JPH04260616A - ガラス体の製造方法 - Google Patents
ガラス体の製造方法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は気相反応によって合成す
る生産性の高いガラス体を製造する方法に関する。
る生産性の高いガラス体を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光フアイバの分野においてガラス微粒子
（以下、「スート」という。）の堆積体を合成する方法
として、バーナから燃焼ガス及び原料を混合して噴出し
、火炎中で加水分解反応あるいは酸化反応によりスート
を生成し、このスートを回転する出発材の先端に堆積さ
せ、該堆積体の成長に合わせて出発材をバーナと相対的
に移動させることによりスート堆積体を形成するＶＡＤ
法がある。又、出発部材の外周部にバーナにより生成し
たスートを堆積し、出発材又はバーナをトラバースする
ことによりスート堆積体を製造するＯＶＤ法がある。
（以下、「スート」という。）の堆積体を合成する方法
として、バーナから燃焼ガス及び原料を混合して噴出し
、火炎中で加水分解反応あるいは酸化反応によりスート
を生成し、このスートを回転する出発材の先端に堆積さ
せ、該堆積体の成長に合わせて出発材をバーナと相対的
に移動させることによりスート堆積体を形成するＶＡＤ
法がある。又、出発部材の外周部にバーナにより生成し
たスートを堆積し、出発材又はバーナをトラバースする
ことによりスート堆積体を製造するＯＶＤ法がある。
【０００３】上記スート合成法において、バーナにより
合成された粒状ガラスのスート堆積体への堆積効率を向
上させる手段として多重火炎方式のバーナが提案されて
いる。多重火炎方式のバーナは、例えば実公昭６０−４
９７９号公報、特公昭６２−５０４１８号公報に記載の
如く、中心部に少なくともガラス原料ガス噴出ポート、
これと同心円状にスート合成用ポートとその外周に該ス
ート合成用ポートの端面に対してガスの流れ方向に突き
出して配置されたスート堆積体加熱用ポートとからなる
燃料ガス噴出ポートを１組あるいは複数組具備したバー
ナである。
合成された粒状ガラスのスート堆積体への堆積効率を向
上させる手段として多重火炎方式のバーナが提案されて
いる。多重火炎方式のバーナは、例えば実公昭６０−４
９７９号公報、特公昭６２−５０４１８号公報に記載の
如く、中心部に少なくともガラス原料ガス噴出ポート、
これと同心円状にスート合成用ポートとその外周に該ス
ート合成用ポートの端面に対してガスの流れ方向に突き
出して配置されたスート堆積体加熱用ポートとからなる
燃料ガス噴出ポートを１組あるいは複数組具備したバー
ナである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近年、このスート堆積
体の生産性を向上させるため単位時間に合成され堆積さ
れる速度（ｇ／分）を上げる研究が行われているが、原
料を増量すると原料流量から計算される理論的ガラス重
量に対して、実際にスート堆積体として合成される重量
の割合である原料の付着収率（％）が低下し、結果的に
合成速度を上げられないという問題があった。
体の生産性を向上させるため単位時間に合成され堆積さ
れる速度（ｇ／分）を上げる研究が行われているが、原
料を増量すると原料流量から計算される理論的ガラス重
量に対して、実際にスート堆積体として合成される重量
の割合である原料の付着収率（％）が低下し、結果的に
合成速度を上げられないという問題があった。
【０００５】前述の多重火炎バーナはこの問題に対して
突破口となり、合成速度の飛躍的向上をもたらしたが、
さらに改良を図るためには限界が生じ再び壁にぶつかっ
た。本発明は原料の収率を改善し、合成速度を向上させ
る手段を提供するものである。
突破口となり、合成速度の飛躍的向上をもたらしたが、
さらに改良を図るためには限界が生じ再び壁にぶつかっ
た。本発明は原料の収率を改善し、合成速度を向上させ
る手段を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めの本発明の構成は図１〜２に示す通り、気体のガラス
原料をバーナから噴出させて火炎中でスートを合成しこ
れを堆積してスート堆積体となし、次いで該スート堆積
体を加熱して透明なガラス体を製造する方法において、
断面形状が長方形１又は長円形３の原料ガス噴出ポート
を有し、かつ原料ガス噴出ポートの外周に燃焼ガス噴出
ポートが同心状の多重管２，４であるバーナにより前記
スート堆積体を合成することを特徴とする。
