JPH0469571B2 - - Google Patents
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- JPH0469571B2 JPH0469571B2 JP61227945A JP22794586A JPH0469571B2 JP H0469571 B2 JPH0469571 B2 JP H0469571B2 JP 61227945 A JP61227945 A JP 61227945A JP 22794586 A JP22794586 A JP 22794586A JP H0469571 B2 JPH0469571 B2 JP H0469571B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B23/00—Re-forming shaped glass
- C03B23/04—Re-forming tubes or rods
- C03B23/043—Heating devices specially adapted for re-forming tubes or rods in general, e.g. burners
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/018—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
- C03B37/01807—Reactant delivery systems, e.g. reactant deposition burners
- C03B37/01815—Reactant deposition burners or deposition heating means
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03B37/01876—Means for heating tubes or rods during or immediately prior to deposition, e.g. electric resistance heaters
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ガラス管、特に光フアイバ製造のた
めの石英管を加熱する方法と装置に関するもので
ある。
めの石英管を加熱する方法と装置に関するもので
ある。
PS−SE… （特許出願第8403529―４号）に
おいて、光フアイバ製造の際厚肉のガラス管を加
熱するのに使用される方法と装置が開示されてい
る。前記特許出願に開示されているところによれ
ば、ガラス管はマイクロ波エネルギによつて加熱
される。
おいて、光フアイバ製造の際厚肉のガラス管を加
熱するのに使用される方法と装置が開示されてい
る。前記特許出願に開示されているところによれ
ば、ガラス管はマイクロ波エネルギによつて加熱
される。
前記特許出願に開示されている方法の特徴は、
ガラス管が、約1000℃−1500℃の温度まで、好ま
しくは周知のガス炎によつて予熱され、その後マ
イクロ波発生器で発生したマイクロ波エネルギに
よつて加熱されることである。マイクロ波エネル
ギによる加熱は、２つの端部壁面にガラス管を挿
入するための開口部を有するマイクロ波共振器の
中に、該開口部を介してガラス管を共振器の軸方
向に沿つて挿入することによつて行なわれる。共
振器の中には、TE−01nモードによつて、好ま
しくはTE−011モードによつて、１つの接線成分
を含む電界が形成される。この電界は、ガラス管
の表面に沿う方向に電界強度を有しており、共振
器の表面のすぐ近くでは電界強度はゼロである。
ガラス管が、約1000℃−1500℃の温度まで、好ま
しくは周知のガス炎によつて予熱され、その後マ
イクロ波発生器で発生したマイクロ波エネルギに
よつて加熱されることである。マイクロ波エネル
ギによる加熱は、２つの端部壁面にガラス管を挿
入するための開口部を有するマイクロ波共振器の
中に、該開口部を介してガラス管を共振器の軸方
向に沿つて挿入することによつて行なわれる。共
振器の中には、TE−01nモードによつて、好ま
しくはTE−011モードによつて、１つの接線成分
を含む電界が形成される。この電界は、ガラス管
の表面に沿う方向に電界強度を有しており、共振
器の表面のすぐ近くでは電界強度はゼロである。
前記特許出願に開示されている実施例では、マ
イクロ波共振器は円筒形構造を有しており、金属
製である。前記のように、その２つの端部壁面は
開口部を有しており、加熱されるべきガラス管が
これらの開口部を通して軸方向に挿入される。
イクロ波共振器は円筒形構造を有しており、金属
製である。前記のように、その２つの端部壁面は
開口部を有しており、加熱されるべきガラス管が
これらの開口部を通して軸方向に挿入される。
前記スエーデン国特許出願に開示されている共
振器では、ガラス管を高温にするため共振器に大
きなマイクロ波エネルギを供給すると、アーク放
電が起こつてしまうので、共振器に供給できるマ
イクロ波エネルギが制限されるという問題点があ
る。
振器では、ガラス管を高温にするため共振器に大
きなマイクロ波エネルギを供給すると、アーク放
電が起こつてしまうので、共振器に供給できるマ
イクロ波エネルギが制限されるという問題点があ
る。
共振器へ供給されるエネルギに限界が生じるの
は、一つに加熱されたガラス管からの熱放散が大
きいことによるものであり、他の一つには、ガラ
ス管と共振器とが相対的に移動する際ガラス管の
高温部が共振器の一方の端へ移動し、既に加熱さ
れたガラス管を必要以上に加熱するのに電界が用
いられるからである。この場合には、アーク放電
は起きず、共振器の中心部分、すなわち加熱され
るガラス管が位置する部分に十分に大きな電気エ
