JPH11106230A - ガラスロッド加工用バーナ及びガラスロッドの加工方法 - Google Patents

ガラスロッド加工用バーナ及びガラスロッドの加工方法

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JPH11106230A
JPH11106230A JP9268350A JP26835097A JPH11106230A JP H11106230 A JPH11106230 A JP H11106230A JP 9268350 A JP9268350 A JP 9268350A JP 26835097 A JP26835097 A JP 26835097A JP H11106230 A JPH11106230 A JP H11106230A
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hydrogen
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    • C03B29/00Reheating glass products for softening or fusing their surfaces; Fire-polishing; Fusing of margins
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 酸素流量を大幅に増やさずにガラスロッドを
効率よく加熱できる、ガラスロッド加工用バーナーとそ
れに適したガスの流しかたを提供する。 【解決手段】 円形状の水素噴出口中に、1個若しくは
複数個の酸素噴出口が配置し、酸素噴出口の断面積の総
和が水素噴出口の断面積の2%以上10%以下であるガ
ラスロッド加工用バーナと、前記ガラスロッド加工用バ
ーナを用い、前記酸素噴出口におけるガス流速を20m
/s以上100m/s以下、前記水素噴出口におけるガ
ス流速を0.5m/s以上20m/s以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバの製造
工程において、ガラスロッドの曲がり修正や火炎研磨、
あるいは、ガラスロッドへのダミーガラスロッドの溶着
を行うガラスロッドの加工方法、及び、これに用いられ
るガラスロッド加工用バーナに関するものである。
【0002】
【従来の技術】光ファイバの製造工程において、ガラス
ロッドの曲がり修正や火炎研磨、あるいは、ガラスロッ
ドへのダミーロッドの溶着といったガラスロッドの加工
に用いられる従来のバーナとして、特開平4−2924
32号公報従来の技術欄に記載されたものが知られてい
る。図2はこの従来のバーナ構造を示したもので、真円
形状の水素噴出口1中に多数の酸素噴出口2がほぼ均等
間隔で配列された構造である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】光ファイバの低コスト
化、生産量増大に対する要求から、光ファイバ母材等の
ガラスロッドの大型化が望まれている。大型のガラスロ
ッドを加工するため、バーナーを相似的に大型化してい
くと、それに伴ってガス使用量を多くする必要がある。
その結果、ガス費が増大し、また、ガラスロッドの周辺
設備も同時に加熱されてしまうため、設備の耐熱性が問
題になる等、従来技術の延長線上では解決できない問題
が生じる。本発明は、このような実状に鑑みて、新たな
形状のガラスロッド加工用バーナーとそれに適したガス
の流しかたを開示するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明にかかるガラスロ
ッド加工用バーナは、水素噴出口中に、1個若しくは複
数個の酸素噴出口が配置され、前記酸素噴出口の断面積
の総和が前記水素噴出口の断面積の2%以上10%以下
であることを特徴とする。また、本発明にかかるガラス
ロッドの加工方法は、前記ガラスロッド加工用バーナを
用い、前記酸素噴出口におけるガス流速を20m/s以
上100m/s以下、前記水素噴出口におけるガス流速
を0.5m/s以上20m/s以下とすることを特徴と
する。
【0005】
【発明の実施の形態】ガラスロッドを効率よく加熱する
ためには、酸素と水素の流量比を反応の当量(1:2)
に依存する適正範囲にすること、及び、火炎をガラスロ
ッドに集中させることが必要である。発明者が後者の点
について検討を行ったところ、分子量が水素に比べて大
きい酸素の噴出口での流速を大きくすることにより、火
炎がガラスロッドに集中し、少ないガス使用量でガラス
ロッドを効率よく加熱できることが判明した。
【0006】本発明にかかるガラスロッド加工用バーナ
は、図1に示すように、水素噴出口1中に、1個若しく
は複数個の酸素噴出口2が配置され、酸素噴出口の断面
積の総和が水素噴出口の断面積の2%以上10%以下で
