JP2010037122A - 多孔質ガラス母材の製造装置及び多孔質ガラス母材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 石英炉心管内を清浄に保ち、処理ガラス表面の異常を防ぎ、析出物質の浮遊を防ぐ。
【解決手段】 多孔質ガラス母材３を挿入した炉心管１に処理ガスを供給して多孔質ガラス母材３を加熱処理する多孔質ガラス母材の製造方法であって、加熱処理した多孔質ガラス母材３を炉心管１から取り出した後、炉心管１の加熱部ＨＴに隣接する低温域ＬＴ１，ＬＴ２に対し、パージガスを噴出しながら外部へ排気する。低温域ＬＴ１，ＬＴ２には、パージガスを噴出させるガス吹き付けノズルｇｎ１，ｇｎ２と、排気管ｅｐ１，ｅｐ２を設ける。ガス吹き付けノズルｇｎ１，ｇｎ２は、軸線１５を上下方向に配置した炉心管１の低温域ＬＴ１，ＬＴ２の下側に配置し、排気管ｅｐ１，ｅｐ２は、低温域ＬＴ１，ＬＴ２の上側に配置することが望ましい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、多孔質ガラス母材を挿入した炉心管に処理ガスを供給して多孔質ガラス母材を加熱する多孔質ガラス母材の製造装置及び多孔質ガラス母材の製造方法に関する。

従来より、例えば光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造の際に、クラッドの材質としてフッ素を添加するため、ＳｉＯ₂スート付けをした後にフッ素雰囲気で１２００〜１６５０℃程度の高温に加熱してフッ素添加とともにガラスの焼結を進行させる方法が提案されている（特許文献１参照）。

この方法では処理ガスとしてＳｉＦ₄ を用い、得られたＳｉＯ₂ スートをＳｉＦ₄ を含有する雰囲気中で１２００〜１６００℃に加熱して、Ｆ添加、透明ガラス化処理を行い、コア外周にＦを含有するＳｉＯ₂ガラスからなるクラッドを形成する。このように、スス付け後にＦ添加と焼結を行なうフッ素添加焼結処理法は本明細書中で「Ｆ添加焼結法」と称する。

図５はＦ添加焼結法に用いられる従来の製造装置の概略構成図である。
製造装置５００は、軸線を上下方向に配置した縦型の炉心管５０１と、炉心管５０１の外周から多孔質ガラス母材（光ファイバプリフォーム）５０３を加熱するヒータ５０５と、ヒータ５０５及び炉心管５０１の周囲を覆う炉ケーシング（不図示）とを備える。炉心管５０１には排気管５０７を介して排ガス処理装置（不図示）が接続される。炉心管５０１の上部には上蓋５０９が設けられ、上蓋５０９は多孔質ガラス母材５０３を吊持する支持棒５１１を昇降自在に挿通する。

製造装置５００は、図に矢印Ｇで示すように、炉心管５０１の下部の処理ガス供給口５１３から炉心管５０１内に、ＳｉＦ₄ 等の処理ガスを所定圧で供給し、堆積体をフッ素化合物ガス雰囲気中で加熱焼結する。

ところで、上記したようなＦ添加焼結法においては、排ガス中の浮遊物質が堆積することがあり、この浮遊物質の堆積により排気管が詰まることが問題となる。このため、排気管の途中に、排ガスを衝突・滞留させるガス溜まりを有した浮遊物回収用配管を装備し、炉心管内で生成される浮遊物質をこの浮遊物回収用配管で付着させて回収する技術が知られている（特許文献２参照）。

