JP6896009B2 - Heat treatment method and heat treatment equipment for porous glass base material - Google Patents
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Description
本発明は、多孔質ガラス母材の熱処理方法及び熱処理装置に関する。 The present invention relates to a heat treatment method and a heat treatment apparatus for a porous glass base material.
光ファイバの製造工程では、光ファイバの材料となる多孔質ガラス母材の脱水工程を経てガラス化工程が行われている。
このガラス化工程では、脱水された多孔質母材を炉内に吊下した状態で、脱水時よりも高温で加熱することにより行われている。
多孔質ガラス母材は、高温で加熱し続けると、自重で必要以上に鉛直下方に伸びを生じ、多孔質ガラス母材自体が変形してしまうおそれがあり、場合によっては加熱炉の炉心管に達して炉心管を破損させてしまう場合もある。
このため、従来の製造装置では、炉内の多孔質材料の下側を検出範囲とする放射温度計を設け、その検出温度の変化から検出範囲まで延びを生じたことを検知すると非常停止を行っていた(例えば、特許文献1参照)。
In the manufacturing process of the optical fiber, the vitrification step is performed through the dehydration step of the porous glass base material which is the material of the optical fiber.
In this vitrification step, the dehydrated porous base material is suspended in a furnace and heated at a higher temperature than during dehydration.
If the porous glass base material is continuously heated at a high temperature, it may stretch vertically downward more than necessary due to its own weight, and the porous glass base material itself may be deformed. It may reach and damage the core tube.
For this reason, in the conventional manufacturing equipment, a radiation thermometer is provided with the detection range below the porous material in the furnace, and when it is detected that the detection range is extended from the change in the detection temperature, an emergency stop is performed. (See, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1の製造装置は、炉内の多孔質材料の下側の検出範囲まで多孔質母材が延びを生じた段階で検知を行うので、多孔質母材が十分に延びてしまった後でしか検出することができず、安定的に製造する観点からは問題があった。 However, the manufacturing apparatus of Patent Document 1 detects when the porous base material extends to the lower detection range of the porous material in the furnace, so that the porous base material has sufficiently extended. It can be detected only later, and there is a problem from the viewpoint of stable production.
本発明は、光ファイバの用の多孔質ガラス母材のガラス化をより適正に行うことをその目的とする。 An object of the present invention is to more appropriately vitrify a porous glass base material for an optical fiber.
本発明は、加熱炉内に配置した光ファイバ用の多孔質ガラス母材を加熱部により所定の雰囲気中で加熱し、当該加熱中に前記加熱炉内の排気ガスの排気を行う多孔質ガラス母材の熱処理方法であって、
前記多孔質ガラス母材を目標温度まで昇温する昇温工程と、
前記多孔質ガラス母材を目標温度に維持するガラス化工程と、
前記多孔質ガラス母材の降温を行う降温工程と、を含み、
前記ガラス化工程において、前記加熱炉から排気される排気ガス中の特定の成分を測定し、当該成分の分圧が予め定めた閾値以下に下がると、前記降温工程に移行することを特徴とする。
In the present invention, a porous glass base material for an optical fiber arranged in a heating furnace is heated by a heating unit in a predetermined atmosphere, and the exhaust gas in the heating furnace is exhausted during the heating. It is a heat treatment method for materials.
A temperature raising step of raising the temperature of the porous glass base material to a target temperature, and
A vitrification process for maintaining the porous glass base material at a target temperature, and
Including a temperature lowering step of lowering the temperature of the porous glass base material,
In the vitrification step, a specific component in the exhaust gas exhausted from the heating furnace is measured, and when the partial pressure of the component drops below a predetermined threshold value, the process shifts to the temperature lowering step. ..
