多孔質ガラス母材の製造方法および製造装置
【課題】ＶＡＤ法によって光ファイバ用多孔質ガラス母材を合成する際に、多孔質ガラス母材の特性が長手方向で安定しかつ中に気泡が混入しにくい多孔質ガラス母材の製造方法および製造装置を提供する。
【解決手段】反応容器１１に設けられた少なくとも一本以上のバーナ１３によりガラス原料ガスおよび燃焼ガスを含む反応ガス１５を噴き出し、反応ガス１５が反応して生成したガラス微粒子をターゲット１７に堆積させて多孔質ガラス母材１９を作製する。多孔質ガラス母材１９の製造方法反応容器１１の壁面２１ａに、原料投入量の最も多いバーナ１３の下端部２３より下方位置に噴出口下端部２５が位置するようにクリーンエア噴出口２７を設置する。クリーンエア噴出口２７を、バーナ１３と対向する壁面２１ｂに位置しかつバーナ１３より上方に開口する排気口２９に向かった上向きに設定し、クリーンエア噴出口２７よりクリーンエア３１を反応容器１１に供給する。
【解決手段】反応容器１１に設けられた少なくとも一本以上のバーナ１３によりガラス原料ガスおよび燃焼ガスを含む反応ガス１５を噴き出し、反応ガス１５が反応して生成したガラス微粒子をターゲット１７に堆積させて多孔質ガラス母材１９を作製する。多孔質ガラス母材１９の製造方法反応容器１１の壁面２１ａに、原料投入量の最も多いバーナ１３の下端部２３より下方位置に噴出口下端部２５が位置するようにクリーンエア噴出口２７を設置する。クリーンエア噴出口２７を、バーナ１３と対向する壁面２１ｂに位置しかつバーナ１３より上方に開口する排気口２９に向かった上向きに設定し、クリーンエア噴出口２７よりクリーンエア３１を反応容器１１に供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔質ガラス母材の製造方法および製造装置に関し、特に気泡の混入しにくい多孔質ガラス母材の製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＶＡＤ法によりガラス母材を合成する際、合成用バーナヘ四塩化珪素などの原料、四塩化ゲルマニウムなどのドーパント、酸素、水素ガスなどを送り込み、加水分解反応によってガラス微粒子を合成して、ターゲットに堆積させるが、この時、多孔質ガラス母材として堆積されずに余剰となったガラス微粒子が存在するため、これを反応容器に取り付けられた排気口より排気して除去することが行われている。
しかしながら、余剰となったガラス微粒子が十分に排気されずに反応容器内に滞留すると、合成中の多孔質ガラス母材に再付着し、合成後の多孔質ガラス母材を焼結炉でガラス化させる際に、再付着した余剰ススが核となって内部に気泡が発生する問題があった。
また、ススが詰まるなどして反応容器の排気口からの排気圧が変化すると、反応容器内のガラス微粒子の気流が乱れて、多孔質ガラス母材に安定してガラス微粒子を堆積させることができなくなり、堆積速度が合成中に変化して、合成後の多孔質ガラス母材の特性が長手方向で変化する問題があった。
【０００３】
特許文献１にはバーナの火炎を安定させて堆積効率を向上させ、高品質な多孔質ガラス母材を効率良く生産することを目的として、バーナの周囲から流す清浄ガスの流速を規定する技術が開示されている。また、特許文献２には反応容器の内壁に付着したガラス微粒子が剥がれ落ちて、多孔質ガラス母材に付着するのを防ぐために、バーナ近傍に空気を導入する空気流入手段を設け、バーナに流れる反応ガスの供給量に対して空気の流量を制御する技術が開示されている。
【０００４】
上記した問題に対し、上記特許文献１，２の技術では、バーナ近傍から清浄な空気（クリーンエア）などを流し、排気口に向けて空気の流れを作ることにより、気流を安定させ、また、不要なガラス微粒子を排気口に導くようにしている。
【０００５】
しかしながら、ＶＡＤ法において、クリーンエア噴出口をどの位置に、また、どの方向に向けて取り付けたら、多孔質ガラス母材の特性が長手方向で安定しかつガラス母材の中に気泡が混入しにくいかについての知見はなく、クリーンエアを流していても、コアとクラッドの界面などに気泡が発生することがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２４８８８４号公報
【特許文献２】特開２００５−１７９０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、ＶＡＤ法によって光ファイバ用多孔質ガラス母材を合成する際に、多孔質ガラス母材の特性が長手方向で安定し、かつ多孔質ガラス母材の中に気泡が混入しにくい多孔質ガラス母材の製造方法および製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 反応容器に設けられた一本以上のバーナによりガラス原料ガスおよび燃焼ガスを含む反応ガスを噴き出し、該反応ガスが反応して生成したガラス微粒子をターゲットに堆積させ、上方に引き上げて軸方向に多孔質ガラス母材を堆積させる多孔質ガラス母材の製造装置であって、
原料投入量の最も多い前記バーナが設置されている前記反応容器の壁面と同一の壁面に前記反応容器内にクリーンエアを供給するクリーンエア噴出口を設置し、
前記原料投入量の最も多いバーナと対向する壁面でかつ該バーナの下端より上方に開口部下端が位置する排気口を設け、
前記原料投入量の最も多いバーナの下端部より下方位置に前記クリーンエア噴出口下端部が位置するように前記クリーンエア噴出口を設置し、かつ前記クリーンエア噴出口の下端部が上方に向いていることを特徴とする多孔質ガラス母材の製造装置。
【０００９】
この多孔質ガラス母材の製造装置によれば、原料投入量の最も多いバーナの取り付けられている反応容器の壁面と同じ壁面にクリーンエア噴出口を設置して、このクリーンエア噴出口からクリーンエアを反応容器内に送り込む。ここで、バーナの下端部より低い位置にクリーンエア噴出口の下端部を設置することで、バーナ火炎の下側からクリーンエアを出し、クリーンエアにガラス微粒子を乗せて運ぶ気流を反応容器内に発生させることができる。これにより、ガラス微粒子の気流が乱れることなく、安定してターゲットに堆積される。また、余剰ススの量は、原料の最も多いバーナの火炎が支配的になることから、反応容器内の余剰ススをこのクリーンエアの流れに乗せて排気口に至るまで効率的に排気し、多孔質ガラス母材に再付着しにくくすることができる。
【００１０】
（２） （１）の多孔質ガラス母材の製造装置であって、
前記クリーンエア噴出口下端部の前記反応容器の水平方向に対する角度を、前記原料投入量の最も多い前記バーナの前記反応容器の水平方向に対する角度よりも大きい角度とすることを特徴とする多孔質ガラス母材の製造装置。
【００１１】