特開平１０−５９７３７号公報 特開２００３−２４６６２８号公報

上記したように、Ｆ添加する光ファイバプリフォームの製造では、コア用シリカガラスの外周にガラス微粒子を堆積した後、この堆積体をフッ素化合物ガス雰囲気中で加熱焼結することにより、フッ素を含有するシリカガラスからなるクラッド層を形成する。
しかしながら、従来のＦ添加焼結法では、フッ素化合物ガスを添加するため、光ファイバプリフォーム５０３及び石英製炉心管５０１がエッチングされ、その成分（主にＳｉＯ₂）が炉心管５０１の低温域ＬＴ１，ＬＴ２で析出して炉心管内壁に付着し、堆積する。その堆積物が膜状に成長（したがって、１回の製造で析出する程度の膜は問題とならない）してくると内壁から剥がれて脱落、浮遊して光ファイバプリフォーム５０３の表面に付着する。そのため、表面にその付着した痕跡が残ることがあり、光ファイバプリフォーム５０３の品質を低下させた。
また、プロセス中に浮遊した膜が排気管５０７に入り排気流路を狭くしてしまい不安定な排気要因となることもあった。更に、炉心管５０１から光ファイバプリフォーム５０３を取り出す時に、炉心管上部の上蓋５０９を解放するが、その際に炉心管内部に外気が混入して乱流が発生し、付着した膜が剥離して舞い上がる。その浮遊物質も光ファイバプリフォーム表面に付着した。

炉心管５０１の内壁に付着した部分を高温に加熱することで膜を除去することもできるが、石英ガラス管を高温（１０００℃以上）に加熱した場合に石英ガラス管がクリストバライト（失透過現象）化してくる。その状態で温度を元の低い定常維持温度（３００℃）以下に戻すと割れが発生し、高価な炉心管５０１が破損する深刻な問題を招く虞があった。

また、先の特許文献２に記載された、装置の稼働率を向上させるため、排気管の目詰まりを防止する技術は、排気管の目詰まりは防止できるものの、炉心管の内壁面に膜の付着することは防げず、炉心管を清浄に保つことはできなかった。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、石英炉心管内を清浄に保ち、処理ガラス表面の異常を防ぎ、析出物質の浮遊を防ぐこのできる多孔質ガラス母材の製造方法及び多孔質ガラス母材の製造装置を提供することにある。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 多孔質ガラス母材を挿入した炉心管に処理ガスを供給して前記多孔質ガラス母材を加熱処理する多孔質ガラス母材の製造装置であって、前記炉心管の加熱部に隣接する低温域に、炉心管内壁に沿ってパージガスを噴出するガス吹き付けノズルと、排気管を設けたことを特徴とする多孔質ガラス母材の製造装置。

この多孔質ガラス母材の製造装置によれば、ガス吹き付けノズルから低温域に吹き出されたパージガスが、同じく低温域に設けられた排気管から排出され、低温域にはガス吹き付けノズルから排気管に向かって流れる高速気流が形成される。この流れは、壁面に沿って流れるものであればよい。この高速気流にて、低温域で生成された光ファイバプリフォーム及び石英製炉心管のエッチングによる析出物質が、搬送されて排気管から炉心管外へ排出される。また、高速気流は、炉心管内壁に堆積したシリカ膜も剥離し、剥離したシリカ膜を同様に排気管から炉心管外へ排出する。

（２） 前記ガス吹き付けノズルが、縦型の前記炉心管の低温域の下側に配置され、前記排気管が、該低温域の上側に配置されたことを特徴とする（１）の多孔質ガラス母材の製造装置。

この多孔質ガラス母材の製造装置によれば、炉心管内の低温域にエッチング成分が付着するので、その領域の下側からガスを吹き付けることにより、付着して剥離しかけているシリカ膜を剥がすことができる。剥がれたシリカ膜は上部に排気管があるのでそこから排出される。排出しきれない細かなシリカ膜は、処理ガス排気管から排出されるが、微量なので従来のように排気管がシリカ膜で詰まる程の量にならない。なお、炉心管には高温部の上方と下方に低温域ができるため、加熱部の両端側となる上部と下部のそれぞれにノズル及び排気管を配置するのがよい。
炉内は高温であり、炉心管の壁面近くには上昇気流が生じている。このため、下から上にガスを吹き付けることで、スムースにシリカ膜を排出することができる。

（３） 前記ガス吹き付けノズルと前記排気管が、前記炉心管の軸線を中心とし、前記炉心管内径近傍を通る螺旋の延長上に配置されたことを特徴とする（１）又は（２）の多孔質ガラス母材の製造装置。

