JP2009091194A - Method for producing glass particle deposit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、反応容器内においてバーナによりガラス微粒子を発生させて堆積させ、ガラス微粒子堆積体を製造するガラス微粒子堆積体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a glass fine particle deposit, in which glass fine particles are generated and deposited by a burner in a reaction vessel to produce a glass fine particle deposit.
ガラス微粒子堆積体を製造する方法として、反応容器内において、バーナに供給したガラス原料ガスを酸水素火炎により加熱してガラス微粒子を発生させ、このガラス微粒子を堆積させ、ガラス微粒子堆積体を製造するVAD法やOVD法等が知られている(例えば特許文献1,2参照)。 As a method for producing a glass fine particle deposit, a glass raw material gas supplied to a burner is heated by an oxyhydrogen flame in a reaction vessel to generate glass fine particles, and the glass fine particles are deposited to produce a glass fine particle deposit. A VAD method, an OVD method, and the like are known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
特許文献1に記載の製造方法では、反応容器内部において、酸水素火炎を発生させるバーナからガラス原料ガスを噴出させて、それにより生成するガラス微粒子を棒状に堆積させて多孔質の光ファイバ母材(ガラス微粒子堆積体)を製造する。この際に、ガラス微粒子堆積体に堆積しなかった非堆積ガラス微粒子を、反応容器内から排出するダクト内の排気ガスを、一定の流速以上にするようにしている。また、排気ダクトに外気を導入するようにして、反応容器の排気の際に、反応容器内の圧力の変動を小さくすることが行われている。 In the manufacturing method described in Patent Document 1, a porous optical fiber preform is formed by ejecting glass raw material gas from a burner that generates an oxyhydrogen flame inside a reaction vessel and depositing glass fine particles generated thereby in a rod shape. (Glass fine particle deposit) is manufactured. At this time, the exhaust gas in the duct for discharging the non-deposited glass fine particles not deposited on the glass fine particle deposit body from the reaction vessel is set to have a certain flow rate or higher. In addition, outside air is introduced into the exhaust duct to reduce the fluctuation of the pressure in the reaction container when the reaction container is exhausted.
また、特許文献2に記載の光ファイバ母材の製造方法では、反応容器内にガラス微粒子生成用のバーナを有し、回転する出発ロッドに沿ってバーナを移動させながら出発ロッドの外周にガラス微粒子を堆積させる。反応容器内には、出発ロッドに沿って複数の排気口が連続して設けられており、移動するバーナに合わせて各排気口の排気量を順次変化するようにしている。 In addition, in the method of manufacturing an optical fiber preform described in Patent Document 2, a glass particle generating burner is provided in a reaction vessel, and the glass particles are formed on the outer periphery of the starting rod while moving the burner along the rotating starting rod. To deposit. In the reaction vessel, a plurality of exhaust ports are continuously provided along the starting rod, and the exhaust amount of each exhaust port is sequentially changed according to the moving burner.
前述したようなガラス母材の製造方法においては、反応容器内の腐食性ガスが外部に漏れないように、反応容器内の圧力を負圧にする必要がある。また、堆積しないガラス微粒子を効率よく排出するために、反応容器内部の気体を排気口に向かって流れるようにすることが望まれている。 In the glass base material manufacturing method as described above, the pressure in the reaction vessel needs to be negative so that the corrosive gas in the reaction vessel does not leak to the outside. In addition, in order to efficiently discharge the fine glass particles that are not deposited, it is desired that the gas inside the reaction vessel flows toward the exhaust port.
