用于制造玻璃颗粒沉积体的装置及方法

文档序号:1843671阅读:245来源:国知局
专利名称:用于制造玻璃颗粒沉积体的装置及方法
技术领域
本发明涉及一种使用OVD方法制造玻璃颗粒沉积体的装置和方法,更确切地说,是涉及能在沉积操作时防止杂质混入玻璃颗粒沉积体的玻璃颗粒沉积体制造装置及方法。
背景技术
在使用OVD方法中通过把SiCl4或GeCl4的玻璃原料气体从燃烧器供给氢氧气火焰,由于火焰的水解反应产生SiO2或GeO2玻璃颗粒,玻璃颗粒被沉积在围绕一个起始棒的径向方向,在用OVD(Outside VapourDeposition外汽相沉积)方法制造玻璃颗粒沉积体时,由燃烧器产生的玻璃颗粒被沉积在起始棒的周围,但是玻璃颗粒不沉积地飘浮在由具有上和下通风筒的反应容器构成的制造装置的空间内。
由于玻璃颗粒在高温气体的影响下很可能向上流动,飘浮的玻璃颗粒粘附在制造装置的内壁面上,特别是反应容器或上通风筒的内壁面,如果粘附的微粒数量增加,它们就会脱落并作为杂质沉积在玻璃颗粒沉积体的表面上。根据反应容器的构成材料,可能产生金属粉尘。
假如杂质沉积在玻璃颗粒沉积体上,就会产生在烧结或玻璃化过程中造成空洞的问题,在拉丝时光学纤维断开,或有较大的传输损失。
因此,在制造玻璃颗粒沉积体时,要求混入玻璃颗粒沉积体中的杂质量尽可以地减少,为此已经审查和提供了各种各样的方法。
例如,在JP-A-5-116979或JP-A-5-116980中,披露了一种通过吹洁净的空气或氢氧气火焰到起始棒(玻璃颗粒沉积体)来防止杂质混入玻璃颗粒沉积体中的方法。然而,如果洁净的空气直接吹在沉积面上,在玻璃颗粒上就会产生剥离(破裂)。在沉积面被氢氧气火焰灼热时,存在玻璃颗粒沉积体可能变形的问题(特别是在沉积堆密度较低时)。
在JP-A-8-217480中,披露了一个悬而未决的关于对制造多孔的母体材料的反应容器沾湿防止装置的发明,在其中通过用Ni或Ni基合金制造反应容器,在抑制金属氧化物的产生上有一定效果。然而,如果Ni本身被混进玻璃颗粒沉积体内,就会导致纤维的断开或传输损失的增加。

发明内容
本发明的目标是提供一种玻璃颗粒沉积体制造装置和方法,在这种方法中在制造玻璃颗粒沉积体时,使用的玻璃颗粒沉积体制造装置由一个反应容器、一个上通风筒和一个下通风筒组成,能有效地防止在制造操作时杂质被沉积或混入玻璃颗粒沉积体中。
本发明使用以下结构解决上述的问题。
(1)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,连接于一升降装置的一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,在上述反应容器内安装有用石英制造的套筒。
(2)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,连接于一升降装置的一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,在所述上通风筒和所述下通风筒内安装有用石英制造的套筒。
(3)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,连接于一升降装置的一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,所述上盖的支承杆插入孔的内径和所述支承杆的外径之差为10mm或更小,以及,围绕所述支承杆插入孔设有一个高度为5mm或更高的外圆周壁。
(4)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,连接于一升降装置的一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,向上设置的连接所述上盖和所述升降装置的波纹管以遮盖所述支承杆的形式安装。
(5)按照(1)或(2)所述的用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,其特征在于,所述上盖的支承杆插入孔的内径和所述支承杆的外径之差为10mm或更小,以及,围绕所述支承杆插入孔的外圆周设有一个高度为5mm或更高的外圆周壁。
(6)按照(1)或(2)所述的用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,其特征在于,向上设置的连接所述上盖和所述升降装置的波纹管以遮盖所述支承杆的形式安装。
(7)按照(1)或(2)所述的用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,其特征在于,所述用石英制造的套筒是圆筒形的。
(8)按照(3)或(5)所述的用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,其特征在于,安装有一用于把洁净气体引到所述支承杆和所述外圆周壁之间的洁净气体进气管。
(9)按照(4)或(6)所述的用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,其特征在于,安装有一用于把洁净气体引入所述波纹管的洁净气体进气管。
(10)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,具有一个具有一上盖的上通风筒,连接于一升降装置的一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,在带有用石英制造的被安置在其内部的套筒的所述反应容器内制造玻璃颗粒沉积体。
(11)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,具有一个具有一上盖的上通风筒,连接于一升降装置的一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,使用带有用石英制造的被安置在其内部的套筒的所述上通风筒和所述下通风筒制造玻璃颗粒沉积体。
(12)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,具有一个具有一上盖的上通风筒,连接于一升降装置的一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,在所述上盖的支承杆插入孔的内径和所述支承杆的外径之差为10mm或更小,以及围绕所述支承杆插入孔的外圆周设有一个高度为5mm或更高的外圆周壁的情况下制造玻璃颗粒沉积体。
(13)种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,具有一个具有一上盖的上通风筒,连接于一升降装置的一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,使用在其中向上设置的连接所述上盖和所述升降装置的波纹管以遮盖所述支承杆的形式安置的装置制造玻璃颗粒沉积体。
(14)按照(10)或(11)所述的制造玻璃颗粒沉积体的方法,其特征在于,在所述上盖的支承杆插入孔的内径和所述支承杆的外径之差为10mm或更小,以及围绕所述支承杆插入孔的外圆周设有一个高度为5mm或更高的外圆周壁的情况下制造玻璃颗粒沉积体。
(15)按照(10)或(11)所述的制造玻璃颗粒沉积体的方法,其特征在于,在其中向上设置的连接所述上盖和所述升降装置的波纹管以遮盖所述支承杆的形式安置的装置中制造玻璃颗粒沉积体。
(16)按照(10)或(11)所述的制造玻璃颗粒沉积体的方法,其特征在于,在所述用石英制造的套筒是圆筒形的,并且所述套筒的内径和玻璃颗粒沉积体的最大外径之差为100mm或更小的情况下制造玻璃颗粒沉积体。
(17)按照(14)所述的制造玻璃颗粒沉积体的方法,其特征在于,在安装有一个用于把洁净气体引到所述支承杆和所述外圆周壁之间的洁净气体进气管的情况下制造玻璃颗粒沉积体。
(18)按照(15)所述的制造玻璃颗粒沉积体的方法,其特征在于,在安装有一用于把洁净气体引入所述波纹管的洁净气体进气管的情况下制造玻璃颗粒沉积体。
(19)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,所述反应容器的50%或更多的构成材料是石英。
(20)一个用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,所述反应容器、所述上通风筒或所述下通风筒是圆筒形的,所述反应容器、所述上通风筒或所述下通风筒的内径和玻璃颗粒沉积体的最大外径之差为100mm或更小。
(21)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,一个与所述起始棒一起移动的并具有用于接受从上边落下的物质的外圆周壁的圆盘被安装在所述起始棒的有效部分之上。
(22)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,一个与起始棒一起移动的圆盘被安装在所述起始棒的有效部分之下。
(23)按照(20)至(22)之一所述的用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,其特征在于,所述反应容器、所述上通风筒或所述下通风筒是圆筒形的,所述反应容器、所述上通风筒或所述下通风筒的内径和所述圆盘的最大外径之差为100mm或更小。
(24)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,一个用于把洁净气体引进所述上通风筒的进气管向下安装使所述进气管相对于所述上通风筒的中心轴线的角度小于90°。
(25)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,一个用于把洁净气体引进所述下通风筒的进气管向上安装使所述进气管相对于所述下通风筒的中心轴线的角度小于90°。
(26)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,所述上盖具有一在内表面上无不平整的双层结构。
(27)按照(26)所述的用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,其特征在于,在所述上盖中心的所述支承杆插入孔的内径与支承杆的外径之差为40mm或更小。
(28)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,排气管这样被安置,使所述排气管的中心位置在最上面的燃烧器和最下面的燃烧器之间的中间位置之上。
(29)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,使用一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,用于制造玻璃颗粒沉积体的所述反应容器的构成材料的50%或更多是石英。
(30)按照(29)所述的制造玻璃颗粒沉积体的方法,其特征在于,为了制造玻璃颗粒沉积体,所述反应容器、所述上通风筒或所述下通风筒是圆筒形的,所述反应容器、所述上通风筒或所述下通风筒的内径和所述玻璃颗粒沉积体的最大外径之差为100mm或更小。