ネルギを供給することが困難である。
は、一つに加熱されたガラス管からの熱放散が大
きいことによるものであり、他の一つには、ガラ
ス管と共振器とが相対的に移動する際ガラス管の
高温部が共振器の一方の端へ移動し、既に加熱さ
れたガラス管を必要以上に加熱するのに電界が用
いられるからである。この場合には、アーク放電
は起きず、共振器の中心部分、すなわち加熱され
るガラス管が位置する部分に十分に大きな電気エ
ネルギを供給することが困難である。
前記TE−01nモードを用いることによつて、
共振器は比較的大きなＱ値をもつ。アーク放電が
起きないという条件のため供給できる最大エネル
ギに限界があることを考えれば、共振器のＱ値を
小さくすることが好ましい。それは、アーク放電
を起こさせないで、より大きなエネルギを供給で
きるからである。
共振器は比較的大きなＱ値をもつ。アーク放電が
起きないという条件のため供給できる最大エネル
ギに限界があることを考えれば、共振器のＱ値を
小さくすることが好ましい。それは、アーク放電
を起こさせないで、より大きなエネルギを供給で
きるからである。
円筒形共振器を用いた時の前記TE−011モード
は、石英管を収縮温度にまで加熱する際、に非常
に利点のある電界分布を有している。電界は、共
振器の側壁表面のところと共振器の中心軸のとこ
ろで、ゼロである。一方、厚肉のガラス管の側壁
のところで、電界強度が大きい。
は、石英管を収縮温度にまで加熱する際、に非常
に利点のある電界分布を有している。電界は、共
振器の側壁表面のところと共振器の中心軸のとこ
ろで、ゼロである。一方、厚肉のガラス管の側壁
のところで、電界強度が大きい。
光フアイバを製造する際には、沈着工程と焼結
工程が行なわれてから、収縮工程が実行される。
ガラス管の壁面の内側に、純粋な石英SiO2の層
が沈着される。ある層の中には、二酸化ゲルマニ
ウムGeO2がドープ材料として沈着される。この
ことは、GeC4と共に、SiC4と酸素O2がガラ
ス管の中に導入されることによつて実行される。
この場合、ガラス管の内側表面にSiO2とGeO2が
沈着する。この反応を起こさせるために、ガラス
管の内部を約1400℃にまで加熱することが必要で
ある。このことは、通常、ガラス管をその軸のま
わりに回転させながら、炎をガラス管の全長にわ
たつて移動させることによつて実行される。まず
SiC4とO2が導入されて、SiO2が沈着される。
この層は多孔性の層である。この多孔性の層のと
ころを炎が通過すると、この層は焼結して、透明
なSiO2ができる。この沈着が繰り返される。そ
の後で、SiC4にGeC4が混ぜられ、それによ
り正しい屈折率分布がつくられる。この沈着工程
において、通常30層ないし100層がつくられる。
この沈着工程と焼結工程の後、炎の温度が上げら
れて、ガラス管が約2000℃にまで加熱される。こ
の温度では、表面張力のためにガラス管は収縮す
る。炎が数回往復すると、このガラス管は棒状に
なる。この棒状体は中間製品で、この中間製品か
ら光フアイバが作られる。
工程が行なわれてから、収縮工程が実行される。
ガラス管の壁面の内側に、純粋な石英SiO2の層
が沈着される。ある層の中には、二酸化ゲルマニ
ウムGeO2がドープ材料として沈着される。この
ことは、GeC4と共に、SiC4と酸素O2がガラ
ス管の中に導入されることによつて実行される。
この場合、ガラス管の内側表面にSiO2とGeO2が
沈着する。この反応を起こさせるために、ガラス
管の内部を約1400℃にまで加熱することが必要で
ある。このことは、通常、ガラス管をその軸のま
わりに回転させながら、炎をガラス管の全長にわ
たつて移動させることによつて実行される。まず
SiC4とO2が導入されて、SiO2が沈着される。
この層は多孔性の層である。この多孔性の層のと
ころを炎が通過すると、この層は焼結して、透明
なSiO2ができる。この沈着が繰り返される。そ
の後で、SiC4にGeC4が混ぜられ、それによ
り正しい屈折率分布がつくられる。この沈着工程
において、通常30層ないし100層がつくられる。
この沈着工程と焼結工程の後、炎の温度が上げら
れて、ガラス管が約2000℃にまで加熱される。こ
の温度では、表面張力のためにガラス管は収縮す
る。炎が数回往復すると、このガラス管は棒状に
なる。この棒状体は中間製品で、この中間製品か
ら光フアイバが作られる。
沈着工程と焼結工程の際に、ガラス管の管壁の
内側が十分に高い温度であることが必要である。
収縮工程の場合と同じように、これらの工程につ
いても問題点が存在する。すなわち、アーク放電
を起こさないという条件の下では、供給できる最
大エネルギが限定されるということである。
内側が十分に高い温度であることが必要である。
収縮工程の場合と同じように、これらの工程につ
いても問題点が存在する。すなわち、アーク放電
を起こさないという条件の下では、供給できる最
大エネルギが限定されるということである。
本発明はガラス管の管壁の内側を高い温度にす
るという要請を満たし、かつ同時に、本発明によ
る方法と装置により、アーク放電を起さない範囲
内で、TE−011モードで供給できるエネルギより
も大きなエネルギを供給することができる。
るという要請を満たし、かつ同時に、本発明によ
る方法と装置により、アーク放電を起さない範囲
内で、TE−011モードで供給できるエネルギより
も大きなエネルギを供給することができる。
本発明は沈着工程と焼結工程に適用して利点が
えられるだけでなく、下記で説明されるように、
収縮工程においても使用することができる。
えられるだけでなく、下記で説明されるように、
収縮工程においても使用することができる。
したがつて、本発明はガラス管を加熱する方法
に関するものであり、特に、光フアイバを製造す
るために石英管を加熱する方法に関するものであ