この多孔質ガラス母材の製造装置によれば、クリーンエア噴出口の下端部の反応容器の水平方向に対する角度（上下方向の角度）を、バーナの水平方向に対する角度より大きくしているので、クリーンエアの流れにガラス微粒子を乗せて、余剰ススを効率よく排気口に流し込むことができ、気泡の発生が防止される。
【００１２】
（３） （１）または（２）の多孔質ガラス母材の製造装置であって、
前記クリーンエア噴出口は、前記原料投入量の最も多いバーナを挟む両側の位置にも開口されていることを特徴とする多孔質ガラス母材の製造装置。
【００１３】
この多孔質ガラス母材の製造装置によれば、バーナ火炎の下側から出るクリーンエアが火炎両側からも噴出されて排気口に向かう気流を形成し、ガラス微粒子は両側の気流に挟まれてより安定的に運ばれる。また、余剰ススも反応容器内で左右から挟まれて拡散しにくくなり、より効率的に排気される。
【００１４】
（４） 反応容器に設けられた一本以上のバーナによりガラス原料ガスおよび燃焼ガスを含む反応ガスを噴き出し、該反応ガスが反応して生成したガラス微粒子をターゲットに堆積させ、上方に引き上げて軸方向に多孔質ガラス母材を堆積させる多孔質ガラス母材の製造方法であって、
原料投入量の最も多い前記バーナが設置されている前記反応容器の壁面と同一の壁面にクリーンエア噴出口を設置して、前記クリーンエア噴出口よりクリーンエアを前記反応容器内に供給するとともに、前記原料投入量の最も多いバーナと対向する壁面でかつ該バーナの下端より上方に開口部下端が位置する排気口を設けて前記反応容器内の気体を排気し、
前記原料投入量の最も多いバーナの下端部より下方位置に前記クリーンエア噴出口下端部が位置するように設置して前記排気口に向けて前記クリーンエアを供給することを特徴とする多孔質ガラス母材の製造方法。
【００１５】
この多孔質ガラス母材の製造方法によれば、原料投入量の最も多いバーナの取り付けられている反応容器の壁面と同じ壁面にクリーンエア噴出口を設置して、このクリーンエア噴出口からクリーンエアを反応容器内に送り込む。ここで、バーナの下端部より低い位置にクリーンエア噴出口の下端部を設置することで、バーナ火炎の下側からクリーンエアを出し、クリーンエアにガラス微粒子を乗せて運ぶ気流を反応容器内に発生させることができる。これにより、ガラス微粒子の気流が乱れることなく、安定してターゲットに堆積される。また、余剰ススの量は、原料の最も多いバーナの火炎が支配的になることから、反応容器内の余剰ススをこのクリーンエアの流れに乗せて排気口に至るまで効率的に排気し、多孔質ガラス母材に再付着しにくくすることができる。
【００１６】
（５） （４）の多孔質ガラス母材の製造方法であって、
前記クリーンエア噴出口下端部の前記反応容器の水平方向に対する角度を、前記原料投入量の最も多い前記バーナの前記反応容器の水平方向に対する角度よりも大きい角度とすることを特徴とする多孔質ガラス母材の製造方法。
【００１７】
この多孔質ガラス母材の製造方法によれば、クリーンエア噴出口の下端部の反応容器の水平方向に対する角度（上下方向の角度）を、バーナの水平方向に対する角度より大きくしているので、クリーンエアの流れにガラス微粒子を乗せて、余剰ススを効率よく排気口に流し込むことができ、気泡の発生が防止される。
【００１８】
（６） （４）または（５）の多孔質ガラス母材の製造方法であって、
前記クリーンエア噴出口より供給するエア圧力を、前記反応容器の内部圧力に対して２５Ｐａ以上、３０Ｐａ以下とすることを特徴とする多孔質ガラス母材の製造方法。
【００１９】
この多孔質ガラス母材の製造方法によれば、クリーンエアが適度な圧力で噴出されるので、ガラス微粒子の搬送効果（整流効果）の著しい低下がなく、またクリーンエアの気流によるバーナ火炎の乱れやこれによる成長速度の変動などがなくなる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る多孔質ガラス母材の製造方法および製造装置によれば、ガラス微粒子を含む気流を乱れなく流すことができるので、ＶＡＤ法によって光ファイバ用多孔質ガラス母材を合成する際に、多孔質ガラス母材の特性を長手方向で安定させ、かつ多孔質ガラス母材の中に気泡を混入しにくくできる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る多孔質ガラス母材の製造方法に用いられる製造装置の模式図である。
【図２】図１に示す製造装置の一部を正面方向から見た模式図である。
【図３】図１に示す製造装置の一部を正面方向から見た他の模式図の例（ａ）（ｂ）（ｃ）である。
【図４】クリーンエア供給圧力と気泡発生数との相関図である。
【図５】クリーンエア供給圧力とガラス合成時の引き上げ速度との相関図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る多孔質ガラス母材の製造方法に用いられる製造装置の模式図である。
本実施の形態に係る多孔質ガラス母材１９の製造装置１００は、回転するターゲット１７を収容する反応容器１１と、ガラス原料ガスと燃焼ガスとの反応ガス１５から火炎加水分解反応により生成するガラス微粒子を出発材となるターゲット１７に向けて噴き付けるバーナ１３と、ターゲット１７を引き上げる引き上げ装置４１と、反応容器１１の中に清浄化ガスであるクリーンエア３１を供給するためのクリーンエア供給手段（清浄化ガス供給手段）であるクリーンエア発生装置４３とを備えている。
【００２３】
反応容器１１の上壁４５には貫通穴４７が設けられており、ターゲット１７に接続される支持棒がこの貫通穴４７を上下方向に挿通するように配置される。ターゲット１７は、上端が回転チャック４９に把持されて回転されるとともに、引き上げ装置４１により上下方向に移動するようになっている。ターゲット１７を回転させながら上方向に引き上げることにより、ターゲット１７にガラス微粒子を軸方向に堆積させて多孔質ガラス母材１９を製造するようにしている。すなわち、多孔質ガラス母材１９の製造装置１００は、ＶＡＤ法により多孔質ガラス母材１９を製造する装置構成となっている。
【００２４】
反応容器１１の下部には一本以上のバーナ１３が、ターゲット１７の引き上げ軸方向上向きの設置角度θ２にて取り付けられ、先端は反応容器１１内部に突出している。本実施の形態では、ＶＡＤ法にてコア部とクラッド部のそれぞれを合成する二本のバーナ１３ａ，１３ｂを用いている。バーナ１３はガスを噴き出すポートが同心円状に形成され、ガスの種類毎に噴き出すポートが決められた多重管（例えば８重管）バーナが使用される。バーナ１３は、ポートごとに設けられた不図示の配管により不図示のガス供給装置に接続されており、水素及び酸素の燃焼・助燃ガスや四塩化珪素（ＳｉＣｌ4）などのガラス原料ガスが供給されるようになっている。ガス供給装置は燃焼・助燃ガス供給装置および原料ガス供給装置からなり、不図示の制御部のガス流量制御部によって制御されて、燃焼・助燃ガスやガラス原料ガスの供給量がバーナ１３のそれぞれのポート毎で調整されるようになっている。また、その他のシールガス等の供給装置も適宜設けられ、バーナ１３の所定のポートに供給される。
