JPH06241669A - 加熱炉 - Google Patents

加熱炉

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JPH06241669A
JPH06241669A JP4589693A JP4589693A JPH06241669A JP H06241669 A JPH06241669 A JP H06241669A JP 4589693 A JP4589693 A JP 4589693A JP 4589693 A JP4589693 A JP 4589693A JP H06241669 A JPH06241669 A JP H06241669A
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良三 山内
Minoru Sawada
稔 澤田
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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    • C03B2205/60Optical fibre draw furnaces
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、炉心管の周回方向において温度の
均一化を図った、光ファイバ製造用として使用して有用
な加熱炉を提供せんとするものである。 【構成】 本発明は、炉心管11の外周に同心状に円筒
型の発熱体14を配置した多重円筒構造をなす加熱炉で
あって、前記炉心管11の肉厚を当該炉心管の高温度領
域11cで厚くすると共に、上下の部分11d、11e
を薄くした加熱炉にあり、高温度領域11cの肉厚部分
の蓄熱作用と良好な熱伝導作用により、炉心管内の均一
な加熱が確保できると共に、薄くした炉心管の肉薄部分
により、熱の伝導散逸が効果的に防止された炉心管の支
持と炉心管の上下方向における理想的な温度分布が得ら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、炉心管の周回方向(全
周方向)において温度の均一化を図った、光ファイバ製
造などに用いて有用な加熱炉に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光ファイバの製造にあたっては、種々の
段階において、例えばガラス微粒子堆積体(スート)を
焼結して透明化したり、透明化された太径のガラス棒
(プリフォーム)を延伸して細径化したり、あるいはフ
ァイバ母材を線引きしてファイバ化したりする際に、炉
心管(マッフル)の外周に同心状に円筒型の発熱体を配
置した多重円筒構造の加熱炉を用いて、所望の加熱を行
っている。
【0003】このような従来構造の加熱炉を示すと、図
4〜図5の如くである。この加熱炉では、炉心管1は上
下の全長にわたってほぼ同一の肉厚からなり、その上下
の端面1a,1bにおいて支持部材2,3で支持され、
この炉心管1の外周に位置する円筒型の発熱体4にあっ
ては、例えばその2箇所に通電用の電極5,6が設けて
ある。そして、加熱時には、電極5,6に通電して、発
熱体4からの熱が、炉心管1を介して、当該炉心管1の
内部に供給(挿入)された上記種々の被加熱体の外周に
達して、当該被加熱体の全周を均一に加熱するようにな
っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来構
造の加熱炉においては、光ファイバなどの最終製品を得
た場合、所期の品質が得られないことが多々あった。そ
こで、本発明者等が、この点に関して鋭意検討したとこ
ろ、次のような結論を得た。
【0005】つまり、上記加熱炉の場合、被加熱体は、
その周回方向において均一に加熱されるべきであるにも
かかわらず、実際には、均一に加熱されず、加熱後の成
形体の断面形状が、この加熱の不均一化によって、真円
ではなく、非円形化して、製品の品質低下を招いている
ことを突き止めた。
【0006】例えば、単一モード光ファイバの場合、コ
アやクラッドが非円形化によって、断面形状が楕円化し
ていると、本来縮退しているべき2つの直交偏波モード
の縮退が解けて別々のモードとして振る舞うようにな
り、(1)伝搬定数の偏波依存性が生じ、この光ファイ
バを使用して、光ファイバ型部品を製造しても、偏波無
依存性を維持できないということが起こり、(2)ま
た、2つのモード間の伝搬速度が異なり、この光ファイ
バに光パルスを入射すると、光パルスに波形歪みが生じ
る、などの影響が見られた。
【0007】このような加熱不均一化の原因について、
より具体的に追求したところ、上記従来構造の加熱炉の
場合、発熱体4の電極5,6部分の近傍が熱的に他の部