しかしながら、ガラス微粒子堆積終了後にも前述したような空気の流れを継続すると、反応容器内部に流入した外気は排気口に向かって流れる。このとき、ガラス微粒子堆積終了のタイミングで加熱源であるバーナは停止するため、ガラス微粒子堆積体に外気が当たってガラス微粒子堆積体の表面温度が例えば500℃程度から室温付近まで低下し、ガラス微粒子堆積体が急冷されるとともに表面の温度むらが生じて、割れが生じる場合があった。 However, if the air flow as described above is continued even after the deposition of the fine glass particles, the outside air flowing into the reaction vessel flows toward the exhaust port. At this time, since the burner as the heating source stops at the timing of the completion of the glass fine particle deposition, the outside temperature hits the glass fine particle deposit and the surface temperature of the glass fine particle deposit decreases from about 500 ° C. to around room temperature, for example. In some cases, the deposit was rapidly cooled and the surface temperature was uneven, resulting in cracks.
そこで、本発明の目的は、ガラス微粒子堆積終了後の急冷による割れを防止することができるガラス微粒子堆積体の製造方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing a glass fine particle deposit capable of preventing cracking due to rapid cooling after the completion of the glass fine particle deposition.
上記課題を解決することのできる本発明に係るガラス微粒子堆積体の製造方法は、反応容器内においてバーナにより発生させたガラス微粒子を堆積させるガラス微粒子堆積体の製造方法であって、
前記反応容器は、前記反応容器内部の気体を排気する排気部と、前記反応容器内部に空気を供給する空気供給部とを有し、
前記排気部は、前記反応容器内部から排気する気体の量を調整するために前記反応容器の外部の空気を取り入れる空気取り込み部を有し、
ガラス微粒子の堆積終了時に、ガラス微粒子の堆積時の微調整の範囲と比較して前記空気供給部からの空気供給量を減少させることを特徴とする。
A method for producing a glass fine particle deposit according to the present invention that can solve the above-mentioned problems is a method for producing a glass fine particle deposit in which glass fine particles generated by a burner are deposited in a reaction vessel,
The reaction container has an exhaust part for exhausting the gas inside the reaction container, and an air supply part for supplying air into the reaction container,
The exhaust part has an air intake part that takes in air outside the reaction container in order to adjust the amount of gas exhausted from the reaction container.
At the end of the deposition of the glass fine particles, the amount of air supplied from the air supply unit is reduced as compared with the range of fine adjustment during the deposition of the glass fine particles.
また、前記ガラス微粒子の堆積終了時に、前記ガラス微粒子の堆積時より前記空気取り込み部からの空気取り込み量を増加することにより前記空気供給部からの空気供給量を減少させることが好ましい。 Further, it is preferable that the air supply amount from the air supply unit is decreased by increasing the air intake amount from the air intake unit at the end of the deposition of the glass fine particles from the time of deposition of the glass fine particles.
また、前記ガラス微粒子の堆積終了時に、前記空気供給部による空気供給量よりも前記空気取り込み部による空気取り込み量を多くすることが好ましい。 Further, it is preferable that the amount of air taken in by the air take-in unit is larger than the amount of air supplied by the air supply unit at the end of the deposition of the glass fine particles.
また、前記ガラス微粒子の堆積終了時に、前記ガラス微粒子堆積体を前記空気供給部近傍の空間から退避させることが好ましい。 Further, it is preferable that the glass particulate deposit is retracted from the space near the air supply unit at the end of the deposition of the glass particulates.
本発明によれば、ガラス微粒子を発生させるバーナが停止されるガラス微粒子の堆積終了時に、ガラス微粒子の堆積時の微調整の範囲と比較して空気供給部によって反応容器外部から反応容器内部へ供給される空気供給量を減少させる。これにより、反応容器外部から反応容器内部に供給される空気量が減少するため、反応容器内部における空気の流れを抑えることができ、ガラス微粒子堆積体を急冷することを防止して、ガラス微粒子堆積体に割れが生じることを防止することができる。 According to the present invention, at the end of the deposition of the glass particulates when the burner for generating the glass particulates is stopped, the air supply unit supplies the reaction vessel from the outside to the inside of the reaction vessel as compared with the fine adjustment range when the glass particulates are deposited. Reduce the amount of air supplied. As a result, the amount of air supplied from the outside of the reaction vessel to the inside of the reaction vessel is reduced, so that the flow of air inside the reaction vessel can be suppressed, and the glass fine particle deposit is prevented from being rapidly cooled. It is possible to prevent the body from cracking.
