JP5750900B2 - 石英管と金属管との接続構造 - Google Patents
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Description
本発明は、火炎を生成するバーナの石英管と、この石英管へガスを供給する金属管との接続構造に関する。
従来、ガラス微粒子を生成する技術として、液体のケイ素化合物を気化させ、流量制御しながらキャリアガスと共に金属配管を経て石英ガラスバーナに供給し、酸水素炎による気相加水分解反応で生成したシリカ微粒子をターゲット上に堆積し、かつ、溶融ガラス化して合成石英ガラスインゴットを製造する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、原料ガス供給装置に一端を接続された金属配管の他端には、石英ガラス管の一端が接続されることが記載されている。
また、このようなガラス微粒子の生成に用いられるバーナの配管としては、一例として、ガラスバーナとステンレス製原料ガス供給固定配管との間に設けられる２重管構造のガラスバーナ接続用ホースを用いることが知られており、この２重管構造のガラスバーナ接続用ホースは、テフロン（登録商標）製ユニオンを介してガラスバーナの原料供給口に接続される（例えば、特許文献２参照）。
さらに、光ファイバ母材の製造に用いられる石英製バーナと、原料ガスの供給用配管、燃焼ガスの各供給用配管およびシールガスの供給用配管との接続方法として、石英製のバーナとの接続側の一部がテフロン製で、他の部分はステンレス製となっているものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
上記のように、ガラス微粒子を生成するバーナには、一般的に石英管が用いられ、ガスの供給配管には金属管が用いられる。これらの石英管と金属管とは、直接接続することなく、テフロンなどのある程度の耐熱性や耐腐食性を有する樹脂から形成された継手を介して接続される。
しかし、テフロン等の樹脂からなる継手は、約２００℃程度の耐熱性はあるものの、使用温度が高いと、劣化の早まりや密閉部での緩みが生じるため、あまり高温とはせずに約１００℃程度に抑えて長期的に安定して用いられる。一方、原料ガスの温度を上げると、ガラス微粒子の堆積密度が高まって収率が上がる傾向があるため、できるだけ原料ガスの温度を高くして生産性を向上させることが望まれる。
本発明の目的は、使用温度を極力高めて生産性を向上させることが可能な石英管と金属管との接続構造を提供することにある。
上記課題を解決することのできる本発明の石英管と金属管との接続構造は、火炎を噴射させるバーナとなる石英管と、前記石英管へガスを供給する金属管との接続構造であって、
前記石英管及び前記金属管の互いの接続端に、互いに突き合わされるフランジ部であって前記石英管には石英のフランジ部、前記金属管には金属のフランジ部がそれぞれ設けられ、各前記フランジ部の互いに当接される当接面でシールされて接続されていることを特徴とする。
前記石英管及び前記金属管の互いの接続端に、互いに突き合わされるフランジ部であって前記石英管には石英のフランジ部、前記金属管には金属のフランジ部がそれぞれ設けられ、各前記フランジ部の互いに当接される当接面でシールされて接続されていることを特徴とする。
また、本発明の石英管と金属管との接続構造は、火炎を噴射させるバーナとなる石英管と、前記石英管へガスを供給する金属管との接続構造であって、
前記石英管または前記金属管の一方の接続端に形成された筒部に他方の接続端が嵌合されて他方の接続端の端面からなる当接面と前記筒部の底面からなる当接面とが近接または突き合わされ、
前記筒部と、前記筒部に嵌合された他方の前記接続端との間が接着されて固定されていることを特徴とする。
前記石英管または前記金属管の一方の接続端に形成された筒部に他方の接続端が嵌合されて他方の接続端の端面からなる当接面と前記筒部の底面からなる当接面とが近接または突き合わされ、
前記筒部と、前記筒部に嵌合された他方の前記接続端との間が接着されて固定されていることを特徴とする。
また、本発明の石英管と金属管との接続構造は、火炎を噴射させるバーナとなる石英管と、前記石英管へガスを供給する金属管との接続構造であって、
前記石英管または前記金属管の一方の接続端に内周が雌ねじ部とされた筒部が形成され、他方の接続端の外周に雄ねじ部が形成され、
