ガラス母材用加熱炉
【課題】炉内のアーク放電の発生が抑制されたガラス母材用加熱炉を提供する。
【解決手段】ガラス母材が供給される炉心管と、該炉心管を囲む円筒状の上下端から交互にスリット７を入れたスリットヒータ４と、該スリットヒータの外側を囲む断熱材と、全体を囲む炉筐体とを備えたガラス母材用加熱炉であって、スリットヒータ４と炉心管３、若しくはスリットヒータ４とスリットヒータに最も近い導電性部材との間隔をＤ、この間隔の電界の最大値をＥ１、スリットヒータのスリット数をＮ、スリットヒータのスリット幅をＳ、スリット間の電界の最大値をＥ２としたとき、Ｅ１≧Ｅ２となるように、前記Ｄ、Ｎ、Ｓの値を設定する。
【解決手段】ガラス母材が供給される炉心管と、該炉心管を囲む円筒状の上下端から交互にスリット７を入れたスリットヒータ４と、該スリットヒータの外側を囲む断熱材と、全体を囲む炉筐体とを備えたガラス母材用加熱炉であって、スリットヒータ４と炉心管３、若しくはスリットヒータ４とスリットヒータに最も近い導電性部材との間隔をＤ、この間隔の電界の最大値をＥ１、スリットヒータのスリット数をＮ、スリットヒータのスリット幅をＳ、スリット間の電界の最大値をＥ２としたとき、Ｅ１≧Ｅ２となるように、前記Ｄ、Ｎ、Ｓの値を設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス母材を延伸、線引き等を行うために加熱する、ガラス母材用加熱炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス母材用加熱炉について、光ファイバの線引き炉を例に説明する。特許文献１に示されるように（図１参照）、光ファイバ線引き炉では、吊下げ支持される光ファイバ母材２の下部を加熱し、加熱溶融により細径となった下端から光ファイバ２ａを溶融垂下させて所定の外径となるように線引きされる。このための線引き炉１は、光ファイバ母材２が供給される炉心管３を囲むようにして、加熱用の円筒状ヒータ４を配し、この円筒状ヒータ４の熱が外部に放散されないように断熱材５で囲い、その外側全体を炉筐体６で囲って構成される。
【０００３】
炉筐体６は、ステンレス等の耐食性に優れた金属で形成され、断熱材５により円筒状ヒータ４の熱で温度上昇しないようにする以外に、冷却水路等を設けて冷却することができる。これにより、炉筐体６は、稼動時においても、熱膨張による寸法の変動は実質的にない状態とすることができる。また、円筒状ヒータ４および断熱材５などのカーボン部品が酸化による劣化を起こさないように、炉筐体６内には、ヘリウム（Ｈｅ）ガスやアルゴン（Ａｒ）ガス、窒素（Ｎ２）ガス等の不活性ガスが供給される。
【０００４】
円筒状ヒータ４は、例えば、カーボンの電気抵抗体からなる円筒体に、上下端側から交互にスリット７を入れて、上下方向に蛇行する発熱部８を有するスリットヒータで形成され、一方の端部に電力供給用の少なくとも一対の端子部の９ａ，９ｂを有している。一対の端子部９ａと９ｂは、１８０°離れた対抗位置に設けられ、炉筐体６に支持固定されている給電部１０に電気的、機械的に接続して設置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許３３７７１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した線引き炉で、円筒状ヒータ（以下、スリットヒータという）４の通電電力（電圧）を上げて所定の加熱温度にしていくとき、炉心管３とスリットヒータ４、若しくはスリットヒータ４とスリットヒータに最も近い導電性部材との間で、アーク放電を発生することがある。このアーク放電は、特に炉筐体６内に供給する不活性ガスにＡｒガスを使用している場合に生じやすいことが分かっているが、Ｈｅガスを使用する場合でも、通電電力（電圧）を大きくすると同様なアーク発生を生じる。一旦、アーク放電が生じると、放電経路に電気が流れてしまうため、スリットヒータに電気が適切に流れなくなり、加熱昇温が妨げられ、光ファイバの線引きができなくなる。また、放電による過電流により設備が損傷を受けることがある。
【０００７】
本発明は、上述した実状に鑑みてなされたもので、炉心管とスリットヒータ間におけるアーク放電の発生が抑制されたガラス母材用加熱炉の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によるガラス母材用加熱炉は、ガラス母材が供給される炉心管と、該炉心管を囲む円筒状の上下端から交互にスリットを入れたスリットヒータと、スリットヒータの外側を囲む断熱材と、全体を囲む炉筐体とを備えたガラス母材用加熱炉であって、スリットヒータと炉心管、若しくはスリットヒータとスリットヒータに最も近い導電性部材との間隔をＤ、この間隔の電界の最大値をＥ１、スリットヒータのスリット数をＮ、スリットヒータのスリット幅をＳ、スリット間の電界の最大値をＥ２としたとき、Ｅ１≧Ｅ２となるように、前記Ｄ、Ｎ、Ｓの値を設定することを特徴とする。
【０００９】
前記のスリットヒータが単相用スリットヒータである場合は、スリットヒータのスリット幅Ｓを８×（Ｄ／Ｎ）以上とし、スリットヒータが３相用スリットヒータである場合は、スリットヒータのスリット幅Ｓを９×（Ｄ／Ｎ）以上、好ましくは、スリット幅Ｓを１２×（Ｄ／Ｎ）以上とする。
なお、スリットヒータのスリット幅Ｓは、少なくともスリットヒータの端子部近傍のスリットで満足されていればよい。また、上記のガラス母材用加熱炉は、炉筐体内にアルゴンガス、若しくは窒素ガスが流入されている場合には、より効果的である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ガラス母材の大きさ等でスリットヒータの大きさや炉心管とスリットヒータとの間隔等が予め設定されているとき、スリットヒータのスリット幅を大きくするだけの簡単な構成変更により、スリットヒータと炉心管、若しくはスリットヒータとスリットヒータに最も近い導電性部材との間でのアーク放電の発生を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明で対象とする一つの例である光ファイバ線引き炉の概略を説明する図である。
