(57)【要約】【課題】反応容器内において、高温となるところを効率良く冷却した反応容器を提供する。【解決手段】反応容器１の一方の側には複数本のバーナが配置され、このバーナと対向した他方の側には複数本の排気ダクト１２が配置されている。反応容器１の前壁面１３から排気ダクトのダクト開口部１２ａに向けて偏向パネル１４が取付られ、後壁面１５からダクト開口部１２ａに向けて偏向パネルが設けられている。反応容器１内で高温となる上方部分に対応して、反応容器１の前壁面１３および後壁面１５の上部に複数枚の放熱板１７、１８を取付ることで、反応容器１の上方部分を効率よく冷却することができる。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナと排気口とが対向して配置され、前記バーナによりガラス微粒子を合成し、そのガラス微粒子を堆積させてガラス微粒子堆積体を、その内面において形成する反応容器において、前記反応容器の外表面の少なくとも一部に、複数枚の放熱板を取り付けた構成としたことを特徴とする反応容器。
【請求項２】
請求項１に記載の反応容器において、前記放熱板に冷却用気体を吹き付けるために、前記反応容器の上部から下部に流れるような冷却用気体供給機構が備えられていることを特徴とする反応容器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の反応容器において、前記バーナ側から前記排気口側に向かうにしたがい、前記放熱板の冷却効率が高くなっていく構成としたことを特徴とする反応容器。
【請求項４】
請求項１〜３に記載の反応容器において、前記バーナ側から前記反応容器側に向かうにしたがい、前記放熱板どうしの間隔が徐々に小さくなっていく構成としたことを特徴とする反応容器。
【請求項５】
請求項１〜３に記載の反応容器において、前記バーナ側から前記排気口側に向かうにしたがい、前記放熱板の面積が徐々に大きくなっていく構成としたことを特徴とする反応容器。
【請求項６】
前記請求項１〜５に記載の反応容器を用いて、ガラス微粒子堆積体を製造する製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガラス微粒子を合成し、合成したガラス微粒子を堆積させてガラス微粒子堆積体を形成する反応容器の冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、反応容器内でガラス微粒子堆積体を製造する時に、反応容器を冷却させた構成にしたものがある。
反応容器を冷却した構成の一例として、特開２０００−３４４５３０号公報に開示されたものがある。この公報には、図７に示すように、反応容器１００内にバーナ１０１と、このバーナ１０１に対向して、排気フード１０２とが配置されている。バーナ１０１と排気フード１０２との間で、反応容器１０１内の略中央に、基材ガラス棒１０３にガラス微粒子を堆積させたスート体１０４が形成されている。この反応容器１００の器壁１０５には、複数本の冷却用パイプ１０６が内蔵されており、この冷却用パイプ１０６に冷却用の液体を流すことで、反応容器１００を冷却している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
冷却用の液体を用いて反応容器を冷却する場合、冷却用パイプの取付場所に制約があるため、局所的に冷却ムラが生じ易く、反応容器の熱履歴により、器壁に亀裂が発生することが心配される。特に、亀裂が冷却用パイプ付近で発生した場合、冷却用の液体が漏れて、反応容器内に入り込んでしまい、スート体に付着して、スート体に不良部分が生じるおそれがある。また、反応容器の亀裂から、反応容器内の腐蝕性ガスが外に漏れてしまい、外部環境を悪化させてしまうことがある。
【０００４】
本発明の目的は、反応容器を、広範囲に均等に、かつ、効率よく冷却して、良好なガラス微粒子堆積体を製造できる反応容器を提供することにある。
