JPS62246837A - 光フアイバ用線引き炉 - Google Patents

光フアイバ用線引き炉

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JPS62246837A
JPS62246837A JP9007786A JP9007786A JPS62246837A JP S62246837 A JPS62246837 A JP S62246837A JP 9007786 A JP9007786 A JP 9007786A JP 9007786 A JP9007786 A JP 9007786A JP S62246837 A JPS62246837 A JP S62246837A
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JP
Japan
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optical fiber
tube
core tube
inert gas
cooling
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JP9007786A
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Inventor
Ichiro Yoshimura
一朗 吉村
Katsuji Sakamoto
勝司 坂本
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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    • 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
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03B2205/60—Optical fibre draw furnaces
    • C03B2205/80—Means for sealing the preform entry or upper end of the furnace
    • C03B2205/81—Means for sealing the preform entry or upper end of the furnace using gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03B2205/92—Manipulating the gas flow through the furnace other than by use of upper or lower seals, e.g. by modification of the core tube shape or by using baffles using means for gradually reducing the cross-section towards the outlet or around the preform draw end, e.g. tapered

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分針〉 本発明は、外径変動の少ない高品質の光ファイバを製造
し得る耐久性に優れた光ファイバ用線引き炉に関する。
〈従来の技術〉 従来の光ファイバ用線引き炉の一例の断面構造を表す第
３図に示すように、この線引き炉は金属製の筺体１の中
心部にグラファイト等の耐熱素材で作られた円筒状の炉
心管２を備え、この炉心管２の中央部はカーボン発熱体
３で取り囲まれていて、炉心ＩＩＮ：２及びカーボン発
熱体３の外周と筐体１の内側との間の空間には断熱材４
が充填されている。尚、光ファイバ母材８は炉心管２の
上端から挿入され、炉心管２の中央部にてカーボン発熱
体３で加熱溶融され、光ファイバ１１に線引きされて炉
心管２の下端から外部へ引き出される。
