(57)【要約】【課題】光ファイバ母材加熱炉内の陽圧制御方法を提供する。【解決手段】光ファイバ母材１を加熱する加熱炉３の内部に、不活性ガス、酸素、および空気等のいずれか一つまたは複数の混合気体である導入ガスを前記加熱炉３の種類に応じて選定し、この選定された導入ガスを流量制御装置４Ａを経由して加熱炉３内に導入するとともに、加熱炉３内に設置した酸素感知器６によって感知した炉内の酸素濃度の数値に応じて流量制御装置４Ａを制御し、この加熱炉３内を所望の圧力および所望の酸素濃度に保持するようにしたことを特徴とする光ファイバ母材加熱炉内の陽圧制御方法である。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ母材（１）を加熱する加熱炉（３）の内部に、不活性ガス、酸素、および空気等のいずれか一つまたは複数の混合気体である導入ガスを前記加熱炉（３）の種類に応じて選定し、この選定された導入ガスを流量制御装置（４Ａ）を経由して前記加熱炉（３）内に導入するとともに、前記加熱炉（３）内に設置した酸素感知器（６）によって感知した炉内の酸素濃度の数値に応じて前記流量制御装置（４Ａ）を制御し、前記加熱炉（３）内を所望の圧力および所望の酸素濃度に保持するようにしたことを特徴とする光ファイバ母材加熱炉内の陽圧制御方法。
【請求項２】
光ファイバ母材（１）を鉛直に支持した状態で加熱する加熱炉（３）の内部に、不活性ガス、酸素、および空気等のいずれか一つまたは複数の混合気体である導入ガスを前記加熱炉（３）の種類に応じて選定し、この選定された導入ガスを前記加熱炉（３）内に一定の流量をもって導入するとともに、前記加熱炉（３）内から排気するために開閉弁（５Ａ）を含む排気管路（５）を別に設け、前記加熱炉（３）内に設置した酸素感知器（６）によって感知した炉内の酸素濃度の数値に応じて前記開閉弁（５Ａ）を制御し、前記加熱炉（３）内を所望の圧力および所望の酸素濃度に保持するようにしたことを特徴とする光ファイバ母材加熱炉内の陽圧制御方法。
【請求項３】
光ファイバ母材（１）を鉛直に支持した状態で加熱する加熱炉（３）の内部に、不活性ガス、酸素、および空気等のいずれか一つまたは複数の混合気体である導入ガスを前記加熱炉（３）の種類に応じて選定し、この選定された導入ガスを前記加熱炉（３）内に流量制御装置（４Ａ）を経由して導入するとともに、前記加熱炉（３）内から排気するために開閉弁（５Ａ）を含む排気管路（５）を別に設け、前記加熱炉（３）内に設置した酸素感知器（６）によって感知した炉内の酸素濃度の数値に応じて前記流量制御装置（４Ａ）および前記開閉弁（５Ａ）の双方を制御し、これによって前記加熱炉（３）内を所望の圧力および所望の酸素濃度に保持するようにしたことを特徴とする光ファイバ母材加熱炉内の陽圧制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は光ファイバ母材加熱炉内の陽圧制御方法、特に加熱炉の種類に応じて加熱炉内に導入するガスの性質を選定するとともに、加熱炉内に存在する酸素の濃度によってその導入するガスの量を制御するようにした光ファイバ母材加熱炉内の陽圧制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４について、光ファイバ母材１をその上端に取り付けたダミー棒２を介して加熱炉３内に吊持し、ヒータ３Ａによって加熱しながら紡糸加工する工程を検討してみる。
【０００３】
周知のように加熱炉３の内部には、不活性ガス、空気、あるいは酸素（カーボン使用の炉の場合は不可）などの清浄なガスを導入して炉内を清浄に保持するとともに陽圧化し、ゴミや不要なガスの浸入を防ぎ、消耗品の酸化防止、あるいは逆に還元抑制によってそれらの長寿命化を図ることが通常行われている。
【０００４】
さて図４（ａ）は紡糸工程の開始時の状態を示すものであるが、このときは加熱炉３の上下の開口部はそれぞれ蓋体１４，１５によりほぼ完全に閉じられ、炉内部の温度低下も防止され、また加熱炉３内に導入循環させられる上述の不活性ガス等がみだりに消耗することもない。
【０００５】
しかしながら紡糸工程が進んでダミー棒２の部分が上方開口部にさしかかる同図（ｂ）の状態においては、上部蓋体１４の、先に光ファイバ母材１の本体部分を通過させた孔内径がダミー棒２の外径に比して大き過ぎ、このため生じる隙間ｅから炉内の熱気や導入ガス等が逃げてムダに費消されることになる。
【０００６】
図５はこのような不都合を改善するための従来対策を示したもので、（ａ）は上部蓋体として、内径が光ファイバ母材１を十分収容できる大きさで、また軸方向にも加工開始時の炉上部に突出するその長さをカバーするだけの高さを有し、上端部にダミー棒２の通るだけの孔のある中空円柱状の蓋体１６を示した。