また、本発明は、多孔質ガラス母材を格納する加熱炉と、前記多孔質ガラス母材を加熱する加熱部と、前記加熱炉内の排気ガスの排気を行う排気部と、前記加熱部を制御する制御部とを備える多孔質ガラス母材の熱処理装置であって、
前記加熱炉からの排気ガスに含まれる特定の成分の分圧を測定する測定部と、
前記制御部は、
前記加熱炉内の前記多孔質ガラス母材を目標温度まで昇温する昇温工程と、前記加熱炉内の前記多孔質ガラス母材を目標温度に維持するガラス化工程と、前記多孔質ガラス母材の降温を行う降温工程とを含む複数工程で段階的に熱処理を行うと共に、
前記ガラス化工程において、前記測定部が測定した前記特定の成分の分圧が予め定めた閾値以下に下がると、前記降温工程に移行する制御を行うことを特徴とする。
Further, in the present invention, a heating furnace for storing the porous glass base material, a heating unit for heating the porous glass base material, an exhaust unit for exhausting the exhaust gas in the heating furnace, and the heating unit are provided. A heat treatment device for a porous glass base material provided with a control unit for controlling.
A measuring unit that measures the partial pressure of a specific component contained in the exhaust gas from the heating furnace, and
The control unit
A temperature raising step of raising the temperature of the porous glass base material in the heating furnace to a target temperature, a vitrification step of maintaining the porous glass base material in the heating furnace at a target temperature, and the porous glass base material. In addition to performing heat treatment step by step in multiple steps including the temperature lowering step of lowering the temperature of the material,
In the vitrification step, when the partial pressure of the specific component measured by the measuring unit falls below a predetermined threshold value, control is performed to shift to the temperature lowering step.
また、上記熱処理装置において、
前記排気部は、前記排気ガスの排気が通る排気通路を有し、
前記測定部は、前記排気通路から分岐したバイパス路を有し、当該バイパス路を通る前記排気ガスに含まれる前記特定の成分の分圧を測定する構成としても良い。
Further, in the above heat treatment apparatus,
The exhaust unit has an exhaust passage through which the exhaust of the exhaust gas passes.
The measuring unit may have a bypass path branched from the exhaust passage, and may be configured to measure the partial pressure of the specific component contained in the exhaust gas passing through the bypass path.
また、上記熱処理装置において、
前記測定部は、前記排気ガスを前記排気通路から前記バイパス路に引き込む吸引手段が接続されている構成としても良い。
Further, in the above heat treatment apparatus,
The measuring unit may be configured to be connected with a suction means for drawing the exhaust gas from the exhaust passage into the bypass path.
本発明によれば、光ファイバの用の多孔質ガラス母材のガラス化をより適正に行うことが可能となる。 According to the present invention, it becomes possible to more appropriately vitrify the porous glass base material for optical fibers.
[発明の実施形態の概要]
