(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉体の中心部を貫通していて内部に多孔質ガラス母材を収容する炉心管と、前記炉体内で前記炉心管の周囲に配置されて該炉心管内の前記多孔質ガラス母材を加熱する発熱体とを備えた多孔質ガラス母材の脱水焼結用加熱炉において、
前記炉心管の加熱を受ける部分の外周には該炉心管自身の自重をその長手方向に分割負担する炉心管自重分割負担手段が設けられていることを特徴とする多孔質ガラス母材の脱水焼結用加熱炉。
【請求項２】
前記炉心管自重分割負担手段が、前記炉心管の加熱を受ける部分の外周にその長手方向に所定間隔で突設された複数の鍔部と、前記炉心管の加熱を受ける部分の外周で前記各鍔部を支える炉心管自重受け手段とで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の多孔質ガラス母材の脱水焼結用加熱炉。
【請求項３】
前記炉心管自重受け手段が、上下に隣接する前記各鍔部の間で前記炉心管の加熱を受ける部分の外周にそれぞれ介在されて上側の前記鍔部に作用する前記炉心管の自重を負担するマッフル管により構成されていることを特徴とする請求項２に記載の多孔質ガラス母材の脱水焼結用加熱炉。
【請求項４】
前記炉心管自重受け手段が、前記炉心管の加熱を受ける部分の外周に沿って配置されたマッフル管と、前記炉心管の前記各鍔部に対応して前記マッフル管にそれぞれ設けられて前記各鍔部を支える複数の支え部とにより構成されていることを特徴とする請求項２に記載の多孔質ガラス母材の脱水焼結用加熱炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多孔質ガラス母材を脱水し、焼結して透明ガラス化するための多孔質ガラス母材の脱水焼結用加熱炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４及び図５は、従来のこの種の多孔質ガラス母材の脱水焼結用加熱炉の２種の構造を示したものである。
【０００３】
これらの多孔質ガラス母材の脱水焼結用加熱炉は、炉体１の中心部を貫通していて内部に多孔質ガラス母材２を収容する石英ガラス等よりなる炉心管３と、炉体１内で炉心管３の周囲に配置されて該炉心管３内の多孔質ガラス母材２を加熱する電気ヒータの如き発熱体４と、炉心管３と発熱体４との間で炉心管３の外周を包囲して配置されたマッフル管５と、このマッフル管５の外側で炉体１の内壁に沿って配置された断熱材６とを主体として構成されている。図４に示す脱水焼結用加熱炉においては発熱体４が１個の場合の例を示し、図５に示す脱水焼結用加熱炉においては発熱体４が複数個（この例では、５個）の場合の例を示している。炉心管３は、その上部外周に一体に突設された石英製の環状の鍔部７が炉体１の上面１ａに載ることにより、またその下部外周に一体に突設された石英製の環状の鍔部７が炉体１の底面１ｂに載ることにより、炉体１に支持されている。炉心管３の上端は上蓋８により塞がれており、この上蓋８には多孔質ガラス母材２の出発母材２ａを貫通させる孔９があけられている。炉心管３の下端には処理ガス導入口１０が設けられ、炉心管３内にＨｅガスやＣｌ２  ガス等が供給されるようになっている。炉心管３の上部には、炉心管３内の排気ガスを排出する排気口１１が設けられている。炉体１内には、ＡｒガスやＮ２  ガス等の不活性ガスが供給させるようになっている。
【０００４】
このような脱水焼結用加熱炉を用いた多孔質ガラス母材２の脱水，焼結は、図４に示す発熱体４が１個の場合には、該発熱体４を炉体１内の上下方向に動かすか、固定された発熱体４に対して多孔質ガラス母材２を上下方向に動かすことにより行われ、図５に示す発熱体４が複数個の場合には、各発熱体４への通電を切り換えて各発熱体４がそれぞれ作る加熱ゾーンを上下方向に動かすことにより行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、光ファイバの需要増加に伴い、光ファイバ用の多孔質ガラス母材２の大型化と長尺化が進み、これを脱水焼結してガラス化するための大型の加熱炉が必要になってきている。しかしながら、大型で長尺の多孔質ガラス母材２を脱水焼結する際には、石英製の炉心管３が広範囲に渡って1500  ℃以上に加熱されるため、石英が軟化して炉心管３が自重で座屈変形してしまう問題点があった。
【０００６】
本発明の目的は、高温加熱時に炉心管が自重により座屈変形するのを防止できる多孔質ガラス母材の脱水焼結用加熱炉を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、高温加熱時に炉心管が自重により座屈変形するのをマッフル管を利用して防止できる多孔質ガラス母材の脱水焼結用加熱炉を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、炉体の中心部を貫通していて内部に多孔質ガラス母材を収容する炉心管と、炉体内で炉心管の周囲に配置されて該炉心管内の多孔質ガラス母材を加熱する発熱体とを備えた多孔質ガラス母材の脱水焼結用加熱炉を改良するものである。
