JPH1179778A - 加熱要素と炉殻とを有し、それらの間の堅化高純度グラファイトフェルト断熱材を特徴とする、光ファイバ線引き炉 - Google Patents

加熱要素と炉殻とを有し、それらの間の堅化高純度グラファイトフェルト断熱材を特徴とする、光ファイバ線引き炉

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JPH1179778A
JPH1179778A JP10119872A JP11987298A JPH1179778A JP H1179778 A JPH1179778 A JP H1179778A JP 10119872 A JP10119872 A JP 10119872A JP 11987298 A JP11987298 A JP 11987298A JP H1179778 A JPH1179778 A JP H1179778A
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furnace
optical fiber
fiber drawing
insulation
heating element
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JP10119872A
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Daniel D Uhm
ダニエル・デイ・ウーム
Robert A Spencer
ロバート・エイ・スペンサー
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Alcatel Alsthom Compagnie Generale dElectricite
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバ線引き炉に加える改良を提供す
る。 【解決手段】 本発明は、プリフォーム（Ｐ）から光フ
ァイバ（Ｆ）を線引きするための炉殻（２０）の内側に
配置された加熱要素（２２）を有する、光ファイバ線引
き炉に加える改良を提供する。光ファイバ線引き炉（１
０）は、加熱要素（２２）を炉殻（２０）から分離して
それらの間の熱伝達を減少させるために、一つまたは複
数のファイバ線引き炉の断熱材部片（１４、１６、１
８）を有する。ファイバ線引き炉の断熱部片（１４、１
６、１８）のうち少なくとも一つは、加熱要素（２２）
と外側の炉殻（２０）との間の効率の高い断熱を提供す
る堅化高純度グラファイトフェルトから作成される。堅
化高純度グラファイトフェルト断熱材（１４、１６、１
８）は、底部断熱リング（１４）、円筒形断熱インサー
ト（１６）、または円筒形断熱容器（１８）のいずれか
を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを作成
する光ファイバ線引き炉に関し、さらに詳細には、グラ
ファイト抵抗炉およびインダクタンス炉中の外側の炉殻
から加熱要素を分離する断熱体に関する。
【０００２】
【従来の技術】知られているグラファイト抵抗光ファイ
バ線引き炉は、通常は、非均一（密度変化がある）にな
る可能性がある標準的なグラファイトフェルト断熱イン
サートを有する。この標準的なグラファイトフェルト断
熱材は非常に「汚れている」（遊離するグラファイト粒
子およびグラファイト繊維が存在する）。標準的なグラ
ファイトフェルトはまた、湿気および酸素吸収を非常に
受けやすい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、プリフォー
ムから光ファイバを線引きするための炉殻の内側に配置
された加熱要素を有する、光ファイバ線引き炉に加える
改良を提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】光ファイバ線引き炉は、
加熱要素を炉殻から分離してそれらの間の熱伝達を減少
させるために、一つまたは複数のファイバ線引き炉の断
熱材を有する。少なくとも一つのファイバ線引き炉の断
熱手段は、加熱要素と外側の炉殻との間の効率の高い断
熱を提供する堅化高純度グラファイトフェルトから作成
される。堅化高純度グラファイトフェルト断熱材は、底
部断熱リング、円筒形断熱インサート、または円筒形断
熱容器のいずれかを含むことができる。
【０００５】堅化高純度グラファイトフェルト断熱材の
いくつかの利点には、その密度変化が標準的な（すなわ
ち非堅化の）フェルトより小さく、したがって優れた温
度均一性を有し、遊離したグラファイト粒子やグラファ
イト繊維を生成せず、湿気および酸素吸収に対する耐性
があることが含まれる。