あることを特徴とする。上記の構成によれば、酸素噴出
口2の断面積は比較的小さいので、酸素流量を多くせず
とも酸素噴出口での酸素流速を大きくできる。その結
果、火炎はガラスロッドに向かって集中して流れるよう
になり、ガラスロッドを効率よく加熱できる。
【0007】本発明にかかるガラスロッド加工用バーナ
として、酸素噴出口がバーナ中心軸上の1点を指向する
構造とすることができる。これにより、火炎がバーナの
中心軸上に一層集中するので、ガラスロッドをより効率
的に加熱することができる。
【0008】本発明にかかるガラスロッドの加工方法
は、酸素噴出口の断面積の総和が水素噴出口の断面積の
2%以上10%以下であるガラスロッド加工用バーナを
用い、酸素噴出口におけるガス流速を20m/s以上1
00m/s以下、水素噴出口におけるガス流速を0.5
m/s以上20m/s以下とすることを特徴とする。上
記の構成によれば、火炎がガラスロッドに集中し、ガラ
スロッドを効率よく加熱できる。また、火炎が必要以上
に大きくならず、周辺設備に悪影響を与えることが少な
い。なお、水素噴出口のノズル出口におけるガス流速は
5m/s以上12m/s以下がより好ましい。
【0009】
【実施例】
(実施例1)図3に示すように、直径70mm、長さ8
00mmの光ファイバ母材31をダミーガラス棒32を
介して横形旋盤のチャック33に保持し、バーナ台34
に半円周状に等間隔で9本並べたバーナ35から、酸水
素火炎を光ファイバ母材31に吹き付けて火炎研磨を行
った。バーナ35として、図1(a)に示す円柱状の水
素噴出口1中に3個の酸素噴出口2が配置されたバーナ
(水素噴出口の内径10mm、酸素噴出口の内径0.8
mm、酸素噴出口の外径2.0mm、酸素噴出口の断面
積と水素噴出口の断面積の比2.2%;表1のバーナ
A)を用いた。一本のバーナあたり、水素ガスの流量は
5×10-43/s(約30リットル/分)、酸素の流
量は2×10-43/s(約12リットル/分)とし
た。この時の母材表面温度と火炎研磨による外径変化量
(ガラス蒸発量)は、それぞれ表2に示すように、16
00℃、0.6mmであり、火炎研磨後のガラス母材の
表面状態は良好であった。
【0010】
【表1】
【0011】
【表2】
【0012】(実施例2)実施例1で使用したバーナA
に代え、表1のバーナB(酸素噴出口の断面積と水素噴
出口の断面積の比3.7%),C(酸素噴出口の断面積
と水素噴出口の断面積の比5.9%),D(酸素噴出口
の断面積と水素噴出口の断面積の比9.3%)を使用し
て光ファイバ母材の火炎研磨を行った。その他の構成
は、実施例1と同じとした。この時の母材表面温度と火
炎研磨による外径変化量(ガラス蒸発量)は、それぞれ
表2に示すように、1500−1700℃、0.4−
0.8mmであり、火炎研磨後のガラス母材の表面状態
は良好であった。
【0013】(実施例3)実施例1で使用したバーナA
に代え、図1(b)に示す円柱状の水素噴出口1中に7
個の酸素噴出口2が配置されたバーナ(水素噴出口の内
径12mm、酸素噴出口の内径0.8mm、酸素噴出口
の外径2.0mm、酸素噴出口の断面積と水素噴出口の
断面積の比3.9%;表1のバーナE)を使用して光フ
ァイバ母材の火炎研磨を行った。その他の構成は、実施
例1と同じとした。この時の母材表面温度と火炎研磨に
よる外径変化量(ガラス蒸発量)は、表2に示すよう
に、1600℃、0.6mmであり、火炎研磨後のガラ
ス母材の表面状態は良好であった。
【0014】(実施例4)実施例3で使用したバーナE
に代え、表1のバーナF(酸素噴出口の断面積と水素噴
出口の断面積の比7.0%)を使用して光ファイバ母材
の火炎研磨を行った。その他の構成は、実施例1と同じ
とした。この時の母材表面温度と火炎研磨による外径変
化量(ガラス蒸発量)は、表2に示すように、1400
℃、0.2mmであり、火炎研磨後のガラス母材の表面
状態は良好であった。
【0015】(実施例5)実施例1で使用したバーナA
に代え、図1(c)のバーナ(水素噴出口の内寸8mm
×12mm、酸素噴出口の内径1mm、酸素噴出口の外
径2.5mm、酸素噴出口の断面積と水素噴出口の断面
積の比7.0%;表1のバーナI)を使用して光ファイ
バ母材の火炎研磨を行った。この時の母材表面温度と火
炎研磨による外径変化量(ガラス蒸発量)は、表2に示
すように、1400℃、0.2mmであり、火炎研磨後
のガラス母材の表面状態は良好であった。
【0016】(比較例1)実施例3で使用したバーナE
に代え、表1のバーナG(酸素噴出口の断面積と水素噴
出口の断面積の比12%),H(酸素噴出口の断面積と
水素噴出口の断面積の比23%)を使用して光ファイバ
母材の火炎研磨を行った。その他の構成は、実施例1と
同じとした。この時の母材表面温度と火炎研磨による外
径変化量(ガラス蒸発量)は、それぞれ表2に示すよう
に、1300−1350℃、0.05−0.15mmで
