JP2003183035A - ガラス微粒子堆積体の製造装置 - Google Patents
ガラス微粒子堆積体の製造装置Info
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- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture 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]
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 反応容器内の気流を乱すことなく遮熱でき、
反応容器への熱負荷を低減することができるとともに、
効率良く浮遊しているススの排出が行え、ガラス化時に
泡等の発生を防止できる堆積体の製造装置を提供する。 【解決手段】 水平かつ回転自在に配置された出発部材
２に、堆積用バーナ３を該出発部材２に沿って平行に往
復移動させてガラス微粒子を吹き付け、反応容器内で堆
積体を製造する装置において、反応容器１は底部全面か
ら吸気し上部から排気するように構成され、出発部材２
に沿って取り外し可能な遮熱板４を有することを特徴と
している。
反応容器への熱負荷を低減することができるとともに、
効率良く浮遊しているススの排出が行え、ガラス化時に
泡等の発生を防止できる堆積体の製造装置を提供する。 【解決手段】 水平かつ回転自在に配置された出発部材
２に、堆積用バーナ３を該出発部材２に沿って平行に往
復移動させてガラス微粒子を吹き付け、反応容器内で堆
積体を製造する装置において、反応容器１は底部全面か
ら吸気し上部から排気するように構成され、出発部材２
に沿って取り外し可能な遮熱板４を有することを特徴と
している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバの原材
料となるガラス微粒子堆積体を製造する際に用いられる
ガラス微粒子堆積体の製造装置に関する。
料となるガラス微粒子堆積体を製造する際に用いられる
ガラス微粒子堆積体の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ用のガラス微粒子堆積体（以
下、単に堆積体という）は、例えば、外付け蒸着法（Ｏ
ＶＤ法）により、回転している出発部材に沿って往復動
しているバーナの火炎中に、テトラクロロシラン等のガ
ラス原料を供給して加水分解させ、生成するガラス微粒
子（スート）を出発部材上に堆積させて製造される。こ
のとき、出発部材に堆積されずに反応容器内を浮遊して
いるガラス微粒子（スス）や副生する塩化水素ガスは、
反応容器に付設された排気管から系外に排出される。
下、単に堆積体という）は、例えば、外付け蒸着法（Ｏ
ＶＤ法）により、回転している出発部材に沿って往復動
しているバーナの火炎中に、テトラクロロシラン等のガ
ラス原料を供給して加水分解させ、生成するガラス微粒
子（スート）を出発部材上に堆積させて製造される。こ
のとき、出発部材に堆積されずに反応容器内を浮遊して
いるガラス微粒子（スス）や副生する塩化水素ガスは、
反応容器に付設された排気管から系外に排出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来、反応容器内の気
流を循環流のない整流にすると、反応容器の内壁面に付
着するガラス微粒子量は減少し、付着物が剥離して堆積
体上に落下することによる製品中に生じる泡を減少でき
るといわれている。特開平13−019437号公報では、反応
容器の構造を、底部より整流した気流を導入し、上部よ
り排出するようにすることで、反応熱によって生じる上
昇流により、より効果的に整流状態が保て、泡の発生が
抑えられるとしている。
流を循環流のない整流にすると、反応容器の内壁面に付
着するガラス微粒子量は減少し、付着物が剥離して堆積
体上に落下することによる製品中に生じる泡を減少でき
るといわれている。特開平13−019437号公報では、反応
容器の構造を、底部より整流した気流を導入し、上部よ