【０００６】本発明の構成および動作方式はともに、図
１ないし図４を含む図面（一定比率での描写ではない）
を以下の説明に関連して参照することによって、さらに
理解することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
光ファイバ線引き炉１０ 図１は、光ファイバ（Ｆ）をプリフォーム（Ｐ）から線
引きするための、一般に１０で示すグラファイト抵抗フ
ァイバ線引き炉の一部分を示す図である。グラファイト
抵抗ファイバ線引き炉１０は、グラファイトライナ１
２、底部断熱リング１４、円筒形断熱インサート１６、
円筒形断熱容器１８、炉殻２０、加熱要素２２、底部グ
ラファイト断熱板２４、内側グラファイトシリンダ２
６、パワーヘッド２８、上板アセンブリ３０、および底
板アセンブリ３２を含む。
【０００８】高密度押出しグラファイトライナ１２ 図１では、高密度押出しグラファイトライナ１２は円筒
形形状を有し、加熱要素２２も円筒形であり、高密度押
出しグラファイトライナ１２の周囲に配置される。グラ
ファイトライナ１２は、グラファイトライナのマトリッ
クス全体に完全にガラス質カーボンが含浸した高密度押
出しグラファイトライナである。この高密度押出しグラ
ファイトライナ１２は、同質成形（isomold）のグラフ
ァイトライナと同等であるがコスト面でははるかに経済
的な、グラファイト加熱要素２２と光ファイバのプリフ
ォーム（Ｐ）の間の改良された障壁を提供する。
【０００９】高密度押出しグラファイト加熱要素２２ 図１では、加熱要素２２は、グラファイト加熱要素のマ
トリックス全体に完全にガラス質カーボンが含浸し、グ
ラファイト炉１０を効果的に高温の熱エネルギー源にす
る高密度押出しグラファイト加熱要素である。低品位の
グラファイト（低密度押出し）にガラス質（ガラス状）
カーボンを含浸させると、いくつかの追加の利点を有す
る上述の高価な高密度の同質成形のグラファイト加熱要
素と性能および利点が同等の加熱要素が生成される。
【００１０】堅化高純度グラファイトフェルト断熱材１
４、１６、１８ 図１では、断熱材１４、１６、１８は、グラファイト加
熱要素２２と外側の炉殻２０の間の効率の高い断熱を実
現する、堅化高純度グラファイトフェルトから作成され
る。堅化高純度グラファイトフェルトは従来技術でも知
られており、フェルトおよび固化したグラファイトベー
スの樹脂の混合物からなる。断熱材１４、１６、１８に
ついては図２ないし図４にさらに詳細に示し、以下でさ
らに詳細に論じるが、底部断熱リング１４は図２に含ま
れ、断熱容器１８は図３に含まれ、断熱インサート１６
は図４に含まれる。
【００１１】図２の底部断熱リング１４を図２（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）に示す。これは一般に１４ａで示す反射
グラファイト樹脂の薄層を有する上部表面と、グラファ
イトライナ１２の周囲に嵌合するリング開口１４ｂと、
底部表面（図示せず）とを有する。底部断熱リング１４
の機能は、炉殻２０の底部を高温の加熱要素２２から断
熱することである。底部断熱リング１４は、堅化高純度
グラファイトフェルトを最終的な寸法に機械加工するこ
とにより製造する。次いで機械加工した材料の全表面
を、向上した断熱特性を提供する一般に１４ａで示す反
射グラファイト樹脂の薄層で被覆し、その結果グラファ
イト加熱要素２２の効率が改善され、その寿命も長くな
ることになる。さらに、被覆１４ａは、高張力光ファイ
バの製造には不可欠な、グラファイト粒子およびグラフ
ァイト繊維のない清浄な表面を提供する。被覆１４ａは
機械的強度も追加する。
【００１２】断熱容器１８および断熱インサート１６
は、それぞれ図３および図４に示す。断熱インサート１
６および断熱容器１８の機能は、炉殻２０の側面を加熱
要素２２から断熱することである。断熱インサート１６
（図４）は、断熱容器１８（図３）の内径に嵌合する。
全ての表面は、剛性断熱材料の表面上に積層化した、反
射グラファイト樹脂または反射グラファイト箔の薄層の
いずれかで被覆される。反射グラファイト樹脂または反
射グラファイト箔の薄層は、一般に１６ａ、１８ａで示
す。底部断熱リング１４と同様に、断熱インサート１６
および断熱容器１８は、堅化高純度グラファイトフェル
トを最終的な寸法に機械加工することにより製造する。
それらそれぞれの全表面上のグラファイト箔および／ま
たは反射被覆１６ａ、１８ａにより、炉の熱効率が改善
され、加熱要素２２の寿命が延びる。さらに、グラファ
イト箔および／または反射被覆１６ａ、１８ａは、高張
力光ファイバの製造には不可欠な、グラファイト粒子お
よびグラファイト繊維のない清浄な表面を提供する。グ
ラファイト箔および／または反射被覆１６ａ、１８ａは
機械的強度も追加する。
