JP6835669B2

JP6835669B2 - Optical fiber base material manufacturing equipment and optical fiber base material manufacturing method

Info

Publication number: JP6835669B2
Application number: JP2017110818A
Authority: JP
Inventors: 智宏布目
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2017-06-05
Filing date: 2017-06-05
Publication date: 2021-02-24
Anticipated expiration: 2037-06-05
Also published as: JP2018203567A

Description

本発明は、光ファイバ母材の製造装置および光ファイバ母材の製造方法に関する。 The present invention relates to an optical fiber base material manufacturing apparatus and a method for manufacturing an optical fiber base material.

光ファイバ母材を製造する方法として、ＶＡＤ法やＯＶＤ法などのスート法が広く用いられている。これらのスート法に用いられる製造装置として、下記特許文献１では、反応容器と、反応容器内に設置されたバーナと、反応容器に接続された排気ダクトと、を備えた構成を開示している。バーナは、ガラス原料ガスや酸素ガス、水素ガスなどを噴射してガラス微粒子を生成し、このガラス微粒子を、反応容器内で回転するターゲットに付着させる。ターゲットに付着しなかったガラス微粒子は、排気ガスとともに、排気ダクトを通じて排出される。 As a method for producing an optical fiber base material, a soot method such as a VAD method or an OVD method is widely used. As a manufacturing apparatus used in these suit methods, Patent Document 1 below discloses a configuration including a reaction vessel, a burner installed in the reaction vessel, and an exhaust duct connected to the reaction vessel. .. The burner injects glass raw material gas, oxygen gas, hydrogen gas, etc. to generate glass fine particles, and attaches the glass fine particles to a rotating target in the reaction vessel. The glass fine particles that did not adhere to the target are discharged through the exhaust duct together with the exhaust gas.

また、この特許文献１では、反応容器には金属製の排気ダクトを接続し、この金属製の排気ダクトの下流側に樹脂を含む排気ダクトを接続し、さらに冷却用ガスを給気する給気ダクトを金属製の排気ダクトに接続する構成を開示している。このように、樹脂を含む排気ダクトを用いることで装置のコストダウンを図ることができる。また、樹脂を含む排気ダクトは、金属製の排気ダクトよりも耐熱温度が低いが、冷却用ガスによって、樹脂を含む排気ダクトの耐熱温度以下まで排気ガスを冷却することができる。 Further, in Patent Document 1, a metal exhaust duct is connected to the reaction vessel, an exhaust duct containing resin is connected to the downstream side of the metal exhaust duct, and an air supply for supplying cooling gas is further provided. It discloses a configuration in which the duct is connected to a metal exhaust duct. In this way, the cost of the device can be reduced by using the exhaust duct containing the resin. Further, although the heat-resistant temperature of the exhaust duct containing resin is lower than that of the metal exhaust duct, the exhaust gas can be cooled to a temperature equal to or lower than the heat-resistant temperature of the exhaust duct containing resin by the cooling gas.

特開２００５−１６２５７３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-162573

ところで、このようなスート法では、反応容器内で、ガラス微粒子とともに塩化水素が生成される。冷却用ガスを排気ダクト内に給気すると、排気ダクトが局所的に冷却され、排気ダクトの内面で塩化水素および水分を含んだガスが冷却されて結露し、塩酸が生成されてしまう場合がある。特に、反応容器近傍の排気ダクトは、耐熱性が要求されるため金属製である場合が多く、塩酸によって腐食してしまうおそれがある。 By the way, in such a soot method, hydrogen chloride is produced together with the glass fine particles in the reaction vessel. When the cooling gas is supplied into the exhaust duct, the exhaust duct is locally cooled, and the gas containing hydrogen chloride and water is cooled on the inner surface of the exhaust duct to cause dew condensation, which may generate hydrochloric acid. .. In particular, the exhaust duct near the reaction vessel is often made of metal because heat resistance is required, and may be corroded by hydrochloric acid.

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、光ファイバ母材の製造装置の排気ダクトの腐食を防止することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and an object of the present invention is to prevent corrosion of an exhaust duct of an optical fiber base material manufacturing apparatus.

上記課題を解決するために、本発明の第１態様に係る光ファイバ母材の製造装置は、反応容器と、前記反応容器内に設置されたバーナと、前記反応容器に接続された排気ダクトと、前記排気ダクト内に冷却用ガスを給気する給気ダクトと、前記排気ダクトのうち、前記反応容器内から排出された排気ガスと前記冷却用ガスとの合流部における内面の温度が４０℃以上となるように、前記排気ダクトの温度を調整する温調部と、を備える。 In order to solve the above problems, the apparatus for producing the optical fiber base material according to the first aspect of the present invention includes a reaction vessel, a burner installed in the reaction vessel, and an exhaust duct connected to the reaction vessel. The temperature of the inner surface of the air supply duct that supplies the cooling gas into the exhaust duct and the confluence of the exhaust gas discharged from the reaction vessel and the cooling gas among the exhaust ducts is 40 ° C. As described above, a temperature control unit for adjusting the temperature of the exhaust duct is provided.

上記態様に係る光ファイバ母材の製造装置によれば、排気ガスと冷却用ガスとの合流部における内面の温度が４０℃以上となるように、温調部が排気ダクトの温度を調整する。これにより、排気ダクトが冷却用ガスによって冷却され局所的に低温になることを防ぎ、排気ガスに含まれる塩化水素および水分が、合流部の内面で結露して塩酸が生成されてしまうのを抑えることができる。従って、排気ダクトが金属製であったとしても、塩酸による排気ダクトの腐食を防止することができる。 According to the optical fiber base material manufacturing apparatus according to the above aspect, the temperature control portion adjusts the temperature of the exhaust duct so that the temperature of the inner surface at the confluence portion of the exhaust gas and the cooling gas is 40 ° C. or higher. This prevents the exhaust duct from being cooled by the cooling gas and becoming locally cold, and prevents hydrogen chloride and water contained in the exhaust gas from condensing on the inner surface of the confluence to generate hydrochloric acid. be able to. Therefore, even if the exhaust duct is made of metal, it is possible to prevent the exhaust duct from being corroded by hydrochloric acid.

