JPS6236039A - 光フアイバ線引炉 - Google Patents

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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は光ファイバ線引炉の改良に関するものである。

光ファイバ製造工程の１つである線引工程では、光ファ
イバ母材をカーボン抵抗炉等の高温炉に送り込み、溶融
線引し、その光ファイバの外周にプラスチックコートを
施こす。ここで使われるカーボン抵抗炉は、発熱体及び
保温材が文字通りカーボン材料で構成されているので、
高温状態での酸化を防止するため上記カーボン材製部材
を不活性ガス雰囲気内に配置する。すなわち、炉体内に
不活性ガスを常に充満させている。したがって当然のこ
とながら、母材の貫通ずる人口及び光ファイバの出口に
、不活性ガスをノールする構造を備えることが必要であ
る。本発明は、光ファイバの出口である下部のディフュ
ーザを改良したものである。

〈従来の技術〉 第６図は従来の光ファイバ線引炉を示す。

同図に示すように光ファイバ母材１　（以下母材と称す
）は、図示しない送り装置により上方位置から線引炉２
へ垂直に送り込まれる。

線引炉２の炉体３の内部には、発熱体４．熱の放散を少
なくするための保温材５及び母材１の周辺をクリーンな
状態に保つための炉心管６が設けられており、これら部
材４，５゜６はいずれもカーボン材料で形成されている
。

炉体３内は通常２０００　’ｃ前後に加熱されるので、
発熱体４及び保温材５は不活性ガス雰囲気内におかれる
とともに母材１が挿入される炉心管６の内部空間が不活
性ガスで満たされていなければならない。そこで、炉体
３の上部及び下部にそれぞれディフューザ７．７８を設
けている。上部のディフューザ７ａにおいては、不活性
ガスが、入口８から送給されてリング状の空隙９で円周
方向に分散され複数個の吹出口１０より母材１に向けて
吹き出される。他方下部のディフューザ７においては、
同様に不活性ガスが、入口１１から送給されて空隙１２
で分散され複数の吹出口１３より光ファイバ１４に向け
て吹き出される。

下部のディフューザ７には、光ファイバ１４の通過部に
外部の空気が逆流するのを防止するために平板状のシャ
ッタ１５が設けられている。ディフューザ７を底面側か
ら示す第７図に点線で示すように、シャッタ１５は開閉
できるように構成されており、閉じたときには光ファイ
バ１４が通過し得る程度の小孔１５ａが形成され、開い
たときには大きく開口する。このようにシャッタ１５が
大きく開口し得るよう構成したため、母材１の溶融を開
始してファイバ端を下部から取り出す際、ファイバ始端
が通常の光ファイバ１４より相当に太くなる現象に対応
でき、シャッタ１５を開いてこの大径部を通過させるこ
とができる。ここでファイバ始端の大径部を、口出しの
ための“落し種”と呼ぶことにする。落し種の外径は５
〜１０鴎程度である。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで上記従来技術では、第６図に示すようにシャッ
タ１５の上下面とディフューザ７のスライド穴１６との
間に隙間１７．１７ａが存在し、また第８図に示すよう
にシャッタ１５の左右側面とスライド穴１６との間に隙
間１８．１８ａが存在する。しかも線引炉２内の不活性
ガスは高温に加熱されて空気よりも軽くなっているから
、両者の比重差により空気が前者隙間１７．１７ａ、１
８．１８ａを介して炉内に流入することがある。

もちろん下部のディフューザ７から供給する不活性ガス
の量を増したり、上部のディフユーザ７ａから炉内下方
に向けて不活性ガスを強く吹き出せば空気の流入を防止
できるが現実的でない。その理由は、高価な不活性ガス
を必要以上に大量に使用すると経済的なロスが大きく、
また不活性ガスを強く吹き出すと過剰の気体流により炉
内の光ファイバ１４が振動しその外径が変動するからで
ある。

