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JP7701804B2 - Glass member heating device, glass member heating method, and method for manufacturing optical fiber preform using same - Google Patents
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JP7701804B2 - Glass member heating device, glass member heating method, and method for manufacturing optical fiber preform using same - Google Patents

Glass member heating device, glass member heating method, and method for manufacturing optical fiber preform using same Download PDF

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Description

本発明は、ガラス部材の加熱装置、ガラス部材の加熱方法、及びそれを用いた光ファイバ用母材の製造方法に関する。 The present invention relates to a heating device for a glass member, a heating method for a glass member, and a manufacturing method for an optical fiber preform using the same.

光ファイバの製造に用いる光ファイバ用母材を製造する方法として、OVD法(Outside Vapor Deposition method)やVAD法(Vapor Phase Axial Deposition method)等を用いてガラス微粒子を堆積させて多孔質ガラス体を形成し、当該多孔質ガラス体を加熱して焼結させる方法が知られている。 A known method for producing optical fiber base material for use in the manufacture of optical fiber is to deposit glass particles using the OVD method (outside vapor deposition method) or the VAD method (vapor phase axial deposition method) to form a porous glass body, and then heat and sinter the porous glass body.

下記特許文献1には、多孔質ガラス体を加熱する加熱装置が開示されている。この加熱装置は、多孔質ガラス体を収容する収容空間を有する炉心管と、炉心管の外側に配置されるヒータと、炉心管の一部及びヒータを囲う炉体と、ガス検知器と、を備える。このガス検知器は、炉心管から当該炉心管と炉体とで囲われる空間に漏洩し、炉体に設けられる排気口から排出される漏洩ガスを検知する。このため、この加熱装置によれば、ガス検知器によって炉心管の割れ等の破損を検知できるとされている。 Patent Document 1 below discloses a heating device for heating a porous glass body. This heating device includes a core tube having a storage space for storing the porous glass body, a heater disposed outside the core tube, a furnace body surrounding a part of the core tube and the heater, and a gas detector. This gas detector detects leaking gas that leaks from the core tube into the space surrounded by the core tube and the furnace body and is discharged from an exhaust port provided in the furnace body. Therefore, it is said that this heating device can detect damage such as cracks in the core tube using the gas detector.

特開2015-48262号公報JP 2015-48262 A

ところで、上記のような加熱装置の炉体は、冷却水によって冷却されることがあり、炉体が破損すると、冷却水が炉心管と炉体とで囲われる空間に侵入することがある。また、この空間に不活性ガスを供給して当該空間に配置される部材の燃焼を抑制することがあり、ガスの供給装置等の不具合によってこの空間に不活性ガスとともに水が侵入することがある。炉心管は一般的に石英やカーボン等から成り、このように上記の空間に水が入り込んだ異常状態では、炉心管が破損していなくても当該空間から炉心管の収容空間に水が浸透することがある。ヒータによって多孔質ガラス体を加熱して焼結している際に収容空間に水が浸入すると、最終的に製造される光ファイバの特性である伝送損失等が悪化することがある。 The furnace body of the heating device described above is sometimes cooled by cooling water, and if the furnace body is damaged, the cooling water may enter the space enclosed by the core tube and the furnace body. Inert gas may also be supplied to this space to suppress the combustion of the components placed in the space, and water may enter this space along with the inert gas due to a malfunction of the gas supply device. The core tube is generally made of quartz or carbon, and in such an abnormal state where water has entered the above-mentioned space, water may penetrate from the space into the storage space of the core tube even if the core tube is not damaged. If water enters the storage space when the porous glass body is heated and sintered by the heater, the transmission loss, which is a characteristic of the optical fiber finally manufactured, may deteriorate.

そこで、本発明は、水に起因する異常状態を検知し得るガラス部材の加熱装置、ガラス部材の加熱方法、及びそれを用いた光ファイバ用母材の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a heating device for glass members that can detect abnormal conditions caused by water, a heating method for glass members, and a manufacturing method for optical fiber preforms using the same.

上記目的の達成のため、本発明のガラス部材の加熱装置は、ガラス部材の少なくとも一部を収容可能な収容空間を有する炉心管と、前記炉心管の少なくとも一部を囲う炉体と、前記炉心管と前記炉体とによって囲われる空間に配置されるヒータと、ガス測定部と、を備え、前記空間に配置される部材の少なくとも1つには炭素が含まれ、前記ガス測定部は、水と炭素との反応に起因して発生するガスの前記空間内の濃度を測定可能であることを特徴とするものである。 To achieve the above object, the heating device for glass members of the present invention comprises a furnace tube having a storage space capable of storing at least a portion of a glass member, a furnace body surrounding at least a portion of the furnace tube, a heater disposed in the space surrounded by the furnace tube and the furnace body, and a gas measuring unit, wherein at least one of the members disposed in the space contains carbon, and the gas measuring unit is capable of measuring the concentration in the space of gas generated due to a reaction between water and carbon.

また、上記目的の達成のため、本発明は、少なくとも一部が炉体によって囲われる炉心管における収容空間にガラス部材の少なくとも一部を収容させ、前記炉心管と前記炉体とによって囲われる空間に配置されるヒータによって前記ガラス部材を加熱するガラス部材の加熱方法であって、前記空間に配置される部材の少なくとも1つには炭素が含まれ、前記ヒータによって前記ガラス部材を加熱しつつ、水と炭素との反応に起因して発生するガスの前記空間内の濃度を測定することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a method for heating a glass member, which comprises accommodating at least a portion of a glass member in an accommodation space in a furnace tube, at least a portion of which is surrounded by a furnace body, and heating the glass member with a heater disposed in the space surrounded by the furnace tube and the furnace body, wherein at least one of the members disposed in the space contains carbon, and the concentration of gas generated due to a reaction between water and carbon in the space is measured while the glass member is heated by the heater.

ガラス部材を脱水、焼結、溶融等する場合、一般的に、ヒータは700℃以上に加熱される。このような高温状態で、上記の空間に水が入り込むと、水とこの空間に配置される部材に含まれる炭素とが反応してガスが発生する。このガラス部材の加熱装置、及びガラス部材の加熱方法では、このように発生するガスの濃度を測定できるため、上記の空間に水が入り込んだ異常状態を検知し得る。 When dehydrating, sintering, melting, etc., glass members, the heater is generally heated to 700°C or higher. If water enters the above-mentioned space in such a high-temperature state, the water reacts with the carbon contained in the member placed in this space to generate gas. This glass member heating device and glass member heating method can measure the concentration of the gas thus generated, making it possible to detect an abnormal state in which water has entered the above-mentioned space.

前記ガスは、一酸化炭素、二酸化炭素、メタン、及び水素の少なくとも1つであることとしてもよい。 The gas may be at least one of carbon monoxide, carbon dioxide, methane, and hydrogen.

前記炉体は、冷却水が流れる流路を有することとしてもよい。 The furnace body may have a flow path through which cooling water flows.

このような構成にすることで、熱による炉体の損傷を抑制できる。また、ガス測定部が、水と炭素との反応に起因して発生するガスの上記の空間内の濃度を測定可能であるため、冷却水が上記の空間に入り込むような炉体の損傷を検知し得る。 This configuration can prevent damage to the furnace body caused by heat. In addition, since the gas measurement unit can measure the concentration of gas generated in the above-mentioned space due to the reaction between water and carbon, damage to the furnace body such as cooling water entering the above-mentioned space can be detected.

上記のガラス部材の加熱装置は、前記炉体に形成され前記空間に連通する給気口から前記空間に不活性ガスを供給するガス供給部を更に備えることとしてもよい。 The above-mentioned glass member heating device may further include a gas supply unit that supplies an inert gas to the space through an air supply port formed in the furnace body and communicating with the space.

このような構成にすることで、上記の空間に配置される部材の燃焼を抑制できる。また、ガス測定部が、水と炭素との反応に起因して発生するガスの上記の空間内の濃度を測定可能であるため、不活性ガスとともに水が上記の空間に入り込むようなガス供給部や配管等の不具合を検知し得る。 This configuration makes it possible to suppress combustion of components placed in the above-mentioned space. In addition, since the gas measurement unit can measure the concentration in the above-mentioned space of gas generated due to the reaction between water and carbon, it is possible to detect malfunctions in the gas supply unit, piping, etc. that may cause water to enter the above-mentioned space together with the inert gas.

上記のガラス部材の加熱装置では、前記ガス測定部は、前記炉体に形成され前記空間に連通する排気口から排気される排気ガスから前記ガスの濃度を測定することとしてもよい。 In the above-mentioned glass member heating device, the gas measuring unit may measure the concentration of the gas from exhaust gas exhausted from an exhaust port formed in the furnace body and communicating with the space.

このような構成にすることで、上記の空間のある地点において上記のガスの濃度を測定する場合と比べて、当該空間においてガスが発生する場所による当該ガスの濃度への影響を抑制できる。このため、上記の場合と比べて、上記の空間に水が入り込んだ異常状態を正確に検知し得る。 By configuring in this way, it is possible to suppress the effect on the concentration of the gas due to the location where the gas is generated in the space, compared to when the concentration of the gas is measured at a certain point in the space. Therefore, compared to the above case, it is possible to accurately detect an abnormal state in which water has entered the space.

上記のガラス部材の加熱装置は、前記ガス測定部によって測定される前記ガスの濃度の経時変化に基づいて、異常状態であるか否かを判断する異常判断部を更に備え、前記異常判断部は、前記ガス測定部によって測定される前記ガスの濃度と、当該ガスの濃度が測定されるタイミング以前において前記ガス測定部によって測定される前記ガスの濃度の平均値との差が所定値以上である場合に、異常状態であると判断することとしてもよい。 The above-mentioned glass member heating device further includes an abnormality determination unit that determines whether or not an abnormal state exists based on the change over time in the concentration of the gas measured by the gas measurement unit, and the abnormality determination unit may determine that an abnormal state exists when the difference between the concentration of the gas measured by the gas measurement unit and the average value of the concentration of the gas measured by the gas measurement unit before the timing at which the concentration of the gas is measured is equal to or greater than a predetermined value.

同じ構成の炉体であっても当該炉体の設置状態に応じて定常状態に測定される上記のガスの濃度は変化する傾向にある。このため、上記のような構成にすることで、ガスの濃度が所定値以上となる場合に異常状態であると判断する場合と比べて、適切に異常状態であるか否かを判断し得る。 Even for furnaces of the same configuration, the concentrations of the above gases measured in a steady state tend to change depending on the installation state of the furnace. Therefore, by using the above configuration, it is possible to appropriately determine whether or not an abnormal state exists, compared to when an abnormal state is determined to exist when the gas concentration is equal to or greater than a predetermined value.

上記のガラス部材の加熱装置は、ファイバ不良判断部を更に備え、前記ガラス部材は、光ファイバの一部となる多孔質ガラス体であり、前記ファイバ不良判断部は、前記ガス測定部によって測定される前記ガスの濃度の経時変化に基づいて、前記光ファイバが不良となるか否かを判断することとしてもよい。 The above-mentioned glass member heating device may further include a fiber defect determination unit, the glass member being a porous glass body that becomes part of an optical fiber, and the fiber defect determination unit may determine whether the optical fiber is defective based on the change over time in the concentration of the gas measured by the gas measurement unit.

上記のように、多孔質ガラス体を焼結している際に収容空間に水が浸入すると、最終的に製造される光ファイバの特性である伝送損失等が悪くなることがあり、収容空間に侵入する水の量が多いほど特性が悪化する傾向にある。このような収容空間への水の侵入は、多孔質ガラス体が焼結されることで形成される透明化されたガラス部材の外観に影響を与えないことがある。このため、透明化されたガラス部材の外観に基づいて、最終的に製造される光ファイバの特性が悪化して当該光ファイバが不良となるか否かを判断し難い場合がある。しかし、収容空間に侵入する水の量が多いほど、水と炭素との反応に起因して発生するガスの量は多くなり、このガスの濃度が高くなる。このため、上記のような構成にすることで、透明化されたガラス部材を製造した段階において、最終的に製造される光ファイバが不良となるか否かを判断でき、光ファイバの不良率を低減し得、光ファイバの生産性を向上し得る。 As described above, if water infiltrates into the storage space during sintering of the porous glass body, the characteristics of the optical fiber finally manufactured, such as transmission loss, may deteriorate, and the characteristics tend to deteriorate as the amount of water that infiltrates into the storage space increases. Such infiltration of water into the storage space may not affect the appearance of the transparent glass member formed by sintering the porous glass body. For this reason, it may be difficult to determine whether the characteristics of the optical fiber finally manufactured will deteriorate and the optical fiber will become defective based on the appearance of the transparent glass member. However, the more water that infiltrates into the storage space, the greater the amount of gas generated due to the reaction between water and carbon, and the higher the concentration of this gas. For this reason, by adopting the above-mentioned configuration, it is possible to determine whether the optical fiber finally manufactured will be defective at the stage of manufacturing the transparent glass member, thereby reducing the defective rate of the optical fiber and improving the productivity of the optical fiber.

この場合、前記ガスは、一酸化炭素であり、前記ガラス部材は、前記光ファイバのコアとなる多孔質ガラス体であり、前記ファイバ不良判断部は、前記ガス測定部によって測定される前記ガスの濃度と、前記炉体が設置されてから最初に前記ガラス部材を加熱する前の初期状態における前記ガスの濃度との差が550ppmを超える場合に、前記光ファイバが不良となると判断することとしてもよい。 In this case, the gas is carbon monoxide, the glass member is a porous glass body that serves as the core of the optical fiber, and the fiber defect determination unit may determine that the optical fiber is defective when the difference between the gas concentration measured by the gas measurement unit and the gas concentration in the initial state before the glass member is heated for the first time after the furnace body is installed exceeds 550 ppm.

