(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質母材を保持する支持杆と、上記多孔質母材が内挿されるマッフル管と、上記マッフル管と互いに連通した排気室と、上記マッフル管に接続され、このマッフル管内に雰囲気ガスを供給する供給装置と、上記排気室に接続され、この排気室内のガスを吸引する吸引装置とを用い、上記支持杆を上記排気室に開口した挿入孔に対し内外方向に貫通させて上記多孔質母材を上記マッフル管内に内挿した状態で、上記雰囲気ガスをマッフル管内に供給しながら上記吸引装置を作動させて上記マッフル管内を所定の負圧状態に維持しつつ上記多孔質母材を加熱することにより脱水・焼結する光ファイバ母材の製造方法において、
上記吸引装置による吸引により上記挿入口と支持杆との間の隙間を通して外部から上記排気室内に流入する空気の流入流量を、上記雰囲気ガスの供給流量に対し少なくとも１０倍以上になるように調整する
ことを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
空気の流入流量を、雰囲気ガスの供給流量に対し１５倍以上になるように調整する
ことを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
空気の流入流量の調整を、吸引装置による吸引流量と挿入孔の内径との一方もしくは双方を調整することにより行うようにする
ことを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多孔質母材中の水分等を除去し、かつ、透明ガラス化する脱水・焼結工程における光ファイバ母材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の光ファイバ母材の製造方法の脱水・焼結工程で使用される脱水焼結炉として、マッフル管の上部に配設されこのマッフル管に連通した排気室を備えたものが知られている（例えば、特開平２−２１２３２５号公報参照）。このものでは、マッフル管内に多孔質母材を内挿させ、この多孔質母材から上方に延びる支持杆が上記排気室の上部に設けられた挿入孔を貫通して外部上方に突出するようになっている。上記排気室にはこの排気室内部のガスを吸引する吸引装置が接続されるようになっており、この吸引装置によって上記排気室内のガスを吸引することにより、上記マッフル管内の負圧を所定値に維持するようにしている。ここで、上記支持杆は回転させる必要があり、このため、上記挿入孔と支持杆との間には所定の隙間が存在している。このため、上記公報に記載された脱水焼結炉では、上記挿入孔から流入した外部の空気が上記マッフル管内に流入することを防止するために、上記支持杆に対しスリーブを外挿して、上記の隙間が極力小さくなるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記マッフル管内に供給される雰囲気ガスとしては多孔質母材を脱水させる塩素ガスが用いられており、この塩素ガスをそのまま外部に流出させないようにする必要がある。
【０００４】
また、上記の吸引装置は、上記塩素ガスを十分に吸引することが可能な程度の吸引力を有しているが、上記マッフル管の内圧は数ｍｍＨ2Ｏの負圧に設定することが望ましく、このため、例えば上記吸引装置があまり大きな吸引力でもってガスを吸引すると、上記の数ｍｍＨ2Ｏの負圧に設定することが不可能となってしまう。このため、上記吸引装置と排気室とを連結する排気管に絞りを設け、この絞りにより吸引流量を絞ることによって、上記マッフル管内の負圧の値を調節するようにしている。
【０００５】
ところが、上記のような吸引装置には特有の作動の揺らぎ（作動揺らぎ）があり、この作動揺らぎによって吸引流量に揺らぎ（流量変動）が生じてしまう。この流量変動の変動は、上記のように吸引流量を絞った場合にはその平均吸引流量に対して遙かに大きい割合となってしまい、この流動変動が上記排気室内に伝搬して負圧状態の排気室内に圧力変動を生じさせてしまう。このように排気室内に圧力変動が生じてしまうと上記塩素ガス等が上記挿入口と支持杆との間の隙間から外部に漏れてしまうことになるという不都合がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、排気室内で生じる圧力変動を防止し、塩素ガス等の雰囲気ガスの外部への流出を防止することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、吸引装置により吸引されるガスには、マッフル管内に供給される雰囲気ガスと、挿入口と支持杆との間の隙間から流入する空気とがあり、この雰囲気ガスと空気との流量比が、上記排気室内の圧力変動と相関関係があることを見いだした、そして、この点に着目して実験を繰り返した結果、上記流量比が所定値以上であれば上記の圧力変動が生じないことを確認し、本発明を完成するに至ったものである。