炉心管２の上端には炉心’ｌｌ’２と同心に環状の上部
デフユーザ５が設けられていて導入ロアから不活性ガス
が導入され、上部デフユーザ５の内壁に沿って挿入され
る光ファイバ母材８の外周に向ってやや下向きに不活性
ガスを吹き出す吹出し口６が上部デフユーザ５の内壁に
複数個設けられている。吹出し口６から吹き出された不
活性ガスは炉心管２の中の光ファイバ８の周囲を下方に
向って流下し、炉心管２の下端の引出し口１３から管外
へ放出されるとともに一部が光ファイバ母材８の外周面
に沿って上方に向って放出され、炉心管２内への大気の
流入を防止している。
また炉心管２の下端の引出し口１３にも、炉心管２と同
心に円環状の下部デフユーザ９が設けられている。下部
デフユーザ９内にも不活性ガスが外部から導入され、下
部デフユーザ９の内壁面に開口する複数個のノズル】０
が設けられている。これらノズル１０から光ファイバ１
１に向って下向きに不活性ガスが吹きつけられ、炉心管
２内への大気の侵入を防止している。また、ノズル１０
から吹き出された不活性ガスの一部は炉心ｖ：２の上方
へ流れる。
先にも述べたように、光ファイバ母材８は例えば約２１
００℃に加熱された高温の炉心管２内へ図示しない送り
装置によって垂直下向きに送り込まれ、光ファイバ１１
となって図示しない巻取り装置に巻き取られろ。
〈発明が解決しようとする問題点〉 光ファイバ用線引き炉において、要求される性能のうち
重要なものは光ファイバ１１の外径の安定性、炉内が極
めて清浄であること、又、炉内が不活性ガスで充満され
て大気中の酸素の侵入による損耗がないことである。
第３図に示す従来の光ファイバ用線引き炉では、下部デ
フユーザ９が炉心管２の下端に配置されていて、下部デ
フユーザ９から吹き出された低温度の不活性ガスの一部
が高温の炉心管２内を上昇し、上部デフユーザ５から吹
き下ろされて炉内で高温になった不活性ガスと激しく混
合し合い、著しい乱流が生じる。
一方、炉心管２内に供給される光ファイバ母材８の溶融
先端部１２より引き下ろきれる光ファイバ１１は少しの
区間溶融軟化状態を保ち、直ちに冷却固化されて光ファ
イバ１１としての最終外径が形成され、炉心管２外へ引
き下ろされろ。この場合、光ファイバ母材８の溶融先端
部１２よ９光ファイバ１１が冷却固化されるまでの光フ
ァイバ１１の溶融軟化部分で、上方から下へ吹き下ろさ
れる高温の不活性ガスと下方から吹上がる冷たい不活性
ガスとの激しい混合によって前述した乱流が生じ、この
乱流による温度むらの影響で光ファイバ１１は最終外径
形成に際して、外径変動が起ることとなる。また、下部
デフユーザ９の引出し口１３の近辺でも上方から吹き下
ろされる高温の不活性ガスのため高温の状態にあり、こ
の部分に冷たい大気が管内へ流入する。このような大気
の流入が炉心管２内への上昇気流となり、これが著しく
炉心管２内を損消させるとともに、その反応生成物が光
ファイバ１１に付着し、光ファイバ１１の強度の低下の
原因となる。
本発明はかかる従来の光ファイバ用線引き炉における上
述した覆々の不具合に鑑みてなされたもので、線引き炉
内へ大気の混入が起こらず品質の優れた光ファイバを製
造できろ光ファイバ月線引き炉を提供することを目的と
する。
く問題点を解決するための手段〉 第１番目の本発明による光ファイバ用線引き炉は、光フ
ァイバ母材が挿入されるとともに不活性ガスが流下する
炉心管と、この炉心管を取り囲み且つ前記光ファイバ母
材を加熱する七−夕と、前記炉心管の下端に接続して設
けられ且つ冷却媒体が供給されて上記不活性ガスを冷却
する冷却筒と、との冷却筒と前記炉心管の下端との間に
介装され且つ中央部に光ファイバを貫通させろ小孔を有
する二分′ｉ３構造のシャッタとを具えたことを特徴と
するものである。又、第２番目の本発明による光ファイ
バｆＩＪ綿引き炉は、第１番目の発明の構成に加えて、
前記冷却筒の下端部に設けられ且つ不活性がスを冷却筒
内に吹き込むデフユーザとを具えたことを特徴とするも
のである。
〈作　　　用〉 炉心管の上端より供給された光ファイバ母材の下端から
線引きされる光ファイバは、上方より供給される不活性
