JPS604979Y2 - ガラス微粒子合成ト−チ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はガラス微粒子の分布及び密度ならびに堆積面の
温度を別個に制御しうるＶＡＤ法用法用ガラス微粒子合
一トーチする。

従来、光通信伝送媒体として光ファイバが注目され、有
望視されていることは周知であり、この光ファイバを製
造するための光フアイバ用母材の製造方法の一つとして
ＶＡＤ法（気相軸付法）がある。

この方法はガラス形成原料（主として５ｉＣ１４，Ｇｅ
Ｃｌ４及びＰＯＣｌ３等の塩化物）を水素ガス及び酸素
ガスの火炎中で火炎加水分解し、合皮されタカラス微粒
子（Ｓｔ０２ｗ ＧｅＯ２及びＰ２Ｏ５等の酸化物）を
支持棒（出発種棒）の先端に順次に堆積させて棒状の多
孔質ガラス体を形威し、これを加熱、脱泡し、透明ガラ
ス化して光フアイバ用母材を得るものである。

この方法に使用する従来のガラス微粒子合成トーチの構
成を図面を参照して説明する。

第１図は従来のガラス微粒子合成トーチの断面概略図で
あり、１は気相原料入口、２は不活性ガス入口、３は可
燃性ガス入口、４．は助燃性ガス入口、５は気相原料導
通管、６は不活性ガス導通管、７は可燃性ガス導通管、
８け助燃性ガス導通管を示す。

気相原料人口１から導入されたガラス原料ガス（ＳｉＣ
１４，ＧｅＣｌ４及びＰＯＣＩ、等）を気相原料導通管
５の吹出口から気相状態で吹き出し、又、不活性ガス入
口から導入された不活性ガス（例えばＡｒガス、Ｈｅガ
ス及びＮ２ガス等）を不活性ガス導通管６の吹出口から
、可燃性ガス入口３から導入された可燃性ガス（例えば
ルガス及びプロパンガス）を可燃性ガス導通管７の吹出
口から、助燃性ガス入口４から導入された助燃性ガス（
例えば０２ガス）を助燃性ガス導通管８の吹出口から、
それぞれ吹き出すことにより、可燃性ガスを助燃性ガス
で燃焼させ、ガラス原料ガスを火炎加水分解し、５ｉｎ
２． Ｐ２Ｏ５及びα０゜等のガラス微粒子を合皮する
。

このようにして合皮されたガラス微粒子を含む火炎を支
持棒上に噴射してガラス微粒子を堆積させ、棒状の多孔
質ガラス体を形成する。

この多孔質ガラス体を加熱、脱泡し、透明ガラス化する
ことにより光フアイバ用母材が作製される。

ＶＡＤ法によって作製された光ファイバの光学特性は、
上記多孔質ガラス体形成の段階でほぼ決定される。

すなわち、火炎内におけるガラス微粒子の分布状態、ガ
ラス微粒子付着堆積面（以下堆積面と略称する）におけ
る温度分布及び多孔質ガラス体の密度等により光ファイ
バの光学特性が決定される。

しかしながら、第１図に示した従来のガラス微粒子合成
トーチによれば、（１）火炎内におけるガラス微粒子の
分布、（２）堆積面における温度分布及び多孔質ガラス
体の密度等の光学特性決定の要因は、可燃性ガスと助燃
性ガスによって得られる火炎によりすべて支配されてい
るため、上記各要因を別個に制御できないという欠点が
あった。

本考案はこのような現状に鑑みてなされたものであり、
その目的は、上記の欠点を解決し、光学特性決定要因を
別個かつ簡単に制御しうるガラス微粒子合成トーチを提
供することである。

本考案につき概説すれば、本考案のガラス微粒子合成ト
ーチは、同心円的かつ多重管状に配置されたガラス微粒
子合成用気相原料導通管、可燃性ガス導通管及び助燃性
ガス導通管より成るガラス微粒子合成用機素の周囲に同
心内的かつ多重管状に可燃性ガス導通管及び助燃性ガス
導通管より成るガラス微粒子堆積面加熱用機素を配置し
、かつ該ガラス微粒子堆積面加熱用機素のガス吹出口を
該ガラス微粒子脅威用機素のガス吹出口よりガラス微粒
子の合成が終了するに足る距離だけ高くしたことを特徴
とするものである。