本発明者は、コアとなる多孔質ガラス体を加熱している際の一酸化炭素の濃度と上記の初期状態における一酸化炭素の濃度との差が550ppmを超える場合に、当該多孔質ガラス体から成るコアガラス体を含む光ファイバ用母材から製造される光ファイバが不良となることを見出した。このため、このような構成にすることで、最終的に製造される光ファイバが不良となるか否かを適切に予測し得る。 The inventors have found that when the difference between the carbon monoxide concentration when the core porous glass body is heated and the carbon monoxide concentration in the initial state described above exceeds 550 ppm, the optical fiber manufactured from the optical fiber preform including the core glass body made of the porous glass body becomes defective. Therefore, by adopting such a configuration, it is possible to appropriately predict whether the optical fiber finally manufactured will be defective.

本発明の光ファイバ用母材の製造方法は、上記のガラス部材の加熱方法によって前記ガラス部材としての多孔質ガラス体を加熱する加熱工程を備えることを特徴とするものである。 The method for manufacturing an optical fiber preform of the present invention is characterized by including a heating step in which a porous glass body as the glass member is heated by the above-mentioned glass member heating method.

以上のように、本発明によれば、水に起因する異常状態を検知し得るガラス部材の加熱装置、ガラス部材の加熱方法、及びそれを用いた光ファイバ用母材の製造方法が提供される。 As described above, the present invention provides a glass member heating device capable of detecting abnormal conditions caused by water, a glass member heating method, and a method for manufacturing an optical fiber preform using the same.

本発明の実施形態に係る光ファイバの長手方向に垂直な断面の様子を概略的に示す図である。1 is a diagram illustrating a cross section perpendicular to the longitudinal direction of an optical fiber according to an embodiment of the present invention. 図1に示す光ファイバを製造するための光ファイバ用母材の長手方向に垂直な断面の様子を概略的に示す図である。2 is a diagram illustrating a cross section perpendicular to the longitudinal direction of an optical fiber preform for manufacturing the optical fiber shown in FIG. 1. 本発明の実施形態に係る光ファイバ用母材の製造方法、及び光ファイバの製造方法の工程を示すフローチャートである。1 is a flowchart showing steps of a method for manufacturing an optical fiber preform and a method for manufacturing an optical fiber according to an embodiment of the present invention. 第1加熱工程で用いる脱水焼結装置を概略的に示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic diagram of a dehydration and sintering apparatus used in the first heating step. 実験例におけるそれぞれのコアガラスロッドと、焼結時に測定された一酸化炭素及び二酸化炭素のそれぞれの濃度、及び製造された光ファイバの伝送損失との関係を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the relationship between each core glass rod in an experimental example, the respective concentrations of carbon monoxide and carbon dioxide measured during sintering, and the transmission loss of the manufactured optical fiber.

以下、本発明に係るガラス部材の加熱装置、ガラス部材の加熱方法、及びそれを用いた光ファイバ用母材の製造方法が添付図面とともに例示される。以下に例示する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良することができる。なお、以下で参照する図面では、理解を容易にするために、各部材の寸法を変えて示す場合がある。 Below, the glass member heating device, glass member heating method, and optical fiber preform manufacturing method using the same according to the present invention are illustrated with the accompanying drawings. The embodiments illustrated below are intended to facilitate understanding of the present invention and are not intended to limit the interpretation of the present invention. The present invention can be modified and improved without departing from the spirit of the invention. Note that in the drawings referred to below, the dimensions of each component may be changed to facilitate understanding.

図1は、本発明の実施形態に係る光ファイバの長手方向に垂直な断面の様子を概略的に示す図である。図1に示すように、本実施形態の光ファイバ1は、コア10と、コア10の外周面を囲むクラッド11と、クラッド11の外周面を被覆する被覆層12とを主な構成として備える。当該断面におけるコア10の外形は円形とされ、当該コア10はクラッド11の中心に配置されている。なお、当該断面におけるクラッド11の外形は楕円形や多角形等の非円形とされもよい。図1では、クラッド11の外形が円形とされる光ファイバ1が示されている。 Figure 1 is a schematic diagram showing a cross section perpendicular to the longitudinal direction of an optical fiber according to an embodiment of the present invention. As shown in Figure 1, the optical fiber 1 of this embodiment mainly comprises a core 10, a cladding 11 surrounding the outer peripheral surface of the core 10, and a coating layer 12 that covers the outer peripheral surface of the cladding 11. The outer shape of the core 10 in the cross section is circular, and the core 10 is disposed at the center of the cladding 11. Note that the outer shape of the cladding 11 in the cross section may be non-circular, such as elliptical or polygonal. Figure 1 shows an optical fiber 1 in which the outer shape of the cladding 11 is circular.

コア10の屈折率はクラッド11の屈折率よりも高くされる。本実施形態では、コア10はゲルマニウム(Ge)等の屈折率が高くなるドーパントが添加されたシリカガラスからなり、クラッド11は何ら添加物の無いシリカガラスからなる。なお、コア10が何ら添加物の無いシリカガラスからなり、クラッド11がフッ素(F)等の屈折率が低くなるドーパントが添加されたシリカガラスからなっていてもよい。また、コア10が屈折率を高くするドーパントが添加されたシリカガラスからなり、クラッド11が屈折率を低くするドーパントが添加されたシリカガラスからなっていてもよい。また、屈折率を高くするドーパント及び屈折率を低くするドーパントは特に制限されるものではない。 The refractive index of the core 10 is made higher than that of the cladding 11. In this embodiment, the core 10 is made of silica glass doped with a dopant such as germanium (Ge) that increases the refractive index, and the cladding 11 is made of silica glass without any additives. The core 10 may be made of silica glass without any additives, and the cladding 11 may be made of silica glass doped with a dopant such as fluorine (F) that decreases the refractive index. The core 10 may be made of silica glass doped with a dopant that increases the refractive index, and the cladding 11 may be made of silica glass doped with a dopant that decreases the refractive index. The dopant that increases the refractive index and the dopant that decreases the refractive index are not particularly limited.

被覆層12は、樹脂からなる。被覆層12を構成する樹脂として、例えば熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂が挙げられる。被覆層12は、クラッド11を囲う1つの樹脂の層からなる単層構造とされてもよく、複数の樹脂の層からなる多層構造とされてもよい。 The coating layer 12 is made of a resin. Examples of resins that make up the coating layer 12 include thermosetting resins and ultraviolet-curing resins. The coating layer 12 may have a single-layer structure made of one resin layer that surrounds the cladding 11, or a multilayer structure made of multiple resin layers.

図2は、図1に示す光ファイバ1を製造するための光ファイバ用母材の長手方向に垂直な断面の様子を概略的に示す図である。図2に示すように、光ファイバ用母材1Pは、コア10となるロッド状のコアガラス体10Pと、コアガラス体10Pの外周面を囲みクラッド11となるクラッドガラス体11Pとから構成される。本実施形態では、当該断面におけるクラッドガラス体11Pの外形は円形であり、コアガラス体10Pはクラッドガラス体11Pの中心に配置されている。また、当該断面におけるコアガラス体10Pの外形は円形である。 Figure 2 is a schematic diagram showing a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the optical fiber preform for manufacturing the optical fiber 1 shown in Figure 1. As shown in Figure 2, the optical fiber preform 1P is composed of a rod-shaped core glass body 10P that becomes the core 10, and a cladding glass body 11P that surrounds the outer peripheral surface of the core glass body 10P and becomes the cladding 11. In this embodiment, the outer shape of the cladding glass body 11P in the cross section is circular, and the core glass body 10P is disposed at the center of the cladding glass body 11P. The outer shape of the core glass body 10P in the cross section is also circular.

次に、本実施形態に係る光ファイバ用母材の製造方法について説明する。 Next, we will explain the manufacturing method for the optical fiber base material according to this embodiment.

図3は、本実施形態に係る光ファイバ用母材1Pの製造方法の工程を示すフローチャートである。図3に示すように、本実施形態の光ファイバ用母材1Pの製造方法は、第1堆積工程P1と、第1加熱工程P2と、第2堆積工程P3と、第2加熱工程P4と、を備える。 Figure 3 is a flow chart showing the steps of the method for manufacturing the optical fiber preform 1P according to this embodiment. As shown in Figure 3, the method for manufacturing the optical fiber preform 1P according to this embodiment includes a first deposition process P1, a first heating process P2, a second deposition process P3, and a second heating process P4.

<第1堆積工程P1>
本工程は、ガラス微粒子を堆積させて図2に示すコアガラス体10Pとなるコア用多孔質ガラス体を形成する工程である。多孔質ガラス体は、OVD法やVAD法などのスート法によって形成することができる。本実施形態では、VAD法によって、準備したガラスロッドの一端部から当該ガラスロッドの軸方向に沿うようにガラス微粒子を堆積させて、コア用多孔質ガラス体を形成する。
<First deposition step P1>
This step is a step of depositing glass particles to form a core porous glass body that will become the core glass body 10P shown in Fig. 2. The porous glass body can be formed by a soot method such as the OVD method or the VAD method. In this embodiment, the core porous glass body is formed by depositing glass particles from one end of a prepared glass rod along the axial direction of the glass rod by the VAD method.

<第1加熱工程P2>
本工程は、第1堆積工程P1によって形成されるガラス部材としてのコア用多孔質ガラス体を加熱する工程であり、図3に示すように、第1脱水工程P2aと第1焼結工程P2bとを含む。まず、本工程で用いるガラス部材の加熱装置としての脱水焼結装置について説明する。
<First heating step P2>
This process is a process for heating the core porous glass body as the glass member formed by the first depositing process P1, and includes a first dehydrating process P2a and a first sintering process P2b as shown in Fig. 3. First, a dehydrating and sintering device as a heating device for the glass member used in this process will be described.

図4は、第1加熱工程P2で用いる脱水焼結装置を概略的に示す図である。図4に示すように、本実施形態の脱水焼結装置100は、加熱炉30と、昇降部40と、第1ガス供給部41と、第2ガス供給部42と、ガス測定部48と、判断部50と、メモリ55と、通知部56と、制御部60と、を主な構成として備える。 Figure 4 is a schematic diagram of the dehydration-sintering apparatus used in the first heating step P2. As shown in Figure 4, the dehydration-sintering apparatus 100 of this embodiment mainly comprises a heating furnace 30, a lifting section 40, a first gas supply section 41, a second gas supply section 42, a gas measurement section 48, a judgment section 50, a memory 55, a notification section 56, and a control section 60.

制御部60は、例えば、マイクロコントローラ、IC(Integrated Circuit)、LSI(Large-scale Integrated Circuit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)などの集積回路やNC(Numerical Control)装置から成る。また、制御部60は、NC装置を用いた場合、機械学習器を用いたものであってもよく、機械学習器を用いないものであってもよい。以下に説明するように、脱水焼結装置100の幾つかの構成が制御部60によって制御される。 The control unit 60 is composed of, for example, an integrated circuit such as a microcontroller, an integrated circuit (IC), a large-scale integrated circuit (LSI), or an application specific integrated circuit (ASIC), or an NC (Numerical Control) device. In addition, when an NC device is used, the control unit 60 may or may not use a machine learning device. As described below, some components of the dehydration and sintering apparatus 100 are controlled by the control unit 60.

本実施形態では、加熱炉30は、炉心管31と、炉体35と、ヒータ37と、断熱材38と、を主な構成として備える。 In this embodiment, the heating furnace 30 mainly comprises a furnace core tube 31, a furnace body 35, a heater 37, and a heat insulating material 38.

本実施形態の炉心管31は、上下方向に延在する筒状部材であり、収容空間31Sにコア用多孔質ガラス体20を収容可能である。本実施形態では、炉心管31の両端の開口が閉塞されており、上側の開口を閉塞する部位が他の部位から取り外し可能とされている。炉心管31における上側の開口を閉塞する部位には、コア用多孔質ガラス体20を吊り下げるための支持棒22を挿入する貫通孔が形成されている。支持棒22の下端には接続部23が設けられ、コア用多孔質ガラス体20が堆積されたガラスロッド24がこの接続部23に接続されている。炉心管31には、収容空間31Sにそれぞれ連通する排気口E1及び給気口S1が形成されている。炉心管31を構成する材料として、例えば、石英、カーボン等が挙げられる。 The furnace core tube 31 of this embodiment is a cylindrical member extending in the vertical direction, and can accommodate the core porous glass body 20 in the accommodation space 31S. In this embodiment, the openings at both ends of the furnace core tube 31 are closed, and the part that closes the upper opening is removable from the other parts. A through hole is formed in the part that closes the upper opening of the furnace core tube 31, into which a support rod 22 for suspending the core porous glass body 20 is inserted. A connection part 23 is provided at the lower end of the support rod 22, and a glass rod 24 on which the core porous glass body 20 is deposited is connected to this connection part 23. The furnace core tube 31 is formed with an exhaust port E1 and an air supply port S1 that each communicate with the accommodation space 31S. Examples of materials that constitute the furnace core tube 31 include quartz and carbon.

本実施形態の炉体35は、中空の箱状に形成され、炉体35の外壁内に、図示しない冷却水供給部から供給される冷却水が流れる流路36を有する。流路36に冷却水が流れることによって炉体35が冷却され、熱による炉体35の損傷が抑制される。また、炉体35の中心部には、上下方向に貫通する貫通孔が形成されており、当該貫通孔に炉心管31が挿入される。炉心管31の上端部及び下端部のそれぞれは、炉体35から突出しており、炉体35は上下方向における炉心管31の中央部を囲い、炉心管31と炉体35とによって囲われる空間35Sが形成されている。また、炉体35には、この空間35Sに連通する給気口S2及び排気口E2が形成されている。給気口S2は炉心管31を基準とした水平方向の一方側に位置し、他方側に排気口E2が位置している。炉体35を構成する材料として、例えば、金属が挙げられる。 The furnace body 35 of this embodiment is formed in a hollow box shape, and has a flow path 36 in the outer wall of the furnace body 35 through which cooling water supplied from a cooling water supply unit (not shown) flows. The flow of cooling water through the flow path 36 cools the furnace body 35, suppressing damage to the furnace body 35 due to heat. In addition, a through hole penetrating in the vertical direction is formed in the center of the furnace body 35, and the furnace core tube 31 is inserted into the through hole. The upper and lower ends of the furnace core tube 31 protrude from the furnace body 35, and the furnace body 35 surrounds the center of the furnace core tube 31 in the vertical direction, forming a space 35S surrounded by the furnace core tube 31 and the furnace body 35. In addition, the furnace body 35 is formed with an air inlet S2 and an exhaust port E2 that communicate with this space 35S. The air inlet S2 is located on one side in the horizontal direction based on the furnace core tube 31, and the exhaust port E2 is located on the other side. Examples of materials that constitute the furnace body 35 include metal.

