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WO2019107557A1 - ガラス体の製造装置、ガラス体の製造方法、スート搬送機構、及びスート加熱機構 - Google Patents

ガラス体の製造装置、ガラス体の製造方法、スート搬送機構、及びスート加熱機構 Download PDF

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WO2019107557A1
WO2019107557A1 PCT/JP2018/044266 JP2018044266W WO2019107557A1 WO 2019107557 A1 WO2019107557 A1 WO 2019107557A1 JP 2018044266 W JP2018044266 W JP 2018044266W WO 2019107557 A1 WO2019107557 A1 WO 2019107557A1
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WO
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soot
heating furnace
gas
heater
atmosphere
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/044266
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English (en)
French (fr)
Inventor
豊崎　孝一
裕志 三宅
鈴木　恒夫
Original Assignee
古河電気工業株式会社
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/04—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity adapted for treating the charge in vacuum or special atmosphere
    • F27B9/045—Furnaces with controlled atmosphere
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D7/00—Forming, maintaining, or circulating atmospheres in heating chambers
    • F27D7/06—Forming or maintaining special atmospheres or vacuum within heating chambers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00—Type of glass produced
    • C03B2201/06—Doped silica-based glasses

Definitions

  • the present invention relates to a glass body manufacturing apparatus, a glass body manufacturing method, a soot conveying mechanism, and a soot heating mechanism.
  • the silica glass based optical fiber is manufactured by drawing an optical fiber base material which is a glass body usually made of silica based glass.
  • the outside vapor-phase deposition (OVD) method is used.
  • OLED outside vapor-phase deposition
  • fine particles of quartz glass are deposited on the outer periphery of a target rod made of quartz-based glass to form a porous portion in layers, thereby producing a soot.
  • the soot is subjected to a so-called dehydration treatment in which the soot is heated under a dehydrating gas atmosphere to remove hydroxyl groups contained in the porous portion.
  • the dewatering treatment is carried out at a temperature lower than the softening point of the quartz glass constituting the soot. Thereafter, the soot is subjected to a vitrification treatment heated at a temperature above the softening point.
  • the porous part lose
  • the dehydration treatment and the vitrification treatment are carried out in the same or different heating furnaces. Further, the heating furnace is provided with a core tube usually made of quartz glass (for example, Patent Documents 1 and 2).
  • the core tube made of quartz glass may be softened and deformed or devitrified. If the core tube is deformed or devitrified, it is necessary to perform maintenance such as replacing the core tube, so the operation rate of the entire glass body manufacturing apparatus including the heating furnace and the heating furnace decreases, maintenance costs It becomes a factor of increase.
  • a method may be considered in which the vitrification treatment is performed in a heating furnace provided with a core tube having heat resistance at the vitrification treatment temperature.
  • air may flow into the dehydration heating furnace.
  • the moisture in the atmosphere reacts with the dehydration gas to generate a corrosive substance, which may damage the dehydration heating furnace.
  • corrosive substances may adhere to the soot and be transported together with the soot to the vitrification furnace.
  • the corrosive substance generated in the dehydration heating furnace leaks to the outside, or the dehydration gas leaks and reacts with the moisture of the atmosphere to generate a corrosive substance outside the dehydration heating furnace. , Dehydration furnace and other equipment may be damaged.
  • the present invention has been made in view of the above, and provides an apparatus for manufacturing a glass body, a method for manufacturing a glass body, a soot conveying mechanism, and a soot heating mechanism that can suppress a decrease in operation rate and an increase in maintenance cost.
  • the purpose is
  • an apparatus for producing a glass body according to an aspect of the present invention is a glass body that dehydrates soot having a porous portion, and vitrifies it transparently to produce a glass body.
  • a manufacturing apparatus comprising: a core tube for containing the soot; and a first heater, wherein a dehydrating gas is supplied into the core tube, and the soot is set to the softening point of the porous portion by the first heater.
  • a first heating furnace for heating at a low first processing temperature a structure configured to accommodate the soot, and a second heater, and the second heater heats the soot above the softening point
  • a second heating furnace that is heated at a second processing temperature and each of the first heating furnace and the second heating furnace can be connected while maintaining air tightness to the atmosphere, and the soot is accommodated and held, Before the first heating furnace In that it comprises a transport container configured to transport between the second heating furnace, characterized.
  • the apparatus for manufacturing a glass body according to an aspect of the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the structure is disposed in a furnace body and made of a carbon material or a ceramic material.
  • the apparatus for manufacturing a glass body according to one aspect of the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the structure is a core tube.
  • a soot having a porous portion is accommodated in a core tube made of glass, dewatered gas is supplied into the core tube, and the soot is
  • the container is heated at a first treatment temperature lower than the softening point of the porous part, and the carrier and the first heating furnace are connected while maintaining air tightness to the atmosphere, and the soot is accommodated and held in the carrier.
  • transport the second container to the second heating furnace while maintaining the air tightness to the atmosphere, store the soot in the structure, and maintain the soot at the second processing temperature. It is characterized by heating.