【００２５】
反応容器１１の、バーナが取り付けられている側壁５１には、クリーンエア発生装置４３から配管５３を介してクリーンエア３１が供給されるクリーンエア噴出口２７が設けられている。クリーンエア３１は、清浄化された空気である。清浄化の度合は特に限られず、多孔質ガラス母材１９に不良箇所を発生させない程度に清浄であれば良い。
【００２６】
反応容器１１の、バーナが取り付けられている壁面と対向する側壁５５には、反応容器１１内の気体を吸い込んで排気する排気口２９が設けられており、排気口２９はダクトにて不図示の廃ガス処理装置に接続されている。また、ダクトの内部には排気量を調整するための不図示の排気弁が設けられている。排気弁の開度は、反応容器１１内の気圧が一定となるように、不図示の制御部内の排気弁制御部によって調整されるようになっている。
【００２７】
製造装置１００は、以上の基本構成を備えることで、バーナ１３ａ，１３ｂによりガラス原料ガスおよび燃焼ガスなどを含む反応ガス１５を噴き出し、反応ガス１５が反応して生成したガラス微粒子をターゲット１７に堆積させて多孔質ガラス母材１９を作製する。
【００２８】
製造装置１００では、反応容器１１の壁面２１ａに設けたバーナ１３ａ、クリーンエア噴出口２７、及び壁面２１ｂに設けた排気口２９を、所定の相対位置関係に設定している。すなわち、図２により、製造装置の一部を正面方向から見た模式図にも示すように、クリーンエア噴出口２７は、反応容器１１の壁面２１ａにおいて、原料投入量の最も多いバーナ１３ａの下端部２３よりも下方位置に、噴出口下端部２５が位置するよう配設されている。また、排気口２９は、バーナ１３ａと対向する壁面２１ｂに位置し、かつバーナ１３ａの下端部より上方に開口部下端が位置するように設定されている。
【００２９】
さらに、クリーンエア噴出口２７は、噴出口下端部２５の角度θ１を、原料投入量の最も多いバーナ１３ａの設置角度θ２よりも大きい角度θ１としている（θ１＞θ２）。ここで、角度θ１，θ２とは、反応容器１１の水平方向と、バーナ１３ａおよびクリーンエア噴出口下端面との挟角とする。つまり、噴出口下端部２５の傾きはクラッドバーナよりも大きな傾斜（立った）勾配となる。バーナ１３ａの設置角度とクリーンエア噴出口２７の噴出口下端部２５の角度をこのような相対関係に設定することで、クリーンエア３１の流れにガラス微粒子を乗せて、余剰ススを効率よく排気口２９に流し込むことができ、気泡の発生が防止されるようになっている。
【００３０】
クリーンエア噴出口２７は、原料投入量の最も多いバーナ１３ａに対して一つ、或いは複数設けても良い。また、クリーンエア噴出口２７は、クリーンエア噴出口２７の上部とバーナ１３ａの下部が重なっていても良い。複数ある場合には、図２の製造装置の一部を正面方向から見た模式図のように、クリーンエア噴出口２７を、バーナ１３ａを挟んだ両側に配置すると、バーナ火炎の下側から出るクリーンエアと、火炎両側から出るクリーンエアとで排気口２９に向かう気流を形成し、ガラス微粒子は両側の気流に挟まれてより安定的に運ばれる。また、余剰ススも反応容器１１内で左右から挟まれて拡散しにくくなり、より効率的に排気される。
【００３１】
図３は、本発明に係る多孔質ガラス母材の製造装置の一部を正面方向から見た他の模式図の例（ａ）（ｂ）（ｃ）である。
図３（ａ）は、クリーンエア噴出口２７が、原料投入量の最も多いバーナ１３ａを取り囲むように設けられている。図３（ｂ）は、クリーンエア噴出口２７が、二本のバーナ１３ａ，１３ｂを取り囲むように設けられている。また、図３（ｃ）は、クリーンエア噴出口２７は楕円状に開口されてバーナ１３ａ，１３ｂを挟んだ両側に配置されている。また、各例とも、クリーンエア噴出口２７は、噴出口下端部２５（図１参照）が原料投入量の最も多いバーナ１３ａの下端部よりも下方に位置し、かつ噴出口下端部２５の角度が、原料投入量の最も多いバーナ１３ａの設置角度よりも小さい角度とされている。
これらの例においても、余剰ススはクリーンエアの流れに乗って排気口に流され、効率的に排気される一方、ガラス微粒子は気流に挟まれて安定的に運ばれ、ターゲット１７に堆積される。
【００３２】
また、クリーンエア噴出口２７より供給するエア圧力は、反応容器１１の内部圧力に対して２５Ｐａ以上、３０Ｐａ以下とすることが望ましい。
これにより、クリーンエア３１が適度な圧力で噴出されるので、ガラス微粒子の搬送効果（整流効果）の著しい低下がなく、またクリーンエア３１の気流によるバーナ火炎の乱れやこれによる成長速度の変動などがなくなる。換言するとクリーンエア３１の供給圧が低すぎると効果がなくなり、また、供給圧が高すぎると気流が強すぎて火炎を乱し、バーナ１３ａから出たガラス微粒子の多孔質ガラス母材１９への安定した堆積を妨げる。
【００３３】
次に、上記構成の製造装置１００を用いた多孔質ガラス母材１９の製造方法について説明する。
製造装置１００を用いた多孔質ガラス母材１９の製造方法では、反応容器１１内において回転する出発材となるターゲット１７に対して、バーナ１３から噴き出されるガラス原料ガスおよび燃焼ガスの火炎加水分解反応により生成するガラス微粒子を堆積させて上方向に引き上げ、多孔質ガラス母材１９を製造する。この際に、バーナ１３の周囲から整流されたクリーンエア３１を供給する。
【００３４】
クリーンエア３１は、原料投入量の最も多いバーナ１３ａの下端部２３より下方位置に噴出口下端部２５が位置するように壁面２１ａに設置されるとともに、原料投入量の最も多いバーナ１３ａと対向する壁面２１ｂに位置しかつ原料投入量の最も多いバーナ１３ａの下端部より上方に開口部下端が位置する排気口２９に向かけて上向きに設定されるクリーンエア噴出口２７より、反応容器１１に供給される。
【００３５】
原料投入量の最も多いバーナ１３ａの下端部より低い位置にクリーンエア噴出口２７の噴出口下端部２５を設置することで、バーナ火炎の下側からクリーンエア３１を出し、クリーンエア３１にガラス微粒子を乗せて運ぶ気流を反応容器１１内に発生させることができる。これにより、ガラス微粒子の気流が乱れることなく、安定して出発材となるターゲット１７に堆積される。また、余剰ススの量は、原料の最も多いバーナ１３ａの火炎が支配的になることから、反応容器１１内の余剰ススをこのクリーンエア３１の流れに乗せて排気口２９に至るまで効率的に排気することができ、多孔質ガラス母材１９に再付着しにくくすることができる。
【００３６】