前記筒部に前記接続端をねじ込むことにより、前記接続端の端面からなる当接面と前記筒部の底面からなる当接面とが近接または突き合わされて接続されていることを特徴とする。
前記石英管または前記金属管の一方の接続端に内周が雌ねじ部とされた筒部が形成され、他方の接続端の外周に雄ねじ部が形成され、
前記筒部に前記接続端をねじ込むことにより、前記接続端の端面からなる当接面と前記筒部の底面からなる当接面とが近接または突き合わされて接続されていることを特徴とする。
本発明の石英管と金属管との接続構造において、前記当接面同士の間にカーボン製のガスケットが挟まれていることが好ましい。
本発明の石英管と金属管との接続構造において、それぞれの前記当接面の一方は凹形状であり、他方は凸形状であり、前記凹形状及び前記凸形状が互いに嵌合することが好ましい。
本発明の石英管と金属管との接続構造は、火炎を噴射させるバーナとなる石英管と、前記石英管へガスを供給する金属管との接続構造であって、
前記金属管の接続端に形成された筒部に前記石英管の接続端が嵌合され、
前記筒部と前記石英管との間に筒状の押圧部材が装着され、
前記押圧部材と前記筒部の底面との間に設けられたカーボン製のガスケットが前記押圧部材の端面と前記筒部の底面とで挟持されて弾性変形され、前記筒部の内周面と前記石英管の外周面に密着されていることを特徴とする。
前記金属管の接続端に形成された筒部に前記石英管の接続端が嵌合され、
前記筒部と前記石英管との間に筒状の押圧部材が装着され、
前記押圧部材と前記筒部の底面との間に設けられたカーボン製のガスケットが前記押圧部材の端面と前記筒部の底面とで挟持されて弾性変形され、前記筒部の内周面と前記石英管の外周面に密着されていることを特徴とする。
本発明の石英管と金属管との接続構造によれば、樹脂配管や樹脂継手を介することなく石英管と金属管の石英部分と金属部分とを直接接続及びシールすることができる。これにより、良好なシール状態を確保しつつ金属管から高温のまま石英管へ原料ガス等のガスを供給することができ、ガラス微粒子堆積体を形成するためにガラス微粒子等を生成して堆積させる際の収率を高めて生産性を向上させることができる。
以下、本発明に係る石英管と金属管との接続構造の実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
なお、以下ではＶＡＤ法（気相軸付け法）を用いた光ファイバコア部のガラス微粒子堆積方法を例に説明するが、特にこのＶＡＤ法によるコア部のガラス微粒子堆積付けに用いられる石英管と金属管との接続構造に限定するものではなく、ＶＡＤ法を用いたクラッド部のガラス微粒子堆積（ジャケット付け）や、ＯＶＤ法（外付け法）、ＭＭＤ法（多バーナ多層付け法）など、直接バーナで原料を反応部に送り込む製法に用いられる、石英管と金属管との接続構造にも適用できる。
なお、以下ではＶＡＤ法（気相軸付け法）を用いた光ファイバコア部のガラス微粒子堆積方法を例に説明するが、特にこのＶＡＤ法によるコア部のガラス微粒子堆積付けに用いられる石英管と金属管との接続構造に限定するものではなく、ＶＡＤ法を用いたクラッド部のガラス微粒子堆積（ジャケット付け）や、ＯＶＤ法（外付け法）、ＭＭＤ法（多バーナ多層付け法）など、直接バーナで原料を反応部に送り込む製法に用いられる、石英管と金属管との接続構造にも適用できる。
（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態に係る石英管と金属管との接続構造を備えたガラス母材の製造装置１０は、ＶＡＤ法によりガラス微粒子の堆積を行うものであり、側面に排気管１１が設けられた反応容器１２を備えている。この反応容器１２には、その上方から内部に出発材１３が吊り下げられる。
図１に示すように、本実施形態に係る石英管と金属管との接続構造を備えたガラス母材の製造装置１０は、ＶＡＤ法によりガラス微粒子の堆積を行うものであり、側面に排気管１１が設けられた反応容器１２を備えている。この反応容器１２には、その上方から内部に出発材１３が吊り下げられる。
反応容器１２の内部下方には、コア用バーナ１４とクラッド用バーナ１５とが設けられている。そして、出発材１３に対してコア用バーナ１４でコア部多孔質ガラス体２１を形成すると同時にクラッド用バーナ１５でクラッド部多孔質ガラス体２２を形成する。