  • the soot transfer mechanism is a soot transfer mechanism for transferring a soot between a first heating furnace and a second heating furnace, and a transfer container for storing the soot, and the transfer container
  • the soot transport mechanism is characterized in that, in the above invention, the soot transport mechanism further includes a rotation mechanism that arranges the ends of the glass rod in the soot to be up and down to bring the soot up. I assume.
  • a soot heating mechanism is a soot heating mechanism that uses a soot as a fiber base material, and includes a core tube containing the soot, a first heater, and a dewatering gas supplied into the core tube.
  • 1 gas supply means first gas exhaust means for exhausting the dewatering gas
  • a first heating furnace for heating the soot at a first processing temperature by the first heater in the atmosphere of the dewatering gas
  • the soot A second gas supply means for supplying an inert gas into the structure, and a second gas exhaust means for exhausting the inert gas.
  • a second heating furnace for heating the soot at a second processing temperature by the second heater in the atmosphere of the inert gas.
  • an apparatus for manufacturing a glass body a method for manufacturing a glass body, a soot transport mechanism, and a soot heating mechanism, which can suppress a decrease in operation rate and an increase in maintenance cost.
  • FIG. 1 is a schematic diagram which shows the structure of the manufacturing apparatus of the glass body which concerns on embodiment.
  • FIG. 2A is a schematic view showing a configuration of a dehydration heating furnace.
  • FIG. 2B is a schematic view showing the configuration of the vitrification heating furnace.
  • FIG. 3 is a schematic view illustrating a method of manufacturing a glass body.
  • FIG. 4 is a schematic view illustrating a method of manufacturing a glass body.
  • FIG. 5 is a schematic view illustrating a method of manufacturing a glass body.
  • FIG. 6 is a schematic view illustrating a method of manufacturing a glass body.
  • FIG. 7 is a schematic view illustrating a method of manufacturing a glass body.
  • FIG. 8 is a schematic view illustrating a method of manufacturing a glass body.
  • FIG. 9 is a schematic view illustrating a method of manufacturing a glass body.
  • FIG. 10 is a schematic view illustrating a method of manufacturing a glass body.
  • FIG. 1 is a schematic diagram which shows the structure of the manufacturing apparatus of the glass body which concerns on embodiment.
  • the manufacturing apparatus 100 includes at least a dehydration heating furnace 10 which is a first heating furnace, a vitrification heating furnace 20 which is a second heating furnace, a transfer chamber 30 which is a transfer container, and a storage 40. .
  • the transfer chamber 30 is made of, for example, a metal such as stainless steel, and includes an operation mechanism 31, a connection portion 32, and an exhaust pump 33. Further, the transfer chamber 30 is freely moved to a position P1, a position P2 above the dehydration heating furnace 10, a position P3 above the vitrification heating furnace 20, and a position P4 above the storage 40 by a moving mechanism (not shown) It is configured to be able to.
  • the operating mechanism 31 is configured to be able to move up and down inside the transfer chamber 30.
  • the operating mechanism 31 will be described in detail later.
  • connection portion 32 is provided at one end of the transfer chamber 30, and includes a flange portion 32a. Further, the connection portion 32 is provided with a shutoff mechanism such as a shutoff valve which constitutes an airtight mechanism capable of making the inside of the transfer chamber 30 airtight.
  • a shutoff mechanism such as a shutoff valve which constitutes an airtight mechanism capable of making the inside of the transfer chamber 30 airtight.
  • a gas G1 which is an inert gas (for example, nitrogen gas) is supplied into the transfer chamber 30 by the gas supply means. Further, the gas in the transfer chamber 30 is exhausted as the gas G2 by the exhaust pump 33 to an exhaust gas treatment apparatus such as a scrubber.
  • an inert gas for example, nitrogen gas
  • the dehydration heating furnace 10 shown in FIG. 2A is a heating furnace for subjecting the soot 1 to dehydration processing.
  • the vitrification heating furnace 20 shown to FIG. 2B is a heating furnace for giving a vitrification process to the soot 1 which performed the dehydration process, and setting it as the optical fiber preform which is a glass body.
  • the dehydration heating furnace 10 and the vitrification heating furnace 20 constitute a soot heating mechanism for heating the soot 1.
  • the soot 1 includes a glass rod 1a and a porous portion 1b formed on the outer periphery of the glass rod 1a.
  • the glass rod 1a is obtained by connecting a dummy rod made of quartz glass to both ends of a core material of a silica-based glass provided with a core portion and a clad portion formed on the outer periphery of the core portion.
  • the porous portion 1b is integrated with the clad portion of the core preform after the vitrification process to form a clad portion of the optical fiber preform.
  • a glass rod is connected to a core substrate made vitrified after production by VAD (Vapor-phase Axial Deposition) method to form a glass rod 1a, and this glass rod 1a is used to form a glass rod by OVD method
  • VAD Var-phase Axial Deposition
  • the porous part 1b is provided on the outer periphery of 1a.