以下、本発明の実施の形態にかかる光ファイバの用の多孔質ガラス母材の熱処理装置10について、図面に基づいて説明する。図1は、熱処理装置10の概略構成を示す断面図である。
[Outline of Embodiment of the Invention]
Hereinafter, the
[多孔質ガラス母材について]
熱処理の対象となる光ファイバ用の多孔質ガラス母材100は、コア部分101と、その外周に形成されたスート体102とからなる。
この多孔質ガラス母材100は、コア部分101に対して、スート体102の原料となる石英ガラス微粒子をミストと共に噴霧しながらバーナーで加熱し、コア部分101の周囲に石英ガラス微粒子を堆積させて、スート体102が形成される。
そして、多孔質ガラス母材100を焼結温度よりも低温で加熱することにより脱水が行われる。
熱処理装置10は、上記脱水が行われた多孔質ガラス母材100のスート体102を加熱焼結により透明ガラス化させるための熱処理(ガラス化工程)を行うためのものである。
[About porous glass base material]
The porous
The porous
Then, dehydration is performed by heating the porous
The
[熱処理装置の概略構成]
熱処理装置10は、多孔質ガラス母材100を格納する炉心管21を有する加熱炉としての炉体20と、炉体20内で多孔質ガラス母材100を吊下支持する支持部30と、炉体20内の多孔質ガラス母材100を加熱する加熱部40と、炉心管21内に所定のガスを供給するガス供給部50と、炉心管21内の排気ガスの排気を行う排気部60と、排気ガスに含まれる特定の成分の分圧を測定する測定部70と、装置各部を制御する制御部90とを備えている。
[Outline configuration of heat treatment equipment]
The
[炉体]
炉体20は、内部の断熱を図る筐体であり、内部には炉心管21を格納している。
炉心管21は、石英ガラスからなる中空の円筒体である。炉心管21は、上部が開口可能であって、支持部30によって鉛直上下方向に吊下支持された多孔質ガラス母材100を内部に格納することができる。
また、炉心管21の下端部にはガス供給部50に接続された吸気口22を備え、上端部には排気部60に接続された排気口23を備えている。
熱処理装置10は、いわゆる減圧炉であり、炉心管21の内部には、ガス供給部50からガスが供給されると共に、排気部60によって、炉心管21の内部を大気と比較して負圧(例えば、100[Pa]以下)にすることができる。
[Furnace body]
The
The
Further, the lower end of the
The
[加熱部]
加熱部40は、炉体20内において、炉心管21を介してその内部の多孔質ガラス母材100を加熱するヒータ41を備えている。
加熱部40のヒータ41は、炉心管21の周囲を取り囲むように配置されており、炉心管21のほぼ全長に渡って加熱可能な長さとなっている。
このようなヒータ41を備える加熱部40は、多孔質ガラス母材100の全長を同時に加熱することができる。
ヒータ41は、調節部42に接続されており、当該調節部42の電力供給量に応じて発熱量を調節することができる。調節部42は、制御部90の制御によって、多孔質ガラス母材100が目標温度となるようにヒータ41の発熱量の調節を実行する。
[Heating part]
The
The
The
The
[支持部]
支持部30は、炉体20の上側に設けられ、炉心管21の上端部に設けられた小孔から外部に延びる多孔質ガラス母材100のコア部分101の上端部を把持して吊下支持する。
支持部30は、駆動源となる図示しないモータと、当該モータの出力回転を減速する減速機等を備えており、把持したコア部分101を中心として多孔質ガラス母材100に減速回転を付与する。
支持部30は、制御部90に接続されており、多孔質ガラス母材の熱処理の際に、規定の回転速度で多孔質ガラス母材100を回転させるように制御が行われる。
[Support]
The
The
The
[ガス供給部]
ガス供給部50は、所定のガラス化ガスのガス供給源51と、ガス供給源51から炉心管21の吸気口22までを接続する接続管52と、接続管52の途中に設けられたガスフローメータ53とを備えている。
ガス供給源51は、炉心管21内に供給するガラス化ガス、例えば、Heガス、Arガス、N2ガス等の不活性ガスやCl2ガス等を貯留しており、これらのガスを適宜炉心管21に供給する。
ガスフローメータ53は、制御部90に接続され、接続管52を介してガス供給源51から炉心管21に供給されるガスの量を目標量に調節することができる。
[Gas supply unit]
The
The
The
[排気部]
排気部60は、炉心管21から吸気を行うドライポンプ61と、炉心管21の排気口23とドライポンプ61を接続する排気通路としての排気管62と、ドライポンプ61の排気側に接続された排ガス処理装置63とを備えている。
ドライポンプ61は、炉心管21の吸気を行い、その内部を減圧する。ドライポンプ61は、油や液体を真空室内に使用しない真空ポンプなので、排ガス処理装置63に送られる排気に対して油や液体の混入を低減することができる。
排ガス処理装置63は、排気ガス中から排気できない成分を捕集する。
[Exhaust section]
The
The
The exhaust
[測定部]
測定部70は、排気管62から分岐して再び排気管62に戻るバイパス路としてのバイパス管71と、バイパス管71の途中に設けられた所定の成分を検出する検出部としてのガス分析計72と、ガス分析計72の下流側に設けられたターボポンプ73と、ターボポンプ73のさらに下流側に設けられたドライポンプ74とを備えている。