あり、火炎研磨後のガラス母材の表面にはクラックが生
じた。これは、母材中心まで高温に加熱できなかったた
め、冷却時に表面が急冷し生じたものである。
【0017】実施例1乃至5、及び、比較例1により断
面積比が2%以上10%以下のバーナで効率よく火炎研磨
を行うことができ、火炎研磨後の表面状態が良好となる
ことがわかった。
【0018】(実施例6)表1のバーナA,C,E,F
を使用し、実施例1と同一形状の光ファイバ母材の火炎
研磨を行った。バーナの配置は実施例1と同一で、水素
ガスの流量は一本のバーナあたり5×10-43/s
(約30リットル/分)に固定した。酸素の流量を変化
させて、母材表面温度、外径変化量、表面状態を調べた
結果を表3に示す。
【0019】
【表3】
【0020】酸素噴出口におけるガス流速が18m/s
の場合、火炎研磨後の表面の一部に、クラックが発生し
た。また、酸素噴出口におけるガス流速が130m/s
の場合、酸素噴出口におけるガス流速が65m/sの場
合と比べて母材温度、外径変化量に大差は無く酸素ガス
流量を増やした効果は認められなかった。以上の結果よ
り、酸素噴出口におけるガス流量の好適値は、20m/
s以上100m/s以下であることがわかった。
【0021】(実施例7)表1のバーナFを使用し、実
施例1と同一形状の光ファイバ母材の火炎研磨を行っ
た。バーナの配置は実施例1と同一で、酸素の流量は一
本のバーナあたり3×10-43/s(約18リットル
/分)に固定した。水素の流量を変化させて、母材表面
温度、外径変化量、表面状態を調べた結果を表4に示
す。
【0022】
【表4】
【0023】水素噴出口におけるガス流速が0.38m
/sの場合、火炎研磨後の表面に折り返し点の近くに、
クラックが発生した。また、水素噴出口におけるガス流
速が大きくなるにしたがって母材表面温度は高くなり、
ガラスロッドは強く加熱されているが、水素流量の増加
とともに経費が急速に増大するので、20m/sを超え
る流速は実用的ではない。以上の結果より、水素噴出口
におけるガス流量の好適値は、0.5m/s以上20m
/s以下であることがわかった。
【0024】(実施例8)表1のバーナCとバーナ先端
の断面形状が同じであり、酸素噴出口がバーナ中心軸上
の一点を指向した焦点型構造のバーナを用いて火炎研磨
を行った。光ファイバ母材の形状、バーナの配置、酸
素、水素の流量は実施例1と同じである。この時の母材
表面温度は1650℃で、実施例1のバーナCでの母材
表面温度より50K高かった。焦点型構造とすれば、酸
素噴出口がストレートに配置されるバーナよりもガラス
ロッドを効率的に加熱できることを確認した。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本願の構成によれ
ば、酸素流量を大幅に増やさずにガラスロッドを効率よ
く加熱できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるガラスロッド加工用バーナを示
す模式図である。
【図2】従来のガラスロッド加工用バーナを示す模式図
である。
【図3】ガラス母材の火炎研磨の一例を示した概略説明
図である。
【符号の説明】
1:水素噴出口 2:酸素噴出口 31:光ファイバ母材 32:ダミーガラス棒 33:チャック 34:バーナ台 35:バーナ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水素噴出口中に、1個若しくは複数個の
    酸素噴出口が配置され、前記酸素噴出口の断面積の総和
    が前記水素噴出口の断面積の2%以上10%以下である
    ことを特徴とするガラスロッド加工用バーナ。
  2. 【請求項2】 前記酸素噴出口が、バーナ中心軸上の1
    点を指向していることを特徴とする請求項1に記載のガ
    ラスロッド加工用バーナ。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載のガラスロッド加工用バ
    ーナを用い、前記酸素噴出口におけるガス流速を20m
    /s以上100m/s以下、前記水素噴出口におけるガ
    ス流速を0.5m/s以上20m/s以下とすることを
    特徴とするガラスロッドの加工方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003089540A (ja) * 2001-09-11 2003-03-28 Fujikura Ltd 光ファイバプリフォームの火炎研磨方法
JP2005289747A (ja) * 2004-04-01 2005-10-20 Fujikura Ltd ガラスロッドの火炎研磨方法、光ファイバの製造方法

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