WO2000029342A1

WO2000029342A1 - Procede d'etirage de fibre optique et four d'etirage

Info

Publication number: WO2000029342A1
Application number: PCT/JP1999/006039
Authority: WO
Inventors: Toshiki Taru; Ichiro Tsuchiya; Katsuyuki Tsuneishi; Katsuya Nagayama; Kazuya Kuwahara
Original assignee: Sumitomo Electric Industries, Ltd.
Priority date: 1998-11-13
Filing date: 1999-10-29
Publication date: 2000-05-25
Also published as: CN100340509C; CN1160265C; DE19983682T1; US6735983B1; CN1315927A; GB2361472A; GB0111605D0; CN1557755A; GB2361472B; JP2991338B1; JP2000154034A

Description

明糸田書光フアイバ線引き方法及び線引き炉技術分野

本発明は、線形変動を抑制する光ファイバの線引き方法及びこの方法に用いられる光フアイバ線引き炉に関する。背景技術

光ファイバは、通常、棒状の光ファイバ母材を光ファイバ線引き炉内で加熱軟化させて線引きして製造される。そして、光ファイバの製造コストを下げるには、母材を長尺化してその取り替え回数を少なくすることが有効である。現在では、一回の線引きで全長数百キロメートルの光ファイバも作成できるようになつている。

このように長尺化された光ファイバ母材の線引きを安定して行うため、線引き炉の改良も進められている。特開平 9一 2 8 3 2号公報（以下、従来技術と称する。）に開示されている線引き炉はこうした長尺光ファイバ母材の線引きを行う線引き炉の一例である。この線引き炉は、周囲にヒ一夕を備える炉心管の上部に母材収容筒が連結された構成となっている。そして、光ファイバ母材を母材収容筒内に収納してその下端部を炉心管内に導く。一方、母材収容筒の上端部からはヘリウムや窒素などの不活性ガスを供給する。これにより、炉心管とこれより上部の半密閉空間（以下、単に半密閉空間という）を非酸化性雰囲気に保持したうえで、光ファイバ母材を下端部からヒータにより加熱して軟化させ、線引きを行ラ。

光ファイバを線引きしていくと、線引きが進行するにしたがって、光ファイノ母材は短くなつていく。この従来技術で開示された母材収容筒を連結した線引き炉では、線引きの進行にしたがって、光ファイバ母材が小さくなると、母材収容筒と光ファイバ母材との間の空間が次第に広がってくる。そうなると、この空間内を占める不活性ガスが流動しやすくなると同時に、この空間内の不活性ガスと、炉心管と線引き中の光ファイバ母材との間に位置する不活性ガスとの温度差が拡大して、半密閉空間内で不活性ガスの対流現象が発生することになる。

このような対流現象が発生すると、加熱軟化状態にある光ファィバ母材の下端部付近、すなわち、半密閉空間の開放端の外側付近、の雰囲気の流動も不安定になる。そして、その影響を受けて、線引きされる光ファイバの線径変動がかなり大きなものとなりかねず、製品として所望の品質を得ることが困難になる。

その対策として従来技術には、母材収容筒上端部の周囲に環状の補助ヒータを設け、母材収容筒上端部の内部を数百度に加熱保温する技術が開示されている。これにより、半密閉空間における対流現象の発生を防止して線引きされる光ファィバの線径を安定させると記載されている。発明の開示

このような線引き炉では、光ファイバ母材をさらに長尺化すると、それを収める母材収容筒も長尺化しなければならない。そのため、半密閉空間の容積も増大する。この半密閉空間内の不要な対流現象を防止するためには、補助ヒ一夕による加熱領域も長尺化しなければならないことは明らかである。

