JPH0672736A - 光ファイバ線引き用誘導炉 - Google Patents
光ファイバ線引き用誘導炉Info
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- JPH0672736A JPH0672736A JP5032412A JP3241293A JPH0672736A JP H0672736 A JPH0672736 A JP H0672736A JP 5032412 A JP5032412 A JP 5032412A JP 3241293 A JP3241293 A JP 3241293A JP H0672736 A JPH0672736 A JP H0672736A
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- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
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- E04C3/42—Arched girders or portal frames of wood, e.g. units for rafter roofs
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- 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
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- 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
- C03B2205/62—Heating means for drawing
- C03B2205/64—Induction furnaces, i.e. HF/RF coil, e.g. of the graphite or zirconia susceptor type
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- C03B2205/00—Fibre drawing or extruding details
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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- C03B2205/60—Optical fibre draw furnaces
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は光ファイバー１２を線引きするため
に光ファイバープリフォーム１０の一部をリフローする
ための誘導炉２を提供する。 【構成】 炉２はビーカー３６内の中央に軸方向におか
れた管状のイリジウム製サセプタ４２を持ち、このサセ
プタ４２の回りには同心円上にスリーブが設けられてい
る。このスリーブ４８は断熱グレイン４６によって取り
巻かれている。ファイバー１２を線引きするべく、前記
プリフォーム１０の一部を加熱しリフローするために、
高周波コイル５０が付勢されその電磁場をイリジウムサ
セプタ４２へ結合する。炉のハウジング２０は、イリジ
ウムサセプタ４２のために不活性な非酸化性雰囲気を提
供するべく密閉されている。
に光ファイバープリフォーム１０の一部をリフローする
ための誘導炉２を提供する。 【構成】 炉２はビーカー３６内の中央に軸方向におか
れた管状のイリジウム製サセプタ４２を持ち、このサセ
プタ４２の回りには同心円上にスリーブが設けられてい
る。このスリーブ４８は断熱グレイン４６によって取り
巻かれている。ファイバー１２を線引きするべく、前記
プリフォーム１０の一部を加熱しリフローするために、
高周波コイル５０が付勢されその電磁場をイリジウムサ
セプタ４２へ結合する。炉のハウジング２０は、イリジ
ウムサセプタ４２のために不活性な非酸化性雰囲気を提
供するべく密閉されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバを線引きす
るプリフォームを加熱する炉に関する。特に、サセプタ
部分を改良した誘導炉に関する。
るプリフォームを加熱する炉に関する。特に、サセプタ
部分を改良した誘導炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】過去２０ー３０年間にわたる低損失の溶
融シリカ光ファイバの開発によって、光ファイバプリフ
ォームから高強力な光ファイバを線引きするための高温
（例、約２０００℃）の熱源の研究が行われるようにな
った。従来、熱源として、酸水素トーチ、ＣＯ2レーザ
ーおよび誘導および抵抗炉が高シリカ光ファイバの線引
きに用いられてきた。トーチ法は安価であるが、光ファ
イバの長さが長くなると均一な直径を保つことができな
い。ＣＯ2レーザーは最も清浄な線引き雰囲気を持つ
が、線引きのエネルギーを放射状に分配するために特別
な光学的設計を必要とし、また出力に制限がある。この
中で最も有用な高温源は誘導炉である。
融シリカ光ファイバの開発によって、光ファイバプリフ
ォームから高強力な光ファイバを線引きするための高温
（例、約２０００℃）の熱源の研究が行われるようにな
った。従来、熱源として、酸水素トーチ、ＣＯ2レーザ
ーおよび誘導および抵抗炉が高シリカ光ファイバの線引
きに用いられてきた。トーチ法は安価であるが、光ファ
イバの長さが長くなると均一な直径を保つことができな
い。ＣＯ2レーザーは最も清浄な線引き雰囲気を持つ
が、線引きのエネルギーを放射状に分配するために特別
な光学的設計を必要とし、また出力に制限がある。この
中で最も有用な高温源は誘導炉である。
