專利名稱：光纖用初制品的制造方法及其制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)生熱水解反應(yīng)、使氣相狀態(tài)氧化物變?yōu)榧?xì)玻璃顆粒、進(jìn)行合成燒結(jié)的光纖用初制品的制造方法及其制造裝置，特別涉及在發(fā)生熱水解反應(yīng)時(shí)，用氣體供應(yīng)裝置將氣流從芯部等引發(fā)構(gòu)件的下方吹向爐膛的上方并使細(xì)玻璃顆粒沉積形成光纖用初制品的制造方法及其制造裝置。
如圖3(a)、(b)所示，該制造方法用外附法，為了在用作芯棒的玻璃棒101的外圍沉積多孔玻璃，各自單獨(dú)設(shè)置了用于沉積的燃燒器噴出口102和氣幕氣體噴出口103，在多孔玻璃初制品形成的同時(shí)，通過(guò)在用作芯棒的玻璃棒101的整個(gè)長(zhǎng)度上一邊吹入清潔的氣流一邊沉積細(xì)玻璃顆粒，能夠形成由煙粒沉積體104組成的光纖用初制品(參照專利公報(bào)特開(kāi)平5-116979號(hào))。通過(guò)將該氣幕氣體噴出口103與用于沉積的燃燒器噴出口102分別設(shè)置，①能夠?qū)?dǎo)致異物或氣泡的未沉積煙塊從煙粒沉積體吹走，②因?yàn)槟軌蚴股傻募?xì)玻璃顆粒流推上去而不大幅擴(kuò)散開(kāi)來(lái)，所以能夠很好地將細(xì)玻璃顆粒引導(dǎo)到煙粒沉積體104上，③通過(guò)使煙粒沉積體104冷卻并加大其與從用于沉積的燃燒器噴出口102出來(lái)的火焰之間的溫差，能夠提高沉積的效率。
然而，這種光纖用初制品的制造方法，①由于煙粒沉積體104被從氣幕氣體噴出口103出來(lái)的吹入氣流110快速冷卻，在沉積過(guò)程中或在沉積完成后容易發(fā)生龜裂，②由于從氣幕氣體噴出口103出來(lái)的吹入氣流110的作用，沉積煙粒被吹飛，沉積的效率降低，③如果增強(qiáng)用于沉積的燃燒器噴出口102出來(lái)的火焰的火力，或者如圖3(b)所示增大煙粒沉積體104的直徑，由于從用于沉積的燃燒器噴出口102出來(lái)的火焰流111的強(qiáng)度比從氣幕氣體噴出口103出來(lái)的吹入氣流110的強(qiáng)度要強(qiáng)，所以有用氣流110不能完全抑制住火焰流111的缺陷。
而且，如果通過(guò)進(jìn)一步加強(qiáng)③中的氣流110，雖然能夠消除③中的缺陷，但是將會(huì)導(dǎo)致對(duì)①、②的影響被進(jìn)一步加劇。
本發(fā)明就是為了解決以往的缺陷，目的是提供能夠?qū)怏w供應(yīng)裝置的氣流從芯部等引發(fā)構(gòu)件下方引向爐膛的上方的光纖用初制品的制造方法及其制造裝置，以使氣體供應(yīng)裝置的氣流不直接吹到煙粒沉積體上。
另外，實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明的光纖用初制品的制造裝置是一種光纖用初制品的制造裝置，用設(shè)置在引發(fā)構(gòu)件下方的氫氧燃燒裝置使四氯化硅發(fā)生熱水解反應(yīng)生成細(xì)玻璃顆粒、通過(guò)將細(xì)玻璃顆粒沉積到爐膛內(nèi)引發(fā)構(gòu)件上在其外層部分上制膜形成光纖用初制品時(shí)，用氣體供應(yīng)裝置使氣流從上述引發(fā)構(gòu)件的下方吹向上述爐膛上方，沉積上述細(xì)玻璃顆粒，其特征在于，為了將上述氣流從上述引發(fā)構(gòu)件的下方吹向斜上方的上述爐膛壁面而使該氣流引向上述爐膛的上方，上述氣體供應(yīng)裝置被各自設(shè)置在上述氫氧燃燒裝置的兩端。
