JPH111334A - 光ファイバ母材の延伸方法及び延伸装置 - Google Patents
光ファイバ母材の延伸方法及び延伸装置Info
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- JPH111334A JPH111334A JP15480997A JP15480997A JPH111334A JP H111334 A JPH111334 A JP H111334A JP 15480997 A JP15480997 A JP 15480997A JP 15480997 A JP15480997 A JP 15480997A JP H111334 A JPH111334 A JP H111334A
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- optical fiber
- fiber preform
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- cooling
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-
- 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
- C03B37/01205—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
- C03B37/01225—Means for changing or stabilising the shape, e.g. diameter, of tubes or rods in general, e.g. collapsing
- C03B37/0124—Means for reducing the diameter of rods or tubes by drawing, e.g. for preform draw-down
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- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 光ファイバ母材の延伸直後の母材を、簡便に
かつ延伸装置を汚染させずに、適正温度まで冷却する。 【解決手段】 火炎加水分解反応により生成したガラス
微粒子を焼結・透明ガラス化してガラス体とした光ファ
イバ母材を炉内で所定径に延伸する際に、延伸された母
材に炉の直下で冷却水を霧状に吹き付け、強制的に適正
温度まで冷却する。
かつ延伸装置を汚染させずに、適正温度まで冷却する。 【解決手段】 火炎加水分解反応により生成したガラス
微粒子を焼結・透明ガラス化してガラス体とした光ファ
イバ母材を炉内で所定径に延伸する際に、延伸された母
材に炉の直下で冷却水を霧状に吹き付け、強制的に適正
温度まで冷却する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ母材の
延伸において、延伸されて炉から出た直後の延伸母材を
強制的に冷却する光ファイバ母材の延伸方法及びその装
置に関するものである。
延伸において、延伸されて炉から出た直後の延伸母材を
強制的に冷却する光ファイバ母材の延伸方法及びその装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２の（ａ）〜（ｃ）は従来の光ファイ
バ母材の延伸方法の加熱炉付近の模式図を示す。火炎加
水分解反応により生成したガラス微粒子を焼結・透明ガ
ラス化してガラス体とした光ファイバ母材２０は加熱炉
１７内で約2000℃に加熱溶融され、母材引き取り機構１
６により所定の径に延伸される。この時、光ファイバ母
材が延伸されて炉出口から出てきた直後（以下、延伸直
後という）の延伸母材の表面温度は1100℃にも達してお
り、この延伸母材を何らかの方法で把持し、所定の速度
で引き取ることにより、所定径に延伸している。1100℃
の延伸母材を把持することは、引き取り機構の材質の耐
熱性、延伸母材表面への傷の発生等の問題が発生するた
め困難であり、従って延伸母材を冷却する必要がある。
従来、例えば図２（ａ）に示すように引き取り機構１６
（ローラー）を炉１７出口からの間隔を充分にとって設
置する方法、図２（ｂ）に示すように、炉直下にジャケ
ット管１８を設置し、延伸直後の延伸母材１１を窒素、
ヘリウム等の冷却ガス１９で強制冷却する方法、図２
（ｃ）に示すように、延伸直後の延伸母材１１に直接冷
却水１２を掛けて強制冷却する方法等が一般的に行われ
てきた。
バ母材の延伸方法の加熱炉付近の模式図を示す。火炎加
水分解反応により生成したガラス微粒子を焼結・透明ガ
ラス化してガラス体とした光ファイバ母材２０は加熱炉
１７内で約2000℃に加熱溶融され、母材引き取り機構１
