JPH04231339A - 固形予備成形体から光ファイバーを引抜き加工するための方法および装置 - Google Patents

固形予備成形体から光ファイバーを引抜き加工するための方法および装置

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JPH04231339A
JPH04231339A JP3168417A JP16841791A JPH04231339A JP H04231339 A JPH04231339 A JP H04231339A JP 3168417 A JP3168417 A JP 3168417A JP 16841791 A JP16841791 A JP 16841791A JP H04231339 A JPH04231339 A JP H04231339A
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fibers
gas
cooling
drawn
fiber
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JP3168417A
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Dieter Strackenbrock
デイーター・シユトラッケンブロック
Bernd Lange
ベルント・ランゲ
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Alcatel Lucent NV
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Alcatel NV
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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
    • C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
    • C03B37/027—Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres
    • C03B37/02718—Thermal treatment of the fibre during the drawing process, e.g. cooling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2205/00—Fibre drawing or extruding details
    • C03B2205/50—Cooling the drawn fibre using liquid coolant prior to coating, e.g. indirect cooling via cooling jacket

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  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、予備成形体を炉を経て
垂直方向で案内し、繊維が引抜メニスカスの形で引抜か
れる下端部において引抜温度に加熱し、その際引抜かれ
た繊維を引続き引抜方向とは反対方向に整向されている
ガス流により引抜温度から冷却して行う、固形予備成形
体から光ファイバーを引抜き加工するための方法および
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】冒頭に記載した様式の方法は久しい以前
から公知であり（ヨーロッパ特許公報第０　　０７９　
　１６８号参照）、この方法にあっては予備成形体から
引抜き加工された繊維の冷却は、冷却管の端部において
繊維に対して傾斜して吹出されるヘリウム−ガス流を使
用して行われる。繊維に衝突した後に事実上層状に経過
する冷却作用を行うガスの流れでは、実験で確かめられ
ているように、最適な冷却は短時間では達せられず、従
ってこのような冷却方法を適用して行う製造速度および
引抜き速度には限りがある。更に、繊維表面に対して斜
めに指向して適用されるガス流は繊維の振動を誘起し、
この振動は繊維の品質に悪い影響を与え、しかも引続き
行われる積層工程にも悪影響を与える。更に、この公知
方法におけるガスによる冷却能の不十分さ、引抜き速度
が増大した際著しいガス消費量の増大を招く。
【０００３】上記のような振動を回避することを目的と
した光ファイバーを冷却するための方法が既に公知にな
っているが（ヨーロッパ特許公報第１７４　　６９９号
）、しかしこの方法にあっては繊維の冷却は本質的に冷
