JP4776090B2 - Optical fiber preform manufacturing method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気相軸付法(VAD法)を利用して光ファイバ母材を製造する光ファイバ母材の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図6には光ファイバ母材の製造装置の主要構成の一例が模式的に示されている。この図6に示す光ファイバ母材の製造装置1は、VAD法により光ファイバ母材を製造するものであり、反応室2と、バーナ3と、原料ガス供給配管4と、複数(図6の例では3本)の燃焼用ガス供給配管5と、回転軸6と、この回転軸6を回転させる機能と昇降させる機能を備えた駆動手段(図示せず)とを有して構成されている。
【0003】
この光ファイバ母材の製造装置1において、バーナ3の基端部には上記原料ガス供給配管4と、複数の燃焼用ガス供給配管5とがそれぞれ接続されており、このバーナ3の基端部には原料ガス供給配管4から光ファイバ母材の原料ガスが供給されると共に、各燃焼用ガス供給配管5からそれぞれ燃焼用ガスが供給される。なお、この明細書においては、燃焼用ガスとは、酸水素火炎を作り出すための酸素ガスと水素ガスを少なくとも含む複数種のガスの総称として使用している。
【0004】
上記複数の燃焼用ガス供給配管5のうちの1本は酸素ガスを専用に通す酸素供給配管として機能し、また、他の1本は水素ガスを専用に通す水素供給配管として機能し、残りのものは酸素ガスおよび水素ガス以外の例えばアルゴンガス等のガスを専用に通す配管として機能している。このような構成により、バーナ3には各種燃焼用ガスがそれぞれ別々の燃焼用ガス供給配管5を通して供給される構成と成している。
【0005】
上記バーナ3の先端部は例えば図3に示されるような同心円状多重管構造と成しており、複数のガス通路8(8a,8b,8c,8d)が形成されている。例えば、中心のガス通路8aは原料ガスを通す原料ガス通路として機能し、その外側のガス通路8bは水素ガスを通す燃焼用ガス通路として機能し、さらにその外側のガス通路8cはアルゴンガスを通す燃焼用ガス通路として機能し、さらにその外側のガス通路8dは酸素ガスを通す燃焼用ガス通路として機能する。
【0006】
各燃焼用ガス供給配管5をそれぞれ通って別々にバーナ3に供給された各種燃焼用ガスは、バーナ3の内部においても、それぞれ専用の通路を通って、バーナ3の噴出口から反応室2の内部に向けて噴出する構成と成している。そして、そのバーナ3から噴出した複数種の燃焼用ガスの燃焼により酸水素火炎9が作り出される。また、その酸水素火炎9に向けてバーナ3から原料ガスが噴出する構成と成している。
【0007】
前記反応室2の上方側から回転軸6が挿通されており、この回転軸6の先端部には出発母材が取り付けられる。この回転軸6は前記駆動手段に接続されており、この駆動手段の駆動によって回転軸6は回転しながら軸方向に上昇することができる。
【0008】
このような光ファイバ母材の製造装置1では、バーナ3は各種燃焼用ガスを噴出して酸水素火炎9を作り出すと共に、この酸水素火炎9に原料ガスを供給し、この原料ガスを火炎加水分解させてガラス微粒子を生成する。そして、このガラス微粒子を回転軸6の先端の出発母材に堆積させ光ファイバ母材を成長させていく。その堆積体(光ファイバ母材)12はスートと呼ばれている。このような光ファイバ母材の製造中には、回転軸6を回転しながら、上記スート12の先端とバーナ3との間の間隔が予め定めた一定の間隔となるように、回転軸6を引き上げている。
【0009】
ところで、光ファイバ母材の原料は沸点が室温よりも高いことから、原料ガス供給配管4を室温の環境下にそのままの状態で置いたのでは、原料ガス供給配管4の内部で原料ガスの液化が起こってしまう。そこで、その原料ガス供給配管4にはヒータ10が設けられており、このヒータ10による原料ガス供給配管4の加熱によって、原料ガス供給配管4の内部の原料ガスの温度が沸点よりも低下するのを防止して原料ガスの液化を回避している。なお、図6に示す符号7は、原料ガス供給配管4の温度を検出する温度センサを示し、符号11は上記温度センサ7の検出温度に基づいてヒータ10の制御を行うヒータ制御器を示している。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
従来では、上記スート(光ファイバ母材)12の成長速度が変動するという問題があった。そのようにスート12の成長速度が変動した場合には、スート12に含有されるドーパントの量が変動し、これにより、所望の特性の光ファイバ母材を製造することができないという問題や、製造された各光ファイバ母材毎に特性が異なるという問題や、同じ光ファイバ母材の中でも場所によって特性が異なるという問題が生じてしまう。