また、前記排気ダクトは、前記反応容器に接続された金属製の上流側排気ダクトと、前記上流側排気ダクトの下流側に接続された、樹脂を含む下流側排気ダクトと、を含んでいてもよい。 Further, the exhaust duct may include a metal upstream exhaust duct connected to the reaction vessel and a resin-containing downstream exhaust duct connected to the downstream side of the upstream exhaust duct. Good.

この場合、反応容器に接続されているために高温となる上流側排気ダクトの耐熱性を確保しつつ、樹脂を含む下流側排気ダクトを用いることで、排気ダクト全体の軽量化およびコストダウンを図ることができる。 In this case, while ensuring the heat resistance of the upstream exhaust duct, which becomes hot because it is connected to the reaction vessel, the downstream exhaust duct containing resin is used to reduce the weight and cost of the entire exhaust duct. be able to.

また、前記温調部は、前記排気ダクトのうち、少なくとも前記給気ダクトが開口する開口部に設けられていてもよい。 Further, the temperature control portion may be provided at least in the opening of the exhaust duct where the air supply duct opens.

この場合、排気ダクトのうち特に低温となりやすい給気ダクトの開口部に温調部を設けることで、塩酸の生成をより効果的に防ぐことができる。 In this case, the generation of hydrochloric acid can be more effectively prevented by providing the temperature control portion at the opening of the air supply duct, which tends to have a particularly low temperature among the exhaust ducts.

また、前記温調部は、断熱部材、加熱部材、およびヒートパイプのうち少なくとも一つを有していてもよい。 Further, the temperature control unit may have at least one of a heat insulating member, a heating member, and a heat pipe.

温調部として断熱部材を用いた場合には、排気ダクトのうち高温になっている部分の熱を合流部に伝えて、この合流部を簡易的に温めることができる。さらに、断熱部材によって合流部を保温することで、例えば外気によって排気ダクトが冷却されることも防止することができる。
温調部として加熱部材を用いた場合には、この加熱部材によって、合流部を確実に温めることができる。
温調部としてヒートパイプを用いた場合には、ヒートパイプの蒸発部を排気ダクトのうち高温となる反応容器側に位置させ、ヒートパイプの凝縮部を合流部の近傍に位置させることで、反応容器で生じた熱を合流部に効率よく伝えて、合流部を温めることができる。 When a heat insulating member is used as the temperature control portion, the heat of the hot portion of the exhaust duct can be transferred to the confluence portion to easily heat the confluence portion. Further, by keeping the confluence portion warm with the heat insulating member, it is possible to prevent the exhaust duct from being cooled by, for example, the outside air.
When a heating member is used as the temperature control portion, the confluence portion can be reliably heated by this heating member.
When a heat pipe is used as the temperature control part, the evaporation part of the heat pipe is located on the reaction vessel side of the exhaust duct where the temperature becomes high, and the condensing part of the heat pipe is located near the confluence part to react. The heat generated in the container can be efficiently transferred to the confluence to heat the confluence.

また、上記課題を解決するために、本発明の第２態様に係る光ファイバ母材の製造装置は、反応容器と、前記反応容器内に設置されたバーナと、前記反応容器に接続された排気ダクトと、前記排気ダクトの内面における最も低い温度が４０℃以上となるように前記排気ダクトの温度を調整する温調部と、を備えている。 Further, in order to solve the above problems, the optical fiber base material manufacturing apparatus according to the second aspect of the present invention includes a reaction vessel, a burner installed in the reaction vessel, and an exhaust gas connected to the reaction vessel. It includes a duct and a temperature control unit that adjusts the temperature of the exhaust duct so that the lowest temperature on the inner surface of the exhaust duct is 40 ° C. or higher.

上記態様の光ファイバ母材の製造装置によれば、排気ダクトの内面における最も低い温度を４０℃以上とすることで、排気ダクト内で塩酸が生成されて、排気ダクトが腐食してしまうのを防止することができる。 According to the optical fiber base material manufacturing apparatus of the above aspect, when the lowest temperature on the inner surface of the exhaust duct is set to 40 ° C. or higher, hydrochloric acid is generated in the exhaust duct and the exhaust duct is corroded. Can be prevented.

また、上記光ファイバ母材の製造装置を用いて光ファイバ母材を製造することで、例えば排気ダクトが塩酸によって腐食することで不純物が反応容器内に入り込むのを防ぎ、高品質な光ファイバ母材を製造することができる。 Further, by manufacturing the optical fiber base material using the above-mentioned optical fiber base material manufacturing apparatus, for example, it is possible to prevent impurities from entering the reaction vessel due to corrosion of the exhaust duct by hydrochloric acid, and to obtain a high quality optical fiber base material. The material can be manufactured.

本発明の上記態様によれば、光ファイバ母材の製造装置の排気ダクトの腐食を防止することができる。 According to the above aspect of the present invention, it is possible to prevent corrosion of the exhaust duct of the optical fiber base material manufacturing apparatus.

第１実施形態に係る光ファイバ母材の製造装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the manufacturing apparatus of the optical fiber base material which concerns on 1st Embodiment. 第２実施形態に係る光ファイバ母材の製造装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the manufacturing apparatus of the optical fiber base material which concerns on 2nd Embodiment.

（第１実施形態）
以下、第１実施形態に係る光ファイバ母材の製造装置の構成を、図１を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため縮尺を適宜変更している。 (First Embodiment)
Hereinafter, the configuration of the optical fiber base material manufacturing apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG. In each drawing used in the following description, the scale is appropriately changed in order to make each member a recognizable size.

図１に示すように、本実施形態の光ファイバ母材の製造装置（以下、単に製造装置１Ａという）は、ＶＡＤ法によって光ファイバ母材を製造するものである。
製造装置１Ａは、反応容器１０と、コア用バーナ１１と、クラッド用バーナ１２と、連結ダクト１３、１４と、給気ダクト１５と、排気ダクト１６と、温調部（temperature keeping portion）１７と、を備えている。 As shown in FIG. 1, the optical fiber base material manufacturing apparatus of the present embodiment (hereinafter, simply referred to as manufacturing apparatus 1A) manufactures an optical fiber base material by a VAD method.
The manufacturing apparatus 1A includes a reaction vessel 10, a core burner 11, a clad burner 12, connecting ducts 13 and 14, an air supply duct 15, an exhaust duct 16, and a temperature keeping portion 17. , Is equipped.