(31)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,使用一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,为了制造玻璃颗粒沉积体,一个与起始棒一起移动的并具有用于接受从上边落下的物质的外圆周壁的圆盘被安装在所述起始棒的有效部分之上。
(32)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,使用一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,为了制造玻璃颗粒沉积体,一个与起始棒一起移动的圆盘被安装在所述起始棒的有效部分之下。
(33)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,使用一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,为了制造玻璃颗粒沉积体,所述反应容器、所述上通风筒或所述下通风筒是圆筒形的,所述反应容器、所述上通风筒或所述下通风筒的内径和所述圆盘的外径之差为100mm或更小。
(34)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,使用一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,含有浓度为3.5×104/m3或更小的尺寸为0.3μm或更大的粉尘的洁净气体以1L/min或更大的流速被引进所述上通风筒,并且一个用于把洁净气体引进所述上通风筒的进气管向下安装使所述进气管相对于所述上通风筒中心轴线的角度小于90°(35)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,使用一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,含有浓度为3.5×104/m3或更小的尺寸为0.3μm或更大的粉尘的洁净气体以1L/min或更大的流速被引进所述下通风筒,并且一个用于把洁净气体引进所述下通风筒的进气管向上安装使所述进气管相对于所述下通风筒中心轴线的角度小于90°(36)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,使用一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,所述上盖具有一个在内表面上无不平整的双层结构,含有浓度为3.5×104/m3或更小的尺寸为0.3μm或更大的粉尘的洁净气体以1L/min或更大的流速被吹进在上盖中心的支承杆插入孔和所述支承杆之间的间隙,以制造玻璃颗粒沉积体。
(37)按照(36)所述的制造玻璃颗粒沉积体的方法,其特征在于,在上盖中心的所述支承杆插入孔的内径和所述支承杆的外径之差为10mm或更小。
(38)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,使用一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,排气管这样被安置,使所述排气管的中心位置在最上面的燃烧器和最下面的燃烧器之间的中间位置之上。
(39)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,使用一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,为了制造玻璃颗粒沉积体,反应容器、上通风筒和下通风筒的外面的空气含有浓度为3.5×105/m3或更小的尺寸为0.3μm或更大的粉尘。
(40)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,所述燃烧器和所述反应容器的燃烧器安装部分之间是气密的。
(41)按照(40)所述的用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,其特征在于,所述燃烧器和所述反应容器的燃烧器安装部分之间的间隙用密封料密封。
(42)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,所述反应容器具有一与燃烧器一体成型的侧壁。
(43)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,装备有内径比所述燃烧器外径大的、气密地遮盖所述反应容器的燃烧器安装部分和伸出到所述反应容器之外的燃烧器部分的圆筒。
(44)按照(43)所述的用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,其特征在于,所述圆筒的轴向长度为10mm或更长。
(45)按照(43)或(44)所述的用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,其特征在于,所述圆筒的材料是石英。
(46)按照(43)至(45)之一所述的制造玻璃沉积体的装置,其特征在于,所述圆筒和所述燃烧器之间的间隙通过O形圈气密地密封。
(47)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,装备有内径比所述燃烧器外径大的、气密地遮盖所述反应容器的燃烧器安装部分和伸出到所述反应容器外的燃烧器部分的波纹管。
(48)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,使用一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,为了制造玻璃颗粒沉积体,设有使所述燃烧器和所述反应容器的燃烧器安装部分之间没有间隙的气密性,以及燃烧器位置在玻璃颗粒沉积体的半径方向上被固定。
(49)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,使用一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,装备有内径比所述燃烧器外径大的、气密地遮盖所述反应容器的燃烧器安装部分和伸出到所述反应容器外的燃烧器部分的圆筒,在所述燃烧器对应于玻璃颗粒沉积体外径的变化、在玻璃颗粒沉积体的半径方向上被移动时,生产玻璃颗粒沉积体。
(50)按照(49)所述的制造玻璃颗粒沉积体的方法,其特征在于,所述圆筒的轴向长度为10mm或更长。
(51)按照(49)或(50)所述的制造玻璃颗粒沉积体的方法,其特征在于,所述圆筒的材料是石英。
(52)按照(49)至(51)之一所述的制造玻璃沉积体的装置,其特征在于,O形圈被气密地安装在所述圆筒和所述燃烧器之间。
(53)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,使用一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,装备有内径比所述燃烧器外径大的、气密地遮盖所述反应容器的燃烧器安装部分和伸出所述反应容器外的燃烧器部分的波纹管,在所述燃烧器对应于玻璃颗粒沉积体外径的变化在玻璃颗粒沉积体的半径方向上被移动时,生产玻璃颗粒沉积体。
(54)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,所述反应容器和被安装在所述反应容器上的排气管之间的间隙用密封料密封。
(55)按照(54)所述的用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,其特征在于,所述密封料是玻璃带、铝带、O形圈、铝片或Ni片。
(56)按照(54)或(55)所述的用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,其特征在于,排气管的外径和排气管进口的孔径之差为2至10mm。
(57)按照(54)至(56)之一所述的用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,其特征在于,排气管和反应容器的材料是石英、Ni或Ni基合金。
(58)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,所述反应容器和排气管是设置成一体的。
(59)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,使用一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,为了制造玻璃颗粒沉积体,安装在反应容器上的排气管周围的间隙用密封料密封。
(60)按照(59)所述的制造玻璃颗粒沉积体的方法,其特征在于,用密封料密封排气管周围的间隙,这种密封料是玻璃带、铝带、O形圈、铝片或Ni片。
(61)按照(59)或(60)所述的制造玻璃颗粒沉积体的方法,其特征在于,排气管的外径和排气管进口的孔径之差为2至10mm。
(62)按照(59)至(61)之一所述的制造玻璃颗粒沉积体的方法,其特征在于,为了制造玻璃颗粒沉积体,排气管和反应容器的材料是石英、Ni或Ni基合金。
(63)一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,使用一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,所述反应容器和排气管是结合成一体的。
(64)按照(63)所述的制造玻璃颗粒沉积体的方法,其特征在于,排气管和反应容器的材料是石英、Ni或Ni基合金。


图1是代表性地表示按照本发明的第一个实施例的玻璃颗粒沉积体制造装置的基本构造的示意横截面图;图2是表示被用于按照本发明的装置的多管型的燃烧器的一个例子的横截面图;图3是表示一个如何把用于反应容器的石英套筒安装到反应容器上的例子的说明图;图4是表示一个如何把用于上通风筒的石英套筒安装到上通风筒上的例子的说明图;图5是表示一个如何把用于下通风筒的石英套筒安装到下通风筒上的例子的说明图;图6是表示上盖的结构例子的横截面图;图7是表示配备有外圆周壁的上盖的结构例子的横截面图;图8是表示配备有波纹管的上盖的结构例子的横截面图;图9是代表性地表示按照本发明的另一个实施例的用于玻璃颗粒沉积体制造装置的基本构造的示意横截面图;图10是表示反应容器的结构例子的说明图;
图11是表示在本发明中被安装在起始棒上的上石英圆盘和下石英圆盘的结构的例子的说明图;图12是举例说明进气管被安装在上通风筒和下通风筒上的位置的说明图;图13是表示上盖结构的例子的说明图;图14是代表性地表示按照本发明的又一个实施例的用于玻璃颗粒沉积体制造装置的基本构造的示意横截面图;图15是用于说明在其中燃烧器的安装部分与燃烧器之间的间隙被气密地密封的本发明反应容器的部分横截面的示意图;15A表示在其中间隙用密封层密封的反应容器,15B表示在其中间隙被用金属片和玻璃带密封的反应容器;图16是用于说明用于本发明的与燃烧器形成一体的反应容器,并表示零件装配之前的状态的示意透视图;图17是说明在本发明中在其中能移动的燃烧器通过一个O形圈被一个圆筒遮盖的反应容器的示意图,其中图17A是示意横截面图,图17B是示意的侧视图;图18是说明在本发明中在其中能移动的燃烧器被一个波纹管遮盖的反应容器的示意图,其中图18A是示意横截面图,图18B是示意的侧视图。