本考案の構成及び作用を図面を参照して具体的に説明す
る。

すなわち、第２図は本考案のガラス微粒子合成トーチの
一具体例を示した断面概略図であり、符号１．３．４．
５．７及び８は第１図におけるものと同じ意味を有し、
９はガラス微粒子合成用可燃性ガス入口、１０はガラス
微粒子合成用助燃性ガス入口、１１はガラス微粒子合成
用可燃性ガス導通管１２はガラス微粒子合成用助燃性ガ
ス導通管を示し、又、ａはガラス微粒子合成用機素のガ
ス吹出口とガラス微粒子堆積面加熱用機素のガス吹出口
間の距離を示す。

本考案におけるガラス微粒子脅威用機素は同心円的かつ
多重管状に配置されたガラス微粒子合成用気相原料導通
管５、同可燃性ガス導通管１１及び同助燃性ガス導通管
１２より戒り、その周囲に配置されるガラス微粒子堆積
面加熱用機素は同じく同心円的かつ多重管状に配置され
た可燃性ガス導通管７及び助燃性ガス導通管８より戒る
。

すなわち、各導通管は、ガラス微粒子合成用気相原料導
通管５を中心部として、その周囲にガラス微粒子合成用
可燃性ガス導通管１１、ガラス微粒子合成用助燃性ガス
導通管１２、可燃性ガス導通管７（ガラス微粒子堆積面
加熱用）及び助燃性ガス導通管８（同上）の順序で同心
円的かつ多重管状に配置され、かつ上記ガラス微粒子堆
積面加熱用機素のガス吹出口は上記ガラス微粒子脅威用
機素のガス吹出口よりガラス微粒子の合皮が終了するに
足る距離ａだけ高く設けられる。

気相原料人口１から気相原料（例えば５ｉＣｌ、 。

ＧｅＣ１，及びＰＯＣｌ３等）を、ガラス微粒子合成用
可燃性ガス人口９から可燃性ガス（例えばＨ２ガス及び
プロパンガス等）を、ガラス微粒子合成用助燃性ガス入
口１０から助燃性ガス（例えば０２ガス）を、そして可
燃性ガス入口３から可燃性ガス（例えばＨ２ガス及びプ
ロパンガス等）を、助燃性ガス入口３から助燃性ガス（
例えば０２ガス）をそれぞれ導入する。

この場合、ガラス微粒子合成用可燃性ガス及びガラス微
粒子脅威用助燃性ガスは、供給した気相原料が火炎加水
分解してガラス微粒子になる流量だけ供給すればよ＜、
シたがって、ガラス微粒子合成用可燃性ガス及びガラス
微粒子脅威用助燃性ガスによって得られる火炎は、ガラ
ス微粒子合成用助燃性ガス導通管１２の吹出口と可燃性
ガス導通管７の吹出口間の距離ａ内で形成される。

したがって、可燃性ガス導通管７の吹出口の位置におい
ては、トーチ内部で合成されたガラス微粒子の流れのみ
が存在することになる。

その結果、可燃性ガス導通管７の吹出口から吹き出す可
燃性ガス及び助燃性ガス導通管８の吹出口から吹き出す
助燃性ガスによって形成される火炎は、ガラス微粒子合
成トーチの内部で既に合成されたガラス微粒子を含むこ
とになる。

したがって、可燃性ガス導通管７及び助燃性ガス導通管
８から吹出すガスの量は、ガラス微粒子合成に関係なく
、所望する堆積面の温度になるように調整すれはよい。

又、本考案者等の検討によれば、前記ガラス微粒子の合
皮が終了するに足る距離ａは約３ｈ以上とすることが適
当であり、これ以下の場合にはガラス微粒子合成トーチ
の内部におけるガラス微粒子の形成が不十分となり上記
ガス吹出口から吹出す可燃性ガス及び助燃性ガスがガラ
ス微粒子合成に関与し、堆積面の温度調整を別個かつ確
実に行なうことが難しくなる。