（反応容器）
反応容器１０内には、反応容器１０の外部から石英ガラスロッドＲが導入されている。石英ガラスロッドＲは、反応容器１０内で回転させられる。 (Reaction vessel)
A quartz glass rod R is introduced into the reaction vessel 10 from the outside of the reaction vessel 10. The quartz glass rod R is rotated in the reaction vessel 10.

コア用バーナ１１およびクラッド用バーナ１２は、反応容器１０内に設置されている。これらのバーナ１１、１２は、ＳｉＣｌ_４ガス、ＧｅＣｌ_４ガス、Ｏ_２ガス、Ｈ_２ガス、不活性ガスなどを、回転する石英ガラスロッドＲに向けて吹き付ける。
製造装置１ＡはＶＡＤ法を採用しており、反応容器１０内では、下記数式（１）に示す火炎加水分解反応が生じる。
ＳｉＣｌ_４＋２Ｈ_２Ｏ →ＳｉＯ_２＋４ＨＣｌ …（１）
すなわち、反応容器１０内では、ガラス微粒子（ＳｉＯ_２）とともに塩化水素（ＨＣｌ）が生成される。 The core burner 11 and the clad burner 12 are installed in the reaction vessel 10. These burners 11 and 12 _{spray SiCl 4} gas, GeCl ₄ gas, O ₂ gas, H ₂ gas, an inert gas and the like toward the rotating quartz glass rod R.
The manufacturing apparatus 1A employs the VAD method, and the flame hydrolysis reaction shown in the following mathematical formula (1) occurs in the reaction vessel 10.
SiCl ₄ + 2H ₂ O → SiO ₂ + 4HCl… (1)
That is, hydrogen chloride (HCl) is generated together with the glass fine particles (SiO _{2) in the reaction vessel 10.}

生成されたガラス微粒子が石英ガラスロッドＲに付着して堆積することで、スートが形成される。なお、各バーナ１１、１２とスートとの距離を一定に保つため、石英ガラスロッドＲは、スートの形成に伴って上方に引き上げられる。
このようにして、石英ガラスロッドＲの周囲にスートを堆積させ、これを焼結してガラス化させることで、光ファイバ母材Ｍが製造される。
また、この光ファイバ母材Ｍを溶融させて線引きすることで、光ファイバが製造される。 The generated glass fine particles adhere to the quartz glass rod R and are deposited to form a suit. In order to keep the distance between the burners 11 and 12 and the suit constant, the quartz glass rod R is pulled upward as the suit is formed.
In this way, the soot is deposited around the quartz glass rod R, and the soot is sintered and vitrified to produce the optical fiber base material M.
Further, an optical fiber is manufactured by melting and drawing the optical fiber base material M.

連結ダクト１３、１４は、反応容器１０に接続されている。連結ダクト１３、１４は、反応容器１０と排気ダクト１６とを連結する。連結ダクト１３、１４のうち、給気ダクト１５に近い連結ダクト１３には、第１温度センサＳ１が設けられている。第１温度センサＳ１は、反応容器１０から排出される排気ガスＥの温度を測定することができる。 The connecting ducts 13 and 14 are connected to the reaction vessel 10. The connecting ducts 13 and 14 connect the reaction vessel 10 and the exhaust duct 16. Of the connecting ducts 13 and 14, the connecting duct 13 close to the air supply duct 15 is provided with the first temperature sensor S1. The first temperature sensor S1 can measure the temperature of the exhaust gas E discharged from the reaction vessel 10.

（排気ダクト）
排気ダクト１６は、反応容器１０に接続された金属製の上流側排気ダクト１６ａと、上流側排気ダクト１６ａの下流側に接続された、樹脂を含む下流側排気ダクト１６ｂと、を含んでいる。
上流側排気ダクト１６ａは、連結ダクト１３、１４を介して、反応容器１０に接続されている。上流側排気ダクト１６ａは、耐熱性が要求されるため、金属によって形成されている。上流側排気ダクト１６ａに用いられる金属としては、アルミニウム、チタンなどを採用することができる。 (Exhaust duct)
The exhaust duct 16 includes a metal upstream exhaust duct 16a connected to the reaction vessel 10 and a resin-containing downstream exhaust duct 16b connected to the downstream side of the upstream exhaust duct 16a.
The upstream exhaust duct 16a is connected to the reaction vessel 10 via the connecting ducts 13 and 14. The upstream exhaust duct 16a is made of metal because heat resistance is required. As the metal used for the upstream exhaust duct 16a, aluminum, titanium, or the like can be adopted.

下流側排気ダクト１６ｂは、上流側排気ダクト１６ａの下流側に接続されている。下流側排気ダクト１６ｂ内は負圧となっている。このため、反応容器１０内の排気ガスＥは、連結ダクト１３、１４および上流側排気ダクト１６ａを通じて、下流側排気ダクト１６ｂ内へと吸引される。なお、排気ガスＥは、下流側排気ダクト２６ｂの下流側に設けられた排ガス処理装置（不図示）に導入され、除塵・除害処理された後に放出される。 The downstream exhaust duct 16b is connected to the downstream side of the upstream exhaust duct 16a. The inside of the downstream exhaust duct 16b has a negative pressure. Therefore, the exhaust gas E in the reaction vessel 10 is sucked into the downstream exhaust duct 16b through the connecting ducts 13 and 14 and the upstream exhaust duct 16a. The exhaust gas E is introduced into an exhaust gas treatment device (not shown) provided on the downstream side of the downstream exhaust duct 26b, and is discharged after being dust-removed and detoxified.