ヒータ37は、発熱することで炉心管31の収容空間31Sに収容されるコア用多孔質ガラス体20を加熱できるように空間35Sに配置される。本実施形態のヒータ37は、カーボン製とされ、炉心管31を囲うリング状に形成されるが、ヒータ37は、複数の加熱部に分割されて構成され、これら複数の加熱部が炉心管31を囲うように不連続に配置されてもよい。ヒータ37は、制御部60からの制御信号により、発熱温度を調節する。ヒータ37が発する熱を有効に利用するため、空間35Sにおけるヒータ37と炉体35との間に、断熱材38が配置されている。断熱材38の数は特に制限されるものではなく、断熱材38は複数に分割されていてもよい。本実施形態の断熱材38はカーボン製とされる。このため、本実施形態では、空間35Sに配置される部材であるヒータ37及び断熱材38には、炭素が含まれている。なお、空間35Sに配置される部材の少なくとも1つに炭素が含まれていればよく、例えば、ヒータ37及び断熱材38の一方は、例えばシリコンカーバイド製であってもよく、加熱炉30は断熱材38を備えなくてもよい。 The heater 37 is arranged in the space 35S so that it can heat the core porous glass body 20 housed in the accommodation space 31S of the furnace core tube 31 by generating heat. The heater 37 in this embodiment is made of carbon and is formed in a ring shape surrounding the furnace core tube 31, but the heater 37 may be divided into multiple heating parts and these multiple heating parts may be discontinuously arranged to surround the furnace core tube 31. The heater 37 adjusts the heat generation temperature by a control signal from the control unit 60. In order to effectively utilize the heat generated by the heater 37, a heat insulating material 38 is arranged between the heater 37 and the furnace body 35 in the space 35S. The number of heat insulating materials 38 is not particularly limited, and the heat insulating material 38 may be divided into multiple parts. The heat insulating material 38 in this embodiment is made of carbon. For this reason, in this embodiment, the heater 37 and the heat insulating material 38, which are members arranged in the space 35S, contain carbon. Note that at least one of the components placed in the space 35S needs to contain carbon; for example, one of the heater 37 and the heat insulating material 38 may be made of silicon carbide, and the heating furnace 30 does not need to be equipped with the heat insulating material 38.

昇降部40は、把持する支持棒22を昇降する。昇降部40は、制御部60からの制御信号により、支持棒22を昇降して支持棒22に取り付けられるコア用多孔質ガラス体20を上下に移動させる。なお、昇降部40の構成は特に制限されるものではない。 The lifting unit 40 raises and lowers the support rod 22 that it holds. The lifting unit 40 raises and lowers the support rod 22 in response to a control signal from the control unit 60, thereby moving the core porous glass body 20 attached to the support rod 22 up and down. The configuration of the lifting unit 40 is not particularly limited.

第1ガス供給部41は、炉心管31の給気口S1に接続される配管43を介して収容空間31Sに、脱水用ガスを含む第1ガスを供給する。第1ガス供給部41は、制御部60からの制御信号により、第1ガスの供給量を調節する。収容空間31Sに供給される第1ガスは、炉心管31の排気口E1から排気管44に排気される。本実施形態では、第1ガスは脱水用ガス及び不活性ガスの混合ガスとされ、脱水用ガスとして、例えば、塩素、SiCl、塩化チオニル(SOCl2)、四塩化炭素(CCl)等の塩素系ガス、及び一酸化炭素が挙げられ、不活性ガスとして、例えば、He、Ar、N2等が挙げられる。 The first gas supply unit 41 supplies a first gas, including a dehydration gas, to the accommodation space 31S through a pipe 43 connected to the gas inlet S1 of the furnace core tube 31. The first gas supply unit 41 adjusts the supply amount of the first gas according to a control signal from the control unit 60. The first gas supplied to the accommodation space 31S is exhausted from the exhaust port E1 of the furnace core tube 31 to the exhaust pipe 44. In this embodiment, the first gas is a mixed gas of a dehydration gas and an inert gas, and examples of the dehydration gas include chlorine-based gases such as chlorine, SiCl 4 , thionyl chloride (SOCl 2 ), and carbon tetrachloride (CCl 4 ), and carbon monoxide, and examples of the inert gas include He, Ar, and N 2 .

第2ガス供給部42は、炉体35の給気口S2に接続される配管45を介して空間35Sに、不活性ガスである第2ガスを供給する。第2ガス供給部42は、制御部60からの制御信号により、第2ガスの供給量を調節する。空間35Sに供給される第2ガスは、炉体35の排気口E2から排気管46に排気される。第2ガスとして、例えば、He、Ar、N2等が挙げられる。 The second gas supply unit 42 supplies a second gas, which is an inert gas, to the space 35S via a pipe 45 connected to the gas inlet S2 of the furnace body 35. The second gas supply unit 42 adjusts the supply amount of the second gas according to a control signal from the control unit 60. The second gas supplied to the space 35S is exhausted from the exhaust port E2 of the furnace body 35 to the exhaust pipe 46. Examples of the second gas include He, Ar, and N2 .

本実施形態では、ガス測定部48は、排気管46に取り付けられ、排気口E2から排気される排気ガスから当該排気ガスにおける所定ガスの濃度を測定し、測定した所定ガスの濃度を示す信号を判断部50に出力する。ガス測定部48はこの測定及び出力を断続的または連続的に繰り返す。所定ガスは、水と炭素との反応に起因して発生するガスである。上記のように、空間35Sに配置される部材の少なくとも1つには炭素が含まれる。このため、空間35Sの温度が水と炭素とが反応するような温度、例えば、700℃以上の状態において空間35Sに水が浸入する場合、この水と空間35Sに配置される部材に含まれる炭素とが反応して所定ガスが発生し得る。なお、水と炭素とが反応するような高温状態では、水は水素原子と酸素原子とに分解して、水素原子及び酸素原子と炭素とが反応していると考えられる。所定ガスとして、例えば、一酸化炭素、二酸化炭素、メタン、酸素、及び水素が挙げられ、ガス測定部48は、これらの少なくとも1つの濃度を測定可能に構成される。一酸化炭素の濃度を測定するものとして、例えば、定電位電解式センサが挙げられ、二酸化炭素の濃度を測定するものとして、例えば、非分散型赤外線式センサが挙げられ、メタンや水素の濃度を測定するものとして、例えば、半導体レーザ吸収分光式センサが挙げられ、酸素の濃度を測定するものとして、例えば、ジルコニア濃淡電池式センサが挙げられる。本実施形態のガス測定部48は、一酸化炭素の濃度を測定可能とされる。なお、ガス測定部48は、上記の所定ガスの空間35S内の濃度を測定可能であればよく、例えば、炉体35に取り付けられてもよい。 In this embodiment, the gas measuring unit 48 is attached to the exhaust pipe 46, measures the concentration of a predetermined gas in the exhaust gas exhausted from the exhaust port E2, and outputs a signal indicating the measured concentration of the predetermined gas to the judgment unit 50. The gas measuring unit 48 repeats this measurement and output intermittently or continuously. The predetermined gas is a gas generated due to a reaction between water and carbon. As described above, at least one of the members arranged in the space 35S contains carbon. Therefore, when water enters the space 35S at a temperature at which water and carbon react, for example, at a temperature of 700°C or higher, the water reacts with the carbon contained in the member arranged in the space 35S to generate a predetermined gas. Note that in a high-temperature state at which water and carbon react, water is decomposed into hydrogen atoms and oxygen atoms, and the hydrogen atoms and oxygen atoms react with carbon. Examples of the predetermined gas include carbon monoxide, carbon dioxide, methane, oxygen, and hydrogen, and the gas measuring unit 48 is configured to be able to measure the concentration of at least one of these. For example, a constant potential electrolysis sensor is used to measure the concentration of carbon monoxide, a non-dispersive infrared sensor is used to measure the concentration of carbon dioxide, a semiconductor laser absorption spectroscopy sensor is used to measure the concentration of methane or hydrogen, and a zirconia concentration cell sensor is used to measure the concentration of oxygen. The gas measurement unit 48 of this embodiment is capable of measuring the concentration of carbon monoxide. Note that the gas measurement unit 48 may be attached to the furnace body 35, for example, as long as it is capable of measuring the concentration of the above-mentioned specified gas in the space 35S.

本実施形態の判断部50は、ガス測定部48によって測定される所定ガスの濃度をメモリ55に記憶させるとともに、当該所定ガスの濃度の経時変化に基づいて、脱水焼結装置100が異常状態であるか否かの判断、及び、製造される光ファイバが不良となるか否かの判断をする。判断部50の構成として、例えば、制御部60と同様の構成が挙げられる。 The determination unit 50 of this embodiment stores the concentration of the specified gas measured by the gas measurement unit 48 in the memory 55, and determines whether the dehydration and sintering device 100 is in an abnormal state and whether the optical fiber to be manufactured will be defective based on the change over time in the concentration of the specified gas. The determination unit 50 may have a configuration similar to that of the control unit 60, for example.

メモリ55は、例えば非一過性(non-transitory)の記録媒体であり、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)等の半導体記録媒体が好適であるが、光学式記録媒体や磁気記録媒体等の任意の形式の記録媒体を包含し得る。本実施形態では、メモリ55には、これらの判断処理を実行するためのプログラム、及び情報が記憶される。判断部50は、メモリ55からプログラム及び情報を読み出し、この状態において異常判断部51及びファイバ不良判断部52を備え、上記の判断処理を実行する。 The memory 55 is, for example, a non-transitory recording medium, and is preferably a semiconductor recording medium such as a random access memory (RAM) or a read only memory (ROM), but may include any type of recording medium such as an optical recording medium or a magnetic recording medium. In this embodiment, the memory 55 stores programs and information for executing these determination processes. The determination unit 50 reads the programs and information from the memory 55, and in this state, the determination unit 50, which is equipped with an abnormality determination unit 51 and a fiber failure determination unit 52, executes the above-mentioned determination processes.

異常判断部51は、ガス測定部48によって測定される所定ガスの濃度の経時変化に基づいて、脱水焼結装置100が異常状態であるか否かの判断をする。本発明者は、後述のように、ガス測定部48によって測定される所定ガスの濃度と、当該ガスの濃度が測定されるタイミング以前においてガス測定部48によって測定される所定ガスの濃度の平均値との差が第1所定値以上となると、空間35Sに水が浸入している異常状態であることを見出した。これは、空間35Sに水が浸入することで当該水と炭素との反応によって所定ガスが発生し、当該所定ガスの濃度が上昇するためと考えられる。このため、本実施形態の異常判断部51は、ガス測定部48によって測定される所定ガスの濃度と、当該ガスの濃度が測定されるタイミング以前においてガス測定部48によって測定される所定ガスの濃度の平均値との差が第1所定値以上となる場合に、異常状態を示す信号を制御部60を介して通知部56に出力する。一方、異常判断部51は、上記の差が第1所定値未満の場合には、信号を制御部60に出力しないが、異常状態でないことを示す信号を制御部60を介して通知部56に出力してもよい。このため、異常判断部51の判断とは、ガス測定部48からの信号に応じて、出力する信号を変化させることである。なお、上記の第1所定値は実験等によって予め設定でき、例えば、所定ガスが一酸化炭素である場合の第1所定値は500ppmとされ、二酸化炭素である場合の第1所定値は450ppmとされる。また、異常判断部51は、信号を直接通知部56に出力してもよい。 The abnormality determination unit 51 determines whether the dehydration and sintering apparatus 100 is in an abnormal state based on the change over time in the concentration of the specified gas measured by the gas measurement unit 48. The inventor has found that, as described below, when the difference between the concentration of the specified gas measured by the gas measurement unit 48 and the average concentration of the specified gas measured by the gas measurement unit 48 before the timing at which the concentration of the specified gas is measured is equal to or greater than a first predetermined value, an abnormal state in which water has entered the space 35S is present. This is thought to be because the water enters the space 35S, and the reaction between the water and carbon generates a specified gas, causing the concentration of the specified gas to increase. For this reason, the abnormality determination unit 51 of this embodiment outputs a signal indicating an abnormal state to the notification unit 56 via the control unit 60 when the difference between the concentration of the specified gas measured by the gas measurement unit 48 and the average concentration of the specified gas measured by the gas measurement unit 48 before the timing at which the concentration of the specified gas is measured is equal to or greater than a first predetermined value. On the other hand, when the difference is less than the first predetermined value, the abnormality judgment unit 51 does not output a signal to the control unit 60, but may output a signal indicating that there is no abnormal state to the notification unit 56 via the control unit 60. Therefore, the judgment of the abnormality judgment unit 51 means changing the signal to be output according to the signal from the gas measurement unit 48. The first predetermined value can be set in advance by experiment, etc., and for example, the first predetermined value is set to 500 ppm when the specified gas is carbon monoxide, and the first predetermined value is set to 450 ppm when the specified gas is carbon dioxide. The abnormality judgment unit 51 may also output a signal directly to the notification unit 56.