この多孔質ガラス母材の製造装置によれば、吹き付けノズルと排気管を、ほぼ炉心管内径近傍を通る螺旋の延長上に配置することによって、下側から吹き出されたパージガスが、炉心管の内壁に沿って旋回しながら上昇し、同じく低温域の上側に設けられた排気管から排出される。つまり、ガス吹き付けノズルから排気管に向かって上昇する旋回流が形成される。この旋回流にて、低温域で生成された光ファイバプリフォーム及び石英製炉心管のエッチングによる析出物質が、搬送されて排気管から炉心管外へ排出される。また、旋回流は、炉心管内壁に堆積したシリカ膜も剥離し、剥離したシリカ膜を同様に排気管から炉心管外へ排出する。流れ方向が不特定な高速気流に比べて、旋回流は炉心管内壁に沿ってまんべんなく流れ、剥離効果、搬送作用を高める。

（４） 前記ガス吹き付けノズルと前記排気管が、複数配置されたことを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１つの多孔質ガラス母材の製造装置。

この多孔質ガラス母材の製造装置によれば、高速気流や旋回流が、炉心管内壁に沿って密に形成され、シリカ膜の剥離効果や、その搬送作用が増す。

（５） 前記ガス吹き付けノズルが、上側へ向けて傾斜されたことを特徴とする（１）〜（４）のいずれか１つの多孔質ガラス母材の製造装置。

この多孔質ガラス母材の製造装置によれば、ガス吹き付けノズルから炉心管内壁に沿いながら、排気管に向かって上昇する旋回流が形成され易くなる。

（６） 前記ガス吹き付けノズルから噴出されるパージガスを加熱するパージガス加熱手段が装備されたことを特徴とする（１）〜（５）のいずれか１つの多孔質ガラス母材の製造装置。

この多孔質ガラス母材の製造装置によれば、予熱（２００〜８００℃）されたパージガスが噴出されることで、炉心管のクリストバライト化している部分に、常温のパージガスが吹き付けられ、高温域の炉心管が冷やされることによる割れ発生が防止される。

（７） 上記（１）〜（６）に記載の多孔質ガラス母材の製造装置を使用し、多孔質ガラス母材を加熱処理する多孔質ガラス母材の製造方法であって、前記加熱処理した多孔質ガラス母材を炉心管から取り出した後、前記炉心管の加熱部に隣接する低温域に対し、炉心管内壁に沿ってパージガスを噴出しながら外部へ排気することを特徴とする多孔質ガラス母材の製造方法。

この多孔質ガラス母材の製造方法によれば、シリカ膜の生成される低温域を対象として、高速な上昇気流を発生させ、炉心管内壁に付着した析出物質を高速気流にて搬送し、速やかに且つ効率よく炉心管外へ排出することができる。なお、炉心管内におけるシリカ膜の剥離は、ある程度成長して膜厚が厚くなると発生するので、定期的に剥離を促す程度に吹き付け・排気を行えばよく、１回の製造の都度、パージガスの吹き付け・排気を行わなくともよい。

本発明に係る多孔質ガラス母材の製造方法によれば、加熱処理した多孔質ガラス母材を炉心管から取り出した後、炉心管の加熱部に隣接する低温域に対し、パージガスを噴出しながら外部へ排気するので、シリカ膜の生成される低温域を対象として、高速な上昇気流を発生させ、炉心管内壁に付着した析出物質を高速気流にて搬送し、速やかに且つ効率よく炉心管外へ排出することができる。この結果、石英炉心管内を清浄に保ち、処理ガラス表面の異常を防ぎ、析出物質の浮遊を防ぐことができる。

本発明に係る多孔質ガラス母材の製造装置によれば、炉心管の加熱部に隣接する低温域に、パージガスを噴出させるガス吹き付けノズルと、排気管を設けたので、ガス吹き付けノズルから低温域に吹き出されたパージガスが、同じ低温域に設けられた排気管から排出され、低温域にはガス吹き付けノズルから排気管に向かって流れる高速気流が形成される。この高速気流にて、低温域で生成された光ファイバプリフォーム及び石英製炉心管のエッチングによる析出物質が、搬送されて排気管から炉心管外へ排出される。また、高速気流は、炉心管内壁に堆積したシリカ膜も剥離し、剥離したシリカ膜を同様に排気管から炉心管外へ排出する。この結果、石英炉心管内を清浄に保ち、処理ガラス表面の異常を防ぎ、析出物質の浮遊を防ぐことができる。

