JPH06235829A - 光ファイバ用ガラス母材の製造方法および装置 - Google Patents
光ファイバ用ガラス母材の製造方法および装置Info
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- JPH06235829A JPH06235829A JP5022694A JP2269493A JPH06235829A JP H06235829 A JPH06235829 A JP H06235829A JP 5022694 A JP5022694 A JP 5022694A JP 2269493 A JP2269493 A JP 2269493A JP H06235829 A JPH06235829 A JP H06235829A
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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
- C03B37/10—Non-chemical treatment
- C03B37/12—Non-chemical treatment of fibres or filaments during winding up
-
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- 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]
- C03B37/0144—Means for after-treatment or catching of worked reactant gases
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光ファイバ用ガラス母材の製造方法および装
置を提供する。 【構成】 反応容器内でガラス微粒子を生成させ、堆積
させて多孔質ガラス母材を製造するに際し、前記反応容
器内から非堆積ガラス微粒子を排出するダクト内の排気
ガス速度を１５ｍ／ｓｅｃ以上とする。好ましくは上記
反応容器から非堆積ガラス微粒子を排出するダクト内に
該反応容器外の空気を導入することにより該反応容器内
の圧力変動を小さくする。非堆積ガラス微粒子によるダ
クトの閉塞がなく、反応容器の内圧を長期間安定に維持
できる。
置を提供する。 【構成】 反応容器内でガラス微粒子を生成させ、堆積
させて多孔質ガラス母材を製造するに際し、前記反応容
器内から非堆積ガラス微粒子を排出するダクト内の排気
ガス速度を１５ｍ／ｓｅｃ以上とする。好ましくは上記
反応容器から非堆積ガラス微粒子を排出するダクト内に
該反応容器外の空気を導入することにより該反応容器内
の圧力変動を小さくする。非堆積ガラス微粒子によるダ
クトの閉塞がなく、反応容器の内圧を長期間安定に維持
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ用ガラス母材
の製造方法および装置に関し、特にガラス微粒子体を堆
積させて多孔質ガラス母材を製造する際の非堆積ガラス
微粒子のダクト内への付着や滞留を防止して製造する方
法および装置に関する。
の製造方法および装置に関し、特にガラス微粒子体を堆
積させて多孔質ガラス母材を製造する際の非堆積ガラス
微粒子のダクト内への付着や滞留を防止して製造する方
法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ用ガラス母材の製造法として
気相反応を利用した製造方法、例えば内付法、外付法お
よび気相軸付法等が知られている。これらの製造法は、
例えば気体のガラス原料を水素・酸素炎バーナーから噴
出させて、火炎加水分解反応をさせて、これにより生成
するガラス微粒子を棒状に堆積させて多孔質の光ファイ
