JP5359573B2 - Multi-tube burner manufacturing method and multi-tube burner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、径の異なる複数本の石英管を多重管構造に溶接してバーナ本体が形成される多重管バーナの製造方法及び多重管バーナに関し、特に、多重管構造の精度を向上させるための改良技術に関する。 The present invention relates to a multi-tube burner manufacturing method and a multi-tube burner in which a burner body is formed by welding a plurality of quartz tubes having different diameters to a multi-tube structure, and in particular, for improving the accuracy of the multi-tube structure. Related to improved technology.
光ファイバ用多孔質母材の製造法として、H2ガスを燃焼ガスとし、O2ガスを助燃ガスとし、Arガス又はN2ガスなどの不活性ガスをキャリアガス又はシールガスとし、SiCl4、ドープ剤としてのGeCl4などの各種の原料ガスをバーナに供給し、これら原料ガスの加水分解反応により生じたガラス微粒子を、堆積基準点に設置した出発ターゲット材に向けて噴出・堆積させる方法が知られている。 As a method for producing a porous preform for an optical fiber, H 2 gas is used as a combustion gas, O 2 gas is used as a combustion gas, an inert gas such as Ar gas or N 2 gas is used as a carrier gas or a seal gas, SiCl 4 , There is a method in which various source gases such as GeCl 4 as a dopant are supplied to a burner, and glass fine particles generated by hydrolysis reaction of these source gases are ejected and deposited toward a starting target material set at a deposition reference point. Are known.
光ファイバ用多孔質母材は、製造時に金属系の不純物が混入すると光ファイバ化した際に伝送損失の増大を招くため、製造時の金属系不純物の混入を防止する目的で石英バーナが用いられる(例えば、特許文献1,2参照)。
Since a porous preform for optical fiber causes an increase in transmission loss when it is made into an optical fiber if metallic impurities are mixed during manufacturing, a quartz burner is used for the purpose of preventing mixing of metallic impurities during manufacturing. (For example, refer to
図6(a),(b)は、従来の石英多重管(4重管)バーナを示したものである。
石英多重管バーナ500は、各種の原料ガス用に複数のガス導入路501a〜501dを備えたバーナ本体501と、バーナ本体501の各ガス導入路501a〜501dに接続される複数個のガス供給用枝管503a〜503dとを備えている。
6 (a) and 6 (b) show a conventional quartz multiple tube (quadruple tube) burner.
The quartz
バーナ本体501は、径の異なる複数本の石英管505,507,509,511相互を同心状に嵌合配置すると共に、隣接する石英管同士は内側の石英管の外周に外側の石英管の基端部507a,509a,511aを溶接することで同心状多重管構造に形成される。このバーナ本体501は、最内側の石英管505の内部空間と、隣接する石英管相互間の隙間とが、それぞれ原料ガスなどを導くガス導入路501a〜501dとなる。
The
また、各ガス供給用枝管503a〜503dは、石英ガラス製の管体で、図示せぬガス供給装置からのガス供給用チューブを前述した各ガス導入路501a〜501dに接続するために、各石英管505〜511の基端部505a,507a,509a,511a寄り位置に溶接装備される。以上の石英多重管バーナ500は、同心状多重管構造をなしたバーナ本体501の先端に、複数種の原料ガスによる火炎を形成する。
Each of the gas
従来、この種の石英多重管バーナ500は、精度の良い石英管505〜511を製作し、隣接する石英管相互の溶接部において、図6(a)に示すように、外側の石英管の基端部507a,509a,511aを、徐々に縮径する湾曲面形態で内側の石英管の外周に繋がる溶接構造にて組み付けられている。
Conventionally, this type of quartz
しかしながら、従来の石英多重管バーナ500は、組付け溶接に際し、特許文献2に開示されるように、先端部に精度の良い調芯用治具やスペーサを挿入し先端の精度を維持しながら組み付けを実施し、溶接後に先端の調芯用治具等を外して組み付けられる。このため、先端の間隙S1(図7参照)は、調芯用治具を入れるので精度良く製作できるが、基端部507a,509a,511aが溶接時に偏り、図7(a)に示すように、多重管バーナの長手方向全長においてガス導入路501の間隙S2が一定とならず、長手方向に精度がでない場合がある。長手方向の精度が悪いと、図7(b)に示すように、例えば外側石英管509の基端部509aと内側石英管507が偏心し、多重管バーナから出る火炎が安定しない。なお、図7,8中、Gは多重管バーナ500(図6参照)の軸線を表す。このような偏心により長手方向の精度が悪いと、図8に示すように、例えば、径の異なる8本の石英管が相互に配置され、内側の石英管(群)505が生成する火炎512と、外側の石英管群507,509が生成する火炎513とで複数の火炎512,513を生成し、外側の火炎513を生成する外側の石英管群507,509の先端位置より、内側の火炎512を生成する内側の石英管(群)505の先端位置が内側に後退した2重火炎バーナにおいては、内側の火炎512が不安定になり、外側の石英管507,509等の先端(特に内周部分507b,509b)を自身の内側の火炎512で消耗したり、破損したりする。
However, as disclosed in
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、多重管バーナの長手方向の組付け精度を向上させることができ、石英バーナ先端の消耗や、破損を抑止できる多重管バーナの製造方法及び多重管バーナを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above situation, and the object thereof is to manufacture a multi-tube burner that can improve the assembly accuracy in the longitudinal direction of the multi-tube burner and suppress consumption and breakage of the tip of the quartz burner. It is to provide a method and a multi-tube burner.