以下、本発明に係る多孔質ガラス母材の製造方法及び多孔質ガラス母材の製造装置の好適な実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る製造装置の概略を表す構成図である。
本実施の形態による製造装置１００は、軸線を上下方向に配置した炉心管１と、炉心管１の外周から多孔質ガラス母材（光ファイバプリフォーム）３を加熱するヒータ５と、ヒータ５及び炉心管１の周囲を覆う炉ケーシング（不図示）と、ガス吹き付けノズルｇｎ１，ｇｎ２と、排気管ｅｐ１，ｅｐ２を備える。炉心管１には処理ガス排気管７を介して排ガス処理装置（不図示）が接続される。炉心管１の上部には上蓋９が設けられ、上蓋９は光ファイバプリフォーム３を回転可能に吊持する支持棒１１を昇降自在に挿通する。

製造装置１００は、図に矢印Ｇで示すように、炉心管１の下部の処理ガス供給口を設けた処理ガス供給管１３から炉心管１内に、ＳｉＦ₄ 等の処理ガスを所定圧で供給し、堆積体をフッ素化合物ガス雰囲気中で加熱焼結（Ｆ添加焼結）する。炉心管１は、石英により形成されており、ヒータ５の発熱により炉心管１のうちヒータ５の内側に位置する箇所（加熱部）ＨＴを中心に昇温させる。光ファイバプリフォーム３は、支持棒１１により吊り下げられる形で支持棒１１と一体的に形成されており、支持棒１１が取り付けられる昇降装置（不図示）により上下に昇降させることが可能である。また、昇降装置は支持棒１１とともに光ファイバプリフォーム３をその軸回りに回転させることも可能となっている。また、上蓋９は、光ファイバプリフォーム３の導入時や取り出し時に、炉心管上端の開口部を開閉する。

処理ガス供給管１３には処理ガスを供給するガス供給制御装置（不図示）が接続される。ガス供給制御装置は、炉心管１の下部に設けられた処理ガス供給管１３から、炉心管１内に処理ガスを供給する。処理ガスとしては、前記理由からＳｉＦ₄ が用いられる。

また、炉心管１の上端近傍には炉心管内圧モニタ（不図示）が設けられており、炉内空間の圧力を適時モニタすることができるようになっている。この炉心管内圧モニタにて測定されたデータは、ガス供給制御装置に送られて、処理ガス供給管１３への処理ガスの供給量を調節するのに利用される。炉内空間の圧力を大気圧以上に維持することで、炉内空間への外気の侵入を防ぐことができ、製造するガラス母材の品質を良好に維持することができる。

炉心管１の加熱部ＨＴに隣接する炉心管１上下方向の低温域ＬＴ１，ＬＴ２には、パージガスを噴出させるガス吹き付けノズルｇｎ１，ｇｎ２と、排気管ｅｐ１，ｅｐ２が設けられている。パージガスとしては不活性ガス、例えばＮ₂などが用いられる。本実施の形態において、ガス吹き付けノズルｇｎ１，ｇｎ２は、軸線１５を上下方向に配置した炉心管１の低温域ＬＴ１，ＬＴ２の下側に配置され、排気管ｅｐ１，ｅｐ２は、低温域ＬＴ１，ＬＴ２の上側に配置される。

炉心管１内の低温域ＬＴ１，ＬＴ２にはエッチング成分が付着するので、その領域の下側からパージガスを吹き付けると、付着して剥離しかけているシリカ膜が剥がれる。剥がれたシリカ膜は上部に排気管ｅｐ１，ｅｐ２があるのでそこから排出される。また、排出しきれない細かいシリカ膜があっても、処理ガス排気管７から排出できる。炉心管１には高温部の上方と下方に、２つの低温域ＬＴ１，ＬＴ２ができるため、加熱部ＨＴの両端側となる上部と下部のそれぞれにガス吹き付けノズルｇｎ１，ｇｎ２及び排気管ｅｐ１，ｅｐ２を２組配置するのがよい。