６により所定の径に延伸される。この時、光ファイバ母
材が延伸されて炉出口から出てきた直後（以下、延伸直
後という）の延伸母材の表面温度は1100℃にも達してお
り、この延伸母材を何らかの方法で把持し、所定の速度
で引き取ることにより、所定径に延伸している。1100℃
の延伸母材を把持することは、引き取り機構の材質の耐
熱性、延伸母材表面への傷の発生等の問題が発生するた
め困難であり、従って延伸母材を冷却する必要がある。
従来、例えば図２（ａ）に示すように引き取り機構１６
（ローラー）を炉１７出口からの間隔を充分にとって設
置する方法、図２（ｂ）に示すように、炉直下にジャケ
ット管１８を設置し、延伸直後の延伸母材１１を窒素、
ヘリウム等の冷却ガス１９で強制冷却する方法、図２
（ｃ）に示すように、延伸直後の延伸母材１１に直接冷
却水１２を掛けて強制冷却する方法等が一般的に行われ
てきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記の冷却方
法のうち、図２（ａ）の引き取り機構を炉出口からの間
隔を充分にとって設置する方法では、装置的にかなり大
型なものとなり、装置コストが高くなり、更に作業性が
悪くなるという問題があった。図２（ｂ）の炉直下にジ
ャケット管を設置し、延伸直後の延伸母材を冷却ガスで
強制冷却する方法では、冷却速度が遅いため、延伸母材
を把持可能な温度まで冷却するためには、ジャケット管
をある程度長くしなければならず、装置コストが高くな
っていた。また、ガスとして比熱の大きなヘリウムガス
を用いた場合、多量に使用する必要があるため、ランニ
ングコストが高くなるという問題が発生していた。図２
（ｃ）の延伸直後の延伸母材に直接冷却水をかけて強制
冷却する方法では、狭い範囲において延伸母材を把持で
きる温度まで冷却することが出来るという利点がある
が、発生する蒸気や余剰の冷却水を除去することが非常
に困難であり、それらによる延伸装置汚染（錆び）が生
じるという問題が発生していた。
法のうち、図２（ａ）の引き取り機構を炉出口からの間
隔を充分にとって設置する方法では、装置的にかなり大
型なものとなり、装置コストが高くなり、更に作業性が
悪くなるという問題があった。図２（ｂ）の炉直下にジ
ャケット管を設置し、延伸直後の延伸母材を冷却ガスで
強制冷却する方法では、冷却速度が遅いため、延伸母材
を把持可能な温度まで冷却するためには、ジャケット管
をある程度長くしなければならず、装置コストが高くな
っていた。また、ガスとして比熱の大きなヘリウムガス
を用いた場合、多量に使用する必要があるため、ランニ
ングコストが高くなるという問題が発生していた。図２
（ｃ）の延伸直後の延伸母材に直接冷却水をかけて強制
冷却する方法では、狭い範囲において延伸母材を把持で
きる温度まで冷却することが出来るという利点がある
が、発生する蒸気や余剰の冷却水を除去することが非常
に困難であり、それらによる延伸装置汚染（錆び）が生
じるという問題が発生していた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題点
に鑑み鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成させた。本
発明は、火炎加水分解反応により生成したガラス微粒子
を焼結・透明ガラス化してガラス体とした光ファイバ母
材を炉内で所定径に延伸する際に、延伸された母材に炉
の直下で冷却水を霧状に吹き付け、強制的に適正温度ま
で冷却することを特徴とするものであり、また光ファイ
バ母材の延伸装置は、供給機構、加熱炉及び引き取り機
構からなる光ファイバ母材の延伸装置において、延伸さ
れた母材を該炉の直下で冷却水を霧状に吹き付け、強制
的に適正温度まで冷却するための機構を備えてなること
を特徴とするものである。以下、本発明を詳細に説明す
る。
に鑑み鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成させた。本
発明は、火炎加水分解反応により生成したガラス微粒子
を焼結・透明ガラス化してガラス体とした光ファイバ母
材を炉内で所定径に延伸する際に、延伸された母材に炉
の直下で冷却水を霧状に吹き付け、強制的に適正温度ま
で冷却することを特徴とするものであり、また光ファイ
バ母材の延伸装置は、供給機構、加熱炉及び引き取り機
構からなる光ファイバ母材の延伸装置において、延伸さ
れた母材を該炉の直下で冷却水を霧状に吹き付け、強制
的に適正温度まで冷却するための機構を備えてなること
を特徴とするものである。以下、本発明を詳細に説明す
る。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１に、本発明の光ファイバ母材
の延伸装置の、加熱炉付近の断面概略図の一例を示す。
本発明は、光ファイバ母材１０を供給機構（図示せず）
により加熱炉内に供給し、これを加熱炉７内で加熱溶融