また、本発明の目的は、反応容器の温度が高くなる部分には、冷却効率を高めた構成の反応容器を提供することにもある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明に係る反応容器は、バーナと排気口とが主に対向して配置され、前記バーナによりガラス微粒子を合成し、そのガラス微粒子を堆積させてガラス微粒子堆積体を形成する反応容器において、前記反応容器の外表面の少なくとも一部に、複数枚の放熱板を取り付けた構成にしたことである。
【０００６】
このように構成された反応容器においては、反応容器の外表面に放熱板を取り付けたという簡易な構成で、反応容器を効率よく冷却することができる。
【０００７】
また、本発明に係る反応容器は、前記放熱板に冷却用気体を吹き付けるために、前記反応容器の上部から下部に流れるような冷却用気体供給機構が備えられていることが望ましい。
【０００８】
また、本発明に係る反応容器は、前記バーナ側から前記排気口側に向かうにしたがい、前記放熱板の冷却効率が高くなっていく構成としたことが望ましい。
【０００９】
また、本発明に係る反応容器は、前記バーナ側から前記反応容器側に向かうにしたがい、前記放熱板どうしの間隔が徐々に小さくなっていく構成としたことが望ましい。
【００１０】
また、本発明に係る反応容器は、前記バーナ側から前記排気口側に向かうにしたがい、前記放熱板の面積が徐々に大きくなっていく構成としたことが望ましい。
【００１１】
また、本発明に係る反応容器を用いた、ガラス微粒子堆積体を製造する製造方法が提供できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る反応容器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る反応容器の断面図である。
反応容器１は縦長の長方形状であり、反応容器１の上面２の中央部には、開口部３が形成されている。この開口部３は、円形形状であり、ガラス微粒子堆積体の基礎をなすガラスロッド４を反応容器１内に挿入するところである。また、反応容器１内でガラス微粒子堆積体を製作している時は、出発ロッド４の上部分を、開口部３を通じて、反応容器１の内外へ移動させることができる。ガラス微粒子堆積体の作成時に、開口部３より反応容器１内に不純物等の流入を規制するために、反応容器１外から開口部３に向けて、空気供給装置５により清浄空気を送風している。
【００１４】
開口部３より突出している出発ロッド４の上端部４ａは、把持部材６と固定されている。この把持部材６は、更に、この把持部部材６の上方に設けられた移動機構７と固定されている。この移動機構７は、把持部材６を介して、出発ロッド４を軸方向に回転、かつ、出発ロッド４の長手方向に移動可能となるように構成されている。
出発ロッド４の下端部４ｂは、支持機構８と接続されており、この支持機構８は、出発ロッド４の上下の移動に際し、出発ロッド４の移動に追従して支持することができる構成となっている。
【００１５】
反応容器１の一方の側の壁部９には、反応容器１内でガラス微粒子を合成するために、複数本のバーナ１０が設けられている。このバーナ１０は、出発ロッド４に向けて配置されている。出発ロッド４は、移動機構７および支持機構８により、軸回転しながら上下に移動することができるため、バーナ１０により合成されたガラス微粒子は、出発ロッド４に吹き出され、出発ロッド４の外周面に堆積していくことができる。
図１では、バーナ１０を２本示したが、バーナ１０の本数は、２本に限定することはなく、１本であってもよく、また、３本以上でもよい。
【００１６】
反応容器４の他方の側の壁部１１には、複数の排気ダクト１２が、バーナ１０に対向して配置されている。この排気ダクト１２により、反応容器１内で出発ロッド４に堆積しなかったガラス微粒子や、バーナにより暖められた空気を反応容器１外へ排出することができる。
図１では、排気ダクト１２を３本示しているが、排気ダクト１２の本数は１本でもよく、排気量に合わせて適宜決めることができる。
【００１７】
また、反応容器１内から外への排出を効率的に行うために、図２に示すように、反応容器１の前壁面１３から他方の側の壁面１１に向けて、偏向パネル１４が設けられている。同様に、反応容器１の後壁面１５から壁面１１に向けて偏向パネル１６が設けられている。これらの偏向パネル１４、１６により、反応容器内で浮遊しているガラス微粒子等を排気ダクト１２のダクト開口部１２ａに効率良く集めさせることができる。
