专利名称：玻璃微粒堆叠体的制造装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种向标靶上堆叠玻璃微粒的玻璃微粒堆叠体的制造装置。
背景技术：
已知下述技术，即，从喷管喷出包含玻璃原料气体及燃烧气体的气体，生成玻璃微粒，在使玻璃微粒向初始棒材上堆叠时，从喷管的周围向初始棒材供给整流后的净化空气(参照专利文献I)。在该装置中，在净化空气供给室内的、作为配管的连接口的净化空气入口和净化空气供给室的开口部之间，安装覆盖净化空气供给室的剖面的整流板，净化空气通过该整流板，从而以整流状态向反应容器内部供给。作为整流板，使用例如将多个网状的板或蜂窝形状的板重叠的整流板，或者通过将多个筒排列而形成多个净化空气通路的整流板。
专利文献I :日本特开2006 - 248884号公报
发明内容
但是，在将多个网状的板或蜂窝形状的板重叠而形成的整流板中，从构成网的线材之间的接触部位或彼此重合的蜂窝形状的板之间的接触部位产生的金属粉末等，可能向反应容器内飞散而混入玻璃微粒堆叠体。另外，在将多个筒排列而形成的整流板及冲压金属等的具有多个作为通路的孔的整流板中，会在除了作为净化空气通路的孔之外的部分处，附着并堆叠反应容器内的漂浮玻璃微粒，其可能在堆叠处理中向反应容器内飞散，附着并混入玻璃微粒堆叠体。如上述所示，如果在玻璃微粒堆叠体中混入异物，则产生该玻璃微粒堆叠体出现裂纹等问题。另外，如果使混入了异物的玻璃微粒堆叠体透明化，并将其作为母材而拉制光纤，则会在光纤拉制时导致断线。此外，如果将整流板从装置上拆卸而进行清洗，则可以去除附着在整流板上的异物，但必须进行繁杂的清洗作业以及装卸作业。另外，在将蜂窝形状的板或多个筒排列而形成的整流板中，净化空气通过整流板，直接向玻璃微粒堆叠体喷射，可能成为玻璃微粒堆叠体的裂纹等的原因。本发明的目的在于，提供一种玻璃微粒堆叠体的制造装置，其可以在抑制异物的附着及混入的同时，稳定且高效地制造高品质的玻璃微粒堆叠体。可以解决上述课题的本发明的玻璃微粒堆叠体的制造装置，向反应容器内的标靶上堆叠通过喷管的火焰进行水解反应生成的玻璃微粒，其特征在于，在所述反应容器上，在配置所述喷管的那一侧的侧面上设置净化空气导入口，在所述净化空气导入口处，设置有将多根至少所述反应容器的内部侧为凸曲面的棒材隔着规定的间隙排列而形成的整流部。在本发明的玻璃微粒堆叠体的制造装置中，优选将所述棒材的排列方向不同的多个所述整流部，沿与所述棒材的排列面交叉的方向彼此隔着间隔而设置。
发明的效果根据本发明的制造装置，由于具有棒材之间彼此并不重合而是隔着规定间隙排列配置所形成的整流部，所以可以防止如网状板那样因金属线彼此接触摩擦而产生金属粉末的问题。并且，由于构成整流部的棒材的至少反应容器的内部侧形成为凸曲面，所以可以利用康达效应(Coanda effect),使净化空气沿作为凸曲面的棒材的表面良好地整流,而不会使漂浮颗粒接近棒材的表面，还可以防止在反应容器内进行玻璃微粒的堆叠时产生的漂浮玻璃微粒向棒材的表面附着。由此，可以消除附着的玻璃微粒剥离而向玻璃微粒堆叠体附着的问题。如上述所示，根据本发明，可以在抑制异物的附着及混入的同时，稳定且高效地制造闻品质的玻璃微粒堆置体。