【０００３】誘導炉についてはＲ．Ｂ．ランクにより１
９７７年２月２２日ー２４日のオプティカル光ファイバ
トランスミッションＩＩテクニカルダイジェスト（Ｔｕ
Ｂ５−１）に発表された「精密シリカ導波路を線引きす
るためのジルコニア誘導炉」という題の論文の中で記述
されている。通常誘導炉は、ジルコニア製サセプタを使
用する。このサセプタは管状形で、１４００℃以上に加
熱されると半導体として作用する。ジルコニア製サセプ
タが、約２１００℃である所望の温度に達すると、ガラ
スプリフォームが、サセプタの中央（ホットゾーンと呼
ばれる）に導入され、プリフォームの一部は、リフロー
しそこから光ファイバが線引きされる。
９７７年２月２２日ー２４日のオプティカル光ファイバ
トランスミッションＩＩテクニカルダイジェスト（Ｔｕ
Ｂ５−１）に発表された「精密シリカ導波路を線引きす
るためのジルコニア誘導炉」という題の論文の中で記述
されている。通常誘導炉は、ジルコニア製サセプタを使
用する。このサセプタは管状形で、１４００℃以上に加
熱されると半導体として作用する。ジルコニア製サセプ
タが、約２１００℃である所望の温度に達すると、ガラ
スプリフォームが、サセプタの中央（ホットゾーンと呼
ばれる）に導入され、プリフォームの一部は、リフロー
しそこから光ファイバが線引きされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ジルコニア製サセプタ
を持つ誘導炉は、予熱による遅滞、スポーリング、割れ
および低融点共晶形成等の様々な問題を持っている。新
たに設置されたジルコニア製サセプタを持つ誘導炉は少
なくとも２０００℃の温度に予熱されねばならない。ジ
ルコニア製サセプタが、この温度に達するまでには多く
の時間がかかる。ジルコニアは、大体１４００℃の温度
までは絶縁体のように働くため、グラファイトスラグな
どの予熱サセプタが、このジルコニア製サセプタの中心
に置かれる。このグラファイトスラグは、サセプタに結
合し、ジルコニア製サセプタの温度を１４００℃以上に
引き上げ、このサセプタが絶縁体ではなく熱的半導体に
なることを可能にする。
を持つ誘導炉は、予熱による遅滞、スポーリング、割れ
および低融点共晶形成等の様々な問題を持っている。新
たに設置されたジルコニア製サセプタを持つ誘導炉は少
なくとも２０００℃の温度に予熱されねばならない。ジ
ルコニア製サセプタが、この温度に達するまでには多く
の時間がかかる。ジルコニアは、大体１４００℃の温度
までは絶縁体のように働くため、グラファイトスラグな
どの予熱サセプタが、このジルコニア製サセプタの中心
に置かれる。このグラファイトスラグは、サセプタに結
合し、ジルコニア製サセプタの温度を１４００℃以上に
引き上げ、このサセプタが絶縁体ではなく熱的半導体に
なることを可能にする。
【０００５】光ファイバ強度を保つため、プリフォーム
と光ファイバ表面の汚染を防ぐことが必要である。ジル
コニア製サセプタを用いた炉から光ファイバを線引きす
ると、最初の数日間は、平均より低い光ファイバ歩留ま
りしか得られない。製造される光ファイバの質が落ちる
理由は、はがれ落ちるジルコニア粒子が光ファイバおよ
びまたはプリフォームの上に堆積し、傷をつくり、それ
が通常光ファイバの切れを引き起こすからである。運転
開始や一時的な電力損失中の温度サイクル、あるいは老
朽化などによりクラックが生じると、ジルコニアの粒子
はサセプタから分離することもある。ジルコニアの粒子
が光ファイバの上に堆積する結果、この炉から引き出さ
れる全光ファイバのうち相当量が合格レベルに達しな
い。
と光ファイバ表面の汚染を防ぐことが必要である。ジル
コニア製サセプタを用いた炉から光ファイバを線引きす
ると、最初の数日間は、平均より低い光ファイバ歩留ま
りしか得られない。製造される光ファイバの質が落ちる
理由は、はがれ落ちるジルコニア粒子が光ファイバおよ
びまたはプリフォームの上に堆積し、傷をつくり、それ
が通常光ファイバの切れを引き起こすからである。運転
開始や一時的な電力損失中の温度サイクル、あるいは老
朽化などによりクラックが生じると、ジルコニアの粒子
はサセプタから分離することもある。ジルコニアの粒子
が光ファイバの上に堆積する結果、この炉から引き出さ
れる全光ファイバのうち相当量が合格レベルに達しな
い。
【０００６】ジルコニア製サセプタが、一旦加熱される
と、サセプタは結合を保つため１４００℃以上に保たれ
なければならない。電源異常や引出し上問題のためにこ
の炉の運転を停止するときは、ジルコニアは、その構造
を介して冷却し、ひび割れし、その為、交換しなくては
ならない。このジルコニア製サセプタの交換により、ジ
ルコニア製サセプタの加熱と安定化が必要となり、相当
の期間炉が操業中止となる。製造という観点からは、好
ましくない。
と、サセプタは結合を保つため１４００℃以上に保たれ
なければならない。電源異常や引出し上問題のためにこ
の炉の運転を停止するときは、ジルコニアは、その構造
を介して冷却し、ひび割れし、その為、交換しなくては
ならない。このジルコニア製サセプタの交換により、ジ
ルコニア製サセプタの加熱と安定化が必要となり、相当
の期間炉が操業中止となる。製造という観点からは、好
ましくない。
【０００７】ジルコニア製サセプタに関連したもう一つ
の通常の欠点はプリフォームが加熱されたジルコニア製
サセプタと接触すると、炉の故障が生じることである。
プリフォームは、通常サセプタの壁に付着し、それを取
り除くこと際に、このジルコニアの割れをひきおこして
しまう。さらに、ＳｉＯ2やＺｒＯ2はより低い融点共晶
組成物を形成するよう反応するので、このような接触を
起こした後、ジルコニア製サセプタ管には大欠陥領域が
形成され、そのため故障が生じる。
の通常の欠点はプリフォームが加熱されたジルコニア製
サセプタと接触すると、炉の故障が生じることである。
プリフォームは、通常サセプタの壁に付着し、それを取