在这些图中,附图标记1表示反应容器,2表示上通风筒,3表示下通风筒,4表示燃烧器(burner),5表示排气管,6表示支承杆,7表示芯棒,8、9表示假棒(dummy rod),10表示用于制造玻璃颗粒沉积体(glassparticle deposit)的装置,11表示玻璃颗粒沉积体,12表示石英圆盘,13表示石英圆盘,14表示上盖,15表示用于反应容器的石英套筒,16表示用于上通风筒的石英套筒,17表示用于下通风筒的石英套筒18表示原料和氢气的排出口,19表示氩气的排出口,20表示氢气的排出口,21表示氧气的排出口,22表示氩气的排出口,23表示氧气的排出口,24表示燃烧器的插入孔,25表示排气管的插入孔,26a、26b表示支承法兰,27表示支承杆插入孔,28表示外圆周壁,29表示起始棒,30表示升降装置,31表示洁净气体进气管,32表示波纹管,33表示洁净气体进气管,10A表示用于玻璃颗粒沉积体制造装置,34表示外壁,35表示外壁,36表示构架部分,38表示上盖,40表示安装孔,42表示圆盘,43表示外圆周壁,48表示圆盘,46表示安装孔,50表示进气管,52表示进气管,56表示支承杆插入孔,58表示进气孔,60、62和63表示用于合成玻璃颗粒(glass particulate)的燃烧器,65、66和67表示燃烧器安装部分,65’、66’和67’表示间隙,68、69和70表示气体管线,72表示排气孔,73表示压力表,74表示风扇,76、77a和77b表示密封料,1A表示与燃烧器形成一体的反应容器,80表示滑动装置,82、83和84表示圆筒,90表示起始棒,94、95和96表示O形圈,101、102和103表示波纹管。
具体实施例方式
下面参考

本发明的优选的实施例。图1是代表性地表示按照本发明的玻璃颗粒沉积体制造装置的基本构造的示意横截面图。玻璃颗粒沉积体制造装置如图1所示,包括一个设有燃烧器4和排气管5的反应容器,一个具有用于在上部装入或取出玻璃颗粒沉积体11的上盖14的上通风筒2,和一个下通风筒3。
用本发明的装置制造玻璃颗粒沉积体的基本操作如下。由支承杆6支承的起始棒(例如,具有连接在上和下边的上假棒8和下假棒9的由芯子和包层组成的芯棒7)被插入玻璃颗粒沉积体制造装置10中。这个起始棒通过连接于支承杆6上部的升降装置(参看图7和8)上下移动,同时围绕轴线转动,使通过燃烧器合成的玻璃颗粒围绕起始棒的外圆周沉积,以产生玻璃颗粒沉积体11。
配置在用于本发明的装置的反应容器1中的燃烧器4可以是传统使用的形式,最好是如在图2中所示的多管式燃烧器。在图2中,附图标记18表示原料气和氢气的排气口,19和22表示氩气的排气口,20表示氢气的排气口,21和23表示氧气的排气口。
本发明的特点被列在下面。
(1)为了使导致纤维断开的金属粉尘(Ni,Cr,Fe,Al)的来源尽可以地少,一个具有能插入燃烧器4和排气管5的孔的石英套筒15被安置在金属的反应容器1内。此外,最理想的是把石英套筒16和17安置在上通风筒2和下通风筒3内。
如果整个装置都用石英制造,则有热量可以泄漏到外面的问题,具有差的操作性。还有一个石英难于被应用于机械部分的问题。然而,假如安置石英套筒,就能够排除材料的影响。
从改进排出效率的观点出发,最好把石英套筒15、16和17制成圆筒形的,并且把每个石英套筒的内径和玻璃颗粒沉积体11的最大外径之差(两倍于图1中的a1,a2和a3之差)设定为100mm或更小。考虑到包含起始棒和玻璃颗粒沉积体的转动部件的旋转,每个石英套筒15、16、17的内径和玻璃颗粒沉积体11的最大外径之差的下限通常大约为10mm。
在使用带石英套筒15、16和17的装置生产玻璃颗粒沉积体时,与起始棒一起移动的石英圆盘12和13被安置在起始棒的有效部分之上的上假棒8上和缩小围绕玻璃颗粒沉积体11的空间的有效部分之下的下假棒9上,如在图1中所示,由此进一步改进排出效率。
石英套筒15、16和17的形状和它们的安装状态分别表示在图3至5中。图3是把用于反应容器的石英套筒15安装在反应容器1上的例子,在其中设有用于插入燃烧器的燃烧器插入孔24和用于插入排气管5的排气管插入孔25的用于反应容器的石英套筒15被插入反应容器1中,并且被支承法兰26a(在石英套筒一边)和支承法兰26b(在反应容器一边)支撑。
图4和5是把石英套筒安装到上通风筒2和下通风筒3上的例子,在其中带有法兰27的用于上通风筒的石英套筒16和带有法兰28的用于下通风筒的石英套筒17被插入并通过法兰支撑。
(2)虽然上盖14设有用于在中心插入支承杆6的支承杆插入孔27,如图6所示,含有灰尘的外部空气可以通过插入孔27和支承杆6之间的间隙流入造成粘附在玻璃颗粒沉积体11上的杂质。为了防止灰尘通过这个支承杆插入孔27进入,支承杆插入孔27的内径和支承杆6的外径之差(两倍于图6中的b)最好为10mm或更小,并且围绕支承杆插入孔27的外圆周布置一个高为5mm或更高的外圆周壁28,以便围绕支承杆6和遏制外部空气的流入,如图6所示。上盖14的材料是石英或Ni。
此外,为了强化遏制外面的空气混入的效果,最好在外圆周壁28上安置一个把洁净气体引进支承杆6和外圆周壁28之间的洁净气体进气管31,如图7所示。洁净气体可以是含有尺寸为0.3μm或更大的浓度为3.5×104/m3或更小的粉尘的洁净气体或氮气。在图7中,29表示起始棒,30表示用于使连接于起始棒的支承杆6轴向地上下移动并同时转动的升降装置。
(3)安装有一个能够跟着支承杆6的上下移动伸缩并以遮盖着支承杆6的形式连接上盖14和升降装置30的波纹管32以防止外面的空气从支承杆插入孔27进入,如图8所示。
此外,为了强化遏制外面的空气混入的效果,可以在波纹管32上连接一个用于把含有尺寸为0.3μm或更大的浓度为3.5×104/m3或更小的粉尘的洁净气体或氮气引进的洁净气体进气管33。
图9是代表性地表示实施本发明的另一个方法的玻璃颗粒沉积体制造装置的基本结构的示意横截面图。在图9中,相同或类似的部件用与图1中相同的数字标注。如在图9中所示的玻璃颗粒沉积体制造装置10A包括设有燃烧器4和排气管5的反应容器1,具有用于在上部放入或取出玻璃颗粒沉积体11的上盖8的上通风筒2,和下通风筒3。
本发明的此方法基本上涉及把由支承杆支承的燃烧器4安置在这个制造装置10A内,并且与转动的起始棒(例如,一个具有连接在包括芯子和包层的芯棒7两端的上假棒8和下假棒9的棒)相对,在起始棒上下移动时,围绕起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒(glass particulate),以制造玻璃颗粒沉积体11。
燃烧器4最好是如在图2中所示的多管式燃烧器。
本发明的特点被列在下面。
(1)为了减少由反应容器1、上通风筒2和下通风筒3产生的杂质量,为了有效地排除玻璃颗粒或飘浮在制造装置10A内的粉尘(在下文中称为飘浮的粉尘),制造装置10A被设计成尽可以地紧凑,使上通风筒2、反应容器1和下通风筒3的内径与玻璃颗粒沉积体11的最大外径之间的差为100mm或更小。反应容器1的内径和玻璃沉积体11的最大外径之差的下极限值近似地这样设定,使在制造过程中玻璃颗粒沉积体11不会与反应容器1的内壁面或燃烧器4接触,并通常大约为10mm。
(2)为了尽可以地减少引起纤维断开或传输损失增加的金属粉尘(Ni,Cr,Fe,Al)的来源,大部分(50%或更多)的反应容器1用石英制造,除构架部分外。同样,大部分(50%或更多)的上通风筒2和下通风筒3最好用石英制造,除具有机械部分的上盖38外。构架部分和上盖用Ni或Ni基合金制造。
图10表示反应容器1的一个结构例子。这个例子的反应容器1由一个用Ni制造的构架部分36、一个用石英制造的带有被安装的合成玻璃颗粒的燃烧器4的外壁34和一个带有被安装的排气管5的外壁35组成。
(3)为了提高玻璃颗粒或其他飘浮在制造装置10A内部空间的粉尘的排出效率,最好把石英圆盘12和13安装在起始棒的有效部分之上和/或之下,并且与起始棒(也就是玻璃颗粒沉积体11)一起上下移动。由此,缩小了围绕玻璃颗粒沉积体11的空间以提高排出效率。
在这种情况下,上通风筒2和反应容器1的内径与上石英圆盘12外径的差(两倍于图9中的b1和b2)和下通风筒3和反应容器1的内径与下石英圆盘13外径的差(两倍于图9中的c1和c2)最好是50mm或更小。
如果反应容器、上通风筒或下通风筒被制造成圆筒形的,并且反应容器、上通风筒或下通风筒的内径和圆盘的外径之差为100mm或更小,则在圆盘上或下的环境压力可以被保持在高的值,以防止外面的空气从上或下部分进入。同样,如果该差值被定为100mm或更小,为了有效地排除飘浮在反应容器内的玻璃颗粒可以减小排出容积。
更理想的是,反应容器、上通风筒或下通风筒的内径和圆盘的外径之差为50mm或更小。通过此差值为50mm或更小,能进一步地提高上述效率。
上石英圆盘12和下石英圆盘13的构造和安装方法示例地表示在图11A和11B中。在这个例子中,上石英圆盘12是一个在中心有安装孔40的圆盘40,圆盘40成形有一个围绕它的外圆周壁43,以形成一个接受从上面落下的物质的盘。下石英圆盘13也由在中心具有安装孔46的圆盘48构成。
上石英圆盘12和下石英圆盘13通过分别把连接在心棒7上的上假棒8和下假棒9插入安装孔40和46而被安装在起始棒上。假棒8、9由较小直径部分和较大直径部分组成,其中较小直径部分的外径要被安装到石英圆盘12、13的安装孔40、46中和较大直径部分具有较大的外径。
(4)为了排除在制造装置10A内的飘浮的粉尘,最好是把含有浓度为3.5×104/m3或更小的尺寸为0.3μm或更大的粉尘的洁净空气或氮气以1L/min或更大的流速引进上通风筒2和/或下通风筒3。
为了有效地使制造装置10A内的气流对准导向排气管5,用于把洁净气体引进上通风筒2的进气管50和用于把洁净气体引进下通风筒3的进气管52最好是倾斜的,以便把洁净气体引向反应容器1,使得进气管相对于上和下通风筒的中心轴线的角度(在图9中的α和β)小于90°。图12A和12B示出说明安装进气管50和52的一个例子。
(5)在上盖38的中心设有一个用于插入支承杆6以悬挂起始棒的插入孔,但是为了防止含有许多灰尘的外部空气流进制造装置10A,支承杆插入孔和支承杆6之间的间隙(插入孔内径和支承杆外径之差)最好为40mm或更小。更为可取的是,为10mm或更小。通过为40mm或更小,就能防止外面的空气进入。能够用来自上和下部的洁净气体更为有效地防止外面空气的进入。
同样,上盖38具有内表面54平整的双层结构,如在图13中示例地表示的那样。也就是说,上盖38最好有一个无深度约为1mm或更多的凹入或台阶部分的平的结构,飘浮的玻璃颗粒可以沉积在那里。图13A和13B是分别从横向和从上方看的上盖横截面图。在图13的例子中,在中心设有用于插入支承杆6的支承杆插入孔56,上盖38与支承杆6之间的间隙d为5mm或更小。