出発材１３は、上端部を昇降装置１８の支持軸１６に把持されており、昇降装置１８によって回転と共に昇降可能である。この昇降装置１８は、コア部多孔質ガラス体２１とクラッド部多孔質ガラス体２２とからなるガラス微粒子堆積体２０の外径が均一となるように制御装置１９によって上昇速度が制御される。
出発材１３は、上端部を昇降装置１８の支持軸１６に把持されており、昇降装置１８によって回転と共に昇降可能である。この昇降装置１８は、コア部多孔質ガラス体２１とクラッド部多孔質ガラス体２２とからなるガラス微粒子堆積体２０の外径が均一となるように制御装置１９によって上昇速度が制御される。
図２に示すように、コア用バーナ１４は、例えば多重管バーナ（本例では８重管を図示）であり、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材１３に向けて噴出し、堆積させるバーナである。なお、コア用バーナ１４は８重管に限ったものではなく、その層数や形状を限定するものでは無い。
このコア用バーナ１４は、同心円状に配置された径の異なる複数本の石英管３１〜３８を有しており、中心の石英管３１の内部及び石英管３１〜３８のそれぞれの隙間は、ガスを導入して噴き出すポートとされている。また、中心の石英管３１を除く他の石英管３２〜３８には、ガス供給用の枝管である石英管４２〜４８が接続されている。そして、１層目及び２層目のポートとなる中心の石英管３１及び石英管４２には、原料供給装置５０から延びるガス供給用の配管であるステンレス等の金属材料から形成された金属管５１，５２が接続されている。なお、原料配管ではない石英管４３〜４８には、図示しないガス供給装置に接続された金属管などから、テフロンチューブなどを介してガスが供給される。
石英管３１には、金属管５１を介して原料供給装置５０からのガスが供給され、このガスは石英管３１の内側であるポート内へ送り込まれる。また、石英管４２には、金属管５２を介して原料供給装置５０からのガスが供給され、このガスは、石英管３１，３２のそれぞれの隙間からなるポート内へ送り込まれる。
これにより、このコア用バーナ１４は、その先端から、燃焼ガス、助燃ガス、キャリアガス、シールガス、原料ガスを噴出させて火炎の加水分解反応によりガラス微粒子を生成する。
上記のコア用バーナ１４では、中心の石英管３１の内部からなる１層目のポート及び石英管３１，３２との隙間からなる２層目のポートへ原料ガス及び燃焼ガスが送り込まれる。なお、１層目のポートには、原料ガスだけが送り込まれる場合もある。
ガラス微粒子を生成するバーナにおいて、供給する原料ガスの温度を上げると、生成されるガラス微粒子の堆積密度が高まって収率が上がる傾向がある。このため、上記のコア用バーナ１４では、１層目及び２層目のポートへの供給ガスの温度を上げるために、石英管３１及び石英管４２に繋がる金属管５１，５２に、発熱線を内蔵したヒータ５９が巻き付けられている。そして、このヒータ５９によって、供給ガスの温度を約４００℃程度まで加熱させることができるようになっている。
コア用バーナ１４では、ヒータ５９によって加熱されたガスが供給される１層目及び２層目のポートに繋がる石英管３１と金属管５１との接続箇所及び石英管４２と金属管５２との接続箇所において、これらの石英管３１，４２と金属管５１，５２とが、耐熱性の低い樹脂配管や樹脂継手を用いずに直接接続されている。
次に、石英管と金属管とを直接接続する本発明の第１実施形態に係る接続構造について、石英管３１と金属管５１との接続箇所を例示して説明する。
図３に示すように、石英管３１には、金属管５１との接続端に、円板状のフランジ部６１が形成されている。また、金属管５１には、石英管３１との接続端に、円板状のフランジ部６２が形成されている。金属管５１は、石英管３１と反対側に可撓性を有する金属製のフレキシブルチューブ６３が接続されており、フレキシブルチューブ６３、または金属管５１及びフレキシブルチューブ６３の周囲に、ヒータ５９（図２参照）が巻き付けられている。
図３に示すように、石英管３１には、金属管５１との接続端に、円板状のフランジ部６１が形成されている。また、金属管５１には、石英管３１との接続端に、円板状のフランジ部６２が形成されている。金属管５１は、石英管３１と反対側に可撓性を有する金属製のフレキシブルチューブ６３が接続されており、フレキシブルチューブ６３、または金属管５１及びフレキシブルチューブ６３の周囲に、ヒータ５９（図２参照）が巻き付けられている。