ファイバ不良判断部52は、光ファイバの一部となる多孔質ガラス体を加熱している際にガス測定部48によって測定される所定ガスの濃度の経時変化に基づいて、当該多孔質ガラス体から成る部材を含む光ファイバ用母材から製造される光ファイバが不良となるか否かの判断をする。本発明者は、後述するように、多孔質ガラス体を加熱している際の所定ガスの濃度と、初期状態における所定ガスの濃度との差が第2所定値を超える場合に、多孔質ガラス体から成るガラス部材を含む光ファイバ用母材から製造される光ファイバが不良となることを見出した。空間35Sに侵入する水の量が多くなると、炉心管31を浸透して収容空間31Sに浸入する水の量も多くなり、製造される光ファイバの特性、例えば、伝送損失が悪化する。そして、上記の差が第2所定値を超えると、長距離伝送用の光ファイバとして一般的に要求される特性を満たさなくなることが分かった。上記の初期状態は、炉体35が設置されてから最初にコア用多孔質ガラス体20を加熱する前の状態である。また、上記の第2所定値は実験等によって予め設定でき、例えば、所定ガスが一酸化炭素であり、多孔質ガラス体が光ファイバ1のコア10となるコア用多孔質ガラス体20である場合には、550ppmである。本実施形態のファイバ不良判断部52は、一酸化炭素の濃度と、初期状態における一酸化炭素の濃度との差が550ppmを超える場合に、光ファイバ1が不良となることを示す信号を制御部60に出力する。一方、ファイバ不良判断部52は、この差が550ppm未満である場合には、信号を制御部60に出力しないが、光ファイバ1が不良とならないことを示す信号を制御部60に出力してもよい。このため、ファイバ不良判断部52の判断とは、ガス測定部48からの信号に応じて、出力する信号を変化させることである。また、ファイバ不良判断部52は、信号を直接通知部56に出力してもよい。 The fiber defect judgment unit 52 judges whether an optical fiber manufactured from an optical fiber preform including a member made of the porous glass body will be defective based on the change over time in the concentration of a predetermined gas measured by the gas measurement unit 48 while the porous glass body that will become a part of the optical fiber is being heated. As described below, the inventor has found that an optical fiber manufactured from an optical fiber preform including a glass member made of the porous glass body will be defective when the difference between the concentration of the predetermined gas when the porous glass body is being heated and the concentration of the predetermined gas in the initial state exceeds a second predetermined value. If the amount of water that invades the space 35S increases, the amount of water that penetrates the furnace core tube 31 and enters the storage space 31S also increases, and the characteristics of the manufactured optical fiber, such as transmission loss, deteriorate. And, it has been found that if the difference exceeds the second predetermined value, the optical fiber will no longer satisfy the characteristics generally required for long-distance transmission. The initial state is the state before the core porous glass body 20 is heated for the first time after the furnace body 35 is installed. The second predetermined value can be set in advance by experiment or the like. For example, when the predetermined gas is carbon monoxide and the porous glass body is the core porous glass body 20 that becomes the core 10 of the optical fiber 1, the second predetermined value is 550 ppm. In this embodiment, the fiber defect determination unit 52 outputs a signal indicating that the optical fiber 1 will be defective to the control unit 60 when the difference between the carbon monoxide concentration and the carbon monoxide concentration in the initial state exceeds 550 ppm. On the other hand, when this difference is less than 550 ppm, the fiber defect determination unit 52 does not output a signal to the control unit 60, but may output a signal indicating that the optical fiber 1 will not be defective to the control unit 60. Therefore, the determination of the fiber defect determination unit 52 is to change the signal to be output in response to the signal from the gas measurement unit 48. Also, the fiber defect determination unit 52 may output a signal directly to the notification unit 56.

本実施形態の通知部56は、異常判断部51からの信号及びファイバ不良判断部52からの信号に基づく通知を行う。通知部56としては、例えば、ディスプレイ及びスピーカーの少なくとも一方を有する構成が挙げられる。 The notification unit 56 in this embodiment issues a notification based on a signal from the abnormality determination unit 51 and a signal from the fiber defect determination unit 52. The notification unit 56 may, for example, be configured to have at least one of a display and a speaker.

次に、第1加熱工程P2の第1脱水工程P2a及び第1焼結工程P2bについて説明する。 Next, we will explain the first dehydration process P2a and the first sintering process P2b of the first heating process P2.

<第1脱水工程P2a>
本工程は、脱水焼結装置100を用いてコア用多孔質ガラス体20を加熱してコア用多孔質ガラス体20を脱水する工程である。本工程では、まず、図4に示すように、支持棒22に吊り下げられたコア用多孔質ガラス体20を炉心管31の収容空間31Sに収容させる。第1ガス供給部41は、制御部60からの制御信号により、第1ガスを収容空間31Sに供給し、当該収容空間31Sに第1ガスを充填するとともに、収容空間31S内のガスを排気管44から排気させる。また、第2ガス供給部42は、制御部60からの制御信号により、第2ガスを空間35Sに供給し、当該空間35Sに第2ガスを充填するとともに、空間35S内のガスを排気管46から排気させる。このため、空間35S内のヒータ37、断熱材38等が燃焼することを抑制できる。
<First dehydration step P2a>
This step is a step of heating the core porous glass body 20 using the dehydration sintering apparatus 100 to dehydrate the core porous glass body 20. In this step, first, as shown in FIG. 4, the core porous glass body 20 suspended from the support rod 22 is accommodated in the accommodation space 31S of the furnace core tube 31. The first gas supply unit 41 supplies the first gas to the accommodation space 31S in response to a control signal from the control unit 60, fills the accommodation space 31S with the first gas, and exhausts the gas in the accommodation space 31S from the exhaust pipe 44. The second gas supply unit 42 supplies the second gas to the space 35S in response to a control signal from the control unit 60, fills the space 35S with the second gas, and exhausts the gas in the space 35S from the exhaust pipe 46. This makes it possible to suppress the heater 37, the heat insulating material 38, and the like in the space 35S from burning.

ヒータ37は、このように第1ガス供給部41及び第2ガス供給部42がガスを供給している状態で、制御部60からの制御信号により、発熱する。ヒータ37が発熱している状態で、昇降部40は、制御部60からの制御信号により、コア用多孔質ガラス体20の全体がヒータ37を横切るように、コア用多孔質ガラス体20を所定の速度で移動させる。このため、コア用多孔質ガラス体20がヒータ37によって所定の温度で加熱される。この加熱により、第1ガスに含まれる脱水用ガスによって、コア用多孔質ガラス体20のOH基や付着した水分が除去される。なお、加熱温度は、コア用多孔質ガラス体20の焼結温度より低い温度でかつコア用多孔質ガラス体20から水分を除去できる温度であればよく、例えば、1100℃以上1400℃以下であることが好ましい。加熱温度が1100℃以上であることによって、コア用多孔質ガラス体20へのガスの拡散が促進され、加熱温度が1400℃以下であることによって、コア用多孔質ガラス体20が軟化することを十分に抑制し得る。 The heater 37 generates heat in response to a control signal from the control unit 60 while the first gas supply unit 41 and the second gas supply unit 42 are supplying gas in this manner. While the heater 37 is generating heat, the lifting unit 40 moves the core porous glass body 20 at a predetermined speed in response to a control signal from the control unit 60 so that the entire core porous glass body 20 crosses the heater 37. Therefore, the core porous glass body 20 is heated to a predetermined temperature by the heater 37. This heating removes the OH groups and attached moisture of the core porous glass body 20 by the dehydration gas contained in the first gas. The heating temperature may be lower than the sintering temperature of the core porous glass body 20 and may be a temperature at which moisture can be removed from the core porous glass body 20, and is preferably, for example, 1100°C to 1400°C. A heating temperature of 1100°C or higher promotes the diffusion of gas into the core porous glass body 20, and a heating temperature of 1400°C or lower sufficiently prevents the core porous glass body 20 from softening.

このようにヒータ37によってコア用多孔質ガラス体20を加熱している際、ガス測定部48は、所定の時間間隔、例えば、1分間隔で、一酸化炭素の濃度を測定し、測定した一酸化炭素の濃度を示す信号を判断部50に出力する。つまり、本工程では、ヒータ37によってコア用多孔質ガラス体20を加熱しつつ、ガス測定部48によって一酸化炭素の濃度を測定しており、このような加熱方法によってコア用多孔質ガラス体20を加熱する。 When the core porous glass body 20 is being heated by the heater 37 in this manner, the gas measuring unit 48 measures the carbon monoxide concentration at a predetermined time interval, for example, at one-minute intervals, and outputs a signal indicating the measured carbon monoxide concentration to the judgment unit 50. In other words, in this process, the core porous glass body 20 is heated by the heater 37 while the gas measuring unit 48 measures the carbon monoxide concentration, and the core porous glass body 20 is heated by this heating method.

異常判断部51は、ガス測定部48によって測定される所定ガスとしての一酸化炭素の濃度と、当該一酸化炭素の濃度が測定されるタイミング以前においてガス測定部48によって測定される一酸化炭素の濃度の平均値との差が第1所定値以上となる場合に、異常状態を示す信号を通知部56に出力し、通知部56は異常判断部51からの信号に基づく通知を行う。このため、作業者は、通知部56の通知によって異常状態を認識し得る。また、ファイバ不良判断部52は、ガス測定部48によって測定される一酸化炭素の濃度と、上記の初期状態においてガス測定部48によって予め測定された一酸化炭素の濃度との差が550ppmを超える場合に、光ファイバが不良となることを示す信号を制御部60に出力し、通知部56はファイバ不良判断部52からの信号に基づく通知を行う。このため、作業者は、通知部56の通知によって製造される光ファイバが不良となることを判断し得る。 When the difference between the concentration of carbon monoxide as a predetermined gas measured by the gas measuring unit 48 and the average value of the concentration of carbon monoxide measured by the gas measuring unit 48 before the timing of measuring the concentration of carbon monoxide is equal to or greater than a first predetermined value, the abnormality determination unit 51 outputs a signal indicating an abnormal state to the notification unit 56, and the notification unit 56 issues a notification based on the signal from the abnormality determination unit 51. Therefore, the operator can recognize the abnormal state by the notification from the notification unit 56. Furthermore, when the difference between the concentration of carbon monoxide measured by the gas measuring unit 48 and the concentration of carbon monoxide previously measured by the gas measuring unit 48 in the above-mentioned initial state exceeds 550 ppm, the fiber defect determination unit 52 outputs a signal indicating that the optical fiber will be defective to the control unit 60, and the notification unit 56 issues a notification based on the signal from the fiber defect determination unit 52. Therefore, the operator can determine that the optical fiber to be manufactured will be defective by the notification from the notification unit 56.

<第1焼結工程P2b>
本工程は、第1脱水工程P2a後に当該第1脱水工程P2aで用いた脱水焼結装置100を用いてコア用多孔質ガラス体20を加熱してコア用多孔質ガラス体20を焼結する工程である。第1脱水工程P2aと同様に、第1ガス供給部41は第1ガスを収容空間31Sに供給し、第2ガス供給部42は第2ガスを空間35Sに供給する。また、ヒータ37は、このように第1ガス供給部41及び第2ガス供給部42がガスを供給している状態で、発熱する。また、ヒータ37が発熱している状態で、昇降部40は、コア用多孔質ガラス体20の全体がヒータ37を横切るように、コア用多孔質ガラス体20を所定の速度で移動させる。このため、コア用多孔質ガラス体20がヒータ37によって所定の温度で加熱され、当該加熱よってコア用多孔質ガラス体20を焼結する。なお、加熱温度は、コア用多孔質ガラス体20が焼結して透明ガラス化する温度であればよく、例えば、1300℃以上1650℃以下であることが好ましい。
<First sintering process P2b>
This step is a step of heating the core porous glass body 20 using the dehydration and sintering apparatus 100 used in the first dehydration step P2a after the first dehydration step P2a to sinter the core porous glass body 20. As in the first dehydration step P2a, the first gas supply unit 41 supplies the first gas to the accommodation space 31S, and the second gas supply unit 42 supplies the second gas to the space 35S. The heater 37 generates heat while the first gas supply unit 41 and the second gas supply unit 42 are supplying gases. While the heater 37 is generating heat, the lifting unit 40 moves the core porous glass body 20 at a predetermined speed so that the entire core porous glass body 20 crosses the heater 37. Therefore, the core porous glass body 20 is heated to a predetermined temperature by the heater 37, and the core porous glass body 20 is sintered by the heating. The heating temperature may be any temperature at which the core porous glass body 20 is sintered to become transparent glass, and is preferably, for example, 1300° C. or higher and 1650° C. or lower.

ガス測定部48は、第1脱水工程P2aと同様に、例えば、1分間隔で、一酸化炭素の濃度を測定し、測定した一酸化炭素の濃度を示す信号を判断部50に出力する。このため、本工程では、第1脱水工程P2aと同様に、ヒータ37によってコア用多孔質ガラス体20を加熱しつつ、ガス測定部48によって一酸化炭素の濃度を測定しており、このような加熱方法によってコア用多孔質ガラス体20を加熱する。そして、第1脱水工程P2aと同様に、通知部56によって、異常判断部51及びファイバ不良判断部52からの信号に基づく通知がなされる。本工程によって、コア用多孔質ガラス体20が透明ガラス化され、図2に示すコアガラス体10Pとなるコアガラスロッドとなり、切断等によってガラスロッド24からコアガラスロッドを得る。 The gas measuring unit 48 measures the carbon monoxide concentration, for example, at one-minute intervals, as in the first dehydration process P2a, and outputs a signal indicating the measured carbon monoxide concentration to the judgment unit 50. Therefore, in this process, as in the first dehydration process P2a, the core porous glass body 20 is heated by the heater 37 while the gas measuring unit 48 measures the carbon monoxide concentration, and the core porous glass body 20 is heated by such a heating method. Then, as in the first dehydration process P2a, the notification unit 56 issues a notification based on the signals from the abnormality judgment unit 51 and the fiber defect judgment unit 52. In this process, the core porous glass body 20 is transparently vitrified to become a core glass rod that becomes the core glass body 10P shown in FIG. 2, and the core glass rod is obtained from the glass rod 24 by cutting or the like.