  • the dehydration heating furnace 10 at least includes a furnace body 11, a heater 12 as a first heater, a muffle pipe 13, a core pipe 14, and an exhaust pump 15.
  • the dehydration heating furnace 10 dehydrates by heating the soot 1 at a first processing temperature lower than the softening point of the porous portion 1 b.
  • the furnace body 11 accommodates the heater 12, the muffle tube 13, the core tube 14, and a heat insulating member (not shown), and is made of metal such as stainless steel.
  • a plurality of heaters 12 are disposed along the longitudinal direction of the core tube 14 so as to surround the outer periphery of the core tube 14, and made of, for example, a carbon material such as graphite.
  • the muffle tube 13 is disposed between the heater 12 and the furnace tube 14 so as to surround the furnace tube 14.
  • the heat insulating member is appropriately disposed to surround the outer periphery of the heater 12, the muffle tube 13 and the core tube 14, and is made of, for example, a carbon material such as graphite.
  • the core tube 14 is made of quartz glass and is configured to be able to accommodate the soot 1 in the internal space S1.
  • the gas G3 which is an inert gas (for example, nitrogen gas) is supplied to the region outside the core pipe 14 in the furnace body 11 by the gas supply unit 17 as the first gas supply means.
  • a gas G4 which is a mixed gas of an inert gas (for example, nitrogen gas) and a dehydrating gas (for example, chlorine gas or fluorine or thionyl chloride (SOCl 2 )) is supplied into the core tube 14 by the gas supply unit 17.
  • Ru The gas outside the core tube 14 in the furnace body 11 is gas G5, and the gas in the core tube 14 is gas G6 and exhausted to an exhaust gas treatment apparatus such as a scrubber by an exhaust pump 15 as a first gas exhaust means. Ru.
  • connection portion 16 configured to be connectable to the connection portion 32 of the transfer chamber 30 is provided in the upper portion of the dehydration heating furnace 10.
  • the connection portion 16 includes a flange portion 16 a connectable to the flange portion 32 a of the connection portion 32.
  • the connection portion 16 is provided with a shutoff mechanism (not shown) such as a shutoff valve so that the inside of the furnace body 11 and the core tube 14 of the dehydration heating furnace 10 can be made airtight with respect to the atmosphere.
  • the connection portion 16 can be connected to the connection portion 32 of the transfer chamber 30 while maintaining the air tightness.
  • a sealing mechanism may be provided to ensure air tightness to the atmosphere.
  • connection portion 16 is configured to be able to hold the operation mechanism 31 moved from the transfer chamber 30.
  • the operation mechanism 31 holds the one end of the glass rod 1a of the soot 1 in the dehydration heating furnace 10 and operates the soot 1 to rotate around the central axis of the glass rod 1a.
  • a mechanism for rotating the operation mechanism 31 may be provided inside the dehydration heating furnace 10, and if the furnace body 11 and the furnace core tube 14 can be made airtight to the atmosphere, the dehydration heating furnace 10 can be provided. It may be provided outside of
  • the vitrification heating furnace 20 is equipped with the furnace body 21, the heater 22 as a 2nd heater, the muffle pipe
  • the vitrification heating furnace 20 heats the soot 1 at a second processing temperature equal to or higher than the softening point of the porous portion 1 b to vitrify the porous portion 1 b.
  • the furnace body 21 accommodates the heater 22, the muffle pipe 23, the heat insulating member, and the heat insulating member (not shown), and is made of metal such as stainless steel.
  • the heater 22 is made of, for example, a carbon material such as graphite.
  • the muffle tube 23 as a structure is disposed on the inner peripheral side of the heater 22 so that the soot 1 can be accommodated in the internal space S2.
  • the heat insulating member is appropriately disposed so as to surround the outer periphery of the heater 22 and the muffle tube 13.
  • the muffle tube 23 and the heat insulating member are made of a material having heat resistance at the second processing temperature, and are made of, for example, a carbon material such as graphite.
  • having heat resistance at the second processing temperature means that mechanical characteristics that do not deform even at the second processing temperature are maintained.
  • the gas in the furnace body 21 is exhausted as the gas G7 to an exhaust gas treatment apparatus such as a scrubber by the exhaust pump 25 as a second gas exhausting means. Further, a gas G8 for returning the internal pressure to a predetermined pressure or the like is introduced into the furnace body 21 by the gas supply unit 27 as a second gas supply unit.
  • connection portion 26 configured to be connectable to the connection portion 32 of the transfer chamber 30 is provided in the upper portion of the vitrification heating furnace 20.
  • the connection portion 26 includes a flange portion 26 a that can be connected to the flange portion 32 a of the connection portion 32.
  • the connection portion 26 is provided with a shutoff mechanism (not shown) such as a shutoff valve so that the inside of the furnace body 21 of the vitrification heating furnace 20 can be made airtight with respect to the atmosphere.
  • the connection portion 26 can be connected to the connection portion 32 of the transfer chamber 30 while maintaining the air tightness.