図２は低温域の軸線を含む断面視を（ａ）、その平面視を（ｂ）で表したガス吹き付けノズルと排気管の位置関係の模式図である。
ガス吹き付けノズルｇｎ１，ｇｎ２と排気管ｅｐ１，ｅｐ２は、図２に示すように、炉心管１の軸線１５を中心とした螺旋１７の延長上に配置されることが好ましい。なお、螺旋１７は、軸線１５を略中心として旋回する筋であり、厳密には円柱面上をまわりながら軸線方向に一定の速度で進んでいく時にできる渦巻き状の空間曲線を理想とするが、各旋回半径Ｒ、各段の旋回曲線の間隔Ｐは多少のバラツキがあってもよい。また、図例では下側の低温域ＬＴ１を示したが、上側の低温域ＬＴ２における構成も同様となる。

このようにガス吹き付けノズルｇｎ１，ｇｎ２と排気管ｅｐ１，ｅｐ２をほぼ螺旋の延長上に配置することによって、下側から吹き出されたパージガスＰＧが、炉心管１の内壁１ａに沿って旋回しながら上昇し、同じ低温域の上側に設けられた排気管ｅｐ１，ｅｐ２から排出される。つまり、ガス吹き付けノズルｇｎ１，ｇｎ２から排気管ｅｐ１，ｅｐ２に向かう旋回流が形成される。この旋回流にて、低温域ＬＴ１，ＬＴ２で生成された光ファイバプリフォーム３及び石英製炉心管１のエッチングによる析出物質が、搬送されて排気管ｅｐ１，ｅｐ２から炉心管外へ排出される。また、旋回流は、炉心管内壁１ａに堆積したシリカ膜も剥離し、剥離したシリカ膜を同様に排気管ｅｐ１，ｅｐ２から炉心管外へ排出する。流れ方向が不特定な高速気流に比べて、旋回流は炉心管内壁１ａに沿ってまんべんなく流れ、剥離効果、搬送作用を高めることができる。

図３は複数のガス吹き付けノズルが設けられた低温域の平面図である。
ガス吹き付けノズルｇｎ１，ｇｎ２と排気管ｅｐ１，ｅｐ２は、複数配置されてもよい。例えば下側の低温域ＬＴ１に設けられるガス吹き付けノズルｇｎ１は、図３に示すように、炉心管１の接線方向４つのガス吹き付けノズルｇｎ１Ａ，ｇｎ１Ｂ，ｇｎ１Ｃ，ｇｎ１Ｄを、円周方向等間隔（９０度間隔）に配設することができる。ガス吹き付けノズルｇｎ２、排気管ｅｐ１，ｅｐ２についても同様に構成することができる。これにより、高速気流や旋回流が、炉心管内壁１ａに沿って密に形成され、シリカ膜の剥離効果や、その搬送作用を増大させることができる。

また、ガス吹き付けノズルｇｎ１，ｇｎ２は、上側へ向けて傾斜させることが好ましい。ガス吹き付けノズルｇｎ１，ｇｎ２を上向き傾斜させて、パージガスＰＧを斜め上へ噴出させることで、ガス吹き付けノズルｇｎ１，ｇｎ２から炉心管内壁１ａに沿いながら、排気管ｅｐ１，ｅｐ２に向かって上昇する旋回流がより形成され易くなる。

更に、製造装置１００には、ガス吹き付けノズルｇｎ１，ｇｎ２から噴出されるパージガスを加熱するパージガス加熱手段（不図示）が装備されてもよい。パージガス加熱手段は、個々のガス吹き付けノズルｇｎ１，ｇｎ２に取り付けても良いし、その前の個々のガス吹き付けノズルに供給する大元の箇所に取り付けてもよい。これにより、予熱（２００〜８００℃）されたパージガスが噴出されることで、炉心管１のクリストバライト化している部分に、常温のパージガスが吹き付けられ、高温域の炉心管１が冷やされることによる割れ発生が防止される。

図４は処理ガス供給管、処理ガス排気管を兼用する変形例の構成図である。
図４に示すように、製造装置１００Ａは、低温域ＬＴ１，ＬＴ２に設けられるガス吹き付けノズルｇｎ１、排気管ｅｐ２を省略した構成とすることができる。なお、この変形例による構成において、処理ガス供給管１３は、図例のように軸線１５方向の下方から接続する他に、図１に示すガス吹き付けノズルｇｎ１の位置で接続してもよい。このような構成とすることで、パージガスＰＧを螺旋状に流すことができ、しかも、ガス吹き付けノズルｇｎ１、排気管ｅｐ２を省略して装置コストを低減することができる。処理ガス供給管１３には不図示の切替弁にて処理ガス又はパージガスＰＧが選択的に供給されるようにする。また、低温域ＬＴ２において、パージガスＰＧが処理ガス排気管７から排気される。処理ガス排気管７からは切替弁にて処理ガス又はパージガスＰＧが選択的に排気されるようにしてもよい。