<第2堆積工程P3>
本工程は、第1焼結工程P2bによって形成されたコアガラスロッドの外面にガラス微粒子を堆積させて図2に示すクラッドガラス体11Pとなるクラッド用多孔質ガラス体を形成する工程である。本実施形態では、OVD法によってコアガラスロッドの外周面にガラス微粒子を堆積させてクラッド用多孔質ガラス体を形成するが、クラッド用多孔質ガラス体の形成方法は、特に制限されるものではない。
<Second deposition step P3>
This step is a step of depositing glass particles on the outer surface of the core glass rod formed in the first sintering step P2b to form a cladding porous glass body which will become the cladding glass body 11P shown in Fig. 2. In this embodiment, the cladding porous glass body is formed by depositing glass particles on the outer peripheral surface of the core glass rod by the OVD method, but the method of forming the cladding porous glass body is not particularly limited.

<第2加熱工程P4>
本工程は、第2堆積工程P3によって形成されるクラッド用多孔質ガラス体を加熱する工程であり、図3に示すように、第2脱水工程P4aと第2焼結工程P4bとを含む。本実施形態では、第1加熱工程P2で用いた脱水焼結装置100と同じ構成の別の脱水焼結装置100を用いてこれら工程を行うが、第1加熱工程P2で用いた脱水焼結装置100を用いてもよい。
<Second heating step P4>
This step is a step of heating the cladding porous glass body formed by the second deposition step P3, and includes a second dehydration step P4a and a second sintering step P4b as shown in Fig. 3. In this embodiment, these steps are performed using another dehydration and sintering device 100 having the same configuration as the dehydration and sintering device 100 used in the first heating step P2, but the dehydration and sintering device 100 used in the first heating step P2 may also be used.

<第2脱水工程P4a>
本工程は、脱水焼結装置100を用いてクラッド用多孔質ガラス体を加熱してクラッド用多孔質ガラス体を脱水する工程である。本工程は、主に、クラッド用多孔質ガラス体が形成されたコアガラスロッドを炉心管31の収容空間31Sに収容させる点において、第1脱水工程P2aと異なる。このため、本工程の詳細な説明は省略するが、本工程では、ヒータ37によってクラッド用多孔質ガラス体を加熱してクラッド用多孔質ガラス体を脱水しつつ、ガス測定部48によって一酸化炭素の濃度を測定する。なお、本工程では、ファイバ不良判断部52は光ファイバが不良となるか否かの判断を行わず、通知部56は異常判断部51からの信号に基づく通知を行う。
<Second dehydration step P4a>
This step is a step of heating the cladding porous glass body using the dehydration and sintering apparatus 100 to dehydrate the cladding porous glass body. This step differs from the first dehydration step P2a mainly in that the core glass rod on which the cladding porous glass body is formed is accommodated in the accommodation space 31S of the furnace core tube 31. For this reason, a detailed description of this step is omitted, but in this step, the cladding porous glass body is heated by the heater 37 to dehydrate the cladding porous glass body, while the gas measurement unit 48 measures the concentration of carbon monoxide. In this step, the fiber defect determination unit 52 does not determine whether the optical fiber becomes defective, and the notification unit 56 issues a notification based on a signal from the abnormality determination unit 51.

<第2焼結工程P4b>
本工程は、第2脱水工程P4a後に当該第2脱水工程P4aで用いた脱水焼結装置100を用いてクラッド用多孔質ガラス体を加熱してクラッド用多孔質ガラス体を焼結する工程である。本工程は、主に、第2脱水工程P4aよって脱水されたクラッド用多孔質ガラス体が形成されたコアガラスロッドを炉心管31の収容空間31Sに収容させる点において、第1脱水工程P2aと異なる。このため、本工程の詳細な説明は省略するが、本工程では、ヒータ37によってクラッド用多孔質ガラス体を加熱してクラッド用多孔質ガラス体を焼結しつつ、ガス測定部48によって一酸化炭素の濃度を測定する。なお、本工程では、ファイバ不良判断部52は光ファイバが不良となるか否かの判断を行わず、通知部56は異常判断部51からの信号に基づく通知を行う。
<Second sintering process P4b>
This step is a step of heating the cladding porous glass body using the dehydration and sintering apparatus 100 used in the second dehydration step P4a after the second dehydration step P4a to sinter the cladding porous glass body. This step differs from the first dehydration step P2a mainly in that the core glass rod formed with the cladding porous glass body dehydrated by the second dehydration step P4a is accommodated in the accommodation space 31S of the furnace core tube 31. For this reason, a detailed description of this step is omitted, but in this step, the cladding porous glass body is heated by the heater 37 to sinter the cladding porous glass body, while the gas measuring unit 48 measures the concentration of carbon monoxide. In this step, the fiber defect determining unit 52 does not determine whether the optical fiber becomes defective, and the notifying unit 56 notifies based on a signal from the abnormality determining unit 51.

本工程においては、コアガラスロッドはほとんど変化することなく図2に示すコアガラス体10Pとなる。また、クラッド用多孔質ガラス体が透明ガラス化されてクラッドガラス体11Pとなる。こうして、図2に示す光ファイバ用母材1Pが得られる。 In this process, the core glass rod remains almost unchanged and becomes the core glass body 10P shown in Figure 2. The cladding porous glass body is vitrified into a transparent glass to become the cladding glass body 11P. In this way, the optical fiber preform 1P shown in Figure 2 is obtained.

このようにして得られる光ファイバ用母材1Pを紡糸炉によって加熱して線引きすることで、コアガラス体10Pがコア10となり、クラッドガラス体11Pがクラッド11となり、コア10とクラッド11とから構成される光ファイバ裸線が得られる。そして、この光ファイバ裸線を被覆層12となる樹脂で被覆することで、被覆層12が形成され、図1に示す光ファイバ1が製造される。 The optical fiber preform 1P thus obtained is heated in a spinning furnace and drawn, so that the core glass body 10P becomes the core 10 and the clad glass body 11P becomes the clad 11, resulting in a bare optical fiber composed of the core 10 and the clad 11. The bare optical fiber is then coated with a resin that becomes the coating layer 12, forming the coating layer 12, and the optical fiber 1 shown in FIG. 1 is manufactured.

以上説明したように、本実施形態のガラス部材の加熱装置としての脱水焼結装置100は、炉心管31と、炉体35と、ヒータ37と、ガス測定部48と、を備える。炉心管31はガラス部材としてのコア用多孔質ガラス体20の全体を収容可能な収容空間31Sを有する。炉体35は炉心管31の少なくとも一部を囲い、ヒータ37は炉心管31と炉体35とによって囲われる空間35Sに配置される。この空間35Sに配置される部材の少なくとも1つには炭素が含まれる。ガス測定部48は、水と炭素との反応に起因して発生する所定ガスの空間35S内の濃度を測定可能である。 As described above, the dehydration and sintering apparatus 100 as a heating device for glass members in this embodiment includes the core tube 31, the furnace body 35, the heater 37, and the gas measuring unit 48. The core tube 31 has a storage space 31S capable of storing the entire core porous glass body 20 as a glass member. The furnace body 35 surrounds at least a portion of the core tube 31, and the heater 37 is disposed in the space 35S surrounded by the core tube 31 and the furnace body 35. At least one of the members disposed in this space 35S contains carbon. The gas measuring unit 48 can measure the concentration in the space 35S of a specific gas generated due to the reaction between water and carbon.

また、本実施形態のガラス部材としてのコア用多孔質ガラス体20及びクラッド用多孔質ガラス体の加熱方法は、炉心管31と炉体35とによって囲われる空間35Sに配置されるヒータ37によってこれらガラス部材を加熱する。この空間35Sに配置される部材の少なくとも1つには炭素が含まれる。そして、ヒータ37によってこれらガラス部材を加熱しつつ、水と炭素との反応に起因して発生する所定ガスの空間35S内の濃度を測定する。 The method of heating the core porous glass body 20 and the cladding porous glass body as glass members in this embodiment involves heating these glass members with a heater 37 placed in a space 35S surrounded by the furnace tube 31 and the furnace body 35. At least one of the members placed in this space 35S contains carbon. Then, while heating these glass members with the heater 37, the concentration of a specific gas generated due to the reaction between water and carbon in the space 35S is measured.

ガラス部材を、脱水、焼結、溶融等する場合、一般的に、ヒータは700℃以上に加熱される。このような高温状態で、上記の炉心管31と炉体35とで囲われる空間35Sに水が入り込むと、水とこの空間に配置される部材に含まれる炭素とが反応してガスが発生する。本実施形態の脱水焼結装置100、及びガラス部材の加熱方法では、このように発生するガスの濃度を測定できるため、上記の空間35Sに水が入り込んだ異常状態を検知し得る。 When dehydrating, sintering, melting, etc., glass members, the heater is generally heated to 700°C or higher. In such a high-temperature state, if water enters the space 35S enclosed by the furnace tube 31 and the furnace body 35, the water reacts with the carbon contained in the members placed in this space to generate gas. The dehydration and sintering apparatus 100 and the glass member heating method of this embodiment can measure the concentration of the gas thus generated, making it possible to detect an abnormal state in which water has entered the space 35S.

また、本実施形態の脱水焼結装置100及びガラス部材の加熱方法では、炉体35は、冷却水が流れる流路36を有するため、熱による炉体35の損傷を抑制できる。また、ガス測定部48が水と炭素との反応に起因して発生するガスの上記の空間35S内の濃度を測定可能であるため、冷却水が上記の空間35Sに入り込むような炉体35の損傷を検知し得る。 In addition, in the dehydration and sintering apparatus 100 and the method for heating a glass member of this embodiment, the furnace body 35 has a flow path 36 through which cooling water flows, so damage to the furnace body 35 due to heat can be suppressed. In addition, the gas measurement unit 48 can measure the concentration of gas generated due to the reaction between water and carbon in the above-mentioned space 35S, so damage to the furnace body 35 such as cooling water entering the above-mentioned space 35S can be detected.

また、本実施形態の脱水焼結装置100は、炉体35に形成され空間35Sに連通する給気口S2から空間35Sに不活性ガスを供給する第2ガス供給部42を更に備える。このため、空間35Sに配置される部材であるヒータ37、断熱材38等の燃焼を抑制できる。また、ガス測定部48が水と炭素との反応に起因して発生するガスの空間35S内の濃度を測定可能であるため、不活性ガスとともに水が空間35Sに入り込むような第2ガス供給部42や第2ガス供給部42に接続される配管45等の不具合を検知し得る。 The dehydration and sintering apparatus 100 of this embodiment further includes a second gas supply unit 42 that supplies inert gas to the space 35S from an air supply port S2 formed in the furnace body 35 and communicating with the space 35S. This makes it possible to suppress combustion of the heater 37, the heat insulating material 38, and other components disposed in the space 35S. In addition, since the gas measuring unit 48 can measure the concentration of gas generated due to the reaction between water and carbon in the space 35S, it is possible to detect malfunctions of the second gas supply unit 42 or the piping 45 connected to the second gas supply unit 42 that may cause water to enter the space 35S together with the inert gas.

また、本実施形態の脱水焼結装置100及びガラス部材の加熱方法では、炉体35に形成され空間35Sに連通する排気口E2から排気される排気ガスから所定ガスの濃度を測定する。このため、空間35Sのある地点において所定ガスの濃度を測定する場合と比べて、当該空間35Sにおいて所定ガスが発生する場所による当該所定ガスの濃度への影響を抑制できる。このため、上記の場合と比べて、空間35Sに水が入り込んだ異常状態を正確に検知し得る。 In addition, in the dehydration and sintering apparatus 100 and the method for heating a glass member of this embodiment, the concentration of a specific gas is measured from the exhaust gas exhausted from the exhaust port E2 formed in the furnace body 35 and communicating with the space 35S. Therefore, compared to measuring the concentration of a specific gas at a certain point in the space 35S, it is possible to suppress the influence on the concentration of the specific gas due to the location where the specific gas is generated in the space 35S. Therefore, compared to the above case, it is possible to accurately detect an abnormal state in which water has entered the space 35S.

また、本実施形態の脱水焼結装置100は、ガス測定部48よって測定される所定ガスの濃度の経時変化に基づいて、異常状態であるか否かを判断する異常判断部51を更に備える。異常判断部51は、ガス測定部48によって測定される所定ガスの濃度と、当該所定ガスの濃度が測定されるタイミング以前においてガス測定部48によって測定される所定ガスの濃度の平均値との差が第1所定値以上である場合に、異常状態であると判断する。同じ構成の炉体35であっても当該炉体35の設置状態に応じて定常状態に測定される所定ガスの濃度は変化する傾向にある。このため、上記のような構成にすることで、ガスの濃度が所定値以上となる場合に異常状態であると判断する場合と比べて、適切に異常状態であるか否かを判断し得る。 The dehydration and sintering apparatus 100 of this embodiment further includes an abnormality determination unit 51 that determines whether or not an abnormal state exists based on the change over time in the concentration of a specific gas measured by the gas measurement unit 48. The abnormality determination unit 51 determines whether or not an abnormal state exists when the difference between the concentration of the specific gas measured by the gas measurement unit 48 and the average concentration of the specific gas measured by the gas measurement unit 48 before the timing at which the concentration of the specific gas is measured is equal to or greater than a first predetermined value. Even for furnace bodies 35 with the same configuration, the concentration of the specific gas measured in a steady state tends to change depending on the installation state of the furnace body 35. Therefore, by using the above configuration, it is possible to appropriately determine whether or not an abnormal state exists, compared to when an abnormal state is determined to exist when the gas concentration is equal to or greater than a predetermined value.

本実施形態の脱水焼結装置100は、ファイバ不良判断部52を更に備え、光ファイバ1の一部となる多孔質ガラス体であるコア用多孔質ガラス体20を加熱する。このファイバ不良判断部52は、コア用多孔質ガラス体20を加熱している際にガス測定部48よって測定される所定ガスの濃度の経時変化に基づいて、光ファイバ1が不良となるか否かを判断する。 The dehydration and sintering apparatus 100 of this embodiment further includes a fiber defect determination unit 52, which heats the core porous glass body 20, which is a porous glass body that becomes part of the optical fiber 1. This fiber defect determination unit 52 determines whether the optical fiber 1 will become defective based on the change over time in the concentration of a specific gas measured by the gas measurement unit 48 while the core porous glass body 20 is being heated.