る。この方法では、ガラス管は予熱される。この
予熱はガス炎で行なわれることが好ましい。この
予熱の後、ガラス管はマイクロ波発生器によつて
発生したマイクロ波エネルギによつて加熱され
る。このマイクロ波エネルギによる加熱は、ガラ
ス管を挿入するための開口部を端部壁面または端
部表面に有するマイクロ波共振器の中に、ガラス
管を共振器の軸方向に挿入することによつて行な
われる。本発明の特徴は、TM−0n0モードによ
る、好ましくはTM−020モードによる電界を使
用することである。このモードの電界は共振器の
中心軸に沿つて極大値を有し、中心軸の両側で中
心軸から半径方向に有限の位置のところに極小値
を有する。前記極小値の間の電界部分が、前記ガ
ラス管の管壁を加熱するのに用いられる。
に関するものであり、特に、光フアイバを製造す
るために石英管を加熱する方法に関するものであ
る。この方法では、ガラス管は予熱される。この
予熱はガス炎で行なわれることが好ましい。この
予熱の後、ガラス管はマイクロ波発生器によつて
発生したマイクロ波エネルギによつて加熱され
る。このマイクロ波エネルギによる加熱は、ガラ
ス管を挿入するための開口部を端部壁面または端
部表面に有するマイクロ波共振器の中に、ガラス
管を共振器の軸方向に挿入することによつて行な
われる。本発明の特徴は、TM−0n0モードによ
る、好ましくはTM−020モードによる電界を使
用することである。このモードの電界は共振器の
中心軸に沿つて極大値を有し、中心軸の両側で中
心軸から半径方向に有限の位置のところに極小値
を有する。前記極小値の間の電界部分が、前記ガ
ラス管の管壁を加熱するのに用いられる。
以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて詳
細に説明する。
細に説明する。
本発明はガラス管から光フアイバを製造するた
めの方法と装置に関するものである。本発明によ
る方法と装置では、ガラス管は約1000℃から約
1500℃までの温度にまず予熱される。この予熱は
ガス炎によつて行なわれることが好ましい。この
予熱を行なう理由は、ガラスの誘電損失が、室温
から1000℃−1500℃までの間に大幅に増加するか
らである。
めの方法と装置に関するものである。本発明によ
る方法と装置では、ガラス管は約1000℃から約
1500℃までの温度にまず予熱される。この予熱は
ガス炎によつて行なわれることが好ましい。この
予熱を行なう理由は、ガラスの誘電損失が、室温
から1000℃−1500℃までの間に大幅に増加するか
らである。
この温度において、そしてこの温度から、ガラ
ス管はマイクロ波エネルギによつて加熱される。
このマイクロ波エネルギはマイクロ波発生器１で
発生され、このマイクロ波エネルギは導波器２に
よつて金属製のマイクロ波共振器３に送られ、こ
の共振器３の中でガラス管８の加熱が行なわれ
る。マイクロ波共振器３は、端部の壁面６，７ま
たは共振器３の端部表面に、開口部４，５を有し
ている。加熱されるガラス管８が、第５図の点線
で示されているように、これらの開口部４，５を
通して挿入される。加熱工程中共振器３はガラス
管８に沿つてその長さ方向に往復運動を行なう。
ス管はマイクロ波エネルギによつて加熱される。
このマイクロ波エネルギはマイクロ波発生器１で
発生され、このマイクロ波エネルギは導波器２に
よつて金属製のマイクロ波共振器３に送られ、こ
の共振器３の中でガラス管８の加熱が行なわれ
る。マイクロ波共振器３は、端部の壁面６，７ま
たは共振器３の端部表面に、開口部４，５を有し
ている。加熱されるガラス管８が、第５図の点線
で示されているように、これらの開口部４，５を
通して挿入される。加熱工程中共振器３はガラス
管８に沿つてその長さ方向に往復運動を行なう。
本発明によれば、少なくとも１つのマイクロ波
発生器１が、共振器３に導波器２を介して連結さ
れ、共振器３の中にTM−0n0モードによる電界
が作られる。これらのモードの中では、ｎ＝２の
TM−020モードが好ましい。これらのモードで
は共振器３の中心軸９に沿つて電界が最大とな
り、中心軸の両側で中心軸から有限の半径位置の
ところで電界が最小となる。さらに、共振器３が
使用されるときは、前記開口部４，５の中心を通
る軸が共振器３の前記中心軸９と一致するように
される。したがつて、電界が最小である前記位置
の間にある電界部分が、ガラス管８の壁を加熱す
るのに用いられる。共振器３の内部の電界につい
ては、第１図から第４図までの各図面に基づいて
詳しく説明される。
発生器１が、共振器３に導波器２を介して連結さ
れ、共振器３の中にTM−0n0モードによる電界
が作られる。これらのモードの中では、ｎ＝２の
TM−020モードが好ましい。これらのモードで
は共振器３の中心軸９に沿つて電界が最大とな
り、中心軸の両側で中心軸から有限の半径位置の
ところで電界が最小となる。さらに、共振器３が
使用されるときは、前記開口部４，５の中心を通
る軸が共振器３の前記中心軸９と一致するように
される。したがつて、電界が最小である前記位置
の間にある電界部分が、ガラス管８の壁を加熱す
るのに用いられる。共振器３の内部の電界につい
ては、第１図から第４図までの各図面に基づいて
詳しく説明される。
乱れていない円筒形TM−020モードの電界成
分が第１図と第２図に示されている。第２図は第
１図中のＡ−Ａ線に沿つての横断面図である。実
線が電界（Ｅ電界）を示し、点線が磁界（Ｈ磁
界）を示す。バツ印×は紙面に垂直な下向きの電
界や磁界を表し、点印・は紙面に垂直な上向きの
電界や磁界を表す。図を見るとわかるように、電
気力線は共振器３の側面に平行に走つており、端
部壁面または端部表面で終つている。
分が第１図と第２図に示されている。第２図は第
１図中のＡ−Ａ線に沿つての横断面図である。実