分と異質となり易く、結果として、温度分布が周回方向
で不均一になり易いことが判った。特に、電極5,6部
分に冷却媒体などを供給して当該電極5,6の温度上昇
を抑える構造の加熱炉では、この傾向が顕著に現れる。
【0008】このような加熱温度の不均一化を、上記従
来構造の加熱炉において、実際に測定したところ、図6
の如くであった。つまり、炉心管1内の加熱処理領域で
ある高温度領域部分での周回方向の温度分布を実測する
と、図示のような楕円形状の実測温度分布ラインLt1
得られ、電極が位置する側(図中左右の両側)では温度
が低く、1600℃ラインLt2と1650℃ラインLt3
のほぼ中間ほどまで温度低下があるのに対して、電極の
ない側(図中上下の両側)では温度が高く、1700℃
ラインLt4と1650℃ラインLt3のほぼ中間ほどの温
度が維持され、電極の影響により、約50℃程度もの温
度差が生じていることが判る。
【0009】本発明は、このような従来の実情に鑑みて
なされたもので、炉心管の肉厚形状などを変えることに
より、炉心管の周回方向において温度の均一化を図った
加熱炉を提供せんとするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】かゝる本発明は、炉心管
の外周に同心状に円筒型の発熱体を配置した多重円筒構
造をなす加熱炉であって、前記炉心管の肉厚を当該炉心
管の高温度領域で厚くすると共に、少なくともその一端
側を薄くした加熱炉にある。
【0011】
【作用】炉心管の高温度領域部分を肉厚にしてあるた
め、当該肉厚部分の蓄熱作用と良好な熱伝導作用によ
り、炉心管内の均一な加熱が確保できると共に、薄くし
た炉心管の肉薄部分で当該炉心管を支持することによ
り、熱の伝導散逸を効果的に防止することができる。ま
た、この部分の存在により、炉心管の上下方向における
理想的な温度分布が得られる。
【0012】
【実施例】図1は、本発明に係る光ファイバ製造用の加
熱炉の一実施例を示したものである。同図において、1
1は炉心管、12,13は炉心管11の上下の端面1
a,1bに当接して当該炉心管11を支持するための支
持部材、14は炉心管11の外周に位置する円筒型の発
熱体、15,16は発熱体14の2箇所に設置された通
電用の電極であって、基本的な構造は、上述した図4の
加熱炉とほぼ同様であるが、当該図1のように、炉心管
11において、光ファイバ母材などの被加熱体を加熱す
る際の本来の加熱温度が維持される領域(加熱処理領
域)である高温度領域11cの部分は肉厚に形成し、こ
の上下の両端部分11d,11eは薄めに形成してあ
る。
【0013】上記炉心管11は、カーボンなどで形成
し、肉厚を厚くした部位である高温度領域11cの具体
的な厚さは、炉心管11の外径の10%以上、好ましく
は20%以上とするとよい。この値は、例えば図2に示
したグラフから求められる。つまり、外径が72mm程
度の炉心管11において、当該炉心管11の内径を変え
ることにより、高温度領域11cの肉厚を横軸のように
変えたところ(5〜20mmまで)、炉心管11内の周
回方向における温度差は、縦軸の如くで、高温度領域1
1cの肉厚が炉心管11の外径のほぼ10%(約7m
m)程度の厚さの部分から次第に小さくなり、20%
(約15mm)程度の厚さの部分において相当小さくな
ることが判るからである。
【0014】このような温度差の小さくなる理由として
は、高温度領域11cの肉厚が厚いと、当該肉厚部分の
蓄熱量が増して、発熱体14側の多少の熱変動(当該発
熱体14自体もカーボンなど成形した場合、その円筒型
の厚さなどを上下や周回方向において均一に製造するこ
とが難しく、多少の熱変動は避けられない。)に影響さ
れ難くなると同時に、発熱体14からの熱が効果的に取
り込まれ、その際、電極15,16側の温度が若干低
く、不均一に加熱されても、電極のない高温部分から取
り込まれた熱が素材中の良好な熱伝導を通じて電極側に
対応する温度の低い部分にスムーズに回り込れるため、
炉心管11内の周回方向において、より一層の均一な加
熱が確保されるようになるからと、考えられる。
【0015】また、炉心管11の上下の両端薄肉部分1
1d,11eの厚さは、基本的には、当該炉心管11が
保持できる強度の厚さであればよく、1.5〜3mm程
度が望ましい。この部分を薄くすると、その端面11
a,11bで炉心管11を支持した場合、接触面積が小
さくて済み、支持部材12,13を通じての熱の伝導散
逸(逃げ)が効果的に防止できるようになる。また、こ
の薄肉部分11d,11eの存在により、熱の不要な部
分では熱量を少なく、上記したように本来の加熱処理を
行う部分である高温度領域11cにより多くの熱を蓄熱
させるという上下方向の理想的な炉心管温度分布も得ら