却作用を行う壁部における熱の放出によって行われ、そ
の際ガスは熱伝達媒体として働き、冷却されることなく
本来の冷却管の外側の空域内に導入される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような公知技術
を基礎として、本発明の根底をなす課題は、導入された
ガスが直に冷却のために使用され、かつ冷却材の消費が
製造速度がどんなに速くとも僅少に抑えられ、かつ高品
質の繊維を得ることが可能であるように、繊維の振動を
抑制する可能性を見いだすことである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題は本発明によ
り、冷却作用を行うガス流に長手方向流以外に回転流を
作用させることにより解決される。
【０００６】上記の構成により、必要とする冷却ガス量
は匹敵する引抜き速度にあって激烈に低減され、このよ
うに更に冷却ガス量が低減される傍ら製造速度も増速さ
れる。加えて、冷却効果も改善され、しかも繊維の冷却
装置内での一様な走過も阻害されることがない。
【０００７】長手方向流に対して回転流を作用させるこ
とは、ガス流を供給部の領域内で走過する繊維に対して
接線方向で整向させることにより有利に行うことが可能
である。これは本発明による構成により、例えばガス流
を供給部の領域内で、繊維から分離されていてかつこの
繊維を同心状に囲繞している環状空域内に導入すること
によって達せられる。これによりガス流を導入している
間の心線に対するどんな機械的な影響も回避され、回転
流は繊維の引抜き方向とは反対方向で上方へと伝播し、
繊維表面に残留する残余ガス層により阻害されない繊維
の直接的な冷却が行われる。これにより冷却区間自体が
極めて短くなり、エネルギーの消費と冷却ガスの消費と
が更にメンテナンスに要する費用も最小限にとどめられ
、従って光ファイバーの製造を低コストで行うことが可
能となる。
【０００８】冷却材のより以上の節約には、冷却作用を
行うガス流をその供給部上方において半径方向で吸収し
、循環系で戻す構成も寄与する。これに加えて半径方向
で冷却材を吸収することにより長手方向流に作用される
回転流の効果が増大される。
【０００９】上記の方法を実施するために、ガス供給開
口（ＥＮ）の下方の領域内で周囲空域内で自由に終わっ
ている繊維案内管が上方からガス吸収室内に導入されて
いることを特徴とする装置が特に有利であることが分か
った。即ち、繊維は流入するガス流により全く影響を受
けることがなく、このガス流は繊維案内管の下端部を巡
って転向して始めて繊維の引抜き方向に対して反対方向
で上方へと導かれ、その際この流れは同時に繊維の周方
向で捩れ作用を受ける。
【００１０】本発明による他の構成により、ガス吸収室
内に導入された繊維案内管の長さは調節可能である。こ
れにより、その都度選択された製造速度或いは引抜き速
度への適合が容易に行われ、更に流入する冷却媒体によ
る繊維の振動の誘起が全く阻止される。
【００１１】本発明にとって重要なことは、既に上に述
べたように、冷却作用を行うガス流が先ず繊維の引抜き
方向で案内され、引続き引抜き方向に対して反対方向に
転向されることである。本発明による構成にあっては、
ガス吸収室に接続して設けられているガス案内および／
または転向のための円錐形案内体がこの目的を果たす使
用される。更にこの円錐形案内体は冷却作用を行うガス
流に付加的に渦流を生じさせる。
【００１２】冷却区間が短縮され、かつ冷却区間が同じ
であったも引抜き速度が増大する付加的な構成として、
繊維案内管はガス吸収室の上方の領域内において冷却材
を案内する管体によって囲繞されている。これにより付
加的な冷却効果が達せられ、この冷却効果により冷却装
置内への入口における例えば１７００°Ｃの繊維の温度
が冷却装置出口にあっては６０°Ｃに冷却される。
【００１３】繊維案内管は本発明による構成にあっては
その上端部でもってガス吸収室に接続しており、これに
より冷却を行う流れの支障のない経過が達せられる。吸
収室への入口および／または円錐形案内体の出口はアイ
リス絞りで開閉可能であり、このアイリス絞りは空気圧
により、或いは手により調節可能である。その際繊維の
ための流過開口は、冷却装置から流出する冷却ガスの量
を配慮する必要がないように選択されている。
【００１４】以下に添付した図面に図示した実施例につ
き本発明を詳しく説明するか
【００１５】
【実施例】光情報伝達のためのガラスフアイバーは、引
抜き炉から出て、適当な合成物質である積層材料が例え
ば塗布される以前に、装置が立形の場合上方から下方へ
と冷却装置を案内される。繊維はこの冷却装置内でほぼ
流入温度に相当する約１５００°Ｃ乃至１８００°Ｃの
温度から６０°Ｃ以下、即ち冷却装置からの流出温度に
冷却される。これは可能な限り高い製造速度を達するた