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
(1) 石英管を多重に配置し、組み付けることにより製造される多重管バーナの製造方法であって、
内側石英管の外側石英管を溶着する位置近傍に環状スペーサを外挿する工程と、
前記外側石英管を基端側から前記内側石英管の外側に外挿するとともに前記外側石英管の基端部を前記環状スペーサに外挿する工程と、
前記外側石英管の基端部を円周方向に渡って縮径方向に加熱変形させて前記内側石英管の外周に溶着する工程と、を実施し、
前記スペーサの厚みにより設定した間隔で前記石英管を多重に組み付けることを特徴とする多重管バーナの製造方法。
The above object of the present invention is achieved by the following configuration.
(1) A method of manufacturing a multi-tube burner manufactured by arranging and assembling a plurality of quartz tubes,
Extrapolating an annular spacer near the position where the outer quartz tube of the inner quartz tube is welded;
Extrapolating the outer quartz tube from the proximal side to the outside of the inner quartz tube and extrapolating the proximal end of the outer quartz tube to the annular spacer; and
Performing a step of heat-deforming the base end portion of the outer quartz tube in the direction of diameter reduction in the circumferential direction and welding the outer end of the inner quartz tube,
A method of manufacturing a multi-tube burner, wherein the quartz tubes are assembled in multiple intervals at intervals set by the thickness of the spacer.
この多重管バーナの製造方法によれば、内側石英管の外周に精度の良い環状スペーサが挿入され、この内側石英管に外挿された外側石英管の基端部が環状スペーサの厚みにより設定した間隔で外挿され、環状スペーサを入れた状態で溶接されることで基端部の位置決めが確実に実施されるので、基端部における半径方向の石英管の位置精度が向上する。 According to this multi-tube burner manufacturing method, an accurate annular spacer is inserted on the outer periphery of the inner quartz tube, and the base end portion of the outer quartz tube that is extrapolated to the inner quartz tube is set by the thickness of the annular spacer. Since the base end is positioned with certainty by extrapolating at intervals and welding with the annular spacer inserted, the positional accuracy of the quartz tube in the radial direction at the base end is improved.
(2) (1)の多重管バーナの製造方法であって、
前記内側石英管の先端外周と前記外側石英管の内周との間に、先端部の位置決め治具を挿入し、前記内側石英管の先端と前記外側石英管との間隔が、前記位置決め治具の厚みにより設定した間隔となるように位置決めすることを特徴とする多重管バーナの製造方法。
(2) A method of manufacturing a multi-tube burner according to (1),
A positioning jig at the tip is inserted between the outer periphery of the inner quartz tube and the inner periphery of the outer quartz tube, and the distance between the tip of the inner quartz tube and the outer quartz tube is the positioning jig. A method of manufacturing a multi-tube burner, characterized in that positioning is performed so as to have an interval set according to the thickness of the tube.