[Measurement unit]
The measuring
ドライポンプ74は、バイパス管71の下流側から排気管62に対して吸引を行う。一方、排気管62は、その下流側のドライポンプ61により排気ガスの吸気を行っているので、バイパス管71内を排気管62内よりも負圧にする必要がある。このため、バイパス管71には、ターボポンプ73も設けられており、これら二つのポンプ73,74を吸引手段として排気ガスの一部についてバイパス管71への引き込みを行う。
また、ドライポンプ74もまた、油や液体を真空室内に使用しない真空ポンプなので、排ガス処理装置63に送られる排気に対して油や液体の混入を低減することができる。
The
Further, since the
ガス分析計72は、四重極型質量分析計等のガス分析計であり、排気ガスに含まれる特定の成分の濃度を検出する。ガス分析計72による検出濃度は、制御部90に入力され、当該制御部90が、特定の成分の分圧を算出する。
従って、厳密には、制御部90が特定の成分の検出濃度から分圧を算出する機能も、測定部70の構成の一部となっている。
なお、特定の成分としては、後述する実施例1では、塩化水素を例示している。
The
Therefore, strictly speaking, the function of the
As a specific component, hydrogen chloride is exemplified in Example 1 described later.
[制御部]
制御部90は、CPU(Central Processing Unit)と、制御プログラム及び制御データを格納した記憶装置と、CPUがデータを展開するメモリとを備える。
制御部90は、図示しないインターフェイスを介して、加熱部40の調節部42及びガス供給部50のガスフローメータ53に接続されており、ヒータ41の発熱量の制御を行い、炉心管21へのガスの供給量を調節する制御を行うこともできる。
また、制御部90は、インターフェイスを介して、測定部70のガス分析計72に接続されており、ガス分析計72の出力から検出成分の分圧を算出する。
さらに、制御部90は、インターフェイスを介して、炉心管21内に格納された多孔質ガラス母材100の温度を検出する温度検出部としての放射温度計24にも接続されており、検出温度が入力される。
また、制御部90は、インターフェイスを介して、排気部60のドライポンプ61と測定部70のターボポンプ73及びドライポンプ74と接続されており、これらのポンプ61,73,74の駆動と停止を制御する。
[Control unit]
The
The
Further, the
Further, the
Further, the
[制御部による熱処理制御]
制御部90では、CPUが記憶装置の制御プログラムを実行することで、多孔質ガラス母材100に対する特徴的な熱処理方法に基づく熱処理制御を実現する。
即ち、制御部90は、炉心管21内の多孔質ガラス母材100をガラス化に好適な目標温度まで昇温する昇温工程と、炉心管21内の多孔質ガラス母材100を目標温度に維持するガラス化工程と、炉心管21内の多孔質ガラス母材100の降温を行う降温工程とを含む複数工程で段階的に熱処理を行う。
[Heat treatment control by control unit]
In the
That is, the
制御部90が実行する熱処理の制御を図2のフローチャートに示す。
まず、制御部90は、昇温工程の前に、炉心管21に多孔質ガラス母材100が格納された状態において、ガスフローメータ53を制御して、ガス供給部50から炉心管21内に窒素ガスの供給を行う共に、排気部60のドライポンプ61と測定部70のターボポンプ73及びドライポンプ74を作動させて、炉心管21内を所定の負圧状態に減圧する(準備工程:ステップS1)。
The control of the heat treatment executed by the
First, the
そして、制御部90は、ヒータ41に電力を供給し、放射温度計24によって多孔質ガラス母材100の温度を監視しながら加熱昇温を行う(昇温工程:ステップS2)。
制御部90は、放射温度計24による多孔質ガラス母材100の検出温度が、ガラス化に好適な目標温度に達するか判定を行い、達していなければ昇温を続けて、達していれば昇温工程からガラス化工程に移行する(ステップS3)。
Then, the
The
次いで、制御部90は、放射温度計24によって多孔質ガラス母材100の温度を監視しながらガラス化に好適な目標温度を維持するように、調節部42を制御してヒータ41への供給電力を調整する(ガラス化工程:ステップS4)。
また、ガラス化工程では、制御部90は、測定部70のガス分析計72の出力から検出成分の分圧を算出して、その値を逐次的に記録する。
そして、制御部90は、逐次的に求められる検出成分の分圧を予め定められた閾値と比較し、閾値より高ければ目標温度を維持し続ける。また、検出成分の分圧が閾値以下まで下がると、ガラス化工程の終点に到達したものとして、ヒータ41への電力供給を停止する(ステップS5)。
そして、ガラス化工程から降温工程に移行する。
Next, the
Further, in the vitrification step, the
Then, the
Then, the process shifts from the vitrification process to the temperature lowering process.