次に、上記構成を有する製造装置１００を用いた多孔質ガラス母材の製造方法について説明する。
上記製造装置１００を用いた光ファイバプリフォーム３の製造方法では、Ｆ添加焼結した光ファイバプリフォーム３を炉心管１から取り出した後、炉心管１の加熱部ＨＴに隣接する低温域ＬＴ１，ＬＴ２に対し、ガス吹き付けノズルｇｎ１，ｇｎ２からパージガスＰＧを噴出させる。

ガス吹き付けノズルｇｎ１，ｇｎ２から低温域ＬＴ１，ＬＴ２に吹き出されたパージガスＰＧは、同じ低温域ＬＴ１，ＬＴ２に設けられた排気管ｅｐ１，ｅｐ２から排出される。これにより、低温域ＬＴ１，ＬＴ２にはガス吹き付けノズルｇｎ１，ｇｎ２から排気管ｅｐ１，ｅｐ２に向かって流れる高速気流が形成される。この流れは、壁面に沿って噴出するものであればよいが、好ましくは上記旋回流とすることがよい。

この高速気流にて、低温域ＬＴ１，ＬＴ２で生成された光ファイバプリフォーム３及び石英製炉心管１のエッチングによる析出物質が、搬送されて排気管ｅｐ１，ｅｐ２から炉心管外へ排出される。また、高速気流は、炉心管内壁１ａに堆積したシリカ膜も剥離し、剥離したシリカ膜を同様に排気管ｅｐ１，ｅｐ２から炉心管外へ排出する。

このように、シリカ膜の生成される低温域ＬＴ１，ＬＴ２を対象として、高速な気流を発生させ、炉心管内壁１ａに付着した析出物質を高速気流にて搬送し、速やかに且つ効率よく炉心管外へ排出することが可能となる。なお、炉心管内におけるシリカ膜の剥離は、ある程度成長して膜厚が厚くなると発生するので、定期的に剥離を促す程度に吹き付け・排気を行えばよく、１回の製造の都度、パージガスＰＧの吹き付け・排気を行わなくともよい。

したがって、上記の多孔質ガラス母材の製造方法によれば、Ｆ添加焼結した光ファイバプリフォーム３を炉心管１から取り出した後、炉心管１の加熱部ＨＴに隣接する低温域ＬＴ１，ＬＴ２に対し、パージガスＰＧを流しながら外部へ排気するので、シリカ膜の生成される低温域ＬＴ１，ＬＴ２を対象として、高速な気流を発生させ、炉心管内壁１ａに付着した析出物質を高速気流にて搬送し、速やかに且つ効率よく炉心管外へ排出することができる。この結果、石英炉心管内を清浄に保ち、光ファイバプリフォーム表面への析出物質の付着を防ぎ、析出物質の浮遊を防ぐことができる。

以上のように、多孔質ガラス母材の製造装置１００によれば、炉心管１の加熱部ＨＴに隣接する低温域ＬＴ１，ＬＴ２に、パージガスＰＧを噴出させるガス吹き付けノズルｇｎ１，ｇｎ２と、排気管ｅｐ１，ｅｐ２を設けたので、ガス吹き付けノズルｇｎ１，ｇｎ２から低温域ＬＴ１，ＬＴ２に吹き出されたパージガスＰＧが、同じ低温域ＬＴ１，ＬＴ２に設けられた排気管ｅｐ１，ｅｐ２から排出され、低温域ＬＴ１，ＬＴ２にはガス吹き付けノズルｇｎ１，ｇｎ２から排気管ｅｐ１，ｅｐ２に向かって流れる高速気流が形成される。この高速気流にて、低温域ＬＴ１，ＬＴ２で生成された光ファイバプリフォーム３及び石英製炉心管１のエッチングによる析出物質が、搬送されて排気管ｅｐ１，ｅｐ２から炉心管外へ排出される。また、高速気流は、炉心管内壁１ａに堆積したシリカ膜も剥離し、剥離したシリカ膜を同様に排気管ｅｐ１，ｅｐ２から炉心管外へ排出する。この結果、石英炉心管内を清浄に保ち、処理ガラス表面の異常を防ぎ、析出物質の浮遊を防ぐことができる。