【０００７】
また図５（ｂ）は光ファイバ母材１と同径のダミー棒２Ａを接続する対策を示すものであるが、これではなるほど加工が進行して光ファイバ母材１の部分が上部蓋体１４の通過孔から下方に外れても、代わりに同径のダミー棒２Ａが取って代わることになるから隙間が生じない理屈である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし前者の対策では加熱炉３内の容積が増加することになるので、加熱温度保持のための費用や不活性ガス等の費用が増加し、またダミー棒２の長さも長くする必要があって得策ではなく、また後者の対策ではダミー棒２Ａが大型になるための費用が非常に嵩み、またこれを光ファイバ母材１に接続する際の作業時間が長くなり過ぎる欠点がある。
さらにこれらの欠点を解決する適宜な蓋体が設けられたとしても、光ファイバ母材を走行通過させる孔だけは確保しなければならないから、加熱炉内の陽圧化および内部の部品の長寿命化のための導入ガスが損耗する事態は依然として継続し、したがって炉内の陽圧保持状態が崩れたり、あるいは個別の加熱炉ごとに不要不適な気体が混入する等の好ましくない事態の完全な防止は避けられない不都合があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は上述の課題をすべて解決するためになされたものであって、請求項１の発明によるその解決手段は、光ファイバ母材を加熱する加熱炉の内部に、不活性ガス、酸素、および空気等のいずれか一つまたは複数の混合気体である導入ガスを前記加熱炉の種類に応じて選定し、この選定された導入ガスを流量制御装置を経由して前記加熱炉内に導入すると共に、前記加熱炉内に設置した酸素感知器によって感知した炉内の酸素濃度の数値に応じて前記流量制御装置を制御し、前記加熱炉内を所望の圧力および所望の酸素濃度に保持するようにしたことを特徴とする光ファイバ母材加熱炉内の陽圧制御方法である。
【００１０】
また請求項２の発明によるその解決手段は、光ファイバ母材を鉛直に支持した状態で加熱する加熱炉の内部に、不活性ガス、酸素、および空気等のいずれか一つまたは複数の混合気体である導入ガスを前記加熱炉の種類に応じて選定し、この選定された導入ガスを前記加熱炉内に一定の流量をもって導入するとともに、前記加熱炉内から排気するために開閉弁を含む排気管路を別に設け、前記加熱炉内に設置した酸素感知器によって感知した炉内の酸素濃度の数値に応じて前記開閉弁を制御し、前記加熱炉内を所望の圧力および所望の酸素濃度に保持するようにしたことを特徴とする光ファイバ母材加熱炉内の陽圧制御方法である。
【００１１】
また請求項３の発明によるその解決手段は、光ファイバ母材を鉛直に支持した状態で加熱する加熱炉の内部に、不活性ガス、酸素、および空気等のいずれか一つまたは複数の混合気体である導入ガスを前記加熱炉の種類に応じて選定し、この選定された導入ガスを前記加熱炉内に流量制御装置を経由して導入するとともに、前記加熱炉内から排気するために開閉弁を含む排気管路を別に設け、前記加熱炉内に設置した酸素感知器によって感知した炉内の酸素濃度の数値に応じて前記流量制御装置および前記開閉弁の双方を制御し、これによって前記加熱炉内を所望の圧力および所望の酸素濃度に保持するようにしたことを特徴とする光ファイバ母材加熱炉内の陽圧制御方法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の一実施例方法を実施するために使用する加熱炉である。加熱炉３の上方開口部には開口面積をできるだけ小さくする適宜な可動シャッタを設ける。その詳細は本出願人が別途出願している「光ファイバ母材用加熱炉」に詳しいのでここでは説明を省略するが、要は光ファイバ母材の移動通過部分の直径の大きさに応じて開閉でき、隙間面積をできるだけ小さくする可動シャッタを上下の開口部に、特に上方開口部に設置したものである。
【００１３】
このような可動シャッタを設けてあっても、光ファイバ母材１の加工の進行を許す以上その隙間は必ず発生し、加熱炉３内の温度の上昇とともに上昇気流が生じるために、上方開口部からのガスの流出は避けられない。
【００１４】
従来技術に関して既に述べたように、加熱炉３の内部は外部からのゴミや不要な有害ガスの浸入を防ぐために、不活性ガス、酸素、空気の一つ、あるいはこれらの複数を組み合わせた適宜の導入ガスを選んでこれを内部に充満させて運転するようにしている。
【００１５】
導入ガスの選定は加熱炉の種類によってきまる。たとえばカーボン材を使用している加熱炉では高温でこの炭素（Ｃ）が酸素（Ｏ２）と結合して一酸化炭素または二酸化炭素のガスの形で劣化ないし消耗するためにこの酸素の存在は忌避される。