コア用多孔質ガラス体20を焼結している際に収容空間31Sに水が浸入すると、最終的に製造される光ファイバ1の特性である伝送損失等が悪化することがあり、収容空間31Sに侵入する水の量が多いほど特性が悪化する傾向にある。このような収容空間31Sへの水の侵入は、コア用多孔質ガラス体20が焼結されることで形成される透明化されたガラス部材の外観に影響を与えないことがある。このため、透明化されたガラス部材の外観に基づいて、最終的に製造される光ファイバ1の特性が悪化して当該光ファイバ1が不良となるか否かを判断し難い場合がある。しかし、収容空間31Sに侵入する水の量が多いほど、水と炭素との反応に起因して発生するガスの量は多くなり、当該ガスの濃度が高くなる。このため、上記のような構成にすることで、透明化されたガラス部材を製造した段階において、最終的に製造される光ファイバ1が不良となるか否かを判断でき、光ファイバ1の不良率を低減し得、光ファイバ1の生産性を向上し得る。 If water infiltrates into the storage space 31S during sintering of the core porous glass body 20, the transmission loss and other characteristics of the optical fiber 1 that is finally manufactured may deteriorate, and the more water that infiltrates into the storage space 31S, the more the characteristics tend to deteriorate. Such infiltration of water into the storage space 31S may not affect the appearance of the transparent glass member formed by sintering the core porous glass body 20. For this reason, it may be difficult to determine whether the characteristics of the optical fiber 1 that is finally manufactured will deteriorate and the optical fiber 1 will become defective based on the appearance of the transparent glass member. However, the more water that infiltrates into the storage space 31S, the more gas will be generated due to the reaction between water and carbon, and the higher the concentration of the gas. For this reason, by adopting the above-mentioned configuration, it is possible to determine whether the optical fiber 1 that is finally manufactured will be defective at the stage of manufacturing the transparent glass member, thereby reducing the defective rate of the optical fiber 1 and improving the productivity of the optical fiber 1.

本実施形態では、所定ガスは一酸化炭素であり、ファイバ不良判断部52は、光ファイバ1のコア10となるコア用多孔質ガラス体20を加熱している際にガス測定部48よって測定される一酸化炭素の濃度と、初期状態における一酸化炭素の濃度との差が550ppmを超える場合に、光ファイバ1が不良となると判断する。前述のように、本発明者は、この差が550ppmを超える場合に、当該コア用多孔質ガラス体20から成るコアガラス体10Pを含む光ファイバ用母材1Pから製造される光ファイバ1が不良となることを見出した。このため、このような構成にすることで、最終的に製造される光ファイバ1が不良となるか否かを適切に判断し得る。 In this embodiment, the specified gas is carbon monoxide, and the fiber defect determination unit 52 determines that the optical fiber 1 is defective when the difference between the carbon monoxide concentration measured by the gas measurement unit 48 while the core porous glass body 20 that becomes the core 10 of the optical fiber 1 is being heated and the carbon monoxide concentration in the initial state exceeds 550 ppm. As described above, the inventor has found that when this difference exceeds 550 ppm, the optical fiber 1 manufactured from the optical fiber preform 1P including the core glass body 10P made of the core porous glass body 20 will be defective. Therefore, by adopting such a configuration, it is possible to appropriately determine whether the optical fiber 1 finally manufactured will be defective.

以上、本発明について、上記実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Although the present invention has been described above using the above embodiments as examples, the present invention is not limited to these.

例えば、上記実施形態では、異常判断部51及びファイバ不良判断部52を備える脱水焼結装置100を例に説明した。しかし、脱水焼結装置100は異常判断部51及びファイバ不良判断部52の少なくとも一方を備えなくてもよい。この場合、例えば、作業者が、ガス測定部48によって測定される所定ガスの濃度の経時変化に基づいて、異常状態であるか否かの判断や光ファイバ1が不良となるか否かの判断をしてもよい。 For example, in the above embodiment, the dehydration and sintering device 100 is described as having an abnormality determination unit 51 and a fiber defect determination unit 52. However, the dehydration and sintering device 100 does not have to have at least one of the abnormality determination unit 51 and the fiber defect determination unit 52. In this case, for example, an operator may determine whether or not there is an abnormal state or whether or not the optical fiber 1 will become defective based on the change over time in the concentration of a specified gas measured by the gas measurement unit 48.

上記実施形態では、ガス測定部48によって測定される所定ガスの濃度と、当該所定ガスの濃度が測定されるタイミング以前においてガス測定部48によって測定される所定ガスの濃度の平均値との差が第1所定値以上である場合に、異常状態であると判断する異常判断部51を例に説明した。しかし、異常判断部51は、ガス測定部48によって測定される所定ガスの濃度の経時変化に基づいて、異常状態であるか否かを判断すればよい。例えば、異常判断部51は、所定ガスの濃度が所定の閾値以上となる場合に、異常状態であることを示す信号を出力してもよい。この所定の閾値は、例えば、所定ガスが一酸化炭素である場合、700ppmとされ、所定ガスが二酸化炭素である場合、800ppmとされる。しかし、適切に異常状態であるか否かを判断する観点では、異常判断部51は、本実施形態のように異常状態であるか否かを判断することが好ましい。また、異常判断部51は、所定ガスの濃度と当該所定ガスの濃度が測定されるタイミング以前における所定ガスの濃度の中央値の差、所定ガスの濃度と当該所定ガスの濃度が測定されるタイミング以前における所定ガスの濃度の平均値から標準偏差を引いた値との差、所定ガスの濃度と当該所定ガスの濃度が測定されるタイミング以前における所定ガスの濃度の最小値との差等に基づいて、異常状態であると判断してもよい。この場合、異常判断部51は、これらの差が所定値以上である場合に異常状態であると判断し、この所定値は、それぞれの差に対して実験等に基づいて設定する。また、光ファイバ1が不良となるような状態は、異常状態である。このため、異常判断部51は、例えば、上記実施形態のファイバ不良判断部52と同様に、ガラス部材を加熱している際にガス測定部48よって測定される一酸化炭素の濃度と、初期状態における一酸化炭素の濃度との差が550ppmを超える場合に、異常状態であると判断してもよい。 In the above embodiment, the abnormality determination unit 51 is described as determining that an abnormal state exists when the difference between the concentration of the specified gas measured by the gas measurement unit 48 and the average value of the concentration of the specified gas measured by the gas measurement unit 48 before the timing of measuring the concentration of the specified gas is equal to or greater than a first predetermined value. However, the abnormality determination unit 51 may determine whether or not an abnormal state exists based on the change over time in the concentration of the specified gas measured by the gas measurement unit 48. For example, the abnormality determination unit 51 may output a signal indicating that an abnormal state exists when the concentration of the specified gas becomes equal to or greater than a predetermined threshold. This predetermined threshold is, for example, 700 ppm when the specified gas is carbon monoxide, and 800 ppm when the specified gas is carbon dioxide. However, from the viewpoint of appropriately determining whether or not an abnormal state exists, it is preferable that the abnormality determination unit 51 determines whether or not an abnormal state exists as in this embodiment. The abnormality determination unit 51 may also determine that an abnormal state exists based on the difference between the concentration of the predetermined gas and the median concentration of the predetermined gas before the timing at which the concentration of the predetermined gas is measured, the difference between the concentration of the predetermined gas and the average value of the concentration of the predetermined gas before the timing at which the concentration of the predetermined gas is measured minus the standard deviation, or the difference between the concentration of the predetermined gas and the minimum value of the concentration of the predetermined gas before the timing at which the concentration of the predetermined gas is measured. In this case, the abnormality determination unit 51 determines that an abnormal state exists when these differences are equal to or greater than a predetermined value, and this predetermined value is set for each difference based on experiments or the like. Also, a state in which the optical fiber 1 becomes defective is an abnormal state. For this reason, the abnormality determination unit 51 may determine that an abnormal state exists when the difference between the concentration of carbon monoxide measured by the gas measurement unit 48 while the glass member is being heated and the concentration of carbon monoxide in the initial state exceeds 550 ppm, for example, similar to the fiber defect determination unit 52 in the above embodiment.

上記実施形態では、コア用多孔質ガラス体20を加熱している際にガス測定部48よって測定される一酸化炭素の濃度と、初期状態における一酸化炭素の濃度との差が400ppmを超える場合に、光ファイバ1が不良となると判断するファイバ不良判断部52を例に説明した。しかし、ファイバ不良判断部52は、ガス測定部48によって測定される所定ガスの濃度の経時変化に基づいて、異常状態であるか否かを判断すればよい。例えば、ファイバ不良判断部52は、所定ガスの濃度が所定の閾値以上となる場合に、光ファイバ1が不良となることを示す信号を出力してもよい。この所定の閾値は、例えば、所定ガスが一酸化炭素である場合、700ppmとされ、所定ガスが二酸化炭素である場合、800ppmとされる。また、上記実施形態では、ファイバ不良判断部52は、第1加熱工程P2において測定される所定ガスの濃度の経時変化に基づいて、光ファイバ1が不良となるか否かを判断していた。ここで、光ファイバ1のクラッド11となるクラッド用多孔質ガラス体を焼結している際に収容空間31Sに水が浸入すると、最終的に製造される光ファイバ1の特性である伝送損失が悪化することがあり、収容空間31Sに侵入する水の量が多いほど伝送損失が悪化する傾向にある。このため、ファイバ不良判断部52は、第2加熱工程P4において測定される所定ガスの濃度の経時変化に基づいて、光ファイバ1が不良となるか否かを判断してもよい。この場合、実験値等に基づいて、光ファイバ1が不良となるか否かを判断するための所定ガスの濃度の閾値等を設定する。 In the above embodiment, the fiber defect judgment unit 52 judges that the optical fiber 1 will be defective when the difference between the concentration of carbon monoxide measured by the gas measurement unit 48 while the core porous glass body 20 is being heated and the concentration of carbon monoxide in the initial state exceeds 400 ppm. However, the fiber defect judgment unit 52 may judge whether or not an abnormal state exists based on the change over time in the concentration of a predetermined gas measured by the gas measurement unit 48. For example, the fiber defect judgment unit 52 may output a signal indicating that the optical fiber 1 will be defective when the concentration of the predetermined gas is equal to or greater than a predetermined threshold. This predetermined threshold is, for example, 700 ppm when the predetermined gas is carbon monoxide, and 800 ppm when the predetermined gas is carbon dioxide. In the above embodiment, the fiber defect judgment unit 52 judges whether or not the optical fiber 1 will be defective based on the change over time in the concentration of the predetermined gas measured in the first heating step P2. Here, if water infiltrates into the storage space 31S during sintering of the porous glass body for cladding that will become the cladding 11 of the optical fiber 1, the transmission loss, which is a characteristic of the optical fiber 1 that is finally manufactured, may deteriorate, and the greater the amount of water that infiltrates into the storage space 31S, the greater the tendency for the transmission loss to deteriorate. For this reason, the fiber defect determination unit 52 may determine whether the optical fiber 1 will become defective based on the change over time in the concentration of the specified gas measured in the second heating step P4. In this case, a threshold value for the concentration of the specified gas for determining whether the optical fiber 1 will become defective is set based on experimental values, etc.

また、上記実施形態では、炉心管31の一部を囲う炉体35を例に説明した。しかし、炉体35は、炉心管31の少なくとも一部を囲っていればよく、例えば、炉心管31の全体を囲っていてもよい。 In the above embodiment, the furnace body 35 is described as surrounding a portion of the furnace core tube 31. However, the furnace body 35 only needs to surround at least a portion of the furnace core tube 31, and may, for example, surround the entire furnace core tube 31.

また、上記実施形態では、第2ガス供給部42を備える脱水焼結装置100を例に説明した。しかし、脱水焼結装置100は第2ガス供給部42を備えなくてもよく、例えば、第2ガス供給部42に替わって、排気管46から空間35S内の空気を排気して空間35Sを真空状態にする排気部を備えてもよい。このように空間35Sを真空状態にすることで、空間35S内のヒータ37、断熱材38等が燃焼することを抑制できる。 In the above embodiment, the dehydration and sintering apparatus 100 including the second gas supply unit 42 has been described as an example. However, the dehydration and sintering apparatus 100 does not need to include the second gas supply unit 42. For example, instead of the second gas supply unit 42, the dehydration and sintering apparatus 100 may include an exhaust unit that exhausts the air in the space 35S from the exhaust pipe 46 to create a vacuum state in the space 35S. By creating a vacuum state in the space 35S in this way, it is possible to suppress the heater 37, the insulation material 38, etc. in the space 35S from burning.

また、上記実施形態では、コアガラス体10Pとなるコア用多孔質ガラス体20を形成する第1堆積工程P1を例に説明した。しかし、第1堆積工程P1で形成する多孔質ガラス体は、特に制限されるものではなく、例えば、コアガラス体10Pとクラッドガラス体11Pの一部となる多孔質ガラス体であってもよい。この場合、第2堆積工程P3では、第1焼結工程P2bによって形成されるガラスロッドの外面にガラス微粒子を堆積させてクラッドガラス体11Pの他の一部となる多孔質ガラス体を形成する。 In the above embodiment, the first deposition process P1 is used as an example to form the core porous glass body 20 that will become the core glass body 10P. However, the porous glass body formed in the first deposition process P1 is not particularly limited, and may be, for example, a porous glass body that will become part of the core glass body 10P and the clad glass body 11P. In this case, in the second deposition process P3, glass particles are deposited on the outer surface of the glass rod formed in the first sintering process P2b to form a porous glass body that will become the other part of the clad glass body 11P.