り除くこと際に、このジルコニアの割れをひきおこして
しまう。さらに、ＳｉＯ2やＺｒＯ2はより低い融点共晶
組成物を形成するよう反応するので、このような接触を
起こした後、ジルコニア製サセプタ管には大欠陥領域が
形成され、そのため故障が生じる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、イリジウム製
サセプタが予熱による遅滞、スポーリング、冷却におけ
る割れおよびシリカと組み合わされたときの融点共晶形
成といった問題を解決するという知見に基づいている。
サセプタが予熱による遅滞、スポーリング、冷却におけ
る割れおよびシリカと組み合わされたときの融点共晶形
成といった問題を解決するという知見に基づいている。
【０００９】本発明のプリフォームから光ファイバを線
引きする誘導炉は、密閉されたハウジング、イリジウム
製サセプタ手段、および前記のイリジウム製サセプタを
とりまく高周波誘導コイルからなる。この炉は、さらに
前記イリジウム製サセプタ手段を包囲する断熱材からな
っている。前記の断熱材は、底面に開口部を持つシリカ
ビーカー、前記のビーカーの内壁を内張りするアルミノ
シリケート断熱層、前記の断熱層の内壁を包囲する耐火
物グレイン層、およびジルコニアグレインを締め付けて
いるジルコニア管からなっている。前記の密閉されたハ
ウジングは、冷却室によって取り巻かれ、雰囲気吸気／
排気調節口を持つ。この雰囲気吸気／排気調節口を通じ
て不活性ガスが炉のハウジング内に供給される。さらに
高周波誘導コイルが、イリジウム製サセプタを有効に結
合するため１０ー２００ｋＨｚ電源によって給電されて
いる。
引きする誘導炉は、密閉されたハウジング、イリジウム
製サセプタ手段、および前記のイリジウム製サセプタを
とりまく高周波誘導コイルからなる。この炉は、さらに
前記イリジウム製サセプタ手段を包囲する断熱材からな
っている。前記の断熱材は、底面に開口部を持つシリカ
ビーカー、前記のビーカーの内壁を内張りするアルミノ
シリケート断熱層、前記の断熱層の内壁を包囲する耐火
物グレイン層、およびジルコニアグレインを締め付けて
いるジルコニア管からなっている。前記の密閉されたハ
ウジングは、冷却室によって取り巻かれ、雰囲気吸気／
排気調節口を持つ。この雰囲気吸気／排気調節口を通じ
て不活性ガスが炉のハウジング内に供給される。さらに
高周波誘導コイルが、イリジウム製サセプタを有効に結
合するため１０ー２００ｋＨｚ電源によって給電されて
いる。
【００１０】
【実施例】図１に、プリフォームから光ファイバを引き
出すために使用される誘導加熱炉２が示されている。こ
の炉２は、装荷区間４、加熱コア６、および引出し部８
の３つの部分に分かれている。装荷区間４は、このプリ
フォーム１０を加熱コア６へ導き、加熱コア内でこのプ
リフォーム１０の一部が加熱されてリフローする。引出
し部８によって加熱コア６からプリフォーム１０が引き
出され、光ファイバ１２が形成される。
出すために使用される誘導加熱炉２が示されている。こ
の炉２は、装荷区間４、加熱コア６、および引出し部８
の３つの部分に分かれている。装荷区間４は、このプリ
フォーム１０を加熱コア６へ導き、加熱コア内でこのプ
リフォーム１０の一部が加熱されてリフローする。引出
し部８によって加熱コア６からプリフォーム１０が引き
出され、光ファイバ１２が形成される。
【００１１】装荷区間４は、プリフォーム供給口１４、
スリーブ１６およびスリーブ１６の支持装置１８からな
る。プリフォーム１０は、スリーブ１６内に供給口１４
を通って軸方向に前記のスリーブ１６内へと入る。スリ
ーブ１６は、軸方向におかれ、加熱コア６内へ延びてい
る。このスリーブ１６は、プリフォーム１０を加熱コア
６内へシステマチックに供給するため、垂直方向に動か
すことができ、そのため、プリフォーム１０は、加熱コ
ア６の中央に位置づけられる。スリーブ１６の直径は、
プリフォーム１０の大きさに応じて変化する。プリフォ
ーム１０は、スリーブ内で密閉されており、常時加熱コ
ア６内に正の圧力が保たれている。支持装置１８は、こ
のスリーブを正しい位置に保つ。支持装置１８は、調節
可能で、それによりスリーブ１６の大きさを変更するこ
とができる。
スリーブ１６およびスリーブ１６の支持装置１８からな
る。プリフォーム１０は、スリーブ１６内に供給口１４
を通って軸方向に前記のスリーブ１６内へと入る。スリ
ーブ１６は、軸方向におかれ、加熱コア６内へ延びてい
る。このスリーブ１６は、プリフォーム１０を加熱コア
６内へシステマチックに供給するため、垂直方向に動か
すことができ、そのため、プリフォーム１０は、加熱コ
ア６の中央に位置づけられる。スリーブ１６の直径は、
プリフォーム１０の大きさに応じて変化する。プリフォ
ーム１０は、スリーブ内で密閉されており、常時加熱コ
ア６内に正の圧力が保たれている。支持装置１８は、こ
のスリーブを正しい位置に保つ。支持装置１８は、調節
可能で、それによりスリーブ１６の大きさを変更するこ
とができる。
【００１２】炉２の主要部である加熱コア６は、好まし
くは少なくとも一つの側面２２、上部部分２４、および
底部部分２６を持つ密閉されたハウジング２０からなっ
ている。この上部部分２４は、底部部分２６にある開口
部３０と縦に整列している中央開口部２８を持つ。この
ハウジング２０の上部部分２４は取り外しができる。こ
のハウジング２０は、また水室３２等によって取り巻か
れており、これがハウジング２０を冷却し、また浮遊高
周波電磁界を減少させるシールドとして作用する。ハウ
ジング２０は、銅、ステンレススチール、およびセラミ
ック等の様々な材料から構成することができ、密閉され
ているのでハウジング２０内に正の圧力を保つことがで
きる。
くは少なくとも一つの側面２２、上部部分２４、および
底部部分２６を持つ密閉されたハウジング２０からなっ
ている。この上部部分２４は、底部部分２６にある開口
