(57)【要約】  稼働率の低下やメンテナンスコストの増大を抑制できるガラス体の製造装置を提供することを目的として、多孔質部を有するスートを脱水し、透明ガラス化してガラス体を製造するガラス体の製造装置であって、スートを収容する炉心管と、第１ヒータと、を備え、炉心管内に脱水ガスが供給され、かつ第１ヒータによってスートを多孔質部の軟化点よりも低い第１処理温度で加熱する第１加熱炉と、スートを収容するように構成された構造体と、第２ヒータと、を備え、第２ヒータによってスートを軟化点以上の第２処理温度で加熱する第２加熱炉と、第１加熱炉及び第２加熱炉のそれぞれと、大気に対する気密性を維持しながら接続可能であり、スートを収容して保持し、第１加熱炉と第２加熱炉との間を搬送するように構成された搬送容器と、を備える。
2019107557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質部を有するスートを脱水し、透明ガラス化してガラス体を製造するガラス体の製造装置であって、
前記スートを収容する炉心管と、第１ヒータと、を備え、前記炉心管内に脱水ガスが供給され、かつ前記第１ヒータによって前記スートを前記多孔質部の軟化点よりも低い第１処理温度で加熱する第１加熱炉と、
前記スートを収容するように構成された構造体と、第２ヒータと、を備え、前記第２ヒータによって前記スートを前記軟化点以上の第２処理温度で加熱する第２加熱炉と、
前記第１加熱炉及び前記第２加熱炉のそれぞれと、大気に対する気密性を維持しながら接続可能であり、前記スートを収容して保持し、前記第１加熱炉と前記第２加熱炉との間を搬送するように構成された搬送容器と、を備える
ことを特徴とするガラス体の製造装置。
【請求項２】
前記構造体は炉体内に配置されており、カーボン材料又はセラミック材料からなる
ことを特徴とする請求項１に記載のガラス体の製造装置。
【請求項３】
前記構造体は炉心管である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス体の製造装置。
【請求項４】
第１加熱炉において、多孔質部を有するスートをガラスからなる炉心管内に収容し、前記炉心管内に脱水ガスを供給し、前記スートを前記多孔質部の軟化点よりも低い第１処理温度で加熱し、
搬送容器と前記第１加熱炉とを、大気に対する気密性を維持しながら接続し、前記スートを前記搬送容器に収容して保持し、第２加熱炉に搬送し、
前記搬送容器と前記第２加熱炉とを、大気に対する気密性を維持しながら接続し、前記スートを構造体内に収容し、前記スートを第２処理温度で加熱する
ことを特徴とするガラス体の製造方法。
【請求項５】
第１加熱炉と第２加熱炉との間でスートを搬送するスート搬送機構であって、
前記スートを収納する搬送容器と、前記搬送容器を前記第１加熱炉の上方の位置及び前記第２加熱炉の上方の位置に移動する移動機構と、を備え、
前記搬送容器は、
前記搬送容器内において前記スートを昇降可能な操作機構と、
前記搬送容器内を気密状態にできる気密機構と、
前記第１加熱炉又は前記第２加熱炉と接続可能に構成された接続部と、を備える
ことを特徴とするスート搬送機構。
【請求項６】
前記スートにおけるガラスロッドの両端が上下になるように配置して、前記スートを立てた状態にする回転機構をさらに備える
ことを特徴とする請求項５に記載のスート搬送機構。
【請求項７】
スートをファイバ母材にするスート加熱機構であって、
前記スートを収容する炉心管と、第１ヒータと、前記炉心管内に脱水ガスを供給する第１ガス供給手段と、前記脱水ガスを排気する第１ガス排気手段と、前記脱水ガスの雰囲気において前記第１ヒータによって前記スートを第１処理温度で加熱する第１加熱炉と、
前記スートを収容するように構成された構造体と、第２ヒータと、前記構造体内に不活性ガスを供給する第２ガス供給手段と、前記不活性ガスを排気する第２ガス排気手段と、を有し、前記不活性ガスの雰囲気において前記第２ヒータによって前記スートを第２処理温度で加熱する第２加熱炉と、を備える