次いで、制御部90は、測定部70のターボポンプ73及びドライポンプ74を停止させると共に、ガス分析計72の出力の記録を終了する。
また、制御部90は、放射温度計24によって多孔質ガラス母材100の温度を監視して、多孔質ガラス母材100が予め定められた冷却温度まで温度が下がると、ガスフローメータ53を制御して窒素ガスの供給を停止すると共に、排気部60のドライポンプ61の停止により排気を停止する(降温工程:ステップS6)。
そして、熱処理を終了する。
Next, the
Further, the
Then, the heat treatment is completed.
[実施例1]
ここで、本発明の実施例1について説明する。
図3は、上記熱処理装置10により多孔質ガラス母材100の熱処理を行い、その際のガラス化工程の際に得られたガス分析計72の出力に基づく検出成分の分圧の変化を、検出不能となるまで継続して行った場合の線図である。また、図4は、分圧が予め定められた閾値となるまでガラス化工程を行った場合の分圧の変化の線図である。
[Example 1]
Here, Example 1 of the present invention will be described.
FIG. 3 shows that the porous
この実施例1では、1100[℃]に加熱した炉心管21に、多孔質ガラス母材100を投入し、炉心管21内を約20[Pa]に減圧した。
その後、ガラス化に好適な目標温度である約1400[℃]に到達するまで、昇温した(昇温工程)。
さらに、多孔質ガラス母材100の検出温度が約1400[℃]に到達すると、ガラス化が完了するまで一定の目標温度を保持した(ガラス化工程)。このとき、炉心管21内で発生した排気ガスは、一部が測定部70に引き込まれ、特定成分として塩化水素の分圧が逐次記録された。
ガラス化工程における塩化水素の分圧は、図3に示すように、検出当初は、一時的に増加し、その後に減少に転じた。その後、多孔質ガラス母材100の検出温度が約1400[℃]の状態を継続すると、分圧の値が3×10-6[Pa]を下回ったあたりで、他の物質によるノイズの影響により検出不能となった。
In Example 1, the porous
Then, the temperature was raised until the target temperature suitable for vitrification of about 1400 [° C.] was reached (heating step).
Further, when the detection temperature of the porous
As shown in FIG. 3, the partial pressure of hydrogen chloride in the vitrification step temporarily increased at the beginning of detection and then decreased. After that, when the detection temperature of the porous
一方、上記と同様にガラス化工程を実施し、図4に示すように、分圧の閾値を5×10-6[Pa]に定め、分圧が閾値まで低下した時にガラス化工程を終了し、ヒータ41の加熱を停止して降温工程にプロセスを進めた場合には、次のようになった。
即ち、降温工程により十分冷却された多孔質ガラス母材100を炉心管21から取り出してみると、多孔質ガラス母材100は、長手方向にほぼ均一に焼結して全体がガラス化していることを確認した。
On the other hand, the vitrification step is carried out in the same manner as above, the threshold value of the partial pressure is set to 5 × 10 -6 [Pa] as shown in FIG. 4, and the vitrification step is terminated when the partial pressure drops to the threshold value. When the heating of the
That is, when the porous
本願発明の発明者は、この結果に関し、熱処理のガラス化工程において、以下の現象が起こっていると推測した。即ち、多孔質光ファイバ母材は内部に塩素を含み、脱水工程において、徐々に加熱炉内に排出される。
多孔質ガラス母材のガラス化工程を行う場合にも、脱水工程の場合と同様にして、多孔質ガラス母材100に僅かに残存する水分と塩素とが炉心管21内に排出され、塩化水素が生成される。母材の焼結が進行すると、放出される塩素の量が減少するため、塩化水素の生成量も減少する。従って、塩化水素の検出量が十分に少なくなるタイミングを見極めることでガラス化の終点を判断することができる。
Regarding this result, the inventor of the present invention presumed that the following phenomenon occurred in the vitrification step of the heat treatment. That is, the porous optical fiber base material contains chlorine inside, and is gradually discharged into the heating furnace in the dehydration step.