したがって、本実施の形態に係る多孔質ガラス母材１９の製造方法および製造装置１００によれば、原料投入量の最も多いバーナ１３ａの下端部２３より下方位置に噴出口下端部２５が位置するようにクリーンエア噴出口２７を設置し、クリーンエア噴出口２７を、バーナ１３と対向する壁面２１ｂに位置しかつバーナ１３の下端部より上方に開口部下端部が位置する排気口２９に向けた上向きに設定するので、ＶＡＤ法によって光ファイバ用多孔質ガラス母材１９を合成する際に、多孔質ガラス母材１９の特性を長手方向（軸方向）で安定させ、かつ多孔質ガラス母材１９の中に気泡を混入しにくくできる。
【実施例】
【００３７】
次に、図１に示した実施の形態と同様の構成の製造装置を製作し、条件を変えて気泡の発生を調べた結果を比較例と共に説明する。
【００３８】
＜実施例＞
ＶＡＤ法にてコア部とクラッド部のそれぞれを合成する二本のバーナを用いて光ファイバ用ガラス母材の合成を行った。コア部を合成するバーナヘは０．５リットル／分、クラッド部を合成するバーナヘは６リットル／分の流量で原料となる四塩化珪素ガスを投入し、８０ｍｍ／ｈrの速度で引き上げながら合成した。
【００３９】
反応容器内の引き圧が大気圧に対して−２０Ｐａになるように、反応容器に接続された排気管から排気を行い、クラッド部を合成するバーナの下端位置から１５０ｍｍ下の位置を噴出口下端部として、高さ２５０ｍｍ、幅１００ｍｍの大きさのクリーンエア噴出口をクラッドバーナの両サイドに２つ設置した。この時、排気口はクリーンエア噴出口の上端から１２０ｍｍ高い位置に開口部の下端が来るように取り付け、クラッドバーナの設置角度を反応容器の水平方向に対して３０度とし、クリーンエア噴出口下端部の角度を４５度とした。このクリーンエア噴出口にクリーンエア発生装置を接続し、大気圧に対して＋５Ｐａの圧力で噴き出し口から反応容器内ヘクリーンエアを供給した。
この条件で連続して多孔質ガラス母材を二十本合成し、多孔質ガラス母材の中に混入した気泡の個数を測定した。その結果、気泡の個数は多孔質ガラス母材一本あたり０．３個であった。
【００４０】
＜比較例１＞
実施例に記載の反応容器からクリーンエア噴出口を取り外して多孔質ガラス母材を二十本合成して、多孔質ガラス母材の中に混入した気泡の個数を測定した結果、図４に示すように、多孔質ガラス母材一本あたり３個と気泡発生頻度が大幅に増加した。
【００４１】
＜比較例２＞
実施例に記載のクリーンエア噴出口から反応容器の底面に平行の角度でクリーンエアを供給して多孔質ガラス母材を合成し、多孔質ガラス母材の中に混入した気泡の個数を測定した結果、多孔質ガラス母材一本あたり２個であった。
【００４２】
＜比較例３＞
反応容器内の引き圧を大気圧に対して−２０Ｐａ、クリーンエアの圧力を０．４Ｐａとして実施例と同様に多孔質ガラス母材を二十本合成し、多孔質ガラス母材の中に混入した気泡の数を測定した結果、多孔質ガラス母材一本あたり１．５個であった。
なお、図４に、クリーンエア供給圧力と気泡発生数との相関図を示す。この図より、クリーンエアの圧力を５Ｐａ以上とすることで、極端に気泡の数が減少していることが分かる。
【００４３】
＜比較例４＞
反応容器内の引き圧を大気圧に対して−２０Ｐａ、クリーンエアの圧力を１５Ｐａとして実施例と同様に多孔質ガラス母材を合成したが、図５に示すように、多孔質ガラス母材の引き上げ速度が８０ｍｍ／ｈｒから６０ｍｍ／ｈrに低下し、良好な多孔質ガラス母材を得ることができなかった。
なお、図５に、クリーンエア供給圧力とガラス合成時の引き上げ速度との相関図を示す。この図より、クリーンエアの圧力が１０Ｐａを超えると、極端に引き上げ速度が低下することが分かる。
【００４４】
以上の結果から、本実施例のように、バーナ火炎の下側からクリーンエア３１を出し、クリーンエア３１にガラス微粒子を乗せて運ぶ気流を反応容器１１内に発生させ、ガラス微粒子を安定してターゲット１７に堆積させ、かつ余剰ススの量はこのクリーンエア３１に乗せて効率的に排気することにより、多孔質ガラス母材１９の特性を長手方向で安定させ、かつ中に気泡が混入しにくくなることが確認できた。
【符号の説明】
【００４５】
１１ 反応容器
１３ バーナ
１５ 反応ガス
１７ ターゲット
１９ 多孔質ガラス母材
２１ 壁面
２３ 下端部
２５ 噴出口下端部
２７ クリーンエア噴出口
２９ 排気口
３１ クリーンエア
１００ 製造装置
θ１、θ２ 設置角度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔質ガラス母材の製造方法および製造装置に関し、特に気泡の混入しにくい多孔質ガラス母材の製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＶＡＤ法によりガラス母材を合成する際、合成用バーナヘ四塩化珪素などの原料、四塩化ゲルマニウムなどのドーパント、酸素、水素ガスなどを送り込み、加水分解反応によってガラス微粒子を合成して、ターゲットに堆積させるが、この時、多孔質ガラス母材として堆積されずに余剰となったガラス微粒子が存在するため、これを反応容器に取り付けられた排気口より排気して除去することが行われている。
しかしながら、余剰となったガラス微粒子が十分に排気されずに反応容器内に滞留すると、合成中の多孔質ガラス母材に再付着し、合成後の多孔質ガラス母材を焼結炉でガラス化させる際に、再付着した余剰ススが核となって内部に気泡が発生する問題があった。
また、ススが詰まるなどして反応容器の排気口からの排気圧が変化すると、反応容器内のガラス微粒子の気流が乱れて、多孔質ガラス母材に安定してガラス微粒子を堆積させることができなくなり、堆積速度が合成中に変化して、合成後の多孔質ガラス母材の特性が長手方向で変化する問題があった。
【０００３】
特許文献１にはバーナの火炎を安定させて堆積効率を向上させ、高品質な多孔質ガラス母材を効率良く生産することを目的として、バーナの周囲から流す清浄ガスの流速を規定する技術が開示されている。また、特許文献２には反応容器の内壁に付着したガラス微粒子が剥がれ落ちて、多孔質ガラス母材に付着するのを防ぐために、バーナ近傍に空気を導入する空気流入手段を設け、バーナに流れる反応ガスの供給量に対して空気の流量を制御する技術が開示されている。
【０００４】
上記した問題に対し、上記特許文献１，２の技術では、バーナ近傍から清浄な空気（クリーンエア）などを流し、排気口に向けて空気の流れを作ることにより、気流を安定させ、また、不要なガラス微粒子を排気口に導くようにしている。
【０００５】
しかしながら、ＶＡＤ法において、クリーンエア噴出口をどの位置に、また、どの方向に向けて取り付けたら、多孔質ガラス母材の特性が長手方向で安定しかつガラス母材の中に気泡が混入しにくいかについての知見はなく、クリーンエアを流していても、コアとクラッドの界面などに気泡が発生することがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２４８８８４号公報