これらのフランジ部６１，６２は、対向面が平滑面からなる当接面６５，６６とされており、互いの当接面６５，６６が互いに当接されている。これにより、フランジ部６１，６２では、それぞれの当接面６５，６６が互いに密着されてシールされている。
互いに突き合わされたフランジ部６１，６２は、クランプ部材６７によってクランプされている。このクランプ部材６７は、周方向に間隔をあけて複数設けられている。これにより、フランジ部６１，６２は、クランプ部材６７によって周方向へわたって強固にクランプされている。
互いに突き合わされたフランジ部６１，６２は、クランプ部材６７によってクランプされている。このクランプ部材６７は、周方向に間隔をあけて複数設けられている。これにより、フランジ部６１，６２は、クランプ部材６７によって周方向へわたって強固にクランプされている。
このように、第１実施形態に係る接続構造によれば、石英管３１及び金属管５１のフランジ部６１，６２の互いに当接される当接面６５，６６の密着した面接触で接続させることにより、樹脂配管や樹脂継手を介することなく石英管３１と金属管５１とをシールして接続することができる。これにより、良好なシール状態を確保しつつ金属管５１から高温のまま石英管３１へ原料ガス等のガスを供給することができる。したがって、ガラス微粒子の収率を高め、ガラス微粒子堆積体２０の生産性を向上させることができる。
また、石英管３１と金属管５１とを直接接続したので、重量の重い継手を用いた場合と比較して、コア用バーナ１４の根元への荷重の付与を極力少なくすることができる。これにより、中心の石英管３１が変位して中心のポートがずれ、火炎が不安定になるような不具合をなくすことができる。但し、この接続構造でも、フレキシブルチューブ６３の荷重を受ける支持構造を設けることが好ましい。
次に、第１実施形態に係る石英管と金属管との接続構造の変形例について説明する。
図４に示す接続構造では、石英管３１及び金属管５１のフランジ部６１，６２の当接面６５，６６同士の間に、ガスケット６９が挟まれている。このガスケット６９は、耐熱性に優れたカーボン、セラミックなどから形成されたものであり、それぞれの当接面６５，６６に密着するように円板状に形成されている。
図４に示す接続構造では、石英管３１及び金属管５１のフランジ部６１，６２の当接面６５，６６同士の間に、ガスケット６９が挟まれている。このガスケット６９は、耐熱性に優れたカーボン、セラミックなどから形成されたものであり、それぞれの当接面６５，６６に密着するように円板状に形成されている。
このように、ガスケット６９を介して当接面６５，６６を突き合わせた接続構造によれば、接続箇所の密閉性をより高めることができ、極めて良好なシール性を確保することができる。
また、図５に示す接続構造では、石英管３１及び金属管５１のフランジ部６１，６２におけるそれぞれの当接面６５，６６の一方は凹形状であり、他方は凸形状であり、これらの凹形状及び凸形状が互いに嵌合するように形成されている。具体的には、石英管３１のフランジ部６１の当接面６５における内周側に凸部６５ａが形成され、金属管５１のフランジ部６２の当接面６６における内周側に凹部６６ａが形成されている。そして、互いのフランジ部６１，６２の当接面６５，６６を突き合わせることにより、凸部６５ａが凹部６６ａに嵌合されている。
このように、石英管３１及び金属管５１のフランジ部６１，６２におけるそれぞれの当接面６５，６６を互いに凹凸嵌合させた接続構造の場合も、接続箇所の密閉性をより高めることができ、極めて良好なシール性を確保することができる。
また、図６に示す接続構造では、石英管３１のフランジ部６１ａが石英管３１とは別体に設けられており、石英管３１がフランジ部６１ａ内に嵌合された状態で接着剤７５によって接着されて固定されている。フランジ部６１ａの材質は、石英管３１と同様に石英ガラスである。この接着剤７５としては、例えば、３００℃程度までの耐熱性を有するセラミック接着剤（例えば、アレムコ・プロダクツ社製のセラマボンド）を用いるのが好ましい。また、フランジ部６１ａ，６２の当接面６５，６６同士の間には、図４の構造と同様にガスケット６９が挟まれている。