图I是表示本发明所涉及的玻璃微粒堆叠体的制造装置的一个实施方式的概略 斜视图。图2是图I的制造装置的水平方向的概略剖面图。图3是设置在图I的制造装置中的整流部的俯视图。图4是设置在图I的制造装置中的整流部的一部分的斜视图。图5是设置在图I的制造装置中的整流部的一部分的剖面图。图6是表示本发明所涉及的玻璃微粒堆叠体的制造装置的其他实施方式的水平方向概略剖面图。图7是表示设置在图6的制造装置中的整流部的图，Ca)是沿横向排列有整流棒的整流部的俯视图，(b)是沿纵向排列有整流棒的整流部的俯视图。图8是表示参考例所涉及的整流部的图，Ca)是整流部的俯视图，(b)是整流部的一部分的剖面图。图9是表示参考例所涉及的整流部的图，Ca)是整流部的俯视图，(b)是整流部的一部分的剖面图。
具体实施例方式下面，参照附图，对本发明所涉及的玻璃微粒堆叠体的制造装置的实施方式的例子进行说明。如图I及图2所示，玻璃微粒堆叠体的制造装置10是向反应容器11内的标靶15上堆叠通过喷管13的火焰进行水解反应生成的玻璃微粒，制造作为光纤母材的玻璃微粒堆叠体17的装置。制造装置10具有反应容器11，其对旋转的标靶15进行收容；多个喷管13，其将玻璃微粒向标靶15喷射；移动单元(省略图示)，其使标靶15和喷管13相对地移动；以及净化空气供给装置(省略图示)，其用于供给作为洁净气体的净化空气CA。喷管13利用玻璃原料气体、可燃性气体以及助燃性气体，通过火焰水解反应生成玻璃微粒。在反应容器11的上部，标靶15配置为沿上下方向气密性地插入反应容器11。对于标靶15，其上端被旋转卡盘(省略图示)握持而使标靶15旋转，并且利用移动单元沿上下方向使标靶15进行往复移动。通过使标靶15在旋转的同时沿其轴向往复移动，从而向标靶15的表面上均匀地堆叠玻璃微粒，制造玻璃微粒堆叠体17。如上述所示，制造装置10具有以下结构，即，通过使多个喷管13相对于标靶15短距离相对地往复移动而堆叠玻璃微粒的MMD (多喷管多层沉积)方法，从而制造玻璃微粒堆叠体17。反应容器11由镍等耐腐蚀性金属材料形成。在该反应容器11中，配置喷管13的那一侧的侧面成为净化空气导入口 39，从该净化空气导入口 39送入净化空气CA。在反应容器11的净化空气导入口 39处设置整流部23，利用该整流部23将反应容器11的净化空气导入口 39侧分隔出，与标靶15相反的那一侧的空间成为流入净化空气CA的腔室即净化室43。在该净化室43上连接多个净化空气供给路径21，从上述净化空气供给路径21供给净化空气CA。在净化室43中设置有自动后退机构45，其进行喷管13的支撑和自动后退。另外，在反应容器11中，在与具有整流部23的净化空气导入口 39相反的那一侧，
设置有多个排气路径27。上述排气路径27向外部凸出，与排气管道(省略图示)连接。排气管道构成为，利用吸引风扇从排气路径27高效地排出含有剩余玻璃微粒的净化空气CA，以防止漂浮的剩余玻璃微粒(也称为碳烟)向反应容器11的内表面附着。在具有上述结构的制造装置10中，仅将来自整流部23的整流后的净化空气CA稳定地向反应容器11内供给，而不会使净化空气CA直接向反应容器11内流入。如图3所示，整流部23是将多根整流棒(棒材)24沿横向排列而形成的。作为构成该整流部23的整流棒24，使用例如由镍或钛等耐腐蚀性金属材料形成的外径为5 15mm程度的棒材。如图4所示，在由整流棒24构成的整流部23中，贯穿设置喷管13。如图5所示，在上述结构的整流部23中，各个整流棒24隔着规定的间隙G而排列，净化空气CA从各整流棒24之间的间隙G中通过。并且，净化空气CA由于从构成整流部23的整流棒24之间的间隙G中通过而得到整流。整流部23越接近标靶15，来自整流部23的净化空气CA的整流效果越好。构成该整流部23的整流棒24形成为剖面圆形，由此，各整流棒24的反应容器11的内部侧形成为凸曲面。此外，上述整流棒24只要至少反应容器11的内部侧形成为凸曲面即可，例如也可以是半圆形状、捕圆形状。