この多重管バーナの製造方法によれば、内側石英管と外側石英管の長手方向の両端において、半径方向の位置決めが確実に実施され、長手方向全長に渡る石英管の位置精度が確実に確保される。 According to this multi-tube burner manufacturing method, the radial positioning is reliably performed at both ends in the longitudinal direction of the inner quartz tube and the outer quartz tube, and the positional accuracy of the quartz tube is ensured over the entire length in the longitudinal direction. The
(3) (1)又は(2)の多重管バーナの製造方法であって、
石英製の前記環状スペーサを使用し、
該環状スペーサを前記基端部と共に前記内側石英管の外周に溶着することを特徴とする多重管バーナの製造方法。
(3) A method of manufacturing a multi-tube burner according to (1) or (2),
Using the annular spacer made of quartz,
A method of manufacturing a multi-tube burner, wherein the annular spacer is welded to the outer periphery of the inner quartz tube together with the base end portion.
この多重管バーナの製造方法によれば、環状スペーサの一部分が外側石英管の基端部と共に内側石英管の外周に溶着され、位置精度が向上する。 According to this multi-tube burner manufacturing method, a part of the annular spacer is welded to the outer periphery of the inner quartz tube together with the base end portion of the outer quartz tube, so that the positional accuracy is improved.
(4) (1)又は(2)の多重管バーナの製造方法であって、
カーボン製の前記環状スペーサを使用し、
前記基端部を前記内側石英管の外周に溶着した後、前記環状スペーサを酸化除去することを特徴とする多重管バーナの製造方法。
(4) A method of manufacturing a multi-tube burner according to (1) or (2),
Using the annular spacer made of carbon,
After the base end portion is welded to the outer periphery of the inner quartz tube, the annular spacer is oxidized and removed.
この多重管バーナの製造方法によれば、内側石英管の外周に挿入された環状スペーサにて外側石英管の基端部が高精度に位置決めされて溶着された後、燃焼等により環状スペーサが除去されることにより、通常の石英管と同じ形状の多重管を、溶着部付近における半径方向の位置精度を向上して製造することができる。カーボンの場合、石英より寸法精度を高く加工することができるので、より位置精度を高くすることが可能である。 According to this multi-tube burner manufacturing method, after the base end of the outer quartz tube is positioned and welded with high accuracy by the annular spacer inserted on the outer periphery of the inner quartz tube, the annular spacer is removed by combustion or the like. As a result, a multiple tube having the same shape as a normal quartz tube can be manufactured with improved radial position accuracy in the vicinity of the welded portion. In the case of carbon, since the dimensional accuracy can be processed higher than that of quartz, the positional accuracy can be further increased.
(5) 内側石英管と、
該内側石英管に外挿した環状スペーサと、
前記内側石英管の外側に基端側から挿入され基端部が前記環状スペーサに外挿されるとともに円周方向に渡って縮径方向に加熱変形された該基端部が前記内側石英管の外周に溶着される外側石英管と、
を具備することを特徴とする多重管バーナ。
(5) inner quartz tube;
An annular spacer extrapolated to the inner quartz tube;
The base end portion inserted from the base end side to the outside of the inner quartz tube, the base end portion being extrapolated by the annular spacer, and being thermally deformed in the diameter reducing direction in the circumferential direction is the outer periphery of the inner quartz tube. An outer quartz tube welded to the
A multi-tube burner comprising:
この多重管バーナによれば、外側石英管基端部の内面と内側石英管の外面の隙間がスペーサの厚みにより任意に設定した値となることで基端部における半径方向の石英管の位置精度が向上し、ガスの流れが安定する結果、火炎が安定する。 According to this multi-tube burner, the gap between the inner surface of the outer quartz tube base end and the outer surface of the inner quartz tube becomes a value set by the thickness of the spacer so that the position accuracy of the quartz tube in the radial direction at the base end As a result, the gas flow is stabilized and the flame is stabilized.
(6) (5)の多重管バーナであって、
径の異なる複数の前記石英管が相互に配置され、
内側の石英管群が生成する火炎と、外側の石英管群が生成する火炎とで複数の火炎を生成し、外側の火炎を生成する前記外側の石英管群の先端位置より、内側の火炎を生成する前記内側の石英管群の先端位置が内側に後退して設けられたことを特徴とする多重管バーナ。
(6) The multi-tube burner of (5),
A plurality of the quartz tubes having different diameters are arranged mutually,
A plurality of flames are generated by the flame generated by the inner quartz tube group and the flame generated by the outer quartz tube group, and the inner flame is moved from the tip position of the outer quartz tube group that generates the outer flame. A multi-tube burner characterized in that a tip position of the inner quartz tube group to be generated is provided so as to recede inward.