When the vitrification step of the porous glass base material is performed, a small amount of water and chlorine remaining in the porous
[比較例1]
上記実施例1と同様に、多孔質ガラス母材100を炉心管21に投入し、約1400[℃]まで昇温する。そして、1400[℃]を維持して、炉心管21内で発生した排気中の塩化水素の濃度をガス分析計72で検出し、これに基づく分圧の変化を監視した。このときの分圧の変化を図5に示す。
この比較例1では、減少する分圧の数値が4×10-6[Pa]でほぼ一定となったところで、降温工程へとプロセスを進めた。
その後、十分冷却された後に取り出してみると、多孔質ガラス母材100は、十分焼結していたが、一部に細い部分が生じたことを確認した。これは、ガラス化が過剰になり、ガラス化した母材に伸びが生じたことが原因である。
[Comparative Example 1]
In the same manner as in Example 1, the porous
In this Comparative Example 1, when the numerical value of the decreasing partial pressure became almost constant at 4 × 10 -6 [Pa], the process proceeded to the temperature lowering process.
Then, when it was taken out after being sufficiently cooled, it was confirmed that the porous
[比較例2]
上記実施例1と同様に、多孔質ガラス母材100を炉心管21に投入し、約1400[℃] まで昇温する。そして、1400[℃]を維持して、炉心管21内で発生した排気中の塩化水素の濃度をガス分析計72で検出し、これに基づく分圧の変化を監視した。このときの分圧の変化を図6に示す。
この比較例2では、減少する分圧の数値が6×10-6[Pa]を示したところで降温工程へとプロセスを進めた。
その後、十分冷却された後に取り出してみると、ガラス化した母材は、焼結が不十分であった。即ち、多孔質ガラス母材100のスート体102に透明化せずに白濁のままである箇所が散見された。
[Comparative Example 2]
In the same manner as in Example 1, the porous
In this Comparative Example 2, the process proceeded to the temperature lowering step when the numerical value of the decreasing partial pressure showed 6 × 10 -6 [Pa].
Then, when it was taken out after being sufficiently cooled, the vitrified base material was insufficiently sintered. That is, there were some spots in the
前述の実施例1及び比較例1,2の結果から、図3に示すように、多孔質ガラス母材のガラス化工程の終点を、塩化水素の分圧が4×10-6[Pa]となる点E2に設定すると、多孔質ガラス母材100のガラス化が過度に進行して伸びや変形を生じ、塩化水素の分圧が6×10-6[Pa]となる点E3に設定すると、ガラス化が不充分となることが分かった。そして、これらの間の塩化水素の分圧が5×10-6[Pa]となる点E1にガラス化工程の終点を設定すると、過不足なく良好なガラス化が行われることが分かった。
従って、ガラス化の終点を塩化水素の分圧の変化から決定することが可能であることが示された。
From the results of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 described above, as shown in FIG. 3, the partial pressure of hydrogen chloride was 4 × 10 -6 [Pa] at the end point of the vitrification step of the porous glass base material. When set to the point E2, the vitrification of the porous
Therefore, it was shown that the end point of vitrification can be determined from the change in the partial pressure of hydrogen chloride.