【０００９】
請求項１に記載の多孔質ガラス母材の脱水焼結用加熱炉は、炉心管の加熱を受ける部分の外周には該炉心管自身の自重をその長手方向に分割負担する炉心管自重分割負担手段が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
このように炉心管の加熱を受ける部分の外周に、該炉心管自身の自重をその長手方向に分割負担する炉心管自重分割負担手段を設けると、炉心管自身の自重が該炉心管の長手方向の複数箇所で分割負担されるので、高温加熱時に炉心管が自重により座屈変形するのを防止することができる。
【００１１】
請求項２に記載の多孔質ガラス母材の脱水焼結用加熱炉は、請求項１において、炉心管自重分割負担手段が、炉心管の加熱を受ける部分の外周にその長手方向に所定間隔で突設された複数の鍔部と、炉心管の加熱を受ける部分の外周で各鍔部を支える炉心管自重受け手段とで構成されていることを特徴とする。
【００１２】
このように炉心管の加熱を受ける部分の外周にその長手方向に所定間隔で突設された複数の鍔部と、炉心管の加熱を受ける部分の外周で各鍔部を支える炉心管自重受け手段とで炉心管自重分割負担手段を構成すると、炉心管自身の自重をその長手方向の複数箇所で容易に分割負担させることができる。
【００１３】
請求項３に記載の多孔質ガラス母材の脱水焼結用加熱炉は、請求項２において、炉心管自重受け手段が、上下に隣接する各鍔部の間で炉心管の加熱を受ける部分の外周にそれぞれ介在されて上側の鍔部に作用する炉心管の自重を負担するマッフル管により構成されていることを特徴とする。
【００１４】
このように炉心管自重受け手段を構成すると、短尺の複数のマッフル管を利用して炉心管自重受け手段を構成することができる。
【００１５】
請求項４に記載の多孔質ガラス母材の脱水焼結用加熱炉は、請求項２において、炉心管自重受け手段が、炉心管の加熱を受ける部分の外周に沿って配置されたマッフル管と、炉心管の各鍔部に対応してマッフル管にそれぞれ設けられて各鍔部を支える複数の支え部とにより構成されていることを特徴とする。
【００１６】
このように炉心管自重受け手段を構成すると、長手方向に所定間隔で支え部を設けたマッフル管を利用して炉心管自重受け手段を構成することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１（Ａ）（Ｂ）は本発明に係る多孔質ガラス母材の脱水焼結用加熱炉における実施の形態の第１例を示したもので、図１（Ａ）は該脱水焼結用加熱炉の縦断端面図、図１（Ｂ）は該脱水焼結用加熱炉で用いている炉心管自重分割負担手段の構成を示す斜視図である。本例は、前述した図５に示す複数の発熱体４を有するタイプの脱水焼結用加熱炉に本発明を適用した例を示したもので、該図５と対応する部分には、同一符号を付けて示している。
【００１８】
本例の多孔質ガラス母材の脱水焼結用加熱炉においては、石英製の炉心管３の加熱を受ける部分の外周に、該炉心管３自身の自重をその長手方向に分割負担する炉心管自重分割負担手段１３が設けられている。この炉心管自重分割負担手段１３は、炉心管３の中間部の加熱を受ける部分の外周にその長手方向に所定間隔で一体に環状に突設された石英製の複数の鍔部７と、炉心管３の加熱を受ける部分の外周で各鍔部７を支える炉心管自重受け手段１４とで構成されている。本例では、炉心管自重受け手段１４は、上下に隣接する各鍔部７の間で炉心管３の加熱を受ける部分の外周にそれぞれ介在されて上側の鍔部７に作用する炉心管３の自重を負担する短尺のマッフル管５により構成されている。これら短尺のマッフル管５は、上下に隣接する各鍔部７間の長さに設定され、その装着を容易にするために長手方向に沿って割り部５ａが設けられた２つ割り構造になっている。これらマッフル管５は、炭素繊維強化炭素等により構成されている。
【００１９】
このように炉心管３の加熱を受ける部分の外周に、該炉心管３自身の自重をその長手方向に分割負担する炉心管自重分割負担手段１３を設けると、炉心管３自身の自重が該炉心管３の長手方向の複数箇所で分割負担されるので、高温加熱時に炉心管３が自重により座屈変形するのを防止することができる。
【００２０】
また、炉心管自重分割負担手段１３が、炉心管３の加熱を受ける部分の外周にその長手方向に所定間隔で突設された複数の鍔部７と、炉心管３の加熱を受ける部分の外周で各鍔部７を支える炉心管自重受け手段１４とで構成されていると、炉心管３自身の自重をその長手方向の複数箇所で容易に分割負担させることができる。
【００２１】