この多重管バーナによれば、2重火炎などの複数火炎となるバーナにおいて、内側火炎の精度(傾き)を上げることができるので、外側の石英管が内側の火炎により損傷を受けることが少なくなり、多重管バーナの耐久性を高めることができる。 According to this multi-tube burner, the accuracy (inclination) of the inner flame can be increased in a burner having multiple flames such as a double flame, so that the outer quartz tube is less likely to be damaged by the inner flame. The durability of the multi-tube burner can be increased.
本発明に係る多重管バーナの製造方法によれば、内側石英管に環状スペーサを外挿し、外側石英管を基端側から内側石英管に挿入して環状スペーサの外周に外挿し、その基端部を円周方向に渡って縮径方向に加熱変形させて内側石英管の外周に溶着するので、外側石英管の基端部における半径方向の位置精度を向上させることができる。さらに先端部にも位置決め治具を挿入してから溶着させることで、多重管バーナの長手方向の組付け精度を向上させることができる。 According to the method of manufacturing a multi-tube burner according to the present invention, an annular spacer is extrapolated to the inner quartz tube, an outer quartz tube is inserted into the inner quartz tube from the proximal end side, and is extrapolated to the outer periphery of the annular spacer. Since the portion is heated and deformed in the direction of diameter reduction in the circumferential direction and welded to the outer periphery of the inner quartz tube, the positional accuracy in the radial direction at the base end portion of the outer quartz tube can be improved. Furthermore, the assembly accuracy in the longitudinal direction of the multi-tube burner can be improved by inserting a positioning jig into the tip portion and then welding.
本発明に係る多重管バーナによれば、内側石英管に外挿した環状スペーサと、内側石英管に外挿され基端部が環状スペーサに外挿されるとともに、この基端部が内側石英管の外周に溶着される外側石英管とを備えるので、溶着部付近における半径方向の石英管の位置精度が向上し、多重管バーナの長手方向の精度が高まり、ガスの流れが安定する。その結果、火炎が安定し、石英バーナ先端の消耗や、破損を抑止できる。 According to the multiple tube burner of the present invention, an annular spacer that is extrapolated to the inner quartz tube, and a base end portion that is extrapolated to the inner quartz tube is extrapolated to the annular spacer. Since the outer quartz tube welded to the outer periphery is provided, the positional accuracy of the quartz tube in the radial direction in the vicinity of the welded portion is improved, the accuracy in the longitudinal direction of the multi-tube burner is increased, and the gas flow is stabilized. As a result, the flame is stabilized, and consumption and damage of the tip of the quartz burner can be suppressed.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1(a)は実施の形態による多重管バーナの縦断面図、(b)は(a)のC−C断面図である。
多重管バーナ(本例では8重管を図示)100は、光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造に使用するもので、詳しくは、H2ガスを燃焼ガスとし、O2ガスを助燃ガスとし、Arガス又はN2 ガスなどの不活性ガスをキャリアガス又はシールガスとして、SiCl4、ドープ剤としてのGeCl4などの各種の原料ガスによる火炎の加水分解反応により生じたガラス微粒子を、堆積基準点に設置した出発ターゲット材に向けて噴出・堆積させる製造法で使用するバーナである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Fig.1 (a) is a longitudinal cross-sectional view of the multi-tube burner by embodiment, (b) is CC sectional drawing of (a).
A multi-tube burner (in this example, an eight-fold tube is shown) 100 is used for manufacturing a porous glass preform for optical fiber. Specifically, H 2 gas is used as a combustion gas, and O 2 gas is used as a combustion gas. Deposition standards for glass particles generated by flame hydrolysis reaction with various source gases such as SiCl 4 and GeCl 4 as a dopant using inert gas such as Ar gas or N 2 gas as carrier gas or seal gas It is a burner that is used in a manufacturing method that ejects and deposits toward a starting target material installed at a point.