  • a sealing mechanism may be provided to ensure air tightness to the atmosphere.
  • soot 1 and operation mechanism 31 pass through transport mechanism 30 through the blocking mechanism. And the vitrification furnace 20 can be moved.
  • the connection portion 26 is configured to be able to hold the operation mechanism 31 moved from the transfer chamber 30.
  • the operation mechanism 31 grips one end of the glass rod 1 a of the soot 1 in the vitrification heating furnace 20 and operates the soot 1 to rotate around the central axis of the glass rod 1 a.
  • the mechanism for rotating the operation mechanism 31 may be provided inside the vitrification heating furnace 20, or if the inside of the furnace body 21 can be made airtight to the atmosphere, the outside of the vitrification heating furnace 20 can be provided. It may be provided in
  • the storage 40 gradually cools and stores the optical fiber preform produced by subjecting the soot 1 to dehydration processing and vitrification processing.
  • the storage 40 may be configured as a second vitrification heating furnace.
  • the prepared suit 1 is placed on a carriage 50 which is a transport device.
  • the dolly 50 travels the floor F and transports the soot 1 to the rotation mechanism 60 disposed in the vicinity of the manufacturing apparatus 100.
  • the suit 1 is transported while being held by the holder 70 in order to prevent breakage and the like.
  • the transfer chamber 30 is located at the position P1.
  • the rotation mechanism 60 rotates the soot 1 held by the holder 70 so that both ends of the glass rod 1 a are arranged vertically, and stands up.
  • the blocking mechanism of the connection portion 32 is opened, and the operation mechanism 31 of the transfer chamber 30 grips and raises one end of the glass rod 1 a of the soot 1.
  • the suit 1 is accommodated and held in the transfer chamber 30.
  • the blocking mechanism of the connection portion 32 is closed to make the inside of the transfer chamber 30 airtight.
  • a gas G1 for example, an inert gas
  • the inside of the core tube 14 of the dehydration heating furnace 10 is also set to an inert gas atmosphere.
  • a dry atmosphere is preferable.
  • the dry atmosphere is an atmosphere containing a sufficiently small amount of water or no water.
  • the inside of the transfer chamber 30 and the core tube 14 may be depressurized.
  • the transfer chamber 30 moves from the position P1 to the position P2.
  • the connection 32 of the transfer chamber 30 and the connection 16 of the dehydration heating furnace 10 are connected by the flanges 16a and 32a and the seal mechanism while maintaining airtightness to the atmosphere.
  • a flange member as a joint may be inserted between the connection portion 32 and the connection portion 16, and the inside of the flange member may be decompressed or replaced with an inert gas by an exhaust pump or a gas introduction mechanism connected to the flange portion.
  • the blocking mechanism of each of the connecting portion 32 and the connecting portion 16 is opened, and the inside of the transfer chamber 30 and the inside of the core pipe 14 of the dehydration heating furnace 10 communicate with each other while maintaining the air tightness to the atmosphere.
  • the operation mechanism 31 lowers the soot 1 and introduces it into the dehydration heating furnace 10.
  • the operation mechanism 31 is also introduced into the dehydration heating furnace 10 and held by the connection portion 16.
  • the soot 1 is introduced and accommodated in the furnace core tube 14 and the operation mechanism 31 is held by the connection portion 16
  • the blocking mechanisms of the connection portion 32 and the connection portion 16 are closed.
  • the connection between the transfer chamber 30 and the dehydration heating furnace 10 is disconnected.
  • the soot 1 is introduced from the transfer chamber 30 into the dehydration heating furnace 10 without being exposed to the atmosphere.
  • the dehydration heating furnace 10 dehydrates the soot 1 rotated by the operation mechanism 31 by the heater 12 at the first processing temperature for a predetermined time for dehydration.
  • the gas G3 and the gas G4 are supplied.
  • the first temperature is, for example, a temperature between 1100 ° C and 1250 ° C.
  • the pressure of the gas G4 in the core tube 14 is, for example, atmospheric pressure, but may be reduced pressure or may be pressurized slightly higher than the atmospheric pressure.
  • the dehydration treatment may be performed in two stages. In that case, for example, heating may be performed first at 1100 ° C.
  • the transfer chamber 30, moves to the position P4 and is in a standby state.
  • the transfer chamber 30 is moved to the position P2, and the connection portion 32 of the transfer chamber 30 and the connection portion 16 of the dehydration heating furnace 10 are connected while maintaining airtightness to the atmosphere. Be done. Thereafter, the blocking mechanism of each of the connecting portion 32 and the connecting portion 16 is opened, and the inside of the transfer chamber 30 and the core pipe 14 of the dehydration heating furnace 10 communicate with each other while maintaining the air tightness to the atmosphere. Subsequently, the operation mechanism 31 holding the dewatered soot 1 moves and ascends into the transfer chamber 30, and introduces the soot 1 into the transfer chamber 30.