ことを特徴とするスート加熱機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス体の製造装置、ガラス体の製造方法、スート搬送機構、及びスート加熱機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石英ガラス系光ファイバは、通常は石英系ガラスからなるガラス体である光ファイバ母材を線引きして製造される。この光ファイバ母材を製造する際には、例えばＯＶＤ（Outside  Vapor-phase  Deposition）法が用いられている。ＯＶＤ法を用いる場合には、石英系ガラスからなるターゲットロッドの外周に石英ガラス微粒子を堆積させて、多孔質部を層状に形成し、スートを作製する。その後、スートは、多孔質部に含まれている水酸基を除去するために、脱水ガス雰囲気下で加熱される、いわゆる脱水処理が施される。脱水処理はスートを構成する石英ガラスの軟化点よりも低い温度で実施される。その後、スートは、軟化点以上の温度で加熱されるガラス化処理が施される。これによって、多孔質部は、内部に存在する空孔が消失し、透明なガラスにされる（以下、適宜透明ガラス化と記載する）。【０００３】
脱水処理とガラス化処理とは、同一又は異なる加熱炉内にて行われる。また、加熱炉は、通常石英ガラスからなる炉心管を備えている（例えば、特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３４５８６９号公報
【特許文献２】特開２００７−１５３７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ガラス化処理は軟化点以上の温度で行われるため、石英ガラスからなる炉心管が軟化して変形したり、失透したりするおそれがある。炉心管が変形したり失透したりした場合、炉心管を交換する等のメンテナンスを行う必要があるため、加熱炉及び加熱炉を含むガラス体の製造装置全体の稼働率低下や、メンテナンスコストの増大の要因となる。【０００６】
一方、脱水処理とガラス化処理とを、異なる加熱炉内にて行うことが考えられる。この場合、例えば、ガラス化処理を、ガラス化処理温度において耐熱性を有する炉心管を備える加熱炉にて行うという方法が考えられる。しかしながら、この方法では、脱水処理を行う脱水加熱炉からガラス化処理を行うガラス化加熱炉にスートを移し替えるときに、脱水加熱炉に大気が流入してしまうおそれがある。脱水加熱炉に大気が流入すると、大気の水分と脱水ガスとが反応して腐食性物質が生成され、この腐食性物質が脱水加熱炉を損傷するおそれがある。また、腐食性物質がスートに付着し、スートとともにガラス化加熱炉に運ばれてしまうおそれがある。さらには、脱水加熱炉中で生成した腐食性物質が外部に漏れ出したり、脱水ガスが漏れ出して大気の水分と反応して、脱水加熱炉中の外部で腐食性物質が生成されたりして、脱水加熱炉や他の設備を損傷するおそれがある。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、稼働率の低下やメンテナンスコストの増大を抑制できるガラス体の製造装置、ガラス体の製造方法、スート搬送機構、及びスート加熱機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係るガラス体の製造装置は、多孔質部を有するスートを脱水し、透明ガラス化してガラス体を製造するガラス体の製造装置であって、前記スートを収容する炉心管と、第１ヒータと、を備え、前記炉心管内に脱水ガスが供給され、かつ前記第１ヒータによって前記スートを前記多孔質部の軟化点よりも低い第１処理温度で加熱する第１加熱炉と、前記スートを収容するように構成された構造体と、第２ヒータと、を備え、前記第２ヒータによって前記スートを前記軟化点以上の第２処理温度で加熱する第２加熱炉と、前記第１加熱炉及び前記第２加熱炉のそれぞれと、大気に対する気密性を維持しながら接続可能であり、前記スートを収容して保持し、前記第１加熱炉と前記第２加熱炉との間を搬送するように構成された搬送容器と、を備えることを特徴とする。【０００９】