線が電界（Ｅ電界）を示し、点線が磁界（Ｈ磁
界）を示す。バツ印×は紙面に垂直な下向きの電
界や磁界を表し、点印・は紙面に垂直な上向きの
電界や磁界を表す。図を見るとわかるように、電
気力線は共振器３の側面に平行に走つており、端
部壁面または端部表面で終つている。
第３図に示されているように、共振器３の中に
石英管（ガラス管）８が挿入されるとき、電界と
磁界の様子は少し変化する。この場合、石英管８
に垂直な電界成分が現われる。乱されていない共
振器３において共振器３の端部表面においてのみ
垂直な方向の成分が現われる。負荷体、すなわち
ガラス管８があると電界の様子は変化するが、そ
の場合でも、本出願とその特許請求の範囲におい
て、前述したモードの表し方が使われる。それ
は、この表示法が電界、磁界の様子を最もよく表
しているからである。これらのモードは円筒形共
振器３に対して定義されたものであるけれども、
共振器３が完全な円筒形でない場合にも同じ表示
法が用いられる。
石英管（ガラス管）８が挿入されるとき、電界と
磁界の様子は少し変化する。この場合、石英管８
に垂直な電界成分が現われる。乱されていない共
振器３において共振器３の端部表面においてのみ
垂直な方向の成分が現われる。負荷体、すなわち
ガラス管８があると電界の様子は変化するが、そ
の場合でも、本出願とその特許請求の範囲におい
て、前述したモードの表し方が使われる。それ
は、この表示法が電界、磁界の様子を最もよく表
しているからである。これらのモードは円筒形共
振器３に対して定義されたものであるけれども、
共振器３が完全な円筒形でない場合にも同じ表示
法が用いられる。
第３図を見るとわかるように、電界はガラス管
８のところに集中する。第４図に電界（Ｅ）の分
布が示されている。第４図の横軸Ｘは、第２図に
示されているように、共振器３の横断面における
１つの直径に沿つての距離を表わしている。第４
図において、前記中心軸９はＣ−Ｃ線として示さ
れており、ガラス管８は点線で示されている。第
４図では、TM−020モードの電界が実線で示さ
れている。第４図において、電界の前記極大位置
が１０で示されており、前記極小位置が１１と１
２で示されている。この極小位置１１，１２の電
界の値はゼロである。TM−020モードの特徴は、
共振器３内に軸対称に配置された電界の強い領域
があることである。添字「ｎ」は、中心軸Ｃ−Ｃ
線から共振器３の側壁表面に向けての半径に沿つ
て配置された、電界の強い領域の数を表してい
る。中央の領域の電界の極大値が最も大きく、外
側の電界の強い領域の極大値はそれよりも常に小
さい。したがつて、本発明はTM−020モードに
限定されるものではない。少なくとも、TM−
010モードや、TM−030モードまたはTM−040
モードを使用することができる。
８のところに集中する。第４図に電界（Ｅ）の分
布が示されている。第４図の横軸Ｘは、第２図に
示されているように、共振器３の横断面における
１つの直径に沿つての距離を表わしている。第４
図において、前記中心軸９はＣ−Ｃ線として示さ
れており、ガラス管８は点線で示されている。第
４図では、TM−020モードの電界が実線で示さ
れている。第４図において、電界の前記極大位置
が１０で示されており、前記極小位置が１１と１
２で示されている。この極小位置１１，１２の電
界の値はゼロである。TM−020モードの特徴は、
共振器３内に軸対称に配置された電界の強い領域
があることである。添字「ｎ」は、中心軸Ｃ−Ｃ
線から共振器３の側壁表面に向けての半径に沿つ
て配置された、電界の強い領域の数を表してい
る。中央の領域の電界の極大値が最も大きく、外
側の電界の強い領域の極大値はそれよりも常に小
さい。したがつて、本発明はTM−020モードに
限定されるものではない。少なくとも、TM−
010モードや、TM−030モードまたはTM−040
モードを使用することができる。
第４図を見るとわかるように、TM−020モー
ドでは、ガラス管８のところに電界のエネルギの
強い領域がある。電界強度はガラス管８の内側１
３から外側１４に向けて小さくなつており、そし
てガラス管の外側では電界強度は急速に小さくな
つて前記極小位置１１，１２に達する。
ドでは、ガラス管８のところに電界のエネルギの
強い領域がある。電界強度はガラス管８の内側１
３から外側１４に向けて小さくなつており、そし
てガラス管の外側では電界強度は急速に小さくな
つて前記極小位置１１，１２に達する。
したがつて、加熱されるガラス管８に対して共
振器３を適切に選べば、ガラス管８の外側の電界
強度に比べて、ガラス管８の内側の電界強度を非
常に大きくすることができる。このことは、前記
沈着工程中と焼結工程中のそれぞれにおいて、特
に利点が得られる。これらの工程中には、ガラス
管８の内側表面だけが、例えば1400℃−1500℃と
いう高い温度にあることが必要である。電界がガ
ラス管８の内側表面で大きく、ガラス管８のその
他の管壁部分で小さいので、ガラス管８の内側表
面が集中的に加熱される。このために、共振器３
に供給されるエネルギは、沈着工程と焼結工程の
それぞれにおいて、例えばTE−011モードが用い
られる場合に比べて、それ程大きくなくてもよ
い。第４図において、TE−011モードのときの電
界分布が点線で示されている。第４図を見るとわ
かるように、TE−011モードでは、ガラス管８の
内側よりも外側の方が強く加熱される。
振器３を適切に選べば、ガラス管８の外側の電界
強度に比べて、ガラス管８の内側の電界強度を非
常に大きくすることができる。このことは、前記
沈着工程中と焼結工程中のそれぞれにおいて、特
に利点が得られる。これらの工程中には、ガラス
管８の内側表面だけが、例えば1400℃−1500℃と
いう高い温度にあることが必要である。電界がガ
ラス管８の内側表面で大きく、ガラス管８のその