こうした光ファイバ母材は、母材収容筒内に母材の外径より小径の支持棒に吊り下げられるような形で支持されている。そして、母材には、指示棒との接続部近くにその径が端に向かって徐々に細くなる肩部が形成されている。光ファイノ母材が線引きのため加熱されると、この肩部から大量の輻射熱が放出されるため、これに対向する母材収容筒も加熱される。光ファイバ母材が長尺化され、母材収容筒内の加熱領域も拡大されていると、母材収容筒内壁が過熱し、溶融してしまうおそれがある。また、光ファイバ母材の肩部自体も過熱によって軟化して、光ファイバ母材自体の重みにより肩部部分で光ファィバ母材が軸方向に引き延ばされてしまい、光ファイバの線引きが正常に行えなくなるおそれもある。

本発明は、上記問題点に鑑みて、長尺化された光ファイバ母材を用いた場合でも、線径の安定した光ファイバを確実に得ることができる光フアイバ線引き方法及び線引き炉を提供することを課題としている。

上記課題を解決するため、本発明に係る光ファイバ線引き方法は、光ファイバ母材を炉心管とその上部に連結された母材収容筒に収納して、光ファイバ母材を一端から加熱軟化させて光ファイバを線引きする光ファイバの線引き方法において、母材収容筒上部には補助ヒータが設けられており、母材収容筒からの放熱量を調整しながら線引きを行うものである。

すなわち、この線引き方法で用いられる線引き炉は、光ファイバ母材が鉛直方向に揷通される炉心管と、この炉心管の周囲に配置されたヒー夕と、炉心管の上方に接続されて炉心管と一体となって下端の一部が開放された半密閉空間を形成するとともに、光ファイバ母材を内部に収容する母材収容筒とを有する光フアイバ線引き炉であって、母材収容筒上部に設けられた補助ヒータと、母材収容筒の上部からの放熱量を調整する放熱量調整手段を備えているものである。

本発明によれば、光ファイバ母材を長尺化した場合であっても、炉心管と母材収容筒によって形成される半密閉空間内における光ファイバ母材との隙間の空間内の温度差を低減することができ、前述したような対流の発生を抑制できる。さらに、母材収容筒上部からの放熱量を調整することで、母材収容筒内壁の過熱、ひいては、光ファイバ母材の肩部の過熱を防止でき、線径の安定した光ファイバを確実に得られるとともに、線引き炉の破損が防止される。

ここで、線引き炉は、母材収容筒の上部部分の内部温度を測定する少なくとも一つの温度センサをさらに備え、この温度センサで測定した温度に基づいて放熱量を調整することが好ましい。

母材収容茼上部からの放熱量の調整には以下のような手法を用いることが好ましい。 · 例えば、補助ヒー夕と母材収容筒外壁との間には隙間が設けられており、この隙間に冷却用空気を供給することで放熱量をさらに調整すればよい。あるいは、補助ヒー夕を移動させて母材収容筒との距離を変化させるヒータ移動手段によつて放熱量を調整する。この場合も、補助ヒータの移動により生じた母材収容筒と補助ヒー夕との間隙に冷却用空気を供給してもよい。

あるいは、この補助ヒータは、発熱体とその周囲に形成された断熱材とを有しており、断熱材を移動させて母材収容筒との距離を変化させて放熱量を調整する。この場合も、断熱材の移動により生じた断熱材と補助ヒータとの間隙に冷却用空気を供給してもよい。

または、母材収容筒の周囲に形成され、内部を冷却用流体が流動する冷却用流体循環路と、この循環路内に冷却用流体を供給する供給手段をさらに備えていてもよい。この冷却流体は空気あるいは水が好ましい。図面の簡単な説明

図 1は、本発明に係る光ファィバ線引き炉の第 1の実施形態の構造を示す断面図であり、図 2はその主要部を示す拡大図であり、図 3は図 2における ΙΠ— III線断面図である。図 4は、ヒー夕移動装置の一例を示す図である。

図 5〜図 8は、本発明に係る光フアイバ線引き炉の別の実施形態の上部母材収容筒部分、ヒータ移動装置をそれぞれ示す断面図である。

図 9は、本発明に係る光ファィバ線引き炉の第 5の実施形態の主要部の破断構造図であり、図 1 0は、その X— X線断面図である。

図 1 1は、本発明に係る光ファイバ線引き炉の第 6の実施形態の主要部の構造図である。発明を実施するための最良の形態以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明す-る。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。

