(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉心管内に光ファイバ母材を挿入して、炉心管の周囲に設置した円筒状発熱体で光ファイバ母材を加熱溶融して光ファイバに線引する光ファイバ線引炉において、前記炉心管の上端縁に接して石英製の保護管を設置し、前記保護管の下端部の内径は炉心管内径に等しく、前記保護管の上端部の内径は炉心管内径に等しいか若しくは炉心管内径よりも大きいことを特徴とする光ファイバ線引炉。
【請求項２】
前記保護管と炉心管の接する炉心管上端位置から発熱体中央部までの距離が、炉心管内径の１．５倍よりも長いことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ線引炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ母材を加熱溶融して光ファイバを得るための光ファイバ線引炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ファイバの線引は一般に円筒状発熱体と炉心管とを有する光ファイバ加熱炉の上端から光ファイバ母材を挿入し、円筒状発熱体の中央部の最高温度部分で加熱溶融して所望の外径を有する光ファイバに線引し、加熱炉の下端から引き出すことによって行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
光ファイバ母材の線引に使用される炉心管はカーボン製のものが多く、炉内にはＡｒ、Ｈｅ等の不活性ガスが流されるが、線引炉内において光ファイバ母材が溶融される際に発生するＳｉやＳｉＯ２がカーボン製の炉心管と反応し、ＳｉＣやＳｉＯ２となって炉心管上部の低温部分に付着堆積する。特に、大型の光ファイバ母材を線引する場合には、炉心管上部開口部からの大気の流入が原因でカーボン炉心管が酸化消耗し、カーボン微粒子が発生したり、炉心管上部に付着した堆積物が剥がれ落ちたりすることが多く、これらの微粒子や堆積物が光ファイバに接触すると、光ファイバの断線や強度劣化を引き起こすという問題点があった。
【０００４】
一方、炉心管は、カーボン製以外にジルコニア製も使用されている。ジルコニアは酸素雰囲気で使用することができるため炉心管の酸化消耗という問題は発生しないが、カーボン製の場合と同様に炉心管上部の低温部分に堆積物が付着し、この堆積物が剥がれ落ちることによって光ファイバの断線や強度劣化を引き起こすという問題点があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記課題は以下の手段により達成された。
（１）炉心管内に光ファイバ母材を挿入して、炉心管の周囲に設置した円筒状発熱体で光ファイバ母材を加熱溶融して光ファイバに線引する光ファイバ線引炉において、前記炉心管の上端縁に接して石英製の保護管を設置し、前記保護管の下端部の内径は炉心管内径に等しく、前記保護管の上端部の内径は炉心管内径に等しいか若しくは炉心管内径よりも大きいことを特徴とする光ファイバ線引炉。
（２）前記保護管と炉心管の接する炉心管上端位置から発熱体中央部までの距離が、炉心管内径の１．５倍よりも長いことを特徴とする（１）に記載の光ファイバ線引炉。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光ファイバ線引炉の好ましい実施態様を図面に従って詳細に説明する。
図１に示す光ファイバ線引炉の炉体の中央部には、光ファイバ母材１が挿入される炉心管３が設置されている。炉体内には、断熱材５と炉心管３を取り巻く発熱体６が設けられている。不活性ガス雰囲気部１０上側部および炉心管３上方には不活性ガス導入口８、９が、炉心管３下方には外気の侵入を抑制するシャッター７が設けられている。所定量の不活性ガスが、不活性ガス導入口８から不活性ガス雰囲気部１０を経て炉心管３内の下方から上方へ流され、また、上部開口部１１からの大気の流入を防止するため、不活性ガス導入口９からも炉心管３内にガス（シールガス）が流される。
【０００７】
炉心管上端縁３ａには保護管４が設置されている。この保護管は炉心管を大気から保護する管であり、炉心管が大気にさらされて酸化消耗することを防止する役割を果たす。すなわち、保護管４を設置することによって、保護管４上部の開口部１１からの大気の流入によるカーボン炉心管の酸化消耗がなくなり、カーボン微粒子が発生したり炉心管上部に付着した堆積物が剥がれ落ちたりすることがなくなる。保護管４にも堆積物が付着するが、保護管が酸化消耗しないため多量の堆積物が付着しない限り、堆積物が炉内に剥がれ落ちることはない。
【０００８】