因に、本考案者等の実験によれば、例えば、５ｉＣ１４
及びＧｅＣｌ４を気相状態で気相原料導通管５に導き、
これを火炎加水分解してガラス微粒子を合皮し、堆積面
の温度を約７００°Ｃに保ちながら合皮されたガラス微
粒子を支持棒上に付着堆積させる場合、ガラス微粒子合
成用可燃性ガス導通管１１からＮ２ガスを０．５１／分
、ガラス微粒子合成用助燃性ガス導通管１２から０２ガ
スを２１／分の量でそれぞれ流すことにより、気相原料
を火炎加水分解することができ、又、可燃性ガス導通管
７からＮ２ガスを３／／分、助燃性ガス導通管８から０
２ガスを４１／分の量でそれぞれ流すことにより、堆積
面の温度を約７００℃に保つことができた。

本考案のガラス微粒子合成トーチによれば、合皮トーチ
内部で合皮されたガラス微粒子を周囲から吹出す可燃性
ガス及び助燃性ガスによって得られる火炎により軸方向
に焼結して多孔質ガラス体を形成するため、光ファイバ
の光学特性を制御するのに重要である火炎内におけるガ
ラス微粒子の分布及びガラス微粒子の状態（結晶状態か
非結晶状態か）は、ガラス微粒子合成用可燃性ガス導通
管１１及びガラス微粒子合成用助燃性ガス導通管１２か
ら吹出す可燃性ガス及び助燃性ガスの流量及び第２図に
示した距離ａによって制御することができ、又、堆積面
の温度は、可燃性ガス導通管７及び助燃性ガス導通管８
から吹出す可燃性ガス及び助燃性ガスの流量により別個
かつ簡単に制御することができる。

なお、上記具体例においては、気相原料の火炎加水分解
にＮ２ガス及び０２ガスを用いたが、気相原料を加水分
解又は酸化してガラス微粒子を合皮しうる例えば水蒸気
及び熱風等を適用することもできる。

又、上記第２図の具体例においては、装置閉塞防止用キ
ャリアガスとしての不活性ガスの流通管を省略したが、
必要に応じ、気相原料導通管とガラス微粒子合成用可燃
性ガス導通管の間に不活性ガス（例えばＡｒガス、Ｈｅ
ガス及びＮ２ガス等）の導通管を設けることができる。

以上説明したように、ＶＡＤ法に用いる多重管構造のガ
ラス微粒子合成トーチにおいて、本考案によれば、ガラ
ス微粒子の合皮と堆積面の温度制御を別個に行なうこと
ができるため、従来のガラス微粒子合成トーチでは困難
であった光ファイバの光学特性の制御を簡単かつ確実に
行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のガラス微粒子合成トーチの断面概略図、
第２図は本考案のガラス微粒子合成トーチの一具体例を
示した断面概略図である。 １・・・・・・気相原料入口、２・・・・・・不活性ガ
ス入口、３・・・・・・可燃性ガス入口、４・・・・・
・助燃性ガス入口、５・・・・・・気相原料導通管、６
・・・・・・不活性ガス導通管、７・・・・・・可燃性
ガス導通管、８・・・・・・助燃性ガス導通管、９・・
・・・・ガラス微粒子合成用可燃性ガス入口、１０・・
・・・・ガラス微粒子脅威用助燃性ガス入口、１１・・
・・・・ガラス微粒子合成用可燃性ガス導通管、１２・
・・・・・ガラス微粒子合成用助燃性ガス導通管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 同心内的かつ多重管状に配置されたガラス微粒子合成用
   気相原料導通管、可燃性ガス導通管及び助燃性ガス導通
   管より戒るガラス微粒子合成用機素の周囲に同心円的か
   つ多重管状に可燃性ガス導通管及び助燃性ガス導通管よ
   り成るガラス微粒子堆積面加熱用機素を配置し、かつ該
   ガラス微粒子堆積面加熱用機素のガス吹出口を該ガラス
   微粒子合成用機素のガス吹出口よりガラス微粒子の合皮
   が終了するに足る距離だけ高くしたことを特徴とするガ
   ラス微粒子合成トーチ。