り排出するようにすることで、反応熱によって生じる上
昇流により、より効果的に整流状態が保て、泡の発生が
抑えられるとしている。
【０００４】他方、生産速度を増すためにバーナ数を増
やしたり、バーナに供給する燃焼ガス量を増やすと、反
応容器の温度が上がり、反応容器が変形したり、破損す
るという問題を生じる。この熱は、主に堆積面から輻射
で反応容器に伝熱されるため、反応容器の温度を下げる
ためには、反応容器の壁（以下、器壁という）と堆積面
との距離を大きくする必要が生じる。その結果、反応容
器の断面積が増し、整流状態を保つためには、多量の気
体を反応容器内へ導入し、かつ排出する必要が生じる。
やしたり、バーナに供給する燃焼ガス量を増やすと、反
応容器の温度が上がり、反応容器が変形したり、破損す
るという問題を生じる。この熱は、主に堆積面から輻射
で反応容器に伝熱されるため、反応容器の温度を下げる
ためには、反応容器の壁（以下、器壁という）と堆積面
との距離を大きくする必要が生じる。その結果、反応容
器の断面積が増し、整流状態を保つためには、多量の気
体を反応容器内へ導入し、かつ排出する必要が生じる。
【０００５】反応容器内の気体には反応によって生じる
塩化水素ガス等が含まれているため、排ガスは清浄化処
理後系外に排出する必要があり、排ガス処理量の増加は
コストアップの要因となる。また、反応容器への熱負荷
を低減するためには、遮熱板の設置が効果的である。特
許第2888448号は、遮熱板を反応容器に対してルーズに
固定する装置を開示している。しかしながらこの装置
は、遮熱板と反応容器との間によどみが生じて、この間
にススが付着し易く、製品に泡を発生する原因になり易
い等の問題があった。また、よどみを防ぐためには、反
応容器と遮熱板を離す必要があるが、この場合、製造し
たガラス微粒子堆積体を反応容器から取り出す際に、邪
魔になると言う問題が生じた。
塩化水素ガス等が含まれているため、排ガスは清浄化処
理後系外に排出する必要があり、排ガス処理量の増加は
コストアップの要因となる。また、反応容器への熱負荷
を低減するためには、遮熱板の設置が効果的である。特
許第2888448号は、遮熱板を反応容器に対してルーズに
固定する装置を開示している。しかしながらこの装置
は、遮熱板と反応容器との間によどみが生じて、この間
にススが付着し易く、製品に泡を発生する原因になり易
い等の問題があった。また、よどみを防ぐためには、反
応容器と遮熱板を離す必要があるが、この場合、製造し
たガラス微粒子堆積体を反応容器から取り出す際に、邪
魔になると言う問題が生じた。
【０００６】そこで本発明は、上記問題点を解決するた
めになされたものであって、反応容器内の気流を乱すこ
となく遮熱でき、反応容器への熱負荷を低減することが
できるとともに、効率良く浮遊しているススの排出が行
え、ガラス化時に泡等の発生を防止できる堆積体の製造
装置を提供するものである。
めになされたものであって、反応容器内の気流を乱すこ
となく遮熱でき、反応容器への熱負荷を低減することが
できるとともに、効率良く浮遊しているススの排出が行
え、ガラス化時に泡等の発生を防止できる堆積体の製造
装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の堆積
体の製造装置は、水平かつ回転自在に配置された出発部
材に、バーナを該出発部材に沿って平行に往復移動させ
てガラス微粒子を吹き付け、反応容器内で堆積体を製造
する装置において、該反応容器が底部全面から吸気し上
部から排気するように構成され、取り外し可能な遮熱板
を有することを特徴としている。取り外し可能とは、堆
積体を取り出す際に、遮熱板を堆積体に干渉しない場所
へ移動できることである。本発明の製造装置には、遮熱
板を反応容器の内壁と堆積面との間に垂直に配設し、さ
らに、遮熱板を出発部材に沿って平行に移動させる移動
機構や、遮熱板を取り外すことができる着脱機構を設け
るのが好ましい。また、遮熱板は、石英ガラス、あるい
は石英ガラスと赤外線吸収ガラスの２重構造とするのが
好ましい。
体の製造装置は、水平かつ回転自在に配置された出発部