根據(jù)本發(fā)明的光纖用初制品的制造方法和制造裝置，因?yàn)槟軌驅(qū)怏w供應(yīng)裝置的氣流從引發(fā)構(gòu)件的下方吹向斜上方的爐膛壁面而將該氣流引向爐膛的上方，所以氣流不直接吹到煙粒沉積體上。
本發(fā)明的光纖用初制品的制造裝置中的氣體供應(yīng)裝置，最好設(shè)置有將氣流從引發(fā)構(gòu)件的下方吹向斜上方的爐膛壁面而使該氣流引向爐膛上方的百頁(yè)折流板。從而，使調(diào)整氣流變得可能。
圖2表示沉積實(shí)驗(yàn)比較例的示意圖。
圖3為表示現(xiàn)有的光纖用初制品制造方法的示意圖，其中(a)為小直徑煙粒層積體情況的圖，(b)為大直徑煙粒層積體情況的圖。
作為應(yīng)用本發(fā)明光纖用初制品的制造方法的理想實(shí)施例的制造裝置，如

圖1(a)、(b)所示，用OVD法(外附法)在引發(fā)構(gòu)件4上沉積擬定的外層部分3的裝置中，設(shè)置有作為用于制造光纖用初制品的反應(yīng)爐的爐膛2、在爐膛2內(nèi)使引發(fā)構(gòu)件4保持水平并轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)裝置5、使四氯化硅發(fā)生熱水解反應(yīng)而生成的細(xì)玻璃顆粒形成的外層部分3沉積到由回轉(zhuǎn)裝置5的作用而轉(zhuǎn)動(dòng)的引發(fā)構(gòu)件4上的氫氧燃燒裝置6、用氣流形成氣幕70的氣體供應(yīng)裝置7、與氫氧燃燒裝置6對(duì)向配置且排出由該氫氧燃燒裝置6發(fā)生熱水解反應(yīng)所生成廢氣的排氣罩8、與排氣罩8相連的移動(dòng)排氣風(fēng)管9、插嵌移動(dòng)排氣風(fēng)管9并連接到爐膛2外側(cè)面2a上的固定排氣風(fēng)管10。
回轉(zhuǎn)裝置5，能夠用設(shè)置在爐膛2外的電機(jī)等旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件50使引發(fā)構(gòu)件4轉(zhuǎn)動(dòng)，所以能夠使?fàn)t膛2小型化變成可能。
氫氧燃燒裝置6，是一個(gè)通過(guò)將四氯化硅、氧氣和氫氣按規(guī)定的配比供應(yīng)并點(diǎn)燃、在氫氧燃燒的過(guò)程中使四氯化硅發(fā)生熱水解反應(yīng)生成細(xì)玻璃顆粒的裝置，配置在位于回轉(zhuǎn)裝置5的引發(fā)構(gòu)件4下方的爐膛2內(nèi)，能夠在該引發(fā)構(gòu)件4的軸向上作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。
氣體供應(yīng)裝置7，為了實(shí)際上形成能夠在外層部分3的最大長(zhǎng)度上延伸的氣流氣幕70，該外層部分3用于能夠在該裝置中制造光纖用初制品，可以將氣體供應(yīng)裝置本身做成橫長(zhǎng)的長(zhǎng)方形的形狀，也可以將兩個(gè)以上的氣體供應(yīng)部分設(shè)置成一列，但其形狀和結(jié)構(gòu)不限于此。另外，如圖1(b)所示，為了將該氣流從安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)裝置5上的引發(fā)構(gòu)件4的下方吹向斜上方的爐膛2壁面2b將該氣流向爐膛2的上方引導(dǎo)，在爐膛2內(nèi)從轉(zhuǎn)動(dòng)裝置5上的引發(fā)構(gòu)件4軸向看過(guò)去，該氣體供應(yīng)裝置7被分別設(shè)置在氫氧燃燒裝置6的兩側(cè)。因此，在將氣體供應(yīng)裝置7的氣流從引發(fā)構(gòu)件4的下方吹向爐膛2的上方的時(shí)候，能夠使氣流形成的幕，也就是氣幕70，不直接吹到煙粒沉積體上。