また、上記実施形態では、第1堆積工程P1、第1加熱工程P2、第2堆積工程P3、及び第2加熱工程P4を備える光ファイバ用母材1Pの製造方法を例に説明した。しかし、光ファイバ用母材1Pの製造方法は、上記のガラス部材の加熱方法によってガラス部材としての多孔質ガラス体を加熱する加熱工程を備えていればよい。例えば、光ファイバ用母材1Pの製造方法は、第1堆積工程P1及び第1加熱工程P2を含んでいなくてもよい。この場合、例えば、第2堆積工程P3では、まず、コアガラスロッドを購入等によって準備し、当該コアガラスロッドの外周面にガラス微粒子を堆積させてクラッド用多孔質ガラス体を形成する。 In the above embodiment, the manufacturing method of the optical fiber preform 1P including the first deposition step P1, the first heating step P2, the second deposition step P3, and the second heating step P4 has been described as an example. However, the manufacturing method of the optical fiber preform 1P only needs to include a heating step of heating the porous glass body as the glass member by the above-mentioned glass member heating method. For example, the manufacturing method of the optical fiber preform 1P does not need to include the first deposition step P1 and the first heating step P2. In this case, for example, in the second deposition step P3, first, a core glass rod is prepared by purchase or the like, and glass particles are deposited on the outer peripheral surface of the core glass rod to form a porous glass body for cladding.

また、上記実施形態では、第1ガスが脱水用ガス及び不活性ガスの混合ガスとされ、当該第1ガスが第1ガス供給部41から収容空間31Sに供給されている状態で多孔質ガラス体を加熱する第1焼結工程P2b及び第2焼結工程P4bを例に説明した。しかし、第1焼結工程P2b及び第2焼結工程P4bでは、収容空間31Sに不活性ガスのみが供給されている状態で多孔質ガラス体を加熱してもよい。この場合、例えば、第1ガス供給部41の構成を、供給する第1ガスを脱水用ガス及び不活性ガスを含むガスと不活性ガスのみとに変更できる構成とする。そして、制御部60は、工程に応じて第1ガス供給部41から供給される第1ガスが切り替わるように当該第1ガス供給部41を制御する。 In the above embodiment, the first sintering process P2b and the second sintering process P4b are described as an example in which the first gas is a mixed gas of a dehydration gas and an inert gas, and the porous glass body is heated while the first gas is supplied from the first gas supply unit 41 to the storage space 31S. However, in the first sintering process P2b and the second sintering process P4b, the porous glass body may be heated while only an inert gas is supplied to the storage space 31S. In this case, for example, the configuration of the first gas supply unit 41 is configured so that the first gas to be supplied can be changed between a gas containing a dehydration gas and an inert gas and only an inert gas. The control unit 60 controls the first gas supply unit 41 so that the first gas supplied from the first gas supply unit 41 is switched depending on the process.

また、上記実施形態では、第1脱水工程P2a及び第1焼結工程P2bにおいて、同じ脱水焼結装置100によってコア用多孔質ガラス体20を加熱し、第2脱水工程P4a及び第2焼結工程P4bにおいて、同じ脱水焼結装置100によってクラッド用多孔質ガラス体を加熱していた。しかし、例えば、それぞれの工程において、互いに異なる脱水焼結装置100によって多孔質ガラス体を加熱してもよい。また、光ファイバ用母材1Pの製造方法は、第1加熱工程P2によってコア用多孔質ガラス体20が焼結されたガラス体を延伸してコアガラスロッドを得る延伸工程を更に備えていてもよい。なお、炉心管31は、ガラス部材の少なくとも一部を収容する収容空間31Sを有していればよく、炉心管31の両端に開口が形成されていてもよい。例えば、上記のガラス体を延伸する装置、光ファイバ用母材1Pを加熱する紡糸炉及び先端加工炉も本発明のガラス部材の加熱装置に含まれる。 In the above embodiment, the core porous glass body 20 is heated by the same dehydration and sintering device 100 in the first dehydration step P2a and the first sintering step P2b, and the cladding porous glass body is heated by the same dehydration and sintering device 100 in the second dehydration step P4a and the second sintering step P4b. However, for example, the porous glass body may be heated by a different dehydration and sintering device 100 in each step. The manufacturing method for the optical fiber preform 1P may further include a drawing step of drawing the glass body in which the core porous glass body 20 is sintered by the first heating step P2 to obtain a core glass rod. The furnace tube 31 may have a storage space 31S that stores at least a part of the glass member, and openings may be formed at both ends of the furnace tube 31. For example, the above-mentioned device for drawing the glass body, the spinning furnace for heating the optical fiber preform 1P, and the tip processing furnace are also included in the heating device for the glass member of the present invention.

以下、本発明を、実験例を挙げて更に詳細に説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。 The present invention will be described in more detail below with reference to experimental examples, but the present invention is not limited to these.

図4に示す脱水焼結装置100を用いて、図3に示す第1堆積工程P1及び第1加熱工程P2を32回繰り返すことによって、32本のコアガラスロッドを製造した。この脱水焼結装置100では、炉体35が設置されてから1本目のコアガラスロッドを製造するまでの間にヒータ37は加熱されていなかった。また、炉体35が設置されてから一本目のコアガラスロッドを製造するための第1加熱工程P2より前の初期状態における一酸化炭素及び二酸化炭素のそれぞれの空間35S内の濃度をガス測定部48によって測定した。初期状態での一酸化炭素の濃度は150ppmであり、二酸化炭素の濃度は260ppmであった。また、それぞれのコアガラスロッドを製造する際の第1加熱工程P2中に、一酸化炭素及び二酸化炭素のそれぞれの空間35S内の濃度をガス測定部48によって測定した。この測定結果を図5に示す。なお、図5には、後述する伝送損失も示されている。 Using the dehydration and sintering apparatus 100 shown in FIG. 4, the first deposition step P1 and the first heating step P2 shown in FIG. 3 were repeated 32 times to produce 32 core glass rods. In this dehydration and sintering apparatus 100, the heater 37 was not heated from the installation of the furnace body 35 to the production of the first core glass rod. In addition, the concentrations of carbon monoxide and carbon dioxide in each space 35S in the initial state before the first heating step P2 for producing the first core glass rod after the installation of the furnace body 35 were measured by the gas measurement unit 48. The carbon monoxide concentration in the initial state was 150 ppm, and the carbon dioxide concentration was 260 ppm. In addition, the concentrations of carbon monoxide and carbon dioxide in each space 35S during the first heating step P2 when producing each core glass rod were measured by the gas measurement unit 48. The measurement results are shown in FIG. 5. Note that FIG. 5 also shows the transmission loss, which will be described later.

また、別の脱水焼結装置100を用いて、図3に示す第2堆積工程P3及び第2加熱工程P4を行うことによって、これらコアガラスロッドのそれぞれから図2に示す光ファイバ用母材1Pと同様の光ファイバ用母材1Pを製造した。それぞれの光ファイバ用母材1Pを製造する際の第2加熱工程P4中に、一酸化炭素及び二酸化炭素のそれぞれの空間35S内の濃度をガス測定部48によって測定した。一酸化炭素の濃度は、150ppm以上250ppm以下であり、二酸化炭素の濃度は、250ppm以上400ppm以下であった。また、光ファイバ用母材1Pの製造後に空間35Sを確認したところ、当該空間35Sへの水の侵入はなかった。 Furthermore, by performing the second deposition process P3 and the second heating process P4 shown in FIG. 3 using another dehydration and sintering apparatus 100, optical fiber preforms 1P similar to the optical fiber preform 1P shown in FIG. 2 were manufactured from each of these core glass rods. During the second heating process P4 when manufacturing each optical fiber preform 1P, the concentrations of carbon monoxide and carbon dioxide in each space 35S were measured by the gas measuring unit 48. The carbon monoxide concentration was 150 ppm or more and 250 ppm or less, and the carbon dioxide concentration was 250 ppm or more and 400 ppm or less. Furthermore, when the space 35S was checked after the manufacturing of the optical fiber preform 1P, no water had entered the space 35S.

また、製造した32本の光ファイバ用母材1Pのそれぞれを紡糸炉によって加熱して線引きすることで、それぞれの光ファイバ用母材1Pから図1に示す光ファイバ1と同様の光ファイバ1を製造した。それぞれの光ファイバ1におけるコア10の直径は概ね10μmであり、クラッド11の直径は概ね125μmであった。また、それぞれの光ファイバ1について、OTDR(Optical Time Domain Reflectometer)を用いて1383nmの波長の光における伝送損失を測定した。その測定結果は上記のように図5に示されている。なお、図5には、長距離伝送用の光ファイバとして一般的に要求される伝送損失の値としての0.31dB/kmを示す一点鎖線が記載されている。 Each of the 32 optical fiber preforms 1P thus produced was heated in a spinning furnace and drawn to produce an optical fiber 1 similar to the optical fiber 1 shown in FIG. 1 from each of the optical fiber preforms 1P. The diameter of the core 10 in each optical fiber 1 was approximately 10 μm, and the diameter of the cladding 11 was approximately 125 μm. The transmission loss of light with a wavelength of 1383 nm was measured for each optical fiber 1 using an OTDR (Optical Time Domain Reflectometer). The measurement results are shown in FIG. 5 as described above. Note that FIG. 5 also shows a dashed line indicating 0.31 dB/km, which is the transmission loss value generally required for optical fibers for long-distance transmission.

図5に示すように、1本目から27本目までのコアガラスロッドから製造された光ファイバ1の伝送損失は概ね0.28dB/kmであり、28本目のコアガラスロッドから製造された光ファイバ1の伝送損失は0.309dB/kmであった。29本目以降のコアガラスロッドから製造された光ファイバ1の伝送損失は0.31dB/kmを超えており、29本目以降では、本数が増えるにつれて伝送損失が増加する傾向にあった。また、1本目から28本目のコアガラスロッドを製造する際の一酸化炭素の濃度が最大となるのは、28本目であり、28本目における一酸化炭素の濃度は397ppmであった。また、1本目から28本目のコアガラスロッドのうち、二酸化炭素の濃度が最大となったのは、28本目であり、28本目における二酸化炭素の濃度は448ppmであった。29本目における一酸化炭素の濃度は703ppmであり、29本目における二酸化炭素の濃度は813ppmであり、29本目以降における一酸化炭素及び二酸化炭素の濃度は、本数が増加するにつれて増加していた。このため、28本目を製造するときに空間35S内に水が浸入しはじめ、28本目以降では、本数が増えるにつれて空間35S内に侵入する水の量が多くなっていたと考えられる。また、上記のように、初期状態での一酸化炭素の濃度は150ppmであり、二酸化炭素の濃度は260ppmであった。このため、ガラス部材としてのコア用多孔質ガラス体20を加熱する際の一酸化炭素の濃度と、炉体35が設置されてから最初にコア用多孔質ガラス体20を加熱する前の初期状態における一酸化炭素の濃度との差が550ppmを超える場合に、光ファイバ1が不良となることが分かった。また、コア用多孔質ガラス体20を加熱する際の二酸化炭素の濃度と、この初期状態における二酸化炭素の濃度との差が550ppmを超える場合に、光ファイバ1が不良となることも分かった。また、一酸化炭素の濃度が700ppm以上となる場合、二酸化炭素の濃度が800ppm以上となる場合に、光ファイバ1が不良となることが分かった。なお、水と炭素が反応すると一酸化炭素及び二酸化炭素とともにメタン、酸素、及び水素も発生する。メタン、酸素、及び水素の発生量は、化学量論的に一酸化炭素及び二酸化炭素の発生量に比例する傾向にある。このため、メタン、酸素、及び水素のそれぞれの濃度についても、実験値等に基づいて、光ファイバ1が不良となるか否かを判断するための基準値を設定できる。 As shown in FIG. 5, the optical fiber 1 manufactured from the first to the 27th core glass rods had a transmission loss of approximately 0.28 dB/km, and the optical fiber 1 manufactured from the 28th core glass rod had a transmission loss of 0.309 dB/km. The optical fiber 1 manufactured from the 29th and subsequent core glass rods had a transmission loss of more than 0.31 dB/km, and the transmission loss tended to increase as the number of rods increased from the 29th to the subsequent core glass rods. In addition, the carbon monoxide concentration was maximum in the 28th rod when manufacturing the first to the 28th core glass rods, and the carbon monoxide concentration in the 28th rod was 397 ppm. In addition, the carbon dioxide concentration was maximum in the 28th rod among the first to the 28th core glass rods, and the carbon dioxide concentration in the 28th rod was 448 ppm. The carbon monoxide concentration in the 29th fiber was 703 ppm, and the carbon dioxide concentration in the 29th fiber was 813 ppm, and the concentrations of carbon monoxide and carbon dioxide increased as the number of fibers increased after the 29th fiber. Therefore, it is considered that water started to infiltrate into the space 35S when the 28th fiber was manufactured, and the amount of water infiltrating into the space 35S increased as the number of fibers increased after the 28th fiber. As described above, the carbon monoxide concentration in the initial state was 150 ppm, and the carbon dioxide concentration was 260 ppm. Therefore, it was found that the optical fiber 1 becomes defective when the difference between the carbon monoxide concentration when the core porous glass body 20 as the glass member is heated and the carbon monoxide concentration in the initial state before the core porous glass body 20 is heated for the first time after the furnace body 35 is installed exceeds 550 ppm. It was also found that the optical fiber 1 becomes defective when the difference between the carbon dioxide concentration when the core porous glass body 20 is heated and the carbon dioxide concentration in the initial state exceeds 550 ppm. It was also found that the optical fiber 1 becomes defective when the carbon monoxide concentration is 700 ppm or more, or when the carbon dioxide concentration is 800 ppm or more. When water and carbon react with each other, methane, oxygen, and hydrogen are generated in addition to carbon monoxide and carbon dioxide. The amounts of methane, oxygen, and hydrogen generated tend to be stoichiometrically proportional to the amounts of carbon monoxide and carbon dioxide generated. For this reason, it is possible to set reference values for the concentrations of methane, oxygen, and hydrogen based on experimental values, etc., for determining whether the optical fiber 1 becomes defective.