この多重管バーナ100は、各種の原料ガス用に複数のガス導入路11a〜11hを備えたバーナ本体13と、バーナ本体13の各ガス導入路11a〜11hに接続される複数個のガス供給用枝管15a〜15hとを備えている。軸線Gに沿う方向の全長は、数100mm程度にて製作される。
This
このバーナ本体13は、径の異なる複数本の石英管17,19,21,23,25,27,29,31(17〜31)相互を同心状に嵌合配置すると共に、隣接する石英管同士は内側石英管の外周に外側石英管の基端部19a〜31aを溶接することで、同心状多重管構造に形成されている。バーナ本体13は、最内側の石英管17の内部空間と、隣接する石英管相互間の隙間が、それぞれガス導入路11a〜11hとなっている。
The
また、各ガス供給用枝管15a〜15hは、石英ガラス製の管体で、図示せぬガス供給装置からのガス供給用チューブを接続するために、各石英管17〜31の基端部17a〜31a寄り位置に溶接装備されている。また、本実施の形態による多重管バーナ100は、石英管23〜31の先端が軸線Gに直交する垂直面33上に配置され、石英管21〜17が垂直面33よりも後退した位置に配置される。以上の多重管バーナ100は、同心状多重管構造を成したバーナ本体13の先端に、複数種の原料ガスによる火炎を形成する。なお、この多重管バーナ100は、一例として2重火炎となる8重管バーナの構造を記載し説明したが、3重火炎となる12重管バーナ、4重火炎となる16重管バーナなどの、他の多重管バーナの構造においても、同様な構成にすることができる。
Each of the gas
多重管バーナ100は、内側石英管に同心円状に外挿した石英製の環状スペーサ35a,35b,35c,35d,35e,35f,35g(35a〜35g)を、外側石英管の基端部19a〜31aとの間に有する。環状スペーサ35a〜35gは、ガス供給用枝管15a〜15hよりも基端部19a〜31a寄りに配置される。環状スペーサ35a〜35gは、内周が内側石英管の外周に密着し、外周が外側石英管の内周に密着する。
図2は図1のD部拡大図である。
環状スペーサ35a〜35gは、半径方向が所定厚(定められた厚み)dで高精度に形成される。具体的にはd=1mmの寸法で交差が±0.05mm程度で製作される。精度±0.05mmの環状スペーサ35a〜35gを設けることにより、全長の隙間精度が±0.1〜0.2mm程度以下に確保可能となる。なお、環状スペーサ35a〜35gの軸線Gに沿う方向の寸法Tは、例えば5mm程度で製作されるが、特にこの値に限定されるものではなく、1mmであっても10mmであってもよい。
FIG. 2 is an enlarged view of a portion D in FIG.
The
外側石英管は、内側石英管の外側に基端部19a〜31a側から挿入され、基端部19a〜31aの内周が環状スペーサ35a〜35gに同心円状に外挿される。環状スペーサ35a〜35gに外挿された基端部19a〜31aは、円周方向に渡って縮径方向に加熱変形され、溶着部37にて内側石英管の外周に溶着されている。本実施の形態では、環状スペーサ35a〜35gは直接溶融しないが、内側石英管と外側石英管との間に嵌め込まれ、多重管バーナ100に一体的に設けられる。
The outer quartz tube is inserted into the outer side of the inner quartz tube from the
このように、内側石英管の外周と外側石英管の間に、環状スペーサ35a〜35gを挟持した多重管バーナ100では、外側石英管の内面と内側石英管の外面の隙間(ガス導入路11a〜11hの半径方向の隙間)Sが一定となることで、環状のガス流路断面積が長手方向全長に渡る石英管の任意の位置でほぼ等しくなり、ガスの流れが安定し、その結果、火炎が安定する。
As described above, in the
次に、上記構成を有する多重管バーナ100の製造方法を説明する。
図3は図1に示した多重管バーナの組付け工程を(a)〜(e)に示した組付け手順説明図、図4は内側石英管と外側石英管の先端部における位置規制状況を(a)(b)で表した要部断面図である。
本実施の形態では、最内側石英管17の外周に、外側石英管19を溶着するが、本発明に係る製造方法は、全ての石英管19〜31を予め挿入しておき、基端部19a〜31aを一工程で溶着するものであってもよい。
例えば、内側石英管17に外側石英管19を溶着するには、先ず、図3(a)に示すように、内側石英管17の外周に環状スペーサ35aを同心円状に外挿し、図3(b)に示すように、環状スペーサ35aを内側石英管17の軸線G方向の所定位置に配置する。
Next, a method for manufacturing the
FIG. 3 is an explanatory diagram of the assembling procedure shown in (a) to (e) of the assembling process of the multi-tube burner shown in FIG. 1, and FIG. 4 shows the position regulation status at the tip portions of the inner and outer quartz tubes. It is principal part sectional drawing represented by (a) and (b).