部３０と縦に整列している中央開口部２８を持つ。この
ハウジング２０の上部部分２４は取り外しができる。こ
のハウジング２０は、また水室３２等によって取り巻か
れており、これがハウジング２０を冷却し、また浮遊高
周波電磁界を減少させるシールドとして作用する。ハウ
ジング２０は、銅、ステンレススチール、およびセラミ
ック等の様々な材料から構成することができ、密閉され
ているのでハウジング２０内に正の圧力を保つことがで
きる。
【００１３】底部開口部３０の上方に加熱素子３４の中
心が置かれている。この加熱素子３４は、側壁３７を持
つシリカ容器３６からなり、上部３８で開口しており、
その底面に円形の開口部４０を持ち、この開口部は、開
口部２８および３０と軸方向に整列している。側壁３７
はシリカ容器３６の底面に火炎封着されている。
心が置かれている。この加熱素子３４は、側壁３７を持
つシリカ容器３６からなり、上部３８で開口しており、
その底面に円形の開口部４０を持ち、この開口部は、開
口部２８および３０と軸方向に整列している。側壁３７
はシリカ容器３６の底面に火炎封着されている。
【００１４】シリカ容器３６の内壁は、アルミノシリケ
ート断熱層４４と、このアルミノシリケート断熱層４４
の隣の耐火グロッグ即ち、グレイン断熱層４６によって
断熱されている。このグレイン断熱層４６は、ち密な断
熱管４８によって区切られている。イリジウム製サセプ
タ４２は、この断熱層内に放射状におかれ、シリカ容器
３６内の中心に配置されている。前記のグレイン４６を
正しい位置に保っているジルコニア管４８は、あれば望
ましいが必要要件ではない。サセプタ４２の入れ替えの
際は、この管４８によってサセプタ４２の取り外しが容
易になる。イリジウム製サセプタ４２は、この管４８が
使用されていないときはグレインに対して寄せておか
れ、また管が使用されているときには、管４８からやや
間隔を開けて置かれる。サセプタ４２の内表面４３はフ
ァーネスボアと呼ばれている。
ート断熱層４４と、このアルミノシリケート断熱層４４
の隣の耐火グロッグ即ち、グレイン断熱層４６によって
断熱されている。このグレイン断熱層４６は、ち密な断
熱管４８によって区切られている。イリジウム製サセプ
タ４２は、この断熱層内に放射状におかれ、シリカ容器
３６内の中心に配置されている。前記のグレイン４６を
正しい位置に保っているジルコニア管４８は、あれば望
ましいが必要要件ではない。サセプタ４２の入れ替えの
際は、この管４８によってサセプタ４２の取り外しが容
易になる。イリジウム製サセプタ４２は、この管４８が
使用されていないときはグレインに対して寄せておか
れ、また管が使用されているときには、管４８からやや
間隔を開けて置かれる。サセプタ４２の内表面４３はフ
ァーネスボアと呼ばれている。
【００１５】シリカ容器３６の上面３８と底面に、管状
のフェルト状ディスク（図示せず）が前記の耐火性グレ
イン４６の汚染粒子がサセプタ４２の内部やプリフォー
ムおよび／または光ファイバ上へと移動するのを防ぐた
めに置かれている。このディスクは前記の加熱素子３４
の偶発的な動きをも阻止する。このフェルト状ディスク
に関する詳細な説明は、１９８５年１０月１５日に特許
されたベアーらの米国特許第４、５４７、６４４号「光
ファイバを引き出すプリフォームを加熱するための装
置」に記載されている。
のフェルト状ディスク（図示せず）が前記の耐火性グレ
イン４６の汚染粒子がサセプタ４２の内部やプリフォー
ムおよび／または光ファイバ上へと移動するのを防ぐた
めに置かれている。このディスクは前記の加熱素子３４
の偶発的な動きをも阻止する。このフェルト状ディスク
に関する詳細な説明は、１９８５年１０月１５日に特許
されたベアーらの米国特許第４、５４７、６４４号「光
ファイバを引き出すプリフォームを加熱するための装
置」に記載されている。
【００１６】実施例において、前記のシリカ容器３６は
標準の直径が１２.７センチで長さが２５．４センチの
ビーカーである。アルミノシリケート断熱層４４は、ニ
ューヨーク、ナイアガラフォールズのカーボランダム社
によって製造された光ファイバフラックスであり、約３
ｍｍの厚みを持つ。グレイン４６は、ニューヨークナイ
アガラフォールズのＴＡＭセラミックスによって製造さ
れた電気溶融単斜晶系ジルコニアであり、約５ｍｍの厚
みを持ち、ビーカー３６と等しい長さを持つ。イリジウ
ム製サセプタ管４２は、単一のセグメントまたは複数の
セグメントのいずれから構成されていてもよい。このサ
セプタは、ビーカー３６よりもやや長く、直径は約５セ
ンチである。
標準の直径が１２.７センチで長さが２５．４センチの
ビーカーである。アルミノシリケート断熱層４４は、ニ
ューヨーク、ナイアガラフォールズのカーボランダム社
によって製造された光ファイバフラックスであり、約３
ｍｍの厚みを持つ。グレイン４６は、ニューヨークナイ
アガラフォールズのＴＡＭセラミックスによって製造さ
れた電気溶融単斜晶系ジルコニアであり、約５ｍｍの厚
みを持ち、ビーカー３６と等しい長さを持つ。イリジウ
ム製サセプタ管４２は、単一のセグメントまたは複数の
セグメントのいずれから構成されていてもよい。このサ
セプタは、ビーカー３６よりもやや長く、直径は約５セ
ンチである。
【００１７】断面が円形または長方形であるＲＦ誘導コ
イル５０が、前記のシリカ容器３６の外側にマウントさ
れている。電源５２が、ハウジング２０の電力口５４を
通ってこのコイルに接続されている。通常シリカ容器３
６は、このコイルがサセプタ４２の縦の中点に置かれる
ように、誘導コイル５０内に配置されている。従来か
ら、８回巻誘導コイルおよび１０ー１００ｋＨｚ電源が
イリジウム製サセプタ４２の結合に有効である。イリジ
ウムの低抵抗性のため、好ましい実施例においては、６
０ｋＷ、１２０ｋＨｚの発電機がイリジウム製サセプタ
４２に結合されるために用いられた。このＲＦ電磁界
