JPH01275443A - 光ファイバ線引き炉 - Google Patents
光ファイバ線引き炉Info
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- JPH01275443A JPH01275443A JP10006688A JP10006688A JPH01275443A JP H01275443 A JPH01275443 A JP H01275443A JP 10006688 A JP10006688 A JP 10006688A JP 10006688 A JP10006688 A JP 10006688A JP H01275443 A JPH01275443 A JP H01275443A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
- C03B37/029—Furnaces therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2205/00—Fibre drawing or extruding details
- C03B2205/60—Optical fibre draw furnaces
- C03B2205/90—Manipulating the gas flow through the furnace other than by use of upper or lower seals, e.g. by modification of the core tube shape or by using baffles
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- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は光ファイバ線引き炉に関し、線引きされた光フ
ァイバの外径の変動を低減さ、せて線引き後コーティン
グされた光ファイバの引張強度を向上させるようにした
ものである。
ァイバの外径の変動を低減さ、せて線引き後コーティン
グされた光ファイバの引張強度を向上させるようにした
ものである。
〈従来の技術〉
光ファイバは一般に、棒状の光ファイバ用ガラス母材を
炉中で加熱軟化させて延伸することにより線引きされる
。この光ファイバの製造に用いられろ線引き炉は、通常
、上部開口部より光ファイバ用ガラス母材を挿入し、光
ファイバを下方へ引き出す構成であり、炉内には不活性
ガスを満たすようになっており、その下部開口部には不
活性ガス雰囲気の保持のためのシャッタが配設されてい
る。
炉中で加熱軟化させて延伸することにより線引きされる
。この光ファイバの製造に用いられろ線引き炉は、通常
、上部開口部より光ファイバ用ガラス母材を挿入し、光
ファイバを下方へ引き出す構成であり、炉内には不活性
ガスを満たすようになっており、その下部開口部には不
活性ガス雰囲気の保持のためのシャッタが配設されてい
る。
このような従来の光ファイバ線引き炉の一例を第４図に
示す。同図に示すように、炉本体１内にはヒータ２及び
炉心管３が設けられており、炉本体１の上部開口部１ａ
より光ファイバ用ガラス母材１０を挿入し、線引きされ
た光ファイバ１１を下部開口部１ｂより引き出すように
なっている。ここで、炉心管３内は不活性ガス１２で満
されるようになっているので、下部開口部１ｂには、そ
の中央部に光ファイバ１１の出口４ａを有するシャッタ
４が設けられている。
示す。同図に示すように、炉本体１内にはヒータ２及び
炉心管３が設けられており、炉本体１の上部開口部１ａ
より光ファイバ用ガラス母材１０を挿入し、線引きされ
た光ファイバ１１を下部開口部１ｂより引き出すように
なっている。ここで、炉心管３内は不活性ガス１２で満
されるようになっているので、下部開口部１ｂには、そ
の中央部に光ファイバ１１の出口４ａを有するシャッタ
４が設けられている。
ところで、炉心ｖ！：３内は約２０００℃の高温であっ
て、炉心管３にはカーボンが用いられているため、炉心
管３の内周面近傍で光ファイバ用ガラス母材１０の中の
Ｓｉと炉心管３のＣとが反応してＳｉＣが生成される。
て、炉心管３にはカーボンが用いられているため、炉心
管３の内周面近傍で光ファイバ用ガラス母材１０の中の
Ｓｉと炉心管３のＣとが反応してＳｉＣが生成される。
また、不活性ガスとして窒素を用いた場合にはＳｉ３Ｎ
４なども生成される。
４なども生成される。
このように生成したＳｉＣやＳｉ、Ｎ４などは微粒子と