In the present embodiment, the
For example, in order to weld the
次いで、図3(c)に示すように、外側石英管19を成形前の基端部19b側から内側石英管17の外側に挿入する。外側石英管19は、図3(d)に示すように、基端部19bの内周が、環状スペーサ35aに同心円状に外挿されるまで挿入する。基端部19bは、溶接代を環状スペーサ35aよりも挿入方向側(図3の右側)へ突出させておく。
Next, as shown in FIG. 3C, the
次いで、内側石英管17の先端外周と、外側石英管19の内周との間に、図4(a)に示すように、半径方向所定厚dの位置決め治具39を挿入し、内側石英管17の先端と外側石英管19を同心円状に位置決めする。位置決め治具39は、円周方向に複数のものを挿入してもよく、環状のものであってもよい。また、内側石英管の先端が外側石英管の先端よりも後退する例えば内側石英管21と外側石英管23の場合には、図4(b)に示すように、内側石英管21の先端外周と、外側石英管23の内周との間に位置決め治具39を挿入する。
Next, as shown in FIG. 4A, a
このように、先端側に位置決め治具39を挿入することで、内側石英管と外側石英管の長手方向の両端において、半径方向の位置決めが確実に実施され、長手方向全長に渡る石英管17〜31の位置精度が確実に確保される。
In this way, by inserting the
内側石英管17と外側石英管19の両端が位置決めされたなら、図3(e)に示すように、外側石英管19の基端部19aを、バーナ等の加熱手段39にて円周方向に渡って縮径方向に加熱変形させ、変形先端を内側石英管17の外周に溶着する。この間、基端部19aは、内側石英管17との間に挟入された環状スペーサ35aにより同心円状に高精度に位置保持され続ける。
When both ends of the
この製造方法では、内側石英管17の外周に精度の良い環状スペーサ35aが挿入され、この内側石英管17に外挿された外側石英管19の基端部19bが環状スペーサ35aに同心状となって外挿される。環状スペーサ35aを入れた状態で溶接を実施することで、成形後の基端部19aの位置決めが確実に実施される。これにより、長手方向全長に渡って石英管17,19の位置精度が向上することになる。
なお、上述においてはスペーサの厚みが均一で、バーナを同心円状に配置することを前提として記載したが、例えば、バーナ上部の間隔を広く、下部を狭くしたい場合などは、そのように設定する間隔に合わせ、スペーサの厚みを調整すればよい。
In this manufacturing method, an accurate
In the above description, the spacers have a uniform thickness and are described on the assumption that the burners are arranged concentrically. For example, when the interval between the upper portions of the burner is wide and the lower portion is desired to be narrowed, the interval is set as such. The thickness of the spacer may be adjusted according to the above.
本実施の形態による製造方法では、内側石英管17と外側石英管19のみの溶着を例に説明したが、本発明に係る製造方法は、上記したように全ての石英管19〜31を同時に溶着するものであってもよい。この場合、各内側石英管の外周に環状スペーサ35a〜35gを介して各外側石英管を外挿し、これら石英管17〜31の先端を位置決め治具39にて位置決めした状態で、基端部19a〜31aを溶着する。このような一括溶着を行う場合の先端部位置決め治具39としては、例えば特許文献2に開示される調心用治具を好適に併用することができる。
In the manufacturing method according to the present embodiment, the welding of only the
したがって、本実施の形態による多重管バーナ100の製造方法によれば、内側石英管に環状スペーサ35a〜35gを外挿し、外側石英管を基端側から内側石英管に挿入して環状スペーサ35a〜35gの外周に外挿し、その基端部19a〜31aを円周方向に渡って縮径方向に加熱変形させて内側石英管の外周に溶着するので、外側石英管の基端部における半径方向の位置精度を向上させることができる。さらに先端部にも位置決め治具39を挿入してから溶着させることで、多重管バーナ100の長手方向の組付け精度を向上させることができる。
Therefore, according to the manufacturing method of the
また、このようにして組み付けられた本実施の形態による多重管バーナ100によれば、内側石英管に外挿した環状スペーサ35a〜35gと、内側石英管に外挿され基端部19a〜31aが環状スペーサ35a〜35gに外挿されるとともに、この基端部19a〜31aが内側石英管の外周に溶着される外側石英管とを備えるので、溶着部付近における半径方向の石英管の位置精度が向上し、多重管バーナ100の長手方向の精度が高まり、ガスの流れが安定する。その結果、火炎が安定し、石英バーナ先端の消耗や、破損を抑止できる。本実施の形態による8重管による2重火炎バーナ(多重管バーナ100)においては、バーナ間隔の精度を上げることができるので、内側火炎の精度(傾き)も上げることができ、外側の石英管が内側の火炎により損傷を受けることが少なくなり、多重管バーナの耐久性を高めることができる。
Further, according to the
このようにして長手方向全長の精度を向上させた多重管バーナ100では、従来2ヶ月〜1年であった石英多重管バーナの寿命が、平均2年の連続使用可能となる程に延長されることが確認された。また、寿命が長くなる分、多重管バーナ100のトータルのコストとしては安価で済むことになる。さらに、バーナの長手方向の精度を向上させているため、このバーナを使用して堆積する光ファイバ用多孔質母材の品質の向上も図ることができる。
In the
次に、本発明に係る他の実施の形態について説明する。