此外,优选的是,从设在上盖38中的进气孔58把由含有浓度为3.5×104/m3或更小的尺寸为0.3μm或更大的粉尘的空气或氮气组成的洁净气体引进双层结构的内部空间,并且以1L/min或更高的流速把洁净气体通过支承杆上的间隙吹进上盖38和支承杆6之间的间隙部分。不考虑外面的空气进入装置,以3.5×105/m3或更小的浓度,能够保持装置内的清洁。同样,以3.5×104/m3或更小的浓度,能够提高清洁度。
(6)为了改进飘浮的粉尘的排出效率,最好这样安置排气管5,使排气管5的中心部分在用于合成玻璃颗粒的燃烧器4的中间部分之上(在最上面的燃烧器和最下面的燃烧器之间)。这样可以有效地排除由于热空气向上流动的飘浮的粉尘。
(7)由于不可以完全防止外面的空气进入装置内,围绕反应容器1、上通风筒2和下通风筒3的空气(例如在一个围绕起始棒旋转轴线的半径最大为约5m的圆内)最好保持含有尺寸为0.3μm或更大的浓度为3.5×104/m3或更小的粉尘。
作为研究用于减少混入通过OVD方法生产的玻璃颗粒沉积体中的杂质的方法的结果是,本发明人注意到,不考虑在反应容器和燃烧器之间的燃烧器安装部分的结构,做了一些尝试来切断空气从间隙部分的进入,间隙部分在燃烧器进入反应容器的安装部分通常为2到10mm那么大。作为结果是,本发明人发现,这个方法对于减少要混入的杂质是非常有效的,具有增加玻璃颗粒沉积体的沉积速度的效果,并且实现了这个发明。
在图14至18中,相同或类似的部件用与图1的玻璃颗粒沉积体相同的数字标注。
(1)当燃烧器和起始棒(具有由至少芯子或芯子和包层组成的玻璃棒)之间的相对运动只在基本垂直的方向上发生时,即,无须将燃烧器相对于起始棒在起始棒和玻璃颗粒沉积体的直径方向(水平方向)运动地形成玻璃颗粒沉积体,起始棒在垂直方向往复移动,没有在反应容器的安装部分(孔)和燃烧器的圆周之间的间隙中采用任何的装置地提供燃烧器和反应容器之间的气密性,由此没有外部空气进入地沉积玻璃颗粒。
图14是表示本发明另一个实施例的示意说明图。在内部连通于反应容器的上通风筒2和下通风筒3(封闭管)被设置在反应容器1之上和之下,具有用于插入支承杆6的孔的上盖14被放在上通风筒2上,由此使得能够把连接于有芯子或芯子和包层的芯棒7两端的假棒8和9组成的起始棒90,或由围绕起始棒90形成的玻璃颗粒沉积体的母料放入反应容器或从反应容器取出。上假棒8具有安装用于隔离热量和阻断通过在上盖上的支承杆6的安装孔落下的杂质的石英圆盘12。反应容器有通过反应容器1的燃烧器安装部分(孔)65、66和67安装的燃烧器60、62和63,使每个燃烧器的顶端在反应容器内吹出玻璃颗粒,以围绕起始棒90形成玻璃颗粒沉积体11。68、69和70代表性地表示分别给燃烧器60、62和63供气的气体管线。反应容器设有用于通过排出气体来排出未沉积的、过量的玻璃颗粒的排气孔72。5表示排气管,73表示压力表,74表示排气设备。箭头表示移动方向。
在这个发明中,燃烧器60、62和63与燃烧器安装部分(孔)65、66和67之间的间隙65’、66’和67’用诸如玻璃带、铝带、铝片或Ni片这样的密封料(sealant)76密封,如在图15A中所示。因此,燃烧器60、62和63被密封地固定在反应容器1上。就不产生金属粉尘而言,最好用玻璃带密封。
如在图15B中所示,最好用金属片77a和密封带77b固定燃烧器。
例如,反应容器和燃烧器的材料可以是石英、Ni或Ni基合金。
作为把燃烧器固定到反应容器上的装置,最好可以把燃烧器和反应容器的一部分结合成一体。虽然存在由于用铝片或Ni片密封的产生来自金属的粉尘的可能性,通过把燃烧器和反应容器结合成一体可以防止这个现象。
图16是用于说明与燃烧器结合成一体式的反应容器1A的一个实施例的示意透视图,反应容器1A具有一个与燃烧器60、62和63一体形成的与燃烧器成一体的外壁34,和一个与排气管孔72(或排气管5)一体形成的与排气管成一体的外壁35,各外壁被密封地连接到构架部分36上。这样,使用与图1中相同的其他部件形成玻璃颗粒沉积体。
在这种与燃烧器结合成一体的反应容器中的反应容器和燃烧器的材料和固定式的反应容器一样也可以是石英、Ni或Ni基合金。
另外,OVD方法中的一种方法包括在玻璃颗粒沉积体的直径方向上移动燃烧器时,根据玻璃颗粒沉积体的较大外径来调节沉积平面和燃烧器排出喷嘴之间的距离,来沉积玻璃颗粒。用这种方法,由于燃烧器不能被固定在反应容器上,不同于上述的(1)、(2)的方法,为了封闭反应容器的燃烧器安装部分和燃烧器的从反应容器凸出的部分,使用另外的管子或可伸缩的波纹管。
图17是示出按照本发明的圆筒封闭式的反应容器的实施例的局部说明图,其中图17A是示意横截面图,图17B是局部侧视图。每个燃烧器60、62和63都能在起始棒和玻璃颗粒沉积体的直径方向通过滑动装置80移动。圆筒82、83和84被设定用于遮盖燃烧器60、62和63的外周边,圆筒82、83和84的末端部分被封闭地与反应容器1B的外壁连接。
经验显示,如果每个圆筒82、83和84的长度L为10mm或更长,外面的空气不大可能混入。低于10mm,难于得到这个效果。长度的上限值没有特别的限定,但是考虑到安装或燃烧器的尺寸和费用,大约500mm可以合适。最好,长度大约为200mm到300mm。
如果圆筒的材料是石英,就能防止由圆筒产生的粉尘(金属杂质)。如果一个O形圈94、95、96被安放在圆筒82、83和84与燃烧器60、62和63之间,如图17所示,外面的空气就更不大可能混入。同样,如果在0形圈94、95、96和燃烧器60、62和63之间以及在O形圈94、95和96和圆筒82、83和84之间使用凝胶状的间隙填充料,气密性就进一步被改善。
反应容器和燃烧器的材料最好是石英、Ni或Ni基合金。
图18是示出按照本发明的波纹管封闭式的反应容器的一个实施例的局部说明图。其中图18A是示意横截面图,图18B是局部侧视图。每个燃烧器60、62和63都能在起始棒和玻璃颗粒沉积体的直径方向被滑动装置80移动。波纹管101、102和103被设定用于遮盖燃烧器60、62和63的外周边,波纹管101、102和103的末端部分被封闭地与反应容器1C的外壁连接。在使用波纹管的情况下,围绕燃烧器的间隙能被密封地封闭。可伸缩的波纹管可以用诸如聚四氟乙烯树脂或玻璃纤维这样的耐热材料制造。
反应容器和燃烧器的材料最好是石英、Ni或Ni基合金。
另外,已经发现,在本发明中当燃烧器被密封地固定在反应容器上时,玻璃沉积的速度高于在燃烧器被移动时的速度。如果在除了燃烧器移动之外相同的条件下生产相同尺寸的玻璃颗粒沉积体,在燃烧器被固定时的沉积速度比燃烧器被移动时的高大约20%。其原因如下如果在沉积玻璃颗粒的初始阶段沉积目标部分是细长的,在沉积平面上的火焰温度就会降低,得到较低堆密度的沉积玻璃,使玻璃颗粒沉积体在较早的时间变粗,如果燃烧器远离开始玻璃棒的话。这个变粗效果目标增加最初的产量。另一方面,如果玻璃颗粒沉积体变粗到一定的程度,在沉积平面上的火焰温度随燃烧器和玻璃棒之间距离的接近而升高,使玻璃沉积产量由于热迁移效果而增加。
在本发明的上述实施例中,反应容器和各燃烧器之间设置成气密的。同样,反应容器和排气管之间也可以设置为气密的。
更准确地说,通过把排气管插入通过反应容器1的排气管安装孔来使用排气管5,但是如果排气管安装孔的间隙部分用诸如玻璃带、铝带、铝片、Ni片、或O形圈等密封料密封,就可以防止外面的空气混入反应容器,从而能够减少在玻璃颗粒沉积体中的杂质,如图15所示。排气管和反应容器之间的间隙就其外径差而言最好是为2到10mm。如果间隙超过这个范围,就会增加使用的密封料,这样由密封料产生的粉尘就不可忽视。
此外,如果使用排气管5和反应容器1合成一体的反应容器,就能够有效地防止来自玻璃带、铝带、铝片或Ni片的粉尘。合成一体式的反应容器的材料最好是难于产生粉尘的石英、Ni、或Ni基合金。
各个实例下面将使用例子详细地说明本发明的方法,但是本发明并不局限于这些例子。
例1使用由一个如图3所示的用Ni制造的反应容器1(内径310mm)和反应容器石英套筒15(内径250mm)的组合体、一个如图4所示的用Ni制造的上通风筒2(内径300mm)和上通风筒石英套筒16(内径240mm)、一个如图5所示的用Ni制造的下通风筒2(内径300mm)和下通风筒石英套筒17(内径240mm)组成的类似于图1所示的玻璃颗粒沉积体制造装置的玻璃颗粒沉积体制造装置10,玻璃颗粒围绕起始棒沉积。
上盖14具有如图6和7所示的结构,其中在中心设有用于插入支承杆6(外径50mm)的支承杆插入孔27(内径55mm),一个高度为1000mm的用石英制造的设有洁净气体进气管31的外圆周壁28围绕支承杆插入孔27安装,以便围住支承杆6。
在玻璃颗粒的沉积操作中,含有浓度为1.75×103/m3或更小的尺寸为0.3μm或更大的粉尘的洁净气体以5000L/min的流速被引导通过洁净气体进气管31进入支承杆6和外圆周壁28之间的间隙。在操作时在反应容器1、上通风筒2和下通风筒3外面的空气中尺寸为0.3μm或更大的粉尘的数量浓度为3.5×106/m3或更小。
使用直径为30mm的具有芯子/包层部分的芯棒7(长度500mm),通过在一端焊接一个用石英玻璃制造的上假棒8,在另一端焊接一个用石英玻璃制造的下假棒9来生产起始棒。在这个例子中,没有连接石英圆盘12和石英圆盘13。
为了从用于合成玻璃颗粒的燃烧器4沉积玻璃颗粒,垂直地安置起始棒,并且以200mm/min的速度在1100mm内上下移动,同时以40rpm转动,这样生产玻璃颗粒沉积体11。
以150mm的间距安装三个直径为30mm的具有如图2所示结构的燃烧器4。四氯化硅4SLM(标准L/min)作为原料,氢气80SLM用于形成火焰,氧气40SLM,以及Ar2SLM作为供给三个燃烧器4的密封气体。
为了制造作为最终目标的厚度为30mm的玻璃层(玻璃直径93mm,芯棒直径33mm),重复上述操作以产生外径为200mm的玻璃颗粒沉积体11。生产出的玻璃颗粒沉积体11被加热到高温,被玻璃化和纤维化。结果是,由于杂质,纤维外径的变化(相对中心值125大+0.7μm)在200km内出现两次。在随后的筛查中,100km内断开的次数是一次。在此,筛查是检查在施加一个使在纤维纵向伸长2%的载荷(大约1.8到2.2kgf)时是否存在断开。
例2使用由一个如图3所示的用Ni制造的反应容器1(内径310mm)和反应容器石英套筒15(内径250mm)的组合体、一个如图4所示的用Ni制造的上通风筒2(内径300mm)和上通风筒石英套筒16(内径240mm)、一个如图5所示的用Ni制造的下通风筒2(内径300mm)和下通风筒石英套筒17(内径240mm)组成的类似于图1所示的玻璃颗粒沉积体制造装置的玻璃颗粒沉积体制造装置10,玻璃颗粒围绕起始棒沉积。
配置有用于插入支承杆6(外径50mm)的支承杆插入孔27,并且安装有在上盖14之上的、随着支承杆6的垂直上下移动能伸缩的并连接上盖14和升降装置30的波纹管3以遮盖支承杆62,如图8所示。
在玻璃颗粒的沉积操作时,含有浓度为1.75×103/m3或更小的尺寸为0.3μm或更大的粉尘的洁净气体以5000L/min的流速被引导通过被设在波纹管32内的洁净气体进气管33进入波纹管32。在操作时在反应容器1、上通风筒2和下通风筒3外面的空气中尺寸为0.3μm或更大的粉尘的数量浓度为3.5×104/m3或更小。
使用直径为30mm的具有芯子/包层部分的芯棒7(长度500mm),通过在一端焊接一个用石英玻璃制造的上假棒8,在另一端焊接一个用石英玻璃制造的下假棒9来生产起始棒。在这个例子中,没有安装石英圆盘12和石英圆盘13。