め、しかも引続き完全な積層を行い得るようにするため
に必要なことである。
【００１６】これを達するため、また本発明の根底をな
している課題であるエネルギーと冷却ガスの消費量とメ
ンテナンスに要する費用を低減するためには、図１に示
した装置が役立つ。この装置内にいわゆる予備成形体か
ら引抜かれた繊維２が上方から導入される。この繊維の
直径に適合するようにアイリス絞り３が入口を形成して
おり、このアイリス絞りは手により或いは空気圧により
調節可能である。ケーシング４内には冷却材を吸収する
ための開口５が設けられており、このケーシングは冷却
管７のための上方の保持板６に固定されている。いわゆ
るＯ−リング８はケーシング４と保持板６間の、および
この保持板と冷却管７間の封隙を行う。参照符号９で引
抜きドラム内における冷却装置のための保持部を示した
。冷却管７を同心状に囲繞しているジャケット管１０は
付加的な水１１を案内し、この水は循環系で案内され、
フランジ１２において孔１３を経て冷却管７とジャケッ
ト管１０間の空域内に入り、フランジ１５の開口１４か
ら外方へと案内される。冷却水の温度は例えば１２°Ｃ
である。
【００１７】下方の領域において冷却管７は保持板１６
を貫通して案内されており、自由にケーシング１７の空
域内で終わっている。ケーシング１７内に導入されてい
る冷却管７の下端部の長さＬは調節兼締付け装置１０に
より調節可能である。ケーシング１７には下方へと円錐
形案内体１９が連なっており、この円錐形案内体の端部
は下方の閉鎖板２０内に支承されている。円錐形案内体
１９および閉鎖板２０の開口はアイリス絞り２１で閉じ
られている。個々の要素を保持するにはいわゆる引張り
アンカー２２が役立ち、この引張りアンカーは周面に分
散されて設けられており上方の保持板６と下方の閉鎖板
２０とを固定する働きを行う。
【００１８】図１にはケーシング１７内に冷却材、例え
ばヘリウムのための取入れ口２４が概略図示されている
。この冷却材は冷却管を繊維の引抜き方向とは反対方向
で流過し、ケーシング４内で吸引開口５をへて循環系で
戻される。
【００１９】ケーシング内に導入れさる冷却ガス流によ
り繊維２が振動しないようにするため、冷却管７は、図
に示したように、例えば３０〜７０ｍｍの長さでケーシ
ング１７内に導入されている。更に、特に図２の拡大し
た図面から認められるように、周辺に分散されてガス導
入開口２４が設けられており、これらのガス導入開口は
中央に、即ち繊維方向に整向されておらず、繊維に対し
て接線方向で整向されており、従って流入する冷却ガス
、例えば０〜１５°Ｃの冷却温度を有するヘリウムに対
して強制的に回転流が与られる。この回転流は、矢印で
示したように冷却ガスが管端部を巡って案内され、繊維
２の引抜き方向とは反対方向で上方へと室４内に導入さ
れる場合にあっても維持される。繊維２を巡って回転運
動する冷却ガス流により冷却ガスの冷却作用に対して不
利な作用を及ぼす繊維表面における局所的な単離作用を
行う層の形成が回避される。更に回転流は周方向で設け
られているノズル４の吸引開口によって更に強められる
。
【００２０】冷却管７の長さは引抜きドラムに対して１
５０〜２５０ｃｍであり、この引抜きドラムの引抜き炉
は床面から約８，５〜９，０ｍ上に設けられている。上
方のアイリス絞り３と下方のアイリス絞り２１は冷却装
置１を閉鎖する働きを行い、従って引抜き工程と冷却工
程の間、冷却ガスが大規模に外部へと流出するのを避け
るため、アイリス絞りの直径は５ｍｍ以上であってはな
らない。参照符号２３で冷却装置のための下方領域にお
ける他の引張りアンカーを示した。この引張りアンカー
は保持板１６と下方の閉鎖板２０の十分な固定を行う。
【００２１】繊維２が冷却装置内に走入した後、繊維に
よってもたらされる熱量は冷却作用を行う媒体、即ちこ
こでは冷却ガス、例えばヘリウムにより吸収され、冷却
管７へと移送される。この冷却管自体は空域の周辺空気
により冷却されるか、或いは図１に示したように付加的
な水冷却部１１を備えている。この場合、繊維から導出
されかつ冷却管７に供給される熱量は冷却水により吸収
される。次いでこの水は冷却装置の外部で約１２〜１５
°Ｃに冷却される。冷却管のこの付加的な冷却によりガ
ス状の冷却材が更に節約される。本発明により構成され
かつ図面に示した冷却装置により、冷却ドラムに著しい
変更を加えずとも従来よりは著しく高いかつ安定した引
抜き速度が達せられる。即ち６００ｍ／分以上の製造速
度が達せられる。
【００２２】更に本発明にとって重要なことは、冷却効
果にとって必要な冷却ガスの量が著しく、即ち公知の装
置にあって一時に必要とする冷却材消費量の９０％以下
にまで低減される。
【００２３】
【発明の効果】上記したように本発明により、従来のこ
の様式の冷却装置にあって生じる引抜き加工される繊維