【図２】本発明によるスリットヒータについて説明する図である。
【図３】図２の端子部分の拡大図である。
【図４】スリットヒータの給電時の電界強度について説明する図である。
【図５】単相用スリットヒータのスリット幅と放電電圧および放電電力の関係を説明する図である。
【図６】３相用スリットヒータのスリット幅と放電電圧との関係を説明する図である。
【図７】スリットヒータに対する印加電圧の状態を説明する模擬回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図により本発明の実施の形態を説明する。なお、以下では主に単相用スリットヒータを例に説明するが、３相用スリットヒータも、電極部の配設位置以外は、単相スリットヒータと同じ構造であり、ヒータ自体は加熱炉の同じ位置に配置することになる。図１（Ａ）は、本発明で使用される光ファイバ線引き炉の一例を説明する図で、図１（Ｂ）はスリットヒータの一例を示す図である。図において、１は線引き炉、２は光ファイバ母材、２ａは光ファイバ、３は炉心管、４はスリットヒータ、５は断熱材、６は炉筐体、７はスリット、８は発熱部、９ａ，９ｂは端子部、１０は給電部を示す。
【００１３】
光ファイバの線引きは、図１（Ａ）に示すように、吊下げ支持される光ファイバ母材２の下部を加熱し、加熱溶融により細径となった下端から光ファイバ２ａを溶融垂下させて所定の外径となるように線引きして行われる。このための線引き炉１は、光ファイバ母材２が供給される炉心管３を囲むようにして、加熱用のカーボン抵抗体で形成された円筒状のスリットヒータ４を配し、このスリットヒータ４の熱が外部に放散されないように断熱材５で囲い、その外側全体を炉筐体６で囲って構成される。
【００１４】
光ファイバ母材２は、母材供給機構(図示省略)により吊り下げ支持され、光ファイバの線引きの進行にしたがって下方に順次移動制御される。炉筐体６は、ステンレス等の耐食性に優れた金属で形成され、中心部に、例えば、高純度のカーボンで形成された円筒状の炉心管３が配される。炉筐体６は、断熱材５によりスリットヒータ４の熱で温度上昇しないようにする以外に、図では省略しているが、冷却水路等を設けて冷却することができる。これにより、炉筐体７は、熱膨張による寸法の変動は実質的にない状態とすることができる。また、炉筐体６内に、スリットヒータ４および断熱材５が酸化による劣化を起こさないようにＡｒ，Ｎ２ガスやＨｅガス等の不活性ガスが供給される。
【００１５】
スリットヒータ４は、詳細については後述するが図１（Ｂ）に示すように、カーボンの電気抵抗体からなる円筒体に、上下端側から交互にスリット７を入れて、上下方向に蛇行する発熱部８を有する円筒形状で形成される。単相用の場合は、このスリットヒータ４の一方の端部（本例では下端部）に電力供給のための少なくとも一対の端子部９ａと９ｂが１８０°離れた対抗位置に設けられ、炉筐体６に絶縁体を介して設けられた給電部１０に、接続固定される。すなわち、給電部１０は、スリットヒータ４に電力を供給する以外に、スリットヒータ４を固定支持する機能を備える。なお、３相用の場合は、上記端子部が互いに１２０°離れた位置に３箇所設けられる（３相デルタ結線）ことになる。
【００１６】
本発明は、上述した光ファイバの線引き炉１のスリットヒータ４の部分に特徴を有するもので、その詳細を図２以下により説明する。図２（Ａ）は単相用で、図２（Ｂ）のＸ−Ｘで破断した状態の斜視図、図２（Ｂ）は上面から視た図、図２（Ｃ）は３相用の例を示す図である。図３は図２（Ｂ）（Ｃ）の端子部分の拡大図である。
【００１７】
スリットヒータ４の概略は、図１（Ｂ）で説明した通りであるが、本発明では、スリットヒータ４と炉心管３、若しくはスリットヒータ４とスリットヒータに最も近い導電性部材との間隔をＤとし、この間隔の電界の最大値をＥ１、スリットヒータのスリット数をＮ、スリットヒータのスリット幅をＳ、スリット間の電界の最大値をＥ２としたとき、Ｅ１≧Ｅ２となるように、上記のＤ、Ｎ、Ｓの値を設定することを特徴とする。単相用スリットヒータの場合は、後述するようにスリット７の幅Ｓを８×（Ｄ／Ｎ）以上とし、３相スリットヒータの場合は、スリット７の幅Ｓを９×（Ｄ／Ｎ）以上、好ましくは１２×（Ｄ／Ｎ）以上とする。
【００１８】
なお、通常は炉心管がスリットヒータに最も近い導電性部材であり、Ｄは炉心管とスリットヒータとの間の距離になるため、以下では、炉心管との距離をＤとして説明する。また、ここで言うスリット数Ｎは、スリットヒータ４に交互に入れられたスリットの総数とする。
また、スリットヒータ４と炉心管３、若しくはスリットヒータ４とスリットヒータに最も近い導電性部材との間に生じるアーク放電は、端子部９ａ〜９ｃの近傍のＭで示す領域に多く発生することから、この端子部の近傍のスリット、例えば、端子部９ａ〜９ｃの両側の下方から入れたスリット７ｂが上記の条件を満たすようにされていることが好ましい。
【００１９】
まず初めに、図２（Ａ）（Ｂ）に示す単相用スリットヒータの場合について説明する。スリット７は、発熱部８の上方から入れるスリット７ａと下方から入れるスリット７ｂを交互に入れて、上下方向に蛇行させて所定の抵抗長を得ることができる。端子部９ａ，９ｂは、例えば、上方から入れたスリット７ａの下端側に形成され、両側の端子部に単相３線式電源の接地されていない両端の電位線が接続される。また、炉心管３は、通常ゼロ電位（接地電位）が与えられるので、炉心管３とスリットヒータ４との間には電位差による電界が生じる。スリットヒータ４では、端子部９ａ，９ｂの一方で最も電位が高く、他方で最も低くなるため、炉心管３との電位差は、この端子部９ａ，９ｂにおいて、最も大きくなる。
【００２０】
また、スリットヒータ４は抵抗体であり、蛇行する長手方向に電圧降下が生じるため、スリットに向かい合う間（スリット間）にも電界が発生する。このスリット間、及びスリットヒータと炉心管との間の電界の発生状態を調べると、図２（Ａ）に示すスリットヒータ４の下部位置Ｌ（例えば、ヒータ高さの１／４の位置）と上部位置Ｈ（例えば、ヒータ高さの３／４の位置）とで異なる態様となる。