なって浮遊することになるが、炉上部から流されて比較
的高速の乱流となる不活性ガスとともにシャッタ４の出
口４ａから外部へ流れ出すようになる。したがって、Ｓ
ｉＣやＳｉ３Ｎ４などの微粒子がシャッタ４の出口４ａ
を通る際の光ファイバ１１に付着し、ファイバに傷をつ
けてファイバ強度を低下させろという問題が発生してい
た。
なって浮遊することになるが、炉上部から流されて比較
的高速の乱流となる不活性ガスとともにシャッタ４の出
口４ａから外部へ流れ出すようになる。したがって、Ｓ
ｉＣやＳｉ３Ｎ４などの微粒子がシャッタ４の出口４ａ
を通る際の光ファイバ１１に付着し、ファイバに傷をつ
けてファイバ強度を低下させろという問題が発生してい
た。
そこで、このような問題を解決するものとして上述した
シャッタ４の周縁部に、不活性ガスを排出するための開
口部を形成した光ファイバ線引き炉を先に出願した。
シャッタ４の周縁部に、不活性ガスを排出するための開
口部を形成した光ファイバ線引き炉を先に出願した。
〈発明が解決しようとする課題〉
しかしながら、前述した線引き炉において、腺引き速度
を速くするか又は母材を大型化、特に大径化すると、当
該線引き炉から出た光ファイバはまだ冷えきらずに柔か
い状態のままであるので、外気中あるいは当該線引き炉
から排出されたダストが付着すると著しい強度低下を引
き起こしてしまい、又、線引き炉外の不均一な乱れた空
気の流れの中で冷却されて外径が大幅に変動してしまう
という問題がある。腺引き炉から排出されたダストは、
線引き炉の出口付近に横向きにクリーンエアーを流すこ
とによって遮断するのは困難であり、この場合には逆に
外径の乱れが助長されてしまう。又、上述したようにシ
ャッタ４の周縁部に形成した開口部からダストを排出す
るようにしても、炉外で光ファイバへの付着は防止され
ない。さらに、シャツタ４自体を開けて線引きすると、
線径変動がさらに悪化してしまう傾向にある。
を速くするか又は母材を大型化、特に大径化すると、当
該線引き炉から出た光ファイバはまだ冷えきらずに柔か
い状態のままであるので、外気中あるいは当該線引き炉
から排出されたダストが付着すると著しい強度低下を引
き起こしてしまい、又、線引き炉外の不均一な乱れた空
気の流れの中で冷却されて外径が大幅に変動してしまう
という問題がある。腺引き炉から排出されたダストは、
線引き炉の出口付近に横向きにクリーンエアーを流すこ
とによって遮断するのは困難であり、この場合には逆に
外径の乱れが助長されてしまう。又、上述したようにシ
ャッタ４の周縁部に形成した開口部からダストを排出す
るようにしても、炉外で光ファイバへの付着は防止され
ない。さらに、シャツタ４自体を開けて線引きすると、
線径変動がさらに悪化してしまう傾向にある。
本発明は、このような事情に鑑み、線引きされた光ファ
イバへのダストの付着及び外径の変動を低減させて強度
低下を防止する光ファイバ線引き炉を提供することを目
的とする。
イバへのダストの付着及び外径の変動を低減させて強度
低下を防止する光ファイバ線引き炉を提供することを目
的とする。
く課題を解決するための手段〉
前記目的を達成する本発明にかかる光フアイバ線引き炉
は、棒状の光ファイバ用ガラス母材を不活性ガスあるい
は空気雰囲気中で加熱軟化させつつ延伸して光ファイバ
に線引きする炉であって、線引きされた光ファイバの温
度が少なくとも軟化点以下となる位置まで均一且つクリ
ーンな雰囲気ガス流を保持する隔壁を有することを特徴
とする。
は、棒状の光ファイバ用ガラス母材を不活性ガスあるい
は空気雰囲気中で加熱軟化させつつ延伸して光ファイバ
に線引きする炉であって、線引きされた光ファイバの温
度が少なくとも軟化点以下となる位置まで均一且つクリ
ーンな雰囲気ガス流を保持する隔壁を有することを特徴
とする。
く作 用〉
線引きされた光ファイバは隔壁に保持される均一且つク
リーンな雰囲気ガス流内を通過する間に軟化点以下まで
冷却される。
リーンな雰囲気ガス流内を通過する間に軟化点以下まで
冷却される。
く実 施 例〉
以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。尚
、従来技術と同一部材には同一符号を付し、重複する説
明は省略する。
、従来技術と同一部材には同一符号を付し、重複する説
明は省略する。
第１図には第１の実施例にかかる光フアイバ線引き炉の
断面を示す。同図に示すように、本実施例では、炉本体
１の下端部には下部開口部１ｂに連通し且つ炉芯管３と
ほぼ同内径の円筒状の隔壁５が延設されており、隔壁５
の下端部にはシャッタ４０が設けられている。