また、この構造では、上記のクランプ部材６７の代わりに、円弧状の一対のクランプ部材６８と、これらを連結する複数本（本例では３本）の締結ボルト６８ａを用いている。締結ボルト６８ａはフランジ部６１ａ，６２の周方向に均等に配置されることが好ましい。フランジ部６１ａ，６２を一対のクランプ部材６８で挟み込み、締結ボルト６８ａを締めこむことにより、フランジ部６１ａ，６２が周方向にわたって強固にクランプされている。なお、クランプ部材６８を図３，図４，図５のフランジ部６１，６２に対して用いてもよい。また、図６のフランジ部６１ａ，６２に対して上記のクランプ部材６７を用いてもよい。
このように、石英管３１のフランジ部６１ａが石英管３１と別部材であっても、石英からなるフランジ部６１ａと金属管５１のフランジ部６２とを強固に接続して、極めて良好なシール性を確保することができる。
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る石英管と金属管との接続構造について説明する。
なお、第１実施形態と同一構成部分は、同一符号を付して説明を省略する。
図７に示すように、第２実施形態に係る接続構造では、金属管５１の接続端に筒部７１が形成されており、この筒部７１には、石英管３１の接続端が嵌合されている。そして、石英管３１の端面からなる当接面７３と、筒部７１の底面からなる当接面７４とが突き合わされている。なお、当接面７３と当接面７４は、必ずしも面同士が接触している必要は無く、多少離れていても良い。また、金属管５１の筒部７１と、この筒部７１に嵌合された石英管３１の接続端との間は接着剤７５によって接着されて固定されている。この接着剤７５としては、例えば、図６の接着剤７５と同様のものを用いることができる。
次に、第２実施形態に係る石英管と金属管との接続構造について説明する。
なお、第１実施形態と同一構成部分は、同一符号を付して説明を省略する。
図７に示すように、第２実施形態に係る接続構造では、金属管５１の接続端に筒部７１が形成されており、この筒部７１には、石英管３１の接続端が嵌合されている。そして、石英管３１の端面からなる当接面７３と、筒部７１の底面からなる当接面７４とが突き合わされている。なお、当接面７３と当接面７４は、必ずしも面同士が接触している必要は無く、多少離れていても良い。また、金属管５１の筒部７１と、この筒部７１に嵌合された石英管３１の接続端との間は接着剤７５によって接着されて固定されている。この接着剤７５としては、例えば、図６の接着剤７５と同様のものを用いることができる。
このように、第２実施形態に係る接続構造によれば、金属管５１の接続端に形成した筒部７１に石英管３１の接続端を嵌合させ、金属管５１の筒部７１と石英管３１の接続端との間を接着して固定したので、樹脂配管や樹脂継手を介することなく石英管３１と金属管５１とをシールして直接接続することができる。これにより、良好なシール状態を確保しつつ金属管５１から高温のまま石英管３１へ原料ガス等のガスを供給することができ、ガラス微粒子の収率を高め、ガラス微粒子堆積体２０の生産性を向上させることができる。
また、この第２実施形態に係る接続構造において、接続箇所の密閉性を高めるために、当接面７３，７４の間に、リング状に形成されたカーボン製のガスケットを介在させても良く、また、当接面７３，７４を凹凸形状に形成して互いに凹凸嵌合させても良い。
なお、上記の例では、金属管５１に筒部７１を形成したが、石英管３１に筒部を形成して金属管５１の接続端を嵌合させ、接続端と筒部とを接着して固定しても良い。但し、石英管に筒部を形成するのは、金属管に筒部を形成するより困難なので、金属管を外側にする方が好ましい。
なお、上記の例では、金属管５１に筒部７１を形成したが、石英管３１に筒部を形成して金属管５１の接続端を嵌合させ、接続端と筒部とを接着して固定しても良い。但し、石英管に筒部を形成するのは、金属管に筒部を形成するより困難なので、金属管を外側にする方が好ましい。
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る石英管と金属管との接続構造について説明する。
なお、第１，第２実施形態と同一構成部分は、同一符号を付して説明を省略する。