は、比較的大きい粒径を持ち、かつまた粗い、高抵抗ジ
ルコニアグレイン４６には結合しないため、このグレイ
ン４６は、炉２の作動中このサセプタ４２内に高温を保
つ断熱材として働く。
イル５０が、前記のシリカ容器３６の外側にマウントさ
れている。電源５２が、ハウジング２０の電力口５４を
通ってこのコイルに接続されている。通常シリカ容器３
６は、このコイルがサセプタ４２の縦の中点に置かれる
ように、誘導コイル５０内に配置されている。従来か
ら、８回巻誘導コイルおよび１０ー１００ｋＨｚ電源が
イリジウム製サセプタ４２の結合に有効である。イリジ
ウムの低抵抗性のため、好ましい実施例においては、６
０ｋＷ、１２０ｋＨｚの発電機がイリジウム製サセプタ
４２に結合されるために用いられた。このＲＦ電磁界
は、比較的大きい粒径を持ち、かつまた粗い、高抵抗ジ
ルコニアグレイン４６には結合しないため、このグレイ
ン４６は、炉２の作動中このサセプタ４２内に高温を保
つ断熱材として働く。
【００１８】高温で、イリジウムは徐々に酸素と反応す
る。そのため、雰囲気調節口５６がハウジング２０内に
設けられている。この調整口５６は、不活性ガス（窒
素）をハウジング２０内に供給する。このハウジング２
０は密閉されているため、イリジウム製サセプタ４２が
酸化されるのを防ぐ正の圧力を持った大気が炉２の作動
中保持される。ハウジング２０の上面２４には、シリカ
装置（図示せず）が設けられ、不活性ガスまたは窒素を
イリジウム製サセプタ４２の内面および外面上に導く働
きをしている。このガスの流速は約５リットル／分であ
る。
る。そのため、雰囲気調節口５６がハウジング２０内に
設けられている。この調整口５６は、不活性ガス（窒
素）をハウジング２０内に供給する。このハウジング２
０は密閉されているため、イリジウム製サセプタ４２が
酸化されるのを防ぐ正の圧力を持った大気が炉２の作動
中保持される。ハウジング２０の上面２４には、シリカ
装置（図示せず）が設けられ、不活性ガスまたは窒素を
イリジウム製サセプタ４２の内面および外面上に導く働
きをしている。このガスの流速は約５リットル／分であ
る。
【００１９】この炉２の熱的に活性な領域を見るために
二つのサイトポート５８と６０とが設けられている。サ
イトポート６０は、イリジウム製サセプタ４２のほぼ中
程部分にあたる外壁の観察ができるような位置に配置さ
れている。サイトポート６０には、加熱素子３４内のイ
リジウム製サセプタ４２の温度をモニターし、それを所
望の温度のプラスマイナス２℃内に制御するために赤外
光高温計６２が取り付けられている。光ファイバ線引き
温度は、通常１９００℃と２２００℃の間で、プリフォ
ームの大きさと光ファイバが線引きされる速度と張力に
依存している。前記の赤外光高温計の代わりに、光輝度
高温計を用いることができる。
二つのサイトポート５８と６０とが設けられている。サ
イトポート６０は、イリジウム製サセプタ４２のほぼ中
程部分にあたる外壁の観察ができるような位置に配置さ
れている。サイトポート６０には、加熱素子３４内のイ
リジウム製サセプタ４２の温度をモニターし、それを所
望の温度のプラスマイナス２℃内に制御するために赤外
光高温計６２が取り付けられている。光ファイバ線引き
温度は、通常１９００℃と２２００℃の間で、プリフォ
ームの大きさと光ファイバが線引きされる速度と張力に
依存している。前記の赤外光高温計の代わりに、光輝度
高温計を用いることができる。
【００２０】加熱コア６の下部が線引き部８である。こ
の線引き部８は、主として円筒形の管６４とゲートバル
ブ６６からなっている。この管６４は、ハウジング２０
に取り付けられており、光ファイバ１２は、シリカ容器
３６の開口部４０とハウジング２０の底面２６の開口部
３０を通った後、管６４に入る。管６４の上部の近くに
ゲートバルブ６６がおかれている。ゲートバルブ６６
は、光ファイバ１２が加熱コアー６を出て管６４に入る
ことができるように開口している。ゲートバルブ６６の
下に１メートルの長さの管状部分６４がある。この管状
部分６４とゲートバルブ６６は、炉２の雰囲気の汚染を
防ぐと共に、イリジウム製サセプタ４２の酸化を防ぐた
めに、ハウジング２０を炉２の作動中正の圧力に保つの
である。
の線引き部８は、主として円筒形の管６４とゲートバル
ブ６６からなっている。この管６４は、ハウジング２０
に取り付けられており、光ファイバ１２は、シリカ容器
３６の開口部４０とハウジング２０の底面２６の開口部
３０を通った後、管６４に入る。管６４の上部の近くに
ゲートバルブ６６がおかれている。ゲートバルブ６６
は、光ファイバ１２が加熱コアー６を出て管６４に入る
ことができるように開口している。ゲートバルブ６６の
下に１メートルの長さの管状部分６４がある。この管状
部分６４とゲートバルブ６６は、炉２の雰囲気の汚染を
防ぐと共に、イリジウム製サセプタ４２の酸化を防ぐた
めに、ハウジング２０を炉２の作動中正の圧力に保つの
である。
【００２１】通常炉２が稼働可能になる前に、ハウジン
グ２０の上部２４が密閉される。このハウジング２０
は、ハウジング２０内に正の圧力を作り出すため、ま
た、イリジウム製サセプタ４２の内面および外面をパー
ジするため、前記の雰囲気調節口５６を通じて導入した
不活性ガス（窒素）で満たしてある。ハウジング２０内
に正の圧力雰囲気を形成すると、電源５２が起動され、
誘導コイル５０を前記のイリジウム製サセプタ４２に結
合し、イリジウム製サセプタ４２の温度が、約２１００
℃に達する。この時点でプリフォーム１０は、ファーネ
スボア４３内へと下ろされ、そこでプリフォーム１０の
一部がリフローし、光ファイバが線引きされる。
グ２０の上部２４が密閉される。このハウジング２０
は、ハウジング２０内に正の圧力を作り出すため、ま
た、イリジウム製サセプタ４２の内面および外面をパー
ジするため、前記の雰囲気調節口５６を通じて導入した