氣體供應(yīng)裝置7上還設(shè)置了用于將氣流從引發(fā)構(gòu)件4的下方吹向斜上方的爐膛2的壁面2b將該氣流引導(dǎo)到爐膛2的上方的百頁(yè)折流板71。因此，能夠調(diào)整氣流。從該氣體供應(yīng)裝置7流出的氣體，如果是經(jīng)過(guò)濾器等過(guò)濾的清潔干凈的氣體，除空氣之外，氮?dú)狻⒑狻鍤獾人逍詺怏w等等中的哪一個(gè)都可以。
排氣罩8，與氫氧燃燒裝置6的移動(dòng)同步作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)插嵌到連接在爐膛2的外側(cè)面2a上的固定排氣風(fēng)管10中的移動(dòng)排氣風(fēng)管9作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，使排氣罩8實(shí)際上平行配置在其往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)方向上。還有，移動(dòng)排氣風(fēng)管9在固定排氣風(fēng)管10內(nèi)沿排氣罩8往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)方向作直線運(yùn)動(dòng)的部分用直管構(gòu)成。因此，它能夠在固定排氣風(fēng)管10內(nèi)作平滑的直線移動(dòng)。
這種使移動(dòng)排氣風(fēng)管9在固定排氣風(fēng)管10內(nèi)作直線移動(dòng)的移動(dòng)裝置(圖中未示出)，例如可考慮在移動(dòng)排氣風(fēng)管9的附近、相對(duì)于排氣罩8的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)方向設(shè)置平行的軌道，通過(guò)安裝在移動(dòng)排氣風(fēng)管9上的車輪使移動(dòng)排氣風(fēng)管9沿軌道移動(dòng)等等方法。另外，為了使該移動(dòng)排氣風(fēng)管9與氫氧燃燒裝置6同步往復(fù)移動(dòng)，還可以分別連接控制裝置(圖中未示出)。該同步的方法，這里不對(duì)它們作限制，保持機(jī)械同步就可以了。
在固定排氣風(fēng)管10和插嵌到該固定排氣風(fēng)管10中的移動(dòng)排氣風(fēng)管9之間，為了使從移動(dòng)排氣風(fēng)管9排出的氣體不通過(guò)固定排氣風(fēng)管10回到爐膛2內(nèi)，設(shè)置了排氣氣密措施11。因此，能夠防止未沉積的煙粒(產(chǎn)生的細(xì)玻璃顆粒)和未反應(yīng)的玻璃原料在爐膛2內(nèi)浮游。作為這樣的排氣氣密措施11，例如可考慮在移動(dòng)排氣風(fēng)管9和固定排氣風(fēng)管10之間嵌入聚四氟乙烯(テフロソ)(注冊(cè)商標(biāo))制的圓筒形密封材料。
轉(zhuǎn)動(dòng)裝置5的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件50，從爐膛2的外面使引發(fā)構(gòu)件4轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)，為了不使塵埃從爐膛2外侵入到爐膛2內(nèi)，爐膛2的各個(gè)貫穿部分都要分別氣密。
