玻璃多孔體的制造裝置和制造方法及光纖母材制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供玻璃多孔體的制造裝置，它通過使在燃燒器的火焰中生成的玻璃微粒沉積在收納在腔室中的靶材上來制造多孔玻璃體，其中，所述燃燒器可退避到設置在所述腔室外的燃燒器退避區(qū)域，在與退避到所述燃燒器退避區(qū)域的所述燃燒器正相對的位置上具有吸引從所述燃燒器排出的吹掃氣體的管道。
【專利說明】玻璃多孔體的制造裝置和制造方法及光纖母材制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及在用于光纖母材和各種光學部件、耐熱部件等的玻璃母材的制造中使用的玻璃多孔體的制造裝置和制造方法以及光纖母材。
【背景技術】
[0002]通常，用于光纖母材等的石英玻璃母材通過燒結用VAD (Vapor phase axialdeposition)法或 OVD (Outside vapor deposition)法等 S00T 法(火焰水解外沉積法)制成的玻璃多孔體、使其透明玻璃化而制作。光纖則通過將這樣制得的光纖母材拉絲而制造(例如可參見專利文獻I~9)。
[0003]圖1示出采用OVD法的玻璃多孔體制造裝置10的一個例子。玻璃多孔體I通過將SiCl4 (四氯化硅)等原料氣體和氧氫氣體(02+H2)等氣體從原料配管線8供給至燃燒器
2、再將在火焰3中生成的玻璃微粒沉積在靶材4外周而得到。為使玻璃微粒在靶材4外周沉積成圓柱狀，使靶材4繞軸旋轉，并使燃燒器2相對于靶材4的長度方向作相對運動。靶材4被腔室5包覆，在該腔室5中，在與燃燒器2正相對的位置上設置有排氣口 6。制造中產(chǎn)生的未附著的玻璃微粒和燃燒氣體由排氣口 6排出。靶材4由轉盤等支承部7支承。
[0004]當玻璃微粒沉積結束時，向原料配管線8中通入氮、氬等惰性氣體，從燃燒器2排出(參見圖2)。這是為了排出殘留在配管、燃燒器內部等中的原料氣體，并防止雜質侵入配管內。下面，將此處從燃燒器2排出的氣體稱作吹掃氣體9。此外，在取出玻璃多孔體或清掃腔室5內時，為了避免燃燒器2破損，使燃燒器2退避至腔室5外。
[0005]專利文獻:
[0006]專利文獻1:日本特開2010-202445號公報
[0007]專利文獻2:日本特開2005-247624號公報
[0008]專利文獻3:日本特開2003-073138號公報
[0009]專利文獻4:日本特開2004-091309號公報
[0010]專利文獻5:日本特開2006-347780號公報
[0011]專利文獻6:日本特開2012-062203號公報
[0012]專利文獻7:日本特開2009-167028號公報
[0013]專利文獻8:日本特開平7-101744號公報
[0014]專利文獻9:日本特開2012-193066號公報

【發(fā)明內容】

[0015]一旦使原料氣體流入原料配管線中，則即使進行吹掃，原料也會粘附在原料配管線上，因此，吹掃氣體中始終會殘留有微量的原料。如圖2所示，在使燃燒器2退避至腔室5外的期間，吹掃氣體9擴散至室內，由于吹掃氣體9中殘留的原料的影響，在制造裝置10周圍，成為室內各種裝置、物品、設備等(不局限于制造裝置10和其附屬物品)銹蝕、劣化的原因。作為原料氣體，有時也會使用例如SiCl4等金屬氯化物、氟化合物，但是，這些化合物中也存在會水解后產(chǎn)生HCl、HF等腐蝕性物質的成分。
[0016]若室內的銹斑、污垢等異物混入玻璃多孔體中，則由該玻璃多孔體制成的玻璃制品會變質、劣化。例如，制造光纖時，會出現(xiàn)光纖傳輸耗惡化，以及因母材內產(chǎn)生的氣泡而引起拉絲中或屏蔽試驗中的斷絲等，導致成品率下降。因此，為了清除室內的銹斑、污垢等異物，需要定期進行維護。要提高制造裝置的使用率、提高生產(chǎn)能力，最好能降低室內異物的產(chǎn)生、減少維護次數(shù)。