本発明の一態様に係るガラス体の製造装置は、上記の発明において、前記構造体は炉体内に配置されており、カーボン材料又はセラミック材料からなることを特徴とする。【００１０】
本発明の一態様に係るガラス体の製造装置は、上記の発明において、前記構造体は炉心管であることを特徴とする。【００１１】
本発明の一態様に係るガラス体の製造方法は、第１加熱炉において、多孔質部を有するスートをガラスからなる炉心管内に収容し、前記炉心管内に脱水ガスを供給し、前記スートを前記多孔質部の軟化点よりも低い第１処理温度で加熱し、搬送容器と前記第１加熱炉とを、大気に対する気密性を維持しながら接続し、前記スートを前記搬送容器に収容して保持し、第２加熱炉に搬送し、前記搬送容器と前記第２加熱炉とを、大気に対する気密性を維持しながら接続し、前記スートを構造体内に収容し、前記スートを第２処理温度で加熱することを特徴とする。【００１２】
本発明の一態様に係るスート搬送機構は、第１加熱炉と第２加熱炉との間でスートを搬送するスート搬送機構であって、前記スートを収納する搬送容器と、前記搬送容器を前記第１加熱炉の上方の位置及び前記第２加熱炉の上方の位置に移動する移動機構と、を備え、前記搬送容器は、前記搬送容器内において前記スートを昇降可能な操作機構と、前記搬送容器内を気密状態にできる気密機構と、前記第１加熱炉又は前記第２加熱炉と接続可能に構成された接続部と、を備えることを特徴とする。【００１３】
本発明の一態様に係るスート搬送機構は、上記の発明において、前記スートにおけるガラスロッドの両端が上下になるように配置して、前記スートを立てた状態にする回転機構をさらに備えることを特徴とする。【００１４】
本発明の一態様に係るスート加熱機構は、スートをファイバ母材にするスート加熱機構であって、前記スートを収容する炉心管と、第１ヒータと、前記炉心管内に脱水ガスを供給する第１ガス供給手段と、前記脱水ガスを排気する第１ガス排気手段と、前記脱水ガスの雰囲気において前記第１ヒータによって前記スートを第１処理温度で加熱する第１加熱炉と、前記スートを収容するように構成された構造体と、第２ヒータと、前記構造体内に不活性ガスを供給する第２ガス供給手段と、前記不活性ガスを排気する第２ガス排気手段と、を有し、前記不活性ガスの雰囲気において前記第２ヒータによって前記スートを第２処理温度で加熱する第２加熱炉と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、稼働率の低下やメンテナンスコストの増大を抑制できる、ガラス体の製造装置、ガラス体の製造方法、スート搬送機構、及びスート加熱機構を実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施形態に係るガラス体の製造装置の構成を示す模式図である。
【図２Ａ】図２Ａは、脱水加熱炉の構成を示す模式図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、ガラス化加熱炉の構成を示す模式図である。
【図３】図３は、ガラス体の製造方法を説明する模式図である。
【図４】図４は、ガラス体の製造方法を説明する模式図である。
【図５】図５は、ガラス体の製造方法を説明する模式図である。
【図６】図６は、ガラス体の製造方法を説明する模式図である。
【図７】図７は、ガラス体の製造方法を説明する模式図である。
【図８】図８は、ガラス体の製造方法を説明する模式図である。
【図９】図９は、ガラス体の製造方法を説明する模式図である。