  • the blocking mechanism of each of the connection portion 32 and the connection portion 16 is closed. Thereafter, the connection between the transfer chamber 30 and the dehydration heating furnace 10 is disconnected. In addition, before accommodating the soot 1 after the dehydration processing, the inside of the transfer chamber 30 is brought to atmospheric pressure or reduced pressure under a dry atmosphere of the inert gas.
  • the transfer chamber 30 moves to the position P3.
  • the connection portion 32 of the transfer chamber 30 and the connection portion 26 of the vitrification heating furnace 20 are connected by the flange portions 26 a and 32 a and the seal mechanism while maintaining the airtightness to the atmosphere.
  • a flange member as a joint is interposed between the connection portion 32 and the connection portion 26, and the inside of the flange member is decompressed or replaced with an inert gas by an exhaust pump or a gas introduction mechanism connected to the flange portion.
  • the blocking mechanism of each of the connection portion 32 and the connection portion 26 is opened, and the inside of the transfer chamber 30 and the internal space S2 of the vitrification heating furnace 20 communicate with each other while maintaining the air tightness to the atmosphere.
  • the operation mechanism 31 lowers the soot 1 and introduces it into the vitrification furnace 20.
  • the operation mechanism 31 is also introduced into the vitrification heating furnace 20 and held by the connection portion 26. After the soot 1 is introduced and accommodated in the internal space S2 and the operation mechanism 31 is held by the connection portion 26, the blocking mechanisms of the connection portion 32 and the connection portion 26 are closed. Thereafter, the connection between the transfer chamber 30 and the vitrification furnace 20 is disconnected.
  • soot 1 is introduced from the transfer chamber 30 into the vitrification furnace 20 without being exposed to the atmosphere.
  • the transfer chamber 30 and the moving mechanism constitute a soot transfer mechanism for transferring the soot 1 between the dehydration heating furnace 10 and the vitrification heating furnace 20.
  • the vitrification heating furnace 20 heats the soot 1 rotated by the operation mechanism 31 by the heater 22 for a predetermined time at the second processing temperature to vitrify the porous portion 1 b.
  • the second temperature is, for example, 1400 ° C.
  • the inside of the vitrification heating furnace 20 is depressurized to a pressure lower than the atmospheric pressure.
  • an inert gas may be supplied into the vitrification heating furnace 20 at the time of the vitrification treatment, and heating may be performed under atmospheric pressure to perform the transparent vitrification treatment.
  • the transfer chamber 30 moves to, for example, the position P4, and is in a standby state.
  • the transfer chamber 30 is moved to the position P3, and the connection portion 32 of the transfer chamber 30 and the connection portion 26 of the vitrification heating furnace 20 maintain airtightness to the atmosphere.
  • the blocking mechanism of each of the connection portion 32 and the connection portion 26 is opened, and the inside of the transfer chamber 30 and the internal space S2 of the vitrification heating furnace 20 communicate with each other while maintaining the air tightness to the atmosphere.
  • the operation mechanism 31 holding the optical fiber preform 2 after the vitrification process moves into the transfer chamber 30, ascends, and introduces the soot 1 into the transfer chamber 30.
  • the optical fiber preform 2 includes a glass rod 1a and a glass portion 2b formed on the outer periphery of the glass rod 1a.
  • the glass portion 2 b is a porous portion 1 b made transparent and vitrified.
  • soot 1 or the optical fiber preform 2 moves between the transfer chamber 30 and the dehydration heating furnace 10 or the vitrification heating furnace 20, it is always in an inert atmosphere or in a reduced pressure state and exposed to the atmosphere. There is nothing to do.
  • the vitrification heating furnace 20 is not equipped with a core tube made of quartz inside, and the muffle tube 23 has heat resistance at the second processing temperature, as in the case where a core tube made of quartz is provided.
  • the occurrence of problems of deformation and devitrification is prevented. As a result, it is possible to suppress a decrease in the operation rate of the manufacturing apparatus 100 and an increase in the maintenance cost.
  • the core tube made of quartz needs to be enlarged so as to be able to accommodate it as the soot to be treated becomes larger, but the cost increase due to the enlargement is remarkable.
  • the vitrification heating furnace 20 is not equipped with a core tube made of quartz inside, it is possible to suppress the cost incurred when the vitrification heating furnace 20 is enlarged.
  • the interior of the vitrification heating furnace 20 can be kept airtight with respect to the atmosphere even when introducing the soot 1 or when the optical fiber preform 2 is drawn out, so the atmosphere flows in and the heater 22, the muffle tube 23, the heat insulating member Corrosion and deterioration are suppressed. As a result, it is possible to suppress a decrease in the operation rate of the manufacturing apparatus 100 and an increase in the maintenance cost.
  • the transfer chamber 30 is moved to the position P4, and the operation mechanism 31 lowers the optical fiber preform 2 and introduces it into the storage 40.
  • the structure in the vitrification heating furnace is a muffle tube and is made of a carbon material, but may be, for example, a structure made of a ceramic material as long as it is a material having heat resistance at the second processing temperature.