[比較例3]
上記実施例1と同様に、多孔質ガラス母材100を炉心管21に投入し、約1400[℃]まで昇温する。そして、1400[℃]を維持して、多孔質ガラス母材100の加熱を行った。100[kg]程度の母材の重量をもとに、予め設定した時間が経過した後に降温工程へとプロセスを進めた。そして、同じ熱処理を同じ条件で複数の多孔質ガラス母材100について行った。
それぞれの多孔質ガラス母材100を、十分冷却された後に取り出してみると、長手方向にほぼ均一に焼結しているものが多くあるが、一部焼結が不十分である母材や、伸びが生じている母材が存在していた。これは、焼結前の母材の密度や、脱水工程が十分行われていたかが影響していると考えられる。
また、時間を揃えてガラス化工程を実行しても、複数の多孔質ガラス母材100について、結果にバラつきが生じることから、ガラス化工程を処理時間で管理することは困難であるという結論が得られた。
[Comparative Example 3]
In the same manner as in Example 1, the porous
When each of the porous
Further, it was concluded that it is difficult to control the vitrification process by the processing time because the results of the plurality of porous
[発明の実施形態の技術的効果]
以上のように、熱処理装置10は、制御部90が、ガラス化工程において、測定部70の測定に基づく特定の成分の分圧が予め定めた閾値以下に下がると、降温工程に移行する制御を行っている。
このため、多孔質ガラス母材100に対して、過剰な延びを抑えつつ、全体を適正にガラス化することが可能となる。
また、特定の成分の分圧の変化に基づいてガラス化工程の終点を決めているので、実際に多孔質ガラス母材に延びが生じてからそれを検出する場合に比べて、多孔質ガラス母材の延びの発生を抑制することができ、ガラス化された良好な母材を得ることが可能となる。
[Technical Effects of Embodiments of the Invention]
As described above, the
Therefore, it is possible to properly vitrify the entire porous
In addition, since the end point of the vitrification process is determined based on the change in the partial pressure of a specific component, the porous glass matrix is compared with the case where the porous glass matrix is actually stretched and then detected. It is possible to suppress the occurrence of elongation of the material, and it is possible to obtain a good vitrified base material.
また、熱処理装置10は、測定部70が、排気管62から分岐したバイパス管71を通る排気ガスに含まれる特定の成分の分圧を測定するので、排気管62側で炉心管21内の真空引きや減圧のための吸引を行う場合であっても、測定部70側では一定の量で排気を引き込むことが容易となり、高い精度で特定の成分の分圧を測定することが可能となり、より良好な多孔質ガラス母材のガラス化を実現することが可能となる。
Further, in the
また、熱処理装置10は、排気ガスをバイパス管71に引き込むターボポンプ73及びドライポンプ74が接続されているので、測定部70側に排気を引き込む吸引力を調整することが容易となり、ガス分析計72の前後での圧力差を調整することが可能となり、ガス分析計72の保護を図ることが可能となる。
Further, since the
[その他]
上記実施形態では、発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されている場合を例示したが、本発明の範囲を上記実施形態及び図示の例に限定するものではない。
例えば、測定部70が測定を行う特定の成分は、塩化水素を例示したが、ガラス化工程で発生し得る他の成分を対象としても良い。
また、ガラス化工程の終了を決定する分圧の数値も一例であって、例えば、数値を変えた比較試験によって求められたより適正な数値を選択しても良い。
[Other]
In the above-described embodiment, various technically preferable restrictions are given for carrying out the invention, but the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment and the illustrated examples.
For example, although hydrogen chloride is exemplified as the specific component to be measured by the measuring
Further, the numerical value of the partial pressure that determines the end of the vitrification step is also an example, and for example, a more appropriate numerical value obtained by a comparative test in which the numerical value is changed may be selected.