【0011】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、光ファイバ母材の成長速度を一定にすることが可能な光ファイバ母材の製造方法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決する手段としている。すなわち、第1の発明は、バーナの酸水素火炎に光ファイバ母材の原料ガスを供給し、その光ファイバ母材の原料ガスを火炎加水分解させてガラス微粒子を生成し、このガラス微粒子を、前記バーナの近傍に配設されている出発母材に堆積させ光ファイバ母材を成長させていく光ファイバ母材の製造方法において、前記原料ガスの供給経路を構成する配管に加熱手段を設けて前記原料ガスを加熱し、前記原料ガスの供給経路に当該供給経路の配管内部のガスの流れを乱して前記加熱手段から原料ガスへ加えられる熱の熱交換効率を向上させる熱交換効率上昇手段を設け、該熱交換効率上昇手段により前記配管内部のガスの流れを乱して前記酸水素火炎に供給される直前の原料ガスの温度を直接的に検出し、検出された前記原料ガスの温度に基づき前記加熱手段を制御して酸水素火炎に供給される前記原料ガスの温度を予め定めた一定の温度に維持する構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【0013】
第2の発明は、第1の発明の構成を備え、バーナには、酸素を供給するための酸素供給配管と、水素を供給するための水素供給配管とを少なくとも含む複数の燃焼用ガス供給配管を接続すると共に、原料ガスの供給経路である原料ガス供給配管を接続し、バーナの内部には前記各燃焼用ガス供給配管から供給された燃焼用ガスをそれぞれ別々に通す複数の燃焼用ガス通路と、原料ガス供給配管から供給された原料ガスを通す原料ガス通路とを形成し、バーナは酸水素火炎を作り出すと共に、酸水素火炎に向けて原料ガスを噴出する構成と成し、少なくとも前記バーナ内部の原料ガス通路の隣の燃焼用ガス通路に連通接続する燃焼用ガス供給配管を含む燃焼用ガス供給配管には燃焼用ガスを加熱する燃焼用ガス加熱手段を設け、また、燃焼用ガス加熱手段により加熱された燃焼用ガスの温度を検出する燃焼用ガス温度検出手段を設け、前記燃焼用ガス温度検出手段の検出温度に基づいて、燃焼用ガスの温度が予め定めた一定の温度となるように前記燃焼用ガス加熱手段を制御する燃焼用ガス温度制御部を設けたことを特徴として構成されている。
【0014】
第3の発明は、第1又は第2の発明の構成を備え、バーナには光ファイバ母材の原料ガスを供給するための原料ガスの供給経路である原料ガス供給配管を接続し、また、バーナの内部には前記原料ガス供給配管から供給された原料ガスを酸水素火炎に導くための原料ガス通路を形成し、前記原料ガスはバーナから酸水素火炎に向けて供給される構成と成し、前記バーナの温度を検出するバーナ温度検出手段と;前記バーナを加熱するバーナ加熱手段と;前記バーナ温度検出手段の検出温度に基づき、その検出温度が予め定めた一定の温度となるように前記バーナ加熱手段の制御を行うバーナ温度制御部と;を設けることを特徴として構成されている。
【0015】
第4の発明は、第2又は第3の発明の構成を備え、少なくともバーナ内部の原料ガス通路の隣の燃焼用ガス通路に連通接続する燃焼用ガス供給配管を含む燃焼用ガス供給配管には、該燃焼用ガス供給配管内部のガスの流れを乱して燃焼用ガス加熱手段から燃焼用ガスへ加えられる熱の熱交換効率を高めるための熱交換効率上昇手段を設けたことを特徴として構成されている。
【0017】
本発明者が光ファイバ母材の成長速度変動の原因を調査したところ、その光ファイバ母材の成長速度には、バーナの酸水素火炎に供給される直前(つまり、反応直前)の原料ガスの温度が大きく関与し、その反応直前の原料ガスの温度が変動すると、光ファイバ母材の成長速度も変動することが分かった。
【0018】
このことに着目し、本発明では、反応直前の原料ガスの温度を予め定めた一定の温度に制御するための構成を備えた。これにより、光ファイバ母材の成長速度をほぼ一定とすることができることとなり、上記成長速度変動に起因した問題の発生を抑制することができ、高品質な光ファイバ母材を製造することが可能となる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明に係る実施形態例を図面に基づいて説明する。
【0020】
図1には第1実施形態例の光ファイバ母材の製造装置において特徴的な構成部分が抜き出されて模式的に示されている。なお、この第1実施形態例の説明において、前記従来例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【0021】
前述したように、本発明者は、スート12の成長速度には、酸水素火炎9に供給される直前(反応直前)の原料ガスの温度が大きく関与していることに気付いた。図2には、本発明者の実験により得られたスート12の成長速度と反応直前の原料ガス温度との関係例が示されている。本発明者は、その反応直前の原料ガスの温度を一定に制御することによって、スート12の成長速度を一定にすることができることに気付いた。