断面を示す。同図に示すように、本実施例では、炉本体
１の下端部には下部開口部１ｂに連通し且つ炉芯管３と
ほぼ同内径の円筒状の隔壁５が延設されており、隔壁５
の下端部にはシャッタ４０が設けられている。
このシャッタ４０は、その中央部に光ファイバ１１を引
き出すための出口４０ａを有するとともに、その外縁部
に出口４０ａを中心として同心円上に８個の孔４０ｂが
等間隔に設けられている。このシャック４０は図中左右
に２つに分割されており、第１図中左右方向へ開閉自在
となっている。尚、１ａは炉本体１の上部開口部、２は
ヒータ、１０は光ファイバ用ガラス母材である。
き出すための出口４０ａを有するとともに、その外縁部
に出口４０ａを中心として同心円上に８個の孔４０ｂが
等間隔に設けられている。このシャック４０は図中左右
に２つに分割されており、第１図中左右方向へ開閉自在
となっている。尚、１ａは炉本体１の上部開口部、２は
ヒータ、１０は光ファイバ用ガラス母材である。
そして、上記のように構成された線引き炉により、炉本
体１の上部から不活性ガス又は空気（以下不活性ガスと
いう）１２を流入させながら光ファイバを線引きすると
、不活性ガス１２ばほぼ光ファイバ１１の軸方向にそっ
て下方に流れて均一な流れを形成し、この流れを保った
まま炉本体１の下部開口部１ｂから隔壁５内に流れ込み
該隔壁５内にてクリーンで且つ均一な下向きの雰囲気ガ
ス流を形成し、乱流を形成することなく出口４０ａ及び
孔４０ｂから排出される。このような雰囲気ガス流内で
線引きれた光ファイバ１１は軟下点息下に冷却されてシ
ャッタ４０の出口４０ａから外部へ出る。
体１の上部から不活性ガス又は空気（以下不活性ガスと
いう）１２を流入させながら光ファイバを線引きすると
、不活性ガス１２ばほぼ光ファイバ１１の軸方向にそっ
て下方に流れて均一な流れを形成し、この流れを保った
まま炉本体１の下部開口部１ｂから隔壁５内に流れ込み
該隔壁５内にてクリーンで且つ均一な下向きの雰囲気ガ
ス流を形成し、乱流を形成することなく出口４０ａ及び
孔４０ｂから排出される。このような雰囲気ガス流内で
線引きれた光ファイバ１１は軟下点息下に冷却されてシ
ャッタ４０の出口４０ａから外部へ出る。
隔壁５は光ファイバ１１がシャック４０から出るときに
軟下点以下に冷却されている長さを有していることが必
要である。この長さは、光ファイバ母材１０の径、線引
き速度、あるいは雰囲気ガス流の種類、量によっても異
なり、適宜決定すればよいが、一般に１５０〜５００間
以上とするのが好のましい。また、上記実施例ではシャ
ッタ４０の外縁部に孔４０ｂを形成して雰囲気ガス流の
排出を行い、炉内のダストがファイバーに接触するのを
防止している。
軟下点以下に冷却されている長さを有していることが必
要である。この長さは、光ファイバ母材１０の径、線引
き速度、あるいは雰囲気ガス流の種類、量によっても異
なり、適宜決定すればよいが、一般に１５０〜５００間
以上とするのが好のましい。また、上記実施例ではシャ
ッタ４０の外縁部に孔４０ｂを形成して雰囲気ガス流の
排出を行い、炉内のダストがファイバーに接触するのを
防止している。
冷却効率を高めるために、隔壁５の外周に−水冷ジャケ
ット等を設けて冷却するようにしてもより。また、隔壁
５の内壁には光ファイバ母材１０及び炉芯管３の蒸発物
またはこれらの反応生成物が小さなダストとして層状に
堆積することがあるが、この堆積物がはがれ落ちて再び
光ファイバ１１に付着するのを防止するためには清掃が
必要である。この清掃を容易にずろために、隔壁５を二
重構造として内壁を若説自在とし、交換可能としてもよ
いＯ さらに、隔壁５の内壁を帯電させて雰囲気ガス流中のダ
ストを補集するようにすると、隔壁５内の雰囲気ガス流
に多少の、乱れが生じても、ダストが光ファイバ１１に
付着することがない。この実施例を第２図に示す。同図
に示すように、隔壁５の内周に２重に円筒状の？ｔｉ５
ａ、５ｂを配設して図示しない起電力源を接続し、外側
の電極５ａに正、内側の電極５ｂに負の１Ａ９電をして
いる。尚、本実施例では第４図と同様のシャック４とし
ている。
ット等を設けて冷却するようにしてもより。また、隔壁
５の内壁には光ファイバ母材１０及び炉芯管３の蒸発物
またはこれらの反応生成物が小さなダストとして層状に
堆積することがあるが、この堆積物がはがれ落ちて再び
光ファイバ１１に付着するのを防止するためには清掃が
必要である。この清掃を容易にずろために、隔壁５を二
重構造として内壁を若説自在とし、交換可能としてもよ
いＯ さらに、隔壁５の内壁を帯電させて雰囲気ガス流中のダ