为了制造作为最终目标的厚度为30mm的玻璃层(玻璃直径93mm,芯棒直径33mm),在与例1完全相同的沉积条件下重复沉积操作以生产外径为200mm的玻璃颗粒沉积体11。生产出的玻璃颗粒沉积体11被加热到高温,被玻璃化和纤维化。结果是,由于杂质,纤维外径的变化(相对中心值125大+0.7μm)在200km内出现一次。在随后的筛查中,100km内断开的次数是零。
例3使用由如图10所示的除用Ni制造的构架部分36外用石英制造的反应容器1(内径260mm)和用石英制造的具有如图12所示形状的上通风筒2和下通风筒3(内径250mm)组成的,类似于图9中所示的玻璃颗粒沉积体制造装置,玻璃颗粒沉积体制造装置10A,来沉积玻璃颗粒。一个用Ni制造的在内表面54上无不平整的平的上盖38安置在上通风筒2上,如图13所示,上盖38具有如图3所示的带用于插入支承杆6(外径50mm)的支承杆插入孔56(内径55mm)的结构。在三个燃烧器4的中心位置(也就是中间的燃烧器位置)以上50mm处安装排气管5。
在玻璃颗粒的沉积操作时,含有浓度为3.5×103/m3或更小的尺寸为0.3μm或更大的粉尘的氮气通过上盖38的进气管58被引入,并且以20L/min的流速吹进支承杆6和上盖38的支承杆插入孔56之间的间隙部分。没有洁净的气体被引入上通风筒2和下通风筒3。在操作时在反应容器1、上通风筒2和下通风筒3外面的空气中尺寸为0.3μm或更大的粉尘的数量浓度为1.75×103/m3或更小。
使用直径为30mm的具有芯子/包层部分的芯棒7(长度500mm),通过在一端焊接一个用石英玻璃制造的上假棒8(较粗部分的外径35mm),在另一端焊接一个用石英玻璃制造的下假棒9(较粗部分的外径40mm)来制造起始棒,如图11所示。具有外圆周壁43的石英圆盘12被安装在上假棒8上,石英圆盘13被安装在下假棒9上。
石英圆盘12由一个外径为230mm、具有一个直径为31mm的安装孔40的圆盘42和一个高度为100mm、直立在圆盘42周围的外圆周壁43组成。石英圆盘13是一个外径为230mm、具有一个直径为36mm的安装孔29的圆盘48。
为了从用于合成玻璃颗粒的燃烧器4沉积玻璃颗粒,垂直地安置起始棒,并且以200mm/min的速度在1100mm内上下移动,同时以40rpm转动,这样生产玻璃颗粒沉积体11。
以150mm的间距安装三个直径为30mm的具有如图2所示结构的燃烧器4。四氯化硅4SLM(标准L/min)作为原料,氢气80SLM用于形成火焰,氧气40SLM,以及Ar2SLM作为供给三个燃烧器4的密封气体。
为了制造作为最终目标的厚度为30mm的玻璃层(玻璃直径90mm),重复上述的操作以生产外径为200mm的玻璃颗粒沉积体11。生产出的玻璃颗粒沉积体被加热到高温,被玻璃化和纤维化。结果是,由于杂质,纤维外径的变化(相对中心值125大+0.7μm)在200km内出现四次。在随后的筛查中,100km内断开的次数是三次。在此,筛查是检查在施加一个使在纤维纵向伸长2%的载荷(大约1.8到2.2kgf)时是否存在断开。
例4在如例3中使用的装置中,把排气管安装在三个燃烧器4的中心位置以下50mm处。在反应容器1、上通风筒2和下通风筒3外面的空气中尺寸为0.3μm或更大的粉尘的数量浓度为1.75×103/m3或更小。
使用这个装置,围绕相同的起始棒并在与在例3中相同的沉积条件下生产玻璃颗粒沉积体11。通过使玻璃颗粒沉积体11玻璃化得到的母料被纤维化。结果是,由于杂质,纤维外径的变化在200km内出现五次。在随后的筛查中,100km内断开的次数是四次。
例5在如例3中使用的装置中,进气管50(安装角α=45°)和52(安装角β=45°)被用于把含有浓度为3.5×103/m3到7.0×103/m3的尺寸为0.3μm或更大的粉尘的洁净空气以10L/min的流速引进上通风筒2和下通风筒3。
使用这个装置,用相同的装置规格并在与例3相同的条件下生产外径为200mm的玻璃颗粒沉积体11。生产出的玻璃颗粒沉积体被加热到高温,被玻璃化和纤维化。结果是,由于杂质,纤维外径的变化(相对中心值125大+0.7μm)在200km内出现一次。在随后的筛查中,100km内断开的次数为零。
例6在如同例3中使用的装置中,被安装在起始棒之上的石英圆盘12变为没有外壁43的石英圆盘。使用这个装置,围绕相同的起始棒并在与例3相同的条件下生产的玻璃颗粒沉积体11。通过使玻璃颗粒沉积体11玻璃化得到的母料被纤维化。结果是,由于杂质,纤维外径的变化在200km内出现两次。在随后的筛查中,100km内断开的次数是一次。这被认为是由于粘附在上通风筒2内的玻璃颗粒(在以前的操作中附着的)被进入上通风筒2的洁净空气向下吹落。
例7使用由除用Ni制造的构件部分36外用石英制造的如图10所示的反应容器1(内径260mm)和用Ni-Mo-Cr合金制造的具有如图12所示的形状的上通风筒2和下通风筒3(内径250mm)组成的、类似于图9中所示的玻璃颗粒沉积体制造装置的玻璃颗粒沉积体制造装置10A,来沉积玻璃颗粒。一个用Ni制造的在内面无不平整的平的上盖安置在上通风筒2上,上盖具有用于插入支承杆6(外径50mm)的支承杆插入孔56(内径55mm)。安装排气管5安装成使得它的中心位置与三个燃烧器4的中心位置(也就是中间的燃烧器位置)齐平。
在玻璃颗粒的沉积操作时在反应容器1、上通风筒2和下通风筒3外面的空气中尺寸为0.3μm或更大的粉尘的数量浓度为3.5×107/m3。
使用直径为30mm的具有芯子/包层部分的芯棒7(长度500mm),通过在一端焊接一个用石英玻璃制造的上假棒8(较粗部分的外径35mm),在另一端焊接一个用石英玻璃制造的下假棒9(较粗部分的外径40mm)制造起始棒,如图11所示。然后,在与在例3中相同的沉积条件下生产玻璃颗粒沉积体11(外径200mm)。通过使玻璃颗粒沉积体玻璃化得到的母料被纤维化。结果是,由于杂质,纤维外径的变化在200km内出现三十次。在随后的筛查中,100km内断开的次数是二十次。从断开的面检测出Cr。
例8除上通风筒2和下通风筒3的材料是石英外,在与例7完全相同的条件下生产玻璃颗粒沉积体11(外径200mm)。通过使玻璃颗粒沉积体玻璃化得到的母料被纤维化。结果是,由于杂质,纤维外径的变化在200km内出现25次。在随后的筛查中,100km内断开的次数是15次。
例9除了外径为230mm、带高度为100mm的外圆周壁43的石英圆盘12被安装在起始棒的假棒8上,以及外径为230mm的石英圆盘被安装在假棒9上之外,在与例8相同的条件下生产玻璃颗粒沉积体11。通过使玻璃颗粒沉积体玻璃化得到的母料被纤维化。结果是,由于杂质,纤维外径的变化在200km内出现十五次。在随后的筛查中,100km内断开的次数是八次。
例10使用由用Ni制造的反应容器1(内径为310mm)和各自连通于反应器1的上通风筒2和下通风筒3(内径为300mm)组成的,如图14所示的玻璃颗粒沉积体制造装置,来沉积玻璃颗粒。有一个用于插入支承杆6(外径为50mm)的孔(内径为55mm)的上盖14盖在上通风筒2上。三个用于合成玻璃颗粒的燃烧器(60、62和63)被安装在反应容器1内。燃烧器60、62,63和反应容器1的燃烧器安装部分(孔)之间的间隙65’、66’和67’通过由Ni制造的片77a封闭得尽可以小,残留的间隙用玻璃带77b完全封闭。通过把用石英制造的假棒8和9焊接在直径为30mm长度为500mm的、具有芯子和包层部分的玻璃棒7两端,来生产起始棒,通过安装在上假棒8上的石英圆盘12遮挡热量。
为了从燃烧器60、62和63沉积玻璃颗粒,被支承杆6固定的起始棒90被垂直地安置在反应容器1中,并且以200mm/min的速度在1100mm内上下移动,同时以40rpm转动,从而生产玻璃颗粒沉积体11。四氯化硅4SLM(标准L/min)作为原料,H280SLM用于形成火焰,O240SLM,以及Ar2SLM作为供给直径为30mm的三个燃烧器60、62和63(间距为150mm)的密封气体。
为了制造作为最终目标的厚度为30mm的玻璃层(玻璃直径93mm,芯棒直径33mm),继续上述的操作以生产外径为200mm的玻璃颗粒沉积体11。结果是,外径的变化为±1mm非常好,并且没有裂缝。玻璃颗粒的沉积速度是14.4g/min。
生产出的玻璃颗粒沉积体被用标准的方法加热到高温,玻璃化并被纤维化。在随后的筛查中,100km内断开的次数是一次,并且非常好。
在这里,在这个例子中进行的筛查是一种通常在装运潜水艇光缆纤维产品之前进行的纤维强度试验,其中通过在纤维上施加一个使在纤维的纵向产生2%伸长的负载(大约1.8到2.2kgf),把在纤维中的断开部分(低强度部分)预先切除。在这个实验中,有越多的断开部分,就有越多次数的检查或连接的部分,会使最终纤维的价格增加许多倍,因此断开次数少是重要的。
虽然在例4中,各燃烧器和反应器被单独地组合以生产玻璃颗粒沉积体,在图16中示出的与燃烧器和排除孔成一体式的反应容器也可以象图14的反应容器一样被使用,以生产玻璃颗粒沉积体,由此能够得到相同的效果。
例11在如例10中的图14的装置中,用石英制造的圆筒82、83和84(长度L=300mm)被安装在燃烧器60、62和63的周围,O形圈94、95和96被放置在燃烧器60、62和63的外壁与圆筒82、83和84的内壁之间,在O形圈94、95和96的外圆周和圆筒82、83和84的内壁之间的间隙中涂覆硅树脂,如图17所示。
通过把石英制造的假棒8和9焊接到直径为30mm长度为500mm、具有芯子和包层部分的芯棒两端生产起始棒90,通过安装在上假棒8上的石英圆盘12遮挡热量。被支承杆6固定的起始棒90被垂直地安置在反应容器1B内,并且以200mm/min的速度在1100mm内上下移动以沉积来自燃烧器60、62和63的玻璃颗粒,同时以40rpm转动,这样生产玻璃颗粒沉积体。流过燃烧器的气体的种类和流速与例10中的相同。在生产玻璃颗粒沉积体时,玻璃颗粒沉积体11的外径随时被监测,这样燃烧器60、62和63在玻璃颗粒沉积体的直径方向上在反应容器外面,对应于被监测的外径的变化(变大)被滑动装置80移动。
为了制造作为最终目标的厚度为30mm的玻璃层(玻璃直径93mm,芯棒直径33mm),继续上述的沉积操作以生产外径为200mm的玻璃颗粒沉积体11。结果是,外径的变化为±1.5mm非常好,并且没有裂缝。玻璃颗粒的沉积速度是12g/min。
生产出的玻璃颗粒沉积体被用标准的方法加热到高温,玻璃化并纤维化。在随后的筛查中,100km内断开的次数是两次,并且非常好。
例12除了没有O形圈地围绕燃烧器60、62和63安装用石英制造的圆筒82、83和84外,在与例11相同的条件下生产玻璃颗粒沉积体。
最后得到的玻璃颗粒沉积体(外径为200mm)具有非常好的±2mm外径变化。并且没有沉积裂缝。此外,玻璃颗粒沉积体被用标准的方法加热到高温,玻璃化并纤维化。在随后的筛查中,100km内断开的次数是四次。
例13在如例10的图14的装置中,密封地围绕燃烧器60、62和63安装波纹管101、102和103(长度L=300mm)。