図5は他の実施の形態による多重管バーナの要部拡大断面図である。なお、以下の説明において、上記した図1〜図4に示す部材、部位と同等の部材、部位には同一の符号を付し重複する説明は省略する。
本実施の形態による多重管バーナ100Aは、上記同様の石英製環状スペーサ35a〜35gを使用する。上記実施の形態では、環状スペーサ35a〜35gは、直接溶融せず、基端部19a〜31aの溶着温度にて内側石英管或いは外側石英管との接触面に溶融接合されたが、本実施の形態では、環状スペーサ35a〜35gの一部分が直接溶着される。
Next, another embodiment according to the present invention will be described.
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a multi-tube burner according to another embodiment. In addition, in the following description, the same code | symbol is attached | subjected to the member and site | part equivalent to the above-mentioned member and site | part shown in FIGS.
The
すなわち、環状スペーサ35a〜35gは、後端部41を溶融して基端部19aと共に内側石英管17の外周に溶着される。溶融させるのは環状スペーサ35a〜35g全体でも良いし、後端部41のみとして前端部は内側石英管17と外側石英管19の位置規制のために形状を保持させたまま残しても良い。なお、このようにスペーサを溶着する場合は、熱処理の条件によっては熱歪で割れてしまう可能性も出てくるので、熱歪が生じないように熱処理する必要がある。
That is, the
この実施の形態による製造方法及び多重管バーナ100Aによれば、環状スペーサ35a〜35gの一部分が外側石英管の基端部19a〜31aと共に内側石英管の外周に溶着され、環状スペーサ35a〜35gが接合部の一部分となる。
According to the manufacturing method and the
次に、本発明に係るさらなる他の実施の形態について説明する。
上記実施の形態では、環状スペーサ35a〜35gが石英製である場合を例に説明したが、他の実施の形態に係る多重管バーナは、環状スペーサ35a〜35gがカーボン製となる。
Next, still another embodiment according to the present invention will be described.
In the above embodiment, the case where the
図示は省略するが、カーボン製環状スペーサは、上記同様にして内側石英管に外挿され、外側石英管の基端部19a〜31aを溶着する際の外側石英管を位置決めし、高精度な組付けを実現する。そして、カーボン製環状スペーサは、基端部19a〜31aを内側石英管の外周に溶着した後、酸化除去される。したがって、カーボン製環状スペーサは、基端部19a〜31aの溶着にて燃焼しない位置に離間配置されることが好ましい。
Although not shown, the carbon annular spacer is inserted into the inner quartz tube in the same manner as described above, and the outer quartz tube is positioned when welding the
このようなカーボン製環状スペーサを用いた多重管バーナの製造方法及び多重管バーナによれば、内側石英管の外周に挿入されたカーボン製環状スペーサにて外側石英管の基端部19a〜31aが高精度に位置決めされて溶着された後、燃焼等によりカーボン製環状スペーサが除去されるので、通常の石英管と同じ形状の多重管を、溶着部付近における半径方向の位置精度を向上させて製造することができる。さらに先端部にも位置決め治具を挿入してから溶着させることで、長手方向の位置精度を向上して製造することができる。カーボンの場合、石英より寸法精度を高く加工することができるので、より位置精度を高くすることが可能である。カーボンが酸化除去されるので、多重管バーナが石英管のみの多重管となる。
According to the multi-tube burner manufacturing method and multi-tube burner using such a carbon annular spacer, the
17 内側石英管
19 外側石英管
19a〜31a 基端部
35a〜35g 環状スペーサ
39 位置決め治具
41 環状スペーサの後端部
100 多重管バーナ
d 所定厚
17
Claims (6)
内側石英管の外側石英管を溶着する位置近傍に環状スペーサを外挿する工程と、
前記外側石英管を基端側から前記内側石英管に外挿するとともに前記外側石英管の基端部を前記環状スペーサに外挿する工程と、
前記外側石英管の基端部を円周方向に渡って縮径方向に加熱変形させて前記内側石英管の外周に溶着する工程と、を実施し、
前記スペーサの厚みにより設定した間隔で前記石英管を多重に組み付けることを特徴とする多重管バーナの製造方法。 A method of manufacturing a multi-tube burner which is manufactured by arranging and assembling quartz tubes in multiples,
Extrapolating an annular spacer near the position where the outer quartz tube of the inner quartz tube is welded;
Extrapolating the outer quartz tube from the proximal side to the inner quartz tube and extrapolating the proximal end of the outer quartz tube to the annular spacer;
