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JP2008127260A - 多孔質ガラス母材の製造装置 - Google Patents

多孔質ガラス母材の製造装置 Download PDF

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Abstract


【課題】 VAD法により多孔質ガラス母材を製造する装置において、大型の多孔質ガラス母材を製造する場合においても、気泡や異物の発生が少ない多孔質ガラス母材の得られる製造装置を提供する。
【解決手段】 ガラス用原料、可燃性ガス及び助燃性ガスをバーナに供給し、酸水素火炎中で生成するガラス微粒子を堆積させて多孔質ガラス母材を製造する装置において、フィルター12を通した清浄空気が空気分配容器８に供給され、該空気分配容器８の複数の排出口７ａ〜７ｃから、反応室１の壁面に設けられた複数の給気口６ａ〜６ｃを通って反応室１内に清浄空気が供給されることを特徴としている。なお、反応室１の給気口形状に応じて形成された複数の面からなる突起状形状部が空気分配容器８内に形成され、該突起状形状部にダクト13から供給された清浄空気を衝突させることで清浄空気が排出口７ａ〜７ｃに向かって分配される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、大型の多孔質ガラス母材を製造する場合であっても、透明ガラス化時に気泡や異物の発生が少ない多孔質ガラス母材の製造装置に関する。
光ファイバ母材の製造方法としては、VAD法は良く知られた方法である。この方法では、回転しつつ上昇するシャフトに出発部材を取り付け、反応室内に垂下し、反応室内に設置されたコア堆積用バーナとクラッド堆積用バーナにより生成したガラス微粒子を出発部材の先端に堆積させて、コア層とクラッド層からなる多孔質ガラス母材（以下、単に多孔質母材と称する）が製造される。
生成されたガラス微粒子の堆積効率は100％とはならないため、堆積されなかった未付着の余剰のガラス微粒子が製造の間を通して発生している。この余剰のガラス微粒子の大部分は、排気ガス等の他の気体とともに排気口より反応室外に排出される。
しかしながら、バーナで生成されてから排出されるまでの間に、その一部は反応室の天井や側壁に付着する。この反応室の内壁に付着したガラス微粒子が剥離・落下して反応室内に飛散し、製造中の多孔質母材に付着して、透明ガラス化時に光ファイバ母材に気泡や異物を生じる原因となることがあった。
近年、製造コストの低減が要求され、光ファイバ母材の大型化が図られている。この光ファイバ母材の大型化にともなって原料投入量が増し、堆積効率が変化しなくても未付着ガラス微粒子の絶対量が増すこととなる。このため、反応室の内壁に付着したガラス微粒子が剥離・落下する頻度の上昇は避けられなかった。
このような問題を解決するために、反応室内に積極的に空気を導入して、反応室内の気流を整流とし、その流れに載せて余剰のガラス微粒子を反応室外に排出する方法が提案されている。
特許文献１では、バーナの両サイドに設けた給気口にフィルターを設置し、この給気口から清浄な空気を強制的に反応室内に導入することによって、整流を作り出している。
また、特許文献２は、反応室前室にブロアーの空気を供給し、反応室内に設置されたフィルターを通して反応室後室に清浄な空気を供給することにより、整流を作り出している。
特開2000−109328号公報 特開2004−161506号公報
しかしながら、これらの方法では、バーナの近傍にフィルターが存在するために、熱によるフィルターの劣化が激しく、一部がパーティクルとなって反応室内に飛散し、透明ガラス化時に光ファイバ母材中に異物が発生するという問題がある。また、反応室内の余剰のガラス微粒子がフィルターに付着し、それが再飛散することによって気泡が発生するという問題がある。
そこで、本発明は、VAD法により多孔質母材を製造する装置において、大型の多孔質母材を製造する場合においても、気泡や異物の発生が少ない多孔質母材の得られる製造装置を提供することを目的としている。
本発明は、このような課題を解決して達成されたものであり、本発明の多孔質母材の製造装置は、ガラス用原料、可燃性ガス及び助燃性ガスをバーナに供給し、酸水素火炎中で生成するガラス微粒子を堆積させて多孔質ガラス母材を製造する装置において、フィルターを通した清浄空気が空気分配容器に供給され、該空気分配容器の複数の排出口から、反応室の壁面に設けられた複数の給気口を通って反応室内に清浄空気が供給されることを特徴としている。
なお、反応室の給気口形状に応じて形成された複数の面からなる突起状形状部が空気分配容器内に形成され、該突起状形状部にダクトから供給された清浄空気を衝突させることで清浄空気が排出口に向かって分配される。
反応室と空気分配容器は、スライドレール及びローラーにより分離可能に構成され、空気分配容器の排出口と反応室の給気口との間に取り付けられたシールパッキンにより、反応室への空気分配容器取り付け時に密閉状態とされる。また、空気分配容器の排出口又は反応室の給気口に、抵抗付与部材を配設するのが好ましく、この抵抗付与部材をメッシュ構造とし、メッシュの粗さを選択することで、各給気口への風量を調整することができる。また、抵抗付与部材をパンチングして穿孔したパンチング構造とし、パンチングの間隔及び大きさを選択することで、各給気口への風量を調整することもできる。
本発明によれば、透明ガラス化したときに気泡や異物の発生の少ない光ファイバ母材が得られる、大型の多孔質母材の製造が可能となる。
以下、本発明の形態について、その一例を挙げて具体的に説明するが、本発明は様々な態様が可能であり、これらに限定されるものではない。
なお、図１は、本発明による製造装置の概略を示す縦断面図であり、図２は、反応室の後壁に設けられた給気口と、空気分配容器に設けられた排出口の概略を示す斜視図である。図３は、空気分配容器の内部を透視して示す概略透視図であり、図４は、内部に設置された３枚の板によって形成された突起形状部を示す概略図である。図５は、空気分配容器を、反応室からの分離を可能とする機構を示している。
この装置は、反応室１内に多孔質母材２に向かって、バーナ３ａ〜３ｃと対向する壁側に排気口４を有し、後壁５のバーナ群の上部に給気口６ａが、両サイドに給気口６ｂ，６ｃがそれぞれ設けられている。反応室１の給気口６ａ〜６ｃには、図２の斜視図に示されているように、これと同じ形状の排出口７ａ〜７ｃを有する空気分配容器８が、シールパッキン９及び抵抗付与材10を介して取り付けられている。抵抗付与材10としては、例えば、テフロンシートにパンチングしたものなどが挙げられる。
空気分配容器８には、室内空気をブロアー11でフィルター12を通して清浄とした清浄空気がダクト13、ダクト用開口部14を経て供給される。空気分配容器８に供給された清浄空気流は、図２〜４に示されているように、内部に設置された３枚の板15ａ〜15ｃで形成された突起形状部に衝突し、各板に沿って上部及び両サイドへと３方向に分配される。すなわち、15ａの板に当たった空気は、この板に沿って上方に導かれ７ａの排出口から、反応室１の給気口６ａを通って反応室１内に入り、天井に沿って流れる。15ｂ，15ｃの板に当たった空気は、それぞれの板に沿って左右に分かれ、排出口７ｂ，７ｃ及び給気口６ｂ，６ｃを経て反応室１内に入り、それぞれ反応室１の左右側壁に沿って整流となつて流れ、余剰のガラス微粒子を室外に排出する。なお、符号18はバーナ用開口部である。
空気分配容器８は、図５に示すように、反応室１から分離可能とし、かつローラー16によりスライドレール17に沿って進退自在とすることにより、バーナ交換、あるいはバーナの位置調整等を容易に行うことができる。
（実施例１）
コア堆積用バーナ３ａに、原料ガスとして450 ml/minのSiCl4と25 ml/minのGeCl4を供給した。クラッド堆積用バーナ３ｂ，３ｃには、原料ガスとしてそれぞれ1.0
l/min、3.0 l/minのSiCl4を供給した。ガラス微粒子の堆積中、ブロアーから2 m3/minの空気を、空気分配容器８を用いて反応室１内に供給した。
この条件でガラス微粒子の堆積を36時間続けたところ、余剰のガラス微粒子は、反応室内を流れる整流に乗って室外に排出され、反応室壁面へのススの付着は見られなかった。なお、ブロアーの前に設置されたフィルター12は、反応室１から離れているために、その温度は室温であり、熱によって損傷を受けることはなかった。また、反応室１の余剰のガラス微粒子がフィルター12に付着することもなかった。
このようにして製造された多孔質母材２から、気泡も異物も無い光ファイバ用ガラス母材が得られた。
本発明によれば、光学特性に優れた光ファイバ用ガラス母材が得られ、かつ製造コスト低減に寄与する。
本発明による製造装置の概略を示す縦断面図である。 反応室の後壁に設けられた給気口と、空気分配容器に設けられた排出口の概略を示す斜視図である。 空気分配容器の内部を透視して示す概略透視図である。 内部に設置された３枚の板によって形成された突起形状部を示す概略図である。 空気分配容器の進退機構を説明する概略図である。
符号の説明
１．反応室、
２．多孔質母材、
３ａ〜３ｃ．バーナ、
４．排気口、
５．後壁、
６ａ〜６ｃ．給気口、
７ａ〜７ｃ．排出口、
８．空気分配容器、
９．シールパッキン、
10．抵抗付与材、
11．ブロアー、
12．フィルター、
13．ダクト、
14．ダクト用開口部、
15ａ〜15ｃ．板、
16．ローラー、
17．スライドレール、
18．バーナ用開口部。