一方、前記隙間１７．１７ａ、１８．１８ａを無くせば
空気の流入を完全に防止できるが、このことは実現不可
能である。その理由は、炉内からの熱放射によりシャッ
タ１５が熱伸縮するため隙間１７．１７ａ、１８．１８
ａが不可欠であるからであるとともに、たとえシャッタ
１５を充分冷却して熱伸縮を抑えたとしても矩形状断面
をシールすることが構造的に困難で且つシールをしたと
しても効果が少ないからであり、更に高温雰囲気である
ためプラスチックシールが使えないからである。

結局隙間１７．１７ａ、１８．１８ａが存在するため、
シャック１５の厚さを増加させたリシャノタ１５を複数
枚用いたりしてシール効果を上げようとしてもさほど大
きな効果が得られず、空気の流入を防止することができ
なかった。

本発明は、上記従来技術に鑑み、落し種を通過させるこ
とができるとともに空気が炉内に流入することのない光
ファイバ線引炉を提供することを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成する本考案は、密着した際に光ファイバ
を通過させることのできる通過孔が形成されるように各
密着面にそれぞれ通過溝が形成されるとともに外周面か
ら前記通過孔に貫通する吹出ノズルが形成されている２
つ割りされた一対のディフューザブロックと、この一対
のディフューザブロック相互を接触・離反させる接離構
造と、前記一対のディフューザブロックを相互に密接さ
せつつ気密に炉体に結合する結合構造とにより下端側の
ディフューザを構成したことを特徴とする６〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。

第１図は本発明の実施例の要部である下部のディフュー
ザを示す断面図であり、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面
図である。図において３は炉体、６は炉心管である。デ
ィフューザメインフレーム１９は、ネジ２０を介して炉
体３に螺合しており着脱ハンドル２１により回転される
。そして線引時にはディフューザメインフレーム１９は
炉体３に螺着され、清掃時にはゆるめられて炉体３がら
取り外される。ディフューザメインフレーム１９には水
冷ジャケット２２が形成されており、水冷ジャケット２
２では水供給口２３がら冷却水が供給されるとともに図
示しない排出口から排水される。またディフューザメイ
ンフレーム１９の内周部下端にはテーパ状受は座２４が
形成されている。

ディフューザ円筒押え２５は、その上端の内周部２６に
おいてスライド可能にディフューザメインフレーム１９
に嵌合している。ディフューザ円筒押え２５に形成した
水冷ジャケット２７には水供給口２８から冷却水が供給
されるとともに図示しない排出口から排水される。また
ディフューザ円筒押え２５の内周部下端にはテーパ状受
は座２９が形成されている。

ネジ円筒３０は、その内周面に形成されたネジがディフ
ューザメインフレーム１９及びディフューザ円筒押え２
５の外周面に螺合している。そしてハンドル３１により
ふジ円筒３０を一方側に回転させるとディフューザ円筒
押え２５が上昇してディフューザメインフレーム１９に
引き付けられるとともに、他方側に回転させるとディフ
ューザ円筒押え２５が下降してディフューザメインフレ
ーム１９から離反する。ネジ円筒３０の回転は、回り止
め１３２に回り止めピン３３が係合することにより一定
回転量に規制される。

一対のディフューザブロック４３．４４は密着されるよ
う二つ割りされたものであり、その密着面には通過溝４
３８，４４ａが形成されている。この場合通過溝４３ａ
、４４ａは、その中央部で深く、その上部及び下部で浅
くなっている。したがってディフューザプロ・７り４３
，４４を密着した際に通過？ａ４３ａ。

４４ａにより形成される通過孔４５は、その中央部では
吹出空間４５ａとなり、その上部及び下部ではオリフィ
ス４５ｂ、４５Ｃとなる。更にディフューザブロック４
３．４４にはその外周面から通過孔４５に向い貫通する
吹出ノズル４６．４７が放射状に形成されており、吹出
ノズル４６．４７は吹出空間４５ａに開口している。