下流側排気ダクト１６ｂは、フッ素系樹脂、塩化ビニル樹脂、ＦＲＰ(繊維強化プラスチック)などの樹脂を含む材料によって形成されている。このため、下流側排気ダクト１６ｂは、金属製の上流側排気ダクト１６ａと比較して、酸性の液体などによる腐食には強いが、耐熱温度は低い。また、下流側排気ダクト１６ｂは樹脂を含んでいるため、金属製の上流側排気ダクト１６ａと比較して軽量かつ安価である。 The downstream exhaust duct 16b is made of a material containing a resin such as a fluororesin, a vinyl chloride resin, and an FRP (fiber reinforced plastic). Therefore, the downstream exhaust duct 16b is more resistant to corrosion by an acidic liquid or the like than the metal upstream exhaust duct 16a, but has a lower heat resistant temperature. Further, since the downstream exhaust duct 16b contains resin, it is lighter and cheaper than the metal upstream exhaust duct 16a.

上記したように、下流側排気ダクト１６ｂは耐熱温度が比較的低い。そこで、上流側排気ダクト１６ａには、この上流側排気ダクト１６ａ内に冷却用ガスＳを給気する給気ダクト１５が接続されている。給気ダクト１５は、上流側排気ダクト１６ａ内に開口している。以下、上流側排気ダクト１６ａのうち、給気ダクト１５が開口する部分を開口部１５ａという。排気ダクト１６の外面のうち、開口部１５ａの近傍には、第２温度センサＳ２が設けられている。第２温度センサＳ２は、排気ダクト１６の外面の温度を測定することができる。なお、排気ダクト１６の内面の温度は、排気ダクト１６の外面の温度から算出することができる。 As described above, the downstream exhaust duct 16b has a relatively low heat resistant temperature. Therefore, an air supply duct 15 for supplying the cooling gas S is connected to the upstream exhaust duct 16a in the upstream exhaust duct 16a. The air supply duct 15 is open in the upstream exhaust duct 16a. Hereinafter, the portion of the upstream exhaust duct 16a where the air supply duct 15 opens is referred to as an opening 15a. A second temperature sensor S2 is provided in the vicinity of the opening 15a on the outer surface of the exhaust duct 16. The second temperature sensor S2 can measure the temperature of the outer surface of the exhaust duct 16. The temperature of the inner surface of the exhaust duct 16 can be calculated from the temperature of the outer surface of the exhaust duct 16.

給気ダクト１５が上流側排気ダクト１６ａ内に給気する冷却用ガスＳは、常温の空気であってもよいし、その他の気体であってもよい。給気ダクト１５が冷却用ガスＳを上流側排気ダクト１６ａ内に給気することで、反応容器１０から排出された高温の排気ガスＥが冷却される。これにより、下流側排気ダクト１６ｂに到達する排気ガスＥの温度を、下流側排気ダクト１６ｂの耐熱温度以下とすることができる。 The cooling gas S supplied by the air supply duct 15 into the upstream exhaust duct 16a may be air at room temperature or other gas. When the air supply duct 15 supplies the cooling gas S into the upstream exhaust duct 16a, the high-temperature exhaust gas E discharged from the reaction vessel 10 is cooled. As a result, the temperature of the exhaust gas E reaching the downstream exhaust duct 16b can be set to be equal to or lower than the heat resistant temperature of the downstream exhaust duct 16b.

ところで、上流側排気ダクト１６ａのうち、排気ガスＥと冷却用ガスＳとの合流部Ｃは、冷却用ガスＳによって局所的に冷やされることになる。このように、上流側排気ダクト１６ａが局所的に冷やされると、上流側排気ダクト１６ａ内の水分および塩化水素（数式（１）参照）を含むガスが凝縮し、塩酸として付着（結露）してしまう場合がある。特に、上流側排気ダクト１６ａのうち、給気ダクト１５からの冷却用ガスが流入する開口部１５ａおよび合流部Ｃは低温になりやすく、塩酸が結露しやすい。上流側排気ダクト１６ａは先述の通り、耐熱性を確保するために金属で形成されているため、塩酸によって腐食してしまうおそれがある。 By the way, in the upstream exhaust duct 16a, the confluence portion C of the exhaust gas E and the cooling gas S is locally cooled by the cooling gas S. When the upstream exhaust duct 16a is locally cooled in this way, the gas containing water and hydrogen chloride (see formula (1)) in the upstream exhaust duct 16a condenses and adheres (condensates) as hydrochloric acid. It may end up. In particular, of the upstream exhaust duct 16a, the opening 15a and the confluence C into which the cooling gas from the air supply duct 15 flows in tend to have a low temperature, and hydrochloric acid tends to condense. As described above, the upstream exhaust duct 16a is made of metal to ensure heat resistance, and therefore may be corroded by hydrochloric acid.

このような腐食を防ぐためには、金属製である上流側排気ダクト１６ａ内を、塩酸が結露しない温度に調整することが有効である。塩酸の沸点はその濃度に依存するが、例えば濃度３８％で４８℃である。また、塩酸の濃度が高くなると、その沸点は低下する。これらのことを考慮して、上流側排気ダクト１６ａ内を、塩酸が揮発しやすい温度（例えば４０℃以上）に調整することが望ましい。 In order to prevent such corrosion, it is effective to adjust the inside of the metal upstream exhaust duct 16a to a temperature at which hydrochloric acid does not condense. The boiling point of hydrochloric acid depends on its concentration, but is, for example, 48 ° C. at a concentration of 38%. Moreover, as the concentration of hydrochloric acid increases, its boiling point decreases. In consideration of these facts, it is desirable to adjust the inside of the upstream exhaust duct 16a to a temperature at which hydrochloric acid is likely to volatilize (for example, 40 ° C. or higher).