不活性ガス（窒素）で満たしてある。ハウジング２０内
に正の圧力雰囲気を形成すると、電源５２が起動され、
誘導コイル５０を前記のイリジウム製サセプタ４２に結
合し、イリジウム製サセプタ４２の温度が、約２１００
℃に達する。この時点でプリフォーム１０は、ファーネ
スボア４３内へと下ろされ、そこでプリフォーム１０の
一部がリフローし、光ファイバが線引きされる。
【００２２】イリジウム炉２を初めて使用する場合は、
前記の加熱素子３４内にある断熱層を安定化するため
に、コア６全体を１１００℃から１２００℃の温度へ予
備焼成しなければならない。このステップは、非酸化性
雰囲気中にある断熱層によって引き起こされるかも知れ
ない汚染を避けるために、新品の炉２のみに必要とされ
ることである。
前記の加熱素子３４内にある断熱層を安定化するため
に、コア６全体を１１００℃から１２００℃の温度へ予
備焼成しなければならない。このステップは、非酸化性
雰囲気中にある断熱層によって引き起こされるかも知れ
ない汚染を避けるために、新品の炉２のみに必要とされ
ることである。
【００２３】上記の操作は何回も行われた。炉２を数１
００時間の間光ファイバ線引き温度に加熱し、室温付近
から２０００℃の間で２０回以上にわたって温度をサイ
クルし、イリジウム製サセプタとシリカとの接触を数回
行なった。これらの試験の後のイリジウム製サセプタ４
２の状態は試験を開始したときと殆ど同じであった。
００時間の間光ファイバ線引き温度に加熱し、室温付近
から２０００℃の間で２０回以上にわたって温度をサイ
クルし、イリジウム製サセプタとシリカとの接触を数回
行なった。これらの試験の後のイリジウム製サセプタ４
２の状態は試験を開始したときと殆ど同じであった。
【００２４】炉２の試験中、直径１９ｍｍのシリカシン
グルモードプリフォーム１０のロッドから２ｋｍの光フ
ァイバ１２が線引きされた。線引きは連続プリフォーム
フィードを用いて手動で行われた。光ファイバ直径は１
００μｍ未満から５００μｍ以上まで変化した。引出し
速度は平均約２ｍ／秒であった。引出し張力はモニター
せず、光ファイバ１２の被覆は行わなかった。表面の堆
積に関して、光ファイバの一部を顕微鏡で検査した。異
常な堆積の痕跡は見られなかった。デジタル重量計を用
いてイリジウム製サセプタ４２の重量損失を０．０１グ
ラムまで正確に調べた。検査全体を通じて重量損失は全
く検出されなかった。
グルモードプリフォーム１０のロッドから２ｋｍの光フ
ァイバ１２が線引きされた。線引きは連続プリフォーム
フィードを用いて手動で行われた。光ファイバ直径は１
００μｍ未満から５００μｍ以上まで変化した。引出し
速度は平均約２ｍ／秒であった。引出し張力はモニター
せず、光ファイバ１２の被覆は行わなかった。表面の堆
積に関して、光ファイバの一部を顕微鏡で検査した。異
常な堆積の痕跡は見られなかった。デジタル重量計を用
いてイリジウム製サセプタ４２の重量損失を０．０１グ
ラムまで正確に調べた。検査全体を通じて重量損失は全
く検出されなかった。
【００２５】プリフォーム１０を引出し温度でイリジウ
ム製サセプタ４２に故意に接触させた時、プリフォーム
１０の大きな塊がサセプタ４２に付着し、そこから剥す
ことができなかった。イリジウムはシリカよりはるかに
高い熱膨張係数を持つため、炉２の運転が停止され、イ
リジウム製サセプタ４２が冷却した時、サセプタ４２に
付着したこのプリフォーム１０は、（付随したシリカが
あった場合はそのシリカも）サセプタ４２からはがれ、
イリジウム製サセプタ４２に対しては何等の損傷も与え
なかった。従って、炉２は点火され、サセプタ４２の交
換、サセプタ４２の予熱のための待ち時間、また新しい
ジルコニア製サセプタ４２からの粒子がプリフォーム１
０およびまたは光ファイバ１２へ移動するのが終わるま
での待ち時間等は必要なく、直ちに処理を続けることが
できた。
ム製サセプタ４２に故意に接触させた時、プリフォーム
１０の大きな塊がサセプタ４２に付着し、そこから剥す
ことができなかった。イリジウムはシリカよりはるかに
高い熱膨張係数を持つため、炉２の運転が停止され、イ
リジウム製サセプタ４２が冷却した時、サセプタ４２に
付着したこのプリフォーム１０は、（付随したシリカが
あった場合はそのシリカも）サセプタ４２からはがれ、
イリジウム製サセプタ４２に対しては何等の損傷も与え
なかった。従って、炉２は点火され、サセプタ４２の交
換、サセプタ４２の予熱のための待ち時間、また新しい
ジルコニア製サセプタ４２からの粒子がプリフォーム１
０およびまたは光ファイバ１２へ移動するのが終わるま
での待ち時間等は必要なく、直ちに処理を続けることが
できた。
【００２６】光ファイバ強度は炉の寿命と相関してお
り、寿命の長い炉はより高強度の光ファイバを提供す
る。炉の寿命はイリジウム製サセプタを用い、注意深い
取扱いおよび組立、さらに運転の開始時や使用中に注意
を払うことによって最適化することができる。
り、寿命の長い炉はより高強度の光ファイバを提供す
る。炉の寿命はイリジウム製サセプタを用い、注意深い
取扱いおよび組立、さらに運転の開始時や使用中に注意
を払うことによって最適化することができる。
【００２７】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明は、長寿命を持
つイリジウム炉を提供することができた。この新設計に
よって予熱による遅滞、冷却による割れが減少し、粒子
汚染やファーネスボア内に粒子が混入するのを大幅に防
ぎ、より正確で信頼性のあるファーネスアセンブリが提
供される。尚、特許請求の範囲に記載した参照番号は、
発明の容易なる理解の為のもので、その権利解釈に影響
を与えるものではないと理解されたい。
つイリジウム炉を提供することができた。この新設計に
よって予熱による遅滞、冷却による割れが減少し、粒子
汚染やファーネスボア内に粒子が混入するのを大幅に防