Claims (9)

  1. ガラス用原料、可燃性ガス及び助燃性ガスをバーナに供給し、酸水素火炎中で生成するガラス微粒子を堆積させて多孔質ガラス母材を製造する装置において、フィルターを通した清浄空気が空気分配容器に供給され、該空気分配容器の複数の排出口から、反応室の壁面に設けられた複数の給気口を通って反応室内に清浄空気が供給されることを特徴とする多孔質ガラス母材の製造装置。
  2. 反応室の給気口形状に応じて形成された複数の面からなる突起状形状部が空気分配容器内に形成され、該突起状形状部にダクトから供給された清浄空気を衝突させることで清浄空気が排出口に向かって分配される請求項１に記載の多孔質ガラス母材の製造装置。
  3. 反応室と空気分配容器が、スライドレール及びローラーにより分離可能に構成されている請求項１又は２に記載の多孔質ガラス母材の製造装置。
  4. 空気分配容器の排出口と反応室の給気口との間に取り付けられたシールパッキンにより、反応室への空気分配容器取り付け時に密閉状態とされる請求項１乃至３のいずれかに記載の多孔質ガラス母材の製造装置。
  5. 空気分配容器の排出口又は反応室の給気口に、抵抗付与部材が配設されている請求項１乃至４のいずれかに記載の多孔質ガラス母材の製造装置。
  6. 抵抗付与部材が、メッシュ構造を有している請求項５に記載の多孔質ガラス母材の製造装置。
  7. 抵抗付与部材のメッシュの粗さを選択することで、各給気口への風量が調整される請求項６に記載の多孔質ガラス母材の製造装置。
  8. 抵抗付与部材が、パンチングして穿孔したパンチング構造を有している請求項５に記載の多孔質ガラス母材の製造装置。
  9. 抵抗付与部材のパンチングの間隔及び大きさを選択することで、各給気口への風量が調整される請求項８に記載の多孔質ガラス母材の製造装置。
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