【0022】
これにより、本発明者は、スート12の成長速度を一定とするための次に示すような装置構成を考え出した。つまり、この第1実施形態例では、原料ガス供給配管4には、原料ガスの温度を検出するための原料ガス温度検出手段14が設けられている。また、その原料ガス温度検出手段14の検出温度に基づいて、その検出温度が予め定めた一定の温度となるようにヒータ10を制御する原料ガス温度制御部15が設けられている。
【0023】
ところで、従来においても、原料ガス供給配管4の温度センサ7およびヒータ10と、温度センサ7の検出温度に基づいてヒータ10を制御するヒータ制御器11とが設けられていた。しかしながら、従来では、温度センサ7は原料ガス供給配管4の外表面に設けられて原料ガス供給配管4の温度を検出するものであった。原料ガス供給配管4の温度は、配管内部の原料ガスだけでなく、周囲の環境温度の影響も受けるので、この原料ガス供給配管4の温度は配管内部の原料ガスの温度に必ずしも対応するものではなかった。これにより、従来の温度センサ7により検出された温度は、配管内部の原料ガスの温度と等価ではなかった。しかも、ヒータ制御器11は、その温度センサ7の検出温度に基づいてヒータ10を制御して、原料ガス供給配管4の温度が原料ガスの沸点以上の設定の温度よりも低下することを防止するにすぎないものであった。
【0024】
これらのことから、従来では、酸水素火炎9に供給される直前(反応直前)の原料ガスには、光ファイバ母材の特性に悪影響を与える程の温度変動が生じていた。
【0025】
そこで、この第1実施形態例では、原料ガス温度検出手段14は原料ガス供給配管4の内部に配設されており、原料ガスの温度を直接的に検出する構成とした。また、反応直前の原料ガスの温度にできるだけ近い温度を検出するために、原料ガス温度検出手段14は原料ガス供給配管4のガス出側部位(例えばバーナ3との接続部から300mm以内の部位)の配管内部に設けた。
【0026】
原料ガス温度制御部15は、上記原料ガス温度検出手段14の検出温度に基づいて、該検出温度が設定温度となるようにヒータ10の制御を行って、反応直前の原料ガスの温度が予め定めた一定の温度となるための制御構成を備えている。
【0027】
この第1実施形態例では、さらに、原料ガス温度検出手段14の近傍には熱交換効率上昇手段16が設けられている。この熱交換効率上昇手段16は配管内部のガスの流れを乱すことにより、ヒータ10から原料ガスへの熱交換効率を高めるものである。このように、熱交換効率が高まることによって、上記原料ガス温度制御部15による加熱制御の応答速度を速めることができて、より精度の良い原料ガスの温度制御を行うことができることとなる。
【0028】
また、熱交換効率上昇手段16によってガスの流れが乱れることにより、配管内部の原料ガスの温度を均一化することができる。この第1実施形態例では、この温度均一化された原料ガスの温度を原料ガス温度検出手段14によって検出する構成としている。これにより、反応直前の原料ガスの温度がより精度良く設定温度となるように制御することができる。
【0029】
この第1実施形態例では、光ファイバ母材の製造中には、原料ガス温度制御部15が、原料ガス温度検出手段14の検出温度を時々刻々と取り込み、その検出温度が予め定めた一定の温度に安定するようにヒータ10の加熱制御を行う。これにより、バーナ3から噴出される反応直前の原料ガスの温度をほぼ一定に維持することができる。本発明者はその効果を実験により確認している。なお、その実験では、原料ガスの代わりに、アルゴンガスを使用した。
【0030】
その発明者の実験の結果、従来の装置構成では、バーナ3から噴出するガスの温度変動幅が1.6℃であったのに対して、この第1実施形態例の装置構成では、バーナ3から噴出するガスの温度変動幅を0.5℃に抑制することができた。
【0031】
このように、反応直前の原料ガスの温度変動を抑制することができることから、スート(光ファイバ母材)12の成長速度を一定に維持することができることとなり、特性のばらつきが殆ど無い高品質な光ファイバ母材を製造することができる。
【0032】
以下に、第2実施形態例を説明する。なお、この第2実施形態例の説明において、第1実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【0033】
ところで、バーナ3の内部において、例えば、図3に示されるように、原料ガス通路8aを囲んで燃焼用ガス通路8b,8c,8dが形成されている。このため、バーナ3の内部で、原料ガスと燃焼用ガスとの間で熱交換が行われる。これにより、燃焼用ガスの温度が変動すると、原料ガスと燃焼用ガスとの間の熱交換の状態が変化して、原料ガスの温度が変動してしまう。つまり、バーナ3の内部を流れる燃焼用ガスの温度変動は、反応直前の原料ガスの温度変動の原因となる虞がある。
