gas ejection. Glass particles are synthesized by ejecting auxiliary gas from the flow path, and supplying the raw material gas from the raw gas discharge flow path into the flame composed of the combustible gas and auxiliary gas, and target the synthesized glass particles. A method for producing a glass particulate deposit, characterized by depositing on a rod.
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