JPH0745543Y2 - 焼結炉のシ−ル構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は焼結炉のシール構造、より詳細には光ファイバ
ー母材の焼結炉における炉心管上部のシール構造に関す
る。

（従来の技術） VAD法による光ファイバー母材スート（SiO₂とGeO₂（ド
ーパント原料）等の多孔質ガラス微粒体）は、抵抗加熱
炉又は高周波加熱炉によって透明ガラス化されている。

この透明ガラス化工程においては、石英の炉心管を採用
し、雰囲気ガスとして不活性ガス（He等）及び脱水剤
（Cl₂等）を用いている。

この透明ガラス化工程における従来の装置を示す第７図
において、１は石英ガラス製の種棒であり、透明ガラス
化工程の前工程において光ファイバー母材スート２がそ
の先端部に形成される。この種棒１の上端部はチャック
機構３により挾持されており、このチャック機構３によ
り回転させられるとともに、スライド機構（図示せず）
により上下動されられるようになっている。５は光ファ
イバー母材スート２の焼結が行われる石英炉心管であ
り、その上部には分割蓋８が載せ置かれるフランジ部６
が形成されている。分割蓋８には種棒１を挿通させるた
めの透孔９が形成されるとともに、分割面10においてお
互いに当接させられている（第８図）。12は石英炉心管
５を支持するための支持台であり、この支持台12の上面
には排気筒13が載置され、排気筒13の排気ポート14から
雰囲気ガスが排出され、スクラバー（図示せず）等の排
気ガス処理設備に導かれている。雰囲気ガスは石英炉心
管５の下部より供給され、石英炉心管５内を上昇し、種
棒１と透孔９の隙間を通って排気筒13内に導かれてい
る。

光ファイバー母材スート２はSiCl₄、GeCl₄、O₂、H₂をガ
ラス原料、ガス及び燃焼ガスとして気相反応により形成
されているが、焼結前にあっては多孔質不透明なもので
あって、かなりの水分を含んでいる。

この透明ガラス化工程において、多孔質がガラス化され
るとともに脱水剤（Cl₂等）により水分が除去され透明
化が進むようになっている。

（従来技術の問題点） 上記した脱水剤（Cl₂等）による水分除去は、Cl₂の分圧
が高いほうが効果が大きく、従って製造される光ファイ
バーの透明度を高め光ロスを少なくする為には、種棒１
と透孔９の隙間を極力小さくして、石英炉心管５内のCl
₂の分圧をできるけ高めてやるほうがよい。

ところが分割蓋８は耐熱性、耐食性を考慮し、石英ガラ
スにより製作されており、種棒１の外径に透孔９の径を
精度良く近付けることは困難であったし、分割面10にお
ける密接度の確保も困難であった。換言すればCl₂の分
圧を高め、有効にCl₂による脱水効果を大きくし、光フ
ァイバーの透明度を高めることが困難であった。

又光ファイバー母材スート２の挿入時及び透明ガラス化
工程終了後、光ファイバー母材４を石英炉心管５内から
取出すには分割蓋８をフランジ部６から取外してやる必
要があり、この取外し作業は高温状態（例えば約300℃
〜400℃）でおこなわれるため、及びガラスの脆性から
分割蓋８を破損することが多く、分割蓋８は高価な消耗
品となっていた。

しかもこの分割蓋８のフランジ部６からの取外し時に
は、大気が石英炉心管５内に大量に侵入し、石英炉心管
５の内壁に失透現象を生じ、この失透現象が進むと、石
英炉心管５内に亀裂部分が生じガス漏れが生じるといっ
た問題もあった。

（問題点を解決するための手段） 本考案は光ファイバー母材スートの焼結炉において、炉
上管上面に当接する蓋部材が該蓋部材の中心近傍を通る
分割面を有して少なくとも左右に２分割されるととも
に、中心部に透孔が形成される一方、前記蓋部材の透孔
近傍部分に載せ置かれる略環状の中心蓋が前記透孔の径
よりも小さな径の内周面を有するとともに、前記透孔の
径よりも大きな径の外周面を有しており、さらに前記蓋
部材の透孔の径が焼結後の前記光ファイバー母材の外径
よりも若干大きく形成される一方、前記中心蓋の内周面
の径が焼結後の前記光ファイバー母材の外径よりも小さ
く形成されていることを特徴とする焼結炉のシール構造
である。

