JPS62113732A - ガラス管の加熱方法および加熱装置 - Google Patents
ガラス管の加熱方法および加熱装置Info
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- JPS62113732A JPS62113732A JP61227945A JP22794586A JPS62113732A JP S62113732 A JPS62113732 A JP S62113732A JP 61227945 A JP61227945 A JP 61227945A JP 22794586 A JP22794586 A JP 22794586A JP S62113732 A JPS62113732 A JP S62113732A
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-
- 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
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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、特に光ファ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。
管を加熱する方法と装置に関するものである。
ＰＳ−８Ｆ・（特許出願第８４０６５２９−４号）にお
いて、光ファ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ｎ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
ロ波エネルギによって加熱される。
いて、光ファ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ｎ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
ロ波エネルギによって加熱される。
前記特許出願に開示されている方法の％徴は、ガラス管
が、約ｉ’ｏｏｏ°ｃ−１５［７ｏ’ｃのａ度まで、好
ましくは周知のガス炎によって予熱され、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って加熱
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って挿入することによって行な
われる。共振器の中には、ＴＥ−Ｑ１ｎモードにょって
、好ましくは’ｒｇ−ｏｉｉモードによって、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２９、共振器の表
面のすぐ近くでは電界強度はゼロである。
が、約ｉ’ｏｏｏ°ｃ−１５［７ｏ’ｃのａ度まで、好
ましくは周知のガス炎によって予熱され、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って加熱
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って挿入することによって行な
われる。共振器の中には、ＴＥ−Ｑ１ｎモードにょって
、好ましくは’ｒｇ−ｏｉｉモードによって、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２９、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ｎ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、金槙製である。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ｎらの開口部を通して軸方
向に挿入される。
共振器は円筒形構造を有しており、金槙製である。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ｎ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ｎ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、アーク放電が起こってしまうの
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。
、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、アーク放電が起こってしまうの
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刀≧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）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
ギを供給する仁とが困難である。
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刀≧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）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
ギを供給する仁とが困難である。
前記ＴＥ−０１ｎモードを用いることによって、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ｎば、共振器のＱ値を小さくすることが好ましい
。そｎ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。
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ｎば、共振器のＱ値を小さくすることが好ましい
。そｎ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ＴＫ−０１１モータは、
石英管を収縮温度にまで加熱する際、Ｋ非常に利点のあ
る電界分布を有している。電界は、共去器の側壁表面の
ところと共振器の中心軸のところで、ゼロである。一方
、厚内のガラス管の側壁のところで、電界強度が大きい
。
石英管を収縮温度にまで加熱する際、Ｋ非常に利点のあ
る電界分布を有している。電界は、共去器の側壁表面の
ところと共振器の中心軸のところで、ゼロである。一方
、厚内のガラス管の側壁のところで、電界強度が大きい
。
光ファイバを製造する際には、沈着工程と焼結工程が行
なわｎてから、収縮工程が実行される。
なわｎてから、収縮工程が実行される。
ガラス管の壁面の内側に１純粋な石英ｓｉｏ□の層が沈
着される。ある層の中には、二酸化デルマニウムＧｅＯ
２がドープ材料として沈着される。このことは、ＧｅＣ
ｊ４と共に、５ｉＣ７，４と酸素０２がガラス管の中に
導入されることによって実行される。
着される。ある層の中には、二酸化デルマニウムＧｅＯ
２がドープ材料として沈着される。このことは、ＧｅＣ
ｊ４と共に、５ｉＣ７，４と酸素０２がガラス管の中に
導入されることによって実行される。
この場合、ガラス管の内側表面￥（８ｉ０□とＧｅＯ２
が沈着する。この反応を起こさせるために１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。
が沈着する。この反応を起こさせるために１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って移動させるこ
とによって実行される。
せながら、炎をガラス管の全長にわたって移動させるこ
とによって実行される。
まず８１Ｃｊ４と０２が導入されて、８１０２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５１
０２ができる。この沈着が繰９返される。
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５１
０２ができる。この沈着が繰９返される。
その後で、５ｉＣ）。にＣ＋ｅＣｊ４が混ぜらｎ、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６０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ｎで、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ァイバが作られる。
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６０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ｎで、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ァイバが作られる。
沈着工程と焼結工程の際に、ガラス管の管壁の（ハ）側
が十分に高い温度であることが必要である。
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。丁なわ）、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。
問題点が存在する。丁なわ）、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？高い濃度にするという
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＠なエネルギを供給
することができる。
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＠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かえられる
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。
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。
したがって、氷見ＢＡはガラス’ｔｔ−加熱する方法に
関するものであり、特に、光ファイバを製造するために
石英管を加熱する方法に胸するものである。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
ロ波発生器によって発生したマイクロ波エネルギによっ
て加熱される。
関するものであり、特に、光ファイバを製造するために