【図１０】図１０は、ガラス体の製造方法を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一又は対応する要素には適宜同一の符号を付している。
【００１８】
図１は、実施形態に係るガラス体の製造装置の構成を示す模式図である。この製造装置１００は、第１加熱炉である脱水加熱炉１０と、第２加熱炉であるガラス化加熱炉２０と、搬送容器である搬送チャンバ３０と、保管庫４０と、を少なくとも備えている。
【００１９】
はじめに、搬送チャンバ３０について説明する。搬送チャンバ３０は、例えばステンレス鋼等の金属からなり、操作機構３１と、接続部３２と、排気ポンプ３３とを備えている。また、搬送チャンバ３０は、不図示の移動機構によって、位置Ｐ１、脱水加熱炉１０の上方の位置Ｐ２、ガラス化加熱炉２０の上方の位置Ｐ３、保管庫４０の上方の位置Ｐ４に自在に移動できるように構成されている。
【００２０】
操作機構３１は、搬送チャンバ３０の内部を昇降可能に構成されている。操作機構３１については後に詳述する。
【００２１】
接続部３２は、搬送チャンバ３０の一端に設けられており、フランジ部３２ａを備えている。また、接続部３２は、搬送チャンバ３０の内部を気密状態にできる気密機構を構成する、遮断弁等の遮断機構を備えている。
【００２２】
また、搬送チャンバ３０内には、ガス供給手段により不活性ガス（例えば窒素ガス）であるガスＧ１が供給される。また、搬送チャンバ３０内のガスはガスＧ２として、排気ポンプ３３によってスクラバ等の排気ガス処理装置に排気される。
【００２３】
次に、図２Ａを参照して脱水加熱炉１０の構成、及び図２Ｂを参照してガラス化加熱炉２０の構成をそれぞれ説明する。図２Ａに示す脱水加熱炉１０は、スート１に脱水処理を施すための加熱炉である。図２Ｂに示すガラス化加熱炉２０は、脱水処理を施したスート１にガラス化処理を施し、ガラス体である光ファイバ母材とするための加熱炉である。脱水加熱炉１０及びガラス化加熱炉２０によって、スート１を加熱するスート加熱機構が構成される。スート１は、ガラスロッド１ａと、ガラスロッド１ａの外周に形成された多孔質部１ｂとを含んでいる。ガラスロッド１ａは、コア部及び該コア部の外周に形成されたクラッド部を備える石英系ガラスのコア母材の両端に、石英ガラスからなるダミーロッドを接続したものである。多孔質部１ｂはガラス化処理後にはコア母材のクラッド部と一体になって光ファイバ母材のクラッド部を形成する。スート１は、例えば、ＶＡＤ（Vapor-phase  Axial  Deposition）法によって作製後ガラス化されたコア母材に、ガラスロッドを接続してガラスロッド１ａとし、このガラスロッド１ａを用い、ＯＶＤ法によってガラスロッド１ａの外周に多孔質部１ｂが設けられたものである。
【００２４】
図２Ａに示すように、脱水加熱炉１０は、炉体１１と、第１ヒータとしてのヒータ１２と、マッフル管１３と、炉心管１４と、排気ポンプ１５と、を少なくとも備えている。脱水加熱炉１０は、スート１を、多孔質部１ｂの軟化点よりも低い第１処理温度で加熱して脱水する。
【００２５】
炉体１１は、ヒータ１２と、マッフル管１３と、炉心管１４と、不図示の断熱部材とを収容しており、例えばステンレス鋼等の金属からなる。ヒータ１２は、炉心管１４の外周を取り囲むように、かつ炉心管１４の長手方向に沿って複数配置されており、例えば、グラファイト等のカーボン材料からなる。マッフル管１３は、ヒータ１２と炉心管１４との間に炉心管１４を取り囲むように配置されている。断熱部材は、ヒータ１２、マッフル管１３及び炉心管１４の外周を取り囲むように、適宜配置されており、例えば、グラファイト等のカーボン材料からなる。炉心管１４は、石英ガラスからなり、内部空間Ｓ１にスート１を収容できるように構成されている。
【００２６】