通过把用石英制造的假棒8和9焊接到直径为30mm长度为500mm具有芯子和包层部分的芯棒两端来生产起始棒90,用被安装在上假棒8上的石英圆盘12遮挡热量。被支承杆6固定的起始棒90被垂直地安置在反应容器1C内,并且以200mm/min的速度在1100mm内上下移动以沉积来自燃烧器60、62和63的玻璃颗粒,同时以40rpm转动,这样生产玻璃颗粒沉积体。流过燃烧器的气体的种类和流速与在例10中的相同。在生产玻璃颗粒沉积体时,玻璃颗粒沉积体的外径随时被监测,这样燃烧器60、62和63在玻璃颗粒沉积体的直径方向上在反应容器外面,对应于被监测的直径变化(变大)被滑动装置80移动。
为了制造作为最终目标的厚度为30mm的玻璃层(玻璃直径93mm,芯棒直径33mm),继续上述的操作以生产外径为200mm的玻璃颗粒沉积体。结果是,外径的变化为±1.5mm非常好,并且没有裂缝。生产出的玻璃颗粒沉积体被用标准的方法加热到高温,玻璃化并纤维化。在随后的筛查中,100km内断开的次数是一次,并且非常好。
例14使用一个由用Ni制造的反应容器和如图14所示的上通风筒和下通风筒组成的玻璃颗粒沉积体制造装置,来沉积玻璃颗粒。具有用于插入支承杆的孔的上盖盖在上通风筒上。用于合成玻璃颗粒的三个燃烧器被安装在反应容器内。燃烧器和排气管(外径φ55mm)之间的间隙被用NI制造的片封闭得尽可以地小,并且进一步用玻璃带77b完全封闭。通过把用石英制造的各假棒焊接到直径为30mm具有芯子和包层部分的芯棒(500mm)的两端来生产起始棒。起始棒被垂直地安置,并且以200mm/min的速度在1100mm内上下移动以沉积来自燃烧器的玻璃颗粒,同时以40rpm转动,这样生产玻璃颗粒沉积体。四氯化硅4SLM(标准L/min)作为原料,氢气80SLM用于形成火焰,氧气40SLM,以及Ar2SLM作为供给直径为30mm的三个燃烧器(间距为150mm)的密封气体。
为了制造作为最终目标的厚度为30mm的玻璃层(玻璃直径93mm,芯棒直径33mm),继续上述的沉积操作。最终得到的玻璃颗粒沉积体(外径为200mm)具有±1mm的非常好的外径变化,并且没有裂缝。
此外,玻璃颗粒沉积体被加热到高温,玻璃化并纤维化。在随后的筛查中,断开次数在100km内有一次。虽然排气管和反应容器之间的间隙被用Ni片和玻璃带封闭,但是也可以使用铝片和铝带,从而得到一样的效果。
例15使用由在图16中示出的与排气管合成一体的反应容器,和在图14中示出的上通风筒和下通风筒组成的玻璃颗粒沉积体制造装置来沉积玻璃颗粒。具有用于插入支承杆的孔的上盖盖在上通风筒上。用于合成玻璃颗粒的三个燃烧器被安装在反应容器内。通过把用石英制造的各假棒焊接到直径为30mm具有芯子和包层部分的芯棒(500mm)两端来生产起始棒,以及石英圆盘被安装在用石英制造的每个假棒上。起始棒被垂直地安置,并且以200mm/min的速度在1100mm内上下移动以沉积来自燃烧器的玻璃颗粒,同时以40rpm转动,这样生产玻璃颗粒沉积体。四氯化硅4SLM(标准L/min)作为原料,氢气80SLM用于形成火焰,氧气40SLM,以及Ar2SLM作为供给直径为30mm的三个燃烧器(间距为150mm)的密封气体。
为了制造作为最终目标的厚度为30mm的玻璃层(玻璃直径93mm,芯棒直径33mm),继续上述的沉积操作。最终得到的玻璃颗粒沉积体(外径为200mm)具有±1mm的非常好的外径变化,并且没有沉积裂缝。
此外,玻璃颗粒沉积体被加热到高温,玻璃化并纤维化。在随后的筛查中,断开次数在100km内为零。
各个比较实例比较例1使用由如在例1中使用的、除了没有安装石英套筒15、16和17外与图1示出的构造相同的、用Ni制造的反应容器1(内径310mm)和上通风筒2和下通风筒3(内径300mm)的组合体组成的玻璃颗粒沉积体制造装置10,来围绕起始棒沉积玻璃颗粒。
上盖14具有如在图6和7中所示的构造,其中在中心设有用于插入支承杆6(外径50mm)的支承杆插入孔27(内径55mm),高度为1000mm的用石英制造的外圆周壁28围绕支承杆插入孔27安装,以便围住支承杆6。然而,在玻璃颗粒的沉积操作时,没有引进洁净气体。在操作时在反应容器1、上通风筒2和下通风筒3外面的空气中尺寸为0.3μm或更大的粉尘的数量浓度为3.5×106/m3或更小。
使用直径为30mm的具有芯子/包层部分的芯棒7(长度500mm),通过在一端焊接一个用石英玻璃制造的上假棒8,在另一端焊接一个用石英玻璃制造的下假棒9来生产起始棒。在这个例子中,没有安装石英圆盘12和石英圆盘13。
为了在与例1完全相同的玻璃颗粒沉积条件下制造作为最终目标的厚度为30mm的玻璃层(玻璃直径93mm,芯棒直径33mm),重复上述的操作以生产外径为200mm的玻璃颗粒沉积体11。生产出的玻璃颗粒沉积体11被加热到高温,被玻璃化和纤维化。结果是,由于杂质,纤维外径的变化(相对中心值125大+0.7μm)在200km内出现十次。在随后的筛查中,100km内断开的次数是十五次。
比较例2使用由如在例1中使用的,除了没有安装石英套筒15、16和17外与图1示出的构造相同的,用Ni制造的反应容器1(内径310mm)和上通风筒和下通风筒3(内径300mm)的组合体组成的玻璃颗粒沉积体制造装置10,来围绕起始棒沉积玻璃颗粒。
上盖14具有在中心设有用于插入支承杆6(外径50mm)的支承杆插入孔27(内径55mm)的构造(未设有图7的外圆周壁28和图8的波纹管)。在沉积操作时在反应容器1、上通风筒2和下通风筒3外面的空气中尺寸为0.3μm或更大的粉尘的数量浓度为3.5×106/m3或更小。
使用直径为30mm的具有芯子/包层部分的芯棒7(长度500mm),通过在一端焊接一个用石英玻璃制造的上假棒8,在另一端焊接一个用石英玻璃制造的下假棒9来生产起始棒。在这个例子中,没有安装石英圆盘12和石英圆盘13。
为了在与例1完全相同的玻璃颗粒沉积条件下制造作为最终目标的厚度为30mm的玻璃层(玻璃直径93mm,芯棒直径33mm),重复上述的操作以生产外径为200mm的玻璃颗粒沉积体11。生产出的玻璃颗粒沉积体被加热到高温,被玻璃化和纤维化。结果是,由于杂质,纤维外径的变化(相对中心值125大+0.7μm)在200km内出现四十次。在随后的筛查中,100km内断开的次数是四十五次。
比较例3在如例3中使用的装置中,反应容器1用Ni-Mo-Cr合金制造。上盖38的内面54设有三个直径为10mm深度为10mm的凹入部分,使表面不规则。在这时,在反应容器1、上通风筒2和下通风筒3外面的空气中尺寸为0.3μm或更大的粉尘的数量浓度为17.5×103/m3或更小。
使用这个装置,用与在例3中相同的起始棒和在与例3中相同的沉积条件下生产玻璃颗粒沉积体11。通过使玻璃颗粒沉积体玻璃化得到的母料被纤维化。结果是,由于杂质,纤维外径的变化在200km内出现四十次。在随后的筛查中,100km内断开的次数是四次。在断开面上检测出Cr。
此外,使用这个装置,重复十次沉积玻璃颗粒。结果是,玻璃颗粒沉积在上盖38的不规则处(φ10mm的凹入),并且在粘附于玻璃颗粒沉积体11的装置运行时沉积的玻璃颗粒掉下。结果是,玻璃直径的变化在纤维化时从13增加至26次(200km),并且在随后的筛查中断开的次数从4次增加至8次(100km)。
比较例4使用除反应器1内径为410mm,上通风筒2和下通风筒3内径为400mm外与在例3中使用的一样的装置来沉积玻璃颗粒。用Ni制造的具有用于插入支承杆6(外径50mm)的支承杆插入孔56(内径55mm)的上盖38盖在上通风筒2上。
在操作时在反应容器1、上通风筒2和下通风筒3外面的空气中尺寸为0.3μm或更大的粉尘的数量浓度为17.5×103/m3或更小。
使用直径为30mm的具有芯子/包层部分的芯棒7(长度500mm),通过在一端焊接一个用石英玻璃制造的上假棒8(较粗部分的外径40mm),在另一端焊接一个用石英玻璃制造的下假棒9(较粗部分的外径35mm)制造起始棒。在这个例子中,具有外圆周壁43的石英圆盘12被安装在假棒8上,石英圆盘13被安装在假棒9上。
石英圆盘12的外径为230mm,由具有直径为31mm的安装孔40的和高度为100mm连接在圆盘42的外圆周周围的外圆周壁43的圆盘42构成。石英圆盘13的外径为230mm,由具有直径为36mm的安装孔46的圆盘48构成。
为了在与例3相同的条件下制造作为最终目标的厚度为30mm的玻璃层(玻璃直径90mm),重复上述的操作以生产外径为200mm的玻璃颗粒沉积体11。生产出的玻璃颗粒沉积体11被加热到高温,被玻璃化和纤维化。结果是,由于杂质,纤维外径的变化在200km内出现十次。在随后的筛查中,100km内断开的次数是四次。
比较例5在如在例3中使用的装置中,上盖37的支承杆插入孔56被扩大到70mm,没有氮气被吹入支承杆6和支承杆插入孔56之间的间隙部分,在上通风筒2外面的空气中尺寸为0.3μm或更大的粉尘的数量浓度为3.5×107/m3或更小(几乎是正常的大气条件)。
使用这个装置,用与例3中相同的起始棒和在与例3相同的沉积条件下生产玻璃颗粒沉积体11。通过使玻璃颗粒沉积体玻璃化得到的母料被纤维化。结果是,由于杂质,纤维外径的变化在200km内出现十四次。在随后的筛查中,100km内断开的次数是六次。
比较例6使用由用Ni制造的反应容器1(内径为310mm)和各自连通于反应器1的上通风筒2和下通风筒3(内径为300mm)组成的,如图14所示的玻璃颗粒沉积体制造装置,来沉积玻璃颗粒。具有一个用于插入支承杆6(外径为50mm)的孔(内径为55mm)的上盖14盖在上通风筒2上。三个用于合成玻璃颗粒的燃烧器(60、62和63)被安装在反应容器1内。燃烧器60、62,63和反应容器1的燃烧器安装部分(孔)之间的间隙为10mm,但是没有东西被安置在燃烧器的周围。
通过把用石英制造的假棒8和9焊接在直径为30mm长度为500mm的具有芯子和包层部分的玻璃棒7两端,来生产起始棒90,通过安装在上假棒8上的石英圆盘12遮挡热量。
为了从燃烧器60、62和63沉积玻璃颗粒,被支承杆6固定的起始棒90被垂直地安置在反应容器1中,并且以200mm/min的速度在1100mm内上下移动。同时以40rpm转动,这样生产玻璃颗粒沉积体。流过三个直径为30mm的燃烧器(间距为150mm)的气体的种类和流速与例10相同。为了制造作为最终目标的厚度为30mm的玻璃层(玻璃直径93mm,芯棒直径33mm),继续上述的沉积操作以生产外径为200mm的玻璃颗粒沉积体。
生产出的玻璃颗粒沉积体的外径变动量为±5mm那么大,带有沉积裂缝,并且是不能进入下一道工序的不合格产品。
比较例7使用由用Ni制造的反应容器和上通风筒和下通风筒组成的如图16所示的玻璃颗粒沉积体制造装置来沉积玻璃颗粒。具有用于插入支承杆的孔的上盖盖在上通风筒上。三个用于合成玻璃颗粒的燃烧器被安装在反应容器中。排气管(外径φ50mm)和反应容器孔(孔径φ70mm)之间的间隙以外径差计为20mm,并且没有东西被安装在排气管周围。通过把用石英制造的各假棒焊接到直径为30mm具有芯子和包层部分的玻璃棒(500mm)两端来生产起始棒,石英圆盘被安装在用石英玻璃制造的每个假棒上。起始棒被垂直地安置,并且以200mm/min的速度在1100mm内上下移动以沉积来自燃烧器的玻璃颗粒,同时以40rpm转动,这样生产玻璃颗粒沉积体。四氯化硅4SLM(标准L/min)作为原料,氢气80SLM用于形成火焰,氧气40SLM,以及Ar2SLM作为供给直径为30mm的三个燃烧器(间距为150mm)的密封气体。
为了制造作为最终目标的厚度为30mm的玻璃层(玻璃直径93mm,芯棒直径33mm),重复上述的沉积操作。
生产出的玻璃颗粒沉积体的外径变动量为±5mm那么大,带有沉积裂缝,不能进入下一道工序。