図４は、最大電位が加わった際の高電位側の端子部に隣接するスリット７ｂ部分の電界の等電位線を示したもので、図４（Ａ）がスリットヒータ４の下部位置Ｌの電界の状態を示し、図４（Ｂ）がスリットヒータ４の上部位置Ｈの電界の状態を示している。
【００２１】
この等電位線に示すように、スリットヒータ４の下部位置Ｌでのスリット７ｂの電界強度の方が、上部位置Ｈでのスリット７ｂの電界強度よりも大きく（等電位線が密 ）、上部位置Ｈでのスリット７ｂの電界強度は小さく（等電位線が疎 ）なっていることが分かる。このように下部位置Ｌで電界強度が大きくなるのは、スリットに向かい合う間のスリットヒータの電位差が、このような下方から入れられたスリットの場合には、下部位置（端子部の近傍 ）で最も大きくなるためである。
【００２２】
上記したように、端子部９ａ，９ｂ近傍で、スリットヒータと炉心管との電位差が最も大きくなるので、スリットヒータの周方向で考えると、端子部９ａ，９ｂ近傍で、最も電界強度は大きくなる。このように、スリットの間、及びスリットと炉心管との間の電界強度が端子部９ａ，９ｂの近傍で最も大きくなるため、端子部９ａ，９ｂ近傍で、のアーク放電が生じ易くなっていると言える。このため、特に、端子近傍のスリット７のスリット幅Ｓを大きくする（広げる）ことで、スリットの間の電界強度を弱めて放電が起こりにくくし、炉心管へのアーク放電の発生を低減させることが可能となる。また、スリット７の角部の電界強度が最も高くなるため、この電界強度を緩和するには、スリット７の角部に丸みＲ（図３参照 ）をつけることも有効であり好ましい。
【００２３】
また、炉心管３とスリットヒータ４との間の電界強度は、端子部９ａ，９ｂから離れるに従って弱くなるため、端子部９ａ，９ｂ以外の箇所ではアーク放電は発生しにくい（端子部近傍で放電しなければ、他の箇所で放電することは無い）。このため、端子部９ａ，９ｂの近傍のみのスリット幅Ｓを広げることで、アーク放電の発生を低減させることができる。しかし、一部のスリット幅のみを広げると、円筒状のスリットヒータによる抵抗加熱の均一性が損なわれる場合がある。このため、スリット幅は、全てのスリットで一様に揃えた幅とするのが、加熱特性的には好ましい。
また、スリットの間の電界強度は、スリットの開口端側が最も大きくなるので、開口端側のスリット幅を広げた形状のスリット、すなわち、テーパ状（Ｖ字状）のスリットであってもよい。
【００２４】
図５は、外径１２０ｍｍ光ファイバ母材の線引きに際して、炉心管と単相用スリットヒータとの間隔Ｄを１０ｍｍとし、スリットヒータのスリット数Ｎを２０とした線引き炉を用いて、スリット幅Ｓを変えたときのアーク放電発生の試験を行った結果を示す図であり、炉心管と単相用スリットヒータとの間でアーク放電が生じるときの、端子部に給電した電圧および電力を測定したものである。なお、炉筐体内に流すガスとしてはＡｒガスを用いている。
【００２５】
図５（Ａ）は、スリット幅と放電を生じる放電電圧の関係を示し、スリット幅が４ｍｍ未満では１次関数（点線部分）で示され、放電電圧はスリット幅に比例することが分かる。図５（Ｂ）は、スリット幅と放電を生じる放電電力の関係を示し、スリット幅が４ｍｍ未満では２次関数（点線部分）で示され、放電電力はスリット幅に対し、２次関数で増大することが分かる。いずれの場合も、スリット幅が４ｍｍ以上ではスリット幅を大きくしても、放電電圧、放電電力はほとんど増加しない。このスリット幅の閾値（この場合４ｍｍ）は、炉心管とスリットヒータとの間隔Ｄやスリット数Ｎの他、ガスの種類等により変動し、単相用スリットヒータで、炉内ガスがＡｒガスの場合、閾値となるスリット幅Ｓは８×（Ｄ／Ｎ）となる。スリット幅をこの閾値以上とすることにより、安定した線引きを行うことが可能となる。
なお、閾値が上記した値になる理由は、以下のように説明できる。
【００２６】
図７（Ａ）は、単相用スリットヒータの抵抗回路を模擬的に示した図である。２つの端子部９ａと９ｂ間は、スリット数Ｎに分割される抵抗素子ｒとすると、ｒ×（Ｎ／２）からなる直列抵抗を２つ並列接続した形態となる。端子間９ａと９ｂ間に加えられる電圧が、対地電圧をＶとする単相３線式電源の両端側の＋電位と−電位であるとすると、「２Ｖ」となる。したがって、隣接する２つの抵抗素子間のスリット間電圧（電位差）は、抵抗素子２個分の分圧値であることから「２Ｖ×［２ｒ÷ｒ（Ｎ／２）］」＝８Ｖ／Ｎとなる。スリット幅がＳであるとすると、このスリット間における電界（Ｅ２）は、（８Ｖ／Ｎ）／Ｓとなる。
【００２７】
一方、スリットヒータと直近の導電性部材（炉心管を含む）は、ゼロ電位（接地電位）であることから、スリットヒータと直近の導電性部材との間（間隔Ｄ）には、Ｖ／Ｄの電界（Ｅ１）が生じる。
スリットヒータと直近の導電性部材との間の放電が、スリット構造の影響を受けない為には、Ｅ１≧ Ｅ２ となればよく、すなわち、Ｖ／Ｄ ≧（８Ｖ／Ｎ）／Ｓ、→「Ｓ≧８Ｄ／Ｎ」となる。
【００２８】
図５の測定結果から、炉心管と単相用スリットヒータとの間隔Ｄを１０ｍｍ、スリットヒータのスリット数Ｎを２０とし、炉内ガスをＡｒガスとした場合の線引き炉で、例えば、スリットヒータのスリット幅Ｓを３ｍｍとすると、放電電圧４５Ｖ程度または放電電力４０ｋＷ程度でアーク放電が発生し、光ファイバ線引きが可能な温度への加熱ができなくなることがわかる。しかし、例えば、スリットヒータのスリット幅Ｓを５ｍｍとすると、放電電圧５０Ｖあるいは放電電力６０ｋＷでもアーク放電は発生せず、光ファイバ線引きが可能な温度への加熱ができ、良好に光ファイバ線引きを行うことが可能となる。
【００２９】
次に、３相用スリットヒータの場合について説明する。３相用スリットヒータは、単相用スリットヒータと同様に、端子部で炉心管との電位差が最大になる点、スリットの開口端側でスリット間の電界が最も高くなる点、等も同じであるため、単相用スリットヒータと重複する説明は割愛する。