  • the structure may be a core tube.
  • the core tube is disposed in the furnace body in the same manner as the core tube in the dehydration heating furnace, and a separate muffle tube is disposed between the core tube and the heater.
  • the heat insulating member is disposed in the furnace body in the same manner as the heat insulating member in the dehydration heating furnace.
  • optical fiber preform is manufactured as a glass body
  • glass bodies other than an optical fiber preform can also be manufactured.
  • the present invention is not limited by the above embodiment.
  • the present invention also includes those configured by appropriately combining the above-described components. Further, further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Thus, the broader aspects of the present invention are not limited to the above embodiments, but various modifications are possible.
  • the apparatus for producing a glass body As described above, the apparatus for producing a glass body, the method for producing a glass body, the soot conveying mechanism, and the soot heating mechanism according to the present invention are useful for producing an optical fiber base material.

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Abstract

稼働率の低下やメンテナンスコストの増大を抑制できるガラス体の製造装置を提供することを目的として、多孔質部を有するスートを脱水し、透明ガラス化してガラス体を製造するガラス体の製造装置であって、スートを収容する炉心管と、第１ヒータと、を備え、炉心管内に脱水ガスが供給され、かつ第１ヒータによってスートを多孔質部の軟化点よりも低い第１処理温度で加熱する第１加熱炉と、スートを収容するように構成された構造体と、第２ヒータと、を備え、第２ヒータによってスートを軟化点以上の第２処理温度で加熱する第２加熱炉と、第１加熱炉及び第２加熱炉のそれぞれと、大気に対する気密性を維持しながら接続可能であり、スートを収容して保持し、第１加熱炉と第２加熱炉との間を搬送するように構成された搬送容器と、を備える。

Description

ガラス体の製造装置、ガラス体の製造方法、スート搬送機構、及びスート加熱機構
　本発明は、ガラス体の製造装置、ガラス体の製造方法、スート搬送機構、及びスート加熱機構に関するものである。
　石英ガラス系光ファイバは、通常は石英系ガラスからなるガラス体である光ファイバ母材を線引きして製造される。この光ファイバ母材を製造する際には、例えばＯＶＤ（Outside　Vapor-phase　Deposition）法が用いられている。ＯＶＤ法を用いる場合には、石英系ガラスからなるターゲットロッドの外周に石英ガラス微粒子を堆積させて、多孔質部を層状に形成し、スートを作製する。その後、スートは、多孔質部に含まれている水酸基を除去するために、脱水ガス雰囲気下で加熱される、いわゆる脱水処理が施される。脱水処理はスートを構成する石英ガラスの軟化点よりも低い温度で実施される。その後、スートは、軟化点以上の温度で加熱されるガラス化処理が施される。これによって、多孔質部は、内部に存在する空孔が消失し、透明なガラスにされる（以下、適宜透明ガラス化と記載する）。
　脱水処理とガラス化処理とは、同一又は異なる加熱炉内にて行われる。また、加熱炉は、通常石英ガラスからなる炉心管を備えている（例えば、特許文献１、２）。
特開２００４－３４５８６９号公報 特開２００７－１５３７０８号公報
　しかしながら、ガラス化処理は軟化点以上の温度で行われるため、石英ガラスからなる炉心管が軟化して変形したり、失透したりするおそれがある。炉心管が変形したり失透したりした場合、炉心管を交換する等のメンテナンスを行う必要があるため、加熱炉及び加熱炉を含むガラス体の製造装置全体の稼働率低下や、メンテナンスコストの増大の要因となる。