【００１８】
バーナ１０により出発ロッド４の外周面にガラス微粒子を堆積させてガラス微粒子堆積体を作成している時は、反応容器１内の上方部分が熱により温度が特に高くなっている。この上方部分を冷却するために、反応容器１の前壁部１３および後壁部１４の外表面の上部分には、アルミニウム製の複数枚の放熱板１７、１８が取り付けられている。
放熱板１７、１８の材質は、放熱性が良ければ、他の材質のものでも用いることができ、放熱板１７、１８と反応容器１の取付面には、熱伝導性を向上させるための溶液を塗布することもできる。また、排気ダクト１２にも、同様に、放熱板１７、１８を取り付けてもよい。
【００１９】
放熱板１７、１８は、図３に示すように、前壁面１３および後壁面１５に対し垂直に取り付けられており、かつ、バーナ１０側から排気ダクト１２側にそれぞれ平行に配置されている。放熱板１７、１８は、それぞれ、断面がＵ字形状の本体１７ａ、１８ａと、この本体の内部に２つのリブ１７ｂ、１７ｃ、１８ｂ、１８ｃとにより構成されている。この本体１７ａ、１８ａおよびリブ１７ｂ、１７ｃ、１８ｂ、１８ｃの表面から熱を放射して、反応容器１内の温度の上昇を抑えることができる。
【００２０】
また、図４に示すように、放熱板１７、１８の上方に冷却用気体、例えば、空気供給機構２０設け、放熱板１７、１８に空気を吹き付ければ、反応容器１の冷却を更に効率良く行うことができる。空気供給機構２０は、供給管２１により空気が放熱板１７、１８近傍まで送られ、この供給管２１と連続して接続されている空気吹き出し器２２により、放熱板１７、１８に空気が吹き付けられるようになっている。空気吹き出し器２２は、反応容器１の前壁面１３および後壁面１５の長さとほぼ同じ長さであり、放熱板１７、１８の上部１７ｄ、１８ｄから下部１７ｅ、１８ｅに向けて図の矢印Ａで示すように空気が流れるようになっている。
【００２１】
反応容器１内では、上方へいくに従い温度が高くなっており、従って、この反応容器１の外周面に取り付けた放熱板１７、１８においても、上部１７ｄ、１８ｄが下部１７ｅ、１８ｅよりも温度が高くなっている。高温となっている放熱板１７、１８の上部１７ｄ、１８ｄに、最初に空気を吹き付けて冷却すると共に、下部１７ｅ、１８ｅに向けて空気が流されていく。このとき、空気吹き出し器２２から吹き出された空気は、放熱板の本体１７ａ、１８ａの外表面および、リブ１７ｂ、１７ｃ、１８ｂ、１８ｃにより仕切られた空洞部を通過してしながら効率良く、放熱板を冷却していくことができる。この結果、反応容器１内では、上方部分が過度に高温となることを抑制されることとなる。これにより、反応容器１内の上昇気流を押さえることができ、出発ロッド４に堆積しなかったガラス微粒子が反応容器１の上部に舞い上がって付着することを防ぐことができる。
【００２２】
また、空気が放熱板１７、１８の上部１７ｄ、１８ｄから下部１７ｅ、１８ｅに流されることで、反応容器１の外側周辺の塵等が舞い上がることも抑制できる。反応容器１の周辺で塵等が舞い上がっていると、反応容器１の上面の開口部３から反応容器１内に塵等が流入し、ガラス微粒子堆積体に付着してしまうことがある。塵等が付着した状態で、ガラス微粒子堆積体を透明化し、線引きすると、線引き中のガラスファイバが、塵等が付着した部分で破断する虞がある。そのため、反応容器１の内部はもちろんのこと、反応容器１の外部環境も清浄にしておくことが重要である。そのため、この空気供給機構２０から清浄な空気を送り出して、反応容器１のまわりでは、常に、上方から下方に向かうな清浄な空気の流れを発生させることが望ましい。
【００２３】
反応容器１内において、上方部分以外にも、高温となる部分が存在する。反応容器１内では、バーナ１０の熱により高温となった空気、ガラス微粒子等は、反応容器１内を強制排気している排気ダクト１２の吸引により、バーナ１０側から排気ダクト１２方向への流れていく。そのため、反応容器１内では、排気ダクト１２側が高温となりやすい。
【００２４】