【００１３】断熱リング１４、グラファイトフェルト断
熱インサート１６、および断熱容器１８のその他の利点
は、それらの密度変化が標準的なフェルトより小さく、
したがって優れた温度均一性を有し、遊離したグラファ
イト粒子やグラファイト繊維を生成せず、湿気および酸
素吸収に対する耐性があることである。
【００１４】ツーピースのＴｉＣで被覆した障壁板２
４、２６ 図１では、光ファイバ線引き炉１０は、底部グラファイ
ト断熱板２４および内側グラファイトシリンダ２６から
なる新しいツーピース障壁２４、２６を有する。ツーピ
ース障壁２４、２６は、加熱要素２２と断熱部片１４、
１６、１８との間に配置される。内側グラファイトシリ
ンダ２６内径は炭化チタン（ＴｉＣ）で被覆される。
【００１５】ＴｉＣで被覆したツーピース障壁２４、２
６はその他に、ガラス線引き、およびグラファイト抵抗
炉技術を利用する製造プロセスまたは産業に適用するこ
とができる。
【００１６】従来技術で知られているグラファイト抵抗
光ファイバ線引き炉は、通常は加熱要素、炉の断熱材、
および炉の断熱材を保護するための加熱要素と炉の断熱
材の間のグラファイト障壁を有する。従来技術のグラフ
ァイト障壁では、そこで製造される光ファイバの品質を
低下させるグラファイト微粒子が生成され、加熱要素の
寿命が短く、炉の断熱材の寿命も短くなり、全体的な炉
の効率は低下する。対照的に、この新しく改良したＴｉ
Ｃ被覆を有するツーピース障壁板２４、２６では、高張
力光ファイバを製造するために重要なより清浄な炉の環
境が生じ、加熱要素の寿命が長くなり、炉の断熱材の寿
命も長くなり、炉の効率は改善される。
【００１７】３．５ないし７．５ミリメートルである最
適なライナ／プリフォームの空隙範囲 図１では、グラファイト抵抗光ファイバ線引き炉１０
は、プリフォーム（Ｐ）の外側表面とグラファイトライ
ナ１２の内側表面の間に、光ファイバ線引きプロセス中
のプリフォームとファイバのグラファイト微粒子汚染を
最小限に抑えるように維持された、３．５ないし７．５
ミリメートルの範囲の空隙Ｇ（間隔）を有する。この空
隙Ｇはまた、光ファイバ線引きプロセス中のＳｉＣ形成
を最小限に抑えるためにも重要である。
【００１８】従来技術では、プリフォーム（Ｐ）とグラ
ファイトライナの間の「空隙」サイズ（間隔）の意味、
すなわち重要性についてはそれほど考慮されていない。
しかし、プリフォーム（Ｐ）とグラファイトライナ１２
の間に３．５ないし７．５ミリメートルの範囲の空隙Ｇ
を維持することで、光ファイバ線引きプロセス中のプリ
フォームＰおよびファイバＦのグラファイト微粒子汚染
が最小限に抑えられ、光ファイバ線引きプロセス中のＳ
ｉＣ形成も最小限に抑えられることが分かっている。
【００１９】本発明の範囲 本発明の特許請求の範囲は、本明細書に記載した本発明
の一般的および特定の特徴、および言葉の問題としてそ
れらの行間に属すると言える本発明の範囲の全ての記載
を含むものであることも理解されたい。例えば、本発明
の範囲は、一つまたは複数の前述の改良点を有する光フ
ァイバ線引き炉を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の主題である光ファイバ線引き炉の概略
図である。
【図２】図１に示す光ファイバ線引き炉の底部断熱リン
グを図示する、図２（ａ）、図２（ｂ）および図２
（ｃ）を含む図である。
【図３】図１に示す光ファイバ線引き炉の断熱容器を図
示する、図３（ａ）、図３（ｂ）および図３（ｃ）を含
む図である。
【図４】図１に示す光ファイバ線引き炉の断熱インサー
トを図示する、図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）お
よび図４（ｄ）を含む図である。
【符号の説明】
１０ 光ファイバ線引き炉 １２ グラファイトライナ １４ 底部断熱リング １６ 断熱インサート １８ 断熱容器 ２０ 炉殻 ２２ 加熱要素 ２４ 底部グラファイト断熱板 ２６ 内側グラファイトシリンダ ２８ パワーヘッド ３０ 上板アセンブリ ３２ 底板アセンブリ ３４ プリフォーム保持手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート・エイ・スペンサー アメリカ合衆国、バージニア・24012、ロ アノーク、モールバーン・ロード・ノー ス・ウエスト・5333

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 プリフォーム（Ｐ）から光ファイバ
    （Ｆ）を線引きするための、炉殻（２０）の内側に配置
    された加熱要素（２２）を有し、加熱要素（２２）を炉
    殻（２０）から分離してそれらの間の熱伝達を減少させ