バ用母材を反応容器内部で製造する方法である。図２
は、従来の光ファイバ母材製造装置の概略システムを説
明する図であり、反応容器１の内部でバーナー２により
噴出される原料ガス（ＳｉＣｌ4 ガス）と水素ガス、酸
素ガスの燃焼によってガラス微粒子が生成され、これが
支持棒４に多孔質ガラス母材３として堆積される。支持
棒４はチャック５に把持され、回転されると共にガラス
微粒子の堆積に合わせて上方に引き上げられる。この種
の方法において、反応容器内部において次の反応が生じ
ている。即ち原料ガスとして例えばＳｉＣｌ4 を用いた
場合、次の数１のように水素と酸素の反応による生成熱
の発生とＳｉＯ2 微粒子の生成をみる。
気相反応を利用した製造方法、例えば内付法、外付法お
よび気相軸付法等が知られている。これらの製造法は、
例えば気体のガラス原料を水素・酸素炎バーナーから噴
出させて、火炎加水分解反応をさせて、これにより生成
するガラス微粒子を棒状に堆積させて多孔質の光ファイ
バ用母材を反応容器内部で製造する方法である。図２
は、従来の光ファイバ母材製造装置の概略システムを説
明する図であり、反応容器１の内部でバーナー２により
噴出される原料ガス（ＳｉＣｌ4 ガス）と水素ガス、酸
素ガスの燃焼によってガラス微粒子が生成され、これが
支持棒４に多孔質ガラス母材３として堆積される。支持
棒４はチャック５に把持され、回転されると共にガラス
微粒子の堆積に合わせて上方に引き上げられる。この種
の方法において、反応容器内部において次の反応が生じ
ている。即ち原料ガスとして例えばＳｉＣｌ4 を用いた
場合、次の数１のように水素と酸素の反応による生成熱
の発生とＳｉＯ2 微粒子の生成をみる。
【数１】Ｈ2 ＋ 1/2 Ｏ2 → Ｈ2 Ｏ ＋ ５
７．８Kcal／mol ＳｉＣｌ4 ＋２Ｈ2 Ｏ → ＳｉＯ2 ＋ ４ＨＣｌ 上記反応によって生成するガラス微粒子（この場合Ｓｉ
Ｏ2 微粒子）は、通常その５０〜９０重量％が円柱状に
堆積し多孔質のガラス母材を形成するが、残りは堆積せ
ずに排気管６から反応容器外部へ排出される。排出され
た排気ガスは接続管７、ダクト８を通ってガラス微粒子
除去器９に至り、ここでガラス微粒子を除去された後洗
浄塔１０を経て排出される。尚、反応容器内面に付着し
て残留するガラス微粒子もあるが、その割合は僅少であ
る。また、水素と酸素の反応による生成熱も通常６０〜
９０％が排出され、排出される空気（排ガス）の温度を
高温としている。
７．８Kcal／mol ＳｉＣｌ4 ＋２Ｈ2 Ｏ → ＳｉＯ2 ＋ ４ＨＣｌ 上記反応によって生成するガラス微粒子（この場合Ｓｉ
Ｏ2 微粒子）は、通常その５０〜９０重量％が円柱状に
堆積し多孔質のガラス母材を形成するが、残りは堆積せ
ずに排気管６から反応容器外部へ排出される。排出され
た排気ガスは接続管７、ダクト８を通ってガラス微粒子
除去器９に至り、ここでガラス微粒子を除去された後洗
浄塔１０を経て排出される。尚、反応容器内面に付着し
て残留するガラス微粒子もあるが、その割合は僅少であ
る。また、水素と酸素の反応による生成熱も通常６０〜
９０％が排出され、排出される空気（排ガス）の温度を
高温としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】光ファイバ用ガラス母
材製造装置は、周知のようにクリーンルーム内に設置さ
れており、該クリーンルームはその清浄度を維持する
為、室内を陽圧にしている。室内を陽圧に維持するに
は、クリーンルームから排気される空気の量は制御され
限定される必要がある。当然光ファイバ用ガラス母材製
造装置の反応容器を通して排出される空気も必要最小量
となるよう装置化されているのが一般である。その為に
ダクト内の排気速度は７±３ｍ／ｓｅｃと低く、非堆積
ガラス微粒子（ＳｉＯ2 微粒子）がダクト内に滞留付着
し、ダクト内を閉塞させていく。この為、従来は２〜