図 1は、本発明に ί系る光ファイバ線引き炉の第一の実施形態の構造を示す断面図であり、図 2はその主要部を示す拡大図であり、図 3は図 2における III一 III線断面図である。

この光ファイバ線引き炉は、ステンレス鋼製で断熱材が内張りされた炉体 1 1 を備えている。この炉体 1 1の中央部には、円筒状の炉心管 1 2が配置され、その周囲、つまり、炉体 1 1との間に環状のカーボンヒータ 1 5が配置されている。炉心管 1 2とカーボンヒー夕 1 5とは同心状に配置されている。以下、炉心管 1 2の内部の円筒空間を炉心チャンバ 1 0と呼ぶ。

線引き時には、図示していないチャックに把持された支持棒 1 6の下端に継ぎ手 1 7を介してその上端が連結されている光ファイバ母材 1 3は、下端側から炉心チャンバ 1 0の中心軸に沿って送り込まれ、加熱 ·延伸によって光ファイバ 1 4が形成される。炉体 1 1の下端には、中央に光ファイバ 1 4が通過するための開口 1 8が貫通しているシール板 1 9が取り付けられている。光ファイバ母材 1 3が大型の場合は、シール板 1 9に替えて円筒状の炉心管延長部を設けることが好ましい。

この炉体 1 1には、図示していない冷媒循環装置に接続された冷却ジャケットが組み込まれており、冷媒循環装置から冷媒ジャケット内への冷媒供給量、温度をカーボンヒータ 1 5の発熱と合わせて後述する制御装置 2 9により制御することで、炉心チャンバ 1 0内の温度を所定温度に維持している。

炉体 1 1の上端には、インコネル等の耐熱合金製の母材収容筒 2 1、 2 2が接続されている。母材収容筒 2 1、 2 2の内壁は、炉心管 1 2の内壁を延長し、これと一体化して上部チャンバ 2 0を形成している。この結果、炉心管 1 2と母材収容筒 2 1、 2 2は、下端に開口 1 8を有する半密閉空間（上部チャンバ 2 0と炉心チャンバ 1 0 ) を形成する。ここで、母材収容筒は、図 1の構成以外でも、 3本以上の円筒部材を直列に繋ぎ合わせて構成しても、一体成形してもよい。母材収容筒 2 1の上端には、支持棒 1 6が摺動可能に貫通する小 ί圣の開口 2 3 が中央に形成されたシャッ夕リング 2 4が取り付けられ、上部チャンバ 2 0内の気密性を維持している。さらに、母材収容筒 2 1の上端部には、図示していないガス ¾入ポートが設けられている。そして、このガス導入ポートにガス供給管を介してヘリウムや窒素などの不活性ガス供給源が接続されている。この不活性ガス供給源からガス供給管、ガス導入ポートを介して不活性ガスを上部チャンバ 2 0の上端部に供給することで、半密閉空間である炉内 1 0及び 2 0内を不活性ガス雰囲気に保持するようになっている。

この上端側の母材収容筒 2 1の周囲には、円弧状の補助ヒータ 2 5が上下 2段構成で配置されている。この補助ヒータ 2 5はそれぞれ、鉄一クロム一アルミ二ゥム系の発熱線 2 7と、この発熱線を取り囲んでこれを保持するセラミックファィバ製の断熱材 2 8とを有し、図 3に示されるように、母材収容筒 2 1を挟んで 2つが対称形に配置され、両者の間に隙間 3 1が形成される。この隙間 3 1部分には、母材収容筒 2 1の壁温を測定するための温度センサ 3 0が複数個配置されている。

そして、各発熱線 2 7は、それらへの通電状態を制御する制御装置 2 9へと接続される。この制御装置 2 9には、上述の各温度センサ 3 0が接続されて、各御度情報が送られるようになつている。