（温調部）
そこで本実施形態の製造装置１Ａは、上流側排気ダクト１６ａのうち、反応容器１０内から排出された排気ガスＥと、給気ダクト１５から給気された冷却用ガスＳと、の合流部Ｃにおける温度を調節する温調部１７を備えている。温調部１７は、上流側排気ダクト１６ａのうち、少なくとも開口部Ｃの外表面に設けられている。温調部１７としては、シリコンスポンジなどの断熱部材、電気ヒータなどの加熱部材、若しくはヒートパイプなどの熱輸送部材を用いることができる。なお、ヒートパイプとは、作動流体と、作動流体に毛管力を発生させるウイックと、をコンテナ内に封入したものであり、作動流体の相転移を利用して熱を輸送するものである。 (Temperature control section)
Therefore, the manufacturing apparatus 1A of the present embodiment has a confluence portion C of the exhaust gas E discharged from the reaction vessel 10 and the cooling gas S supplied from the air supply duct 15 in the upstream exhaust duct 16a. A temperature control unit 17 for adjusting the temperature in the above is provided. The temperature control portion 17 is provided on at least the outer surface of the opening C in the upstream exhaust duct 16a. As the temperature control unit 17, a heat insulating member such as a silicon sponge, a heating member such as an electric heater, or a heat transport member such as a heat pipe can be used. The heat pipe is a container in which a working fluid and a wick that generates a capillary force in the working fluid are enclosed in a container, and heat is transported by utilizing the phase transition of the working fluid.

温調部１７として断熱部材を用いた場合には、上流側排気ダクト１６ａのうち高温になっている部分の熱を合流部Ｃに伝えて、この合流部Ｃを簡易的に温めることができる。さらに、断熱部材によって合流部Ｃを保温することで、例えば外気によって合流部Ｃが冷却されることも防止することができる。
温調部１７として加熱部材を用いた場合には、この加熱部材によって、合流部Ｃを確実に温めることができる。
温調部１７としてヒートパイプを用いる場合には、例えばヒートパイプの蒸発部を上流側排気ダクト１６ａのうち高温となる反応容器１０側に位置させ、ヒートパイプの凝縮部を合流部Ｃの近傍に位置させるとよい。これにより、反応容器１０で生じた熱を合流部Ｃに効率よく伝えて、合流部Ｃを温めることができる。 When a heat insulating member is used as the temperature control portion 17, the heat of the high temperature portion of the upstream exhaust duct 16a can be transferred to the confluence portion C to easily heat the confluence portion C. Further, by keeping the merging portion C warm with the heat insulating member, it is possible to prevent the merging portion C from being cooled by, for example, the outside air.
When a heating member is used as the temperature control portion 17, the confluence portion C can be reliably heated by this heating member.
When a heat pipe is used as the temperature control portion 17, for example, the evaporation portion of the heat pipe is located on the reaction vessel 10 side of the upstream exhaust duct 16a, which becomes hot, and the condensing portion of the heat pipe is located near the confluence portion C. It is good to position it. As a result, the heat generated in the reaction vessel 10 can be efficiently transferred to the merging portion C to warm the merging portion C.

なお、温調部１７として、断熱材、加熱部材、およびヒートパイプを組み合わせて用いてもよい。例えば排気ダクト１６の外側に加熱部材を取り付けて、この加熱部材ごと排気ダクト１６を断熱部材で覆うことで温調部１７を構成した場合には、加熱部材による熱を断熱部材で閉じ込めることにより、合流部Ｃをさらに効率よく温めることができる。同様に、ヒートパイプと断熱部材とを組み合わせてもよい。 As the temperature control unit 17, a heat insulating material, a heating member, and a heat pipe may be used in combination. For example, when a heating member is attached to the outside of the exhaust duct 16 and the temperature control portion 17 is formed by covering the exhaust duct 16 together with the heating member with a heat insulating member, the heat generated by the heating member is confined by the heat insulating member. The merging portion C can be heated more efficiently. Similarly, the heat pipe and the heat insulating member may be combined.

このように、温調部１７は、上流側排気ダクト１６ａを加熱若しくは保温し、合流部Ｃの内面で結露が発生してしまうのを抑える役割を果たす。これにより、塩化水素および水分を含む排気ガスＥが凝縮して塩酸が生成され、上流側排気ダクト１６ａが腐食してしまうのを抑えることができる。 In this way, the temperature control portion 17 plays a role of heating or retaining the heat of the upstream exhaust duct 16a and suppressing the occurrence of dew condensation on the inner surface of the confluence portion C. As a result, it is possible to prevent the exhaust gas E containing hydrogen chloride and water from condensing to generate hydrochloric acid and corroding the upstream exhaust duct 16a.

（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態について説明するが、第１実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
本実施形態の製造装置は、光ファイバ母材をＯＶＤ法（外付け法）によって製造する点が、第１実施形態と異なる。 (Second Embodiment)
Next, the second embodiment according to the present invention will be described, but the basic configuration is the same as that of the first embodiment. Therefore, the same reference numerals are given to the same configurations, the description thereof will be omitted, and only the different points will be described.
The manufacturing apparatus of this embodiment is different from the first embodiment in that the optical fiber base material is manufactured by the OVD method (external method).

図２に示すように、本実施形態の光ファイバ母材の製造装置（以下、単に製造装置１Ｂという）は、ＯＶＤ法によって光ファイバ母材を製造するものである。
製造装置１Ｂは、反応容器２０と、バーナ２１と、連結ダクト２２〜２４と、給気ダクト２５と、排気ダクト２６と、温調部２７と、を備えている。 As shown in FIG. 2, the optical fiber base material manufacturing apparatus of the present embodiment (hereinafter, simply referred to as manufacturing apparatus 1B) manufactures an optical fiber base material by the OVD method.
The manufacturing apparatus 1B includes a reaction vessel 20, a burner 21, connecting ducts 22 to 24, an air supply duct 25, an exhaust duct 26, and a temperature control unit 27.