れる。
【0016】因に、上記図1の如き構造の加熱炉であっ
て、各部の寸法が、発熱体内径80mm、発熱体長さ
(高さ)90mm、炉心管外径72mm、炉心管の高温
度領域肉厚15mm(当該高温度領域部分の炉心管内径
57mm=72mm−15mm)であるものを用いて、
光ファイバ母材を加熱して線引きしたところ、母材外径
の非円形化が2%程度であっものが、0.3%程度以下
まで低減した光ファイバを得ることができた。
【0017】図3は、本発明に係る光ファイバ製造用の
加熱炉の他の実施例になる、炉心管を示したもので、こ
の炉心管11′では、高温度領域11′cの部分と、こ
の上下の薄肉部分11′d,11′eをそれぞれ別体と
して形成して組み付けたもので、図1の場合と全く同様
の作用、効果が得られる。
【0018】なお、上記各実施例では、炉心管11、1
1′の上下部分に薄肉部分11d,11e,11′d,
11′eを設けた構成であったが、炉心管11、11′
自体を下端のみで支持する場合や上端のみで吊設する場
合には、一方のみに薄肉部分を設ける構成とすることも
可能である。また、支持部材12,13との接触にあっ
ても、端面の全周面で接する他、部分的に接するように
してもよい。さらには、外周から管側面になるべく接触
面積の少ない、点や線状に接触させて支持するようにし
てもよい。
【0019】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
係る加熱炉によると、炉心管の外周に同心状に円筒型の
発熱体を配置した多重円筒構造をなす加熱炉であって、
前記炉心管の肉厚を当該炉心管の高温度領域で厚くする
と共に、少なくともその一端側を薄くしてあるため、こ
の高温度領域の肉厚部分の蓄熱作用と良好な熱伝導作用
により、炉心管内の均一な加熱が確保できると共に、薄
くした炉心管の一端により、熱の伝導散逸を効果的に防
止した炉心管自体の支持と炉心管の上下方向(軸方向)
における理想的な温度分布を得ることができる。
【0020】このような加熱炉の提供によって、光ファ
イバ製造時などにおける透明化や延伸、線引きにおい
て、高精度での加熱処理が可能となり、所期の品質特性
をもった最終製品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る加熱炉の一実施例を示した概略縦
断面図である。
【図2】本発明に係る加熱炉の炉心管における、高温度
領域部分の肉厚の厚さと炉心管内の周回方向における温
度差との関係を示したグラフである。
【図3】本発明に係る加熱炉の別の実施例になる炉心管
を示した縦断面図である。
【図4】従来の加熱炉を示した概略縦断面図である。
【図5】図4のV−V線になる横断面図である。
【図6】従来の加熱炉における炉心管内の実測温度分布
ラインを示した説明図である。
【符号の説明】
11,11′ 炉心管 11a,11′a 端面 11b,11′b 端面 11c,11′c 肉厚を厚くした部位(高温度
領域) 11d,11′d 肉薄部分 11e,11′e 肉薄部分 12 支持部材 13 支持部材 14 発熱体 15 電極 16 電極

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炉心管の外周に同心状に円筒型の発熱体
    を配置した多重円筒構造をなす加熱炉であって、前記炉
    心管の肉厚を当該炉心管の高温度領域で厚くすると共
    に、少なくともその一端側を薄くしたことを特徴とする
    加熱炉。
  2. 【請求項2】 前記炉心管の肉厚を厚くした高温度領域
    の厚さを当該炉心管外径の10%以上としたことを特徴
    とする請求項1記載の加熱炉。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999065834A1 (de) * 1998-06-13 1999-12-23 Alcatel Vorrichtung und verfahren zum ziehen einer optischen faser aus einer vorform
JP2006056755A (ja) * 2004-08-23 2006-03-02 Furukawa Electric Co Ltd:The 光ファイバ母材の製造方法
JP2017154946A (ja) * 2016-03-03 2017-09-07 信越化学工業株式会社 熱処理装置
JP2022187545A (ja) * 2021-06-08 2022-12-20 株式会社フジクラ ガラス母材の製造装置、およびガラス母材の製造方法

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