脱水処理時には、第１ガス供給手段としてのガス供給部１７によって、炉体１１内における炉心管１４の外側の領域には不活性ガス（例えば窒素ガス）であるガスＧ３が供給される。また、炉心管１４内にはガス供給部１７によって、不活性ガス（例えば窒素ガス）と脱水ガス（例えば塩素ガスやフッ素や塩化チオニル（ＳＯＣｌ２））との混合ガスであるガスＧ４が供給される。炉体１１内における炉心管１４の外側のガスはガスＧ５として、炉心管１４内のガスはガスＧ６として、それぞれ第１ガス排気手段としての排気ポンプ１５によってスクラバ等の排気ガス処理装置に排気される。
【００２７】
また、脱水加熱炉１０の上部には、搬送チャンバ３０の接続部３２と接続可能に構成された接続部１６が設けられている。接続部１６は、接続部３２のフランジ部３２ａと接続可能なフランジ部１６ａを備えている。さらに、接続部１６は、脱水加熱炉１０の炉体１１及び炉心管１４の内部を大気に対して気密状態にできるように、遮断弁等の遮断機構（不図示）を備えている。接続部１６は、搬送チャンバ３０の接続部３２と、大気に対する気密性を維持しながら接続可能である。なお、大気に対する気密性を確実にするために、シール機構が設けられていてもよい。接続部１６と接続部３２とをフランジ部１６ａ、３２ａを用いて接続して締結し、それぞれが備える遮断機構を開状態とすると、遮断機構を通ってスート１と操作機構３１とが搬送チャンバ３０と脱水加熱炉１０との間を移動できる。接続部１６は、搬送チャンバ３０から移動してきた操作機構３１を保持可能に構成されている。操作機構３１は、脱水加熱炉１０において、スート１のガラスロッド１ａの一端を把持して、スート１をガラスロッド１ａの中心軸回りに回転させるように操作する。なお、操作機構３１を回転させる機構は、脱水加熱炉１０の内部に設けてもよいし、炉体１１及び炉心管１４内を大気に対して気密とすることが可能であれば脱水加熱炉１０の外部に設けてもよい。
【００２８】
図２Ｂに示すように、ガラス化加熱炉２０は、炉体２１と、第２ヒータとしてのヒータ２２と、マッフル管２３と、真空排気ポンプなどの排気ポンプ２５と、を少なくとも備えている。ガラス化加熱炉２０は、スート１を、多孔質部１ｂの軟化点以上の第２処理温度で加熱して、多孔質部１ｂを透明ガラス化する。
【００２９】
炉体２１は、ヒータ２２と、マッフル管２３と、断熱部材と、不図示の断熱部材とを収容しており、例えばステンレス鋼等の金属からなる。ヒータ２２は、例えば、グラファイト等のカーボン材料からなる。構造体としてのマッフル管２３は、内部空間Ｓ２にスート１を収容できるように、ヒータ２２の内周側に配置されている。断熱部材は、ヒータ２２及びマッフル管１３の外周を取り囲むように、適宜配置されている。マッフル管２３及び断熱部材は、第２処理温度において耐熱性を有する材質からなり、例えば、グラファイト等のカーボン材料からなる。ここで、第２処理温度において耐熱性を有するとは、第２処理温度においても変形しない程度の機械的特性が維持されることを意味する。
【００３０】
ガラス化処理時には、炉体２１内のガスはガスＧ７として、第２ガス排気手段としての排気ポンプ２５によってスクラバ等の排気ガス処理装置に排気される。また、炉体２１には、内部の圧力を所定の圧力に戻す等のためのガスＧ８が、第２ガス供給手段としてのガス供給部２７によって導入される。
【００３１】
また、ガラス化加熱炉２０の上部には、搬送チャンバ３０の接続部３２を接続可能に構成された接続部２６が設けられている。接続部２６は、接続部３２のフランジ部３２ａと接続可能なフランジ部２６ａを備えている。さらに、接続部２６は、ガラス化加熱炉２０の炉体２１の内部を大気に対して気密状態にできるように、遮断弁等の遮断機構（不図示）を備えている。接続部２６は、搬送チャンバ３０の接続部３２と、大気に対する気密性を維持しながら接続可能である。なお、大気に対する気密性を確実にするために、シール機構が設けられていてもよい。接続部２６と接続部３２とをフランジ部２６ａ、３２ａを用いて接続して締結し、それぞれが備える遮断機構を開状態とすると、遮断機構を通ってスート１と操作機構３１とが搬送チャンバ３０とガラス化加熱炉２０との間を移動できる。接続部２６は、搬送チャンバ３０から移動してきた操作機構３１を保持可能に構成されている。操作機構３１は、ガラス化加熱炉２０において、スート１のガラスロッド１ａの一端を把持して、スート１をガラスロッド１ａの中心軸回りに回転させるように操作する。なお、操作機構３１を回転させる機構は、ガラス化加熱炉２０の内部に設けてもよいし、炉体２１内を大気に対して気密とすることが可能であればガラス化加熱炉２０の外部に設けてもよい。