３ヶ月／回の頻度で光ファイバ用母材製造装置を停止
し、ダクト内の清掃を実施する必要があり、生産効率が
落ちること、ダクトの閉塞により反応容器内の圧力が
不安定となり安定に生産できない、という問題があっ
た。更に、ダクトの材質は水素と酸素の反応による生
成熱により排ガス温度が高温となり、一般的な材質では
これに耐えきれず、例えば耐熱ガラス、テフロン、高級
金属例えば純ニッケルやニッケル基合金等の特殊で高価
なダクト材料を使用する必要がある、という問題もあっ
た。本発明はこれらの問題点を解決した光ファイバ用ガ
ラス母材の製造方法および装置の提供をその課題とする
ものである。
材製造装置は、周知のようにクリーンルーム内に設置さ
れており、該クリーンルームはその清浄度を維持する
為、室内を陽圧にしている。室内を陽圧に維持するに
は、クリーンルームから排気される空気の量は制御され
限定される必要がある。当然光ファイバ用ガラス母材製
造装置の反応容器を通して排出される空気も必要最小量
となるよう装置化されているのが一般である。その為に
ダクト内の排気速度は７±３ｍ／ｓｅｃと低く、非堆積
ガラス微粒子（ＳｉＯ2 微粒子）がダクト内に滞留付着
し、ダクト内を閉塞させていく。この為、従来は２〜
３ヶ月／回の頻度で光ファイバ用母材製造装置を停止
し、ダクト内の清掃を実施する必要があり、生産効率が
落ちること、ダクトの閉塞により反応容器内の圧力が
不安定となり安定に生産できない、という問題があっ
た。更に、ダクトの材質は水素と酸素の反応による生
成熱により排ガス温度が高温となり、一般的な材質では
これに耐えきれず、例えば耐熱ガラス、テフロン、高級
金属例えば純ニッケルやニッケル基合金等の特殊で高価
なダクト材料を使用する必要がある、という問題もあっ
た。本発明はこれらの問題点を解決した光ファイバ用ガ
ラス母材の製造方法および装置の提供をその課題とする
ものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
として本発明は、 １）反応容器内で気体状のガラス原料を加熱反応させる
ことによりガラス微粒子を生成させ、該ガラス微粒子を
堆積させて多孔質ガラス母材を製造するに際し、前記反
応容器内から非堆積ガラス微粒子を排出するダクト内の
排気ガス速度を１５ｍ／ｓｅｃ以上とすることを特徴と
する光ファイバ用ガラス母材の製造方法、 ２）上記反応容器から非堆積ガラス微粒子を排出するダ
クト内に該反応容器外の空気を導入することにより該反
応容器内の圧力変動を小さくすることを特徴とする上記
１）記載の製造方法、 ３）気体状のガラス原料を加熱反応させることによりガ
ラス微粒子を生成させ、該ガラス微粒子を堆積させて多
孔質ガラス母材を製造するための反応容器において、前
記反応容器内から非堆積ガラス微粒子を排出するダクト
に該反応容器外又は該反応容器を設けた室外の大気を導
入する手段を設けてなることを特徴とする光ファイバ用
ガラス母材製造装置、を提供する。
として本発明は、 １）反応容器内で気体状のガラス原料を加熱反応させる
ことによりガラス微粒子を生成させ、該ガラス微粒子を
堆積させて多孔質ガラス母材を製造するに際し、前記反
応容器内から非堆積ガラス微粒子を排出するダクト内の
排気ガス速度を１５ｍ／ｓｅｃ以上とすることを特徴と
する光ファイバ用ガラス母材の製造方法、 ２）上記反応容器から非堆積ガラス微粒子を排出するダ
クト内に該反応容器外の空気を導入することにより該反
応容器内の圧力変動を小さくすることを特徴とする上記
１）記載の製造方法、 ３）気体状のガラス原料を加熱反応させることによりガ
ラス微粒子を生成させ、該ガラス微粒子を堆積させて多
孔質ガラス母材を製造するための反応容器において、前
記反応容器内から非堆積ガラス微粒子を排出するダクト
に該反応容器外又は該反応容器を設けた室外の大気を導