の振動が全く回避され、しかも必要とする冷却材の量が
著しく節約され、また引抜き速度も格段に増大する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による引抜き加工装置の縦断面図である
。
【図２】本発明による引抜き加工装置の冷却ガス供給部
を拡大して示した図である。
【符号の説明】
１　　冷却装置 ２　　繊維 ３、２１　　アイリス絞り ４，１７　　ケーシング ５　　冷却材吸収開口 ６，１６　　保持板 ７　　冷却管 ８　　Ｏ−リング ９　　保持部 １０　　ジャケット管 １１　　補助冷却水 １２，１５　　フランジ １３　　孔 １４　　開口 １９　　円錐形案内体 ２０　　閉鎖板 ２２，２３　　引張りアンカー ２４　　ガス導入開口

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項０１】　　予備成形体を炉を経て垂直方向で案
    内し、繊維が引抜メニスカスの形で引抜かれる下端部に
    おいて引抜温度に加熱し、その際引抜かれた繊維を引続
    き引抜方向とは反対方向に整向されているガス流により
    引抜温度から冷却して行う、固形予備成形体から光ファ
    イバーを引抜き加工するための方法において、冷却作用
    を行うガス流に長手方向流以外に回転流を作用させるこ
    とを特徴とする固形予備成形体から光ファイバーを引抜
    き加工するための方法。
  2. 【請求項０２】　　ガス流を先ず繊維の引抜き方向で案
    内し、引続きこの引抜き方向と反対方向に転向させるこ
    とを特徴とする請求項１の方法。
  3. 【請求項０３】　　ガス流を供給部の領域内で走過する
    繊維に対して接線方向で整向させることを特徴とする請
    求項１或い２の方法。
  4. 【請求項０４】　　ガス流を供給部の領域内で繊維から
    分離されていてかつこの繊維を同心的に囲繞している環
    状空域内に導入することを特徴とする請求項１から３ま
    でのいずれか一つの方法。
  5. 【請求項０５】　　冷却作用を行うガス流をその供給部
    の上方で半径方向で吸引し、循環系に戻すことを特徴と
    する請求項１から４までのいずれか一つの方法。
  6. 【請求項０６】　　予備成形体を炉を経て垂直方向で案
    内し、繊維が引抜メニスカスの形で引抜かれる下端部に
    おいて引抜温度に加熱し、その際引抜かれた繊維を引続
    き引抜方向とは反対方向に整向されているガス流により
    引抜温度から冷却して行う、固形予備成形体から光ファ
    イバーを引抜き加工するための装置において、ガス供給
    開口の下方の領域内で周囲空域内で自由に終わっている
    繊維案内管が上方からガス吸収室内に導入されているこ
    とを特徴とする固形予備成形体から光ファイバーを引抜
    き加工するための装置。
  7. 【請求項０７】　　ガス吸収室内に導入されている繊維
    案内管の長さが変更可能であることを特徴とする請求項
    ６の装置。
  8. 【請求項０８】　　ガス吸収室にガス案内および／また
    は転向のための円錐形案内体が接続されていることを特
    徴とする請求項６或いは７の装置。
  9. 【請求項０９】　　繊維案内管がガス吸収室の上方の領
    域内で冷却材を案内する管体で囲繞されていることを特
    徴とする請求項６或いは７の装置。
  10. 【請求項１０】　　繊維案内管がその上方端部でガス吸
    引室に接続されていることを特徴とする請求項６から９
    までのいずれか一つの装置。
  11. 【請求項１１】　　ガス吸引室への入口および／または
    円錐形案内体の出口がアイリス絞りにより開閉可能であ
    るように構成されていることを特徴とする請求項６から
    １０までのいずれか一つの装置。
JP3168417A 1990-07-11 1991-07-09 固形予備成形体から光ファイバーを引抜き加工するための方法および装置 Pending JPH04231339A (ja)

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DE4022131A DE4022131A1 (de) 1990-07-11 1990-07-11 Verfahren und vorrichtung zum ziehen einer optischen faser aus einer festen vorform
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EP (1) EP0466059B1 (ja)
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