ストを補集するようにすると、隔壁５内の雰囲気ガス流
に多少の、乱れが生じても、ダストが光ファイバ１１に
付着することがない。この実施例を第２図に示す。同図
に示すように、隔壁５の内周に２重に円筒状の？ｔｉ５
ａ、５ｂを配設して図示しない起電力源を接続し、外側
の電極５ａに正、内側の電極５ｂに負の１Ａ９電をして
いる。尚、本実施例では第４図と同様のシャック４とし
ている。
このように電極５ａ、５ｂを設けることにより、隔壁５
内の雰囲気ガス流中の正電荷のダストが電極５ｂに補集
される。また、電極５ｂｒ１！着説自在とすると？Ｉｒ
Ｉ集されたダストの清掃が容易となり、さらに好ましい
。
内の雰囲気ガス流中の正電荷のダストが電極５ｂに補集
される。また、電極５ｂｒ１！着説自在とすると？Ｉｒ
Ｉ集されたダストの清掃が容易となり、さらに好ましい
。
さらに、他の実施例を第３図に示す。同図に示すように
、本実施例では、第４図に示す従来綿引き炉のシャッタ
４に近接して該シャッタ４を囲むように円筒状の隔壁５
０を設けている。この「１４壁５０の上下端部は開放さ
れており、下端部の周面に形成した開口５０ａから上方
に向けてクリーンエア５１が供給されるようになってい
る。
、本実施例では、第４図に示す従来綿引き炉のシャッタ
４に近接して該シャッタ４を囲むように円筒状の隔壁５
０を設けている。この「１４壁５０の上下端部は開放さ
れており、下端部の周面に形成した開口５０ａから上方
に向けてクリーンエア５１が供給されるようになってい
る。
このような構成によりシャッタ４の出口４ａから出た光
ファイバ１１は隔壁５０内に保持された上向きのクリー
ンエア５１の流れの中で軟化点以下まで冷却される。こ
こで、クリーンエア５１の流れを均一にするためには隔
壁５０の内径は小さい方がよい。また、クリーンエγ５
１に流速が大きすぎると炉芯管３内の不活性ガス１２の
流れを乱す原因となり、線径変動を引き起こすので好ま
しくない。なお、シャック４を開けると線径変動が顕著
となり、この場合には、シャック４が必須であることを
示す。
ファイバ１１は隔壁５０内に保持された上向きのクリー
ンエア５１の流れの中で軟化点以下まで冷却される。こ
こで、クリーンエア５１の流れを均一にするためには隔
壁５０の内径は小さい方がよい。また、クリーンエγ５
１に流速が大きすぎると炉芯管３内の不活性ガス１２の
流れを乱す原因となり、線径変動を引き起こすので好ま
しくない。なお、シャック４を開けると線径変動が顕著
となり、この場合には、シャック４が必須であることを
示す。
以上説明した各実施例において、光ファイバ１１は均一
且つクリーンな雰囲気ガス流中で軟化点以下の温度まで
冷却されるので、外径変動が防止され、また、ダストの
付着がなくなるので引張強度は全長の亘って非常に強（
なる。
且つクリーンな雰囲気ガス流中で軟化点以下の温度まで
冷却されるので、外径変動が防止され、また、ダストの
付着がなくなるので引張強度は全長の亘って非常に強（
なる。
以上、第１の実施例の線引き炉（第１図参Ｉ！ｉ￥）を
用いた試験例を示す。
用いた試験例を示す。
直径５０１１１１１の光ファイバ母材１０を線速加〜ｌ
叫ｎで線引きした場合、隔壁５の長さを３００ｍｍとす
るとシャッタ４０の位置でのファイバ温度が１２００℃
であり、線引きされた光ファイバ１１の２ ｋｇの張力
での破断確率は４０ｋｍに１回であった。同じ条件で隔
壁５を５００繭とするとシャッタ４０の位置でのファイ
バ温度は１０００℃であり、２ ｋｇの張力での破断確
率は５０ｋｍに１回であった。一方、比較のために隔壁
５がない状態で線引きしたところ、ファイバ温度は１６
００℃であり、破断確率は１０ｋｍに１回であった。尚
、５００１１１１１の隔壁５を有する場合には、破断し
た光ファイバ１１の断面にはダストと思われる付着物は
見られなかったが、隔壁５がない場合には、破断したフ
ァイバ断面のほとんどに付着物あるい１１ダストによっ
てつけられたと思われる傷が見られた。
叫ｎで線引きした場合、隔壁５の長さを３００ｍｍとす
るとシャッタ４０の位置でのファイバ温度が１２００℃
であり、線引きされた光ファイバ１１の２ ｋｇの張力
での破断確率は４０ｋｍに１回であった。同じ条件で隔
壁５を５００繭とするとシャッタ４０の位置でのファイ
バ温度は１０００℃であり、２ ｋｇの張力での破断確
率は５０ｋｍに１回であった。一方、比較のために隔壁
５がない状態で線引きしたところ、ファイバ温度は１６
００℃であり、破断確率は１０ｋｍに１回であった。尚
、５００１１１１１の隔壁５を有する場合には、破断し