ぎ、より正確で信頼性のあるファーネスアセンブリが提
供される。尚、特許請求の範囲に記載した参照番号は、
発明の容易なる理解の為のもので、その権利解釈に影響
を与えるものではないと理解されたい。
【図１】本発明の誘導炉の断面図である。
２ 炉 ４ 装荷区間 ６ 加熱コア ８ 引出し部 １０ プリフォーム １２ 光ファイバ １４ プリフォーム供給口 １６ スリーブ １７ プリフオーム保持部材 １８ 支持装置 ２０ ハウジング ２２ 側面 ２４ 上部部分 ２６ 底部部分 ２８ 中央開口部 ３０ 開口部 ３２ 水室 ３４ 加熱素子 ３６ シリカ容器 ３７ 側壁 ３８ 上部 ４０ 開口部 ４２ イリジウム製サセプタ ４３ ファーネスボア ４４ アルミノシリケート断熱層 ４６ グレイン断熱層 ４８ 断熱管 ５０ 誘導コイル ５２ 電源 ５４ 電力口 ５６ 雰囲気調節口 ５８ サイトポート ６０ サイトポート ６２ 赤外光高温計 ６４ 円筒形管 ６６ ゲートバルブ
Claims (6)
- 【請求項１】 光ファイバプリフォーム（１０）から光
ファイバ（１２）を線引きする光ファイバ線引き用誘導
炉において、 密閉されたハウジング（２０）と、 前記ハウジング（２０）内に配置されたイリジウム製サ
セプタ手段（４２）と、 前記イリジウム製サセプタ手段（４２）を包囲する高周
波誘導コイル（５０）と、からなることを特徴とする光
ファイバ線引き用誘導炉。 - 【請求項２】 前記イリジウム製サセプタ手段（４２）
を包囲する熱遮断材料（３４）をさらに含むことを特徴
とする請求項１の誘導炉。 - 【請求項３】 前記熱遮断材料（３４）が、 底面に開口部を持つシリカビーカー手段（３６）と、 前記ビーカー手段（３６）の内面に隣接するアルミノシ
リケート断熱層（４４）と、 前記断熱層内にある耐火物グレイン層（４６）と、 前記グレインに隣接する断熱管（４８）と、からなるこ
とを特徴とする請求項２の誘導炉。 - 【請求項４】 前記のハウジング（２０）の内部に不活
性ガス雰囲気を供給する手段（５６）をさらに含むこと
を特徴とする請求項１の誘導炉。 - 【請求項５】 前記密閉されたハウジング（２０）の外
側が、冷却室（３２）によって包囲されていることを特
徴とする請求項１の誘導炉。 - 【請求項６】 前記の高周波誘導コイル（５０）が、１
０ー２００ｋＨｚ電源（５２）によって給電されている
ことを特徴とする請求項１の誘導炉。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US82825692A | 1992-01-30 | 1992-01-30 | |
| US828256 | 1992-01-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0672736A true JPH0672736A (ja) | 1994-03-15 |
Family
ID=25251292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5032412A Pending JPH0672736A (ja) | 1992-01-30 | 1993-01-29 | 光ファイバ線引き用誘導炉 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5308947A (ja) |
| EP (1) | EP0553989A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0672736A (ja) |
| CA (1) | CA2083858C (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2720503B1 (fr) * | 1994-05-26 | 1996-06-21 | Commissariat Energie Atomique | Système de caractérisation thermomécanique de matériaux utilisant un dispositif de chauffage rapide par induction. |
| US5698124A (en) * | 1995-05-18 | 1997-12-16 | Lucent Technologies Inc. | Magnesia fiber draw furnace |
| DE69601660T2 (de) * | 1995-05-18 | 1999-09-02 | At & T Corp | Zirconiumdioxid-Induktionsofen mit Isolierung aus Magnesiumoxid zum Ziehen optischer Glasfasern |
| FR2757846B1 (fr) * | 1996-12-30 | 1999-01-29 | Alsthom Cge Alcatel | Four de fibrage d'une preforme de fibre optique |
| DE69800554T2 (de) | 1997-03-27 | 2001-10-25 | Alcatel Sa | Thermische Isolierung eines Ofens zum Ziehen von optischen Fasern |
| US6134922A (en) * | 1997-06-19 | 2000-10-24 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method for drawing a glass ingot |
| IT1293654B1 (it) * | 1997-07-29 | 1999-03-08 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | Perfezionamenti ai forni ad induzione per la sintesi dei vetri. |