反応容器２０内には、石英ガラスロッドＲが配置されている。石英ガラスロッドＲは、反応容器２０内で回転させられる。
バーナ２１は、反応容器２０内に設置されている。バーナ２１は、ＳｉＣｌ_４ガス、ＧｅＣｌ_４ガス、Ｏ_２ガス、Ｈ_２ガス、不活性ガスなどを石英ガラスロッドＲに吹き付けながら、石英ガラスロッドＲの長手方向に沿って往復運動する。 A quartz glass rod R is arranged in the reaction vessel 20. The quartz glass rod R is rotated in the reaction vessel 20.
The burner 21 is installed in the reaction vessel 20. The burner 21 reciprocates along the longitudinal direction of the quartz glass rod R while spraying _{SiCl 4} gas, GeCl ₄ gas, O ₂ gas, H _{2 gas, an inert gas, etc. onto the quartz glass rod R.}

製造装置１ＢはＯＶＤ法を採用しており、反応容器２０内では、第１実施形態で示した数式（１）と同様の火炎加水分解反応が生じる。すなわち、反応容器２０内では、ガラス微粒子（ＳｉＯ_２）とともに塩化水素（ＨＣｌ）が生成される。
生成したガラス微粒子が石英ガラスロッドＲに付着して堆積することで、スートが形成される。これを焼結させてガラス化することで光ファイバ母材が製造され、光ファイバ母材を溶融させて線引きすることで光ファイバが製造される。 The manufacturing apparatus 1B employs the OVD method, and a flame hydrolysis reaction similar to the formula (1) shown in the first embodiment occurs in the reaction vessel 20. That is, hydrogen chloride (HCl) is generated together with the glass fine particles (SiO _{2) in the reaction vessel 20.}
The generated glass fine particles adhere to the quartz glass rod R and are deposited to form a suit. An optical fiber base material is manufactured by sintering and vitrifying this, and an optical fiber is manufactured by melting and drawing an optical fiber base material.

連結ダクト２２〜２４は、反応容器２０に接続されている。連結ダクト２２〜２４は、反応容器２０と排気ダクト２６とを連結する。
排気ダクト２６は、反応容器２０に接続された金属製の上流側排気ダクト２６ａと、上流側排気ダクト２６ａの下流側に接続された、樹脂を含む下流側排気ダクト２６ｂと、を含んでいる。
上流側排気ダクト２６ａは、連結ダクト２２〜２４を介して、反応容器２０に接続されている。上流側排気ダクト２６ａは、耐熱性が要求されるため、金属によって形成されている。上流側排気ダクト２６ａに用いられる金属としては、アルミニウム、チタンなどを採用することができる。 The connecting ducts 22 to 24 are connected to the reaction vessel 20. The connecting ducts 22 to 24 connect the reaction vessel 20 and the exhaust duct 26.
The exhaust duct 26 includes a metal upstream exhaust duct 26a connected to the reaction vessel 20 and a resin-containing downstream exhaust duct 26b connected to the downstream side of the upstream exhaust duct 26a.
The upstream exhaust duct 26a is connected to the reaction vessel 20 via the connecting ducts 22 to 24. The upstream exhaust duct 26a is made of metal because heat resistance is required. As the metal used for the upstream exhaust duct 26a, aluminum, titanium, or the like can be adopted.

下流側排気ダクト２６ｂは、上流側排気ダクト２６ａの下流側に接続されている。下流側排気ダクト２６ｂは、フッ素系樹脂、塩化ビニル樹脂、ＦＲＰ(繊維強化プラスチック)などの樹脂を含む材料によって形成されている。このため、下流側排気ダクト２６ｂは、金属製の上流側排気ダクト２６ａと比較して、酸性の液体などによる腐食には強いが、耐熱温度は低い。
下流側排気ダクト２６ｂ内は負圧となっている。このため、反応容器２０内の排気ガスＥは、連結ダクト２２〜２４および上流側排気ダクト２６ａを通じて、下流側排気ダクト２６ｂ内へと吸引される。なお、排気ガスＥは、下流側排気ダクト２６ｂの下流側に設けられた排ガス処理装置（不図示）に導入され、除塵・除害処理された後に放出される。 The downstream exhaust duct 26b is connected to the downstream side of the upstream exhaust duct 26a. The downstream exhaust duct 26b is made of a material containing a resin such as a fluororesin, a vinyl chloride resin, and an FRP (fiber reinforced plastic). Therefore, the downstream exhaust duct 26b is more resistant to corrosion by an acidic liquid or the like than the metal upstream exhaust duct 26a, but has a lower heat resistant temperature.
The inside of the downstream exhaust duct 26b has a negative pressure. Therefore, the exhaust gas E in the reaction vessel 20 is sucked into the downstream exhaust duct 26b through the connecting ducts 22 to 24 and the upstream exhaust duct 26a. The exhaust gas E is introduced into an exhaust gas treatment device (not shown) provided on the downstream side of the downstream exhaust duct 26b, and is discharged after being dust-removed and detoxified.

上流側排気ダクト２６ａには、この上流側排気ダクト２６ａ内に冷却用ガスＳを給気する給気ダクト２５が接続されている。給気ダクト２５は、上流側排気ダクト２６ａ内に開口している。以下、上流側排気ダクト２６ａのうち、給気ダクト２５に接続された部分を開口部２５ａという。 An air supply duct 25 for supplying cooling gas S is connected to the upstream exhaust duct 26a in the upstream exhaust duct 26a. The air supply duct 25 is open in the upstream exhaust duct 26a. Hereinafter, the portion of the upstream exhaust duct 26a connected to the air supply duct 25 is referred to as an opening 25a.

給気ダクト２５が上流側排気ダクト２６ａ内に給気する冷却用ガスＳは、常温の空気であってもよいし、その他の気体であってもよい。給気ダクト２５が冷却用ガスＳを上流側排気ダクト２６ａ内に給気することで、反応容器２０から排出された高温の排気ガスＥが冷却される。これにより、下流側排気ダクト２６ｂに到達する排気ガスＥの温度を、下流側排気ダクト２６ｂの耐熱温度以下とすることができる。 The cooling gas S supplied by the air supply duct 25 into the upstream exhaust duct 26a may be air at room temperature or other gas. When the air supply duct 25 supplies the cooling gas S into the upstream exhaust duct 26a, the high-temperature exhaust gas E discharged from the reaction vessel 20 is cooled. As a result, the temperature of the exhaust gas E reaching the downstream exhaust duct 26b can be set to be equal to or lower than the heat resistant temperature of the downstream exhaust duct 26b.