特に、本例のように炉心管自重受け手段１４が、上下に隣接する各鍔部７の間で炉心管３の加熱を受ける部分の外周にそれぞれ介在されて上側の鍔部７に作用する炉心管３の自重を負担するマッフル管５により構成されていると、短尺の複数のマッフル管５を利用して炉心管自重受け手段１４を構成することができる。
【００２２】
図２（Ａ）（Ｂ）は本発明に係る多孔質ガラス母材の脱水焼結用加熱炉における実施の形態の第２例を示したもので、図２（Ａ）は該脱水焼結用加熱炉の縦断端面図、図２（Ｂ）は該脱水焼結用加熱炉で用いている炉心管自重分割負担手段の構成を示す斜視図である。本例も、前述した図５に示す複数の発熱体４を有するタイプの脱水焼結用加熱炉に本発明を適用した例を示したものである。なお、前述した図１（Ａ）（Ｂ）と対応する部分には、同一符号を付けて示している。
【００２３】
本例の多孔質ガラス母材の脱水焼結用加熱炉においては、石英製の炉心管３の加熱を受ける部分の外周に、該炉心管３自身の自重をその長手方向に分割負担する炉心管自重分割負担手段１３が設けられ、この炉心管自重分割負担手段１３が、炉心管３の中間部の加熱を受ける部分の外周にその長手方向に所定間隔で一体に環状に突設された石英製の複数の鍔部７と、炉心管３の加熱を受ける部分の外周で各鍔部７を支える炉心管自重受け手段１４とで構成されている点は、第１例と同様である。
【００２４】
特に、本例の脱水焼結用加熱炉においては、炉心管自重受け手段１４が、炉心管３の加熱を受ける部分の外周に沿って配置されたマッフル管５と、炉心管３の各鍔部７に対応してマッフル管５にそれぞれ設けられて各鍔部７を支える複数の支え部１５とにより構成されている。このマッフル管５も、炭素繊維強化炭素等により構成されている。所要長さのマッフル管５の内周に長手方向に所定間隔で支え部１５を設けるために、本例では短尺のマッフル管５を支え部１５を介して交互に連結している。
【００２５】
このように炉心管自重受け手段１４を構成すると、長手方向に所定間隔で支え部１５を設けたマッフル管５を利用して炉心管自重受け手段１４を構成することができる。
【００２６】
図３は本発明に係る多孔質ガラス母材の脱水焼結用加熱炉における実施の形態の第３例を示した縦断端面図である。本例は、前述した図４に示す１つの発熱体４を有するタイプの脱水焼結用加熱炉に本発明を適用した例を示したものである。なお、前述した図１（Ａ）（Ｂ）と対応する部分には、同一符号を付けて示している。
【００２７】
本例の多孔質ガラス母材の脱水焼結用加熱炉においては、図１（Ａ）（Ｂ）に示す第１例が複数の発熱体４を有するタイプであるのに対し、本例では１つの発熱体４を有するタイプである点で相違し、その他の構成、特に炉心管自重分割負担手段１３の構成は図１（Ａ）（Ｂ）に示す第１例と同様である。
【００２８】
従って、炉心管自重分割負担手段１３による効果については、図１（Ａ）（Ｂ）に示す第１例と同様である。
【００２９】
【発明の効果】
本発明に係る多孔質ガラス母材の脱水焼結用加熱炉では、炉心管の加熱を受ける部分の外周に、該炉心管自身の自重をその長手方向に分割負担する炉心管自重分割負担手段を設けているので、炉心管自身の自重が該炉心管の長手方向の複数箇所で分割負担されるので、高温加熱時に炉心管が自重により座屈変形するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （Ａ）（Ｂ）は本発明に係る多孔質ガラス母材の脱水焼結用加熱炉における実施の形態の第１例を示したもので、（Ａ）は該脱水焼結用加熱炉の縦断端面図、（Ｂ）は該脱水焼結用加熱炉で用いている炉心管自重分割負担手段の構成を示す斜視図である。
【図２】  （Ａ）（Ｂ）は本発明に係る多孔質ガラス母材の脱水焼結用加熱炉における実施の形態の第２例を示したもので、（Ａ）は該脱水焼結用加熱炉の縦断端面図、（Ｂ）は該脱水焼結用加熱炉で用いている炉心管自重分割負担手段の構成を示す斜視図である。
【図３】  本発明に係る多孔質ガラス母材の脱水焼結用加熱炉における実施の形態の第３例を示した縦断端面図である。
【図４】  発熱体が１個の場合の従来の多孔質ガラス母材の脱水焼結用加熱炉の構造を示す縦断端面図である。
【図５】  発熱体が複数個の場合の従来の多孔質ガラス母材の脱水焼結用加熱炉の構造を示す縦断端面図である。
【符号の説明】
１  炉体
１ａ  上面
１ｂ  底面
２  多孔質ガラス母材
２ａ  出発母材
３  炉心管
４  発熱体
５  マッフル管
５ａ  割り部
６  断熱材
７  鍔部
８  上蓋
９  孔
１０  処理ガス導入口
１１  排気口
１３  炉心管自重分割負担手段
１４  炉心管自重受け手段
１５  支え部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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