し、引き取り機構６により所定径に延伸した延伸母材１
に、炉７の直下で冷却水２を霧状４にして吹き付け、延
伸母材１の表面温度を強制的に適正温度まで冷却させる
ものである。冷却水を霧状にして用いることで、ガス体
と同様に取り扱うことができ、したがって排気を充分に
行うことができるため、延伸装置への汚染の影響を最小
限に抑えることができる。また、霧状冷却水はガス体に
比べて熱容量が大きく、熱伝導率も大きいので、延伸母
材を延伸直後に短時間で適正温度に冷却することができ
る。そのため、炉直下の比較的短い範囲において適正温
度までの冷却が可能となるため、装置的に大きくする必
要がなくなり、装置コストを低減できる。また、図１に
は霧状冷却水のみで冷却する方法を挙げたが、霧状冷却
水と同時に冷却ガスを用いることができ、これによりさ
らに冷却効果の向上が期待できる。冷却ガスはヘリウム
等が好ましい。
の延伸装置の、加熱炉付近の断面概略図の一例を示す。
本発明は、光ファイバ母材１０を供給機構（図示せず）
により加熱炉内に供給し、これを加熱炉７内で加熱溶融
し、引き取り機構６により所定径に延伸した延伸母材１
に、炉７の直下で冷却水２を霧状４にして吹き付け、延
伸母材１の表面温度を強制的に適正温度まで冷却させる
ものである。冷却水を霧状にして用いることで、ガス体
と同様に取り扱うことができ、したがって排気を充分に
行うことができるため、延伸装置への汚染の影響を最小
限に抑えることができる。また、霧状冷却水はガス体に
比べて熱容量が大きく、熱伝導率も大きいので、延伸母
材を延伸直後に短時間で適正温度に冷却することができ
る。そのため、炉直下の比較的短い範囲において適正温
度までの冷却が可能となるため、装置的に大きくする必
要がなくなり、装置コストを低減できる。また、図１に
は霧状冷却水のみで冷却する方法を挙げたが、霧状冷却
水と同時に冷却ガスを用いることができ、これによりさ
らに冷却効果の向上が期待できる。冷却ガスはヘリウム
等が好ましい。
【０００６】さらに冷却水量を制御することにより、延
伸母材の表面温度を制御することができる。冷却水量の
他に、冷却ガス流量によっても表面温度を制御できる
が、蒸発潜熱による冷却効果が大きいため、冷却水量を
コントロールする方が温度を制御しやすいため、冷却水
量が好ましい。冷却水量による延伸母材の表面温度の制
御方法としては、例えば図１において、加熱炉の直下の
冷却装置３から導出された延伸母材１の表面温度を非接
触式の放射温度計５１で測定し、この放射温度計の測定
結果に基づいて、冷却装置３内において噴霧する冷却水
量を変化させるコントローラー５２を設置する。冷却装
置内壁には多数の冷却水噴出ノズル５が設置され、各ノ
ズルの自動開閉弁５３を独立して開閉させることで冷却
水量の制御を容易に行うことが出来る。また上記以外
に、冷却水をパルス状に噴出させ、パルス間隔を変える
ことで温度をコントロールしてもよい。これにより、延
伸母材の表面温度を制御することができるため、延伸速
度が変化したり、母材径が変化した場合にも充分に対応
することができる。
伸母材の表面温度を制御することができる。冷却水量の
他に、冷却ガス流量によっても表面温度を制御できる
が、蒸発潜熱による冷却効果が大きいため、冷却水量を
コントロールする方が温度を制御しやすいため、冷却水
量が好ましい。冷却水量による延伸母材の表面温度の制
御方法としては、例えば図１において、加熱炉の直下の
冷却装置３から導出された延伸母材１の表面温度を非接
触式の放射温度計５１で測定し、この放射温度計の測定
結果に基づいて、冷却装置３内において噴霧する冷却水
量を変化させるコントローラー５２を設置する。冷却装
置内壁には多数の冷却水噴出ノズル５が設置され、各ノ
ズルの自動開閉弁５３を独立して開閉させることで冷却
水量の制御を容易に行うことが出来る。また上記以外
に、冷却水をパルス状に噴出させ、パルス間隔を変える
ことで温度をコントロールしてもよい。これにより、延
伸母材の表面温度を制御することができるため、延伸速
度が変化したり、母材径が変化した場合にも充分に対応
することができる。
【０００７】霧状冷却水４の噴出条件は噴出量 600〜30
00m3／分、冷却長さ 200〜1000mmが好ましい。また延伸
母材の表面温度は引き取りまでに 200℃以下まで冷却さ
れることが好ましい。冷却装置３の出口３１及び入口３
２を細くすることにより、冷却装置内に供給された霧状
冷却水４が滞留しやすく、かつ発生した蒸気が延伸装置
を汚染しないようにすることができる。また冷却装置の
底にドレイン抜き８を設ければ、装置内に溜った冷却水
を外部に排出できる。さらに冷却装置の上部及び／また
は下部に排気口９を設けると、発生した蒸気や余剰の霧
状の冷却水を強制的に排気することができる。
00m3／分、冷却長さ 200〜1000mmが好ましい。また延伸
母材の表面温度は引き取りまでに 200℃以下まで冷却さ
