JPH0733465A - 光ファイバ母材の脱水焼結炉 - Google Patents

光ファイバ母材の脱水焼結炉

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JPH0733465A
JPH0733465A JP20196493A JP20196493A JPH0733465A JP H0733465 A JPH0733465 A JP H0733465A JP 20196493 A JP20196493 A JP 20196493A JP 20196493 A JP20196493 A JP 20196493A JP H0733465 A JPH0733465 A JP H0733465A
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JP
Japan
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core tube
optical fiber
furnace
base material
sintering
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Pending
Application number
JP20196493A
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English (en)
Inventor
Renkai Hino
連海 日野
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0733465A publication Critical patent/JPH0733465A/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture 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]
    • C03B37/01446Thermal after-treatment of preforms, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
    • C03B37/0146Furnaces therefor, e.g. muffle tubes, furnace linings

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大型化する光ファイバ母材を製造する場合で
も設備費を安価にすることができ、また炉心管内の処理
ガスの流れを安定化して脱水焼結の不良を低減すること
ができる。 【構成】 炉心管12は、ヒータ18により多孔質母材
1が加熱される加熱位置より下方の炉心管部分12Bの
内径が加熱位置より上方の炉心管部分12Aの内径より
も小さくなるように設定されているので、全長を大径と
する場合に比べて材料費が少なくて済み、また炉心管1
2の内周面と材料との間で処理ガスが流れる空間の横断
面積の変化が少なく、処理ガスの流れが安定し、大径で
良質の光ファイバ母材を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多孔質母材を加熱しつ
つ脱水焼結して光ファイバ用の透明ガラスを製造する光
ファイバ母材の脱水焼結炉の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】多孔質母材から光ファイバ用の透明ガラ
スを製造する代表的な方法としてVAD法又はOVD法
があるが、これらの方法は、ガラス微粒子から成る多孔
質母材を脱水焼結炉内で加熱しつつ脱水焼結し透明化し
てガラス化された光ファイバ母材を製造する。
【0003】この脱水焼結処理を行なうために、例えば
図2に示すような脱水焼結炉が用いられている。この脱
水焼結炉は、多孔質母材1を回転自在に収納する石英製
炉心管12と、この炉心管12のまわりに設けられて多
孔質母材1を加熱するヒータ18を含む炉本体22とか
ら成っている。
【0004】ヒータ18のまわりにはヒータ18からの
熱が母材と反対側に放散するのを防止するために断熱材
20が設けられている。また、炉心管12の下方には母
材を処理する不活性ガス、塩素系又は弗素系ガス等の処
理ガスを炉心管内に導入するガス導入口24が設けら
れ、炉心管12の上方にはこの処理ガスを導出するガス
導出口26が設けられている。多孔質母材1は、炉心管
12の外部でその上方に配置された図示しない適宜の母
材回転保持手段によって炉心管12内に回転自在に保持
される。
【0005】多孔質母材1は、炉心管12内で回転して
ヒータ18によって均一に加熱して軟化され、またガス
導入口24から導入される処理ガスによって脱水焼結処
理されて透明ガラス化された光ファイバ母材2が製造さ
れる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年光ファイバ
母材の大型化が急速に進んでおり、このため脱水焼結炉
も大型化している。特に、炉心管は、大型の多孔質母材
を収納するために大径化する必要がある。しかし、石英
製炉心管は、特に大口径となるほど、材料費及び加工費
の両面から製作費が著しく増大するため、高価となる欠
点があった。また、石英製の炉心管は、高温下では透過
性を失うので、これを避けて炉を保守する目的で低温で
運転すると、炉心管に割れを生じ、また高温下では軟化
による変形等によって炉心管を交換したり補修したりす
ることが多く、従って炉心管は交換頻度が高くなるの
で、炉心管が高価となると、炉の運転費用並びに維持費
用が増大し、また製品コストを増大する欠点があった。
【0007】また、図2に示すように、多孔質母材1が
炉心管12内で軟化し脱水焼結してガラス化されると細
径化されるので、この細径化された光ファイバ母材2の
まわりの炉心管12内の空間13Bの横断面積は、多孔
質母材1が脱水焼結される前の炉心管12内の空いた空
間13Aの横断面積に比べて大きくなる。
【0008】この空間13A、13Bは、ガス導入口2
2から導入された処理ガスの通路となるので、このよう
にこの空間13A、13Bの横断面積が異なると、処理
ガスの流速が変化する上に均一な層流を得ることが難し
く、軟化された多孔質母材1を脱水焼結する際に母材1
へガスが均一に浸透することができないため、母材の部
分的な焼結不良や気泡の残存等の欠陥を生じ、製品の品
質を低下する欠点があった。
【0009】本発明の1つの目的は、大型化する光ファ
イバ母材を製造する場合でも設備費を安価にすることが
できる光ファイバ母材の脱水焼結炉を提供することにあ
る。
【0010】本発明の他の目的は、炉心管内の処理ガス
の流れを安定化して脱水焼結の不良を低減することがで
きる光ファイバ母材の脱水焼結炉を提供することにあ
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の1つの課題解決
手段は、多孔質母材を回転自在に収納する炉心管と、こ
の炉心管のまわりに設けられた加熱手段と、この炉心管
内に脱水焼結用の処理ガスを供給するガス供給手段とか
ら成り多孔質母材を加熱しつつ脱水焼結してガラス化さ
れた光ファイバ母材を製造する光ファイバ母材の脱水焼
結炉において、炉心管は、加熱手段により多孔質母材が
加熱される加熱位置より下方の炉心管部分の内径が加熱
位置より上方の炉心管部分の内径よりも小さくなるよう