以下、本発明に係るガラス微粒子堆積体の製造方法の実施形態の例を、図面を参照しつつ説明する。
図1は本実施形態のガラス微粒子堆積体の製造方法を実施するガラス微粒子堆積体製造装置の一例を示す構成図であり、図2はガラス微粒子堆積時における空気取り込み部の制御状態を示すタイムチャートであり、図3はガラス微粒子の堆積時及びガラス微粒子の堆積終了時における総排気量に占める供給口から供給される外気の量と、調整弁から取り込まれる外気取り込み量との割合を示すタイムチャートである。
Hereinafter, an example of an embodiment of a method for producing a glass particulate deposit according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a glass particulate deposit body manufacturing apparatus for carrying out the glass particulate deposit body manufacturing method of the present embodiment, and FIG. 2 is a time chart showing a control state of an air intake section during glass particulate deposition. FIG. 3 is a time chart showing the ratio between the amount of outside air supplied from the supply port and the amount of outside air taken in from the regulating valve in the total exhaust amount at the time of deposition of glass particulates and at the end of deposition of glass particulates. It is.
図1に示すように、このガラス微粒子堆積体の製造装置10では、反応容器11の内部にガラス微粒子生成用のバーナ12が設けられており、噴出されるガラス原料ガス(SiCl4等)と水素ガス及び酸素ガスの燃焼によってガラス微粒子を発生する。また、反応容器11内部には、反応容器11に対する挿通箇所の気密状態を概ね保持して支持棒13が回転可能かつ上下移動可能に吊下げられており、支持棒13の下端には連結部18を介して出発棒19が接続されている。この出発棒19の外周及び下方に、バーナ12から噴出したガラス微粒子が堆積していき、ガラス微粒子堆積体14を形成する。反応容器11には、堆積しなかったガラス微粒子等を排出するための排気口15が設けられており、この排気口15には排気部20が設けられている。
As shown in FIG. 1, in this glass particle
排気部20は排気口15に取り付けられている排気ダクト21を有しており、排気ダクト21の下流側には、排気ファン(図示省略)が設けられている。また、排気ダクト21の途中位置には、排気ダクト21に取り込む外気の量を調整するために、空気取り込み部としての調整弁22が設けられている。調整弁22の開度を調整することにより、排気ダクト21に取り込む反応容器11の外部の空気の量を調整できるようになっている。また、反応容器11における排気口15と反対側の壁には、反応容器11の外部の空気を反応容器11内部に供給するための空気供給部としての供給口23が設けられている。供給口23は、単に開口を設けるようにしても良いが、ファンを設けたり、開閉弁を設けたりすることもできる。また、ダクトを取り付けるようにしても良い。
The
なお、反応容器11内部に圧力計16を設けて気圧を測定し、この測定結果を制御部17へ送信して、反応容器11内部の圧力が一定になるように制御部17により調整弁22の開度が制御される。例えば、排気部20による総排気量Qを一定としておき、図2に示すように、ガラス微粒子の堆積時における反応容器11内部の圧力が一定となるように、調整弁22の開度を微調整する。すなわち、測定された反応容器11内部の圧力が基準値より低い場合には、調整弁22の開度を上げて調整弁22からの外気の取り込み量Q2を多くすることで、反応容器11からの排気量Q1を少なくして、反応容器11内部の圧力を上げる。また、測定された圧力が基準値より高い場合には、調整弁22の開度を下げて調整弁22からの外気の取り込み量Q2を少なくし、反応容器11からの排気量Q1を多くして反応容器11内部の圧力を下げるようにする。
The
次に、本実施形態のガラス微粒子堆積体の製造方法について説明する。なお、図1に示したガラス微粒子堆積体製造装置10を用いた場合を一例として説明する。