図８に示すように、第３実施形態に係る接続構造では、金属管５１の接続端に筒部８１が形成されており、この筒部８１の内周には、雌ねじ部８２が形成されている。また、石英管３１の接続端の外周には、雄ねじ部８３が形成されている。そして、金属管５１の筒部８１に、石英管３１の接続端をねじ込むことにより、筒部８１の雌ねじ部８２に石英管３１の接続端の雄ねじ部８３が螺合されている。また、石英管３１の接続端の端面からなる当接面８５と筒部８１の底面からなる当接面８６との間には、リング状に形成されたカーボン製またはセラミック製などのガスケット８４が設けられており、金属管５１の筒部８１に石英管３１の接続端をねじ込むことにより、それぞれの当接面８５，８６の間にガスケット８４が挟まれている。
次に、第３実施形態に係る石英管と金属管との接続構造について説明する。
なお、第１，第２実施形態と同一構成部分は、同一符号を付して説明を省略する。
図８に示すように、第３実施形態に係る接続構造では、金属管５１の接続端に筒部８１が形成されており、この筒部８１の内周には、雌ねじ部８２が形成されている。また、石英管３１の接続端の外周には、雄ねじ部８３が形成されている。そして、金属管５１の筒部８１に、石英管３１の接続端をねじ込むことにより、筒部８１の雌ねじ部８２に石英管３１の接続端の雄ねじ部８３が螺合されている。また、石英管３１の接続端の端面からなる当接面８５と筒部８１の底面からなる当接面８６との間には、リング状に形成されたカーボン製またはセラミック製などのガスケット８４が設けられており、金属管５１の筒部８１に石英管３１の接続端をねじ込むことにより、それぞれの当接面８５，８６の間にガスケット８４が挟まれている。
このように、第３実施形態に係る接続構造によれば、金属管５１の接続端に形成した筒部８１に石英管３１の接続端をねじ込み、石英管３１の接続端の端面からなる当接面８５と筒部８１の底面からなる当接面８６との間にカーボン製のガスケット８４を挟み込んで接続しているので、樹脂配管や樹脂継手を介することなく石英管３１と金属管５１とをシールして直接接続することができる。これにより、良好なシール状態を確保しつつ金属管５１から高温のまま石英管３１へ原料ガス等のガスを供給することができ、ガラス微粒子の収率を高め、ガラス微粒子堆積体２０の生産性を向上させることができる。
特に、互いに螺合される筒部８１の雌ねじ部８２と石英管３１の雄ねじ部８３とがラビリンスシールとなり、接続箇所における高いシール性を得ることができる。
特に、互いに螺合される筒部８１の雌ねじ部８２と石英管３１の雄ねじ部８３とがラビリンスシールとなり、接続箇所における高いシール性を得ることができる。
また、金属管５１の筒部８１に石英管３１の接続端をねじ込む際に互いの当接面８５，８６が擦れて削れることによる気密不良なども、ガスケット８４によって防止することができる。なお、このガスケット８４を設けずに、金属管５１の筒部８１に石英管３１の接続端をねじ込んで互いの当接面８５，８６を直接当接させてシールして接続しても良く、また、当接面８５，８６を凹凸形状に形成して互いに凹凸嵌合させても良い。
なお、上記の例では、金属管５１に筒部８１を形成したが、石英管３１に筒部を形成して金属管５１の接続端をねじ込んで接続しても良い。但し、第２実施形態と同様に、石英管に筒部を形成するのは、金属管に筒部を形成するより困難なので、金属管を外側にする方が好ましい。
なお、上記の例では、金属管５１に筒部８１を形成したが、石英管３１に筒部を形成して金属管５１の接続端をねじ込んで接続しても良い。但し、第２実施形態と同様に、石英管に筒部を形成するのは、金属管に筒部を形成するより困難なので、金属管を外側にする方が好ましい。
（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係る石英管と金属管との接続構造について説明する。
なお、第１〜３実施形態と同一構成部分は、同一符号を付して説明を省略する。
図９に示すように、第４実施形態に係る接続構造では、金属管５１の接続端に筒部９１が形成されており、この筒部９１に石英管３１の接続端が嵌合されている。この筒部９１には、その内周面に雌ねじ部９２が形成されている。また、筒部９１には、外周面に雄ねじ部９３が形成された筒状の押圧リング（押圧部材）９４がねじ込まれ、これにより、筒部９１と石英管３１との間に押圧リング９４が装着されている。この押圧リング９４は、例えば、金属、カーボンあるいはセラミックから形成されている。
次に、第４実施形態に係る石英管と金属管との接続構造について説明する。
なお、第１〜３実施形態と同一構成部分は、同一符号を付して説明を省略する。