保護管４は、耐熱性に優れ、かつ酸化消耗しない材料から構成される。ジルコニアなどでもよいが特に石英が好ましい。保護管４の下端部の内径は、炉心管３の酸化消耗を防止する観点から炉心管内径１２に等しい。ここで保護管４の下端部の内径が炉心管内径１２よりも小さい場合も炉心管３の酸化消耗を防止することができるが、保護管４に付着した堆積物が炉心管３内に落下する恐れがあるため望ましくない。従って、上述のように保護管４の下端部の内径は炉心管内径１２に等しくする。一方、保護管４の上端部の内径は、付着堆積物の落下を防止する観点から炉心管内径１２に等しいか又は大きく、特に、炉心管内径１２より大きい方が好ましい。
【０００９】
また、保護管４と炉心管３の接する炉心管３上端位置から発熱体６中央部までの距離は、炉心管内径１２の１．５倍よりも長くすることが好ましい。これは、保護管が結晶化してもろくなるために生じる破損を防止することができるからである。
【００１０】
炉心管３上部から挿入された光ファイバ母材１は、先端部が炉心管３の最高温度部分で加熱溶融され、光ファイバ２に線引される。線引された光ファイバ２は図示していない被覆装置で樹脂を被覆された後、巻き取り機に巻き取られる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
実施例１
図１に示される光ファイバ線引炉を用いて、保護管４を通じて、炉心管内径１２が１５０ｍｍのカーボン製炉心管３上方から外径１２０ｍｍの光ファイバ母材１を挿入した。このとき保護管４１は、図２に示すように、形状を外径１８０ｍｍ、内径１５０ｍｍ、長さ３０ｍｍとし、炉心管３１上端縁に設置した。また、発熱体６中央部から炉心管３上端までの長さＬ１は２４０ｍｍとした。発熱体６により炉心管３を加熱し、その中央部の最高温度を約２２００℃とした。その間に不活性ガス導入口８、９から炉心管３内に下方から上方へＡｒを２０ＳＬＭ流し、炉心管３上方からもＡｒを２０ＳＬＭ流した。ここで１ＳＬＭは、２０℃、１気圧の標準状態における１ｌ／ｍｉｎを示す。上記の条件で、連続して１００００ｋｍの光ファイバを線引したところ、炉心管３上部にはＳｉＯ２、ＳｉＣ等の付着堆積物が、保護管４の表面にはＳｉＯ２等の付着堆積物が形成されたが、炉心管３の酸化劣化と付着堆積物の落下は少なく、線引中の断線は２回であった。
【００１２】
実施例２
図３に示すように、保護管４２の形状を上部が内径１７０ｍｍ、下部が内径１５０ｍｍで長さ３０ｍｍのテーパ型にして、炉心管３２上端縁に保護管４２を設置した以外は、実施例１と同様に連続して１００００ｋｍの光ファイバを線引した。この場合、保護管に付着した堆積物の落下はほとんどなくなり、線引中の断線は１回であった。
【００１３】
実施例３
図４に示すように、保護管４３の形状を内径１５０ｍｍ、長さ１０ｍｍの内筒と内径１７０ｍｍ、長さ３０ｍｍの外筒とからなる二重管構造のものにして、炉心管３３上端縁に保護管４３を設置した以外は、実施例１と同様に連続して１００００ｋｍの光ファイバを線引した。この場合も保護管に付着した堆積物の落下はほとんどなく、線引中の断線は１回であった。
【００１４】
比較例１
図５に示すように、保護管を使用しない他は実施例１と同様にして、連続して１００００ｋｍの光ファイバを線引した。この場合は、炉心管３の酸化劣化と、炉心管３上部の付着堆積物の落下が多く、線引中に６回の断線があった。
【００１５】
比較例２
図６に示すように、発熱体６中央部から炉心管３上端までの長さＬ２を２００ｍｍとした以外は実施例１と同様にして、連続して１００００ｋｍの光ファイバを線引した。この場合は、炉心管３の酸化劣化はなかったものの保護管４の結晶化による劣化と付着堆積物の落下が起こり、線引中に４回の断線があった。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、光ファイバ線引炉の炉心管上端に接するように保護管を設置することにより、炉心管の酸化劣化とＳｉＯ２、ＳｉＣ等の付着堆積物の落下を防止することができ、これにより光ファイバの線引中の断線や強度低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の概略図である。
【図２】本発明の第１実施例の保護管の断面図である。
【図３】本発明の第２実施例の保護管の断面図である。
【図４】本発明の第３実施例の保護管の断面図である。
【図５】本発明の比較例１（従来例）の概略図である。
【図６】本発明の比較例２の概略図である。
【符号の説明】
１    光ファイバ母材
２    光ファイバ
３    炉心管
３ａ  炉心管上端縁
３１  炉心管
３２  炉心管
３３  炉心管
４    保護管
４１  保護管
４２  保護管
４３  保護管
５    断熱材
６    発熱体
７    シャッター
８    不活性ガス導入口
９    不活性ガス導入口
１０  不活性ガス雰囲気部
１１  開口部
１２  炉心管内径
【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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