入する手段を設けてなることを特徴とする光ファイバ用
ガラス母材製造装置、を提供する。
【０００５】
【作用】ダクト内の非堆積ガラス微粒子の滞留付着を防
止するのは従来困難とされていたが、ダクト内排気ガス
速度を１５ｍ／ｓｅｃ以上、特に好ましくは２０ｍ／ｓ
ｅｃ以上とすることにより、ガラス微粒子の滞留付着が
防止でき、ダクト閉塞を防ぐことが可能であることが本
発明者等の実験により確認された。前記のように従来法
では室内を陽圧に維持するため、反応容器を通して排出
される空気も必要最小量となるようダクト内の排気速度
は７±３ｍ／ｓｅｃであった。これに対し、本発明では
排気ガス速度を上げるために多量の空気をダクトに導入
するが、従来のようにクリーンルーム内の空気を反応容
器を通してダクトに導入するのではなく、外気を反応容
器直後の接続管とダクトに直接導入する。これによりク
リー・ルームの陽圧を確保しつつ、且つダクト内の排気
ガス速度を１５ｍ／ｓｅｃ以上と大きくすることが可能
となり、ダクト内の閉塞現象を容易に長期間にわたり防
止することができる。これにより反応容器内の圧力が安
定し、光ファイバ用母材の生産効率を上げることができ
る。なお、ダクト内の排気ガス速度は１５ｍ／ｓｅｃ以
上であればよく上限値はないが、大風量となると排ガス
処理の装置が大きくなりすぎて高額となるので、この点
から上限値は決定される。ダクト内の排気ガス速度とし
て好ましくは２０ｍ／ｓｅｃ以上とする。これは平均２
０ｍ／ｓｅｃ以上であれば最低でも１５ｍ／ｓｅｃ以上
の排気ガス速度が確保できるからである。また、ダクト
に外気を多量に導入することにより、反応容器から排気
される高温の排ガスが希釈され降温されるので、ダクト
には例えば耐熱性塩化ビニル樹脂、ＦＲＰ等の一般的な
ダクト材質を使用することが可能となり、装置コストが
低減できる。
止するのは従来困難とされていたが、ダクト内排気ガス
速度を１５ｍ／ｓｅｃ以上、特に好ましくは２０ｍ／ｓ
ｅｃ以上とすることにより、ガラス微粒子の滞留付着が
防止でき、ダクト閉塞を防ぐことが可能であることが本
発明者等の実験により確認された。前記のように従来法
では室内を陽圧に維持するため、反応容器を通して排出
される空気も必要最小量となるようダクト内の排気速度
は７±３ｍ／ｓｅｃであった。これに対し、本発明では
排気ガス速度を上げるために多量の空気をダクトに導入
するが、従来のようにクリーンルーム内の空気を反応容
器を通してダクトに導入するのではなく、外気を反応容
器直後の接続管とダクトに直接導入する。これによりク
リー・ルームの陽圧を確保しつつ、且つダクト内の排気
ガス速度を１５ｍ／ｓｅｃ以上と大きくすることが可能
となり、ダクト内の閉塞現象を容易に長期間にわたり防
止することができる。これにより反応容器内の圧力が安
定し、光ファイバ用母材の生産効率を上げることができ
る。なお、ダクト内の排気ガス速度は１５ｍ／ｓｅｃ以
上であればよく上限値はないが、大風量となると排ガス
処理の装置が大きくなりすぎて高額となるので、この点
から上限値は決定される。ダクト内の排気ガス速度とし
て好ましくは２０ｍ／ｓｅｃ以上とする。これは平均２
０ｍ／ｓｅｃ以上であれば最低でも１５ｍ／ｓｅｃ以上
の排気ガス速度が確保できるからである。また、ダクト
に外気を多量に導入することにより、反応容器から排気
される高温の排ガスが希釈され降温されるので、ダクト
には例えば耐熱性塩化ビニル樹脂、ＦＲＰ等の一般的な
ダクト材質を使用することが可能となり、装置コストが
低減できる。
【０００６】本発明の光ファイバ用母材製造装置につい
て図１を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実
施態様を示す概略説明図であり、図２と共通する符号は
図２と同じを意味する。反応容器１には排ガスを導く排
気管６が取り付けられており、接続パイプ７を介してダ