石英管を加熱する方法に胸するものである。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
ロ波発生器によって発生したマイクロ波エネルギによっ
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
イクロ波共撮器の中に、ガラス管を共振器の軸方向に挿
入すること釦よって行なわれる。本発明の特徴は、ＴＭ
−０ｎ０モードによる、好ましく ／／ｉＴＭ−０２０
モーＲによる電界を使用することである。このモーｒの
電界は共振器の中心軸に沿って極大値を有し、中心軸の
同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。
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
イクロ波共撮器の中に、ガラス管を共振器の軸方向に挿
入すること釦よって行なわれる。本発明の特徴は、ＴＭ
−０ｎ０モードによる、好ましく ／／ｉＴＭ−０２０
モーＲによる電界を使用することである。このモーｒの
電界は共振器の中心軸に沿って極大値を有し、中心軸の
同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ｎる。
熱するのに用いらｎる。
以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細Ｋ１１
５ｉ！明する。
５ｉ！明する。
本発明はガラス管から元ファイバを装造するための方法
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って行なわ
れることが好ましい。
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って行なわ
れることが好ましい。
この予熱を行なう理由は、ガラスの酵電損失が、Ｍ温か
ら１０００°ｃ−ｉｓｏｏ℃までの間に大幅に増加する
からである。
ら１０００°ｃ−ｉｓｏｏ℃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って加熱される。
イクロ波エネルギによって加熱される。
このマイクＩ：ｒ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によって金
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ｎる。
生され、このマイクロ波エネルギは導波器２によって金
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ｎる。
マイクロ波共振器３は、端部の壁面６．１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Ｋ、
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に沿ってその長さ方向に往複運動
を行なう。
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Ｋ、
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に沿ってその長さ方向に往複運動
を行なう。
本発明によｎ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２ｔ−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ｎる。こｎ
らのモードの中では、ｎ＝２のＴＭ−０２０モードが好
ましい。こｎらのモードでは共振器３の中心軸９に沿っ
て電界が最大となり１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。
が、共振器３に導波器２ｔ−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ｎる。こｎ
らのモードの中では、ｎ＝２のＴＭ−０２０モードが好
ましい。こｎらのモードでは共振器３の中心軸９に沿っ
て電界が最大となり１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。
したがって、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。
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ｎ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ｎている。第２図は第１図中のＡ−
Ａ？ＩＮに沿っ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。バラ印×は
紙面に垂直な下向きの電界や磁界を表し、魚卵・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１電気力線は共振器３の側面に平行に走っており
、端部壁面または端部表面で終っている。
１図と第２図に示さｎている。第２図は第１図中のＡ−
Ａ？ＩＮに沿っ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。バラ印×は
紙面に垂直な下向きの電界や磁界を表し、魚卵・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１電気力線は共振器３の側面に平行に走っており
、端部壁面または端部表面で終っている。
第３図に示されているように１共振器３の中に石英Ｗ（
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ｒ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。
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ｒ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６図を見るとわかるように、電界はガラス管８のとこ
ろに粟中する。第４図Ｋｍ界（ｇ）の分布が示さｎてい
る。第４図の横軸Ｘは、第２図に示さｎているように１
共蚕器３の横断面における１つの直径に沿っての距離を
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ｎている。第４図において、電界の前記極大位置が１
０で示さｎてお９、前記極小位置が１１と１２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〈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−ｃＨから共振器３の側壁表面に向け
ての半径に沿って配置された、電界の強い領域の数を表
している。
ろに粟中する。第４図Ｋｍ界（ｇ）の分布が示さｎてい
る。第４図の横軸Ｘは、第２図に示さｎているように１
共蚕器３の横断面における１つの直径に沿っての距離を
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ｎている。第４図において、電界の前記極大位置が１
０で示さｎてお９、前記極小位置が１１と１２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〈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−ｃＨから共振器３の側壁表面に向け
ての半径に沿って配置された、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ｎよりも常に小さい。
強い領域の極大値はそｎよりも常に小さい。
したがって、本発明はＴＭ−０２０モ一ド忙限足される
ものではない。少なくとも、ＴＭ−０１０モードや、Ｔ
Ｍ−０６０モードまたはＴＭ−０４０モードを使用する
ことができる。
ものではない。少なくとも、ＴＭ−０１０モードや、Ｔ
Ｍ−０６０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１３から外側１４に向
けて小さくなってＳ−９、そしてガラス管の外側では電
界強度は急速に小さくなって前記極小位置１１．１２に
達する。
、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１３から外側１４に向
けて小さくなってＳ−９、そしてガラス管の外側では電
界強度は急速に小さくなって前記極小位置１１．１２に
達する。
したがって、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
ｎぞｎにおいて、特に利点が得らｎ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°
Ｃ−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モータが用いらｎる場合に比べ
て、七九程大きくなくてもよい。第４図において、ＴＥ
−［１１１モーｒのときの電界分布が点線で示さｎ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。
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
ｎぞｎにおいて、特に利点が得らｎ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°
Ｃ−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モータが用いらｎる場合に比べ
て、七九程大きくなくてもよい。第４図において、ＴＥ
−［１１１モーｒのときの電界分布が点線で示さｎ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−０１
１モーｒ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＠ＫＯＲるという
重要な利点が得られることを意味する。
１モーｒ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＠ＫＯＲ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−０
２０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ｎ。
２０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ｎ。