に設定されていることを特徴とする光ファイバ母材の脱
水焼結炉を提供することにある。
【0012】本発明の他の課題解決手段は、多孔質母材
を回転自在に収納する炉心管と、この炉心管のまわりに
設けられた加熱手段と、炉心管内に脱水焼結用の処理ガ
スを供給するガス供給手段とから成り多孔質母材を加熱
しつつ脱水焼結してガラス化された光ファイバ母材を製
造する光ファイバ母材の脱水焼結炉において、炉心管
は、加熱手段により多孔質母材が加熱される加熱位置よ
り下方の炉心管部分の内径が加熱位置より上方の炉心管
部分の内径よりも小さく、且つこの加熱位置よりも上方
の炉心管部分の内周面と脱水焼結前の多孔質母材との間
の空間の横断面積と加熱位置よりも下方の炉心管部分の
内周面と脱水焼結後の光ファイバ母材との間の空間の横
断面積とがほぼ同一となるように設定されていることを
特徴とする光ファイバ母材の脱水焼結炉を提供すること
にある。
【0013】
【作用】このように、炉心管は、加熱手段により多孔質
母材が加熱される加熱位置より下方の炉心管部分の内径
が加熱位置より上方の炉心管部分の内径よりも小さくな
るように設定されていると、大径の多孔質母材を処理し
て大径のガラス母材を製造する場合でも、炉心管は、全
長にわたって大径である必要がなく、材料費を節約して
交換頻度の高い炉心管を安価に提供することができる。
【0014】また、このように、炉心管の内径が加熱手
段により多孔質母材が加熱される加熱位置より下方の炉
心管部分を加熱位置より上方の炉心管部分よりも小さく
なるように設定されると、処理ガスの通路は、その全長
に渡って横断面積の変動が少なく、特にこの加熱位置よ
りも上方の炉心管部分の内周面と脱水焼結前の多孔質母
材との間の空間の横断面積と加熱位置よりも下方の炉心
管部分の内周面と脱水焼結後の光ファイバ母材との間の
空間の横断面積とがほぼ同一となるように、炉心管の内
径を設定すると、この空間の横断面積の変動がほとんど
なく、処理ガスの流れが炉心管の全長にわたって安定と
なり、処理ガスを母材に均一に浸透することができ、従
って母材の部分的な焼結不良や気泡の残存を起こすこと
がない。
【0015】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して詳細にのべ
ると、図1は本発明に係る光ファイバ母材の脱水焼結炉
10を示し、この光ファイバ母材の脱水焼結炉10は、
多孔質母材1を回転自在に収納する石英製の炉心管12
と、この炉心管12のまわりに設けられた加熱手段14
と、炉心管12内に脱水焼結用の処理ガスを供給するガ
ス供給手段16とから成っている。
【0016】加熱手段14は、炉心管12のまわりに設
けられて多孔質母材1を加熱するヒータ18と、このヒ
ータ18のまわりに設けられてヒータ18からの熱が多
孔質母材1と反対側に放散するのを防止する断熱材20
とを含む炉本体22から成っている。またガス供給手段
16は、炉心管12の下方に設けられて多孔質母材1を
処理する不活性ガス、塩素系又は弗素系ガス等の処理ガ
スを炉心管12内に導入するガス導入口24と、炉心管
12の上方に設けられ処理ガスを導出するガス導出口2
6と、ガス導入口24に接続されて処理ガスを供給する
ガス供給源28とから成っている。
【0017】脱水焼結炉10は、更に、炉心管12の上
方に配置されて炉心管12の外部から炉心管12内に多
孔質母材1を懸吊し回転自在に保持する母材保持回転手
段(図示せず)を備えている。
【0018】多孔質母材1は、この母材保持回転手段に
よって炉心管12内で回転しつつヒータ18によって均
一に加熱して軟化されて縮径化され、またこのようにし
て縮径化された母材部分は、ガス導入口24から導入さ
れる処理ガスによって脱水焼結処理されて透明ガラス化
されて光ファイバ母材2となる。
【0019】図1に示すように、炉心管12は、加熱手
段14により多孔質母材1が加熱される加熱位置より下
方の炉心管部分12Bの内径が加熱位置より上方の炉心
管部分12Aの内径よりも小さくなるように設定されて
いる。これらの炉心管部分12A、12Bは、テーパ部
分12Cによって連結されている。炉心管部分12A
は、多孔質母材1の外径に応じた内径に設定され、また
炉心管部分12Bは、細径化された母材部分に応じた内
径に設定されている。
【0020】このため、炉心管12の全長のほぼ半分近
くは小径の管とすることができるので、管の材料は少な
くて済み、頻繁に交換することが要求される炉心管を安
価に提供することができる。尚、炉心管12が石英製で
あると、このテーパ部分12Cは、加熱加工によって容
易に形成することができる。
【0021】また、このように、炉心管12が材料の縮
径に合わせて内径を小さくすると、炉心管12の内周面
と材料との間で形成される空間13の横断面積の長手方
向の変化が小さくなるが、更に、この炉心管12は、加
熱位置よりも上方の炉心管部分12Aの内周面と脱水焼
結前の多孔質母材との間の空間13Aの横断面積と加熱
位置よりも下方の炉心管部分12Bの内周面と脱水焼結
後の光ファイバ母材との間の空間13Bの横断面積とが
ほぼ同一となるように設定されているのが望ましい。
【0022】このように、空間13A、13Bの横断面
積の変化が少なく、又はこれらの横断面積が全長にわた
ってほぼ同一となるように設定すると、これらの空間1
3A、13B内を流れる処理ガスの流速が炉心管12の
全長にわたってほぼ均一となってその流れが安定し、処
理ガスを軟化している母材内に均一に浸透することがで
き、従って母材の部分的な焼結不良や気泡の残存を起こ
すことがない。
【0023】尚、上記実施例では、炉心管12は石英製
であったが、石英以外にカーボン、セラミック等の他の
材料から形成することができ、またいくつかの材料を複
合して形成することもでき、更に炉心管の表面にコーテ
ィングを施すこともできる。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、上記のように、炉心管
は、加熱手段により多孔質母材が加熱される加熱位置よ
り下方の炉心管部分の内径が加熱位置より上方の炉心管
部分の内径よりも小さくなるように設定されているの
で、大径の多孔質母材を処理して大径の光ファイバ母材
を製造する場合でも、炉心管は、全長にわたって大径で
ある必要がなく、材料費を節約して交換頻度の高い炉心
管を安価に提供することができる。
【0025】また、このように炉心管の内径を加熱位置
より下方で小さくすると、処理ガスの通路の横断面積の
変化が少なく、特に、加熱位置よりも上方の炉心管内周
面と脱水焼結前の多孔質母材との間の空間の横断面積と
加熱位置よりも下方の炉心管内周面と脱水焼結後の光フ
ァイバ母材との間の空間の横断面積とがほぼ同一となる
ように、炉心管の内径を設定すると、処理ガスの流れが
炉心管の全長にわたって安定となり、処理ガスを母材に
均一に浸透することができ、従って母材の部分的な焼結
不良や気泡の残存を起こすことがなく、良質の光ファイ
バ母材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光ファイバ母材の脱水焼結炉の断
面図である。
【図2】従来技術の光ファイバ母材の脱水焼結炉の断面
図である。
【符号の説明】
1 多孔質母材 2 光ファイバ母材 10 脱水焼結炉 12 炉心管 12A 炉心管部分 12B 炉心管部分 12C テーパ状連結部 14 加熱手段 16 ガス供給手段 18 ヒータ 20 断熱材 22 炉本体 24 ガス導入口 26 ガス導出口 28 ガス供給源