他の管壁部分で小さいので、ガラス管８の内側表
面が集中的に加熱される。このために、共振器３
に供給されるエネルギは、沈着工程と焼結工程の
それぞれにおいて、例えばTE−011モードが用い
られる場合に比べて、それ程大きくなくてもよ
い。第４図において、TE−011モードのときの電
界分布が点線で示されている。第４図を見るとわ
かるように、TE−011モードでは、ガラス管８の
内側よりも外側の方が強く加熱される。
沈着工程と焼結工程とのそれぞれにおいて、
TE−011モードを使用する場合に比べてTM−
020モードを使用する場合、より小さなエネルギ
で十分であるということは、アーク放電が起こる
危険が大幅に減るという重要な利点が得られるこ
とを意味する。
TE−011モードを使用する場合に比べてTM−
020モードを使用する場合、より小さなエネルギ
で十分であるということは、アーク放電が起こる
危険が大幅に減るという重要な利点が得られるこ
とを意味する。
TE−011モードを使用する場合に比べて、TE
−020モードを使用する場合には、ガラス管のと
ころに、より多くの電界のエネルギが蓄えられ、
かつ、ガラス管の外側表面のところで電界強度が
より早く減少する。TM−020モードの場合によ
り多くの電界エネルギが蓄えられることはまた、
TM−020モードの場合の共振器の負荷がより大
きいことを意味する、すなわち、より小さなＱ値
が得られることを意味する。Ｑ値が小さいので、
アーク放電を起こさない範囲内で強い電界を加え
ても、損失因子tanδは変わらない。したがつて、
TE−011モードを使用した場合程、ガラス管８を
高い温度に予熱しなくてもよいという利点が得ら
れる。さらに、TM−020モードを使用した場合
には、より大きなエネルギを加えることが許され
るので、ガラス管８の到達温度をより高くするこ
とができる。
−020モードを使用する場合には、ガラス管のと
ころに、より多くの電界のエネルギが蓄えられ、
かつ、ガラス管の外側表面のところで電界強度が
より早く減少する。TM−020モードの場合によ
り多くの電界エネルギが蓄えられることはまた、
TM−020モードの場合の共振器の負荷がより大
きいことを意味する、すなわち、より小さなＱ値
が得られることを意味する。Ｑ値が小さいので、
アーク放電を起こさない範囲内で強い電界を加え
ても、損失因子tanδは変わらない。したがつて、
TE−011モードを使用した場合程、ガラス管８を
高い温度に予熱しなくてもよいという利点が得ら
れる。さらに、TM−020モードを使用した場合
には、より大きなエネルギを加えることが許され
るので、ガラス管８の到達温度をより高くするこ
とができる。
したがつて、ガラス管の内側が主として加熱さ
れる場合、特に沈着工程と焼結工程のそれぞれに
おいて、TM−020モードが非常に優れているこ
とがよくわかる。けれども、ガラス管の肉厚、直
径、衣料の品質に応じて、熱的歪みによるひび割
れがガラス管に入らない程度に、ガラス管の壁面
を加熱しなくてはならない場合もある。
れる場合、特に沈着工程と焼結工程のそれぞれに
おいて、TM−020モードが非常に優れているこ
とがよくわかる。けれども、ガラス管の肉厚、直
径、衣料の品質に応じて、熱的歪みによるひび割
れがガラス管に入らない程度に、ガラス管の壁面
を加熱しなくてはならない場合もある。
しかし、TM−020モードの電界強度はガラス
管の外側表面に向つて急速に小さくなるので、ガ
ラス管を収縮温度まで加熱するのが難しく、これ
は１つの問題点である。けれども、ガラス管の外
側からの放射損失は、共振器の内側を高反射率を
もつように設計することにより、また共振器をほ
ぼ球形にしてこの反射をガラス管に集中させるこ
とによつて、一定限度内に抑えることができる。
管の外側表面に向つて急速に小さくなるので、ガ
ラス管を収縮温度まで加熱するのが難しく、これ
は１つの問題点である。けれども、ガラス管の外
側からの放射損失は、共振器の内側を高反射率を
もつように設計することにより、また共振器をほ
ぼ球形にしてこの反射をガラス管に集中させるこ
とによつて、一定限度内に抑えることができる。
けれども、本発明の１つの好ましい実施例で
は、共振器の中に付加的な電界が供給される。こ
の付加される電界はTE−01nモードによる電界
であり、特にTE−011モードによる電界であるこ
とが好ましい。この付加される電界は付加的なマ
イクロ波発生器１５によつて得られる。この付加
的マイクロ波発生器１５は、導波器１６によつて
共振器３に連結されており、共振器３の中にTE
−01nモードを、好ましくはTE−011モードを発
生させる。このようにして、共振器３の中にTE
−011モードとTM−020モードとが、または、よ
り一般的な場合には、TE−01nモードとTM−
0n0モードとが互いに重畳されて現われ、かつ、
互いに独立に現われる。
は、共振器の中に付加的な電界が供給される。こ
の付加される電界はTE−01nモードによる電界
であり、特にTE−011モードによる電界であるこ
とが好ましい。この付加される電界は付加的なマ
イクロ波発生器１５によつて得られる。この付加
的マイクロ波発生器１５は、導波器１６によつて
共振器３に連結されており、共振器３の中にTE
−01nモードを、好ましくはTE−011モードを発
生させる。このようにして、共振器３の中にTE
−011モードとTM−020モードとが、または、よ
り一般的な場合には、TE−01nモードとTM−
0n0モードとが互いに重畳されて現われ、かつ、
互いに独立に現われる。
このようにして、ただ１つのモードだけを使用
する場合に比べて、共振器３の中に大幅に大きな
エネルギを供給することができる。より大きなエ
ネルギが供給できる他に、非常に重要な利点が得
られる。それは、第４図を見るとわかるように、
ガラス管８の管壁の半径方向の領域において、合