【特許文献２】特開２００５−１７９０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、ＶＡＤ法によって光ファイバ用多孔質ガラス母材を合成する際に、多孔質ガラス母材の特性が長手方向で安定し、かつ多孔質ガラス母材の中に気泡が混入しにくい多孔質ガラス母材の製造方法および製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 反応容器に設けられた一本以上のバーナによりガラス原料ガスおよび燃焼ガスを含む反応ガスを噴き出し、該反応ガスが反応して生成したガラス微粒子をターゲットに堆積させ、上方に引き上げて軸方向に多孔質ガラス母材を堆積させる多孔質ガラス母材の製造装置であって、
原料投入量の最も多い前記バーナが設置されている前記反応容器の壁面と同一の壁面に前記反応容器内にクリーンエアを供給するクリーンエア噴出口を設置し、
前記原料投入量の最も多いバーナと対向する壁面でかつ該バーナの下端より上方に開口部下端が位置する排気口を設け、
前記原料投入量の最も多いバーナの下端部より下方位置に前記クリーンエア噴出口下端部が位置するように前記クリーンエア噴出口を設置し、かつ前記クリーンエア噴出口の下端部が上方に向いていることを特徴とする多孔質ガラス母材の製造装置。
【０００９】
この多孔質ガラス母材の製造装置によれば、原料投入量の最も多いバーナの取り付けられている反応容器の壁面と同じ壁面にクリーンエア噴出口を設置して、このクリーンエア噴出口からクリーンエアを反応容器内に送り込む。ここで、バーナの下端部より低い位置にクリーンエア噴出口の下端部を設置することで、バーナ火炎の下側からクリーンエアを出し、クリーンエアにガラス微粒子を乗せて運ぶ気流を反応容器内に発生させることができる。これにより、ガラス微粒子の気流が乱れることなく、安定してターゲットに堆積される。また、余剰ススの量は、原料の最も多いバーナの火炎が支配的になることから、反応容器内の余剰ススをこのクリーンエアの流れに乗せて排気口に至るまで効率的に排気し、多孔質ガラス母材に再付着しにくくすることができる。
【００１０】
（２） （１）の多孔質ガラス母材の製造装置であって、
前記クリーンエア噴出口下端部の前記反応容器の水平方向に対する角度を、前記原料投入量の最も多い前記バーナの前記反応容器の水平方向に対する角度よりも大きい角度とすることを特徴とする多孔質ガラス母材の製造装置。
【００１１】
この多孔質ガラス母材の製造装置によれば、クリーンエア噴出口の下端部の反応容器の水平方向に対する角度（上下方向の角度）を、バーナの水平方向に対する角度より大きくしているので、クリーンエアの流れにガラス微粒子を乗せて、余剰ススを効率よく排気口に流し込むことができ、気泡の発生が防止される。
【００１２】
（３） （１）または（２）の多孔質ガラス母材の製造装置であって、
前記クリーンエア噴出口は、前記原料投入量の最も多いバーナを挟む両側の位置にも開口されていることを特徴とする多孔質ガラス母材の製造装置。
【００１３】
この多孔質ガラス母材の製造装置によれば、バーナ火炎の下側から出るクリーンエアが火炎両側からも噴出されて排気口に向かう気流を形成し、ガラス微粒子は両側の気流に挟まれてより安定的に運ばれる。また、余剰ススも反応容器内で左右から挟まれて拡散しにくくなり、より効率的に排気される。
【００１４】
（４） 反応容器に設けられた一本以上のバーナによりガラス原料ガスおよび燃焼ガスを含む反応ガスを噴き出し、該反応ガスが反応して生成したガラス微粒子をターゲットに堆積させ、上方に引き上げて軸方向に多孔質ガラス母材を堆積させる多孔質ガラス母材の製造方法であって、
原料投入量の最も多い前記バーナが設置されている前記反応容器の壁面と同一の壁面にクリーンエア噴出口を設置して、前記クリーンエア噴出口よりクリーンエアを前記反応容器内に供給するとともに、前記原料投入量の最も多いバーナと対向する壁面でかつ該バーナの下端より上方に開口部下端が位置する排気口を設けて前記反応容器内の気体を排気し、
前記原料投入量の最も多いバーナの下端部より下方位置に前記クリーンエア噴出口下端部が位置するように設置して前記排気口に向けて前記クリーンエアを供給することを特徴とする多孔質ガラス母材の製造方法。
【００１５】
この多孔質ガラス母材の製造方法によれば、原料投入量の最も多いバーナの取り付けられている反応容器の壁面と同じ壁面にクリーンエア噴出口を設置して、このクリーンエア噴出口からクリーンエアを反応容器内に送り込む。ここで、バーナの下端部より低い位置にクリーンエア噴出口の下端部を設置することで、バーナ火炎の下側からクリーンエアを出し、クリーンエアにガラス微粒子を乗せて運ぶ気流を反応容器内に発生させることができる。これにより、ガラス微粒子の気流が乱れることなく、安定してターゲットに堆積される。また、余剰ススの量は、原料の最も多いバーナの火炎が支配的になることから、反応容器内の余剰ススをこのクリーンエアの流れに乗せて排気口に至るまで効率的に排気し、多孔質ガラス母材に再付着しにくくすることができる。
【００１６】
（５） （４）の多孔質ガラス母材の製造方法であって、
前記クリーンエア噴出口下端部の前記反応容器の水平方向に対する角度を、前記原料投入量の最も多い前記バーナの前記反応容器の水平方向に対する角度よりも大きい角度とすることを特徴とする多孔質ガラス母材の製造方法。
【００１７】
この多孔質ガラス母材の製造方法によれば、クリーンエア噴出口の下端部の反応容器の水平方向に対する角度（上下方向の角度）を、バーナの水平方向に対する角度より大きくしているので、クリーンエアの流れにガラス微粒子を乗せて、余剰ススを効率よく排気口に流し込むことができ、気泡の発生が防止される。
【００１８】
（６） （４）または（５）の多孔質ガラス母材の製造方法であって、
前記クリーンエア噴出口より供給するエア圧力を、前記反応容器の内部圧力に対して２５Ｐａ以上、３０Ｐａ以下とすることを特徴とする多孔質ガラス母材の製造方法。
【００１９】
この多孔質ガラス母材の製造方法によれば、クリーンエアが適度な圧力で噴出されるので、ガラス微粒子の搬送効果（整流効果）の著しい低下がなく、またクリーンエアの気流によるバーナ火炎の乱れやこれによる成長速度の変動などがなくなる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る多孔質ガラス母材の製造方法および製造装置によれば、ガラス微粒子を含む気流を乱れなく流すことができるので、ＶＡＤ法によって光ファイバ用多孔質ガラス母材を合成する際に、多孔質ガラス母材の特性を長手方向で安定させ、かつ多孔質ガラス母材の中に気泡を混入しにくくできる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る多孔質ガラス母材の製造方法に用いられる製造装置の模式図である。