ガスに囲まれ、この不活性ガスは、炉心管の中で高温に
加熱されるが、冷却筒で冷却されてその下端では大気温
度との温度差がほとんどなくなるため、冷却筒下端から
炉心管への大気の流入が起こらない。また、炉心管下端
と冷却筒との間のシャッタによって、炉心管高温部から
の輻射熱によろ冷却筒の加熱が抑止され、冷却筒の冷却
効果が更に高まる。
〈実　施　例〉 本発明による光ファイバ用線引き炉の一実施例の断面構
造を表す第１図及びそのＩＩ−ＩＩ矢視断面形状を表す
第２図に示すように、腺引き炉は金属製の筐体１の中心
部にグラフアイＩ・等の耐熱素材で作られた円筒状の炉
心管２を備え、炉心管２の中央部はカーボン発熱体３で
取囲まれていて高温に保たれる。炉心管２及びカーボン
発熱体３を取りまく筐体１の内側には断熱材４が充填さ
れている。また、炉心管２の上端にはこの炉心管２と同
心をなす円環状デフユーザ５が連結され、その導入ロア
から導入される不活性ガスを吹出口６からやや下向きに
吹き出すようになっている。
また炉心［２の下端には光ファイバ１１が通過し得る小
孔を有するシャッタ２４を介して炉心管２と同心状をな
し且つ水等の冷却媒体水で冷却された冷却筒１４が連結
されている。
冷却筒１４の外筒１７には冷却水流入口１９及び出口２
０が設けられ、冷却筒１４を所定の温度に冷却している
。また、冷却管筒の上部内周面に形成されたテーパ部１
５はその上端が炉心管２の内径とほぼ等しく、下側はど
次第に縮径されており、炉心Ｗ２を流下する高温度の不
活性ガスが所望の温度例えば１００℃位まで冷却するに
必要な長さしの内筒１６へと継がっている。この内筒１
６の内径は炉心管２の内径とほぼ等しい内径からテーパ
状に細くしであることによって、不活性ガスの流れの乱
れを防止するとともに不活性ガスの冷却効率を高めてい
る。冷却筒１４の下端には内筒１６を囲む不活性ガスの
デフユーザ２２が一体的に設けられており、このデフユ
ーザ２２に形成された不活性ガス導入口２１から導入さ
れた不活性ガスは、内筒１６の周囲に設けられた複数個
の吹出し口２３から内筒１６の中心に向けて吹き出すよ
うに構成されている。
線引き炉の炉心管２の上端よりこれと同心に光ファイバ
母材８が導入され、炉心管２中夫のカーボン加熱体３に
よる高温部で光ファイバ母材８が加＃％溶融され、所定
の線引き速度で所定の外径の光ファイバ１１に締引きさ
れる。線引きされた光ファイバ１１は冷却筒１４を通過
して冷却ＷＪ１４の下端から外部へ引き出される。この
際、炉心管２の上端に設けられたデフユーザ５の吹出し
口６から下向きに不活性ガスを供給し、光ファイバ母材
８とデフユーザ５との間隙を通って炉心管２内へ大気が
侵入するのを防止するとともに光ファイバ母材８の周囲
を不活性ガスの下降流で取り囲み、炉心管２の酸化に対
して保護している。炉心管２内に供給された不活性ガス
は炉心管２の高温部で高温になるが、炉心管２の下端に
連結された冷却筒１４のテーパ部１５から内筒１６を下
降するに伴って冷却され、必要な温度まで下げられ、冷
却筒１４の下端から外部へ放出される。冷却筒１４の下
端から放出されろ時の不活性ガスの温度は、冷却筒１４
によってほぼ大気温度近（まで低下する。このため冷却
筒１４の下端での温度差に基づく熱対流がなく、従って
、大気が冷却筒１４の内部へ侵入する虞は殆んどなくな
る。
更に、冷却筒１４の下端の不活性ガスのデフユーザ２２
により、不活性ガスをこのデフユーザ２２の内筒１６の
周囲に開口する吹出し口２３から吹き出すことによって
、冷却筒１４の下端からの空気の侵入を更に完全に遮断
することができる。また、炉心管２と冷却＠１４との間
に第２図に示されるようなシャッタ２４を設けることに
より、炉心管２の高温部からの輻射熱を遮断し、冷却筒
１４での不活性ガスの冷却効率を更に高めることができ
る。なお、このシャッタ２４に形成される小孔２５の内
径は例えば約５ｍと小さいので、光ファイバ１１の線引
き開始の際のチップ（落し種）が落下できるよう、第２
図中、左右方向に摺動して退避可能な構造となっている
。
く実　験　例〉 第１図及び第２図に示す装置において冷却筒１４の有効