ディフューザ筒体４８は、その内部にガス導入通路４８
ａを有しており、ディフューザ円筒押え２５を貫通して
ディフューザブロック４３に固定されている。同様に、
ディフューザ筒体４９は、その内部にガス導入通路４９
ａを有しており、ディフューザ円筒押え２５を貫通して
ディフューザブロック４４に固定されている。そしてガ
ス導入通路４８ａ。

４９ａは吹出ノズル４６．４７に連通している。

かかる本実施例の動作を説明する。

まずはじめに線引開始時の動作を第３図を参照しつつ説
明する。ハンドル３１によりネジ円筒３０を回転させて
ディフューザ円筒押え２５を下降させ、更にディフュー
ザ筒体４８゜４９を引いてディフューザブロック４３．
４４を離反させる。このようにディフューザブロック４
３．４４間が広（おいているため、光ファイバ１４の下
端の落し種１４ａがスムーズに通過する。

次に線引定常時の動作を第４図を参照しつつ説明する。

ディフューザ筒体４８．４９を押してディフューザブロ
ック４３．４４相互を接触させ、更にネジ円筒３０を回
転させてディフューザ円筒押え２５を上昇させる。そう
するとディフューザブロック４３．４４の上端部は、デ
ィフユーザメインフレーム１９内周のテーパ状受は座２
４に嵌合し、ディフューザブロック４３．４４の下端部
は、ディフューザ円筒押え２５内周のテーパ状受は座２
９に嵌合する。このためテーパ面で生ずる分力によりデ
ィフューザブロック４３．４４が緊密に密着するととも
に、ディフューザブロック４３．４４とディフューザメ
インフレーム１９との間のシールが完全となる。しかも
密着したディフューザブロック４３．４４は、従来のシ
ャッタの様な板状ではなく、ブロックとなっているため
熱変形しに＜＜、気密性が高い。

このようｒ↓状態において、光ファイバ１４が通過孔４
５を通過して引き出される。これと同時に、ガス導入通
路４８ａ、４９ａ及び吹出ノズル４６．４７を介して不
活性ガスを吹出空間４５ａに吹き出す。吹出空間４５ａ
に充満した不活性ガスの一部は、炉体３内の負圧により
炉体３内に吸引される。この吸引量は、オリフィス４５
ｂの重量抵抗と炉体３内の負圧がバランスするところで
決まる。具体例を示すと、炉体３内の温度を２０００℃
近辺とすると、大気に対し炉体３内の負圧は約０．５ｍ
（水柱）程度であるから、オリフィス損失抵抗をバラン
スさせるには、オリフィス４５ｂの径を５龍、長さを１
０　ａｓとして不活性ガスを１〜２１／分程度供給すれ
ばよい。

このことは理論的に計算で求めることができる。もちろ
ん光ファイバ１４の振動の発生を防止すべく、流れは層
流を保つことを前提としている。供給量は必要量より若
干多くし、余剰分は下側のオリフィス４５Ｃから外部に
排出する。

実験の結果では、上側のオリフィス４５ｂの径を５能、
長さを２０ｍとし、下側のオリフィス４５Ｃの径を５１
■、長さを１０ｍとし、不活性ガスとして窒素を用いて
約２１Ｌ／分の流量で供給したところ、炉体３内への空
気の混入は認められず、更に線引した光ファイバ１４が
振動することはなかった。

第５図はディフューザブロック４３．４４の変形例であ
り、形成される通過孔４５は上端から下端まで等径とな
っており、このように等径となっている通過孔４５にガ
ス導入通路４８ａ、４９ａが開口している。このように
通過孔４５の形状は、不活性ガスの種類や、ディフュー
ザの形状・寸法に合わせて理想的な形状とすることがで
きる。結局ディフューザブロック４３．４４が、板状で
はなくブロック状であるため、通過孔４５の形状を理想
的な形状として選択することができる。

なお、本発明は上記実施例に限らず、種々の変形例も含
む。例えば実施例では下部のディフューザを円筒状構造
とした角筒状構造としてもよい、また、実施例ではディ
フューザ筒体４８．４９によりディフューザブロック４
３．４４を接触・離反させたが、ディフューザ筒体４８
．４９に固定する他の接離構造により接離を行なわせる
ようにしてもよい。