クト８に非堆積ガラス微粒子が排出される。接続パイプ
７にはクリーンルーム外から外気を導入する為の外気導
入配管１２より、外気コントロール弁１３でダクト８内
の排ガス速度が１５ｍ／ｓｅｃ以上、好ましくは２０ｍ
／ｓｅｃ以上となるように調整された量の外気が導入さ
れる。クリーンルーム内のｎ台の光ファイバ用母材製造
装置の全てにおいて同様に、反応容器１からの排ガスが
ダクト８に排出され、ガラス微粒子除去器９にて非体積
ガラス微粒子が除去され、洗浄塔１０にてＨＣｌガスが
除去され無害となった空気（排ガス）がファン１１で大
気に放出される。尚、ガラス微粒子除去器９としては、
電気集塵機、ベンチュリースクラバー等が、又洗浄塔１
０としてはＨＣｌの中和液として苛性ソーダ水溶液をシ
ャワーすることが一般的である。
て図１を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実
施態様を示す概略説明図であり、図２と共通する符号は
図２と同じを意味する。反応容器１には排ガスを導く排
気管６が取り付けられており、接続パイプ７を介してダ
クト８に非堆積ガラス微粒子が排出される。接続パイプ
７にはクリーンルーム外から外気を導入する為の外気導
入配管１２より、外気コントロール弁１３でダクト８内
の排ガス速度が１５ｍ／ｓｅｃ以上、好ましくは２０ｍ
／ｓｅｃ以上となるように調整された量の外気が導入さ
れる。クリーンルーム内のｎ台の光ファイバ用母材製造
装置の全てにおいて同様に、反応容器１からの排ガスが
ダクト８に排出され、ガラス微粒子除去器９にて非体積
ガラス微粒子が除去され、洗浄塔１０にてＨＣｌガスが
除去され無害となった空気（排ガス）がファン１１で大
気に放出される。尚、ガラス微粒子除去器９としては、
電気集塵機、ベンチュリースクラバー等が、又洗浄塔１
０としてはＨＣｌの中和液として苛性ソーダ水溶液をシ
ャワーすることが一般的である。
【０００７】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。 〔実施例１〕図１の本発明の構成により、反応容器１か
ら排気する量は、光ファイバ母材の安定製造のために常
に一定とし、ダクト８を流れる排ガスの速度を１５ｍ／
ｓｅｃ以上（平均流速２０ｍ／ｓｅｃ）となるように外
気コントロール弁１３を調製し、光ファイバ母材の製造
を続けたところ、非堆積ガラス微粒子によるダクト８の
閉塞は１８ヶ月以上も発生することなく、その間一度も
ダクトを清掃する必要はなかったので、光ファイバ母材
製造の生産性が非常に高くなった。従来法では前記のよ
うに２〜３回／月の頻度で清掃を実施していたことに比
べ、本発明の効果が実証された。図３に排気ガス速度と
ダクト清掃間隔の関係を示す。
が、本発明はこれに限定されるものではない。 〔実施例１〕図１の本発明の構成により、反応容器１か
ら排気する量は、光ファイバ母材の安定製造のために常
に一定とし、ダクト８を流れる排ガスの速度を１５ｍ／
ｓｅｃ以上（平均流速２０ｍ／ｓｅｃ）となるように外
気コントロール弁１３を調製し、光ファイバ母材の製造
を続けたところ、非堆積ガラス微粒子によるダクト８の
閉塞は１８ヶ月以上も発生することなく、その間一度も
ダクトを清掃する必要はなかったので、光ファイバ母材
製造の生産性が非常に高くなった。従来法では前記のよ
うに２〜３回／月の頻度で清掃を実施していたことに比
べ、本発明の効果が実証された。図３に排気ガス速度と
ダクト清掃間隔の関係を示す。
【０００８】〔実施例２〕実施例１における平均的な水
素量と排気風量よりダクト８を流れる排ガスの温度の実
績を従来の装置と比較し、表１にまとめた。表１の結果
から明らかなように、本発明ではダクト内排ガス温度が
低く、ダクト材質として安価な耐熱塩化ビニル、ＦＲＰ
などを使用できることがわかる。従来例の材質のうちガ
ラスはパイレックスガラス（商標）製である。