めの本発明の構成は図１〜２に示す通り、気体のガラス
原料をバーナから噴出させて火炎中でスートを合成しこ
れを堆積してスート堆積体となし、次いで該スート堆積
体を加熱して透明なガラス体を製造する方法において、
断面形状が長方形１又は長円形３の原料ガス噴出ポート
を有し、かつ原料ガス噴出ポートの外周に燃焼ガス噴出
ポートが同心状の多重管２，４であるバーナにより前記
スート堆積体を合成することを特徴とする。
【０００７】原料ガス噴出ポート１，３は長方形状又は
長円形状とした効果を得ること及び他のポートの流れの
安定性を確保する目的から長軸ｙと短軸ｘの比を１．５
以上とすることが望ましい。
長円形状とした効果を得ること及び他のポートの流れの
安定性を確保する目的から長軸ｙと短軸ｘの比を１．５
以上とすることが望ましい。
【０００８】
【作用】従来、光フアイバの分野ではスート堆積体の合
成に用いられるバーナは、例えば特開昭５４−３０８５
３号公報、特開昭６１−１８６２３９号公報に示される
如く原料ポートも円形である同心円状の多重管バーナが
主に用いられた。一方、原料噴出ポートがバーナの中心
から偏心して配設されてるものとしては特開昭５６−５
４２４０号公報があるが円形の原料ガス噴出ポートが主
流であり、角形の原料ポートは寸法は開示されてないも
のの正方形が意識されてたようである。又、楕円形のバ
ーナとしては特開昭５５−９５６２５号公報に示されて
るが原料ポートは円形である。
成に用いられるバーナは、例えば特開昭５４−３０８５
３号公報、特開昭６１−１８６２３９号公報に示される
如く原料ポートも円形である同心円状の多重管バーナが
主に用いられた。一方、原料噴出ポートがバーナの中心
から偏心して配設されてるものとしては特開昭５６−５
４２４０号公報があるが円形の原料ガス噴出ポートが主
流であり、角形の原料ポートは寸法は開示されてないも
のの正方形が意識されてたようである。又、楕円形のバ
ーナとしては特開昭５５−９５６２５号公報に示されて
るが原料ポートは円形である。
【０００９】上記のバーナを使用してスート堆積体の合
成を行った場合、原料を増加していくと原料の収率が低
下し一般に図４の傾向を示す。発明者等はこの原因につ
いてガス流量条件、バーナ構造に着目して検討した結果
、原料噴出ポートが円形あるいは正方形のバーナについ
ては図４の限界を破ることのできないことが解った。
成を行った場合、原料を増加していくと原料の収率が低
下し一般に図４の傾向を示す。発明者等はこの原因につ
いてガス流量条件、バーナ構造に着目して検討した結果
、原料噴出ポートが円形あるいは正方形のバーナについ
ては図４の限界を破ることのできないことが解った。
【００１０】その理由は火炎内で生成したスートが堆積
面のごく近傍を流れ、この領域に存在する温度勾配によ
り作用するサーモホレシス効果（微細な粒子は空間の温
度勾配に比例した速度を低温側に受ける効果）により堆
積面に到達すると考えられる。この現象から考察すると
粒子が表面の近傍を流れる程堆積しやすく、従って火炎
が安定な層流をとる程原料収率は向上すると考えられる
。
面のごく近傍を流れ、この領域に存在する温度勾配によ
り作用するサーモホレシス効果（微細な粒子は空間の温
度勾配に比例した速度を低温側に受ける効果）により堆
積面に到達すると考えられる。この現象から考察すると
粒子が表面の近傍を流れる程堆積しやすく、従って火炎
が安定な層流をとる程原料収率は向上すると考えられる
。
【００１１】ところで、原料を増量すると原料ガス噴出
ポートの流速が増大し、次第に乱れが生じてくることが
わかった。その結果、粒子の堆積面への接近性が悪くな
り堆積しにくくなると考えられる。そこで、噴出ポート
径を大きくして流速を下げると流路幅が広がるため底流
速による流れの乱れ、不安定性が生じるとともに粒子の
広がりが大きくなり、結局収率の向上につながらなかっ
た。
ポートの流速が増大し、次第に乱れが生じてくることが
わかった。その結果、粒子の堆積面への接近性が悪くな
り堆積しにくくなると考えられる。そこで、噴出ポート
径を大きくして流速を下げると流路幅が広がるため底流
速による流れの乱れ、不安定性が生じるとともに粒子の
広がりが大きくなり、結局収率の向上につながらなかっ
た。
【００１２】以上の考察から、原料の増量にともなう流
速の増大を抑えかつ、粒子の広がりをも抑えることが必
要と考え、本発明のバーナ構造によって解決した。本発
明によるバーナ構造の例を図１に示す。中心に配設され
た原料噴出ポート１が長方形状をなし、このために粒子
の広がりは短軸ｘにより決定されるため短軸方向の広が
りは抑制される。
速の増大を抑えかつ、粒子の広がりをも抑えることが必