３相用スリットヒータは、図２（Ｃ）に示すように、３つの端子部９ａ，９ｂ，９ｃが１２０°の間隔で設ける以外は、単相用スリットヒータと同様で、上方から入れるスリット７ａと下方から入れるスリット７ｂを交互に入れて、上下方向に蛇行させて所定の抵抗長を得る。また、炉心管３に対して、ゼロ電位（接地電位）が与えられるとすれば、炉心管３とスリットヒータ４との間には電位差による電界が生じる。３相用のスリットヒータ４では、端子部９ａ，９ｂ，９ｃのいずれかが最も電位が高く、炉心管３との電位差が最も大きくなる。
【００３０】
図６は、外径１２０ｍｍの光ファイバ母材の線引きに際して、炉心管と３相用スリットヒータとの間隔Ｄを１０ｍｍとし、スリットヒータのスリット数Ｎを１８とした線引き炉を用いて、スリット幅Ｓを変えたときのアーク放電発生の試験を行った結果を示す図であり、炉心管と３相用スリットヒータとの間でアーク放電が生じるときの、端子部に給電した相電圧を測定したものである。なお、炉筐体内に流すガスとしてはＡｒガスを用いている。
【００３１】
スリット幅と放電を生じる放電電圧の関係は、スリット幅が５ｍｍ未満では１次関数（点線部分）で示され、放電電圧はスリット幅に比例することが分かる。スリット幅が５ｍｍ以上になると、比例からは若干外れ、スリット幅６.７ｍｍ以上ではスリット幅を大きくしても、放電電圧はほとんど増加しない。このスリット幅の２つの閾値（この場合、５ｍｍと６.７ｍｍ）は、炉心管とスリットヒータとの間隔Ｄやスリット数Ｎの他、ガスの種類等により変動し、３相用スリットヒータで、炉内ガスがＡｒガスの場合、閾値となるスリット幅Ｓは、各々９×（Ｄ／Ｎ）、及び１２×（Ｄ／Ｎ）に相当する。スリット幅をこの閾値以上とすることにより、安定した線引きを行うことが可能となる。
なお、閾値が上記した値になる理由は、以下のように説明できる。
【００３２】
図７（Ｂ）は、３相用スリットヒータの抵抗回路を模擬的に示した図である。３つの端子部９ａと９ｃ間、９ｂと９ｃ間、９ｃと９ａ間は、スリット数Ｎに分割される抵抗素子ｒとすると、ｒ×（Ｎ／３）の直列抵抗を３相Δ結線した形態となる。それぞれの端子間に加えられる電圧は、対地電圧をＶとすると、√３Ｖとなる。したがって、隣接する２つの抵抗素子間のスリット間電圧（電位差）は、抵抗素子２個分の分圧値であることから、「√３Ｖ×［２ｒ÷ｒ（Ｎ／３）］」＝６√３Ｖ／Ｎとなる。スリット幅がＳであるとすると、このスリット間における電界（Ｅ２）は、（６√３Ｖ／Ｎ）／Ｓとなる。
【００３３】
一方、スリットヒータと直近の導電性部材（炉心管を含む）は、ゼロ電位（接地電位）であることから、スリットヒータと直近の導電性部材との間（間隔Ｄ）には、Ｖ／Ｄの電界（Ｅ１）が生じる。
スリットヒータと直近の導電性部材との間の放電が、スリット構造の影響を受けない為には、Ｅ１≧ Ｅ２ となればよく、すなわち、Ｖ／Ｄ ≧（６√３Ｖ／Ｎ）／Ｓ、→「Ｓ≧６√３Ｄ／Ｎ」となる。
【００３４】
しかし、３相交流による給電ということから、スリットヒータと導電性部材との間の電界（Ｅ１）と、スリット間の電界（Ｅ２）は、位相でπ／３のずれがある。したがって、如何なる位相状態においても、スリット間の電界がスリットヒータと導電性部材に生じる電界より小さくするには、√３／２×Ｅ１≧ Ｅ２ で考えればよい。すなわち、「Ｓ≧１２Ｄ／Ｎ」となる。
なお、スリット間に生じる電界（Ｅ２）が、一部の期間でスリットヒータと導電性部材に生じる電界（Ｅ１）より小さくなるようにすれば、ある程度の効果はある。スリット間の電界（Ｅ２）は、√３／２となる期間があるので、Ｅ１≧√３／２×Ｅ２で考えるとすると、「Ｓ≧９Ｄ／Ｎ」とすることができる。
【００３５】
一般的に、線引きする光ファイバ母材の種類、線引き炉等の仕様等により、スリットヒータのスリット数Ｎや炉心管との間隔Ｄが予め設計値として決められる。本発明においては、単相用スリットヒータの場合、スリット幅Ｓを８×（Ｄ／Ｎ）以上で設定することにより、また、３相スリットヒータの場合は、スリット幅Ｓを９×（Ｄ／Ｎ）以上、好ましくは１２×（Ｄ／Ｎ）以上で設定することにより、アーク放電の発生を効果的に抑制できることが判明した。
【００３６】
なお、炉筐体内のガスにＨｅガスを用いると、アーク放電発生の電圧閾値を高めることができる。これは、一旦アーク放電が発生するとＡｒガスやＮ２ガスは熱伝導性が小さいことから放電が継続し易い状態となるのに対し、Ｈｅガスは熱伝導性が大きく放電が継続し難いためと考えられる。また、ＨｅはＡｒやＮ２ガスに比べて高温での電離度が小さいことも、影響しているものと考えられる。しかし、ＡｒガスやＮ２ガスは、Ｈｅガスに比べてかなり安価であるため、可能な限り、ＡｒガスやＮ２ガスを使用して線引きすることが、コスト面では有利である。
【符号の説明】
【００３７】
１…線引き炉、２…光ファイバ母材、２ａ…光ファイバ、３…炉心管、４…スリットヒータ、５…断熱材、６…炉筐体、７，７ａ，７ｂ…スリット、８…発熱部、９ａ〜９ｃ…端子部、１０…給電部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス母材を延伸、線引き等を行うために加熱する、ガラス母材用加熱炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス母材用加熱炉について、光ファイバの線引き炉を例に説明する。特許文献１に示されるように（図１参照）、光ファイバ線引き炉では、吊下げ支持される光ファイバ母材２の下部を加熱し、加熱溶融により細径となった下端から光ファイバ２ａを溶融垂下させて所定の外径となるように線引きされる。このための線引き炉１は、光ファイバ母材２が供給される炉心管３を囲むようにして、加熱用の円筒状ヒータ４を配し、この円筒状ヒータ４の熱が外部に放散されないように断熱材５で囲い、その外側全体を炉筐体６で囲って構成される。
【０００３】
炉筐体６は、ステンレス等の耐食性に優れた金属で形成され、断熱材５により円筒状ヒータ４の熱で温度上昇しないようにする以外に、冷却水路等を設けて冷却することができる。これにより、炉筐体６は、稼動時においても、熱膨張による寸法の変動は実質的にない状態とすることができる。また、円筒状ヒータ４および断熱材５などのカーボン部品が酸化による劣化を起こさないように、炉筐体６内には、ヘリウム（Ｈｅ）ガスやアルゴン（Ａｒ）ガス、窒素（Ｎ２）ガス等の不活性ガスが供給される。