れることが好ましい。冷却装置３の出口３１及び入口３
２を細くすることにより、冷却装置内に供給された霧状
冷却水４が滞留しやすく、かつ発生した蒸気が延伸装置
を汚染しないようにすることができる。また冷却装置の
底にドレイン抜き８を設ければ、装置内に溜った冷却水
を外部に排出できる。さらに冷却装置の上部及び／また
は下部に排気口９を設けると、発生した蒸気や余剰の霧
状の冷却水を強制的に排気することができる。
【０００８】本発明の光ファイバ母材の延伸装置は、冷
却装置３の他は従来公知の光ファイバ母材１０の供給機
構（図示せず）、該母材を加熱軟化させる加熱炉７及び
該母材を把持して延伸する引き取り機構６を備えている
ものであればよい。
却装置３の他は従来公知の光ファイバ母材１０の供給機
構（図示せず）、該母材を加熱軟化させる加熱炉７及び
該母材を把持して延伸する引き取り機構６を備えている
ものであればよい。
【０００９】
【実施例】次に、本発明の実施例を挙げる。 （実施例）図１に示す光ファイバ母材の延伸装置を用意
した。図中１０は火炎加水分解反応によってガラス微粒
子を生成し、ガラス体を形成してなる光ファイバ母材、
７は光ファイバ母材を加熱軟化させる加熱炉、１は加熱
溶融した光ファイバ母材を延伸して得られた延伸母材で
ある。延伸母材１が、加熱炉７直下の冷却装置３（内径
300mm、長さ 200mm）を通過すると、冷却装置３内壁の
冷却水噴出ノズル５から、通過する延伸母材１に冷却水
を霧状４に噴出する。延伸母材１の表面温度を非接触式
の放射温度計５１で測定した結果に基づいて、コントロ
ーラー５２によってノズル５を独立して開閉させること
により、霧状冷却水４量を変化させることができる。こ
れにより延伸母材の表面温度が適正温度以下に保たれ
る。この延伸装置を用い、径 150mmの光ファイバ母材１
０から、延伸径60mm、延伸速度約 100mm/minの延伸条件
で延伸を行ったところ、炉の直下800mm における延伸母
材の表面温度を 100℃以下に保つことができ、その直後
から延伸機構により延伸母材を把持することが可能とな
った。また、ガラス表面と接触する部分は特に耐熱性を
考慮する必要がなく、装置への汚染も全く見られなかっ
た。
した。図中１０は火炎加水分解反応によってガラス微粒
子を生成し、ガラス体を形成してなる光ファイバ母材、
７は光ファイバ母材を加熱軟化させる加熱炉、１は加熱
溶融した光ファイバ母材を延伸して得られた延伸母材で
ある。延伸母材１が、加熱炉７直下の冷却装置３（内径
300mm、長さ 200mm）を通過すると、冷却装置３内壁の
冷却水噴出ノズル５から、通過する延伸母材１に冷却水
を霧状４に噴出する。延伸母材１の表面温度を非接触式
の放射温度計５１で測定した結果に基づいて、コントロ
ーラー５２によってノズル５を独立して開閉させること
により、霧状冷却水４量を変化させることができる。こ
れにより延伸母材の表面温度が適正温度以下に保たれ
る。この延伸装置を用い、径 150mmの光ファイバ母材１
０から、延伸径60mm、延伸速度約 100mm/minの延伸条件
で延伸を行ったところ、炉の直下800mm における延伸母
材の表面温度を 100℃以下に保つことができ、その直後
から延伸機構により延伸母材を把持することが可能とな
った。また、ガラス表面と接触する部分は特に耐熱性を
考慮する必要がなく、装置への汚染も全く見られなかっ
た。
【００１０】（比較例）図２（ａ）に示す従来の延伸方
法による、光ファイバ母材の延伸装置を用意した。この
延伸装置を用い、実施例と同様に延伸を行ったところ、
炉の直下800mm における延伸母材の表面温度は 400〜50
0 ℃であり、温度が下がり、ガラス表面に傷が付かない
ように把持するためには炉の直下約2500mmも離す必要が
あり、装置自体の高さが必要であった。
法による、光ファイバ母材の延伸装置を用意した。この
延伸装置を用い、実施例と同様に延伸を行ったところ、
炉の直下800mm における延伸母材の表面温度は 400〜50
0 ℃であり、温度が下がり、ガラス表面に傷が付かない
ように把持するためには炉の直下約2500mmも離す必要が
あり、装置自体の高さが必要であった。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、光ファイバ延伸母材を
延伸直後に短時間で適正温度まで冷却することができ、
そのため延伸母材の把持が容易となる。また冷却水を気
体と同様に取り扱うことが出来るため、装置への汚染の
影響を低減させることが出来る。
延伸直後に短時間で適正温度まで冷却することができ、
そのため延伸母材の把持が容易となる。また冷却水を気
体と同様に取り扱うことが出来るため、装置への汚染の
影響を低減させることが出来る。
【図１】本発明の実施例による光ファイバ母材の延伸装
置の加熱炉付近の断面概略図である。
置の加熱炉付近の断面概略図である。