成電界の強度がより均一に分布するようになるこ
とである。ここで、合成電界とは第４図に示され
た２つの電界の和の電界のことである。
する場合に比べて、共振器３の中に大幅に大きな
エネルギを供給することができる。より大きなエ
ネルギが供給できる他に、非常に重要な利点が得
られる。それは、第４図を見るとわかるように、
ガラス管８の管壁の半径方向の領域において、合
成電界の強度がより均一に分布するようになるこ
とである。ここで、合成電界とは第４図に示され
た２つの電界の和の電界のことである。
本発明の１つの好ましい実施例では、少なくと
も収縮工程中において、この２つのモードが使用
される。それは、収縮工程では、大きなエネルギ
を供給することができ、かつ、ガラス管の横断面
にわたつて温度を均一にすることが好都合である
からである。
も収縮工程中において、この２つのモードが使用
される。それは、収縮工程では、大きなエネルギ
を供給することができ、かつ、ガラス管の横断面
にわたつて温度を均一にすることが好都合である
からである。
したがつて、１つの具体的な方法として、沈着
工程と焼結工程とにおいて、少なくともTM−
020モードが使用され、そして収縮工程ではTM
−020モードとTE−011モードの２つが使用され
る。
工程と焼結工程とにおいて、少なくともTM−
020モードが使用され、そして収縮工程ではTM
−020モードとTE−011モードの２つが使用され
る。
このために、従来の形式の適当な制御装置１７
が用いられる。この制御装置１７は、導線１８，
１９を通して、２つのマイクロ波発生器１，１５
のそれぞれに接続することおよび接続しないこと
とが可能である。
が用いられる。この制御装置１７は、導線１８，
１９を通して、２つのマイクロ波発生器１，１５
のそれぞれに接続することおよび接続しないこと
とが可能である。
円筒形共振器３の断面における電界の分布が第
４図に示されている。けれども、前記のように、
共振器３の形状は完全な円筒形でないことも可能
である。しかし、本発明の１つの実施例では、前
記中心軸９に対して軸対称な共振器が用いられて
いる。この共振器は事実上円筒形であることが好
ましい。
４図に示されている。けれども、前記のように、
共振器３の形状は完全な円筒形でないことも可能
である。しかし、本発明の１つの実施例では、前
記中心軸９に対して軸対称な共振器が用いられて
いる。この共振器は事実上円筒形であることが好
ましい。
本発明は例示された前記形状の共振器３に限定
されるものではないし、また前記マイクロ波発生
器１，１５との接続も前記方式に限定されるもの
ではない。本発明は、特許請求の範囲内におい
て、いろいろと変更して実施することが可能であ
る。
されるものではないし、また前記マイクロ波発生
器１，１５との接続も前記方式に限定されるもの
ではない。本発明は、特許請求の範囲内におい
て、いろいろと変更して実施することが可能であ
る。
以上の説明で明らかなように、本発明によれ
ば、マイクロ波エネルギを用いて、マイクロ波共
振器の中で、アーク放電を起こすことなく、ガラ
ス管を十分に高温度にできる強いマイクロ波エネ
ルギを加えることができる。本発明による方法と
装置は、例えば、光フアイバを製造するための厚
肉の石英ガラス管の加熱に応用することができる
が、共振器内の電界モードを適切に選定すること
により、ガラス管の管壁の内側部分という、加熱
が要求される部分の電界を強くすることができ、
したがつて、共振器内でアーク放電が起こらない
範囲内で、ガラス管を十分高温に加熱することが
できる。
ば、マイクロ波エネルギを用いて、マイクロ波共
振器の中で、アーク放電を起こすことなく、ガラ
ス管を十分に高温度にできる強いマイクロ波エネ
ルギを加えることができる。本発明による方法と
装置は、例えば、光フアイバを製造するための厚
肉の石英ガラス管の加熱に応用することができる
が、共振器内の電界モードを適切に選定すること
により、ガラス管の管壁の内側部分という、加熱
が要求される部分の電界を強くすることができ、
したがつて、共振器内でアーク放電が起こらない
範囲内で、ガラス管を十分高温に加熱することが
できる。
第１図は無負荷状態での円筒形共振器の円筒軸
を含む横断面における電気力線と磁力線の図、第
２図は円筒軸に垂直な断面における第１図に対応
する電気力線と磁力線の図、第３図は共振器の中
に負荷が挿入された後での第１図と同じ横断面に
おける電気力線と磁力線の図、第４図は共振器内
に負荷が挿入された時２つの異なる電界モードに
よる直径方向の電界分布を示した図、第５図は共
振器とこの共振器およびマイクロ波源の連結とを
示した概要図である。 符号の説明、１，１５……マイクロ波発生器、
３……マイクロ波共振器、６，７……端部壁面、
８……ガラス管、９……共振器の中心軸、１０…
…電界の極大位置、１１，１２……電界の極小位
置、２，１６……導波器、１７……制御装置、
４，５……開口部。
を含む横断面における電気力線と磁力線の図、第
２図は円筒軸に垂直な断面における第１図に対応
する電気力線と磁力線の図、第３図は共振器の中
に負荷が挿入された後での第１図と同じ横断面に
おける電気力線と磁力線の図、第４図は共振器内
に負荷が挿入された時２つの異なる電界モードに
よる直径方向の電界分布を示した図、第５図は共
振器とこの共振器およびマイクロ波源の連結とを
示した概要図である。 符号の説明、１，１５……マイクロ波発生器、
３……マイクロ波共振器、６，７……端部壁面、
８……ガラス管、９……共振器の中心軸、１０…
…電界の極大位置、１１，１２……電界の極小位
置、２，１６……導波器、１７……制御装置、
４，５……開口部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ガラス管、特に光フアイバを製造するための