補助ヒ一夕 2 5は、ヒータ移動装置 3 3に接続されており、このヒ一夕移動装置 3 3を作動させることで、補助ヒー夕 2 5と母材収容筒 2 1との距離を、図 3 の二点鎖線で示される加熱位置と、実線で示される放熱位置との間で調整することが可能である。

図 4は、このヒー夕移動装置の一例を示す図である。補助ヒー夕 2 5は、母材収容筒 2 1に取り付けられたレール 3 3 2上を移動可能に取り付けられている。そして、モー夕 3 3 0を駆動させて、補助ヒータ 2 5に取り付けられたシャフト 3 3 1により補助ヒータ 2 5を母材収容筒 2 1に近接あるいは離隔させる。モータ 3 3 0にリニアモー夕を用いるか、モー夕 3 3 0とシャフト 3 3 1の間にラックアンドピニオン式のギヤを配置することで、補助ヒー夕 2 5を平行に移動させることができる。

次に、本実施形態の動作、すなわち、本発明に係る光ファイバの線引き方法について詳細に説明する。

光ファイバ母材 1 3の上端を支持棒 1 6の下端に継ぎ手 1 7を介して連結する。そして、この支持棒 1 6を図示していないチャックにより把持して、光ファイノ母材 1 3を上部チャンバ 2 0内、つまり、母材収容筒 2 1、 2 2内に収容する。そして、支持棒 1 6が開口 2 3内で摺動可能なようにシャツ夕リング 2 4を取り付ける。

この状態で、図示していない不活性ガス供給源からガス供給管、ガス導入ポートを介して上部チャンバ 2 0内に不活性ガスを供給し、形成された半密閉空間内を不活性ガス雰囲気で充満させる。

その後、光ファイバ母材 1 3を下端から炉心チャンバ 1 0内に供給する。炉心チャンバ 1 0内で光ファイバ母材 1 3は、力一ボンヒ一夕 1 5により加熱され、溶融により軟化されて線引きされ、光ファイノく 1 4が形成される。

光ファイバ母材 1 3が十分に長く、その上端で径が次第に細くなつている肩部 2 6が上側の母材収容筒 2 1内に位置している線引き初期の段階（図 2参照）では、この肩部 2 6より上の上部チャンバ 2 0内の空間容積は少なく、大きな熱対流は発生しにくし、。

しかし、単純に線引きを行った場合は、次のような問題が生ずる。カーボンヒ一夕 1 5から発せられた輻射熱は、光ファイバ母材 1 3の下端部から入射して、その胴体部を通過し、肩部 2 6から放射される。これにより、母材収容茼 2 1内壁の温度が上昇し、最悪の場合、母材収容筒 2 1が溶融するおそれがある。また、母材収容筒 2 1の溶融に至らない場合でも、肩部 2 6の温度が上昇して光フアイバ母材 1 3が肩部 2 6で軟化し、その自重で引き延ばされることもあり得る。そうなると、光ファイバ 1 4の径が大きく変動したり、最悪の場合は、光ファイバ母材 1 3自体が肩部 2 6でちぎれて落下しかねない。

こうした現象は、母材収容筒 2 1上部の温度が 8 0 0 °Cを超えると発生し得る。そこで、本実施形態においては、制御装置 2 9が温度センサ 3 0により母材収容筒 2 1の温度を監視し、測定温度が所定温度を超える場合には、制御装置 2 9は、ヒータ移動装置 3 3を駆動させて、図 3に実線で示すように補助ヒータ 2 5を母材収容筒 2 1から離隔させる。そして、母材収容筒 2 1の外壁と補助ヒー夕 2 5 との間に約 4〜 5 c mの隙間 3 2を設けて、母材収容筒 2 1の外壁からこの隙間 3 2を通る外気への放熱を促進することで、母材収容筒 2 1を冷却し、その過熱を防ぐ。

上述したように、母材収容筒 2 1の温度は 8 0 0 °C以下に制御すれば良いが、線引き炉の寿命の確保と光ファイバ 1 4製造の安定性から 7 0 0 °C以下に制御することが好ましい。このとき、制御装置 2 9は、補助ヒー夕 2 5への通電をオフにして非加熱状態とすることが好ましい。