（実施例） 本考案の実施例を示す第１図乃至第４図において、第７
図と同符号は対応部分であり、以下相違点のみ説明す
る。

20は石英炉心管５のフランジ部６に載せ置かれる２分割
蓋であり（第２図）、中心部には透孔21が形成されてお
り、この透孔21の径d₁は光ファイバー母材スート２の焼
結前の外径をd₂とし焼結後の外径をd₃とすると、d₂＞d₁
＞d₃の関係に設定されている。この２分割蓋20の透孔21
近傍上面には略環状の中心蓋23が載せ置かれており、透
孔21の径d₁と一致する外径を有する脚部24が透孔21に挿
通させられている。この中心蓋23の中心部には脚部24を
も貫通する透孔25が形成されている（第４図）。この中
心蓋23の外径d5は透孔21の径d1よりも大きく、又透孔25
の径d₆は種棒１の外径d₇よりも若干大きく設定されてい
る。この中心蓋23は一体形成されており、径d₆は正確に
設定することが可能であり、種棒１の外径d₇に略等しい
ぐらいに形成することが可能であって、種棒１と透孔25
との間に隙間は極力小さく設定形成されている。

石英炉心管５の外周面から所定距離隔てて、カーボンヒ
ータ（図示せず）が石英炉心管５を取巻くように配設さ
れている。

次に作動を説明する。石英炉心管５の径は例えば90mm程
度であり、光ファイバー母材スート２の外径d₂は例えば
60〜65mm程度であり、前工程で種棒１に形成された光フ
ァイバー母材スート２を石英炉心管５内に挿入するに
は、中心蓋23及び２分割蓋20を取外しておく必要があ
る。光ファイバー母材スート２を石英炉心管５内に配置
させた後、２分割蓋20をフランジ部６に載せ置き、次に
中心蓋23を２分割蓋20の透孔21近傍上面に載せ置く。カ
ーボンヒータ（図示せず）に通電するとともに種棒１を
上方から下方に移動させながら回転させ、光ファイバー
母材スート２をHe及びCl₂ガス雰囲気下で焼結させ、透
明ガラス化する。この透明ガラス化が終了すると、径が
d₂からd₃に縮径し、光ファイバー母材スート４から光フ
ァイバー母材４となる。この光ファイバー母材４を石英
炉心管５内から取出すべく、種棒１を上方に移動させ
る。光ファイバー母材４の径d₃は２分割蓋20の透孔21の
径d₁よりも小さくなるように設定されているので、この
光ファイバー母材４の取出し時にも２分割蓋20はフラン
ジ部６から取外す必要はない。又中心蓋23の透孔25の径
d₆は光ファイバー母材４の径d₃よりも小さく設定されて
いるので、光ファイバー母材４の上方への移動にともな
い、光ファイバー母材４の上部が中心蓋23の下面に当接
すると、光ファイバー母材４が中心蓋23を一緒に上方に
移動させ、中心蓋23のみを２分割蓋20上面から取外すこ
ととなる。

従って、石英炉心管５の上部が全体的に大気に解放され
ることはなく、石英炉心管５内に空気が大量に流入する
といったことは生じない。

透明ガラス化工程が終了した光ファイバー母材４は種棒
１とともに取外され、新たな光ファイバー母材スート２
がセットされ、同様の工程が繰返される。

第５図及び第６図には別の実施例が示されており、この
実施例では２分割蓋20と同様な構造をもった２分割蓋28
が２分割蓋20の上面に載せ置かれ、この２分割蓋28の上
面に中心蓋23が載せ置かれている。２分割蓋20の分割面
20aと２分割蓋28の分割面28aとは第６図に示すように略
90度程ずらせて載せ置かれており、かかる構成では、２
分割蓋20aや分割面28aから雰囲気ガスが漏れるようなこ
とは生ぜず、透明ガラス化工程における石英炉心管５内
のCl₂の分圧をより容易に高めることができるようにな
っている。