材に、バーナを該出発部材に沿って平行に往復移動させ
てガラス微粒子を吹き付け、反応容器内で堆積体を製造
する装置において、該反応容器が底部全面から吸気し上
部から排気するように構成され、取り外し可能な遮熱板
を有することを特徴としている。取り外し可能とは、堆
積体を取り出す際に、遮熱板を堆積体に干渉しない場所
へ移動できることである。本発明の製造装置には、遮熱
板を反応容器の内壁と堆積面との間に垂直に配設し、さ
らに、遮熱板を出発部材に沿って平行に移動させる移動
機構や、遮熱板を取り外すことができる着脱機構を設け
るのが好ましい。また、遮熱板は、石英ガラス、あるい
は石英ガラスと赤外線吸収ガラスの２重構造とするのが
好ましい。
【０００８】さらに、本発明の製造装置には、遮熱板を
引き出し・収容するための収容部を設けるのが好まし
い。排気口は、出発部材に沿って往復動するバーナの移
動範囲以上の長さにわたって設け、さらに反応容器の上
部を、気流の流路が排気口に向って次第に狭くなるよう
に形成するのが好ましい。本発明の堆積体の製造方法
は、上記構成からなる製造装置を用いて製造される。
引き出し・収容するための収容部を設けるのが好まし
い。排気口は、出発部材に沿って往復動するバーナの移
動範囲以上の長さにわたって設け、さらに反応容器の上
部を、気流の流路が排気口に向って次第に狭くなるよう
に形成するのが好ましい。本発明の堆積体の製造方法
は、上記構成からなる製造装置を用いて製造される。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明を、図を用いてさらに詳細
に説明する。図１は、本発明の堆積体の製造装置をモデ
ル化して示した概略断面図であり、反応容器１内には、
出発部材（堆積体）２が水平かつ回転自在に配設されて
いる。出発部材（堆積体）２の下方には堆積用バーナ３
が設置され、堆積用バーナ３による堆積体２への堆積面
と反応容器１の内壁との間に、遮熱板４が出発部材に沿
って平行かつ垂直に配設されている。反応容器１の底部
には気流の吸気口５が、反応容器１の頂部には排気ガス
の排気口６が設けられている。この遮熱板４は、反応容
器に対する熱負荷の低減に加えて、吸気口５から吸入さ
れた気流を整流とする整流作用をも有している。
に説明する。図１は、本発明の堆積体の製造装置をモデ
ル化して示した概略断面図であり、反応容器１内には、
出発部材（堆積体）２が水平かつ回転自在に配設されて
いる。出発部材（堆積体）２の下方には堆積用バーナ３
が設置され、堆積用バーナ３による堆積体２への堆積面
と反応容器１の内壁との間に、遮熱板４が出発部材に沿
って平行かつ垂直に配設されている。反応容器１の底部
には気流の吸気口５が、反応容器１の頂部には排気ガス
の排気口６が設けられている。この遮熱板４は、反応容
器に対する熱負荷の低減に加えて、吸気口５から吸入さ
れた気流を整流とする整流作用をも有している。
【００１０】本発明の製造装置は、水平に配置された出
発部材に沿って平行に堆積用バーナを往復移動させてガ
ラス微粒子を吹き付け、堆積体を製造する装置であり、
反応容器内の気流を整流状態として安定した堆積を行う
ために、反応容器の底部全面から吸気し、上部から排出
するように構成されている。なお、吸気は、例えば、反
応容器の底部のほぼ全域にわたって設けられた多数の小
孔から行われる。
発部材に沿って平行に堆積用バーナを往復移動させてガ
ラス微粒子を吹き付け、堆積体を製造する装置であり、
反応容器内の気流を整流状態として安定した堆積を行う
ために、反応容器の底部全面から吸気し、上部から排出
するように構成されている。なお、吸気は、例えば、反
応容器の底部のほぼ全域にわたって設けられた多数の小
孔から行われる。
【００１１】反応容器の上部に設けられる排気口は、出
発部材に沿って往復動する堆積用バーナの火炎が及ぶ領
域と同等乃至それ以上の長さとするのが望ましい。ま
た、反応容器の上部は、図１に示すように、排気口に向
って気流の流路が緩やかに狭くなる構造とするのが良
く、気流が乱れず、さらに徐々に気流の速度が増すた
め、反応容器の器壁へのススの付着が抑えられるという