【００１６】
またたとえばジルコニア（ＺｒＯ２）材炉の場合は、還元反応によって酸素を遊離して金属ジルコニウムに戻ってしまう不都合をさけるために、ある程度の酸素の存在を必要とするものである。
【００１７】
加熱炉の種類による酸素（Ｏ２）の必要、不必要は、定量的に見ればおおよそ１０２〜１０３ＰＰＭのレベルであり、この程度の数量は酸素感知器、いわゆるＯ２センサによって十分精密に測定できる量である。
【００１８】
以上の知見に基づいて、この第一の実施例では加熱炉３内に流量制御装置４Ａを経由して導入ガスを供給する供給管路４を連通接続するとともに、別に同加熱炉３内に酸素感知器６を設置する。
【００１９】
図１で斜線を施した部分は断熱層であるが、供給管路４から入る導入ガスは、この断熱層の部分にも、また炉の中心にある光ファイバ母材１が位置する部分にも一様に満たされて所望の物理的かつ化学的作用を行う。
【００２０】
次にこの第一実施例装置を用いた本発明の方法を改めて説明すると、まずこの加熱炉３の種類によって導入ガスを選定する。既に述べたようにカーボン炉であれば不活性ガスか空気を使用する。またジルコニア炉であれば、酸素が適宜量混入されたガスを使用する。
【００２１】
あとは酸素感知器６によって感知できる炉内の酸素濃度が所望の濃度になるように流量制御装置４Ａを制御すればよい。流量が多すぎて加熱炉３内に流速の大きすぎる気流が発生しないように注意することも必要である。制御の目安としては、当然上方開口部から自然に逃げるガス量を補給する程度でよく、これによりその導入ガスが炉内に充満停留し、必要程度の陽圧に保持されるわけである。
【００２２】
図２はこの発明の第二の実施例方法を実施するために使用する加熱炉を示している。この装置の場合、導入ガスの供給配管４には流量制御装置４Ａを設けることなく適宜の一定量送給メカニズムを採用し、加熱炉３の一部に別に排気管路５を設け、この排気管路５の途中に開閉弁５Ａをつけて同炉内からの排気量を制御するように構成してある。しかしてこの開閉弁５Ａの開閉度は酸素感知器６によって感知される炉内の酸素濃度データによって調節される。
【００２３】
図３は発明の第三の実施例方法を実施するために使用する加熱炉を示し、これでは導入ガスの供給配管４に流量制御装置４Ａを設けるとともに、同時に排気管路５にも開閉弁５Ａを設け、酸素感知器６による測定データを流量制御装置４Ａと開閉弁５Ａの双方に伝達してフィードバック制御するように構成してある。
【００２４】
以上の実施例説明では、加熱炉３の上方開口部に可動シャッタを設けたものについて説明したが、本発明の方法においてはこの可動シャッタは必ずしも必要ではない。可動シャッタがなければ漏洩ガス量が大きくなる不利はあるものの、請求項１，２，３に示した工程によって十分に所期の効果を挙げることができる。各請求項の文言に可動シャッタの設置を条件として書き入れなかったのはこのためである。
【００２５】
【発明の効果】
この発明によれば、加熱炉の材質によってその最も適した気体を陽圧保持用の充満気体として使用するために、外部からの異物や望ましくない気体の浸入防止などの本来の効果だけでなくて、その加熱炉本体および付属部品の長寿保守に効果があり、また使用導入ガス量を大幅に削減できる効果がある。
【００２６】
また制御のために酸素感知器を使用して加熱炉内の酸素濃度を測定し、これを制御のための指標に用いているために、加熱炉に多く使用されているカーボン炉、ジルコニウム炉、電気抵抗炉などに有効に応用でき、制御ラインも比較的低コストで製作できる利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例方法を実施するための装置例を示す簡略側断面図である。
【図２】本発明の別の実施例方法を実施するための装置例を示す簡略側断面図である。
【図３】本発明のさらに別の実施例方法を実施するための装置例を示す簡略側断面図である。
【図４】従来の加熱炉の欠点を紡糸工程について説明するための側断面図である。
【図５】その欠点に対する従来対策を説明するための簡略側断面図である。
【符号の説明】
１　　光ファイバ母材
２，２Ａ　ダミー棒
３　　加熱炉
４　　導入ガスの供給管路
５　　同上排気管路
４Ａ　流量制御装置
５Ａ　開閉弁
６　　酸素感知器
【図１】
2004051414.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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