線引きが進むにつれて、光ファイバ母材 1 3は、上部チャンバ 2 0内を下降していき、その肩部 2 6も下降していく。これにより、上部チャンバ 2 0内の肩部 2 6より上の空間容積は拡大していく。この部分の空間容積が相当程度拡大すると、この空間内の上部のガス温度は低下する。そして、光ファイバ母材 1 3の肩部 2 6より上の空間では、肩部 2 6を熱源とする熱対流が発生しかねない。この熱対流は、母材収容筒 2 1の温度が 3 0 0 °C未満になると顕著になる。

本実施形態では、前述したように、制御装置 2 9が温度センサ 3 0により母材収容筒 2 1の温度を監視している。、そして、測定温度が所定温度を下回る場合には、制御装置 2 9は、ヒータ移動装置 3 3を駆動させて、図 3に二点鎖線で示すように補助ヒータ 2 5を母材収容筒 2 1の外壁に当接させる。そして、補助ヒ一夕 2 5を作動させることにより母材収容筒 2 1を加熱することで上部チヤ 2 0内の雰囲気を加熱して上述の熱対流の発生を防止している。

このときの母材収容筒 2 1の温度は 3 0 0 °C以上に調整する必要があり、 4 0 0 °C以上に調整するとより好ましい。

本実施形態では、このように母材収容筒 2 1外壁からの放熱量を調整することで、母材収容筒 2 1の温度、ひいてはその内部の上部チャンバ 2 0内の雰囲気御度をきめ細かく調整することができ、熱対流の発生を防止するとともに、母材収容筒 2 1や光ファイバ母材 1 3の肩部 2 6の過熱を防止することができる。この結果、安定した光ファイバ 1 4の線引きを行うことができる。

図 5は、本発明に係る光ファイバ線引き炉の第 2の実施形態の上部母材収容筒部分の断面図である。本実施形態における補助ヒータ 2 5 aは、絶縁材と耐熱合金で被覆された発熱線を母材収容筒 2 1の外壁に取り付けられている。そして、断熱材 2 8 aのみが断熱材移動装置 3 3 aにより移動可能な構成となっている。この断熱材移動装置 3 3 aは、第 1の実施形態（図 3参照）におけるヒータ移動装置 3 3と同様の装置である。

本実施形態では、断熱材移動装置 3 3 aにより二点鎖線で示される加熱位置と実線で示される放熱位置との間で断熱材 2 8 aを移動させ、断熱材 2 8 aと補助ヒー夕 2 5 aとの隙間 3 2を調整する。これにより、補助ヒータ 2 5 aの外壁からの放熱を調整することで、母材収容筒 2 1からの放熱量を調整することができ、安定した光ファイノ 1 4の線引きを行うことができる。

これらの実施形態では、補助ヒー夕 2 5あるいは断熱材 2 8 aは、それそれ円筒を 2分割して形成した半円弧状の断面形状を有している。しかし、補助ヒー夕 2 5あるいは断熱材 2 8 aの形状はこれに限られるものではなく、円筒を周方向に 3つ以上分割した形状としてもよい。あるいは、円筒の側面の一部を長手方向に沿って切り欠いた C型断面構造とし、この切り欠き部の幅を広げることで弾性変形して、母材収容筒 2 1との隙間 3 2を広げる構造としてもよい。図 6は、このような形式の補助ヒー夕 2 5を有する第 3の実施形態の線引き炉の上部母材収容筒 2 1の断面図である。すなわち、本実施形態における補助ヒー夕 2 5は、 C型断面構造を有する略円筒形状を有している。そして、ヒー夕移動装置 3 3を駆動させることで、切り欠き部分の隙間 3 1の幅を広げる。これにより、補助ヒータ 2 5は弾性変形して、二点鎖線で示される加熱位置から、実線で示される放熱位置へと移動し、母材収容筒 2 1と補助ヒータ 2 5との隙間 3 2が拡大する。この隙間 3 2を調整することで、第 1、第 2の実施形態と同様に母材収容筒 2 1からの放熱量を調整し、安定した光ファイバ 1 4の線引きを行うことができる。