【０００４】
円筒状ヒータ４は、例えば、カーボンの電気抵抗体からなる円筒体に、上下端側から交互にスリット７を入れて、上下方向に蛇行する発熱部８を有するスリットヒータで形成され、一方の端部に電力供給用の少なくとも一対の端子部の９ａ，９ｂを有している。一対の端子部９ａと９ｂは、１８０°離れた対抗位置に設けられ、炉筐体６に支持固定されている給電部１０に電気的、機械的に接続して設置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許３３７７１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した線引き炉で、円筒状ヒータ（以下、スリットヒータという）４の通電電力（電圧）を上げて所定の加熱温度にしていくとき、炉心管３とスリットヒータ４、若しくはスリットヒータ４とスリットヒータに最も近い導電性部材との間で、アーク放電を発生することがある。このアーク放電は、特に炉筐体６内に供給する不活性ガスにＡｒガスを使用している場合に生じやすいことが分かっているが、Ｈｅガスを使用する場合でも、通電電力（電圧）を大きくすると同様なアーク発生を生じる。一旦、アーク放電が生じると、放電経路に電気が流れてしまうため、スリットヒータに電気が適切に流れなくなり、加熱昇温が妨げられ、光ファイバの線引きができなくなる。また、放電による過電流により設備が損傷を受けることがある。
【０００７】
本発明は、上述した実状に鑑みてなされたもので、炉心管とスリットヒータ間におけるアーク放電の発生が抑制されたガラス母材用加熱炉の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によるガラス母材用加熱炉は、ガラス母材が供給される炉心管と、該炉心管を囲む円筒状の上下端から交互にスリットを入れたスリットヒータと、スリットヒータの外側を囲む断熱材と、全体を囲む炉筐体とを備えたガラス母材用加熱炉であって、スリットヒータと炉心管、若しくはスリットヒータとスリットヒータに最も近い導電性部材との間隔をＤ、この間隔の電界の最大値をＥ１、スリットヒータのスリット数をＮ、スリットヒータのスリット幅をＳ、スリット間の電界の最大値をＥ２としたとき、Ｅ１≧Ｅ２となるように、前記Ｄ、Ｎ、Ｓの値を設定することを特徴とする。
【０００９】
前記のスリットヒータが単相用スリットヒータである場合は、スリットヒータのスリット幅Ｓを８×（Ｄ／Ｎ）以上とし、スリットヒータが３相用スリットヒータである場合は、スリットヒータのスリット幅Ｓを９×（Ｄ／Ｎ）以上、好ましくは、スリット幅Ｓを１２×（Ｄ／Ｎ）以上とする。
なお、スリットヒータのスリット幅Ｓは、少なくともスリットヒータの端子部近傍のスリットで満足されていればよい。また、上記のガラス母材用加熱炉は、炉筐体内にアルゴンガス、若しくは窒素ガスが流入されている場合には、より効果的である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ガラス母材の大きさ等でスリットヒータの大きさや炉心管とスリットヒータとの間隔等が予め設定されているとき、スリットヒータのスリット幅を大きくするだけの簡単な構成変更により、スリットヒータと炉心管、若しくはスリットヒータとスリットヒータに最も近い導電性部材との間でのアーク放電の発生を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明で対象とする一つの例である光ファイバ線引き炉の概略を説明する図である。
【図２】本発明によるスリットヒータについて説明する図である。
【図３】図２の端子部分の拡大図である。
【図４】スリットヒータの給電時の電界強度について説明する図である。
【図５】単相用スリットヒータのスリット幅と放電電圧および放電電力の関係を説明する図である。
【図６】３相用スリットヒータのスリット幅と放電電圧との関係を説明する図である。
【図７】スリットヒータに対する印加電圧の状態を説明する模擬回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図により本発明の実施の形態を説明する。なお、以下では主に単相用スリットヒータを例に説明するが、３相用スリットヒータも、電極部の配設位置以外は、単相スリットヒータと同じ構造であり、ヒータ自体は加熱炉の同じ位置に配置することになる。図１（Ａ）は、本発明で使用される光ファイバ線引き炉の一例を説明する図で、図１（Ｂ）はスリットヒータの一例を示す図である。図において、１は線引き炉、２は光ファイバ母材、２ａは光ファイバ、３は炉心管、４はスリットヒータ、５は断熱材、６は炉筐体、７はスリット、８は発熱部、９ａ，９ｂは端子部、１０は給電部を示す。
【００１３】
光ファイバの線引きは、図１（Ａ）に示すように、吊下げ支持される光ファイバ母材２の下部を加熱し、加熱溶融により細径となった下端から光ファイバ２ａを溶融垂下させて所定の外径となるように線引きして行われる。このための線引き炉１は、光ファイバ母材２が供給される炉心管３を囲むようにして、加熱用のカーボン抵抗体で形成された円筒状のスリットヒータ４を配し、このスリットヒータ４の熱が外部に放散されないように断熱材５で囲い、その外側全体を炉筐体６で囲って構成される。
【００１４】
光ファイバ母材２は、母材供給機構(図示省略)により吊り下げ支持され、光ファイバの線引きの進行にしたがって下方に順次移動制御される。炉筐体６は、ステンレス等の耐食性に優れた金属で形成され、中心部に、例えば、高純度のカーボンで形成された円筒状の炉心管３が配される。炉筐体６は、断熱材５によりスリットヒータ４の熱で温度上昇しないようにする以外に、図では省略しているが、冷却水路等を設けて冷却することができる。これにより、炉筐体７は、熱膨張による寸法の変動は実質的にない状態とすることができる。また、炉筐体６内に、スリットヒータ４および断熱材５が酸化による劣化を起こさないようにＡｒ，Ｎ２ガスやＨｅガス等の不活性ガスが供給される。
【００１５】