【００３２】
保管庫４０は、スート１を脱水処理及びガラス化処理して生成された光ファイバ母材を徐冷し、保管する。なお、保管庫４０を２つ目のガラス化加熱炉として構成してもよい。
【００３３】
（製造方法）
つぎに、製造装置１００を用いた光ファイバ母材の製造方法について、図３〜図１０を用いて説明する。まず、図３に示すように、作製したスート１を輸送装置である台車５０に載置する。台車５０は床Ｆを走行して製造装置１００の近傍に配置された回転機構６０にスート１を輸送する。ここで、スート１は、破損等を防止するために、保持具７０に保持された状態で輸送される。また、搬送チャンバ３０は位置Ｐ１に位置する。
【００３４】
つづいて、図４に示すように、回転機構６０が保持具７０に保持されたスート１をガラスロッド１ａの両端が上下の配置になるように回転させ、立てた状態とする。つづいて、接続部３２の遮断機構が開状態とされ、搬送チャンバ３０の操作機構３１がスート１のガラスロッド１ａの一端を把持して上昇させる。これによりスート１は搬送チャンバ３０内に収容され、保持される。収容後は接続部３２の遮断機構を閉状態とし、搬送チャンバ３０の内部を気密状態にする。その後、搬送チャンバ３０の内部の大気を排気ポンプ３３によって排気しながら、搬送チャンバ３０の内部にガスＧ１（例えば、不活性ガス）を供給し、所定の雰囲気とする。一方、脱水加熱炉１０の炉心管１４の内部も不活性ガス雰囲気としておく。このとき、乾燥雰囲気とすることが好ましい。乾燥雰囲気とは、含まれる水分量が十分に少ない又は水分が含まれない雰囲気である。また、搬送チャンバ３０及び炉心管１４の内部を減圧状態としておいてもよい。
【００３５】
つづいて、図５に示すように、搬送チャンバ３０は位置Ｐ１から位置Ｐ２に移動する。そして、搬送チャンバ３０の接続部３２と脱水加熱炉１０の接続部１６とが、フランジ部１６ａ、３２ａとシール機構とによって、大気に対する気密性を維持しながら接続されるなお、このとき、接続部３２と接続部１６との間に継ぎ手としてのフランジ部材を介挿し、フランジ部に接続された排気ポンプやガス導入機構によって、フランジ部材内を減圧又は不活性ガスで置換してもよい。その後、接続部３２及び接続部１６のそれぞれの遮断機構が開状態とされ、搬送チャンバ３０の内部と脱水加熱炉１０の炉心管１４の内部とが、大気に対する気密性が維持されたまま連通する。つづいて、操作機構３１がスート１を降下させて脱水加熱炉１０内に導入する。操作機構３１も脱水加熱炉１０内に導入され、接続部１６に保持される。スート１が導入されて炉心管１４内に収容され、操作機構３１が接続部１６に保持された後、接続部３２及び接続部１６のそれぞれ遮断機構が閉状態とされる。その後、搬送チャンバ３０と脱水加熱炉１０との接続が切り離される。このようにして、スート１は大気に暴露することなく搬送チャンバ３０から脱水加熱炉１０に導入される。
【００３６】
つづいて、図６に示すように、脱水加熱炉１０は、操作機構３１によって回転するスート１を、ヒータ１２によって第１処理温度で所定時間だけ加熱して脱水する。脱水処理時にはガスＧ３とガスＧ４とが供給される。第１温度は例えば１１００℃〜１２５０℃の間の温度である。また、炉心管１４内のガスＧ４の圧力は例えば大気圧とされるが、減圧状態とされてもよいし、大気圧より若干高い加圧状態とされてもよい。なお、脱水処理は２段階で行ってもよい。その場合、例えばはじめに第１脱水処理として１１００℃で所定時間だけ加熱を行い、つづいて第２脱水処理として１２５０℃で所定時間だけ加熱を行うようにしてもよい。脱水処理中、搬送チャンバ３０は例えば位置Ｐ４に移動し、待機状態となる。