冷却長しが５０　ｃｒｎ、冷却筒】４の内径が２ｃｍ、
冷却筒１４の内筒１６に厚さ３鴫の鋼管を使用し、冷却
筒１４の冷却水温度が２０℃、シャッタ２４の小孔２５
直径５−に設定し、冷却筒１４の下端にデフユーザ２２
を取付けない場合、炉心管２より冷却筒１４へ流下する
不活性ガス流量が５１７分、温度は約１０００℃の時、
冷却Ｗ１１４の下端での排出ガスの温度は１２０℃とな
り、また炉心管２の下端付近での酸素濃度は１１００ｐ
ｐで冷却筒１４を設けない従来の場合の酸素濃度は３０
０ｐｐｍであったものに比べれば、著しく改善された。
また成形される光ファイバ１１の外径変動は±０．５μ
ｍであった。
一方、冷却筒１４にデフユーザ２２を設けた場合、デフ
ユーザ２２からは５１／分の窒素ガスを吹き込んだとき
上記と同一の条件で炉心管２の下端での酸素濃度は５０
ｐｐｍに減少しな。また、成形される光ファイバの外径
変動は±０．５μｍで不活性ガスの吹込みによる光ファ
イバ１１の外径への影響は認められなかった。
尚、炉内部品の寿命は従来１週間位であったが本発明の
ものでは２週間位に延びた。
〈発明の効果〉 本発明の光ファイバ用線引き炉によれば線引き炉の下端
に光ファイバを取り囲む冷却筒を設けたことにより、冷
却筒下端から大気中に放出される不活性ガスの温度が低
くな９、冷却筒内外の温度差による大気の流入が極めて
少なくなった。この結果、炉心管内部の消耗も少な（、
炉心管の寿命が著しく長くなった。更に、炉心管内部で
の不活性ガスの流れの乱れによる温度むらがなく不活性
ガスの流れが安定化するため、光ファイバ外径変動を生
じることがな（外径が均一な品質の優れた光ファイバを
製造できるようになった。また冷却円筒の下端にデフユ
ーザを設けることにより、空気の冷却筒への外気の侵入
を更に完全に遮断し、炉心管内部の消耗を更に少くする
ことができた。しかも、線引き炉と冷却筒との間にシャ
ッタを設けることにより、冷却筒を流下する不活性ガス
の冷却効率をさらに高めろことができた。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による光ファイバ用線引き炉の一実施例
の断面図、第２ｒＩｌｉはその■−■矢視断面図、第３
図は従来の光ファイバ用線引き炉の断面図である。 図面中、１は筐体、２は炉心管、３はカーボン発熱体、
４は断熱材、５．２２はデフユーザ、６は吹出し口、７
．１９．２１は導入口、８は光ファイバ母材、１１は光
ファイバ、１４は冷却筒、１５はテーパ部、１６は外筒
、１７は内筒、２０，２３は排出口、２４はシャッタ、
２５は小孔である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）光ファイバ母材が挿入されるとともに不活性ガス
    が流下する炉心管と、この炉心管を取り囲み且つ前記光
    ファイバ母材を加熱するヒータと、前記炉心管の下端に
    接続して設けられ且つ冷却媒体が供給されて上記不活性
    ガスを冷却する冷却筒と、この冷却筒と前記炉心管の下
    端との間に介装され且つ中央部に光ファイバを貫通させ
    る小孔を有するシャッタとを具えたことを特徴とする光
    ファイバ用線引き炉。
  2. （２）光ファイバ母材が挿入されるとともに不活性ガス
    が流下する炉心管と、この炉心管を取り囲み且つ前記光
    ファイバ母材を加熱するヒータと、前記炉心管の下端に
    接続して設けられ且つ冷却媒体が供給されて上記不活性
    ガスを冷却する冷却筒と、この冷却筒と前記炉心管との
    間に介装され且つ中央部に光ファイバを貫通させる小孔
    を有するシャッタと、前記冷却筒の下端部に設けられ且
    つ不活性ガスを冷却筒内に吹き込むデフューザとを具え
    たことを特徴とする光ファイバ用線引き炉。
JP9007786A 1986-04-21 1986-04-21 光フアイバ用線引き炉 Pending JPS62246837A (ja)

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