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多孔質母材を回転自在に収納する炉心管
    と、前記炉心管のまわりに設けられた加熱手段と、前記
    炉心管内に脱水焼結用の処理ガスを供給するガス供給手
    段とから成り、前記多孔質母材を加熱しつつ脱水焼結し
    てガラス化された光ファイバ母材を製造する光ファイバ
    母材の脱水焼結炉において、前記炉心管は、前記加熱手
    段により前記多孔質母材が加熱される加熱位置より下方
    の炉心管部分の内径が前記加熱位置より上方の炉心管部
    分の内径よりも小さくなるように設定されていることを
    特徴とする光ファイバ母材の脱水焼結炉。
  2. 【請求項2】 多孔質母材を回転自在に収納する炉心管
    と、前記炉心管のまわりに設けられた加熱手段と、前記
    炉心管内に脱水焼結用の処理ガスを供給するガス供給手
    段とから成り、前記多孔質母材を加熱しつつ脱水焼結し
    てガラス化された光ファイバ母材を製造する光ファイバ
    母材の脱水焼結炉において、前記炉心管は、前記加熱手
    段により前記多孔質母材が加熱される加熱位置より下方
    の炉心管部分の内径が前記加熱位置より上方の炉心管部
    分の内径よりも小さく、且つ前記加熱位置よりも上方の
    炉心管部分の内周面と脱水焼結前の多孔質母材との間の
    空間の横断面積と前記加熱位置よりも下方の炉心管部分
    の内周面と脱水焼結後の光ファイバ母材との間の空間の
    横断面積とがほぼ同一となるように設定されていること
    を特徴とする光ファイバ母材の脱水焼結炉。
JP20196493A 1993-07-23 1993-07-23 光ファイバ母材の脱水焼結炉 Pending JPH0733465A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015017013A (ja) * 2013-07-10 2015-01-29 住友電気工業株式会社 ガラス母材の製造装置および製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015017013A (ja) * 2013-07-10 2015-01-29 住友電気工業株式会社 ガラス母材の製造装置および製造方法

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