【００３７】
脱水処理が終了すると、図７に示すように、搬送チャンバ３０は位置Ｐ２に移動し、搬送チャンバ３０の接続部３２と脱水加熱炉１０の接続部１６とが大気に対する気密性を維持しながら接続される。その後、接続部３２及び接続部１６のそれぞれの遮断機構が開状態とされ、搬送チャンバ３０の内部と脱水加熱炉１０の炉心管１４とが、大気に対する気密性が維持されたまま連通する。つづいて、脱水処理後のスート１を把持した操作機構３１が、搬送チャンバ３０内に移動、上昇し、スート１を搬送チャンバ３０内に導入する。スート１が導入されて搬送チャンバ３０内に収容された後、接続部３２及び接続部１６のそれぞれの遮断機構が閉状態とされる。その後、搬送チャンバ３０と脱水加熱炉１０との接続が切り離される。なお、脱水処理後のスート１を収容する前に、搬送チャンバ３０内は不活性ガスの乾燥雰囲気下で大気圧又は減圧状態とされる。
【００３８】
これによって、脱水加熱炉１０の炉心管１４内のガスＧ２に含まれる脱水ガスが大気に暴露されることが防止される。その結果、脱水ガスと大気中の水分とが反応して腐食性物質発生が発生することが抑制される。例えば、脱水ガスが塩素ガスの場合は発生する腐食性物質は塩酸である。従って、腐食性物質による製造装置１００の脱水加熱炉１０やガラス化加熱炉２０や他の設備の損傷が抑制されるので、製造装置１００の稼働率の低下やメンテナンスコストの増大を抑制できる。
【００３９】
つづいて、図８に示すように、搬送チャンバ３０は位置Ｐ３に移動する。そして、搬送チャンバ３０の接続部３２とガラス化加熱炉２０の接続部２６とが、フランジ部２６ａ、３２ａとシール機構とによって、大気に対する気密性を維持しながら接続される。なお、このとき、接続部３２と接続部２６との間に継ぎ手としてのフランジ部材を介挿し、フランジ部に接続された排気ポンプやガス導入機構によって、フランジ部材内を減圧又は不活性ガスで置換してもよい。その後、接続部３２及び接続部２６のそれぞれの遮断機構が開状態とされ、搬送チャンバ３０の内部とガラス化加熱炉２０の内部空間Ｓ２とが、大気に対する気密性が維持されたまま連通する。つづいて、操作機構３１がスート１を降下させてガラス化加熱炉２０内に導入する。操作機構３１もガラス化加熱炉２０内に導入され、接続部２６に保持される。スート１が導入されて内部空間Ｓ２に収容され、操作機構３１が接続部２６に保持された後、接続部３２及び接続部２６のそれぞれの遮断機構が閉状態とされる。その後、搬送チャンバ３０とガラス化加熱炉２０との接続が切り離される。このようにして、スート１は大気に暴露することなく搬送チャンバ３０からガラス化加熱炉２０に導入される。このように、搬送チャンバ３０及び移動機構によって、スート１を脱水加熱炉１０とガラス化加熱炉２０との間で搬送するスート搬送機構が構成される。
【００４０】
つづいて、ガラス化加熱炉２０は、操作機構３１によって回転するスート１を、ヒータ２２によって第２処理温度で所定時間だけ加熱して多孔質部１ｂを透明ガラス化する。第２温度は例えば１４００℃である。ガラス化加熱炉２０内は例えば大気圧より低い気圧に減圧される。但し、ガラス化処理時にガラス化加熱炉２０内に不活性ガスを供給し、大気圧下で加熱し、透明ガラス化処理を行ってもよい。ガラス化処理中、搬送チャンバ３０は例えば位置Ｐ４に移動し、待機状態となる。
【００４１】