図 7は、この実施形態におけるヒー夕移動装置 3 3の具体例を示す図である。補助ヒー夕 2 5の周囲にベルト 3 3 3が巻きつけられており、モ一夕 3 3 0 aとシャフト 3 3 l aにより、このベル卜 3 3 3の切り欠き部分の距離を調整することで母材収容筒 2 1と補助ヒータ 2 5との隙間 3 2を調整する。

図 8は、本発明に係る光ファィバ線引き炉の第 4の実施形態の上部母材収容筒部分の断面図である。本実施形態における補助ヒータ 2 5 aは、第 2の実施形態と同様に絶縁材と耐熱合金で被覆された発熱線が母材収容筒 2 1の外壁に取り付けられて構成されている。そして、第 3の実施形態と類似した C型断面形状を有する断熱材 2 8 aのみが断熱材移動装置 3 3 aにより移動可能な構成となっている。この断熱材移動装置 3 3 aは、第 2の実施形態と同様の装置である。

本実施形態でも、断熱材移動装置 3 3 aにより断熱材 2 8 aの切り欠き部分の隙間 3 1を拡大させて、断熱材 2 8 aと補助ヒ一夕 2 5 aとの隙間 3 2を調整する。これにより、補助ヒ一夕 2 5 aの外壁からの放熱を調整することで、母材収容筒 2 1からの放熱量を調整することができ、安定した光ファイバ 1 4の線引きを行うことができる。

これら第 1〜第 4の実施形態はいずれも自然空冷により母材収容筒 2 1の外壁からの放熱を調整するものであるが、強制冷却を利用してもよい。こうした強制冷却を利用した本発明に ί系る光ファイバ線引き炉の第 5の実施形態の主要部の破断構造図と、その VI— VEI線断面図を図 9、図 1 0にそれぞれ示す。

本実施形態における補助ヒータ 2 5は、第 1、第 3の実施形態の補助ヒータ 2 5とは異なり、円筒状の形態をなしている。そして、第 2、第 4の実施形態の補助ヒ一夕 2 5 aとも異なり、母材収容筒 2 1との間には、 5 c m程度の隙間 3 2 が形成されている。補助ヒータ 2 5の上下端には、それそれ環状の断熱材 3 4が母材収容筒 2 1に密着して配置されており、隙間 3 2をシールしている。本実施形態においては、補助ヒー夕 2 5の発熱線 2 7が隙間 3 2に対して露出した構造となっているので、耐酸化性に優れたニッケル一クロム系あるいは鉄一クロム系の発熱体を用いることが好ましい。

補助ヒー夕 2 5には、その外部からその内部の隙間 3 2へと貫通する吸気管 3 5と、その内部の隙間 3 2からその外部へと貫通する排気管 3 6が設けられている。吸気管 3 5と排気管 3 6のそれぞれの円筒外の開口端には、同時に開閉可能なシャッタ 3 8が配置され、それらは制御装置 2 9により駆動されるシャッタ駆動装置 3 7により開閉が制御される。吸気管 3 5には、さらに供給管 5 1を介して送風ポンプ 5 0が接続され、隙間 3 2に強制的に空気を供給し得る構成となつている。

本実施形態を利用した光ファイバの線引きにおいては、制御装置 2 9は、他の実施形態と同様に温度センサ 3 0を用いて、母材収容筒 2 1の温度を監視している。そして、母材収容筒 2 1の温度が 7 0 0 °C以上に達しそうな場合は、補助ヒ一夕 2 5 (発熱線 2 7 ) への通電を停止して、シャツ夕 3 8を開き、送風ポンプ 5 0を作動させて、供給管 5 1、吸気管 3 5を介して、最大 5 m ³の冷却用空気を隙間 3 2に吹き込む。吹き込まれた空気により、母材収容筒 2 1は外部から強制冷却されるので、母材収容筒 2 1の温度は、所定温度以下に維持される。この結果、温められた空気は、排気管 3 6を介して大気中へ放出される。