【0034】
このことを考慮して、この第2実施形態例では、第1実施形態例の構成に加えて、図4に示すように、各燃焼用ガス供給配管5には、燃焼用ガス加熱手段であるヒータ20と、燃焼用ガス温度検出手段21とがそれぞれ設けられ、また、ヒータ20の制御を行う燃焼用ガス温度制御部22が設けられている。
【0035】
上記燃焼用ガス温度検出手段21は各燃焼用ガス供給配管5の出側部位の配管内部に設けられて、原料ガス温度検出手段14と同様に、燃焼用ガスの温度を直接的に検出する構成を備えている。
【0036】
燃焼用ガス温度制御部22は、各燃焼用ガス温度検出手段21の検出温度を取り込んで、これら検出温度が予め定めた一定の温度となるように各ヒータ20を制御する構成を備えている。
【0037】
さらに、この第2実施形態例においても、第1実施形態例と同様に、各燃焼用ガス供給配管5の内部には、燃焼用ガス温度検出手段21の近傍に熱交換効率上昇手段23が設けられている。その熱交換効率上昇手段23によって、ヒータ20から配管内部の燃焼用ガスへの熱効率を高めて、燃焼用ガス温度制御部22による加熱制御の応答性を向上させる構成と成している。これにより、燃焼用ガス温度制御部22の加熱制御によって、燃焼用ガスの温度をより安定化させることができる。
【0038】
この第2実施形態例では、バーナ3の内部に供給される燃焼用ガスの温度も一定の温度に安定化させるための構成を備えたので、バーナ3の内部において原料ガスと燃焼用ガスとの間での熱交換を抑制したり、また、原料ガスと燃焼用ガスとの熱交換の状態を常に一定の状態とすることができる。これにより、より確実に、反応直前の原料ガスの温度を一定の温度に維持することができることとなる。本発明者の実験によれば、従来の装置構成では、バーナ3から噴出するガスの温度の変動幅が1.6℃であったのに対して、この第2実施形態例の装置構成では、バーナ3から噴出するガスの温度の変動幅が0.3℃となり、反応直前の原料ガスの温度安定化の効果が実験により確認されている。
【0039】
このように、反応直前の原料ガスの温度をより確実に一定に維持することができるために、スート(光ファイバ母材)12の成長速度のより一層の安定化が達成できて、より高品質な光ファイバ母材を提供することができる。
【0040】
以下に、第3実施形態例を説明する。なお、この第3実施形態例の説明において、前記各実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【0041】
この第3実施形態例では、図5に示されるように、第2実施形態例の構成に加えて、バーナ加熱手段であるヒータ25と、バーナ温度検出手段26と、バーナ温度制御部27とが設けられている。
【0042】
バーナ温度検出手段26はバーナの温度を検出するものである。バーナ温度制御部27はそのバーナ温度検出手段26の検出温度が予め定めた温度となるように、ヒータ25の制御を行ってバーナ3の温度制御を行う構成を備えている。
【0043】
このような構成を備えていない場合には、バーナ3の温度は周囲の環境温度の影響を受けて変動し、そのバーナ3の温度変動によってバーナ3の内部を通る原料ガスの温度が変化することが考えられる。これに対して、この第3実施形態例では、バーナ3の温度がほぼ一定となるようにバーナ3の加熱制御を行う構成を備えたので、バーナ3の温度の変動を抑制することができて、バーナ温度変動に起因した原料ガスの温度変動を防止することができる。
【0044】
このように第3実施形態例では、第2実施形態例の構成に加えて、バーナ3の温度制御を行う構成を備えたので、より一層確実に、反応直前の原料ガスの温度を一定に維持することが可能となる。これにより、スート12の成長速度をより一層確実に安定化することができる。
【0045】
本発明者の実験によれば、バーナ3から噴出するガスの温度変動幅を0.2℃という非常に狭い幅に抑えることができたことが確認されている。また、スート12の成長速度の標準偏差が、従来の装置構成では、3.4mm/時であったのに対して、この第3実施形態例の装置構成では、0.7mm/時となり、スート12の成長速度がかなり精度良く安定化できることが確認されている。
【0046】
このように、この第3実施形態例では、スート12の成長速度を精度良く一定に維持することができることから、より一層、高品質な光ファイバ母材を製造して提供することができることとなる。
【0047】
なお、この発明は上記各実施形態例に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、第2実施形態例では、複数の燃焼用ガス供給配管5の全てにそれぞれヒータ20と燃焼用ガス温度検出手段21が設けられていたが、バーナ3の内部において原料ガス通路8aの隣の燃焼用ガス通路8bに連通接続する燃焼用ガス供給配管5にヒータ20と燃焼用ガス温度検出手段21が設けられていれば、全ての燃焼用ガス供給配管5にそれぞれヒータ20と燃焼用ガス温度検出手段21を設けなくともよい。この場合にも、バーナ3の内部において原料ガスと燃焼用ガスとの熱交換を抑制する、あるいは、熱交換の状態を常に一定の状態とすることができるので、第2実施形態例とほぼ同様な効果を奏することができる。