　一方、脱水処理とガラス化処理とを、異なる加熱炉内にて行うことが考えられる。この場合、例えば、ガラス化処理を、ガラス化処理温度において耐熱性を有する炉心管を備える加熱炉にて行うという方法が考えられる。しかしながら、この方法では、脱水処理を行う脱水加熱炉からガラス化処理を行うガラス化加熱炉にスートを移し替えるときに、脱水加熱炉に大気が流入してしまうおそれがある。脱水加熱炉に大気が流入すると、大気の水分と脱水ガスとが反応して腐食性物質が生成され、この腐食性物質が脱水加熱炉を損傷するおそれがある。また、腐食性物質がスートに付着し、スートとともにガラス化加熱炉に運ばれてしまうおそれがある。さらには、脱水加熱炉中で生成した腐食性物質が外部に漏れ出したり、脱水ガスが漏れ出して大気の水分と反応して、脱水加熱炉中の外部で腐食性物質が生成されたりして、脱水加熱炉や他の設備を損傷するおそれがある。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、稼働率の低下やメンテナンスコストの増大を抑制できるガラス体の製造装置、ガラス体の製造方法、スート搬送機構、及びスート加熱機構を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係るガラス体の製造装置は、多孔質部を有するスートを脱水し、透明ガラス化してガラス体を製造するガラス体の製造装置であって、前記スートを収容する炉心管と、第１ヒータと、を備え、前記炉心管内に脱水ガスが供給され、かつ前記第１ヒータによって前記スートを前記多孔質部の軟化点よりも低い第１処理温度で加熱する第１加熱炉と、前記スートを収容するように構成された構造体と、第２ヒータと、を備え、前記第２ヒータによって前記スートを前記軟化点以上の第２処理温度で加熱する第２加熱炉と、前記第１加熱炉及び前記第２加熱炉のそれぞれと、大気に対する気密性を維持しながら接続可能であり、前記スートを収容して保持し、前記第１加熱炉と前記第２加熱炉との間を搬送するように構成された搬送容器と、を備えることを特徴とする。
　本発明の一態様に係るガラス体の製造装置は、上記の発明において、前記構造体は炉体内に配置されており、カーボン材料又はセラミック材料からなることを特徴とする。
　本発明の一態様に係るガラス体の製造装置は、上記の発明において、前記構造体は炉心管であることを特徴とする。
　本発明の一態様に係るガラス体の製造方法は、第１加熱炉において、多孔質部を有するスートをガラスからなる炉心管内に収容し、前記炉心管内に脱水ガスを供給し、前記スートを前記多孔質部の軟化点よりも低い第１処理温度で加熱し、搬送容器と前記第１加熱炉とを、大気に対する気密性を維持しながら接続し、前記スートを前記搬送容器に収容して保持し、第２加熱炉に搬送し、前記搬送容器と前記第２加熱炉とを、大気に対する気密性を維持しながら接続し、前記スートを構造体内に収容し、前記スートを第２処理温度で加熱することを特徴とする。
　本発明の一態様に係るスート搬送機構は、第１加熱炉と第２加熱炉との間でスートを搬送するスート搬送機構であって、前記スートを収納する搬送容器と、前記搬送容器を前記第１加熱炉の上方の位置及び前記第２加熱炉の上方の位置に移動する移動機構と、を備え、前記搬送容器は、前記搬送容器内において前記スートを昇降可能な操作機構と、前記搬送容器内を気密状態にできる気密機構と、前記第１加熱炉又は前記第２加熱炉と接続可能に構成された接続部と、を備えることを特徴とする。
　本発明の一態様に係るスート搬送機構は、上記の発明において、前記スートにおけるガラスロッドの両端が上下になるように配置して、前記スートを立てた状態にする回転機構をさらに備えることを特徴とする。
　本発明の一態様に係るスート加熱機構は、スートをファイバ母材にするスート加熱機構であって、前記スートを収容する炉心管と、第１ヒータと、前記炉心管内に脱水ガスを供給する第１ガス供給手段と、前記脱水ガスを排気する第１ガス排気手段と、前記脱水ガスの雰囲気において前記第１ヒータによって前記スートを第１処理温度で加熱する第１加熱炉と、前記スートを収容するように構成された構造体と、第２ヒータと、前記構造体内に不活性ガスを供給する第２ガス供給手段と、前記不活性ガスを排気する第２ガス排気手段と、を有し、前記不活性ガスの雰囲気において前記第２ヒータによって前記スートを第２処理温度で加熱する第２加熱炉と、を備えることを特徴とする。
　本発明によれば、稼働率の低下やメンテナンスコストの増大を抑制できる、ガラス体の製造装置、ガラス体の製造方法、スート搬送機構、及びスート加熱機構を実現できるという効果を奏する。
図１は、実施形態に係るガラス体の製造装置の構成を示す模式図である。 図２Ａは、脱水加熱炉の構成を示す模式図である。 図２Ｂは、ガラス化加熱炉の構成を示す模式図である。 図３は、ガラス体の製造方法を説明する模式図である。 図４は、ガラス体の製造方法を説明する模式図である。 図５は、ガラス体の製造方法を説明する模式図である。 図６は、ガラス体の製造方法を説明する模式図である。 図７は、ガラス体の製造方法を説明する模式図である。 図８は、ガラス体の製造方法を説明する模式図である。 図９は、ガラス体の製造方法を説明する模式図である。 図１０は、ガラス体の製造方法を説明する模式図である。