脱水処理が終了すると、図９に示すように、搬送チャンバ３０は位置Ｐ３に移動し、搬送チャンバ３０の接続部３２とガラス化加熱炉２０の接続部２６とが大気に対する気密性を維持しながら接続される。その後、接続部３２及び接続部２６のそれぞれの遮断機構が開状態とされ、搬送チャンバ３０の内部とガラス化加熱炉２０の内部空間Ｓ２とが、大気に対する気密性が維持されたまま連通する。つづいて、ガラス化処理後の光ファイバ母材２を把持した操作機構３１が、搬送チャンバ３０内に移動、上昇し、スート１を搬送チャンバ３０内に導入する。なお、光ファイバ母材２は、ガラスロッド１ａと、ガラスロッド１ａの外周に形成されたガラス部２ｂとを含んでいる。ガラス部２ｂは多孔質部１ｂが透明ガラス化されたものである。光ファイバ母材２が導入されて搬送チャンバ３０内に収容された後、接続部３２及び接続部２６のそれぞれの遮断機構が閉状態とされる。その後、搬送チャンバ３０とガラス化加熱炉２０との接続が切り離される。
【００４２】
すなわち、スート１や光ファイバ母材２が搬送チャンバ３０と脱水加熱炉１０又はガラス化加熱炉２０との間を移動する際には、必ず不活性雰囲気下又は減圧状態とされ、大気に暴露されることはない。
【００４３】
ここで、ガラス化加熱炉２０は、内部に石英からなる炉心管を備えておらず、マッフル管２３は第２処理温度において耐熱性を有するので、石英からなる炉心管を備えた場合のように変形や失透の問題の発生は防止される。その結果、製造装置１００の稼働率の低下やメンテナンスコストの増大を抑制できる。
【００４４】
また、石英からなる炉心管は、処理すべきスートが大型化する程、それを収容できるように大型化する必要があるが、大型化による高価格化が顕著である。しかしながら、ガラス化加熱炉２０は内部に石英からなる炉心管を備えていないので、ガラス化加熱炉２０を大型化した場合に掛かるコストを抑制することができる。
【００４５】
また、スート１の導入時や光ファイバ母材２の導出時にもガラス化加熱炉２０の内部を大気に対して気密状態に維持できるので、大気が流入してヒータ２２やマッフル管２３や断熱部材が腐食して劣化することが抑制される。その結果、製造装置１００の稼働率の低下やメンテナンスコストの増大を抑制できる。
【００４６】
その後、図１０に示すように、搬送チャンバ３０は位置Ｐ４に移動し、操作機構３１が光ファイバ母材２を下降させて保管庫４０内に導入する。
【００４７】
なお、上記実施形態では、ガラス化加熱炉における構造体はマッフル管であって、カーボン材料からなるが、第２処理温度において耐熱性を有する材質であれば、例えばセラミック材料からなる構造体でもよい。また、構造体は炉心管であってもよい。構造体が炉心管の場合は、炉心管は脱水加熱炉における炉心管と同様に炉体内に配置され、炉心管とヒータとの間に別途マッフル管が配置される。また、断熱部材が脱水加熱炉における断熱部材と同様に炉体内に配置される。
【００４８】
また、上記実施形態では、ガラス体として光ファイバ母材を製造しているが、光ファイバ母材以外のガラス体を製造することもできる。
【００４９】
また、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上のように、本発明に係るガラス体の製造装置、ガラス体の製造方法、スート搬送機構、及びスート加熱機構は、光ファイバ母材の製造に有用である。
【符号の説明】
【００５１】
１    スート
１ａ  ガラスロッド
１ｂ  多孔質部
２    光ファイバ母材
２ｂ  ガラス部
１０  脱水加熱炉
１１、２１  炉体
１２、２２  ヒータ
１３、２３  マッフル管
１４  炉心管
１５、２５、３３  排気ポンプ
１６、２６、３２  接続部
１７、２７  ガス供給部
２０  ガラス化加熱炉３０  搬送チャンバ
３１  操作機構
１６ａ、２６ａ、３２ａ、フランジ部
４０  保管庫
５０  台車
６０  回転機構
７０  保持具
１００  製造装置
Ｆ    床
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８  ガス
Ｓ１、Ｓ２  内部空間
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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