た光ファイバ１１の断面にはダストと思われる付着物は
見られなかったが、隔壁５がない場合には、破断したフ
ァイバ断面のほとんどに付着物あるい１１ダストによっ
てつけられたと思われる傷が見られた。
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明の光ファイバ線引き炉によ
れば、線引きされた光ファイバは均一且つクリーンな雰
囲気ガス流の中で軟化点以下まで冷却されて最終的な寸
法が決定されるため、外径変動が小さく且つ引張強度の
大きい光ファイバを製造することがモさ、特に徐引き速
度が太い場きあるいは大径の光ファイバ母材を用いる場
合に有用である。
れば、線引きされた光ファイバは均一且つクリーンな雰
囲気ガス流の中で軟化点以下まで冷却されて最終的な寸
法が決定されるため、外径変動が小さく且つ引張強度の
大きい光ファイバを製造することがモさ、特に徐引き速
度が太い場きあるいは大径の光ファイバ母材を用いる場
合に有用である。
第１図は本発明の第１の実施例にかかる光ファイバ線引
き炉を示す断面図、第２図は第２の実施例にかかる光フ
ァイバ線引き炉を示す断面図、第３図は第３の実施例に
かかる光ファイバ線引き炉を示す断面図、第４図は従来
技術にかかる光ファイバ温度き炉を示す断面図である。 図 面 中、 １は炉本体、 ３ば炉芯管、 ４．４０はシャッタ、 ５．５０は隔壁、 １０は光ファイバ用ガラス母材、 １１は光ファイバである。
き炉を示す断面図、第２図は第２の実施例にかかる光フ
ァイバ線引き炉を示す断面図、第３図は第３の実施例に
かかる光ファイバ線引き炉を示す断面図、第４図は従来
技術にかかる光ファイバ温度き炉を示す断面図である。 図 面 中、 １は炉本体、 ３ば炉芯管、 ４．４０はシャッタ、 ５．５０は隔壁、 １０は光ファイバ用ガラス母材、 １１は光ファイバである。
Claims (8)
- （１）棒状の光ファイバ用ガラス母材を不活性ガスある
いは空気雰囲気中で加熱軟化させつつ延伸して光ファイ
バに線引きする炉であって、線引きされた光ファイバの
温度が少なくとも軟化点以下となる位置まで均一且つク
リーンな雰囲気ガス流を保持する隔壁を有することを特
徴とする光ファイバ線引き炉。 - （２）請求項１記載の光ファイバ線引き炉において、当
該線引き炉内を上から下に向って流れる不活性ガスある
いは空気がそのまま隔壁に保持される雰囲気ガス流とな
る光ファイバ線引き炉。 - （３）請求項２記載の光ファイバ線引き炉において、隔
壁の下端部には、中央部に光ファイバの出口を有すると
ともに外気の巻込みを防止する開閉自在なシャッタが設
けられている光ファイバ線引き炉。 - （４）請求項２又は３記載の光ファイバ線引き炉におい
て、隔壁は光ファイバ母材が挿入されて延伸されている
炉芯管と同径の円筒である光ファイバ線引き炉。 - （５）請求項２〜４の何れかに記載の光ファイバ線引き
炉において、隔壁が水冷されている光ファイバ線引き炉
。 - （６）請求項２〜５の何れかに記載の光ファイバ線引き
炉において、隔壁の内壁が着脱自在で交換可能である光
ファイバ線引き炉。 - （７）請求項２〜６の何れかに記載の光ファイバ線引き
炉において、隔壁の内壁が帯電されている光ファイバ線
引き炉。 - （８）請求項１記載の光ファイバ線引き炉において、光
ファイバ母材が挿入されて延伸されている炉芯管と隔壁
との間には、中央部に光ファイバが挿通される開口を有
するシャッタが配設され、該隔壁の下端部から上方に向
って雰囲気ガス流を形成する不活性ガス又は空気を供給
する光ファイバ線引き炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63100066A JP2787983B2 (ja) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | 光ファイバ線引き炉及び線引き方法 |
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-
1988
- 1988-04-25 JP JP63100066A patent/JP2787983B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| CN102863149B (zh) * | 2011-07-08 | 2016-04-27 | 住友电气工业株式会社 | 光纤的拉丝装置及拉丝方法 |
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