【図２】図１に示す製造装置の一部を正面方向から見た模式図である。
【図３】図１に示す製造装置の一部を正面方向から見た他の模式図の例（ａ）（ｂ）（ｃ）である。
【図４】クリーンエア供給圧力と気泡発生数との相関図である。
【図５】クリーンエア供給圧力とガラス合成時の引き上げ速度との相関図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る多孔質ガラス母材の製造方法に用いられる製造装置の模式図である。
本実施の形態に係る多孔質ガラス母材１９の製造装置１００は、回転するターゲット１７を収容する反応容器１１と、ガラス原料ガスと燃焼ガスとの反応ガス１５から火炎加水分解反応により生成するガラス微粒子を出発材となるターゲット１７に向けて噴き付けるバーナ１３と、ターゲット１７を引き上げる引き上げ装置４１と、反応容器１１の中に清浄化ガスであるクリーンエア３１を供給するためのクリーンエア供給手段（清浄化ガス供給手段）であるクリーンエア発生装置４３とを備えている。
【００２３】
反応容器１１の上壁４５には貫通穴４７が設けられており、ターゲット１７に接続される支持棒がこの貫通穴４７を上下方向に挿通するように配置される。ターゲット１７は、上端が回転チャック４９に把持されて回転されるとともに、引き上げ装置４１により上下方向に移動するようになっている。ターゲット１７を回転させながら上方向に引き上げることにより、ターゲット１７にガラス微粒子を軸方向に堆積させて多孔質ガラス母材１９を製造するようにしている。すなわち、多孔質ガラス母材１９の製造装置１００は、ＶＡＤ法により多孔質ガラス母材１９を製造する装置構成となっている。
【００２４】
反応容器１１の下部には一本以上のバーナ１３が、ターゲット１７の引き上げ軸方向上向きの設置角度θ２にて取り付けられ、先端は反応容器１１内部に突出している。本実施の形態では、ＶＡＤ法にてコア部とクラッド部のそれぞれを合成する二本のバーナ１３ａ，１３ｂを用いている。バーナ１３はガスを噴き出すポートが同心円状に形成され、ガスの種類毎に噴き出すポートが決められた多重管（例えば８重管）バーナが使用される。バーナ１３は、ポートごとに設けられた不図示の配管により不図示のガス供給装置に接続されており、水素及び酸素の燃焼・助燃ガスや四塩化珪素（ＳｉＣｌ4）などのガラス原料ガスが供給されるようになっている。ガス供給装置は燃焼・助燃ガス供給装置および原料ガス供給装置からなり、不図示の制御部のガス流量制御部によって制御されて、燃焼・助燃ガスやガラス原料ガスの供給量がバーナ１３のそれぞれのポート毎で調整されるようになっている。また、その他のシールガス等の供給装置も適宜設けられ、バーナ１３の所定のポートに供給される。
【００２５】
反応容器１１の、バーナが取り付けられている側壁５１には、クリーンエア発生装置４３から配管５３を介してクリーンエア３１が供給されるクリーンエア噴出口２７が設けられている。クリーンエア３１は、清浄化された空気である。清浄化の度合は特に限られず、多孔質ガラス母材１９に不良箇所を発生させない程度に清浄であれば良い。
【００２６】
反応容器１１の、バーナが取り付けられている壁面と対向する側壁５５には、反応容器１１内の気体を吸い込んで排気する排気口２９が設けられており、排気口２９はダクトにて不図示の廃ガス処理装置に接続されている。また、ダクトの内部には排気量を調整するための不図示の排気弁が設けられている。排気弁の開度は、反応容器１１内の気圧が一定となるように、不図示の制御部内の排気弁制御部によって調整されるようになっている。
【００２７】
製造装置１００は、以上の基本構成を備えることで、バーナ１３ａ，１３ｂによりガラス原料ガスおよび燃焼ガスなどを含む反応ガス１５を噴き出し、反応ガス１５が反応して生成したガラス微粒子をターゲット１７に堆積させて多孔質ガラス母材１９を作製する。
【００２８】
製造装置１００では、反応容器１１の壁面２１ａに設けたバーナ１３ａ、クリーンエア噴出口２７、及び壁面２１ｂに設けた排気口２９を、所定の相対位置関係に設定している。すなわち、図２により、製造装置の一部を正面方向から見た模式図にも示すように、クリーンエア噴出口２７は、反応容器１１の壁面２１ａにおいて、原料投入量の最も多いバーナ１３ａの下端部２３よりも下方位置に、噴出口下端部２５が位置するよう配設されている。また、排気口２９は、バーナ１３ａと対向する壁面２１ｂに位置し、かつバーナ１３ａの下端部より上方に開口部下端が位置するように設定されている。
【００２９】
さらに、クリーンエア噴出口２７は、噴出口下端部２５の角度θ１を、原料投入量の最も多いバーナ１３ａの設置角度θ２よりも大きい角度θ１としている（θ１＞θ２）。ここで、角度θ１，θ２とは、反応容器１１の水平方向と、バーナ１３ａおよびクリーンエア噴出口下端面との挟角とする。つまり、噴出口下端部２５の傾きはクラッドバーナよりも大きな傾斜（立った）勾配となる。バーナ１３ａの設置角度とクリーンエア噴出口２７の噴出口下端部２５の角度をこのような相対関係に設定することで、クリーンエア３１の流れにガラス微粒子を乗せて、余剰ススを効率よく排気口２９に流し込むことができ、気泡の発生が防止されるようになっている。
【００３０】
クリーンエア噴出口２７は、原料投入量の最も多いバーナ１３ａに対して一つ、或いは複数設けても良い。また、クリーンエア噴出口２７は、クリーンエア噴出口２７の上部とバーナ１３ａの下部が重なっていても良い。複数ある場合には、図２の製造装置の一部を正面方向から見た模式図のように、クリーンエア噴出口２７を、バーナ１３ａを挟んだ両側に配置すると、バーナ火炎の下側から出るクリーンエアと、火炎両側から出るクリーンエアとで排気口２９に向かう気流を形成し、ガラス微粒子は両側の気流に挟まれてより安定的に運ばれる。また、余剰ススも反応容器１１内で左右から挟まれて拡散しにくくなり、より効率的に排気される。
【００３１】
図３は、本発明に係る多孔質ガラス母材の製造装置の一部を正面方向から見た他の模式図の例（ａ）（ｂ）（ｃ）である。
図３（ａ）は、クリーンエア噴出口２７が、原料投入量の最も多いバーナ１３ａを取り囲むように設けられている。図３（ｂ）は、クリーンエア噴出口２７が、二本のバーナ１３ａ，１３ｂを取り囲むように設けられている。また、図３（ｃ）は、クリーンエア噴出口２７は楕円状に開口されてバーナ１３ａ，１３ｂを挟んだ両側に配置されている。また、各例とも、クリーンエア噴出口２７は、噴出口下端部２５（図１参照）が原料投入量の最も多いバーナ１３ａの下端部よりも下方に位置し、かつ噴出口下端部２５の角度が、原料投入量の最も多いバーナ１３ａの設置角度よりも小さい角度とされている。
これらの例においても、余剰ススはクリーンエアの流れに乗って排気口に流され、効率的に排気される一方、ガラス微粒子は気流に挟まれて安定的に運ばれ、ターゲット１７に堆積される。