一方、母材収容筒 2 1の温度が 4 0 0 °C以下に低下しそうな場合は、送風ポンプ 5 0を停止させ、シャツ夕 3 8を閉じて、隙間 3 2を完全に密封状態にしたうえで、補助ヒータ 2 5 (発熱線 2 7 ) への通電を行い、母材収容筒 2 1を外壁から加熱する。

本実施形態では、図 1 0に示されるように、冷却用の空気を隙間 3 2に接線方向から供給することにより、隙間 3 2内に旋回流を形成して母材収容筒 2 1外壁からの放熱効果を高めている。そのほかにも、隙間 3 2内を螺旋状に仕切ることで同様の効果を得ることも可能である。

強制冷却用の冷却流体としては、空気以外にも水、油等の液体を利用することもできる。図 1 1は、こうした液冷方式を採用した本発明に係る光ファイバ線引き炉の第 6の実施形態の主要部の概略構成を示す図である。

本実施形態では、補助ヒー夕 2 5の外周に、ステンレス鋼などで形成した伝熱板 3 9が取り付けられている。この伝熱板 3 9の周囲には、さらにパイプがコィル状に巻きつけられて冷却コイル 4 0が形成され、それを取り囲むように断熱材 4 1が配置されている。

冷却コイル 4 0の一端は、流量制御弁 4 2及びポンプ 4 3を介して水槽 4 4に接続されている。また、他端は、復水器 4 5を介してこの水槽 4 4へと接続され、循環路を形成している。この水槽 4 4には、冷却水 Wが貯留されており、水槽 4 4の上端には、大気連通孔 4 6が設けられている。冷却コイル 4 0と流量制御弁 4 2との間には、開閉弁 4 7を介してエアポンプ 4 8が接続されている。これら流量制御弁 4 2、開閉弁 4 7の開閉、ポンプ 4 3、 4 8の作動は制御装置 2 9により行われる。

本実施形態において光ファイバの線引きを行う場合は、制御装置 2 9は、温度センサ 3 0による測定温度を監視し、母材収容筒 2 1の温度が上がり、放熱の必要がある場合には、制御装置 2 9は、開閉弁 4 7を閉じ、ポンプ 4 3を作動させて、流量調整弁 4 2を調整して所定流量の冷却水 Wを冷却コィル 4 0に流動させて、母材収容筒 2 1を強制的に冷却し、上部チャンバ 2 0からの放熱を促進させる。

母材収容筒 2 1の冷却により加熱されて気化された冷却水 Wは、復水器 4 5で凝縮させられたうえで水槽 4 4へと戻される。戻される高温の冷却水 Wにより水槽 4 4の水温が上昇したとしても、大気連通孔 4 6により蒸気が放出されるので水槽 4 4内の気圧は大気圧に維持される。

一方、母材収容筒 2 1の温度が低下した場合は、制御装置 2 9は、ポンプ 4 2 の作動を停止させて、流量制御弁 4 2を閉じる一方、開閉弁 4 7を開いてェアポンプ 4 7を作動させて、冷却コイル 4 0内に空気を吹き込み、冷却コイル 4 0内に残存していた冷却水 Wを復水器 4 5側へと排出する。その後、エアポンプ 4 7 を停止し、開閉弁 4 7を閉じて冷却コイル 4 0内を密閉状態としたうえで、発熱線 2 7へと通電して母材収容筒 2 1を外部から加熱して、所定温度以上に維持する。

ここでは、冷却コイル 4 0を補助ヒータ 2 5外部へ設ける例を説明した力補助ヒータ 2 5の断熱材 2 8内へ冷却コイル 4 0を設けてもよい。

本発明者らは、これらの光ファイバ線引き炉を用いて、母材収容筒 2 1の温度を 4 0 0〜7 0 0 °Cになるよう調整して長尺の光ファイバ母材 1 3 (長さ 1 . 8 m、直径 9 c m ) の線引きを行った。その結果、直径が 1 2 5〃m ± 0 . 1 z m という線形変動の少ない光ファイバ 1 4をその全長（ 9 0 0 k m ) にわたつて製造することができた。産業上の利用可能性