【0048】
また、第3実施形態例では、各燃焼用ガス供給配管5にはヒータ20と燃焼用ガス温度検出手段21が設けられていたが、例えば、バーナ温度制御部27によるバーナ3の温度制御によって、バーナ3の内部の温度をほぼ一定にして原料ガスと燃焼用ガスとの間の熱交換を抑制する構成とした場合には、各燃焼用ガス供給配管5にヒータ20と燃焼用ガス温度検出手段21を設けなくともよい。
【0049】
さらに、上記第2、第3の各実施形態例では、熱交換効率上昇手段23が設けられていたが、燃焼用ガス温度制御部22等による加熱手段の制御応答性が満足のいくものである場合には、熱交換効率上昇手段23は省略してもよい。
【0050】
【発明の効果】
この発明によれば、原料ガス供給配管の配管内部に原料ガスの温度を直接的に検出する原料ガス温度検出手段を設け、この原料ガス温度検出手段の検出温度を利用して酸水素火炎に供給される原料ガスの温度が一定となるように原料ガス供給配管の加熱手段を制御する原料ガス温度制御部を設けたので、酸水素火炎に供給される原料ガスの温度変動を抑制することができて、光ファイバ母材の成長速度をほぼ一定にすることが可能となる。これにより、成長速度変動に起因した問題の発生を防止することができ、高品質な光ファイバ母材を製造することができる。
【0051】
少なくともバーナの内部の原料ガス通路の隣の燃焼用ガス通路に連通接続する燃焼用ガス供給配管を含む燃焼用ガス供給配管にも、温度検出手段と加熱手段を設け、燃焼用ガス供給配管の加熱制御を行う構成を備えたものにあっては、バーナの内部での原料ガスと燃焼用ガスとの間の熱交換をほぼ抑制したり、あるいは、原料ガスと燃焼用ガスとの間の熱交換の状態を常にほぼ同じ状態にすることができることから、バーナから酸水素火炎に供給される原料ガスの温度をより精度良く一定に維持することができることとなり、光ファイバ母材の成長速度がより安定して、より高品質な光ファイバ母材を提供することができる。
【0052】
バーナの温度が一定の温度となるようにバーナの加熱制御を行う構成を備えたものにあっては、バーナの温度変動に起因した原料ガスの温度変動を確実に防止することができて、より一層精度良く、酸水素火炎に供給される原料ガスの温度を一定に維持することができることとなる。これにより、光ファイバ母材の成長速度をより確実に一定にすることができることから、より一層高品質な光ファイバ母材を製造することができる。
【0053】
原料ガス供給配管又は燃焼用ガス供給配管に、加熱手段から配管内部のガスへの熱効率を高めるための熱交換効率上昇手段が設けられているものにあっては、原料ガス温度制御部又は燃焼用ガス温度制御部による加熱手段の制御の応答性を高めることができて、より一層確実に原料ガスの温度を一定に維持することができ、非常に高品質な光ファイバ母材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態例の光ファイバ母材の製造装置において特徴的な構成部分を抜き出して示したモデル図である。
【図2】光ファイバ母材の成長速度と、反応直前の原料ガスの温度との関係例を示したグラフである。
【図3】バーナの構成の一例を示した説明図である。
【図4】第2実施形態例の特徴的な構成部分を抜き出して示したモデル図である。
【図5】第3実施形態例の特徴的な構成部分を抜き出して示したモデル図である。
【図6】従来の光ファイバ母材の製造装置の一例を示したモデル図である。
【符号の説明】
1 光ファイバ母材の製造装置
3 バーナ
4 原料ガス供給配管
5 燃焼用ガス供給配管
8 バーナ内部のガス通路
9 酸水素火炎
10,20,25 ヒータ
14 原料ガス温度検出手段
15 原料ガス温度制御部
16,23 熱交換効率上昇手段
21 燃焼用ガス温度検出手段
22 燃焼用ガス温度制御部
26 バーナ温度検出手段
27 バーナ温度制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing an optical fiber preform you producing an optical fiber preform by using vapor axial deposition to (VAD method).
[0002]
[Prior art]
FIG. 6 schematically shows an example of the main configuration of the optical fiber preform manufacturing apparatus. The optical fiber