石英管を予熱し、好ましくはガス炎によつて前記
予熱を行ない、その後前記ガラス管がマイクロ波
発生器１で発生したマイクロ波エネルギによつて
加熱され、その際端部壁面６，７または端部表面
に前記ガラス管を挿入するための開口部を有する
マイクロ波共振器３の中へ前記ガラス管を軸方向
に挿入することによつて前記ガラス管を加熱する
方法であつて、TM−0n0モード、による、好ま
しくはTM−020モードによる少なくとも１つの
電界が前記共振器内に発生され、前記モードの電
界は前記共振器中心軸９に沿つて極大値１０を有
しかつ前記中心軸９の両側にあつて前記中心軸９
から半径方向に有限の位置に極小値１１，１２を
有し、および前記極小値１１，１２の間にある電
界部分が前記ガラス管８の管壁を加熱するのに使
用される、前記モードの電界を前記共振器内に発
生することを特徴とするガラス管の加熱方法。 ２ 特許請求の範囲第１項において、付加される
電界が第２のマイクロ波発生器１５で発生され、
前記付加される電界がTE−01nモードによる、
好ましくはTE−011モードによる電界であり、か
つ前記付加される電界が前記TM−0n0モードに
よる電界に重畳される、前記付加される電界を前
記第２マイクロ波発生器１５によつて発生するこ
とを特徴とするガラス管の加熱方法。 ３ 特許請求の範囲第２項において、前記ガラス
管の内側に異つた材料の層がつくられる沈着工程
と焼結工程のそれぞれの際に少なくとも前記第１
マイクロ波発生器１が前記電界を発生すること
と、前記ガラス管を棒状に収縮させるためのその
後の収縮工程の際に前記２つのマイクロ波発生器
１，１５がそれぞれTM−0n0モードおよびTE−
01nモードによる電界を発生することとを特徴と
するガラス管の加熱方法。 ４ 特許請求の範囲第１項、第２項または第３項
において、前記開口部４，５の中心を通る軸９に
対して軸対称である金属製のマイクロ波共振器３
が使用されることを特徴とするガラス管の加熱方
法。 ５ ガラス管、特に光フアイバを製造するための
石英管を予熱するための、好ましくはガス炎によ
つて前記予熱を行なうための装置と、前記ガラス
管を通すための開口部を端部壁面または端部表面
に有するマイクロ波共振器に連結されたマイクロ
波発生器とを有するガラス管の加熱装置であつ
て、少なくとも１つのマイクロ波発生器１が導波
器２を介して前記共振器３に連結されて前記共振
器３内にTM−0n0モードによる、好ましくは
TM−020モードによる少なくとも１つの電界を
生じ、前記モードの電界は前記共振器３の中心軸
９に沿つて極大値１０を有しかつ前記中心軸９の
両側にあつて前記中心軸９から半径方向に有限の
位置に極小値１１，１２を有することと、前記開
口部４，５の中心を通る軸が前記中心軸９と一致
することとを特徴とするガラス管の加熱装置。 ６ 特許請求の範囲第５項において、付加された
第２マイクロ波発生器１５が前記共振器３に連結
されて前記共振器３内にTE−01nモードによる、
好ましくはTE−011モードによる電界を発生さ
せ、前記電界が前記TM−0n0モードによる電界
に重畳されることを特徴とするガラス管の加熱装
置。 ７ 特許請求の範囲第６項において、前記２つの
マイクロ波発生器１，１５のそれぞれに制御装置
１７を接続することと接続しないこととが可能で
あることを特徴とするガラス管の加熱装置。 ８ 特許請求の範囲第５項、第６項または第７項
において、前記マイクロ波共振器３が金属製であ
り、かつ前記中心軸９に対して軸対称の形を有す
ることを特徴とするガラス管の加熱装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE8504498A SE448297B (sv) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | Forfarande och anordning for uppvermning av glasror |
| SE8504498-0 | 1985-09-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62113732A JPS62113732A (ja) | 1987-05-25 |
| JPH0469571B2 true JPH0469571B2 (ja) | 1992-11-06 |
Family
ID=20361555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61227945A Granted JPS62113732A (ja) | 1985-09-27 | 1986-09-26 | ガラス管の加熱方法および加熱装置 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4760230A (ja) |
| EP (1) | EP0216739B1 (ja) |
| JP (1) | JPS62113732A (ja) |
| AT (1) | ATE59625T1 (ja) |
| AU (1) | AU589451B2 (ja) |
| DE (1) | DE3676405D1 (ja) |
| DK (1) | DK461986A (ja) |
| FI (1) | FI80558C (ja) |
| SE (1) | SE448297B (ja) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| ES2018519B3 (es) * | 1986-08-29 | 1991-04-16 | American Telephone & Telegraph Company | Metodo de recubrimiento de hollin de una preforma optica. |