本発明に ί系る光ファイバ線引き炉及び光ファイバ線引き方法は、特に、長尺の光ファイバ母材を利用して線形変動の少ない光ファイバを安定して製造するのに好適に使用できる。

Claims

言青求の範囲

1 . 光ファイバ母材を炉心管とその上部に連結された母材収容筒に収納して、前記光ファ母材を一端から加熱軟化させて光ファイバを線引きする光フアイ δ バの線引き方法において、

前記母材収容筒上部には補助ヒータが設けられており、前記母材収容筒からの放熱量を調整しながら線引きを行う光ファ線引き方法。

2 . 前記母材収容筒からの放熱量の調整は、前記母材収容筒内の少なくとも 1ケ所の温度を測定し、その温度に基づいて行われる請求項 1記載の光ファイバ線引き方法

3 . 前記補助ヒータは、前記母材収容筒の外壁に移動可能に配置されており、前記放熱量の調整は、前記母材収容筒の外壁と前記補助ヒータとの距離調整を含む請求項 1記載の光ファイバの線引き方法。

4 . 前記補助ヒータは、前記母材収容筒の外壁に配置され、その周囲に断熱材が移動可能に配置されており、前記放熱量の調整は、前記母材収容筒の外壁と前記断熱材との距離調整を含む請求項 1記載の光ファイバの線引き方法。

5 . 前記放熱量の調整には、前記母材収容筒の外壁周囲への冷却流体の供給量調整を含む請求項 1記載の光ファィバの線引き方法。

6 . 前記冷却流体は空気あるいは水である請求項 5記載の光ファイバの線引き方法。

7 . 光ファイバ母材が鉛直方向に挿通される炉心管と、前記炉心管の周囲に配置されたヒータと、前記炉心管の上方に接続されて前記炉心管と一体となって下端の一部が開放された半密閉空間を形成するとともに、前記光ファィバ母材を内部に収容する母材収容筒とを有する光ファイバ線引き炉であって、

前記母材収容筒上部に設けられた補助ヒー夕と、

前記母材収容筒の上部からの放熱量を調整する放熱量調整手段を備えている光ファイバ線引き炉。

8 . 前記母材収容筒の上部部分の内部温度を測定する少なくとも一つの温度センサをさらに備え、前記放熱量調整手段は、前記温度センサで測定した温度に基づいて放熱量を調整する制御部を有している請求項 7記載の光ファイバ線引き炉。

9 . 前記補助ヒータと前記母材収容筒外壁との間には隙間が設けられており、前記隙間に冷却用空気を供給する送風手段をさらに備えている請求項 7記載の光ファイバ線引き炉。

1 0 . 前記補助ヒータを移動させて前記母材収容筒との距離を変化させるヒ一夕移動手段をさらに備えている請求項 7記載の光ファイバ線引き炉。

1 1 . 前記補助ヒータの移動により生じた前記母材収容筒と前記補助ヒー夕との間隙に冷却用空気を供給する送風手段をさらに備えている請求項 1 0記載の光ファイバ線引き炉。

1 2 . 前記補助ヒ一夕は、発熱体とその周囲に形成された断熱材とを有しており、前記断熱材を移動させて前記母材収容筒との距離を変化させる断熱材移動手段をさらに備えている請求項 7記載の光ファイバ線引き炉。

1 3 . 前記断熱材の移動により生じた前記断熱材と前記補助ヒー夕との間隙に冷却用空気を供給する送風手段をさらに備えている請求項 1 2記載の光フアイバ線引き炉。

1 4 . 前記母材収容筒の周囲に形成され、内部を冷却用流体が流動する冷却用流体循環路と、前記循環路内に前記冷却用流体を供給する供給手段をさらに備えている請求項 7記載の光ファイバ線引き炉。

1 5 . 前記冷却用流体は空気あるいは水である請求項 1 4記載の光ファイバ線引き炉。