Performing a step of heat-deforming the base end portion of the outer quartz tube in the direction of diameter reduction in the circumferential direction and welding the outer end of the inner quartz tube,
A method of manufacturing a multi-tube burner, wherein the quartz tubes are assembled in multiple intervals at intervals set by the thickness of the spacer.
前記内側石英管の先端外周と前記外側石英管の内周との間に、先端部の位置決め治具を挿入し、前記内側石英管の先端と前記外側石英管との間隔が、前記位置決め治具の厚みにより設定した間隔となるように位置決めすることを特徴とする多重管バーナの製造方法。 A method of manufacturing a multi-tube burner according to claim 1,
A positioning jig at the tip is inserted between the outer periphery of the inner quartz tube and the inner periphery of the outer quartz tube, and the distance between the tip of the inner quartz tube and the outer quartz tube is the positioning jig. A method of manufacturing a multi-tube burner, characterized in that positioning is performed so as to have an interval set according to the thickness of the tube.
石英製の前記環状スペーサを使用し、
該環状スペーサを前記基端部と共に前記内側石英管の外周に溶着することを特徴とする多重管バーナの製造方法。 A method of manufacturing a multi-tube burner according to claim 1 or claim 2,
Using the annular spacer made of quartz,
A method of manufacturing a multi-tube burner, wherein the annular spacer is welded to the outer periphery of the inner quartz tube together with the base end portion.
カーボン製の前記環状スペーサを使用し、
前記基端部を前記内側石英管の外周に溶着した後、前記環状スペーサを酸化除去することを特徴とする多重管バーナの製造方法。 A method of manufacturing a multi-tube burner according to claim 1 or claim 2,
Using the annular spacer made of carbon,
After the base end portion is welded to the outer periphery of the inner quartz tube, the annular spacer is oxidized and removed.
該内側石英管に外挿した環状スペーサと、
前記内側石英管の外側に基端側から挿入され基端部が前記環状スペーサに外挿されるとともに円周方向に渡って縮径方向に加熱変形された該基端部が前記内側石英管の外周に溶着される外側石英管と、
を具備することを特徴とする多重管バーナ。 An inner quartz tube,
An annular spacer extrapolated to the inner quartz tube;
The base end portion inserted from the base end side to the outside of the inner quartz tube, the base end portion being extrapolated by the annular spacer, and being thermally deformed in the diameter reducing direction in the circumferential direction is the outer periphery of the inner quartz tube. An outer quartz tube welded to the
A multi-tube burner comprising:
径の異なる複数の前記石英管が相互に配置され、
内側の石英管群が生成する火炎と、外側の石英管群が生成する火炎とで複数の火炎を生成し、外側の火炎を生成する前記外側の石英管群の先端位置より、内側の火炎を生成する前記内側の石英管群の先端位置が内側に後退して設けられたことを特徴とする多重管バーナ。 A multi-tube burner according to claim 5,
A plurality of the quartz tubes having different diameters are arranged mutually,
A plurality of flames are generated by the flame generated by the inner quartz tube group and the flame generated by the outer quartz tube group, and the inner flame is moved from the tip position of the outer quartz tube group that generates the outer flame. A multi-tube burner characterized in that a tip position of the inner quartz tube group to be generated is provided so as to recede inward.
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