スリットヒータ４は、詳細については後述するが図１（Ｂ）に示すように、カーボンの電気抵抗体からなる円筒体に、上下端側から交互にスリット７を入れて、上下方向に蛇行する発熱部８を有する円筒形状で形成される。単相用の場合は、このスリットヒータ４の一方の端部（本例では下端部）に電力供給のための少なくとも一対の端子部９ａと９ｂが１８０°離れた対抗位置に設けられ、炉筐体６に絶縁体を介して設けられた給電部１０に、接続固定される。すなわち、給電部１０は、スリットヒータ４に電力を供給する以外に、スリットヒータ４を固定支持する機能を備える。なお、３相用の場合は、上記端子部が互いに１２０°離れた位置に３箇所設けられる（３相デルタ結線）ことになる。
【００１６】
本発明は、上述した光ファイバの線引き炉１のスリットヒータ４の部分に特徴を有するもので、その詳細を図２以下により説明する。図２（Ａ）は単相用で、図２（Ｂ）のＸ−Ｘで破断した状態の斜視図、図２（Ｂ）は上面から視た図、図２（Ｃ）は３相用の例を示す図である。図３は図２（Ｂ）（Ｃ）の端子部分の拡大図である。
【００１７】
スリットヒータ４の概略は、図１（Ｂ）で説明した通りであるが、本発明では、スリットヒータ４と炉心管３、若しくはスリットヒータ４とスリットヒータに最も近い導電性部材との間隔をＤとし、この間隔の電界の最大値をＥ１、スリットヒータのスリット数をＮ、スリットヒータのスリット幅をＳ、スリット間の電界の最大値をＥ２としたとき、Ｅ１≧Ｅ２となるように、上記のＤ、Ｎ、Ｓの値を設定することを特徴とする。単相用スリットヒータの場合は、後述するようにスリット７の幅Ｓを８×（Ｄ／Ｎ）以上とし、３相スリットヒータの場合は、スリット７の幅Ｓを９×（Ｄ／Ｎ）以上、好ましくは１２×（Ｄ／Ｎ）以上とする。
【００１８】
なお、通常は炉心管がスリットヒータに最も近い導電性部材であり、Ｄは炉心管とスリットヒータとの間の距離になるため、以下では、炉心管との距離をＤとして説明する。また、ここで言うスリット数Ｎは、スリットヒータ４に交互に入れられたスリットの総数とする。
また、スリットヒータ４と炉心管３、若しくはスリットヒータ４とスリットヒータに最も近い導電性部材との間に生じるアーク放電は、端子部９ａ〜９ｃの近傍のＭで示す領域に多く発生することから、この端子部の近傍のスリット、例えば、端子部９ａ〜９ｃの両側の下方から入れたスリット７ｂが上記の条件を満たすようにされていることが好ましい。
【００１９】
まず初めに、図２（Ａ）（Ｂ）に示す単相用スリットヒータの場合について説明する。スリット７は、発熱部８の上方から入れるスリット７ａと下方から入れるスリット７ｂを交互に入れて、上下方向に蛇行させて所定の抵抗長を得ることができる。端子部９ａ，９ｂは、例えば、上方から入れたスリット７ａの下端側に形成され、両側の端子部に単相３線式電源の接地されていない両端の電位線が接続される。また、炉心管３は、通常ゼロ電位（接地電位）が与えられるので、炉心管３とスリットヒータ４との間には電位差による電界が生じる。スリットヒータ４では、端子部９ａ，９ｂの一方で最も電位が高く、他方で最も低くなるため、炉心管３との電位差は、この端子部９ａ，９ｂにおいて、最も大きくなる。
【００２０】
また、スリットヒータ４は抵抗体であり、蛇行する長手方向に電圧降下が生じるため、スリットに向かい合う間（スリット間）にも電界が発生する。このスリット間、及びスリットヒータと炉心管との間の電界の発生状態を調べると、図２（Ａ）に示すスリットヒータ４の下部位置Ｌ（例えば、ヒータ高さの１／４の位置）と上部位置Ｈ（例えば、ヒータ高さの３／４の位置）とで異なる態様となる。
図４は、最大電位が加わった際の高電位側の端子部に隣接するスリット７ｂ部分の電界の等電位線を示したもので、図４（Ａ）がスリットヒータ４の下部位置Ｌの電界の状態を示し、図４（Ｂ）がスリットヒータ４の上部位置Ｈの電界の状態を示している。
【００２１】
この等電位線に示すように、スリットヒータ４の下部位置Ｌでのスリット７ｂの電界強度の方が、上部位置Ｈでのスリット７ｂの電界強度よりも大きく（等電位線が密 ）、上部位置Ｈでのスリット７ｂの電界強度は小さく（等電位線が疎 ）なっていることが分かる。このように下部位置Ｌで電界強度が大きくなるのは、スリットに向かい合う間のスリットヒータの電位差が、このような下方から入れられたスリットの場合には、下部位置（端子部の近傍 ）で最も大きくなるためである。
【００２２】
上記したように、端子部９ａ，９ｂ近傍で、スリットヒータと炉心管との電位差が最も大きくなるので、スリットヒータの周方向で考えると、端子部９ａ，９ｂ近傍で、最も電界強度は大きくなる。このように、スリットの間、及びスリットと炉心管との間の電界強度が端子部９ａ，９ｂの近傍で最も大きくなるため、端子部９ａ，９ｂ近傍で、のアーク放電が生じ易くなっていると言える。このため、特に、端子近傍のスリット７のスリット幅Ｓを大きくする（広げる）ことで、スリットの間の電界強度を弱めて放電が起こりにくくし、炉心管へのアーク放電の発生を低減させることが可能となる。また、スリット７の角部の電界強度が最も高くなるため、この電界強度を緩和するには、スリット７の角部に丸みＲ（図３参照 ）をつけることも有効であり好ましい。
【００２３】
また、炉心管３とスリットヒータ４との間の電界強度は、端子部９ａ，９ｂから離れるに従って弱くなるため、端子部９ａ，９ｂ以外の箇所ではアーク放電は発生しにくい（端子部近傍で放電しなければ、他の箇所で放電することは無い）。このため、端子部９ａ，９ｂの近傍のみのスリット幅Ｓを広げることで、アーク放電の発生を低減させることができる。しかし、一部のスリット幅のみを広げると、円筒状のスリットヒータによる抵抗加熱の均一性が損なわれる場合がある。このため、スリット幅は、全てのスリットで一様に揃えた幅とするのが、加熱特性的には好ましい。
また、スリットの間の電界強度は、スリットの開口端側が最も大きくなるので、開口端側のスリット幅を広げた形状のスリット、すなわち、テーパ状（Ｖ字状）のスリットであってもよい。
【００２４】
図５は、外径１２０ｍｍ光ファイバ母材の線引きに際して、炉心管と単相用スリットヒータとの間隔Ｄを１０ｍｍとし、スリットヒータのスリット数Ｎを２０とした線引き炉を用いて、スリット幅Ｓを変えたときのアーク放電発生の試験を行った結果を示す図であり、炉心管と単相用スリットヒータとの間でアーク放電が生じるときの、端子部に給電した電圧および電力を測定したものである。なお、炉筐体内に流すガスとしてはＡｒガスを用いている。