温調部２７は、上流側排気ダクト２６ａのうち、排気ガスＥと冷却用ガスＳとの合流部Ｃを覆っており、塩酸が結露しないように、この合流部Ｃの温度を調整する。温調部２７としては、シリコンスポンジなどの断熱部材、電気ヒータなどの加熱部材、若しくはヒートパイプなどの熱輸送部材を用いることができる。また、これらの部材を組み合わせて、温調部２７を構成してもよい。 The temperature control unit 27 covers the confluence portion C of the exhaust gas E and the cooling gas S in the upstream exhaust duct 26a, and adjusts the temperature of the confluence portion C so that hydrochloric acid does not condense. As the temperature control unit 27, a heat insulating member such as a silicon sponge, a heating member such as an electric heater, or a heat transport member such as a heat pipe can be used. Further, these members may be combined to form the temperature control unit 27.

以上説明した第２実施形態の構成でも、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。 Even with the configuration of the second embodiment described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

以下、具体的な実施例を用いて、上記実施形態を説明する。なお、以下の実施例は本発明を限定するものではない。
本実施例では、図１に示すような製造装置１Ａによって光ファイバ母材Ｍを製造した際の、温調部１７による塩酸の結露防止効果を確認した。この結果を、下記表１に示す。 Hereinafter, the above embodiment will be described with reference to specific examples. The following examples do not limit the present invention.
In this embodiment, the effect of preventing dew condensation of hydrochloric acid by the temperature control unit 17 was confirmed when the optical fiber base material M was manufactured by the manufacturing apparatus 1A as shown in FIG. The results are shown in Table 1 below.

表１の「排気ガス温度」は、図１の連結ダクト１３に設けられた温度センサＳ１の検出結果に基づいて得られた、反応容器１０から排出された排気ガスＥの温度である。本実施例では、この排気ガス温度は６０℃若しくは１５０℃となった。
表１の「ダクト表面温度」は、温度センサＳ２による、上流側排気ダクト１６ａと給気ダクト１５との接続部の、外面における温度の測定結果である。本実施例では、このダクト表面温度は、１８℃〜９５℃の範囲となった。 The “exhaust gas temperature” in Table 1 is the temperature of the exhaust gas E discharged from the reaction vessel 10 obtained based on the detection result of the temperature sensor S1 provided in the connecting duct 13 of FIG. In this example, the exhaust gas temperature was 60 ° C. or 150 ° C.
The “duct surface temperature” in Table 1 is a measurement result of the temperature on the outer surface of the connection portion between the upstream exhaust duct 16a and the air supply duct 15 by the temperature sensor S2. In this example, the duct surface temperature was in the range of 18 ° C. to 95 ° C.

表１の「ダクト内面温度（計算値）」は、上記「ダクト表面温度」の数値に基づいて算出した、開口部１５ａの内面の温度である。本実施例では、この計算値は、２０℃〜１００℃の範囲となった。
表１の「温調部の構成」は、温調部１７の構成を示している。例えば実施例１では、温調部１７として断熱材（シリコンスポンジ）とヒータとを組み合わせて用いている。また、比較例１〜３では、温調部１７を設けなかった。
表１の「排気ダクト内部の結露」は、光ファイバ母材Ｍを製造後、上流側排気ダクト１６ａの内面に、塩酸が結露していたか否かを示している。 The “duct inner surface temperature (calculated value)” in Table 1 is the temperature of the inner surface of the opening 15a calculated based on the numerical value of the “duct surface temperature”. In this example, this calculated value was in the range of 20 ° C to 100 ° C.
“Structure of temperature control unit” in Table 1 shows the structure of temperature control unit 17. For example, in Example 1, a heat insulating material (silicon sponge) and a heater are used in combination as the temperature control portion 17. Further, in Comparative Examples 1 to 3, the temperature control unit 17 was not provided.
“Condensation inside the exhaust duct” in Table 1 indicates whether or not hydrochloric acid has condensed on the inner surface of the upstream exhaust duct 16a after the optical fiber base material M has been manufactured.

（比較例）
表１に示すように、温調部１７を設けなかった比較例１〜３では、ダクト内面温度が２０℃〜３０℃の範囲となった。また、上流側排気ダクト１６ａの内面に塩酸の結露が確認された。これは、上流側排気ダクト１６ａの合流部Ｃが冷却用ガスＳによって局所的に冷やされ、排気ガスＥ内に含まれる水分と塩化水素とが凝縮することで、塩酸が生成されてしまったと考えられる。 (Comparison example)
As shown in Table 1, in Comparative Examples 1 to 3 in which the temperature control portion 17 was not provided, the duct inner surface temperature was in the range of 20 ° C. to 30 ° C. In addition, dew condensation of hydrochloric acid was confirmed on the inner surface of the upstream exhaust duct 16a. It is considered that this is because the merging portion C of the upstream exhaust duct 16a is locally cooled by the cooling gas S, and the water contained in the exhaust gas E and hydrogen chloride are condensed to generate hydrochloric acid. Be done.

（実施例）
一方、温調部１７を設けた実施例１〜５では、ダクト内面温度が４０℃〜１００℃の範囲となった。また、排気ダクト内部に塩酸の結露が確認されなかった。これは、上流側排気ダクト１６ａの合流部Ｃの内面が、冷却用ガスＳによって局所的に低温となってしまうのを、温調部１７が抑止したことによる。つまり、合流部Ｃの内面の温度が、塩化水素および水素を含むガスが凝縮する温度以上となったことで、塩酸の結露を防止することができた。 (Example)
On the other hand, in Examples 1 to 5 in which the temperature control portion 17 was provided, the duct inner surface temperature was in the range of 40 ° C. to 100 ° C. In addition, no dew condensation of hydrochloric acid was confirmed inside the exhaust duct. This is because the temperature control unit 17 prevents the inner surface of the confluence portion C of the upstream exhaust duct 16a from being locally cooled by the cooling gas S. That is, since the temperature of the inner surface of the confluence C was equal to or higher than the temperature at which hydrogen chloride and the gas containing hydrogen were condensed, dew condensation of hydrochloric acid could be prevented.