【００３２】
また、クリーンエア噴出口２７より供給するエア圧力は、反応容器１１の内部圧力に対して２５Ｐａ以上、３０Ｐａ以下とすることが望ましい。
これにより、クリーンエア３１が適度な圧力で噴出されるので、ガラス微粒子の搬送効果（整流効果）の著しい低下がなく、またクリーンエア３１の気流によるバーナ火炎の乱れやこれによる成長速度の変動などがなくなる。換言するとクリーンエア３１の供給圧が低すぎると効果がなくなり、また、供給圧が高すぎると気流が強すぎて火炎を乱し、バーナ１３ａから出たガラス微粒子の多孔質ガラス母材１９への安定した堆積を妨げる。
【００３３】
次に、上記構成の製造装置１００を用いた多孔質ガラス母材１９の製造方法について説明する。
製造装置１００を用いた多孔質ガラス母材１９の製造方法では、反応容器１１内において回転する出発材となるターゲット１７に対して、バーナ１３から噴き出されるガラス原料ガスおよび燃焼ガスの火炎加水分解反応により生成するガラス微粒子を堆積させて上方向に引き上げ、多孔質ガラス母材１９を製造する。この際に、バーナ１３の周囲から整流されたクリーンエア３１を供給する。
【００３４】
クリーンエア３１は、原料投入量の最も多いバーナ１３ａの下端部２３より下方位置に噴出口下端部２５が位置するように壁面２１ａに設置されるとともに、原料投入量の最も多いバーナ１３ａと対向する壁面２１ｂに位置しかつ原料投入量の最も多いバーナ１３ａの下端部より上方に開口部下端が位置する排気口２９に向かけて上向きに設定されるクリーンエア噴出口２７より、反応容器１１に供給される。
【００３５】
原料投入量の最も多いバーナ１３ａの下端部より低い位置にクリーンエア噴出口２７の噴出口下端部２５を設置することで、バーナ火炎の下側からクリーンエア３１を出し、クリーンエア３１にガラス微粒子を乗せて運ぶ気流を反応容器１１内に発生させることができる。これにより、ガラス微粒子の気流が乱れることなく、安定して出発材となるターゲット１７に堆積される。また、余剰ススの量は、原料の最も多いバーナ１３ａの火炎が支配的になることから、反応容器１１内の余剰ススをこのクリーンエア３１の流れに乗せて排気口２９に至るまで効率的に排気することができ、多孔質ガラス母材１９に再付着しにくくすることができる。
【００３６】
したがって、本実施の形態に係る多孔質ガラス母材１９の製造方法および製造装置１００によれば、原料投入量の最も多いバーナ１３ａの下端部２３より下方位置に噴出口下端部２５が位置するようにクリーンエア噴出口２７を設置し、クリーンエア噴出口２７を、バーナ１３と対向する壁面２１ｂに位置しかつバーナ１３の下端部より上方に開口部下端部が位置する排気口２９に向けた上向きに設定するので、ＶＡＤ法によって光ファイバ用多孔質ガラス母材１９を合成する際に、多孔質ガラス母材１９の特性を長手方向（軸方向）で安定させ、かつ多孔質ガラス母材１９の中に気泡を混入しにくくできる。
【実施例】
【００３７】
次に、図１に示した実施の形態と同様の構成の製造装置を製作し、条件を変えて気泡の発生を調べた結果を比較例と共に説明する。
【００３８】
＜実施例＞
ＶＡＤ法にてコア部とクラッド部のそれぞれを合成する二本のバーナを用いて光ファイバ用ガラス母材の合成を行った。コア部を合成するバーナヘは０．５リットル／分、クラッド部を合成するバーナヘは６リットル／分の流量で原料となる四塩化珪素ガスを投入し、８０ｍｍ／ｈrの速度で引き上げながら合成した。
【００３９】
反応容器内の引き圧が大気圧に対して−２０Ｐａになるように、反応容器に接続された排気管から排気を行い、クラッド部を合成するバーナの下端位置から１５０ｍｍ下の位置を噴出口下端部として、高さ２５０ｍｍ、幅１００ｍｍの大きさのクリーンエア噴出口をクラッドバーナの両サイドに２つ設置した。この時、排気口はクリーンエア噴出口の上端から１２０ｍｍ高い位置に開口部の下端が来るように取り付け、クラッドバーナの設置角度を反応容器の水平方向に対して３０度とし、クリーンエア噴出口下端部の角度を４５度とした。このクリーンエア噴出口にクリーンエア発生装置を接続し、大気圧に対して＋５Ｐａの圧力で噴き出し口から反応容器内ヘクリーンエアを供給した。
この条件で連続して多孔質ガラス母材を二十本合成し、多孔質ガラス母材の中に混入した気泡の個数を測定した。その結果、気泡の個数は多孔質ガラス母材一本あたり０．３個であった。
【００４０】
＜比較例１＞
実施例に記載の反応容器からクリーンエア噴出口を取り外して多孔質ガラス母材を二十本合成して、多孔質ガラス母材の中に混入した気泡の個数を測定した結果、図４に示すように、多孔質ガラス母材一本あたり３個と気泡発生頻度が大幅に増加した。
【００４１】
＜比較例２＞
実施例に記載のクリーンエア噴出口から反応容器の底面に平行の角度でクリーンエアを供給して多孔質ガラス母材を合成し、多孔質ガラス母材の中に混入した気泡の個数を測定した結果、多孔質ガラス母材一本あたり２個であった。
【００４２】
＜比較例３＞
反応容器内の引き圧を大気圧に対して−２０Ｐａ、クリーンエアの圧力を０．４Ｐａとして実施例と同様に多孔質ガラス母材を二十本合成し、多孔質ガラス母材の中に混入した気泡の数を測定した結果、多孔質ガラス母材一本あたり１．５個であった。
なお、図４に、クリーンエア供給圧力と気泡発生数との相関図を示す。この図より、クリーンエアの圧力を５Ｐａ以上とすることで、極端に気泡の数が減少していることが分かる。
【００４３】
＜比較例４＞
反応容器内の引き圧を大気圧に対して−２０Ｐａ、クリーンエアの圧力を１５Ｐａとして実施例と同様に多孔質ガラス母材を合成したが、図５に示すように、多孔質ガラス母材の引き上げ速度が８０ｍｍ／ｈｒから６０ｍｍ／ｈrに低下し、良好な多孔質ガラス母材を得ることができなかった。
なお、図５に、クリーンエア供給圧力とガラス合成時の引き上げ速度との相関図を示す。この図より、クリーンエアの圧力が１０Ｐａを超えると、極端に引き上げ速度が低下することが分かる。
【００４４】
以上の結果から、本実施例のように、バーナ火炎の下側からクリーンエア３１を出し、クリーンエア３１にガラス微粒子を乗せて運ぶ気流を反応容器１１内に発生させ、ガラス微粒子を安定してターゲット１７に堆積させ、かつ余剰ススの量はこのクリーンエア３１に乗せて効率的に排気することにより、多孔質ガラス母材１９の特性を長手方向で安定させ、かつ中に気泡が混入しにくくなることが確認できた。
【符号の説明】
【００４５】
１１ 反応容器
１３ バーナ
１５ 反応ガス
１７ ターゲット
１９ 多孔質ガラス母材
２１ 壁面
２３ 下端部
２５ 噴出口下端部
２７ クリーンエア噴出口
２９ 排気口
３１ クリーンエア
１００ 製造装置