図９に示すように、第４実施形態に係る接続構造では、金属管５１の接続端に筒部９１が形成されており、この筒部９１に石英管３１の接続端が嵌合されている。この筒部９１には、その内周面に雌ねじ部９２が形成されている。また、筒部９１には、外周面に雄ねじ部９３が形成された筒状の押圧リング（押圧部材）９４がねじ込まれ、これにより、筒部９１と石英管３１との間に押圧リング９４が装着されている。この押圧リング９４は、例えば、金属、カーボンあるいはセラミックから形成されている。
押圧リング９４の端面と筒部９１の底面との間には、リング状に形成されたカーボン製のガスケット９５が設けられている。このガスケット９５は、筒部９１に押圧リング９４をねじ込むことにより、押圧リング９４の端面と筒部９１の底面とで挟持されて弾性変形し、筒部９１の内周面と石英管３１の外周面に密着する。
このように、第４実施形態に係る接続構造によれば、金属管５１の接続端に形成した筒部９１に石英管３１の接続端を嵌合させ、さらに、筒部９１に押圧リング９４をねじ込んで装着し、筒部９１の底面と押圧リング９４の端面との間のカーボン製のガスケット９５を挟み込んで弾性変形させて筒部９１の内周面と石英管３１の外周面に密着させて接続しているので、樹脂配管や樹脂継手を介することなく石英管３１と金属管５１とをシールして直接接続することができる。これにより、良好なシール状態を確保しつつ金属管５１から高温のまま石英管３１へ原料ガス等のガスを供給することができ、ガラス微粒子の収率を高め、ガラス微粒子堆積体２０の生産性を向上させることができる。
なお、上記の第１〜第４実施形態において、金属管５１における石英管３１と反対側に金属製のフレキシブルチューブ６３を接続するには、図１０に示すように、金属継手９８を用いれば良い。この金属継手９８は、両端に継手部９８ａを有しており、一方の継手部９８ａを金属管５１に接合させ、他方の継手部９８ａをフレキシブルチューブ６３に接合させる。これにより、金属管５１とフレキシブルチューブ６３とを容易に接続させることができる。
また、上記の実施形態では、コア用バーナ１４の中心の石英管３１と金属管５１との接続箇所を例示して説明したが、本発明の接続構造は、原料ガスが供給される石英管４２と金属管５２との接続箇所に適用できる。また、ＶＡＤ法によるコア用バーナに適用するだけでなく、他の製法における石英管と金属管との接続箇所にも適用できる。
１４：コア用バーナ（バーナ）、３１，４２〜４８：石英管、５１〜５８：金属管、６１，６２：フランジ部、６３：フレキシブルチューブ、６５，６６，７３，７４，８５，８６：当接面、６７，６８：クランプ部材、６９，７６，８４，９５：ガスケット、７１，８１，９１：筒部、７５：接着剤、８２：雌ねじ部、８３：雄ねじ部、９４：押圧リング（押圧部材）、９８：金属継手
Claims (4)
- 火炎を噴射させるバーナとなる石英管と、前記石英管へガスを供給する金属管との接続構造であって、
前記石英管または前記金属管の一方の接続端に内周が雌ねじ部とされた筒部が形成され、他方の接続端の外周に雄ねじ部が形成され、
前記筒部に前記接続端をねじ込むことにより、前記接続端の端面からなる当接面と前記筒部の底面からなる当接面とが近接または突き合わされて接続されていることを特徴とする石英管と金属管との接続構造。 - 請求項１に記載の石英管と金属管との接続構造であって、
前記当接面同士の間にカーボン製のガスケットが挟まれていることを特徴とする石英管と金属管との接続構造。 - 請求項１または請求項２に記載の石英管と金属管との接続構造であって、
それぞれの前記当接面の一方は凹形状であり、他方は凸形状であり、前記凹形状及び前記凸形状が互いに嵌合することを特徴とする石英管と金属管との接続構造。 - 火炎を噴射させるバーナとなる石英管と、前記石英管へガスを供給する金属管との接続構造であって、
前記金属管の接続端に形成された筒部に前記石英管の接続端が嵌合され、
前記筒部と前記石英管との間に筒状の継手が装着され、
前記継手と前記筒部の底面との間に設けられたカーボン製のガスケットが前記継手の端面と前記筒部の底面とで挟持されて弾性変形され、前記筒部の内周面と前記石英管の外周面に密着されていることを特徴とする石英管と金属管との接続構造。
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