[0017]本發(fā)明是鑒于上述情況而作出的，旨在提供能抑制周圍的銹蝕、腐蝕、削減維修頻率的玻璃多孔體的制造裝置及制造方法和光纖母材的制造方法。[0018]為了解決上述課題，本發(fā)明提供使在燃燒器的火焰中生成的玻璃微粒沉積在收納在腔室內的靶材上、制造玻璃多孔體的制造裝置，該制造裝置的特征在于，上述燃燒器可退避至設置在上述腔室外的燃燒器退避區(qū)域，在與退避至上述燃燒器退避區(qū)域的上述燃燒器正相對的位置上具有吸引從上述燃燒器排出的吹掃氣體的管道。
[0019]優(yōu)選的是，具有使上述燃燒器沿上述靶材的長度方向移動的移動軌道，上述燃燒器可由上述移動軌道退避至上述燃燒器退避區(qū)域。
[0020]此外，本發(fā)明提供玻璃多孔體的制造方法，在該方法中，使用上述玻璃多孔體的制造裝置制造玻璃多孔體。
[0021]優(yōu)選在制造上述玻璃多孔體的工序之前或之后具有使上述燃燒器退避至上述燃燒器退避區(qū)域、通過配置在與上述燃燒器正相對的位置上的上述管道吸引從上述燃燒器排出的吹掃氣體的工序。
[0022]此外，本發(fā)明提供光纖母材的制造方法，該方法包含使用上述玻璃多孔體的制造方法制造玻璃多孔體的工序。
[0023]根據(jù)本發(fā)明，通過防止吹掃氣體的擴散，能抑制周圍的銹蝕、腐蝕，削減維修頻率，提聞裝置運轉率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是顯示采用OVD法的玻璃微粒沉積裝置的一個例子的示意圖。
[0025]圖2是圖1的玻璃微粒沉積裝置中的吹掃工序的說明圖。
[0026]圖3是顯示本發(fā)明的玻璃多孔體制造裝置的一個例子的示意圖。
[0027]圖4是顯示制造裝置的連續(xù)運行期間與氣泡導致的光纖廢棄率的關系的圖表。
【具體實施方式】
[0028]下面，通過優(yōu)選實施方式，結合附圖對本發(fā)明進行說明。
[0029]圖3顯示本發(fā)明的玻璃多孔體制造裝置的一個例子。圖3的制造裝置10與圖1一樣，通過使在燃燒器2的火焰3中生成的玻璃微粒沉積在收納在腔室5內的靶材4上來制造玻璃多孔體I。此外，燃燒器2可退避至設置在腔室5外的燃燒器退避區(qū)域11，在與退避至燃燒退避區(qū)域11的燃燒器2正相對的位置上具有吸引從燃燒器2排出的吹掃氣體9(參見圖2)的管道13 (參見圖3)。
[0030]在本發(fā)明的玻璃多孔體的制造方法中，在制造玻璃多孔體的工序之前或之后(在2次以上的制造玻璃多孔體的工序之間)，使燃燒器2退避至燃燒器退避區(qū)域11，通過配置在與燃燒器2正相對的位置上的管道13吸引從燃燒器2排出的吹掃氣體。
[0031]由此，在使燃燒器2退避至腔室5外的期間，能防止吹掃氣體向室內擴散，抑制室內和裝置自身銹蝕。由此還能削減室內維修頻率，提高運轉率。
[0032]管道13可以用塑料、金屬等各種材料構成，但優(yōu)選氯乙烯等防銹性好的材料。
[0033]管道13宜配置成能盡可能多地吸引從燃燒器2排出的吹掃氣體，例如優(yōu)選能吸引90%到99%以上，最好能吸引100%。燃燒器2內部具有原料氣體、氧氣等氣體的流路，該流路的前端具有能噴出氣體、使火焰3 (參見圖1)產(chǎn)生的開口。氣體流路可以與燃燒器外筒呈同心圓形，也可以設置I或2個以上小筒。此外，由于吹掃氣體從原料氣體流路的開口排出，因此，優(yōu)選所有的原料氣體流路的延長線都包含在管道吸引口內側。優(yōu)選將管道充分靠近燃燒器前端。
[0034]原料氣體流路的方向可以與燃燒器長度方向平行，也可以向著燃燒器的中心軸朝內側傾斜，還可以從燃燒器中心軸向外側擴展、傾斜。當原料氣體流路的方向向著燃燒器中心軸朝內側傾斜時，可以在燃燒器中心軸周圍的同一圓周上設置多個原料氣體流路，并使這些原料氣體流路的延長線以規(guī)定的距離(焦點距離)收斂于一點(焦點)上。當多個原料氣體流路的延長線收斂于一點時，由于在比焦點遠的位置，氣體反而發(fā)散，因此，優(yōu)選將管道吸引口配置在比焦點近的位置。
[0035]管道吸引口的開口面積優(yōu)選比燃燒器前端的開口面積寬。管道吸引量(單位時間吸引的體積)優(yōu)選充分大于從燃燒器排出的吹掃氣體的排出量(單位時間排出的體積)。但是，吸引量過大時，室 內空氣會受到很多吸引，因此，如果需要，優(yōu)選適當調節(jié)吸引量。