また、プロセス中は炉心管１の下側から処理ガスを入れ、上側から排気を行っている。これは上昇気流の関係で下から上の方へ処理ガスが流れるためであるが、その様な炉心管１で上から下へ向かってシリカ膜を剥がそうとすると、炉心管下部にシリカ膜が溜まり、上昇気流によってプロセス時に舞い上がってしまう。上記実施の形態では、下側から上側へ向かって流れる旋回流を形成し、下から上へ剥がすことにより、プロセス時の舞い上がりを避けることができる。

上記した多孔質ガラス母材の製造方法は、光ファイバ用焼結炉だけではなく、他のフッ素化合物ガス雰囲気中で加熱するガラス製造方法にも有効となる。

なお、上記した実施形態では、Ｆ添加焼結する焼結炉について説明したが、本発明は脱水炉に適用しても効果が得られるものである。

また、上記実施の形態では、上昇する旋回流を形成するので、特に円筒炉心管１に採用して顕著な効果が得られる。

そして、パージガスＰＧは、ガス吹き付けノズルｇｎ１，ｇｎ２と排気管ｅｐ１，ｅｐ２が正確に位置決めされることで、螺旋状に流すことが可能であるが、補助的に、壁面に螺旋状の溝を設けることも可能である。

本発明に係る製造装置の概略を表す構成図である。 低温域の軸線を含む断面視を（ａ）、その平面視を（ｂ）で表したガス吹き付けノズルと排気管の位置関係の模式図である。 複数のガス吹き付けノズルが設けられた低温域の平面図である。 処理ガス供給管、処理ガス排気管を兼用する変形例の構成図である。 Ｆ添加焼結法に用いられる従来の製造装置の概略構成図である。

符号の説明

１ 炉心管
３ 光ファイバプリフォーム（多孔質ガラス母材）
１５ 軸線
１７ 螺旋
１００ 多孔質ガラス母材の製造装置
ｅｐ１，ｅｐ２ 排気管
ｇｎ１，ｇｎ２ ガス吹き付けノズル
ＨＴ 加熱部
ＬＴ１，ＬＴ２ 低温域
ＰＧ パージガス

Claims (7)

1. 多孔質ガラス母材を挿入した炉心管に処理ガスを供給して前記多孔質ガラス母材を加熱処理する多孔質ガラス母材の製造装置であって、
   前記炉心管の加熱部に隣接する低温域に、炉心管内壁に沿ってパージガスを噴出するガス吹き付けノズルと、排気管を設けたことを特徴とする多孔質ガラス母材の製造装置。
2. 前記ガス吹き付けノズルが、縦型の前記炉心管の低温域の下側に配置され、前記排気管が、該低温域の上側に配置されたことを特徴とする請求項１記載の多孔質ガラス母材の製造装置。
3. 前記ガス吹き付けノズルと前記排気管が、前記炉心管の軸線を中心とし、前記炉心管内径近傍を通る螺旋の延長上に配置されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の多孔質ガラス母材の製造装置。
4. 前記ガス吹き付けノズルと前記排気管が、複数配置されたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の多孔質ガラス母材の製造装置。
5. 前記ガス吹き付けノズルが、上側へ向けて傾斜されたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の多孔質ガラス母材の製造装置。
6. 前記ガス吹き付けノズルから噴出されるパージガスを加熱するパージガス加熱手段が装備されたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の多孔質ガラス母材の製造装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の多孔質ガラス母材の製造装置を使用し、多孔質ガラス母材を加熱処理する多孔質ガラス母材の製造方法であって、
   前記加熱処理した多孔質ガラス母材を炉心管から取り出した後、前記炉心管の加熱部に隣接する低温域に対し、炉心管内壁に沿ってパージガスを噴出しながら外部へ排気することを特徴とする多孔質ガラス母材の製造方法。
   

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