比较例8使用由用Ni制造的反应容器和上通风筒和下通风筒组成的如图16所示的玻璃颗粒沉积体制造装置来沉积玻璃颗粒。具有用于插入支承杆的孔的上盖盖在上通风筒上。三个用于合成玻璃颗粒的燃烧器被安装在反应容器中。排气管(外径φ50mm)和反应容器孔(孔径φ55mm)之间的间隙以外径差计为5mm,并且没有东西被安装在排气管周围。通过把用石英制造的各假棒焊接到直径为30mm具有芯子和包层部分的玻璃棒(500mm)两端生产起始棒,石英圆盘被安装在用石英玻璃制造的每个假棒上。起始棒被垂直地安置,并且以200mm/min的速度在1100mm内上下移动以沉积来自燃烧器的玻璃颗粒,同时以40rpm转动,这样生产玻璃颗粒沉积体。四氯化硅4SLM(标准L/min)作为原料,氢气80SLM用于形成火焰,氧气40SLM,以及Ar2SLM作为供给直径为30mm的三个燃烧器(间距为150mm)的密封气体。
为了制造作为最终目标的厚度为30mm的玻璃层(玻璃直径93mm,芯棒直径33mm),重复上述的沉积操作。
生产出的玻璃颗粒沉积体(外径为200mm)的外径变动量为±1.5mm那么好,具有沉积裂缝。生产出的玻璃颗粒沉积体被加热到高温,被玻璃化,并被纤维化。在随后的筛查中,在100km内断开的次数是十五次。
上面详细地说明了本发明的特定实施例,但对本领域技术人员来说,可以不脱离本发明的精髓和范围而做各种变化或改动,这都是明显的。
本申请基于2001年6月14日(JP-A-2001-180404)提交的日本专利申请、2001年6月19日(JP-A-2001-185174)提交的日本专利申请,和2001年6月19日(JP-A-2001-185175)提交的日本专利申请,它们的内容合并于此以供参考。
工业实用性使用本发明的装置,如果反应容器、上通风筒和下通风筒由金属制造,则能够减轻诸如由于金属而造成不纯产品的不利效果。同样,能够有效地把飘浮的粉尘排到装置之外,飘浮的粉尘含有在制造玻璃颗粒沉积体时飘浮在装置内和未沉积的玻璃颗粒。此外,能够防止杂质从外面混入。因此,能够无杂质混入玻璃颗粒沉积体地制造质量稳定的玻璃颗粒沉积体。
此外,通过使上盖和支承杆之间的间隙更窄,把洁净气体引进间隙,以及降低外周围部分的空气中的灰尘数量,能够防止从外面混入杂质。另外,通过制造石英装置能够遏止金属杂质的产生。
此外通过本发明,通过防止外面的空气通过反应容器的燃烧器安装部分(孔)和燃烧器之间的间隙混入,能够减少玻璃颗粒沉积体中的杂质数量,因此能够制造具有较少的外径变动(变形)和较少的裂缝的玻璃颗粒沉积体。使用本发明的方法,在其中用圆筒或波纹管遮盖燃烧器凸出反应容器的部分和燃烧器的安装部分,能够几乎完全防止外面的空气通过燃烧器周围混入,以便在对应于玻璃颗粒沉积体的外径增大、在玻璃颗粒沉积体的直径方向上移动燃烧器时,用沉积玻璃颗粒的OVD方法达到上述的效果。
从例10和11沉积速度的数据可以看出,当燃烧器被密封地固定在反应容器内,并且按照本发明在玻璃颗粒沉积体的直径方向上不移动燃烧器地沉积玻璃颗粒时,存在增大玻璃颗粒沉积速度的效果。
权利要求
1.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,连接于一升降装置的一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,在上述反应容器内安装有用石英制造的套筒。
2.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,连接于一升降装置的一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,在所述上通风筒和所述下通风筒内安装有用石英制造的套筒。
3.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,连接于一升降装置的一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,所述上盖的支承杆插入孔的内径和所述支承杆的外径之差为10mm或更小,以及,围绕所述支承杆插入孔设有一个高度为5mm或更高的外圆周壁。
4.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,连接于一升降装置的一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,向上设置的连接所述上盖和所述升降装置的波纹管以遮盖所述支承杆的形式安装。
5.按照权利要求1或2所述的用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,其特征在于,所述上盖的支承杆插入孔的内径和所述支承杆的外径之差为10mm或更小,以及,围绕所述支承杆插入孔的外圆周设有一个高度为5mm或更高的外圆周壁。
6.按照权利要求1或2所述的用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,其特征在于,向上设置的连接所述上盖和所述升降装置的波纹管以遮盖所述支承杆的形式安装。
7.按照权利要求1或2所述的用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,其特征在于,所述用石英制造的套筒是圆筒形的。
8.按照权利要求3或5所述的用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,其特征在于,安装有一用于把洁净气体引到所述支承杆和所述外圆周壁之间的洁净气体进气管。
9.按照权利要求4或6所述的用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,其特征在于,安装有一用于把洁净气体引入所述波纹管的洁净气体进气管。
10.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,具有一个具有一上盖的上通风筒,连接于一升降装置的一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,在带有用石英制造的被安置在其内部的套筒的所述反应容器内制造玻璃颗粒沉积体。
11.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,具有一个具有一上盖的上通风筒,连接于一升降装置的一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,使用带有用石英制造的被安置在其内部的套筒的所述上通风筒和所述下通风筒制造玻璃颗粒沉积体。
12.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,具有一个具有一上盖的上通风筒,连接于一升降装置的一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,在所述上盖的支承杆插入孔的内径和所述支承杆的外径之差为10mm或更小,以及围绕所述支承杆插入孔的外圆周设有一个高度为5mm或更高的外圆周壁的情况下制造玻璃颗粒沉积体。
13.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,具有一个具有一上盖的上通风筒,连接于一升降装置的一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,使用在其中向上设置的连接所述上盖和所述升降装置的波纹管以遮盖所述支承杆的形式安置的装置制造玻璃颗粒沉积体。
14.按照权利要求10或11所述的制造玻璃颗粒沉积体的方法,其特征在于,在所述上盖的支承杆插入孔的内径和所述支承杆的外径之差为10mm或更小,以及围绕所述支承杆插入孔的外圆周设有一个高度为5mm或更高的外圆周壁的情况下制造玻璃颗粒沉积体。
15.按照权利要求10或11所述的制造玻璃颗粒沉积体的方法,其特征在于,在其中向上设置的连接所述上盖和所述升降装置的波纹管以遮盖所述支承杆的形式安置的装置中制造玻璃颗粒沉积体。
16.按照权利要求10或11所述的制造玻璃颗粒沉积体的方法,其特征在于,在所述用石英制造的套筒是圆筒形的,并且所述套筒的内径和玻璃颗粒沉积体的最大外径之差为100mm或更小的情况下制造玻璃颗粒沉积体。
17.按照权利要求14所述的制造玻璃颗粒沉积体的方法,其特征在于,在安装有一个用于把洁净气体引到所述支承杆和所述外圆周壁之间的洁净气体进气管的情况下制造玻璃颗粒沉积体。
18.按照权利要求15所述的制造玻璃颗粒沉积体的方法,其特征在于,在安装有一用于把洁净气体引入所述波纹管的洁净气体进气管的情况下制造玻璃颗粒沉积体。
19.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,所述反应容器的50%或更多的构成材料是石英。
20.一个用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,所述反应容器、所述上通风筒或所述下通风筒是圆筒形的,所述反应容器、所述上通风筒或所述下通风筒的内径和玻璃颗粒沉积体的最大外径之差为100mm或更小。
21.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,一个与所述起始棒一起移动的并具有用于接受从上边落下的物质的外圆周壁的圆盘被安装在所述起始棒的有效部分之上。
22.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,一个与起始棒一起移动的圆盘被安装在所述起始棒的有效部分之下。
23.按照权利要求20至22之一所述的用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,其特征在于,所述反应容器、所述上通风筒或所述下通风筒是圆筒形的,所述反应容器、所述上通风筒或所述下通风筒的内径和所述圆盘的最大外径之差为100mm或更小。
24.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,一个用于把洁净气体引进所述上通风筒的进气管向下安装使所述进气管相对于所述上通风筒的中心轴线的角度小于90°。
25.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,一个用于把洁净气体引进所述下通风筒的进气管向上安装使所述进气管相对于所述下通风筒的中心轴线的角度小于90°。
26.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,所述上盖具有一在内表面上无不平整的双层结构。
27.按照权利要求26所述的用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,其特征在于,在所述上盖中心的所述支承杆插入孔的内径与支承杆的外径之差为40mm或更小。
28.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,排气管这样被安置,使所述排气管的中心位置在最上面的燃烧器和最下面的燃烧器之间的中间位置之上。