| US6354113B2 (en) * | 1999-01-20 | 2002-03-12 | Alcatel | Fiber optic draw furnace featuring a fiber optic preform heating and fiber drawing programmable logic controller |
| WO2000068157A1 (en) * | 1999-05-10 | 2000-11-16 | Pirelli Cavi E Sistemi S.P.A. | Method and induction furnace for drawing large diameter preforms to optical fibres |
| DE10102991C2 (de) * | 2000-02-19 | 2003-11-20 | Ald Vacuum Techn Ag | Einrichtung zum Aufheizen eines Werkstücks aus Metall |
| JP2004125202A (ja) * | 2002-09-30 | 2004-04-22 | Shinagawa Refract Co Ltd | 電気抵抗炉 |
| FI116524B (fi) * | 2003-06-13 | 2005-12-15 | Photonium Oy | Kuidunvetouunin kuumennuselementin eristys |
| CN110746110A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-02-04 | 普天线缆集团有限公司 | 改进的1550低损耗光纤制造设备及操作方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3025680A1 (de) * | 1980-07-07 | 1982-02-04 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Heizkoerper fuer einen hochtemperaturofen |
| US4547644A (en) * | 1984-02-24 | 1985-10-15 | At&T Technologies, Inc. | Apparatus for heating a preform from which lightguide fiber is drawn |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL6917398A (ja) * | 1969-03-18 | 1970-09-22 | ||
| US3933572A (en) * | 1973-12-11 | 1976-01-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Method for growing crystals |
| US4608473A (en) * | 1982-05-28 | 1986-08-26 | At&T Technologies, Inc. | Modified zirconia induction furnace |
| US4450333A (en) * | 1982-05-28 | 1984-05-22 | At&T Technologies, Inc. | Zirconia induction furnace |
| US4533378A (en) * | 1982-05-28 | 1985-08-06 | At&T Technologies, Inc. | Modified zirconia induction furnace |
-
1992
- 1992-11-26 CA CA002083858A patent/CA2083858C/en not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-01-20 EP EP93300350A patent/EP0553989A1/en not_active Withdrawn
- 1993-01-29 JP JP5032412A patent/JPH0672736A/ja active Pending
- 1993-02-25 US US08/023,178 patent/US5308947A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3025680A1 (de) * | 1980-07-07 | 1982-02-04 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Heizkoerper fuer einen hochtemperaturofen |
| US4547644A (en) * | 1984-02-24 | 1985-10-15 | At&T Technologies, Inc. | Apparatus for heating a preform from which lightguide fiber is drawn |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2083858A1 (en) | 1993-07-31 |
| EP0553989A1 (en) | 1993-08-04 |
| US5308947A (en) | 1994-05-03 |
| CA2083858C (en) | 1997-10-14 |
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