【０００８】
以下本願の発明を具体的に説明すると、本発明は、多孔質母材を保持する支持杆と、上記多孔質母材が内挿されるマッフル管と、上記マッフル管と互いに連通した排気室と、上記マッフル管に接続され、このマッフル管内に雰囲気ガスを供給する供給装置と、上記排気室に接続され、この排気室内のガスを吸引する吸引装置とを用い、上記支持杆を上記排気室に開口した挿入孔に対し内外方向に貫通させて上記多孔質母材を上記マッフル管内に内挿した状態で、上記雰囲気ガスをマッフル管内に供給しながら上記吸引装置を作動させて上記マッフル管内を所定の負圧状態に維持しつつ上記多孔質母材を加熱することにより脱水・焼結する光ファイバ母材の製造方法を前提としている。この方法において、上記吸引装置による吸引により上記挿入口と支持杆との間の隙間を通して外部から上記排気室内に流入する空気の流入流量を、上記雰囲気ガスの供給流量に対し少なくとも１０倍以上になるように調整することを特定事項とするものである。
【０００９】
この場合、供給装置からはマッフル管内の雰囲気を形成するのに必要な程度の雰囲気ガスが供給され、かつ、この雰囲気ガスの供給流量に対し挿入口と支持杆との隙間から流入する空気の流入流量を少なくとも１０倍以上とするため、吸引装置により吸引される吸引流量は比較的大きくなる。このため、吸引装置の作動揺らぎに起因する吸引流量の変動が起こったとしても、その平均吸引流量に対する変動の割合が小さくなり、上記流量変動自体が吸収されるようになる。そして、たとえ上記排気室内に流量変動が伝搬したとしても、上記のように平均吸引流量に対し変動の割合が小さく、挿入口と支持杆との隙間から流入する多量の流入流量によって上記変動が吸収され上記排気室内の圧力変動が可及的に小さくなる。その結果、上記挿入口と支持杆との隙間を通しての気体の移動は外部から排気室内への空気の流入のみに維持され、これにより、上記排気室内の雰囲気ガスが上記挿入孔から外部に漏れることが確実に防止あるいは抑制されると考えられる。また、上記挿入口と支持杆との隙間から流入した空気は、上記吸引装置により全て吸引されるため、マッフル管内に流入することは防止される。
【００１０】
上記の流入流量と供給流量との比率は、吸引装置、または、マッフル管内の設定負圧によって好ましい数値が変わるものであるが、少なくとも１０以上であれば、吸引装置等の如何に拘わらず排気室の圧力変動は防止あるいは抑制される。そして、この比率が大きいほど上記作動揺らぎに起因する流量変動の割合が平均流量に対して小さくなるため、作用・効果の程度は増大する。
【００１１】
上記の比率としては、１５〜２０、すなわち流入流量が供給流量に対し１０〜２０倍であれば、検出し得る程度の量の雰囲気ガスの漏れが防止され、上記比率が２０以上、例えば３０であれば雰囲気ガスの漏れは、完全に防止される。
【００１２】
また、上記流入流量と供給流量との比率を調整するには、吸引装置による吸引流量と、挿入孔の内径との一方もしくは双方を調整することにより行うようにすればよい。すなわち、例えば吸引流量を大きくし、かつ、挿入孔の内径を大きくすれば、上記挿入口と支持杆との隙間より大量の空気が流入するようになり、上記流入流量と供給流量との比率の調整が容易に実現可能となり、確実に所定値に調整することが可能になる。また、上記吸引流量のみを大きくするようにしてもよく、逆に挿入孔の内径のみを大きくするようにしてもよい。いずれの場合でも、上記挿入口と支持杆との隙間より大量の空気が流入するようになり、上記流入流量と供給流量との比率の調整が容易に実現可能となり、確実に所定値に調整することが可能になる。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１または請求項２記載の発明における光ファイバ母材の製造方法によれば、排気室内の圧力変動の発生を防止することができ、雰囲気ガスが挿入口と支持杆との間の隙間から外部に漏れることを確実に防止もしくは抑制することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、上記請求項１または請求項２記載の発明による効果に加えて、流入流量と供給流量との比率の調整を容易に実現することができ、確実に所定値に調整することができる。
【００１５】
【実施例】
図１は、本発明に係る脱水焼結炉を示しており、この脱水焼結炉は以下のように構成されている。
【００１６】
１は、出発材の表面に酸水素火炎により発生した石英系ガラス微粒子を堆積させるＶＡＤ法により形成された多孔質母材であり、２は、上記多孔質母材１を保持する支持杆２である。この支持杆２は上記多孔質母材１の上端から上側に突出し上方に延びるようになっている。