    るために一つまたは複数のファイバ線引き炉の断熱手段
    （１４、１６、１８）を有する、光ファイバ線引き炉
    （１０）であって、 ファイバ線引き炉の断熱手段（１４、１６、１８）のう
    ち少なくとも一つが、加熱要素（２２）と外側の炉殻
    （２０）との間の効率の高い断熱を提供する堅化高純度
    グラファイトフェルトから作成される光ファイバ線引き
    炉（１０）。
  2. 【請求項２】 一つまたは複数の断熱手段（１４、１
    ６、１８）が、底部断熱リング（１４）、円筒形断熱イ
    ンサート（１６）、または円筒形断熱容器（１８）のい
    ずれかを含む、請求項１に記載の光ファイバ線引き炉
    （１０）。
  3. 【請求項３】 光ファイバ線引き炉（１０）がチタン被
    覆を有する底部断熱板（２４）を含み、 底部断熱リング（１４）が底部断熱板（２４）と外側の
    炉殻（２０）との間に配置される、請求項２に記載の光
    ファイバ線引き炉（１０）。
  4. 【請求項４】 光ファイバ線引き炉（１０）が、加熱要
    素（２２）の周囲に配置されたチタン被覆を有する内側
    シリンダ板（２６）を含み、 円筒形断熱インサート（１６）が内側シリンダ（２６）
    の周囲に配置される、請求項２に記載の光ファイバ線引
    き炉（１０）。
  5. 【請求項５】 光ファイバ線引き炉（１０）が、加熱要
    素（２２）の周囲に配置されたチタン被覆を有する内側
    シリンダ板（２６）を含み、 円筒形断熱容器（１８）が円筒形断熱インサート（１
    ６）と外側の炉殻（２０）との間に配置される、請求項
    ２に記載の光ファイバ線引き炉（１０）。
  6. 【請求項６】 光ファイバ線引き炉（１０）がグラファ
    イト抵抗炉である、請求項１に記載の光ファイバ線引き
    炉（１０）。
  7. 【請求項７】 光ファイバ線引き炉（１０）がインダク
    タンス炉である、請求項１に記載の光ファイバ線引き炉
    （１０）。
  8. 【請求項８】 光ファイバ線引き炉（１０）が、外側の
    炉殻（２０）と、外側の炉殻（２０）中に配置された、
    チタン被覆を有する底部断熱板（２４）と、底部断熱板
    （２４）と外側の炉殻（２０）との間に配置された、反
    射被覆を有する堅化高純度グラファイトフェルトから作
    成された底部断熱リング（１４）と、加熱要素（２２）
    の周囲に配置され、底部断熱板（２４）上に載る、チタ
    ン被覆を有する内側シリンダ板（２６）と、内側シリン
    ダ（２６）の周囲に配置され、底部断熱板（２４）上に
    載る、反射被覆を有する堅化高純度グラファイトフェル
    トから作成された円筒形断熱インサート（１６）と、断
    熱インサート（１６）と外側の炉殻（２０）との間に配
    置された、反射被覆を有する堅化高純度グラファイトフ
    ェルトから作成された円筒形断熱容器（１８）とをさら
    に含む、請求項１に記載の光ファイバ線引き炉（１
    ０）。
  9. 【請求項９】 プリフォーム（Ｐ）から光ファイバ
    （Ｆ）を線引きする、炉殻（２０）の内側に配置された
    加熱要素（２２）を有する光ファイバ線引き炉（１０）
    のためのファイバ線引き炉の断熱材（１４、１６、１
    ８）であって、加熱要素（２２）と炉殻（２０）の間に
    配置され、それらの間の熱伝達を減少させるように成形
    され、 加熱要素（２２）と外側の炉殻（２０）の間の効率の高
    い断熱を提供する堅化高純度グラファイトフェルトから
    作成される、ファイバ線引き炉の断熱材（１４、１６、
    １８）。
  10. 【請求項１０】 ファイバ線引き炉の断熱材（１４、１
    ６、１８）が底部断熱リング（１４）である、請求項９
    に記載のファイバ線引き炉の断熱材（１４、１６、１
    ８）。
  11. 【請求項１１】 ファイバ線引き炉の断熱材（１４、１
    ６、１８）が円筒形断熱インサート（１６）である、請
    求項９に記載のファイバ線引き炉の断熱材（１４、１
    ６、１８）。
  12. 【請求項１２】 ファイバ線引き炉の断熱材（１４、１
    ６、１８）が円筒形断熱容器（１８）である、請求項９
    に記載のファイバ線引き炉の断熱材（１４、１６、１
    ８）。
JP10119872A 1997-03-27 1998-03-25 加熱要素と炉殻とを有し、それらの間の堅化高純度グラファイトフェルト断熱材を特徴とする、光ファイバ線引き炉 Pending JPH1179778A (ja)

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