要と考え、本発明のバーナ構造によって解決した。本発
明によるバーナ構造の例を図１に示す。中心に配設され
た原料噴出ポート１が長方形状をなし、このために粒子
の広がりは短軸ｘにより決定されるため短軸方向の広が
りは抑制される。
【００１３】一方、噴出ポート面積は長軸ｙに比例する
ので粒子の広がりを抑えたまま断面積を増加できる構造
となっている。このようにして原料の増量に対する前述
の問題点は解決し、収率を向上させることができた。本
構成の場合、長軸と短軸の比が小さいと粒子流の広がり
抑制の効果が出ないので１．５以上が好ましい。一方、
外周のポートが長方形でなく同心円状の場合、この比率
を大きくしすぎると原料ポートに隣接するガスの流れ方
向に対する対称性がくずれ流れに乱れが生じるので上限
があるが燃焼ポートも長方形の場合は制限はない。現実
には生成するスート堆積体の径によって長軸ｙの上限を
決めている。例えばスート堆積体の外径の１／４〜１／
２程度が好ましい。
ので粒子の広がりを抑えたまま断面積を増加できる構造
となっている。このようにして原料の増量に対する前述
の問題点は解決し、収率を向上させることができた。本
構成の場合、長軸と短軸の比が小さいと粒子流の広がり
抑制の効果が出ないので１．５以上が好ましい。一方、
外周のポートが長方形でなく同心円状の場合、この比率
を大きくしすぎると原料ポートに隣接するガスの流れ方
向に対する対称性がくずれ流れに乱れが生じるので上限
があるが燃焼ポートも長方形の場合は制限はない。現実
には生成するスート堆積体の径によって長軸ｙの上限を
決めている。例えばスート堆積体の外径の１／４〜１／
２程度が好ましい。
【００１４】図２は中心に長円形の原料ガス噴出ポート
３を、その外周に同心状に長円状の燃焼ガス噴出ポート
４を配設したバーナ構造を示す。この場合も前記長方形
多重管バーナと同様の作用効果を有する。
３を、その外周に同心状に長円状の燃焼ガス噴出ポート
４を配設したバーナ構造を示す。この場合も前記長方形
多重管バーナと同様の作用効果を有する。
【００１５】
【実施例】〔比較例〕図３に示す同心円状の１２重管バ
ーナを用いてスート堆積体の合成を行った。原料噴出ポ
ート５は直径８ｍｍの円管を使用し、燃料ガスとして水
素、支燃性ガスとして酸素を使用した。流量は水素２５
０ｌ／分、酸素２１０ｌ／分、アルゴン４８ｌ／分とし
た。中心から第１ポート：原料、第２，６，１０ポート
水素、第４，８，１２ポート：酸素、第３，５，７，９
，１１ポート：アルゴンとした。この条件で第１ポート
に原料ガスをＳｉＣｌ４１０ｌ／分流してガラス微粒子
堆積体を合成したところ堆積速度が１６．１ｇ／分で原
料収率は６０％であった。
ーナを用いてスート堆積体の合成を行った。原料噴出ポ
ート５は直径８ｍｍの円管を使用し、燃料ガスとして水
素、支燃性ガスとして酸素を使用した。流量は水素２５
０ｌ／分、酸素２１０ｌ／分、アルゴン４８ｌ／分とし
た。中心から第１ポート：原料、第２，６，１０ポート
水素、第４，８，１２ポート：酸素、第３，５，７，９
，１１ポート：アルゴンとした。この条件で第１ポート
に原料ガスをＳｉＣｌ４１０ｌ／分流してガラス微粒子
堆積体を合成したところ堆積速度が１６．１ｇ／分で原
料収率は６０％であった。
【００１６】図１に示す長方形断面のバーナでガラス微
粒子堆積体を合成した。原料ポートは縦３０ｍｍ、横２
ｍｍとし流量条件は比較例と同じである。このときの堆
積速度は１９．０ｇ／分で原料収率は７１％であった。
粒子堆積体を合成した。原料ポートは縦３０ｍｍ、横２
ｍｍとし流量条件は比較例と同じである。このときの堆
積速度は１９．０ｇ／分で原料収率は７１％であった。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のバーナを
使用することによりガラス微粒子堆積体の原料収率、堆
積速度を飛躍的に向上させることができ、高品質の光フ
アイバ用ガラス母材を効率よく生産することができる。
使用することによりガラス微粒子堆積体の原料収率、堆
積速度を飛躍的に向上させることができ、高品質の光フ
アイバ用ガラス母材を効率よく生産することができる。
【図１】本発明に適用するバーナ断面図。
【図２】本発明に適用する他のバーナ断面図。
【図３】従来適用していたバーナ断面図。
【図４】原料ガスの流量を合成速度の関係を表わす一般
的傾向を示す図。
的傾向を示す図。
１ 原料ガス噴出ポート
２ 同心状の燃焼ガス噴出ポート
３ 原料ガス噴出ポート
４ 同心状の燃焼ガス噴出ポート
５ 原料ガス噴出ポート
６ 同心円状の燃焼ガス噴出ポート