反応容器11内においてバーナ12に供給したガラス原料ガス(SiCl4等)をバーナ12の酸水素火炎により加熱してガラス微粒子を発生させ、出発棒19の外周及び下方に堆積させてガラス微粒子堆積体14を形成する。このとき、出発棒19をその中心軸回りに回転させるとともに、ガラス微粒子の堆積に応じて上昇させる。例えば、ガラス微粒子堆積体のガラス微粒子堆積箇所にレーザ光を通過させ、その受光強度が一定となるように出発棒19を引き上げればよい。
Next, the manufacturing method of the glass particulate deposit body of this embodiment is demonstrated. In addition, the case where the glass fine particle deposit
A glass raw material gas (SiCl 4 or the like) supplied to the
排気部20では常に一定の総排気量Qで排気しており、総排気量Qは、反応容器11から排気ダクト21への排気量Q1と、排気ダクト21に取り込む外部の空気の取り込み量Q2との和となる。すなわち、Q=Q1+Q2である。なお、反応容器11は供給口23及び排気口15以外では略気密であるため、供給口23から供給される外部の空気の量は、反応容器11から排気ダクト21に排気される排気量Q1と同じになる。
The
バーナ12からガラス微粒子を発生させて堆積させているガラス微粒子の堆積時においては、反応容器11内部の圧力が一定になるように調整弁22の開度(調整弁の全開時面積を100とした開口の面積)を微調整する(図2参照)ことにより、排気ダクト21に取り込む外気の取り込み量Q2を微調整する。それに伴って、ガラス微粒子の堆積時における反応容器11内部からの排気量Q1は、取り込み量Q2の微調整範囲内で略一定に保たれる。
When depositing glass particles generated by depositing glass particles from the
そして、ガラス微粒子堆積体14が所定の大きさまで成長して、バーナ12によるガラス微粒子生成を停止させるガラス微粒子堆積の終了時には、供給口23から反応容器11内部へ供給する空気供給量Q1を、ガラス微粒子の堆積時の微調整の範囲と比較して減少させる。空気供給量Q1を減少させる手段として、排気部20による総排気量Qを一定として、調整弁22の開度を調整して調整弁22を介する取り込み量Q2を増加させることにより行うと良い。
Then, at the end of the glass fine particle deposition in which the glass
本実施形態においては、図3に示すように、ガラス微粒子の堆積時には調整弁22の開度を低くして調整弁22を介する取り込み量Q2を少なくすることにより、反応容器11からの排気量Q1を増加させる。一方、ガラス微粒子の堆積終了時には、調整弁22の開度を上げて調整弁22からの外気の取り込み量Q2を増加させることにより、反応容器11内部からの排気量Q1を減少させる。これにより、供給口23から供給される外気の供給量Q1を容易に減少させることができる。そのため、反応容器11内部における供給口23から排気口15へ向かう空気の流量を抑えることができ、ガラス微粒子堆積体14が外気により急冷されることを防止して、ガラス微粒子堆積体14に割れが生じることを防止することができる。このように、本実施形態の方法では、調整弁22の開度を調整するだけで、空気供給量Q1を効果的に減少させることができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the amount of exhaust Q1 from the
また、ガラス微粒子の堆積終了時に、供給口23を介して供給される空気供給量Q1よりも、調整弁22を介して取り込まれる空気取り込み量Q2を多くすることで、供給口23から反応容器11内部へ供給する空気供給量Q1を大幅に減少させて、ガラス微粒子堆積体14の急冷をより確実に防ぐことができる。
Further, at the end of the deposition of the glass fine particles, the air intake amount Q2 taken in through the
このように、本実施形態では、排気部20において、ガラス微粒子の堆積時には反応容器11内部の排気(Q1)を主とするが、ガラス微粒子の堆積終了時には調整弁22から取り込まれる外気(Q2)を主とするようにする。ガラス微粒子の堆積時には反応容器11内の排気を積極的に行なって、ガラス微粒子堆積体に堆積せず反応容器11内に浮遊する非堆積ガラス微粒子を、反応容器内から効果的に排出することができるとともに、ガラス微粒子の堆積終了時には、調整弁22の開度を上げて調整弁22から取り込まれた外気の排気(Q2)を主とすることにより、反応容器11内部からの排気量Q1を減少させて、ガラス微粒子堆積体14の急冷を防ぐことができる。
As described above, in the present embodiment, the