[0036]實施例
[0037]圖3示出OVD沉積裝置的實施例。與圖1 一樣，燃燒器2可在靶材4的長度方向上移動，能用氧氫火焰3灼燒靶材4上所希望的位置。此外，在腔室5的旁側設定有燃燒器退避區(qū)域11，在取出玻璃多孔體I的過程中或在清掃腔室5的過程中，能使燃燒器2退避至燃燒器退避區(qū)域11。
[0038]在該實施例中，沉積玻璃微粒時，使燃燒器2沿靶材4的長度方向移動的移動軌道12延長至燃燒器退避區(qū)域11。由此，可以使燃燒器2沿移動軌道12退避至燃燒器退避區(qū)域11，也可以使燃燒器2沿移動軌道12返回至腔室5內。
[0039]此外，在燃燒器退避區(qū)域11中，在與燃燒器2正相對的位置上設有排氣管道13(參見圖3)，其具有吸引從燃燒器2排出的吹掃氣體9 (參見圖2)的結構。
[0040]制造玻璃多孔體時，首先，將包含芯部的玻璃棒作為靶材安裝在OVD沉積裝置上。使退避至燃燒器退避區(qū)域的燃燒器移動到腔室內，開始沉積玻璃微粒。使玻璃微粒在靶材上沉積至所希望的厚度，由此可制作玻璃多孔體。
[0041]玻璃多孔體的制造結束后，將氮氣作為吹掃氣體通入燃燒器中，并使燃燒器再次退避至燃燒器退避區(qū)域。在玻璃多孔體附著在靶材上的狀態(tài)下將玻璃多孔體從腔室中取出。通過腔室內的排氣口、吸塵器等除去殘留在腔室內的玻璃微粒后，再在腔室內安裝另一靶材，開始制造玻璃多孔體。
[0042]此外，將前面制作的玻璃多孔體在作為靶材的玻璃棒上燒結，使其透明玻璃化，由此形成以玻璃棒為芯部、以由玻璃多孔體得到的透明玻璃為包層部的光纖母材。
[0043]為了用吹掃氣體去除裝置的銹斑和污垢，在燃燒器退避區(qū)域設置排氣管道之前，曾經(jīng)每3個月進行維修(圖4的比較例)，而通過在燃燒器退避區(qū)域安裝排氣管道，則即使在半年間連續(xù)運行OVD沉積裝置，仍得到了良好的光纖(圖4的實施例)。圖4中用A.U.(“任意單位”之意)表示裝置的連續(xù)運行期間(從左側開始)和氣泡導致的光纖廢棄率的傾向，并進行了對比。
[0044]本發(fā)明不局限于 光纖母材的制造，還能應用于以硅石(SiO2)為主要成分的玻璃制品的制造。硅石玻璃不局限于純SiO2，也可添加Ge02、B203、Al203、F、Ti02等。還可應用于透鏡、棱鏡、光掩模等光學部件、爐管、馬弗爐、坩堝等耐熱部件的制造。
[0045]符號說明:
[0046]1...玻璃多孔體，2…燃燒器，3…火焰，4…靶材，5…腔室，6…排氣口，7…支承部，8…原料配管線，9…吹掃氣體，10…制造裝置，11...燃燒器退避區(qū)域，12…移動軌道，13…管道。
【權利要求】
1.玻璃多孔體的制造裝置，其使在燃燒器火焰中生成的玻璃微粒沉積在收納在腔室內的靶材上，制造玻璃多孔體，其中， 所述燃燒器可退避至設置在所述腔室外的燃燒器退避區(qū)域， 在與退避至所述燃燒器退避區(qū)域的所述燃燒器正相對的位置上具有吸引從所述燃燒器排出的吹掃氣體的管道。
2.根據(jù)權利要求1所述的玻璃多孔體的制造裝置，其特征在于，具有使所述燃燒器沿所述靶材長度方向移動的移動軌道，所述燃燒器可通過所述移動軌道退避至所述燃燒器退避區(qū)域。
3.玻璃多孔體的制造方法，其使用權利要求1或2所述的玻璃多孔體的制造裝置制造玻璃多孔體。
4.根據(jù)權利要求3所述的玻璃多孔體的制造方法，其特征在于，在制造玻璃多孔體的工序之前或之后，具有使所述燃燒器退避至所述燃燒器退避區(qū)域、通過配置在與所述燃燒器正相對的位置上的所述管道吸引從所述燃燒器排出的吹掃氣體的工序。
5.光纖母材的制造方法，其包含用權利要求3所述的玻璃多孔體的制造方法制造玻璃多孔體的工序。
6.光纖母材的制造方法，其包含用權利要求4所述的玻璃多孔體的制造方法制造玻璃多孔體的工序。
【文檔編號】C03C11/00GK103896492SQ201310713452
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權日:2012年12月25日
【發(fā)明者】遠藤祥, 池田正司 申請人:株式會社藤倉