効果がある。反応容器内の気流は整流状態を乱すことな
く、排気口から排気される。
発部材に沿って往復動する堆積用バーナの火炎が及ぶ領
域と同等乃至それ以上の長さとするのが望ましい。ま
た、反応容器の上部は、図１に示すように、排気口に向
って気流の流路が緩やかに狭くなる構造とするのが良
く、気流が乱れず、さらに徐々に気流の速度が増すた
め、反応容器の器壁へのススの付着が抑えられるという
効果がある。反応容器内の気流は整流状態を乱すことな
く、排気口から排気される。
【００１２】反応容器が受ける熱負荷を小さくするため
に、すなわち、器壁が受ける輻射熱を抑制するために、
遮熱板を堆積面と器壁との間に設置する。遮熱板は整流
された気流中に設置され、気流によどみが生じないよう
に、遮熱板と器壁との間の距離を、堆積面と器壁との間
の距離の２０％以上とする。また、遮熱板と堆積面との
間の距離は、堆積面に近すぎると堆積面から発生するス
スが遮熱板に付着し易くなるため、堆積面と器壁との間
の距離の４０％以上とするのが望ましい。
に、すなわち、器壁が受ける輻射熱を抑制するために、
遮熱板を堆積面と器壁との間に設置する。遮熱板は整流
された気流中に設置され、気流によどみが生じないよう
に、遮熱板と器壁との間の距離を、堆積面と器壁との間
の距離の２０％以上とする。また、遮熱板と堆積面との
間の距離は、堆積面に近すぎると堆積面から発生するス
スが遮熱板に付着し易くなるため、堆積面と器壁との間
の距離の４０％以上とするのが望ましい。
【００１３】遮熱板の材質は、堆積面の観察ができるよ
うに透光性と耐熱性を有するものが望ましく、例えば、
石英ガラスが挙げられる。なお、この石英ガラスの器壁
側に赤外線吸収ガラスを配置した２重構造とするとより
効果的である。遮熱板は、遮熱板４の両端に柱を設け、
反応容器の底部に衝立状に立てる構造とするのが良く、
下方からの気流に沿うように垂直にかつ出発部材に平行
に設置される。例えば、図２の（ａ），（ｂ）に示すよ
うに、反応容器の底部に設けられたスライドガイド７
に、柱８の脚部９を納めることで設置される。堆積体の
取り出し時には、作業の邪魔にならないように、複数の
遮熱板４は、順次、収容部１０に引き込まれ、収容され
る。なお、１枚の遮熱板４を堆積用バーナの移動に合わ
せて移動することで遮熱しても良い。
うに透光性と耐熱性を有するものが望ましく、例えば、
石英ガラスが挙げられる。なお、この石英ガラスの器壁
側に赤外線吸収ガラスを配置した２重構造とするとより
効果的である。遮熱板は、遮熱板４の両端に柱を設け、
反応容器の底部に衝立状に立てる構造とするのが良く、
下方からの気流に沿うように垂直にかつ出発部材に平行
に設置される。例えば、図２の（ａ），（ｂ）に示すよ
うに、反応容器の底部に設けられたスライドガイド７
に、柱８の脚部９を納めることで設置される。堆積体の
取り出し時には、作業の邪魔にならないように、複数の
遮熱板４は、順次、収容部１０に引き込まれ、収容され
る。なお、１枚の遮熱板４を堆積用バーナの移動に合わ
せて移動することで遮熱しても良い。
【００１４】
【実施例】（実施例１）図１に示した堆積体製造装置を
用い、石英ガラス製の遮熱板を出発部材に沿って平行か
つ垂直に設置した。このときの遮熱板の設置位置は、器
壁と遮熱板との距離及び遮熱板と出発部材との距離がそ
れぞれ順に８００ｍｍ、８００ｍｍとなる位置である。
出発部材としてコア用に調整された外径５０ｍｍφ、長
さ４０００ｍｍの石英ガラス棒を装置の把持機構に取り
付け、バーナを２０本取り付け、各バーナにＳｉＣ
ｌ4：３０ｇ／分、Ｏ2：２０リットル／分、Ｈ2：６０
リットル／分を供給し、火炎加水分解反応により生成し
たガラス微粒子をコア出発部材に付着・堆積させ、外径
４００ｍｍφの堆積体を得た。堆積中、石英ガラス製の
遮熱板を通して堆積状態を観察することができた。ま
た、装置の温度は２５０℃以下で推移し、装置の塗装が
変色することはなかった。得られた堆積体を焼結・透明
ガラス化したところ、泡の発生はなかった。
用い、石英ガラス製の遮熱板を出発部材に沿って平行か