10 熱処理装置
20 炉体(加熱炉)
21 炉心管
24 放射温度計
40 加熱部
41 ヒータ
42 調節部
50 ガス供給部
53 ガスフローメータ
60 排気部
61 ドライポンプ
62 排気管(排気通路)
70 測定部
71 バイパス管(バイパス路)
72 ガス分析計
73 ターボポンプ(吸引手段)
74 ドライポンプ(吸引手段)
90 制御部
100 多孔質ガラス母材
101 コア部分
102 スート体
10
21
70 Measuring
72
74 Dry pump (suction means)
90
Claims (4)
前記多孔質ガラス母材を目標温度まで昇温する昇温工程と、
前記多孔質ガラス母材を目標温度に維持するガラス化工程と、
前記多孔質ガラス母材の降温を行う降温工程と、を含み、
前記ガラス化工程において、前記加熱炉から排気される排気ガス中の特定の成分を測定し、当該成分の分圧が予め定めた閾値以下に下がると、前記降温工程に移行することを特徴とする多孔質ガラス母材の熱処理方法。 A method for heat-treating a porous glass base material for an optical fiber arranged in a heating furnace by heating the porous glass base material for optical fibers in a predetermined atmosphere by a heating unit and exhausting the exhaust gas in the heating furnace during the heating. And
A temperature raising step of raising the temperature of the porous glass base material to a target temperature, and
A vitrification process for maintaining the porous glass base material at a target temperature, and
Including a temperature lowering step of lowering the temperature of the porous glass base material,
In the vitrification step, a specific component in the exhaust gas exhausted from the heating furnace is measured, and when the partial pressure of the component drops below a predetermined threshold value, the process shifts to the temperature lowering step. A method for heat-treating a porous glass base material.
前記多孔質ガラス母材を加熱する加熱部と、
前記加熱炉内の排気ガスの排気を行う排気部と、
前記加熱部を制御する制御部とを備える多孔質ガラス母材の熱処理装置であって、
前記加熱炉からの排気ガスに含まれる特定の成分の分圧を測定する測定部を備え、
前記制御部は、
前記加熱炉内の前記多孔質ガラス母材を目標温度まで昇温する昇温工程と、前記加熱炉内の前記多孔質ガラス母材を目標温度に維持するガラス化工程と、前記多孔質ガラス母材の降温を行う降温工程とを含む複数工程で段階的に熱処理を行うと共に、
前記ガラス化工程において、前記測定部が測定した前記特定の成分の分圧が予め定めた閾値以下に下がると、前記降温工程に移行する制御を行うことを特徴とする多孔質ガラス母材の熱処理装置。 A heating furnace for storing the porous glass base material and
A heating unit that heats the porous glass base material and
An exhaust unit that exhausts the exhaust gas in the heating furnace and
A heat treatment apparatus for a porous glass base material including a control unit for controlling the heating unit.
A measuring unit for measuring the partial pressure of a specific component contained in the exhaust gas from the heating furnace is provided.
The control unit
A temperature raising step of raising the temperature of the porous glass base material in the heating furnace to a target temperature, a vitrification step of maintaining the porous glass base material in the heating furnace at a target temperature, and the porous glass base material. In addition to performing heat treatment step by step in multiple steps including the temperature lowering step of lowering the temperature of the material,
In the vitrification step, when the partial pressure of the specific component measured by the measuring unit falls below a predetermined threshold value, the heat treatment of the porous glass base material is characterized in that the transition to the temperature lowering step is controlled. apparatus.
前記測定部は、前記排気通路から分岐したバイパス路を有し、当該バイパス路を通る前記排気ガスに含まれる前記特定の成分の分圧を測定することを特徴とする請求項2に記載の多孔質ガラス母材の熱処理装置。 The exhaust unit has an exhaust passage through which the exhaust of the exhaust gas passes.
The porosity according to claim 2, wherein the measuring unit has a bypass path branched from the exhaust passage and measures the partial pressure of the specific component contained in the exhaust gas passing through the bypass path. Heat treatment equipment for quality glass base material.
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