[0003]
In the optical fiber
[0004]
One of the plurality of combustion
[0005]
The tip of the
[0006]
Various combustion gases supplied separately to the
[0007]
A rotating shaft 6 is inserted from above the
[0008]
In such an optical fiber
[0009]
By the way, since the raw material of the optical fiber preform has a boiling point higher than room temperature, if the raw material
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, there has been a problem that the growth rate of the soot (optical fiber preform) 12 fluctuates. When the growth rate of the
[0011]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing an optical fiber preform capable of keeping the growth rate of the optical fiber preform constant.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration as means for solving the above problems. That is, in the first invention, the raw material gas of the optical fiber preform is supplied to the oxyhydrogen flame of the burner, and the raw material gas of the optical fiber preform is flame-hydrolyzed to generate glass fine particles. in the manufacturing method of the preceding Symbol optical fiber preform gradually grown an optical fiber preform by depositing on the starting base material is disposed in the vicinity of the burner, a heating means provided in the piping that constitutes the supply path of the material gas The heat exchange efficiency is increased by heating the raw material gas and disturbing the gas flow in the piping of the supply passage in the raw material gas supply passage to improve the heat exchange efficiency of the heat applied from the heating means to the raw material gas. means is provided, the temperature of the feed gas just before disturbing the flow of the gas inside the pipe by heat exchange efficiency lifting means is supplied to the oxyhydrogen flame directly detected, the detected pre-Symbol feed gas temperature on the basis of And a means for solving the problem with a configuration that maintains a constant temperature that defines the temperature before Symbol raw material gas in advance before SL is supplied to the control to oxyhydrogen flame heating means can.