また、ガラス微粒子の堆積終了時には、ガラス微粒子堆積体14を空気供給部である供給口23の近傍から退避させると良い。本実施形態では、出発棒19を徐々に引き上げながらガラス微粒子堆積体14を軸方向に成長させるVAD法を採用しており、この場合は出発棒19を大きく引き上げることで、供給口23から排気ダクト21への気体の流速が比較的速い領域からの退避を行なって、ガラス微粒子堆積体14の急冷を効果的に防ぐことができる。また、出発棒19とバーナ12とを相対的に上下に移動させながら出発棒19の径方向にガラス微粒子堆積体14を成長させるOVD法を採用した場合であれば、上下方向の何れかに出発棒19を大きく移動させることで、ガラス微粒子堆積体14の急冷を効果的に防ぐことができる。
Further, at the end of the deposition of the glass fine particles, the glass
なお、上記実施形態においては、ガラス微粒子の堆積終了時には、バーナ12の火炎を停止するようにしたが、バーナ12の火炎を急に停止させずに、徐冷期間を設けるようにしても良い。この場合には、ガラス微粒子の堆積終了直後にはバーナ12の酸水素火炎は継続して発生させたまま、バーナ12へ供給するガラス原料ガスの供給を停止してガラス微粒子の発生を停止させ、徐々にバーナ12の酸水素火炎を小さくして消すと良い。これにより、ガラス微粒子の堆積終了時にガラス微粒子の発生は停止させつつ、反応容器11内部における空気の流れを減少させながら、バーナ12の火炎を小さくしていき、反応容器11内の温度変化を緩やかにすることができる。
In the above embodiment, the flame of the
また、前述した実施形態においては、排気部20による総排気量Qを一定として、調整弁22の開度を調整することにより供給口23から供給される外気の量Q1を減少させたが、排気部20の排気ダクト21に弁を設け、この弁の開度を調整することにより総排気量Qを減少させて、供給口23から供給される外気の量Q1を減少させることも可能である。
また、供給口23に弁を設けて、供給口23から供給される外気の量Q1を調整することも可能である。
Further, in the above-described embodiment, the amount Q1 of the outside air supplied from the
It is also possible to provide a valve at the
10 ガラス微粒子堆積体の製造装置
11 反応容器
12 バーナ
14 ガラス微粒子堆積体
15 排気口
16 圧力計
17 制御部
20 排気部
22 調整弁(空気取り込み部)
23 供給口(空気供給部)
DESCRIPTION OF
23 Supply port (air supply part)
Claims (4)
前記反応容器は、前記反応容器内部の気体を排気する排気部と、前記反応容器内部に空気を供給する空気供給部とを有し、
前記排気部は、前記反応容器内部から排気する気体の量を調整するために前記反応容器の外部の空気を取り入れる空気取り込み部を有し、
ガラス微粒子の堆積終了時に、ガラス微粒子の堆積時の微調整の範囲と比較して前記空気供給部からの空気供給量を減少させることを特徴とするガラス微粒子堆積体の製造方法。 A method for producing a glass particulate deposit that deposits glass particulates generated by a burner in a reaction vessel,
The reaction container has an exhaust part for exhausting the gas inside the reaction container, and an air supply part for supplying air into the reaction container,
The exhaust part has an air intake part that takes in air outside the reaction container in order to adjust the amount of gas exhausted from the reaction container.
A method for producing a glass particulate deposit, characterized in that, at the end of the deposition of glass particulates, the amount of air supplied from the air supply section is reduced as compared with the range of fine adjustment during the deposition of glass particulates.
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