下面對(duì)這樣構(gòu)成的光纖用初制品的制造裝置1的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
首先，將引發(fā)構(gòu)件4安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)裝置5上。引發(fā)構(gòu)件4包含有芯部或者不是單純的芯部而是具有薄薄的包覆層的芯部等。其次，用轉(zhuǎn)動(dòng)裝置5的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)部件50轉(zhuǎn)動(dòng)引發(fā)構(gòu)件4，用氫氧燃燒裝置6使四氯化硅發(fā)生熱水解反應(yīng)，生成由細(xì)玻璃顆粒構(gòu)成的包覆層樣的外層部分3。將由熱水解反應(yīng)生成的細(xì)玻璃顆粒附著沉積在轉(zhuǎn)動(dòng)的引發(fā)構(gòu)件4上的同時(shí)，使氫氧燃燒裝置6在引發(fā)構(gòu)件4的軸向上作平行往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，使細(xì)玻璃顆粒在引發(fā)構(gòu)件4的軸向上均勻沉積，膜制作為包覆層的外層部分3。因此，能夠得到具有包覆層的、由煙粒層積體構(gòu)成的光纖用初制品。
設(shè)置在氫氧燃燒裝置6的兩側(cè)的各氣體供應(yīng)裝置7，因?yàn)槟軌驅(qū)⒏髯缘臍饬鲝陌惭b在轉(zhuǎn)動(dòng)裝置5上的引發(fā)構(gòu)件4的下方吹向斜上方的爐膛2壁面2b而將該氣流引向爐膛2的上方，所以能夠使氣幕70不直接吹到煙粒沉積體上。因此，能夠取得這些特有的效果①因?yàn)橛筛鱾€(gè)氣體供應(yīng)裝置7的氣流形成的氣幕70不直接吹到煙粒沉積體上，能夠使氫氧燃燒裝置6的火焰溫度不急速降低，所以煙粒積層體不易形成龜裂，②因?yàn)閬?lái)自氫氧燃燒裝置6的細(xì)玻璃顆粒落到沉積體上不被吹散，所以提高了沉積效率，③因?yàn)闅怏w供應(yīng)裝置7的氣流被吹到爐膛2的壁面上，所以減少了壁面的煙粒附著，減少了導(dǎo)致形成氣泡的煙粒的脫落，清掃變得容易了等等。
實(shí)施例在以下的條件下，進(jìn)行細(xì)玻璃顆粒的沉積試驗(yàn)，將實(shí)施例和比較例進(jìn)行比較。在實(shí)施例和比較例中，送入到氫氧燃燒裝置的四氯化硅、氧氣和氫氣的各供給量以及從氣體供應(yīng)裝置噴出的氣流的噴出量全都相同，這里省略說(shuō)明。
實(shí)施例實(shí)施例，用圖1中所示的制造裝置1進(jìn)行沉積試驗(yàn)。
比較例1比較例1在圖2(a)中所示的制造裝置200A中，將氣體供應(yīng)裝置202的氣流(空氣)和氫氧燃燒裝置201的火焰一起直接吹向外層部分3上。
比較例2比較例2在圖2(b)中所示的制造裝置200B中，將氣體供應(yīng)裝置202的氣流(空氣)和氫氧燃燒裝置201的火焰一起直接吹向外層部分3上。還在爐膛203的左右壁面203a、203b上設(shè)置各自的進(jìn)氣口204，供應(yīng)通過(guò)過(guò)濾的清潔的空氣。
比較例3比較例3在圖2(c)中所示的制造裝置300中，在氫氧燃燒裝置301的兩側(cè)設(shè)置氣體供應(yīng)裝置302，各個(gè)氣體供應(yīng)裝置302將各自的氣流(空氣)直接吹向外層部分3上。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠證實(shí)，實(shí)施例中煙粒沉積體不產(chǎn)生龜裂，沉積速度為5.5g/分鐘，爐膛內(nèi)的污染少。而與之相反，比較例1中煙粒沉積的過(guò)程中產(chǎn)生龜裂、沉積速度為3.4g/分鐘、爐膛內(nèi)的污染大，比較例2中煙粒沉積完成后產(chǎn)生龜裂、沉積速度為5.0g/分鐘、爐膛內(nèi)的污染大；比較例3中煙粒沉積體不產(chǎn)生龜裂、沉積速度為5.5g/分鐘，但是爐膛內(nèi)的污染大。