つ垂直に設置した。このときの遮熱板の設置位置は、器
壁と遮熱板との距離及び遮熱板と出発部材との距離がそ
れぞれ順に８００ｍｍ、８００ｍｍとなる位置である。
出発部材としてコア用に調整された外径５０ｍｍφ、長
さ４０００ｍｍの石英ガラス棒を装置の把持機構に取り
付け、バーナを２０本取り付け、各バーナにＳｉＣ
ｌ4：３０ｇ／分、Ｏ2：２０リットル／分、Ｈ2：６０
リットル／分を供給し、火炎加水分解反応により生成し
たガラス微粒子をコア出発部材に付着・堆積させ、外径
４００ｍｍφの堆積体を得た。堆積中、石英ガラス製の
遮熱板を通して堆積状態を観察することができた。ま
た、装置の温度は２５０℃以下で推移し、装置の塗装が
変色することはなかった。得られた堆積体を焼結・透明
ガラス化したところ、泡の発生はなかった。
【００１５】（実施例２）遮熱板として石英ガラスと赤
外線吸収ガラスの２重構造のものを使用した以外は、実
施例１と同様にして堆積体の製造を行った。堆積中、遮
熱板を通して堆積状態を観察することができた。装置の
温度は２２０℃以下で推移し、装置の塗装が変色するこ
とはなかった。得られた堆積体を焼結・透明ガラス化し
たところ、泡の発生はなかった。
外線吸収ガラスの２重構造のものを使用した以外は、実
施例１と同様にして堆積体の製造を行った。堆積中、遮
熱板を通して堆積状態を観察することができた。装置の
温度は２２０℃以下で推移し、装置の塗装が変色するこ
とはなかった。得られた堆積体を焼結・透明ガラス化し
たところ、泡の発生はなかった。
【００１６】（比較例１）遮熱板を使用しなかった以外
は、実施例１と同様にして堆積体の製造を行った。堆積
中、装置の温度は３５０℃以上となり、塗装の耐熱温度
２８０℃を超えたため塗装が変色し、剥がれ落ちてき
た。この堆積体を焼結・透明ガラス化したところ、ガラ
ス母材中に泡が多量に発生した。
は、実施例１と同様にして堆積体の製造を行った。堆積
中、装置の温度は３５０℃以上となり、塗装の耐熱温度
２８０℃を超えたため塗装が変色し、剥がれ落ちてき
た。この堆積体を焼結・透明ガラス化したところ、ガラ
ス母材中に泡が多量に発生した。
【００１７】
【発明の効果】上記構成からなる本発明の製造装置は、
ガラス微粒子堆積中、未付着のガラス微粒子（スート）
や剥離した異物が製品に混入することがないため、製品
に泡や不純物汚染がなくなる。また、遮熱板を設けたこ
とにより、反応容器への熱負荷を大きく低減することが
でき、器壁と堆積面との距離を短くでき、装置の小型化
が可能となり、かつ装置の寿命を大幅に延長することが
できる。
ガラス微粒子堆積中、未付着のガラス微粒子（スート）
や剥離した異物が製品に混入することがないため、製品
に泡や不純物汚染がなくなる。また、遮熱板を設けたこ
とにより、反応容器への熱負荷を大きく低減することが
でき、器壁と堆積面との距離を短くでき、装置の小型化
が可能となり、かつ装置の寿命を大幅に延長することが
できる。
【図１】 本発明の堆積体の製造装置をモデル化して示
す概略断面図である。
す概略断面図である。
【図２】 （ａ）は遮熱板を示す正面図であり、（ｂ）
は遮熱板の脚部を案内するスライドガイドを概略的に示
す平面図である。
は遮熱板の脚部を案内するスライドガイドを概略的に示
す平面図である。
１． 反応容器
２． 出発部材（堆積体）
３． 堆積用バーナ
４． 遮熱板
５． 吸気口
６． 排気口
７． スライドガイド
８． 柱
９． 脚部
１０． 収容部
Claims (11)
- 【請求項１】 水平かつ回転自在に配置された出発部材
に、バーナを該出発部材に沿って平行に往復移動させて
ガラス微粒子を吹き付け、反応容器内でガラス微粒子堆
積体を製造する装置において、該反応容器が底部全面か
ら吸気し上部から排気するように構成され、取り外し可
能な遮熱板を有することを特徴とするガラス微粒子堆積
体の製造装置。 - 【請求項２】 移動可能な遮熱板が、反応容器の内壁と
堆積面との間に配設されている請求項１に記載のガラス
微粒子堆積体の製造装置。 - 【請求項３】 遮熱板が、垂直に配設されている請求項
１又は２に記載のガラス微粒子堆積体の製造装置。 - 【請求項４】 遮熱板を引き出し・収容するための収容