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
界のエネルギが蓄えら詐ることはまた、ＴＭ−０２０モ
ーに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、ア一り放ｔ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。
く減少する。ＴＭ−０２０モードの場合により多くの電
界のエネルギが蓄えら詐ることはまた、ＴＭ−０２０モ
ーに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、ア一り放ｔ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。
したがって、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
得ら扛る。さらに、 ＴＭ−０２［］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。
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
得ら扛る。さらに、 ＴＭ−０２［］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。
したがって、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ｎぞｎにおいて、’１１
−０２０モードが非常に優れていることがよくわかる。
、特に沈着工程と焼結工程のそｎぞｎにおいて、’１１
−０２０モードが非常に優れていることがよくわかる。
けｎども、ガラス管の肉厚、直径、材料の品質に応じて
、熱的歪みによるひび割ｎ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
。
、熱的歪みによるひび割ｎ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ｒの電界強度はガラス管の外
側表面に向っ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ｎ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ば、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
させることによって、一定限度内に抑えることができる
。
側表面に向っ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ｎ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ば、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
させることによって、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−Ｑ１ｎモードによる電界であり１特にＴＥ−０
１１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によって得
られる。この付加的マイクロ波発生器１５は、導波器１
６によって共振器３に連結さｎて２０、共振器３の中に
ＴＥ−０１ｎモードを、好ましくはＴＥ−［１１１モー
ドを発生させる。
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−Ｑ１ｎモードによる電界であり１特にＴＥ−０
１１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によって得
られる。この付加的マイクロ波発生器１５は、導波器１
６によって共振器３に連結さｎて２０、共振器３の中に
ＴＥ−０１ｎモードを、好ましくはＴＥ−［１１１モー
ドを発生させる。
Ｃ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−ＱｉｎモードとＴＶ−０ｎ０モードとが互い
に重畳さｎて現われ、かつ、互いに独立に現われる。
ＴＭ−０２０モードとが、または、より一般的な場合に
は、ＴＥ−ＱｉｎモードとＴＶ−０ｎ０モードとが互い
に重畳さｎ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。より大きな工ネルプが供給できる他
に、非常１ｃＪｋ’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
の慣域に訃いて、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り゛の電界の和の電界のことである。
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。より大きな工ネルプが供給できる他
に、非常１ｃＪｋ’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
の慣域に訃いて、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り゛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って温度を均一にする
ことが好都合である力為らである。
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って温度を均一にする
ことが好都合である力為らである。
したがって、１つの具体的な方法として、沈着工程と焼
結工程とにかいて、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モ一トド’ｒ
ｇ−ｏｉｉモードの２つが使用される。
結工程とにかいて、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モ一トド’ｒ
ｇ−ｏｉｉモードの２つが使用される。
このために１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１１は、導ａ１８．１９全通して、
２つのマイクロ波発生器１．１５のそれぞｎＫ接続する
こと訃よび接続しないこととが可能である。
れる。この制御装置１１は、導ａ１８．１９全通して、
２つのマイクロ波発生器１．１５のそれぞｎＫ接続する
こと訃よび接続しないこととが可能である。
円筒形共振器３の＠面における電界の分布が第４図に示
さｎ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ｎている。この共振器は事実上９円筒形
であることが好ましい。
さｎ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ｎている。この共振器は事実上９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訃いて、いろいろと変更して実施す
ることが可能である。
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訃いて、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１本発明によ扛ば、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。氷
見ＷＫよる方法と装置は、例えば、光ファイバを表造す
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／ｌｃ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、したがって
、共振器内でアーク放電が起こらな一範囲内で、ガラス
管を十分高温に加熱することができる。
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。氷
見ＷＫよる方法と装置は、例えば、光ファイバを表造す
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／ｌｃ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、したがって
、共振器内でアーク放電が起こらな一範囲内で、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６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〇 〔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
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６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〇 〔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 (8)
- （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）
の中へ前記ガラス菅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（１
０）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 true JPS62113732A (ja) | 1987-05-25 |
| JPH0469571B2 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) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024080282A1 (ja) | 2022-10-12 | 2024-04-18 | 住友電気工業株式会社 | シリカガラス体の製造方法および加熱装置 |
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| US7497922B2 (en) | 2002-05-08 | 2009-03-03 | Btu International, Inc. | Plasma-assisted gas production |
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