【００２５】
図５（Ａ）は、スリット幅と放電を生じる放電電圧の関係を示し、スリット幅が４ｍｍ未満では１次関数（点線部分）で示され、放電電圧はスリット幅に比例することが分かる。図５（Ｂ）は、スリット幅と放電を生じる放電電力の関係を示し、スリット幅が４ｍｍ未満では２次関数（点線部分）で示され、放電電力はスリット幅に対し、２次関数で増大することが分かる。いずれの場合も、スリット幅が４ｍｍ以上ではスリット幅を大きくしても、放電電圧、放電電力はほとんど増加しない。このスリット幅の閾値（この場合４ｍｍ）は、炉心管とスリットヒータとの間隔Ｄやスリット数Ｎの他、ガスの種類等により変動し、単相用スリットヒータで、炉内ガスがＡｒガスの場合、閾値となるスリット幅Ｓは８×（Ｄ／Ｎ）となる。スリット幅をこの閾値以上とすることにより、安定した線引きを行うことが可能となる。
なお、閾値が上記した値になる理由は、以下のように説明できる。
【００２６】
図７（Ａ）は、単相用スリットヒータの抵抗回路を模擬的に示した図である。２つの端子部９ａと９ｂ間は、スリット数Ｎに分割される抵抗素子ｒとすると、ｒ×（Ｎ／２）からなる直列抵抗を２つ並列接続した形態となる。端子間９ａと９ｂ間に加えられる電圧が、対地電圧をＶとする単相３線式電源の両端側の＋電位と−電位であるとすると、「２Ｖ」となる。したがって、隣接する２つの抵抗素子間のスリット間電圧（電位差）は、抵抗素子２個分の分圧値であることから「２Ｖ×［２ｒ÷ｒ（Ｎ／２）］」＝８Ｖ／Ｎとなる。スリット幅がＳであるとすると、このスリット間における電界（Ｅ２）は、（８Ｖ／Ｎ）／Ｓとなる。
【００２７】
一方、スリットヒータと直近の導電性部材（炉心管を含む）は、ゼロ電位（接地電位）であることから、スリットヒータと直近の導電性部材との間（間隔Ｄ）には、Ｖ／Ｄの電界（Ｅ１）が生じる。
スリットヒータと直近の導電性部材との間の放電が、スリット構造の影響を受けない為には、Ｅ１≧ Ｅ２ となればよく、すなわち、Ｖ／Ｄ ≧（８Ｖ／Ｎ）／Ｓ、→「Ｓ≧８Ｄ／Ｎ」となる。
【００２８】
図５の測定結果から、炉心管と単相用スリットヒータとの間隔Ｄを１０ｍｍ、スリットヒータのスリット数Ｎを２０とし、炉内ガスをＡｒガスとした場合の線引き炉で、例えば、スリットヒータのスリット幅Ｓを３ｍｍとすると、放電電圧４５Ｖ程度または放電電力４０ｋＷ程度でアーク放電が発生し、光ファイバ線引きが可能な温度への加熱ができなくなることがわかる。しかし、例えば、スリットヒータのスリット幅Ｓを５ｍｍとすると、放電電圧５０Ｖあるいは放電電力６０ｋＷでもアーク放電は発生せず、光ファイバ線引きが可能な温度への加熱ができ、良好に光ファイバ線引きを行うことが可能となる。
【００２９】
次に、３相用スリットヒータの場合について説明する。３相用スリットヒータは、単相用スリットヒータと同様に、端子部で炉心管との電位差が最大になる点、スリットの開口端側でスリット間の電界が最も高くなる点、等も同じであるため、単相用スリットヒータと重複する説明は割愛する。
３相用スリットヒータは、図２（Ｃ）に示すように、３つの端子部９ａ，９ｂ，９ｃが１２０°の間隔で設ける以外は、単相用スリットヒータと同様で、上方から入れるスリット７ａと下方から入れるスリット７ｂを交互に入れて、上下方向に蛇行させて所定の抵抗長を得る。また、炉心管３に対して、ゼロ電位（接地電位）が与えられるとすれば、炉心管３とスリットヒータ４との間には電位差による電界が生じる。３相用のスリットヒータ４では、端子部９ａ，９ｂ，９ｃのいずれかが最も電位が高く、炉心管３との電位差が最も大きくなる。
【００３０】
図６は、外径１２０ｍｍの光ファイバ母材の線引きに際して、炉心管と３相用スリットヒータとの間隔Ｄを１０ｍｍとし、スリットヒータのスリット数Ｎを１８とした線引き炉を用いて、スリット幅Ｓを変えたときのアーク放電発生の試験を行った結果を示す図であり、炉心管と３相用スリットヒータとの間でアーク放電が生じるときの、端子部に給電した相電圧を測定したものである。なお、炉筐体内に流すガスとしてはＡｒガスを用いている。
【００３１】
スリット幅と放電を生じる放電電圧の関係は、スリット幅が５ｍｍ未満では１次関数（点線部分）で示され、放電電圧はスリット幅に比例することが分かる。スリット幅が５ｍｍ以上になると、比例からは若干外れ、スリット幅６.７ｍｍ以上ではスリット幅を大きくしても、放電電圧はほとんど増加しない。このスリット幅の２つの閾値（この場合、５ｍｍと６.７ｍｍ）は、炉心管とスリットヒータとの間隔Ｄやスリット数Ｎの他、ガスの種類等により変動し、３相用スリットヒータで、炉内ガスがＡｒガスの場合、閾値となるスリット幅Ｓは、各々９×（Ｄ／Ｎ）、及び１２×（Ｄ／Ｎ）に相当する。スリット幅をこの閾値以上とすることにより、安定した線引きを行うことが可能となる。
なお、閾値が上記した値になる理由は、以下のように説明できる。
【００３２】
図７（Ｂ）は、３相用スリットヒータの抵抗回路を模擬的に示した図である。３つの端子部９ａと９ｃ間、９ｂと９ｃ間、９ｃと９ａ間は、スリット数Ｎに分割される抵抗素子ｒとすると、ｒ×（Ｎ／３）の直列抵抗を３相Δ結線した形態となる。それぞれの端子間に加えられる電圧は、対地電圧をＶとすると、√３Ｖとなる。したがって、隣接する２つの抵抗素子間のスリット間電圧（電位差）は、抵抗素子２個分の分圧値であることから、「√３Ｖ×［２ｒ÷ｒ（Ｎ／３）］」＝６√３Ｖ／Ｎとなる。スリット幅がＳであるとすると、このスリット間における電界（Ｅ２）は、（６√３Ｖ／Ｎ）／Ｓとなる。
【００３３】
一方、スリットヒータと直近の導電性部材（炉心管を含む）は、ゼロ電位（接地電位）であることから、スリットヒータと直近の導電性部材との間（間隔Ｄ）には、Ｖ／Ｄの電界（Ｅ１）が生じる。
スリットヒータと直近の導電性部材との間の放電が、スリット構造の影響を受けない為には、Ｅ１≧ Ｅ２ となればよく、すなわち、Ｖ／Ｄ ≧（６√３Ｖ／Ｎ）／Ｓ、→「Ｓ≧６√３Ｄ／Ｎ」となる。