部を備えている請求項１乃至３のいずれかに記載のガラ
ス微粒子堆積体の製造装置。 - 【請求項５】 遮熱板を取り外すことができる着脱機構
を有する請求項１乃至４のいずれかに記載のガラス微粒
子堆積体の製造装置。 - 【請求項６】 遮熱板を出発部材に沿って平行に移動さ
せる移動機構を有する請求項１乃至５のいずれかに記載
のガラス微粒子堆積体の製造装置。 - 【請求項７】 遮熱板が、石英ガラスからなる請求項１
乃至６のいずれかに記載のガラス微粒子堆積体の製造装
置。 - 【請求項８】 遮熱板が、石英ガラスと赤外線吸収ガラ
スの２重構造からなる請求項１乃至７のいずれかに記載
のガラス微粒子堆積体の製造装置。 - 【請求項９】 排気口が、出発部材に沿って往復動する
バーナの移動範囲以上の長さにわたって設けられている
請求項１乃至８のいずれかに記載のガラス微粒子堆積体
の製造装置。 - 【請求項１０】 反応容器の上部が、気流の流路が排気
口に向って次第に狭くなるように形成されている請求項
１乃至９のいずれかに記載のガラス微粒子堆積体の製造
装置。 - 【請求項１１】 請求項１乃至１０のいずれかに記載の
ガラス微粒子堆積体の製造装置を用いて製造することを
特徴とするガラス微粒子堆積体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001383583A JP2003183035A (ja) | 2001-12-17 | 2001-12-17 | ガラス微粒子堆積体の製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001383583A JP2003183035A (ja) | 2001-12-17 | 2001-12-17 | ガラス微粒子堆積体の製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003183035A true JP2003183035A (ja) | 2003-07-03 |
Family
ID=27593580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001383583A Pending JP2003183035A (ja) | 2001-12-17 | 2001-12-17 | ガラス微粒子堆積体の製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003183035A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009013034A (ja) * | 2007-07-09 | 2009-01-22 | Nikon Corp | 合成石英ガラス母材の製造装置及びそれを用いた合成石英ガラス母材の製造方法 |
| JP2011020895A (ja) * | 2009-07-16 | 2011-02-03 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | 合成石英ガラスの製造方法 |
| JP2012111659A (ja) * | 2010-11-24 | 2012-06-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ガラス母材の製造方法 |
| CN115893828A (zh) * | 2022-12-24 | 2023-04-04 | 藤仓烽火光电材料科技有限公司 | 一种ovd沉积反应装置及反应系统 |
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2001
- 2001-12-17 JP JP2001383583A patent/JP2003183035A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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