另夕卜，整流棒24可以是实心的，也可以是中空的。在利用上述结构的制造装置10制造玻璃微粒堆叠体17时，将玻璃原料的氧氢火焰从喷管13喷出，将在反应容器11的内部进行火焰水解而生成的玻璃微粒，向旋转的标靶15喷射并堆叠，从而使玻璃微粒堆叠体17不断生长。另外，随着玻璃微粒堆叠体17的直径因堆叠而扩大，使喷管13后退。如上述所示，在向标靶15上堆叠玻璃微粒时，如果向净化室43供给净化空气CA，则该净化空气CA由整流部23进行整流并被送入至反应容器11内。由此，可以在抑制异物的附着及混入的同时，抑制喷管13的火焰紊乱，稳定地制造玻璃微粒堆叠体17。根据这样制造的玻璃微粒堆叠体17，可以在尽可能抑制拉丝时的断线频度的同时，顺利地制造高品质的光纤。另外，根据本实施方式所涉及的制造装置10，由于具有整流棒24之间彼此并不重合而是隔着规定间隙G排列配置所形成的整流部23，所以可以防止如网状板那样因金属线彼此接触摩擦而产生金属粉末的问题。并且，由于构成整流部23的整流棒24的反应容器11的内部侧形成为凸曲面，所以可以利用康达效应，使净化空气CA沿作为凸曲面的整流棒24的表面良好地整流，而不会使漂浮颗粒接近整流棒24的表面，还可以防止在反应容器11内进行玻璃微粒的堆叠时产生的剩余玻璃微粒向整流棒24的表面附着。由此，可以消除附着于整流棒24上的玻璃微粒剥离而向玻璃微粒堆叠体17附着的问题。由此，可以在抑制异物的附着及混入的同时，稳定且高效地制造高品质的玻璃微粒堆叠体17。
此外，作为构成整流部23的整流棒24，并不限于如上述所示的剖面圆形，也可以是剖面椭圆形。另外，只要净化空气CA的下游侧即反应容器11的内部侧为凸曲面即可，净化空气CA的上游侧即反应容器11外部侧可以不是凸曲面，也可以为平面等。另外，作为整流部23的整流棒24的排列方向，并不限定于横向，但由于从喷管13喷射的氧氢火焰容易上升，所以优选将整流棒24沿横向排列，将净化空气CA相对于上下方向进行整流，使得火焰不会在上下方向上紊乱。 另外，在上述实施方式中，设置I个整流部23，但也可以设置整流棒24的排列方向不同的多个整流部23。对设置2个整流部23的制造装置进行说明。如图6所示，该制造装置IOA具有2个整流部23A、23B，它们在净化空气流动的方向(与棒材24的排列面交叉的方向)上彼此隔着间隔而配置。整流部23A如图7 (a)所示，将多根整流棒24沿横向排列，另外，整流部23B如图7 (b)所示，将多根整流棒24沿纵向排列。如上述所示，如果设置有将整流棒24沿横向排列的整流部23A以及将整流棒24沿纵向排列的整流部23B，则可以将净化空气CA利用整流部23B沿纵向进行整流，然后利用整流部23A沿横向进行整流。由此，可以将向反应容器11送入的净化空气CA均匀地整流，进而闻效地制造闻品质的玻璃微粒堆置体17。此外，将整流部23A、23B之间的间隔设为在净化空气CA供给时即使挠曲也不彼此接触的间隔，优选例如10 20mm程度。此外，在上述实施方式的制造装置10中，沿标靶15的轴线将多个喷管13配置为一列，但也可以沿标靶15的轴线将多个喷管13沿上下以曲折状配置，从周向的不同位置向标靶15喷射火焰。另外，制造装置10也可以是通过OVD (Outside Vapor Phase Deposition)方法或者VAD (Vapor Phase Axial Deposition)方法制造玻璃微粒堆叠体17的装置结构。下面，作为参考例，对不同构造的整流部进行说明。图8 (a)、(b)所示的是由网状板52构成的整流部，其中，该网状板52是将多根金属线51编成格子状而形成的。