素量と排気風量よりダクト８を流れる排ガスの温度の実
績を従来の装置と比較し、表１にまとめた。表１の結果
から明らかなように、本発明ではダクト内排ガス温度が
低く、ダクト材質として安価な耐熱塩化ビニル、ＦＲＰ
などを使用できることがわかる。従来例の材質のうちガ
ラスはパイレックスガラス（商標）製である。
【０００９】
【表１】
【００１０】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
による光ファイバ母材の製造装置は、従来のクリーンル
ームに設置されている光ファイバ母材製造装置と異な
り、反応容器直後の排気ダクトに外気を導入することに
よりクリーンルームの清浄度維持とは無関係に排気ガス
風量を上げることが可能であるから、排気ガス温度を下
げることができ、且つダクト内排気ガス速度を１５ｍ／
ｓｅｃ以上にできるので、非堆積ガラス微粒子によるダ
クトの閉塞がなく、反応容器の内圧を長期間安定に維持
できるので、光ファイバ母材製造装置の生産効率を高め
ることができる。
による光ファイバ母材の製造装置は、従来のクリーンル
ームに設置されている光ファイバ母材製造装置と異な
り、反応容器直後の排気ダクトに外気を導入することに
よりクリーンルームの清浄度維持とは無関係に排気ガス
風量を上げることが可能であるから、排気ガス温度を下
げることができ、且つダクト内排気ガス速度を１５ｍ／
ｓｅｃ以上にできるので、非堆積ガラス微粒子によるダ
クトの閉塞がなく、反応容器の内圧を長期間安定に維持
できるので、光ファイバ母材製造装置の生産効率を高め
ることができる。
【図１】は本発明の一具体例を示す概略説明図である。
【図２】は従来法を説明する概略説明図である。
【図３】は排ガス速度と清掃実施回数の関係を示すグラ
フ図である。
フ図である。
１ 反応容器、 ２ バーナー、 ３ 多孔質ガラス母
材、 ４ 支持棒、５ チャック、 ６ 排気管、 ７
接続パイプ、 ８ ダクト、 ９ガラス微粒子除去
器、 １０ 洗浄塔、 １１ ファン、 １２ 外気導
入配管、 １３外気コントロール弁。
材、 ４ 支持棒、５ チャック、 ６ 排気管、 ７
接続パイプ、 ８ ダクト、 ９ガラス微粒子除去
器、 １０ 洗浄塔、 １１ ファン、 １２ 外気導
入配管、 １３外気コントロール弁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 雨宮 宏治 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 高橋 祐司 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内
Claims (3)
- 【請求項１】 反応容器内で気体状のガラス原料を加熱
反応させることによりガラス微粒子を生成させ、該ガラ
ス微粒子を堆積させて多孔質ガラス母材を製造するに際
し、前記反応容器内から非堆積ガラス微粒子を排出する
ダクト内の排気ガス速度を１５ｍ／ｓｅｃ以上とするこ
とを特徴とする光ファイバ用ガラス母材の製造方法。 - 【請求項２】 上記反応容器から非堆積ガラス微粒子を
排出するダクト内に該反応容器外の空気を導入すること
により該反応容器内の圧力変動を小さくすることを特徴
とする請求項１記載の光ファイバ用ガラス母材の製造方
法。 - 【請求項３】 気体状のガラス原料を加熱反応させるこ
とによりガラス微粒子を生成させ、該ガラス微粒子を堆
積させて多孔質ガラス母材を製造するための反応容器に
おいて、前記反応容器内から非堆積ガラス微粒子を排出
するダクト内に該反応容器外又は該反応容器を設置した
室外の大気を導入する手段を設けてなることを特徴とす
る光ファイバ用ガラス母材製造装置。
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