また、1本目から28本目では、一酸化炭素の濃度と、当該一酸化酸素が測定されるタイミング以前において測定される一酸化炭素の濃度の平均値との差は、500ppm以下であった。また、29本目では、当該差は、506ppmであった。このため、当該差が500以上である場合に、脱水焼結装置100が異常状態であることが分かった。また、1本目から28本目では、二酸化炭素の濃度と、当該に二酸化酸素が測定されるタイミング以前において測定される二酸化炭素の濃度の平均値との差は、550ppm以下であった。また、29本目では、当該差は、553ppmであった。このため、当該差が550以上である場合に、脱水焼結装置100が異常状態であることが分かった。また、一酸化炭素の濃度が700ppm以上となる場合、二酸化炭素の濃度が800ppm以上となる場合に、脱水焼結装置100が異常状態であることが分かった。なお、上記のように、メタン、酸素、及び水素の発生量は、一酸化炭素及び二酸化炭素の発生量に比例する傾向にあるため、メタン、酸素、及び水素のそれぞれの濃度についても、実験値等に基づいて、脱水焼結装置100が異常状態であるか否かを判断するための基準値を設定できる。 In addition, in the first to 28th samples, the difference between the carbon monoxide concentration and the average carbon monoxide concentration measured before the carbon monoxide concentration was measured was 500 ppm or less. In the 29th sample, the difference was 506 ppm. Therefore, it was found that the dehydration sintering apparatus 100 was in an abnormal state when the difference was 500 or more. In the first to 28th samples, the difference between the carbon dioxide concentration and the average carbon dioxide concentration measured before the carbon dioxide concentration was measured was 550 ppm or less. In the 29th sample, the difference was 553 ppm. Therefore, it was found that the dehydration sintering apparatus 100 was in an abnormal state when the difference was 550 or more. Furthermore, it was found that the dehydration sintering apparatus 100 was in an abnormal state when the carbon monoxide concentration was 700 ppm or more and the carbon dioxide concentration was 800 ppm or more. As described above, the amounts of methane, oxygen, and hydrogen generated tend to be proportional to the amounts of carbon monoxide and carbon dioxide generated, so reference values can be set for the concentrations of methane, oxygen, and hydrogen based on experimental values, etc., to determine whether the dehydration and sintering apparatus 100 is in an abnormal state.

以上説明したように、水に起因する異常状態を検知し得るガラス部材の加熱装置、ガラス部材の加熱方法、及びそれを用いた光ファイバ用母材の製造方法が提供され、光ファイバ通信等の分野で利用することが期待される。 As described above, a glass member heating device capable of detecting abnormal conditions caused by water, a glass member heating method, and a method for manufacturing optical fiber preforms using the same have been provided, and are expected to be used in fields such as optical fiber communications.

1・・・光ファイバ
1P・・・光ファイバ用母材
20・・・コア用多孔質ガラス体(多孔質ガラス体)
31・・・炉心管
31S・・・収容空間
35・・・炉体
35S・・・空間
36・・・流路
37・・・ヒータ
41・・・第1ガス供給部
42・・・第2ガス供給部
48・・・ガス測定部
51・・・異常判断部
52・・・ファイバ不良判断部
60・・・制御部
100・・・脱水焼結装置(加熱装置)
S1,S2・・・給気口
E1,E2・・・排気口
P1・・・第1堆積工程
P2・・・第1加熱工程
P3・・・第2堆積工程
P4・・・第2加熱工程

1: Optical fiber 1P: Optical fiber preform 20: Porous glass body for core (porous glass body)
31: Furnace tube 31S: Storage space 35: Furnace body 35S: Space 36: Flow path 37: Heater 41: First gas supply unit 42: Second gas supply unit 48: Gas measurement unit 51: Abnormality determination unit 52: Fiber defect determination unit 60: Control unit 100: Dehydration and sintering device (heating device)
S1, S2...Air supply ports E1, E2...Exhaust port P1...First deposition process P2...First heating process P3...Second deposition process P4...Second heating process

Claims (10)

ガラス部材の少なくとも一部を収容可能な収容空間を有する炉心管と、
前記炉心管の少なくとも一部を囲う炉体と、
前記炉心管と前記炉体とによって囲われる空間に配置されるヒータと、
ガス測定部と、
を備え、
前記空間に配置される部材の少なくとも1つには炭素が含まれ、
前記ガス測定部は、水と炭素との反応に起因して発生するガスの前記空間内の濃度を測定可能であり、
前記炉体は、当該炉体の外壁内に位置し冷却水が流れる流路を有する
ことを特徴とするガラス部材の加熱装置。
a furnace tube having an accommodation space capable of accommodating at least a portion of the glass member;
a furnace body surrounding at least a portion of the furnace core tube;
a heater disposed in a space surrounded by the furnace core tube and the furnace body;
A gas measuring unit;
Equipped with
At least one of the members disposed in the space includes carbon;
the gas measurement unit is capable of measuring a concentration of a gas generated due to a reaction between water and carbon in the space,
The furnace body is located within an outer wall of the furnace body and has a flow path through which cooling water flows.
1. A heating device for a glass member.
ガラス部材の少なくとも一部を収容可能な収容空間を有する炉心管と、
前記炉心管の少なくとも一部を囲う炉体と、
前記炉心管と前記炉体とによって囲われる空間に配置されるヒータと、
ガス測定部と、
を備え、
前記空間に配置される部材の少なくとも1つには炭素が含まれ、
前記ガス測定部は、水と炭素との反応に起因して発生するガスの前記空間内の濃度を測定可能であり、
前記ガス測定部によって測定される前記ガスの濃度の経時変化に基づいて、異常状態であるか否かを判断する異常判断部を更に備え、
前記異常判断部は、前記ガス測定部によって測定される前記ガスの濃度と、当該ガスの濃度が測定されるタイミング以前において前記ガス測定部によって測定される前記ガスの濃度の平均値との差が所定値以上である場合に、異常状態であると判断する
ことを特徴とするガラス部材の加熱装置。
a furnace tube having an accommodation space capable of accommodating at least a portion of the glass member;
a furnace body surrounding at least a portion of the furnace core tube;
a heater disposed in a space surrounded by the furnace core tube and the furnace body;
A gas measuring unit;
Equipped with
At least one of the members disposed in the space includes carbon;
the gas measurement unit is capable of measuring a concentration of a gas generated due to a reaction between water and carbon in the space,
An abnormality determination unit that determines whether or not an abnormal state exists based on a change over time in the concentration of the gas measured by the gas measurement unit,
The abnormality determination unit determines that an abnormal state exists when a difference between the concentration of the gas measured by the gas measurement unit and an average value of the concentration of the gas measured by the gas measurement unit before the timing at which the concentration of the gas is measured is equal to or greater than a predetermined value.
1. A heating device for a glass member.
前記炉体は、冷却水が流れる流路を有する
ことを特徴とする請求項に記載のガラス部材の加熱装置。
3. The heating apparatus for a glass member according to claim 2 , wherein the furnace body has a flow path through which cooling water flows.
前記ガス測定部によって測定される前記ガスの濃度の経時変化に基づいて、異常状態であるか否かを判断する異常判断部を更に備え、
前記異常判断部は、前記ガス測定部によって測定される前記ガスの濃度と、当該ガスの濃度が測定されるタイミング以前において前記ガス測定部によって測定される前記ガスの濃度の平均値との差が所定値以上である場合に、異常状態であると判断する
ことを特徴とする請求項に記載のガラス部材の加熱装置。
An abnormality determination unit that determines whether or not an abnormal state exists based on a change over time in the concentration of the gas measured by the gas measurement unit,
2. The heating device for a glass member according to claim 1, wherein the abnormality determination unit determines that an abnormal state has occurred when a difference between the concentration of the gas measured by the gas measuring unit and an average value of the concentration of the gas measured by the gas measuring unit prior to the timing at which the concentration of the gas is measured is equal to or greater than a predetermined value.
前記ガスは、一酸化炭素、二酸化炭素、メタン、及び水素の少なくとも1つである
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のガラス部材の加熱装置。
5. The heating apparatus for a glass member according to claim 1 , wherein the gas is at least one of carbon monoxide, carbon dioxide, methane, and hydrogen.
前記炉体に形成され前記空間に連通する給気口から前記空間に不活性ガスを供給するガス供給部を更に備える
ことを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載のガラス部材の加熱装置。
6. The heating device for a glass member according to claim 1 , further comprising a gas supply unit for supplying an inert gas to the space through an air supply port formed in the furnace body and communicating with the space.
前記ガス測定部は、前記炉体に形成され前記空間に連通する排気口から排気される排気ガスから前記ガスの濃度を測定する
ことを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載のガラス部材の加熱装置。
7. The heating device for a glass member according to claim 1, wherein the gas measuring unit measures a concentration of the gas from an exhaust gas exhausted from an exhaust port formed in the furnace body and communicating with the space.
ファイバ不良判断部を更に備え、
前記ガラス部材は、光ファイバの一部となる多孔質ガラス体であり、
前記ファイバ不良判断部は、前記ガス測定部によって測定される前記ガスの濃度の経時変化に基づいて、前記光ファイバが不良となるか否かを判断する
ことを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載のガラス部材の加熱装置。
A fiber defect determination unit is further provided,
the glass member is a porous glass body that becomes a part of an optical fiber;
8. The glass member heating device according to claim 1, wherein the fiber defect determination unit determines whether the optical fiber will become defective based on a change over time in the concentration of the gas measured by the gas measurement unit.
前記ガスは、一酸化炭素であり、
前記ガラス部材は、前記光ファイバのコアとなる多孔質ガラス体であり、
前記ファイバ不良判断部は、前記ガス測定部によって測定される前記ガスの濃度と、前記炉体が設置されてから最初に前記ガラス部材を加熱する前の初期状態における前記ガスの濃度との差が550ppmを超える場合に、前記光ファイバが不良となると判断する
ことを特徴とする請求項項に記載のガラス部材の加熱装置。
the gas is carbon monoxide;
the glass member is a porous glass body that serves as a core of the optical fiber,
9. The heating device for a glass member according to claim 8, wherein the fiber defect determination unit determines that the optical fiber is defective when a difference between a concentration of the gas measured by the gas measurement unit and a concentration of the gas in an initial state before the glass member is heated for the first time after the furnace body is installed exceeds 550 ppm.
ガラス部材の少なくとも一部を収容可能な収容空間を有する炉心管と、
前記炉心管の少なくとも一部を囲う炉体と、
前記炉心管と前記炉体とによって囲われる空間に配置されるヒータと、
ガス測定部と、
ファイバ不良判断部と
を備え、
前記空間に配置される部材の少なくとも1つには炭素が含まれ、
前記ガス測定部は、水と炭素との反応に起因して発生するガスの前記空間内の濃度を測定可能であり、
前記ガラス部材は、光ファイバのコアとなる多孔質ガラス体であり、
前記ガスは、一酸化炭素であり、
前記ファイバ不良判断部は、前記ガス測定部によって測定される前記ガスの濃度と、前記炉体が設置されてから最初に前記ガラス部材を加熱する前の初期状態における前記ガスの濃度との差が550ppmを超える場合に、前記光ファイバが不良となると判断する
ことを特徴とするガラス部材の加熱装置。
a furnace tube having an accommodation space capable of accommodating at least a portion of the glass member;
a furnace body surrounding at least a portion of the furnace core tube;
a heater disposed in a space surrounded by the furnace core tube and the furnace body;
A gas measuring unit;
Fiber defect judgment unit and
Equipped with
At least one of the members disposed in the space includes carbon;
the gas measurement unit is capable of measuring a concentration of a gas generated due to a reaction between water and carbon in the space,
the glass member is a porous glass body that serves as a core of an optical fiber;
the gas is carbon monoxide;
The fiber defect determination unit determines that the optical fiber is defective when a difference between the gas concentration measured by the gas measurement unit and the gas concentration in an initial state before the glass member is heated for the first time after the furnace body is installed exceeds 550 ppm.
1. A heating device for a glass member.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000226224A (en) 1999-02-08 2000-08-15 Sumitomo Electric Ind Ltd Heating furnace and optical fiber preform heat treatment method
WO2012002476A1 (en) 2010-06-30 2012-01-05 株式会社フジクラ Reactor core tube inspection method and production method of parent metal for silica glass optical fibre

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2563699B2 (en) * 1991-09-20 1996-12-11 信越化学工業株式会社 Optical fiber base material manufacturing equipment
JPH06199536A (en) * 1993-01-05 1994-07-19 Sumitomo Electric Ind Ltd Optical fiber draw furnace
JPH1111957A (en) * 1997-06-24 1999-01-19 Sumitomo Electric Ind Ltd Method and apparatus for manufacturing glass articles
JP3596241B2 (en) * 1997-07-16 2004-12-02 住友電気工業株式会社 Method and apparatus for manufacturing glass articles
JP2001064032A (en) * 1999-08-26 2001-03-13 Furukawa Electric Co Ltd:The Porous preform vitrification equipment
JP3895644B2 (en) * 2001-06-28 2007-03-22 古河電気工業株式会社 Vitrification method of porous soot body of optical fiber preform
JP2003238188A (en) * 2002-02-12 2003-08-27 Furukawa Electric Co Ltd:The Optical fiber preform manufacturing equipment
JP2013230961A (en) * 2012-05-02 2013-11-14 Shin-Etsu Chemical Co Ltd Optical fiber preform manufacturing method
CN104556669B (en) * 2014-12-26 2017-02-22 中天科技精密材料有限公司 Control method and device for large diameter preform dehydroxylation and vitrification

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000226224A (en) 1999-02-08 2000-08-15 Sumitomo Electric Ind Ltd Heating furnace and optical fiber preform heat treatment method
WO2012002476A1 (en) 2010-06-30 2012-01-05 株式会社フジクラ Reactor core tube inspection method and production method of parent metal for silica glass optical fibre

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