尚上記した実施例では、２分割蓋20及び２分割蓋28はそ
れぞれ左右に２分割されているが、分割数は２に限られ
るものではなく、３分割とすることもあるいは４分割と
することも可能である。又さらに別の実施例では、２分
割蓋20と同様な構造の２分割蓋20が３重あるいは４重に
載せ置かれた構造となっていても良い（図示せず）。又
これら２分割蓋20、28及び中心蓋23は石英ガラスの他、
セラミック等により形成されていてもよい。

（考案の効果） 本考案に係る焼結炉のシール構造では、光ファイバー母
材スート２の焼結炉において、炉心管５上面に当接する
蓋部材20（28）が蓋部材20（28）の中心近傍を通る分割
面20a（28a）を有して少なくとも左右に２分割されると
ともに、中心部に透孔21が形成される一方、蓋部材20の
透孔21近傍部分に載せ置かれる略環状の中心蓋23が透孔
21の径よりも小さな径の内周面を有するとともに、透孔
21の径よりも大きな径の外周面を有しており、中心蓋23
は一体ものであるので、中心蓋23の内周面の径を精度よ
く、種棒１の外径に近い値に設定することができる。従
って光ファイバー母材スート２の透明ガラス化工程にお
ける石英炉心管５内の脱水剤としてのCl₂等の分圧をよ
り容易に高めることができ、脱水効果を高めて、透明度
の高い、光ロスの少ない優秀な光ファイバー母材４を容
易に製作することができる。しかも光ファイバー母材４
の石英炉心管５からの取外し時にも中心蓋23のみを取外
せばよく、２分割蓋20は取外す必要がなく、２分割蓋20
が破損するといった確率を極端に小さくでき、高価な２
分割蓋20が消耗品化することを阻止することができる。
又光ファイバー母材４の石英炉心管５からの取外し時に
も中心蓋23のみを取外せばよく、２分割蓋20を取外す必
要がないので、この光ファイバー母材４の石英炉心管５
からの取外し時にも石英炉心管５に大気が大量に流入す
るといった不具合は生ぜず、石英炉心管５が失透すると
いった不具合をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す縦断側面図、第２図は２
分割蓋の平面図、第３図は中心蓋の平面図、第４図は縦
断側面図、第５図は別の実施例を示す要部の縦断側面
図、第６図は平面図、第７図は従来例を示す一部省略縦
断側面図、第８図は２分割蓋の平面図である。 ２……光ファイバー母材スート、４……光ファイバー母
材、５……石英炉心管、20、28……２分割蓋、21……透
孔、23……中心蓋、20a……分割面、d1……透孔の径、d
3……光ファイバー母材の外径、d5……中心蓋の外径、d
6……中心蓋の内周面の径

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】光ファイバー母材スート２の焼結炉におい
   て、炉心管５上面に当接する蓋部材20が該蓋部材20の中
   心近傍を通る分割面20aを有して少なくとも左右に２分
   割されるとともに、中心部に透孔21が形成される一方、
   前記蓋部材20の透孔21近傍部分に載せ置かれる略環状の
   中心蓋23が前記透孔21の径d₁よりも小さな径d₆の内周面
   を有するとともに、前記透孔21の径d₁よりも大きな径d₅
   の外周面を有しており、さらに前記蓋部材20の透孔21の
   径d₁が焼結後の光ファイバー母材４の外径d₃よりも若干
   大きく形成される一方、前記中心蓋23の内周面の径d₆が
   焼結後の前記光ファイバー母材４の外径d₃よりも小さく
   形成されていることを特徴とする焼結炉のシール構造。
2. 【請求項２】前記蓋部材20,28が少なくとも上下に２分
   割された形に形成され、これら蓋部材20,28を左右に分
   割する前記分割面20a,28aが食違った状態でこれら蓋部
   材20,28が前記炉心管５上面に載せ置かれている実用新
   案登録請求の範囲第１項記載の焼結炉のシール構造。