【００３４】
しかし、３相交流による給電ということから、スリットヒータと導電性部材との間の電界（Ｅ１）と、スリット間の電界（Ｅ２）は、位相でπ／３のずれがある。したがって、如何なる位相状態においても、スリット間の電界がスリットヒータと導電性部材に生じる電界より小さくするには、√３／２×Ｅ１≧ Ｅ２ で考えればよい。すなわち、「Ｓ≧１２Ｄ／Ｎ」となる。
なお、スリット間に生じる電界（Ｅ２）が、一部の期間でスリットヒータと導電性部材に生じる電界（Ｅ１）より小さくなるようにすれば、ある程度の効果はある。スリット間の電界（Ｅ２）は、√３／２となる期間があるので、Ｅ１≧√３／２×Ｅ２で考えるとすると、「Ｓ≧９Ｄ／Ｎ」とすることができる。
【００３５】
一般的に、線引きする光ファイバ母材の種類、線引き炉等の仕様等により、スリットヒータのスリット数Ｎや炉心管との間隔Ｄが予め設計値として決められる。本発明においては、単相用スリットヒータの場合、スリット幅Ｓを８×（Ｄ／Ｎ）以上で設定することにより、また、３相スリットヒータの場合は、スリット幅Ｓを９×（Ｄ／Ｎ）以上、好ましくは１２×（Ｄ／Ｎ）以上で設定することにより、アーク放電の発生を効果的に抑制できることが判明した。
【００３６】
なお、炉筐体内のガスにＨｅガスを用いると、アーク放電発生の電圧閾値を高めることができる。これは、一旦アーク放電が発生するとＡｒガスやＮ２ガスは熱伝導性が小さいことから放電が継続し易い状態となるのに対し、Ｈｅガスは熱伝導性が大きく放電が継続し難いためと考えられる。また、ＨｅはＡｒやＮ２ガスに比べて高温での電離度が小さいことも、影響しているものと考えられる。しかし、ＡｒガスやＮ２ガスは、Ｈｅガスに比べてかなり安価であるため、可能な限り、ＡｒガスやＮ２ガスを使用して線引きすることが、コスト面では有利である。
【符号の説明】
【００３７】
１…線引き炉、２…光ファイバ母材、２ａ…光ファイバ、３…炉心管、４…スリットヒータ、５…断熱材、６…炉筐体、７，７ａ，７ｂ…スリット、８…発熱部、９ａ〜９ｃ…端子部、１０…給電部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス母材が供給される炉心管と、該炉心管を囲む円筒状の上下端から交互にスリットを入れたスリットヒータと、前記スリットヒータの外側を囲む断熱材と、全体を囲む炉筐体とを備えたガラス母材用加熱炉であって、
前記スリットヒータと前記炉心管、若しくは前記スリットヒータと前記スリットヒータに最も近い導電性部材との間隔をＤ、この間隔の電界の最大値をＥ１、前記スリットヒータのスリット数をＮ、前記スリットヒータのスリット幅をＳ、スリット間の電界の最大値をＥ２としたとき、Ｅ１≧Ｅ２となるように、前記Ｄ、Ｎ、Ｓの値を設定することを特徴とするガラス母材用加熱炉。
【請求項２】
前記スリットヒータは単相用スリットヒータであって、前記単相用スリットヒータのスリット幅Ｓを８×（Ｄ／Ｎ）以上としたことを特徴とする請求項１に記載のガラス母材用加熱炉。
【請求項３】
前記スリットヒータは３相用スリットヒータであって、前記３相用スリットヒータのスリット幅Ｓを９×（Ｄ／Ｎ）以上としたことを特徴とする請求項１に記載のガラス母材用加熱炉。
【請求項４】
前記３相用スリットヒータのスリット幅Ｓを１２×（Ｄ／Ｎ）以上としたことを特徴とする請求項３に記載のガラス母材用加熱炉。
【請求項５】
前記スリットヒータのスリット幅Ｓは、少なくとも前記スリットヒータの端子部近傍のスリットで満足されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のガラス母材用加熱炉。
【請求項６】
前記炉筐体内にアルゴンガス若しくは窒素ガスが流入されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のガラス母材用加熱炉。
【請求項１】
ガラス母材が供給される炉心管と、該炉心管を囲む円筒状の上下端から交互にスリットを入れたスリットヒータと、前記スリットヒータの外側を囲む断熱材と、全体を囲む炉筐体とを備えたガラス母材用加熱炉であって、
前記スリットヒータと前記炉心管、若しくは前記スリットヒータと前記スリットヒータに最も近い導電性部材との間隔をＤ、この間隔の電界の最大値をＥ１、前記スリットヒータのスリット数をＮ、前記スリットヒータのスリット幅をＳ、スリット間の電界の最大値をＥ２としたとき、Ｅ１≧Ｅ２となるように、前記Ｄ、Ｎ、Ｓの値を設定することを特徴とするガラス母材用加熱炉。
【請求項２】
前記スリットヒータは単相用スリットヒータであって、前記単相用スリットヒータのスリット幅Ｓを８×（Ｄ／Ｎ）以上としたことを特徴とする請求項１に記載のガラス母材用加熱炉。
【請求項３】
前記スリットヒータは３相用スリットヒータであって、前記３相用スリットヒータのスリット幅Ｓを９×（Ｄ／Ｎ）以上としたことを特徴とする請求項１に記載のガラス母材用加熱炉。
【請求項４】
前記３相用スリットヒータのスリット幅Ｓを１２×（Ｄ／Ｎ）以上としたことを特徴とする請求項３に記載のガラス母材用加熱炉。
【請求項５】
前記スリットヒータのスリット幅Ｓは、少なくとも前記スリットヒータの端子部近傍のスリットで満足されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のガラス母材用加熱炉。
【請求項６】
前記炉筐体内にアルゴンガス若しくは窒素ガスが流入されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のガラス母材用加熱炉。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１０６６０（Ｐ２０１３−１０６６０Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４３９６４（Ｐ２０１１−１４３９６４）
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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