從以上的說(shuō)明中可以看出，根據(jù)本發(fā)明的光纖用初制品的制造方法及其制造裝置，因?yàn)槟軌蚴箽怏w供應(yīng)裝置的氣流從引發(fā)構(gòu)件的下方吹向斜上方的爐膛壁面而將該氣流引向爐膛的上方，氣流不直接吹到煙粒沉積體上，所以在煙粒沉積過(guò)程中和沉積后沉積體不產(chǎn)生龜裂，改良了沉積的效率，還減少了爐膛內(nèi)的污染。
權(quán)利要求
1.一種光纖用初制品的制造方法，用氫氧燃燒裝置使四氯化硅發(fā)生熱水解反應(yīng)生成細(xì)玻璃顆粒、通過(guò)將細(xì)玻璃顆粒沉積到爐膛內(nèi)的引發(fā)構(gòu)件上在其外層部分上制膜形成光纖用初制品時(shí)，用氣體供應(yīng)裝置使氣流從上述引發(fā)構(gòu)件的下方吹向上述爐膛上方，沉積上述細(xì)玻璃顆粒，其特征在于，將上述氣體供應(yīng)裝置的上述氣流從上述引發(fā)構(gòu)件的下方吹向斜上方的上述爐膛的壁面將該氣流引導(dǎo)到上述爐膛的上方。
2.一種光纖用初制品的制造裝置，用設(shè)置在引發(fā)構(gòu)件下方的氫氧燃燒裝置使四氯化硅發(fā)生熱水解反應(yīng)生成細(xì)玻璃顆粒、通過(guò)將細(xì)玻璃顆粒沉積到爐膛內(nèi)引發(fā)構(gòu)件上在其外層部分上制膜形成光纖用初制品時(shí)，用氣體供應(yīng)裝置使氣流從上述引發(fā)構(gòu)件的下方吹向上述爐膛上方，沉積上述細(xì)玻璃顆粒，其特征在于，為了將上述氣流從上述引發(fā)構(gòu)件的下方吹向斜上方的上述爐膛壁面而使該氣流引向上述爐膛的上方，上述氣體供應(yīng)裝置被各自設(shè)置在上述氫氧燃燒裝置的兩端。
3.如權(quán)利要求2所述的光纖用初制品的制造裝置，其特征在于，上述氣體供應(yīng)裝置設(shè)置有將上述氣流從上述引發(fā)構(gòu)件的下方吹向斜上方的上述爐膛壁面而使該氣流引向上述爐膛上方的百頁(yè)折流板。
全文摘要
將氣體供應(yīng)裝置的氣流從芯部等的引發(fā)構(gòu)件下方引向爐膛的上方，以使其不直接吹入到煙粒沉積體上。通過(guò)用設(shè)置在引發(fā)構(gòu)件4下方的氫氧燃燒裝置6使四氯化硅發(fā)生熱水解反應(yīng)生成細(xì)玻璃顆粒，將細(xì)玻璃顆粒沉積到爐膛2內(nèi)引發(fā)構(gòu)件4上，膜制成包覆層狀的外層部分3，形成光纖用初制品時(shí)，用氣體供應(yīng)裝置7將氣流從引發(fā)構(gòu)件4的下方吹向爐膛2的上方而沉積細(xì)玻璃顆粒，為此，將氣體供應(yīng)裝置7各自設(shè)置在氫氧燃燒裝置6的兩側(cè)，以使氣流從引發(fā)構(gòu)件4的下方吹向斜上方的爐膛2的壁面2b而將該氣流引向爐膛2的上方。
文檔編號(hào)C03B37/014GK1473781SQ0314511
公開(kāi)日2004年2月11日 申請(qǐng)日期2003年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月8日
發(fā)明者富田和博, 兜玉喜直, 岡本一郎, 直, 郎 申請(qǐng)人:昭和電線電纜株式會(huì)社