更に、実施例ではディフューザメインフレーム２１．デ
ィフューザ押え２５及びネジ円筒３０により、ディフュ
ーザブロック４３．４４を密着させて気密に炉体３に結
合したが、ディフューザブロック４３．４４を密着させ
て炉体３に気密に結合できるものであれば他の結合構造
であってもよい。

〈発明の効果〉 以上実施例とともに具体的に説明したように本発明によ
れば、線引開始時には一対のディフューザブロックを離
反させて落し種を通過させることができるとともに、線
引定常時には密着させたディフューザブロックで形成し
た通過孔を介して光ファイバを引き出すことができる。

しかも密着したディフューザブロックを炉体に気密に結
合することができるため、炉体内に空気が流入するのを
防止できるとともに供給する不活性ガスが無駄に使われ
ることがなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２図は第１図
のＡ−Ａ線断面図、第３図は線引開始時の状態を示す断
面図、第４図は線引定常時の状態を示す断面図、第５図
はディフューザブロックの変形例を示す断面図、第６図
は従来技術を示す断面図、第７図は従来技術のシャッタ
を示す底面図、第８図はこのシャッタを示す側面図であ
る。 図面中、 ■は光ファイバ母材、 ３は炉体、 ４は発熱体、 １４は光ファイバ・ １９はディフューザメインフレーム、 ２４はテ７バ状受は座、 ２５はディフューザ円筒押え、 ２９はテーパ状受は座、 ３０はネジ円筒、 ４３．４４はディフューザブロック、 ４３ａ、４４ａは通過溝、 ４５は通過孔、 ４５ａは吹出空間、 ４５ｂ、４５ｃはオリフィス、 ４６．４７は吹出ノズル、 ４８．４９はディフューザ筒体、 ４８ａ、４９ａはガス導入通路である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）不活性ガスが充満された炉体の上端から挿入され
   た光ファイバ母材を加熱して炉体の下端から光ファイバ
   を引き出すとともに、光ファイバ母材及び光ファイバに
   向いその周囲から不活性ガスを吹き付けるディフューザ
   を炉体の上端及び下端に備えた光ファイバ線引炉におい
   て、 密着した際に前記光ファイバを通過させる ことのできる通過孔が形成されるように各密着面にそれ
   ぞれ通過溝が形成されるとともに外周面から前記通過孔
   に貫通する吹出ノズルが形成されている２つ割りされた
   一対のディフューザブロックと、この一対のディフュー
   ザブロック相互を接触・離反させる接離構造と、前記一
   対のディフューザブロックを相互に密接させつつ気密に
   炉体に結合する結合構造とにより下端側のディフューザ
   を構成したことを特徴とする光ファイバ線引炉。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、ディフューザブ
   ロックは、その通過溝が中央部で深く上部及び下部で浅
   く且つ吹出ノズルが通過溝の中央部に開口していること
   を特徴とする光ファイバ線引炉。
3. （３）特許請求の範囲第１項において、接離構造は、デ
   ィフューザブロックの外周に固定されるとともに、ディ
   フューザブロックの吹出ノズルに連通するガス導入通路
   を内部に有するディフューザ筒体であることを特徴とす
   る光ファイバ線引炉。
4. （４）特許請求の範囲第１項において、結合構造は、炉
   体の下端に設けられて筒状をなすとともに一対のディフ
   ューザブロックの上端部に対しその外周側からテーパ嵌
   合するディフューザメインフレームと、ディフューザブ
   ロックを間に挟んでディフューザメインフレームの下方
   に配されて筒状をなすとともに一対のディフューザブロ
   ックの下端部に対しその外周側からテーパ嵌合するディ
   フューザ円筒押えと、ディフューザメインフレーム及び
   ディフューザ円筒押えの外周面に螺合しており回転する
   ことによりディフューザ円筒押えをディフューザメイン
   フレームに対し昇降動させるネジ円筒とで構成されてい
   ることを特徴とする光ファイバ線引炉。