【００１７】
３は、上記多孔質母材１が内挿される石英等により形成されたマッフル管３であり、このマッフル管３の下端には、雰囲気ガス吸入口４が開口し、その先には塩素ガス及びヘリウムガスといった雰囲気ガスを供給する雰囲気ガス供給装置５が接続されている。一方、上記マッフル管３の上部には、このマッフル管３に対し連通した排気室６が配設されており、この配設室６の側壁部には、吸引管７が接続され、その先には上記排気室６内のガスを吸引する吸引装置としての排気処理装置８が接続されている。この排気処理装置８は、上記塩素ガス等を処理した後に外部に排出するようになっている。また、上記排気室６の上部開口には、半円状の平板である一対の蓋体９が載置されて、この排気室６の上部開口を封止するようになっている。そして、上記一対の蓋体９を相対向させて上記排気室６の上部開口に載置したときにその中心位置に円形の挿入孔１０が形成されるよう上記各蓋体９には、半円状の切り欠きが形成されている。さらに、上記排気室６の上記吸引管７が接続された側壁部に相対向した側壁部には、この排気室６内の負圧を測定する負圧モニタ１３が取り付けられている。
【００１８】
上記吸引管７には、上記排気処理装置８による吸引流量を調節する絞り１１が取り付けられ、また、この吸引管７内の流速を検出する流速計が備えられている。
【００１９】
そして、上記マッフル管３の外周囲には、上記多孔質母材１を加熱するヒータ１４が配設されている。
【００２０】
つぎに、この脱水焼結炉において、供給される雰囲気ガス（同図の実線の矢印参照）の供給流量を一定とし挿入口１０と支持杆２との隙間から流入する空気（同図の一点鎖線の矢印参照）の流入流量と、排気処理装置８により吸引されるガスの吸引流量との比率を変えた場合の実験結果について説明する。
【００２１】
多孔質母材１は、ＶＡＤ法によりガラス微粒子を堆積させて外径１４０ｍｍ、平行部長さ４００ｍｍに形成したものを用いた。そして、上記マッフル管３は内径１７０ｍｍのものを用い、上記支持杆２が上記排気室６の挿入孔１０を内外方向に貫通して上記多孔質母材１が上記マッフル管３内に内挿された状態にした。この状態で、雰囲気ガスであるヘリウムを１０リットル／分、及び、塩素ガスを０．５リットル／分の供給流量で上記マッフル管３内に供給し、上記ヒータ１４により１６５０℃に加熱した状態で上記多孔質母材１を１００ｍｍ／時で降下させて上記多孔質母材１を脱水・焼結して透明ガラス化させた。また、上記吸引管７の内径は４３ｍｍで、支持杆２の外径は３０ｍｍのものを用いた。
【００２２】
なお、上記挿入孔１０から流入する空気の流入流量は、上記吸引管７に備えられた流速計１２により検出された流速と、吸引管７の断面積とにより吸引流量を計算し、この吸引流量から雰囲気ガスの供給流量を差し引けば求められる。
【００２３】
まず、挿入口の内径を３３ｍｍとし、吸引管７の絞り１１を絞ることにより、吸引流速が０．７ｍ／秒となるようにした。この場合、挿入孔１０より流入する空気の流入流量は、雰囲気ガスの供給流量に対し４．８倍であった。このとき、上記排気室６内の圧力変動は、０〜０．８ｍｍＨ2Ｏであり、この圧力変動による塩素ガスの挿入孔１０と支持杆２との隙間からの漏れが検出された。
【００２４】
一方、上記挿入孔１０の内径を４０ｍｍとし、吸引管７に設けられた絞り１１により吸引流速が２．５ｍ／秒となるようにした。この場合、挿入孔１０より流入する空気の流入流量は、雰囲気ガスの供給流量に対し１９．７倍であった。このとき、上記排気室６内の圧力変動は、０．２〜０．３ｍｍＨ2Ｏであり、圧力変動が極めて小さく、塩素ガスの上記挿入孔１０と支持杆２との隙間からの漏れは検出されなかった。
【００２５】
また、挿入孔１０と支持杆２との隙間より流入する空気の流入流量を、雰囲気ガスの供給流量に対し３０倍とした場合にも、上記排気室６内の圧力変動が著しく防止され、塩素ガスの挿入孔１０と支持杆２との隙間からの漏れは検出されなかった。
【００２６】
なお、上記の塩素ガスの漏れが検出されなかった条件において得られた光ファイバ母材をファイバ化しその特性を評価したところ、従来の方法により得られた光ファイバと比較して遜色がなかった。
【図面の簡単な説明】
【図１】脱水焼結炉を示す断面説明図である。
【符号の説明】
１            多孔質母材
２            支持杆
３            マッフル管
５            供給装置
６            排気室
８            排気処理装置（吸引装置）
１０          挿入孔
【図１】
0004087514.tif 000002