29.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,使用一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,用于制造玻璃颗粒沉积体的所述反应容器的构成材料的50%或更多是石英。
30.按照权利要求29所述的制造玻璃颗粒沉积体的方法,其特征在于,为了制造玻璃颗粒沉积体,所述反应容器、所述上通风筒或所述下通风筒是圆筒形的,所述反应容器、所述上通风筒或所述下通风筒的内径和所述玻璃颗粒沉积体的最大外径之差为100mm或更小。
31.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,使用一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,为了制造玻璃颗粒沉积体,一个与起始棒一起移动的并具有用于接受从上边落下的物质的外圆周壁的圆盘被安装在所述起始棒的有效部分之上。
32.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,使用一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,为了制造玻璃颗粒沉积体,一个与起始棒一起移动的圆盘被安装在所述起始棒的有效部分之下。
33.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,使用一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,为了制造玻璃颗粒沉积体,所述反应容器、所述上通风筒或所述下通风筒是圆筒形的,所述反应容器、所述上通风筒或所述下通风筒的内径和所述圆盘的外径之差为100mm或更小。
34.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,使用一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,含有浓度为3.5×104/m3或更小的尺寸为0.3μm或更大的粉尘的洁净气体以1L/min或更大的流速被引进所述上通风筒,并且一个用于把洁净气体引进所述上通风筒的进气管向下安装使所述进气管相对于所述上通风筒中心轴线的角度小于90°
35.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,使用一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,含有浓度为3.5×104/m3或更小的尺寸为0.3μm或更大的粉尘的洁净气体以1L/min或更大的流速被引进所述下通风筒,并且一个用于把洁净气体引进所述下通风筒的进气管向上安装使所述进气管相对于所述下通风筒中心轴线的角度小于90°
36.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,使用一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,所述上盖具有一个在内表面上无不平整的双层结构,含有浓度为3.5×104/m3或更小的尺寸为0.3μm或更大的粉尘的洁净气体以1L/min或更大的流速被吹进在上盖中心的支承杆插入孔和所述支承杆之间的间隙,以制造玻璃颗粒沉积体。
37.按照权利要求36所述的制造玻璃颗粒沉积体的方法,其特征在于,在上盖中心的所述支承杆插入孔的内径和所述支承杆的外径之差为10mm或更小。
38.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,使用一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,排气管这样被安置,使所述排气管的中心位置在最上面的燃烧器和最下面的燃烧器之间的中间位置之上。
39.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,使用一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,为了制造玻璃颗粒沉积体,反应容器、上通风筒和下通风筒的外面的空气含有浓度为3.5×105/m3或更小的尺寸为0.3μm或更大的粉尘。
40.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,所述燃烧器和所述反应容器的燃烧器安装部分之间是气密的。
41.按照权利要求40所述的用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,其特征在于,所述燃烧器和所述反应容器的燃烧器安装部分之间的间隙用密封料密封。
42.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,所述反应容器具有一与燃烧器一体成型的侧壁。
43.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,装备有内径比所述燃烧器外径大的、气密地遮盖所述反应容器的燃烧器安装部分和伸出到所述反应容器之外的燃烧器部分的圆筒。
44.按照权利要求43所述的用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,其特征在于,所述圆筒的轴向长度为10mm或更长。
45.按照权利要求43或44所述的用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,其特征在于,所述圆筒的材料是石英。
46.按照权利要求43至45之一所述的制造玻璃沉积体的装置,其特征在于,所述圆筒和所述燃烧器之间的间隙通过O形圈气密地密封。
47.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,装备有内径比所述燃烧器外径大的、气密地遮盖所述反应容器的燃烧器安装部分和伸出到所述反应容器外的燃烧器部分的波纹管。
48.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,使用一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,为了制造玻璃颗粒沉积体,设有使所述燃烧器和所述反应容器的燃烧器安装部分之间没有间隙的气密性,以及燃烧器位置在玻璃颗粒沉积体的半径方向上被固定。
49.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,使用一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,装备有内径比所述燃烧器外径大的、气密地遮盖所述反应容器的燃烧器安装部分和伸出到所述反应容器外的燃烧器部分的圆筒,在所述燃烧器对应于玻璃颗粒沉积体外径的变化、在玻璃颗粒沉积体的半径方向上被移动时,生产玻璃颗粒沉积体。
50.按照权利要求49所述的制造玻璃颗粒沉积体的方法,其特征在于,所述圆筒的轴向长度为10mm或更长。
51.按照权利要求49或50所述的制造玻璃颗粒沉积体的方法,其特征在于,所述圆筒的材料是石英。
52.按照权利要求49至51之一所述的制造玻璃沉积体的装置,其特征在于,O形圈被气密地安装在所述圆筒和所述燃烧器之间。
53.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,使用一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,装备有内径比所述燃烧器外径大的、气密地遮盖所述反应容器的燃烧器安装部分和伸出所述反应容器外的燃烧器部分的波纹管,在所述燃烧器对应于玻璃颗粒沉积体外径的变化在玻璃颗粒沉积体的半径方向上被移动时,生产玻璃颗粒沉积体。
54.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,所述反应容器和被安装在所述反应容器上的排气管之间的间隙用密封料密封。
55.按照权利要求54所述的用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,其特征在于,所述密封料是玻璃带、铝带、O形圈、铝片或Ni片。
56.按照权利要求54或55所述的用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,其特征在于,排气管的外径和排气管进口的孔径之差为2至10mm。
57.按照权利要求54至56之一所述的用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,其特征在于,排气管和反应容器的材料是石英、Ni或Ni基合金。
58.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,所述反应容器和排气管是设置成一体的。
59.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,使用一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,为了制造玻璃颗粒沉积体,安装在反应容器上的排气管周围的间隙用密封料密封。
60.按照权利要求59所述的制造玻璃颗粒沉积体的方法,其特征在于,用密封料密封排气管周围的间隙,这种密封料是玻璃带、铝带、O形圈、铝片或Ni片。
61.按照权利要求59或60所述的制造玻璃颗粒沉积体的方法,其特征在于,排气管的外径和排气管进口的孔径之差为2至10mm。
62.按照权利要求59至61之一所述的制造玻璃颗粒沉积体的方法,其特征在于,为了制造玻璃颗粒沉积体,排气管和反应容器的材料是石英、Ni或Ni基合金。
63.一种用于制造玻璃颗粒沉积体的方法,使用一种用于制造玻璃颗粒沉积体的装置,具有一个具有一上盖的上通风筒,一支承杆能被自由升降地穿过上盖;一个配备有燃烧器和排气管的反应容器;以及一个下通风筒;其中,在所述反应容器内用OVD方法围绕一个由上述支承杆支承的起始棒的外圆周沉积玻璃颗粒;其特征在于,所述反应容器和排气管是结合成一体的。
64.按照权利要求63所述的制造玻璃颗粒沉积体的方法,其特征在于,排气管和反应容器的材料是石英、Ni或Ni基合金。
全文摘要
提供一种能够在生产时有效地排除杂质沉积在或混入玻璃颗粒沉积体的制造玻璃颗粒沉积体的装置。制造玻璃颗粒沉积体的装置具有一个上通风筒、一个反应容器和一个下通风筒,其中,通过使起始棒在上下移动的同时围绕装置的轴线转动,在由支承杆支承的起始棒的外圆周上沉积玻璃颗粒,其特征在于,为了把反应容器内壁与中心转动部件隔开,在反应容器内安装用石英制造的套筒。
文档编号C03B37/014GK1531511SQ0281182
公开日2004年9月22日 申请日期2002年6月13日 优先权日2001年6月14日
发明者石原朋浩 申请人:住友电气工业株式会社
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