[0013]
A second invention has the configuration of the first invention, and the burner includes a plurality of combustion gas supply pipes including at least an oxygen supply pipe for supplying oxygen and a hydrogen supply pipe for supplying hydrogen. connecting a Rutotomoni, connect the source gas supply pipe is a supply passage of the raw material gas, a plurality of combustion inside the burner through the combustion gas supplied from the previous SL gas supply pipe for each combustion in each separately forms a gas passage, to form a raw material gas passage through the supplied raw material gas from the material gas supply pipe, burner with produce oxyhydrogen flame, configuring to eject the raw material gas toward the oxyhydrogen flame, at least the combustion gas supply pipe containing a pre Symbol combustion gas supply pipe for communicatively connected to the combustion gas passage adjacent to the feed gas passage of the internal burner is provided for combustion gas heating means for heating the combustion gases and the combustion For The combustion gas temperature detecting means for detecting the temperature of the combustion gases heated by the heating means is provided, based on the detected temperature of the pre-Symbol combustion gas temperature detecting means, a constant temperature at which the temperature of the combustion gas is predetermined is configured as characterized in that pre-Symbol provided combustion gas temperature control section for controlling the combustion gas heating means so that the.
[0014]
The third invention is a structure of the first or second invention, the burner is connected to the source gas supply pipe is a supply path of the source gas for supplying a material gas of the optical fiber preform, also, inside the burner to form a feed gas passage for guiding the raw material gas supplied from the previous SL raw material gas supply pipe to the oxyhydrogen flame, before Symbol raw material gas and configured to be supplied toward the oxyhydrogen flame from the burner form, the burner temperature detecting means and for detecting the temperature of the pre-Symbol burner; burner heating means and for heating the pre-Symbol burner; based on the detected temperature of the pre-Symbol burner temperature detecting means, a constant temperature at which the detected temperature is a predetermined is configured as characterized Rukoto provided; and the burner temperature control unit for controlling the pre-Symbol burner heating means so that the.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a combustion gas supply pipe including the structure of the second or third aspect of the invention, including at least a combustion gas supply pipe communicating with a combustion gas passage adjacent to a raw material gas passage inside the burner. , configured as characterized in that a heat exchange efficiency raising means for increasing the heat exchange efficiency of the heat added to the combustion gas from the combustion gas heating means disturbing the flow of the combustion gas supply pipe inside the gas Has been.
[0017]
When the present inventor investigated the cause of fluctuations in the growth rate of the optical fiber preform, the growth rate of the optical fiber preform was determined by the source gas immediately before being supplied to the oxyhydrogen flame of the burner (that is, immediately before the reaction). It was found that the growth rate of the optical fiber preform also fluctuates when the temperature is greatly involved and the temperature of the raw material gas immediately before the reaction fluctuates.
[0018]
Focusing on this, the present invention has a configuration for controlling the temperature of the raw material gas immediately before the reaction to a predetermined constant temperature. As a result, the growth rate of the optical fiber preform can be made almost constant, the occurrence of problems due to the above growth rate fluctuation can be suppressed, and a high-quality optical fiber preform can be manufactured. It becomes.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 schematically shows extracted characteristic components in the optical fiber preform manufacturing apparatus of the first embodiment. In the description of the first embodiment, the same components as those in the conventional example are denoted by the same reference numerals, and overlapping description of common portions is omitted.
[0021]
As described above, the present inventor has realized that the growth rate of the
[0022]
As a result, the present inventor has devised the following apparatus configuration for keeping the growth rate of the
[0023]
By the way, conventionally, the
[0024]
For these reasons, conventionally, the source gas immediately before being supplied to the oxyhydrogen flame 9 (immediately before the reaction) has undergone temperature fluctuations that adversely affect the characteristics of the optical fiber preform.
[0025]
Therefore, in the first embodiment, the raw material gas temperature detection means 14 is disposed inside the raw material
[0026]
The source gas
[0027]
In the first embodiment, a heat exchange
[0028]
Further, since the gas flow is disturbed by the heat exchange
[0029]
In the first embodiment, during the production of the optical fiber preform, the source gas
[0030]
As a result of the inventor's experiment, in the conventional apparatus configuration, the temperature fluctuation range of the gas ejected from the
[0031]
As described above, since the temperature fluctuation of the raw material gas immediately before the reaction can be suppressed, the growth rate of the soot (optical fiber preform) 12 can be kept constant, and the quality is almost free from variations in characteristics. An optical fiber preform can be manufactured.
[0032]
The second embodiment will be described below. In the description of the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and duplicate descriptions of common portions are omitted.