Claims (2)
- 【請求項１】 気体のガラス原料をバーナから噴出さ
せて火炎中でスートを合成し、これを堆積してスート堆
積体となし、次いで該スート堆積体を加熱して透明なガ
ラス体を製造する方法において、断面形状が長方形又は
長円形の原料ガス噴出ポートを有し、かつ原料ガス噴出
ポートの外周に断面形状が長方形又は長円形の燃料ガス
噴出ポートが同心状に構成された多重管バーナによりス
ート堆積体を合成することを特徴とするガラス体の製造
方法。 - 【請求項２】 原料ガス噴出ポートの断面形状の長軸
と短軸の比が１．５以上であることを特徴とする請求項
１記載のガラス体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1739191A JPH04260616A (ja) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | ガラス体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1739191A JPH04260616A (ja) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | ガラス体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04260616A true JPH04260616A (ja) | 1992-09-16 |
Family
ID=11942700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1739191A Pending JPH04260616A (ja) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | ガラス体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04260616A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008074651A (ja) * | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Asahi Glass Co Ltd | 微粒子合成用バーナー |
| JP2009137769A (ja) * | 2007-12-03 | 2009-06-25 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 光ファイバ用母材の堆積用バーナ |
| US8199376B2 (en) | 2008-09-16 | 2012-06-12 | Ricoh Company, Limited | Image forming apparatus and image forming method |
| CN109206006A (zh) * | 2017-06-29 | 2019-01-15 | 中天科技精密材料有限公司 | 喷灯及芯棒的制造方法 |
-
1991
- 1991-02-08 JP JP1739191A patent/JPH04260616A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008074651A (ja) * | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Asahi Glass Co Ltd | 微粒子合成用バーナー |
| JP2009137769A (ja) * | 2007-12-03 | 2009-06-25 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 光ファイバ用母材の堆積用バーナ |
| US8199376B2 (en) | 2008-09-16 | 2012-06-12 | Ricoh Company, Limited | Image forming apparatus and image forming method |
| CN109206006A (zh) * | 2017-06-29 | 2019-01-15 | 中天科技精密材料有限公司 | 喷灯及芯棒的制造方法 |
| CN109206006B (zh) * | 2017-06-29 | 2021-08-03 | 中天科技精密材料有限公司 | 喷灯及芯棒的制造方法 |
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