| DE3632684A1 (de) * | 1986-09-26 | 1988-03-31 | Philips Patentverwaltung | Verfahren und vorrichtung zum innenbeschichten von rohren |
| US6121595A (en) * | 1997-01-06 | 2000-09-19 | International Business Machines Corporation | Applicator to provide uniform electric and magnetic fields over a large area and for continuous processing |
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| US5834744A (en) * | 1997-09-08 | 1998-11-10 | The Rubbright Group | Tubular microwave applicator |
| US6104018A (en) * | 1999-06-18 | 2000-08-15 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Uniform bulk material processing using multimode microwave radiation |
| US6259077B1 (en) | 1999-07-12 | 2001-07-10 | Industrial Microwave Systems, Inc. | Method and apparatus for electromagnetic exposure of planar or other materials |
| US6246037B1 (en) | 1999-08-11 | 2001-06-12 | Industrial Microwave Systems, Inc. | Method and apparatus for electromagnetic exposure of planar or other materials |
| MXPA02005638A (es) | 1999-12-07 | 2002-09-02 | Ind Microwave Systems Inc | Un reactor cilindrico con una region focal extendida. |
| EP1361437A1 (en) * | 2002-05-07 | 2003-11-12 | Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) | A novel biological cancer marker and methods for determining the cancerous or non-cancerous phenotype of cells |
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| US7445817B2 (en) | 2002-05-08 | 2008-11-04 | Btu International Inc. | Plasma-assisted formation of carbon structures |
| US7465362B2 (en) | 2002-05-08 | 2008-12-16 | Btu International, Inc. | Plasma-assisted nitrogen surface-treatment |
| US7560657B2 (en) | 2002-05-08 | 2009-07-14 | Btu International Inc. | Plasma-assisted processing in a manufacturing line |
| WO2003096749A1 (en) | 2002-05-08 | 2003-11-20 | Dana Corporation | Plasma-assisted heat treatment |
| US7497922B2 (en) | 2002-05-08 | 2009-03-03 | Btu International, Inc. | Plasma-assisted gas production |
| US7638727B2 (en) | 2002-05-08 | 2009-12-29 | Btu International Inc. | Plasma-assisted heat treatment |
| US7189940B2 (en) | 2002-12-04 | 2007-03-13 | Btu International Inc. | Plasma-assisted melting |
| EP4603462A4 (en) | 2022-10-12 | 2026-01-28 | Sumitomo Electric Industries | METHOD FOR MANUFACTURING SILICA GLASS BODIES AND HEATING DEVICE |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3465114A (en) * | 1966-09-19 | 1969-09-02 | Canadian Patents Dev | Method and apparatus for dielectric heating |
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