[0033]
Meanwhile, in the
[0034]
In consideration of this, in the second embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment, as shown in FIG. 4, each combustion
[0035]
The combustion gas
[0036]
The combustion gas
[0037]
Further, in the second embodiment, similarly to the first embodiment, the heat exchange
[0038]
In the second embodiment, since the temperature of the combustion gas supplied to the inside of the
[0039]
In this way, since the temperature of the raw material gas immediately before the reaction can be maintained more reliably and constant, the growth rate of the soot (optical fiber preform) 12 can be further stabilized, resulting in higher quality. An optical fiber preform can be provided.
[0040]
The third embodiment will be described below. In the description of the third embodiment, the same reference numerals are given to the same components as those in each of the above embodiments, and the overlapping description of the common portions will be omitted.
[0041]
In the third embodiment, as shown in FIG. 5, in addition to the configuration of the second embodiment, a
[0042]
The burner temperature detection means 26 detects the temperature of the burner. The burner
[0043]
When such a configuration is not provided, the temperature of the
[0044]
As described above, in the third embodiment, in addition to the configuration of the second embodiment, the temperature control of the
[0045]
According to the experiments by the present inventors, it has been confirmed that the temperature fluctuation range of the gas ejected from the
[0046]
As described above, in the third embodiment, the growth rate of the
[0047]
The present invention is not limited to the above embodiments, and various embodiments can be adopted. For example, in the second embodiment, all of the plurality of combustion
[0048]
In the third embodiment, each of the combustion
[0049]
Further, the second, the third preferred embodiments, the heat exchange efficiency rises
[0050]
【The invention's effect】
According to the present invention, the distribution tube portion of the source gas supply pipe to the raw material gas temperature detection means for directly detecting the temperature of the raw material gas is provided, the oxyhydrogen flame by using the detected temperature of the raw material gas temperature detecting means Since the raw material gas temperature control unit that controls the heating means of the raw material gas supply pipe is provided so that the temperature of the supplied raw material gas becomes constant, it is possible to suppress the temperature fluctuation of the raw material gas supplied to the oxyhydrogen flame. Thus, the growth rate of the optical fiber preform can be made substantially constant. As a result, it is possible to prevent the occurrence of problems due to growth rate fluctuations and to manufacture a high-quality optical fiber preform.
[0051]
The combustion gas supply pipe including the combustion gas supply pipe connected to at least the combustion gas passage adjacent to the raw material gas passage inside the burner is also provided with a temperature detection means and a heating means to heat the combustion gas supply pipe. For those equipped with a control structure, heat exchange between the source gas and the combustion gas inside the burner is substantially suppressed, or heat exchange between the source gas and the combustion gas is performed. The temperature of the raw material gas supplied from the burner to the oxyhydrogen flame can be maintained more accurately and constantly, and the growth rate of the optical fiber preform is more stable. Thus, a higher quality optical fiber preform can be provided.
[0052]
For those equipped with a structure that controls the heating of the burner so that the temperature of the burner becomes a constant temperature, the temperature fluctuation of the source gas due to the temperature fluctuation of the burner can be reliably prevented, and more The temperature of the source gas supplied to the oxyhydrogen flame can be kept constant with higher accuracy. As a result, the growth rate of the optical fiber preform can be more reliably made constant, so that a higher quality optical fiber preform can be manufactured.
[0053]
If the source gas supply pipe or the combustion gas supply pipe is provided with a heat exchange efficiency increasing means for increasing the thermal efficiency from the heating means to the gas inside the pipe, the source gas temperature control unit or the combustion gas supply pipe Responsiveness of control of the heating means by the gas temperature control unit can be improved, the temperature of the raw material gas can be maintained more reliably, and a very high quality optical fiber preform can be manufactured. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a model diagram showing characteristic components extracted from an optical fiber preform manufacturing apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a graph showing an example of the relationship between the growth rate of the optical fiber preform and the temperature of the raw material gas immediately before the reaction.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of a burner.
FIG. 4 is a model diagram showing extracted characteristic components of the second embodiment.
FIG. 5 is a model diagram showing extracted characteristic components of the third embodiment.
FIG. 6 is a model diagram showing an example of a conventional optical fiber preform manufacturing apparatus.
[Explanation of symbols]
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