以上説明したように、比較例１〜３と実施例１〜５との対比から、合流部Ｃの内面を４０℃以上とすることで、塩酸の結露および上流側排気ダクト１６ａの腐食を防止可能であることが判る。 As described above, from the comparison between Comparative Examples 1 to 3 and Examples 1 to 5, it is possible to prevent dew condensation of hydrochloric acid and corrosion of the upstream exhaust duct 16a by setting the inner surface of the confluence portion C to 40 ° C. or higher. It turns out that.

また、上記実施例では、上流側排気ダクト１６ａのうち、特に給気ダクト１５の開口部１５ａが局所的に低温となりやすい。従って、少なくともこの開口部１５ａに温調部１７を設けることで、塩酸の生成をより効果的に防止することができる。 Further, in the above embodiment, among the upstream exhaust ducts 16a, the opening 15a of the air supply duct 15 tends to have a locally low temperature. Therefore, by providing the temperature control portion 17 at least in the opening 15a, the generation of hydrochloric acid can be prevented more effectively.

また、上記実施例では、塩化水素を含む排気ガスＥが存在する部分のうち、開口部１５ａが最も低温となりやすかった。しかしながら、製造装置１Ａの構成によっては、製造装置１Ａの開口部１５ａ以外の部分が低温となることも考えられる。このことを考慮すると、製造装置１Ａのうち、金属製の排気ダクトの内面における最も低い温度が４０℃以上となるように温調部１７を設けるとよい。この点は、製造装置１Ｂについても同様である。 Further, in the above embodiment, the opening 15a is most likely to have a low temperature among the portions where the exhaust gas E containing hydrogen chloride is present. However, depending on the configuration of the manufacturing apparatus 1A, it is conceivable that the temperature of the portion other than the opening 15a of the manufacturing apparatus 1A becomes low. Considering this, it is preferable to provide the temperature control unit 17 so that the lowest temperature on the inner surface of the metal exhaust duct in the manufacturing apparatus 1A is 40 ° C. or higher. This point is the same for the manufacturing apparatus 1B.

また、上記したいずれかの製造装置を用いて光ファイバ母材Ｍを製造することで、例えば排気ダクトが腐食することで不純物が反応容器内に入り込むのを防ぎ、高品質な光ファイバ母材を製造することができる。 Further, by manufacturing the optical fiber base material M using any of the above-mentioned manufacturing devices, for example, it is possible to prevent impurities from entering the reaction vessel due to corrosion of the exhaust duct, and to obtain a high quality optical fiber base material. Can be manufactured.

なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば、前記実施形態では、ＶＡＤ法若しくはＯＶＤ法によって光ファイバ母材Ｍを製造する製造装置１Ａ、１Ｂについて説明したが、本発明は他の製法を採用した製造装置についても同様に適用することができる。 For example, in the above-described embodiment, the manufacturing devices 1A and 1B for manufacturing the optical fiber base material M by the VAD method or the OVD method have been described, but the present invention can be similarly applied to the manufacturing devices adopting other manufacturing methods. it can.

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。 In addition, it is possible to replace the constituent elements in the above-described embodiment with well-known constituent elements as appropriate without departing from the spirit of the present invention, and the above-described embodiments and modifications may be appropriately combined.

１Ａ、１Ｂ…光ファイバ母材の製造装置１０、２０…反応容器１１…コア用バーナ１２…クラッド用バーナ１３、１４…連結ダクト１５…給気ダクト１６…排気ダクト１６ａ…上流側排気ダクト１６ｂ…下流側排気ダクト１７…温調部２２〜２４…連結ダクト２５…給気ダクト２５ａ…開口部２６…排気ダクト２６ａ…上流側排気ダクト２６ｂ…下流側排気ダクト２７…温調部Ｃ…合流部Ｅ…排気ガスＭ…光ファイバ母材Ｓ…冷却用ガス 1A, 1B ... Optical fiber base material manufacturing equipment 10, 20 ... Reaction vessel 11 ... Core burner 12 ... Clad burner 13, 14 ... Connecting duct 15 ... Air supply duct 16 ... Exhaust duct 16a ... Upstream exhaust duct 16b ... Downstream side exhaust duct 17 ... Temperature control part 22 to 24 ... Connection duct 25 ... Air supply duct 25a ... Opening 26 ... Exhaust duct 26a ... Upstream side exhaust duct 26b ... Downstream side exhaust duct 27 ... Temperature control part C ... Confluence part E ... Exhaust gas M ... Optical fiber base material S ... Cooling gas

Claims

Reaction vessel and
With the burner installed in the reaction vessel,
The exhaust duct connected to the reaction vessel and
An air supply duct that supplies cooling gas into the exhaust duct,
Among the exhaust ducts, a temperature control section that adjusts the temperature of the exhaust duct so that the temperature of the inner surface at the confluence of the exhaust gas discharged from the reaction vessel and the cooling gas is 40 ° C. or higher. ,
Equipped with a,
The temperature control unit is not the air supply duct, but is an optical fiber base material manufacturing apparatus.

The exhaust duct
A metal upstream exhaust duct connected to the reaction vessel,
A downstream exhaust duct containing resin, which is connected to the downstream side of the upstream exhaust duct,
The optical fiber base material manufacturing apparatus according to claim 1.

The optical fiber base material manufacturing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the temperature control portion is provided at least in an opening of the exhaust duct through which the air supply duct opens.

The optical fiber base material manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the temperature control unit has at least one of a heat insulating member, a heating member, and a heat pipe.

The optical fiber base material manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the temperature control unit has a heating member.

Reaction vessel and
With the burner installed in the reaction vessel,
The exhaust duct connected to the reaction vessel and
An air supply duct that supplies cooling gas into the exhaust duct,
A temperature control unit that adjusts the temperature of the exhaust duct so that the lowest temperature on the inner surface of the exhaust duct is 40 ° C. or higher.
Equipped with a,
The temperature control unit is not the air supply duct, but is an optical fiber base material manufacturing apparatus.

A method for manufacturing an optical fiber base material, wherein the optical fiber base material is manufactured by using the optical fiber base material manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 6.