【図２】従来の光ファイバ母材の延伸方法の加熱炉付近
の断面概略図である。（ａ）は母材の引き取り機構を、
炉との間隔を充分にとって設置する方法、（ｂ）は炉直
下にジャケット管を設置し、延伸直後の母材を冷却ガス
で冷却する方法、（ｃ）は延伸直後の母材に直接冷却水
をかけて冷却する方法である。
の断面概略図である。（ａ）は母材の引き取り機構を、
炉との間隔を充分にとって設置する方法、（ｂ）は炉直
下にジャケット管を設置し、延伸直後の母材を冷却ガス
で冷却する方法、（ｃ）は延伸直後の母材に直接冷却水
をかけて冷却する方法である。
１、１１‥‥延伸母材 ２、１２‥‥冷却水 ３、１３‥‥冷却装置 ４‥‥‥‥‥霧状冷
却水 ５‥‥‥‥‥冷却水噴出ノズル ６、１６‥‥引き取
り機構（ローラー） ７、１７‥‥加熱炉 ８‥‥‥‥‥ドレイ
ン抜き ９‥‥‥‥ 排気口 １０、２０‥‥光フ
ァイバ母材 １８‥‥‥‥ジャケット管 １９‥‥‥‥冷却ガ
ス ３１‥‥‥‥出口 ３２‥‥‥‥入口 ５１‥‥‥‥放射温度計 ５２‥‥‥‥コント
ローラー ５３‥‥‥‥自動開閉弁
却水 ５‥‥‥‥‥冷却水噴出ノズル ６、１６‥‥引き取
り機構（ローラー） ７、１７‥‥加熱炉 ８‥‥‥‥‥ドレイ
ン抜き ９‥‥‥‥ 排気口 １０、２０‥‥光フ
ァイバ母材 １８‥‥‥‥ジャケット管 １９‥‥‥‥冷却ガ
ス ３１‥‥‥‥出口 ３２‥‥‥‥入口 ５１‥‥‥‥放射温度計 ５２‥‥‥‥コント
ローラー ５３‥‥‥‥自動開閉弁
Claims (3)
- 【請求項１】 火炎加水分解反応により生成したガラス
微粒子を焼結・透明ガラス化してガラス体とした光ファ
イバ母材を炉内で所定径に延伸する際に、延伸された母
材に炉の直下で冷却水を霧状に吹き付け、強制的に適正
温度まで冷却することを特徴とする光ファイバ母材の延
伸方法。 - 【請求項２】 冷却水量を制御することで延伸母材の温
度を制御する請求項１に記載の光ファイバ母材の延伸方
法。 - 【請求項３】 供給機構、加熱炉及び引き取り機構から
なる光ファイバ母材の延伸装置において、延伸された母
材を該炉の直下で冷却水を霧状に吹き付け、強制的に適
正温度まで冷却する機構を備えてなることを特徴とする
光ファイバ母材の延伸装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15480997A JPH111334A (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | 光ファイバ母材の延伸方法及び延伸装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15480997A JPH111334A (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | 光ファイバ母材の延伸方法及び延伸装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH111334A true JPH111334A (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=15592361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15480997A Pending JPH111334A (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | 光ファイバ母材の延伸方法及び延伸装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH111334A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002046109A3 (en) * | 2000-12-05 | 2003-01-23 | Owens Corning Fiberglass Corp | Methods and apparatus for the cooling of filaments in a filament forming process |
-
1997
- 1997-06-12 JP JP15480997A patent/JPH111334A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002046109A3 (en) * | 2000-12-05 | 2003-01-23 | Owens Corning Fiberglass Corp | Methods and apparatus for the cooling of filaments in a filament forming process |
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