図５に示すように、反応容器１の前壁部１３および後壁部１５に取り付ける放熱板１７、１８を、バーナ１０側と排気ダクト１２側では放熱板１７、１８の間隔を変えて配置している。すなわち、排気ダクト１２側では、高温となりやすいため、放熱板の間隔を小さくして、多数の放熱板１７、１８を取り付けて、冷却している。
他方、バーナ１０側では、反応容器１内の温度が排気ダクト１２側に比べ低いため、放熱板１７、１８の間隔を大きく開けて配置して、冷却している。このように、排気ダクト１２側に放熱板１７、１８を多く配置して、反応容器１内の排気ダクト側の温度をバーナ側よりも低温とすることができる。ガラス微粒子は、サーモホレシス効果により、温度の低い方、すなわち排気ダクト側に流れるようになり、排気効率を高めることができる。水冷式に比して、簡単な構造で大きな効果を上げることができる。
【００２５】
更に、この放熱板１７、１８の上方に清浄な空気供給機構２０を配置して、放熱板１７、１８の上方から下方にかけて清浄空気を流し、放熱板１７、１８を冷却するとともに、反応容器１のまわりを上から下に向かう空気の流れを発生させている。
【００２６】
図６には、反応容器の排気ダクト側の冷却を高めた構成が示されている。この図に示す例では、反応容器１の前壁面１３および後壁面１５に、放熱板１７、１８が所定間隔で取り付けられている。それぞれの放熱板１７、１８は、バーナ１０側では、放熱板１７、１８の表面積が小さく、排気ダクト１２側では、表面積が大きくなっている。この表面積の大きい放熱板１７、１８を排気ダクト１２側に取り付けることで、反応容器１内の排気ダクト１２側を低温とすることができ、サーモホレシス効果により、排気効率を高めることができる。また、排気ダクト１２からの伝熱を受けることを考えて、排気ダクト１２にも放熱板１７、１８を取り付けてもよい。更に、放熱板１７、１８の上方に、清浄空気供給機構２０を設け、矢印Ａで示すような下向きの清浄空気を流すことで、高温となった放熱板１７、１８を冷却するとともに、反応容器１のまわりに下向きの空気の流れを発生させている。
【００２７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明に係る反応容器によれば、反応容器で、高温となるところの外表面に放熱板を設けて冷却することで、反応容器内が過度に高温となることを抑制した反応容器が提供できる。
また、清浄空気供給機構を設け、放熱板を強制冷却して、冷却効率を高めることができるとともに反応容器のまわりに下向きの空気の流れを発生させて、塵等が舞い上がることを抑制した反応容器が提供できる。反応容器の排気ダクト側を低温にすることができるため、サーモホレシス効果により、排気効率も高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る反応容器の断面図である。
【図２】図２は、本発明に係る反応容器の斜視図である。
【図３】図３は、本発明に係る反応容器の上部断面図である。
【図４】図４は、本発明に係る反応容器で清浄空気供給手段が備えられている正面図である。
【図５】図５は、本発明に係る反応容器で、放熱板の間隔が異なっている正面図である。
【図６】図６は、本発明に係る反応容器で、放熱板の表面積が異なっている正面図である。
【図７】図７は、従来の反応容器の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１　反応容器
２　上面
３　開口部
４　出発ロッド
５　空気供給装置
６　把持部材
７　移動機構
８　支持機構
１０　バーナ
１２　排気ダクト
１３　前壁面
１４　偏向パネル
１５　後壁面
１６　偏向パネル
１７　放熱板
１８　放熱板
２０　清浄空気供給機構
【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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【図６】
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【図７】
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