在这种由网状板52构成的整流部中，如果因气流变化而产生振动，则因该振动而使金属线51彼此相互摩擦，产生金属粉末a。并且，该金属粉末a可能向玻璃微粒堆叠体17上附着。图9 (a)、(b)所示的是由形成多个孔61的冲压金属62构成的整流部。在这种由冲压金属62构成的整流部中，由于在没有孔61的部分处气流停滞，所以在该没有孔61的部分处，在反应容器11内的玻璃微粒堆叠时产生的残余玻璃微粒3发生堆叠。并且，如果该堆叠的玻璃微粒0剥离，则该剥离的玻璃微粒0可能向玻璃微粒堆叠体17上附着。另外，在由冲压金属62构成的整流部中，在孔61的出口附近产生紊流，因此，使净化空气CA的流动不稳定，可能降低整流效果。另外，在具有孔61的冲压金属62中，如果开口率过大，则整流效果不充分，可能使玻璃微粒堆叠体17产生裂纹。〔实施例〕利用具有由图8所示的网状板52构成的整流部的对比例I所涉及的制造装置以及具有由图9所示的冲压金属62构成的整流部的对比例2的制造装置、本实施方式所涉及的具有I个整流部23的实施例I所涉及的制造装置、本实施方式的变形例所涉及的具有2个整流部23A、23B的实施例2所涉及的制造装置，分别制造玻璃微粒堆叠体17。对下述内容进行了调查此时的反应容器11内的净化度(颗粒个数)、在整流部上有无玻璃微粒附着、风速变化的大小、从制造的玻璃微粒堆叠体17拉制光纤时的断线频度、玻璃微粒堆叠体17的开裂频度。此外，颗粒个数是指，每立方英尺中大于或等于0. 5 y m的颗粒的个数(pc/cf@0. 5 u m)o 作为对比例I的整流部，使用将6片50目的网状板重叠而形成的整流部，其中，该网状板是由线径为0. 2mm的金属线编成格子状而形成的。作为对比例2的整流部，使用孔径为5mm且开口率为30%的冲压金属62。作为实施例I的整流部，使用将外径为IOmm的镍制的实心或中空的整流棒沿横向隔着1_的间隙G排列而形成的整流板。作为实施例2的整流部，使用将外径为IOmm的镍制的实心或中空的整流棒沿横向隔着Imm的间隙G排列而形成的整流部、以及将外径为IOmm的镍制的实心或中空的整流棒沿纵向隔着Imm的间隙G排列而形成的整流部，将它们隔着20mm的间隔而配置。(评价结果)在表I中示出评价结果。〔表I〕
权利要求
1.一种玻璃微粒堆叠体的制造装置，其向反应容器内的标靶上堆叠通过喷管的火焰进行水解反应生成的玻璃微粒， 其特征在于， 在所述反应容器上，在配置所述喷管的那一侧的侧面上设置净化空气导入口， 在所述净化空气导入口处，设置有将多根至少所述反应容器的内部侧为凸曲面的棒材隔着规定的间隙排列而形成的整流部。
2.根据权利要求I所述的玻璃微粒堆叠体的制造装置，其特征在于， 将所述棒材的排列方向不同的多个所述整流部，沿与所述棒材的排列面交叉的方向彼此隔着间隔而设置。
全文摘要
本发明提供一种玻璃微粒堆叠体的制造装置，其可以在抑制异物的附着及混入的同时，稳定且高效地制造高品质的玻璃微粒堆叠体。对于玻璃微粒堆叠体的制造装置(10)，其向反应容器(11)内的标靶上堆叠通过喷管(13)的火焰进行水解反应生成的玻璃微粒，在反应容器(11)中，在配置喷管(13)的那一侧的侧面上设置净化空气导入口(39)，在净化空气导入口(39)处设置有整流部(23)，该整流部(23)是将多根至少反应容器(11)的内部侧为凸曲面的整流棒(24)隔着规定的间隙(G)排列而形成的。
文档编号C03B37/018GK102795768SQ20121016969
公开日2012年11月28日 申请日期2012年5月28日 优先权日2011年5月27日
发明者铃木智哉 申请人:住友电气工业株式会社