θ１、θ２ 設置角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応容器に設けられた一本以上のバーナによりガラス原料ガスおよび燃焼ガスを含む反応ガスを噴き出し、該反応ガスが反応して生成したガラス微粒子をターゲットに堆積させ、上方に引き上げて軸方向に多孔質ガラス母材を堆積させる多孔質ガラス母材の製造装置であって、
原料投入量の最も多い前記バーナが設置されている前記反応容器の壁面と同一の壁面に前記反応容器内にクリーンエアを供給するクリーンエア噴出口を設置し、
前記原料投入量の最も多いバーナと対向する壁面でかつ該バーナの下端より上方に開口部下端が位置する排気口を設け、
前記原料投入量の最も多いバーナの下端部より下方位置に前記クリーンエア噴出口下端部が位置するように前記クリーンエア噴出口を設置し、かつ前記クリーンエア噴出口の下端部が上方に向いていることを特徴とする多孔質ガラス母材の製造装置。
【請求項２】
請求項１記載の多孔質ガラス母材の製造装置であって、
前記クリーンエア噴出口下端部の前記反応容器の水平方向に対する角度を、前記原料投入量の最も多い前記バーナの前記反応容器の水平方向に対する角度よりも大きい角度とすることを特徴とする多孔質ガラス母材の製造装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の多孔質ガラス母材の製造装置であって、
前記クリーンエア噴出口は、前記原料投入量の最も多いバーナを挟む両側の位置にも開口されていることを特徴とする多孔質ガラス母材の製造装置。
【請求項４】
反応容器に設けられた一本以上のバーナによりガラス原料ガスおよび燃焼ガスを含む反応ガスを噴き出し、該反応ガスが反応して生成したガラス微粒子をターゲットに堆積させ、上方に引き上げて軸方向に多孔質ガラス母材を堆積させる多孔質ガラス母材の製造方法であって、
原料投入量の最も多い前記バーナが設置されている前記反応容器の壁面と同一の壁面にクリーンエア噴出口を設置して、前記クリーンエア噴出口よりクリーンエアを前記反応容器内に供給するとともに、前記原料投入量の最も多いバーナと対向する壁面でかつ該バーナの下端より上方に開口部下端が位置する排気口を設けて前記反応容器内の気体を排気し、
前記原料投入量の最も多いバーナの下端部より下方位置に前記クリーンエア噴出口下端部が位置するように設置して前記排気口に向けて前記クリーンエアを供給することを特徴とする多孔質ガラス母材の製造方法。
【請求項５】
請求項４記載の多孔質ガラス母材の製造方法であって、
前記クリーンエア噴出口下端部の前記反応容器の水平方向に対する角度を、前記原料投入量の最も多い前記バーナの前記反応容器の水平方向に対する角度よりも大きい角度とすることを特徴とする多孔質ガラス母材の製造方法。
【請求項６】
請求項４または請求項５記載の多孔質ガラス母材の製造方法であって、
前記クリーンエア噴出口より供給するエア圧力を、前記反応容器の内部圧力に対して２５Ｐａ以上、３０Ｐａ以下とすることを特徴とする多孔質ガラス母材の製造方法。
【請求項１】
反応容器に設けられた一本以上のバーナによりガラス原料ガスおよび燃焼ガスを含む反応ガスを噴き出し、該反応ガスが反応して生成したガラス微粒子をターゲットに堆積させ、上方に引き上げて軸方向に多孔質ガラス母材を堆積させる多孔質ガラス母材の製造装置であって、
原料投入量の最も多い前記バーナが設置されている前記反応容器の壁面と同一の壁面に前記反応容器内にクリーンエアを供給するクリーンエア噴出口を設置し、
前記原料投入量の最も多いバーナと対向する壁面でかつ該バーナの下端より上方に開口部下端が位置する排気口を設け、
前記原料投入量の最も多いバーナの下端部より下方位置に前記クリーンエア噴出口下端部が位置するように前記クリーンエア噴出口を設置し、かつ前記クリーンエア噴出口の下端部が上方に向いていることを特徴とする多孔質ガラス母材の製造装置。
【請求項２】
請求項１記載の多孔質ガラス母材の製造装置であって、
前記クリーンエア噴出口下端部の前記反応容器の水平方向に対する角度を、前記原料投入量の最も多い前記バーナの前記反応容器の水平方向に対する角度よりも大きい角度とすることを特徴とする多孔質ガラス母材の製造装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の多孔質ガラス母材の製造装置であって、
前記クリーンエア噴出口は、前記原料投入量の最も多いバーナを挟む両側の位置にも開口されていることを特徴とする多孔質ガラス母材の製造装置。
【請求項４】
反応容器に設けられた一本以上のバーナによりガラス原料ガスおよび燃焼ガスを含む反応ガスを噴き出し、該反応ガスが反応して生成したガラス微粒子をターゲットに堆積させ、上方に引き上げて軸方向に多孔質ガラス母材を堆積させる多孔質ガラス母材の製造方法であって、
原料投入量の最も多い前記バーナが設置されている前記反応容器の壁面と同一の壁面にクリーンエア噴出口を設置して、前記クリーンエア噴出口よりクリーンエアを前記反応容器内に供給するとともに、前記原料投入量の最も多いバーナと対向する壁面でかつ該バーナの下端より上方に開口部下端が位置する排気口を設けて前記反応容器内の気体を排気し、
前記原料投入量の最も多いバーナの下端部より下方位置に前記クリーンエア噴出口下端部が位置するように設置して前記排気口に向けて前記クリーンエアを供給することを特徴とする多孔質ガラス母材の製造方法。
【請求項５】
請求項４記載の多孔質ガラス母材の製造方法であって、
前記クリーンエア噴出口下端部の前記反応容器の水平方向に対する角度を、前記原料投入量の最も多い前記バーナの前記反応容器の水平方向に対する角度よりも大きい角度とすることを特徴とする多孔質ガラス母材の製造方法。
【請求項６】
請求項４または請求項５記載の多孔質ガラス母材の製造方法であって、
前記クリーンエア噴出口より供給するエア圧力を、前記反応容器の内部圧力に対して２５Ｐａ以上、３０Ｐａ以下とすることを特徴とする多孔質ガラス母材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−３６０１４（Ｐ２０１２−３６０１４Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７４７５２（Ｐ２０１０−１７４７５２）
【出願日】平成２２年８月３日（２０１０．８．３）
【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２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３日（２０１０．８．３）
【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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