　以下に、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一又は対応する要素には適宜同一の符号を付している。
　図１は、実施形態に係るガラス体の製造装置の構成を示す模式図である。この製造装置１００は、第１加熱炉である脱水加熱炉１０と、第２加熱炉であるガラス化加熱炉２０と、搬送容器である搬送チャンバ３０と、保管庫４０と、を少なくとも備えている。
　はじめに、搬送チャンバ３０について説明する。搬送チャンバ３０は、例えばステンレス鋼等の金属からなり、操作機構３１と、接続部３２と、排気ポンプ３３とを備えている。また、搬送チャンバ３０は、不図示の移動機構によって、位置Ｐ１、脱水加熱炉１０の上方の位置Ｐ２、ガラス化加熱炉２０の上方の位置Ｐ３、保管庫４０の上方の位置Ｐ４に自在に移動できるように構成されている。
　操作機構３１は、搬送チャンバ３０の内部を昇降可能に構成されている。操作機構３１については後に詳述する。
　接続部３２は、搬送チャンバ３０の一端に設けられており、フランジ部３２ａを備えている。また、接続部３２は、搬送チャンバ３０の内部を気密状態にできる気密機構を構成する、遮断弁等の遮断機構を備えている。
　また、搬送チャンバ３０内には、ガス供給手段により不活性ガス（例えば窒素ガス）であるガスＧ１が供給される。また、搬送チャンバ３０内のガスはガスＧ２として、排気ポンプ３３によってスクラバ等の排気ガス処理装置に排気される。
　次に、図２Ａを参照して脱水加熱炉１０の構成、及び図２Ｂを参照してガラス化加熱炉２０の構成をそれぞれ説明する。図２Ａに示す脱水加熱炉１０は、スート１に脱水処理を施すための加熱炉である。図２Ｂに示すガラス化加熱炉２０は、脱水処理を施したスート１にガラス化処理を施し、ガラス体である光ファイバ母材とするための加熱炉である。脱水加熱炉１０及びガラス化加熱炉２０によって、スート１を加熱するスート加熱機構が構成される。スート１は、ガラスロッド１ａと、ガラスロッド１ａの外周に形成された多孔質部１ｂとを含んでいる。ガラスロッド１ａは、コア部及び該コア部の外周に形成されたクラッド部を備える石英系ガラスのコア母材の両端に、石英ガラスからなるダミーロッドを接続したものである。多孔質部１ｂはガラス化処理後にはコア母材のクラッド部と一体になって光ファイバ母材のクラッド部を形成する。スート１は、例えば、ＶＡＤ（Vapor-phase　Axial　Deposition）法によって作製後ガラス化されたコア母材に、ガラスロッドを接続してガラスロッド１ａとし、このガラスロッド１ａを用い、ＯＶＤ法によってガラスロッド１ａの外周に多孔質部１ｂが設けられたものである。
　図２Ａに示すように、脱水加熱炉１０は、炉体１１と、第１ヒータとしてのヒータ１２と、マッフル管１３と、炉心管１４と、排気ポンプ１５と、を少なくとも備えている。脱水加熱炉１０は、スート１を、多孔質部１ｂの軟化点よりも低い第１処理温度で加熱して脱水する。
　炉体１１は、ヒータ１２と、マッフル管１３と、炉心管１４と、不図示の断熱部材とを収容しており、例えばステンレス鋼等の金属からなる。ヒータ１２は、炉心管１４の外周を取り囲むように、かつ炉心管１４の長手方向に沿って複数配置されており、例えば、グラファイト等のカーボン材料からなる。マッフル管１３は、ヒータ１２と炉心管１４との間に炉心管１４を取り囲むように配置されている。断熱部材は、ヒータ１２、マッフル管１３及び炉心管１４の外周を取り囲むように、適宜配置されており、例えば、グラファイト等のカーボン材料からなる。炉心管１４は、石英ガラスからなり、内部空間Ｓ１にスート１を収容できるように構成されている。
　脱水処理時には、第１ガス供給手段としてのガス供給部１７によって、炉体１１内における炉心管１４の外側の領域には不活性ガス（例えば窒素ガス）であるガスＧ３が供給される。また、炉心管１４内にはガス供給部１７によって、不活性ガス（例えば窒素ガス）と脱水ガス（例えば塩素ガスやフッ素や塩化チオニル（ＳＯＣｌ２））との混合ガスであるガスＧ４が供給される。炉体１１内における炉心管１４の外側のガスはガスＧ５として、炉心管１４内のガスはガスＧ６として、それぞれ第１ガス排気手段としての排気ポンプ１５によってスクラバ等の排気ガス処理装置に排気される。
　また、脱水加熱炉１０の上部には、搬送チャンバ３０の接続部３２と接続可能に構成された接続部１６が設けられている。接続部１６は、接続部３２のフランジ部３２ａと接続可能なフランジ部１６ａを備えている。さらに、接続部１６は、脱水加熱炉１０の炉体１１及び炉心管１４の内部を大気に対して気密状態にできるように、遮断弁等の遮断機構（不図示）を備えている。接続部１６は、搬送チャンバ３０の接続部３２と、大気に対する気密性を維持しながら接続可能である。なお、大気に対する気密性を確実にするために、シール機構が設けられていてもよい。接続部１６と接続部３２とをフランジ部１６ａ、３２ａを用いて接続して締結し、それぞれが備える遮断機構を開状態とすると、遮断機構を通ってスート１と操作機構３１とが搬送チャンバ３０と脱水加熱炉１０との間を移動できる。接続部１６は、搬送チャンバ３０から移動してきた操作機構３１を保持可能に構成されている。操作機構３１は、脱水加熱炉１０において、スート１のガラスロッド１ａの一端を把持して、スート１をガラスロッド１ａの中心軸回りに回転させるように操作する。なお、操作機構３１を回転させる機構は、脱水加熱炉１０の内部に設けてもよいし、炉体１１及び炉心管１４内を大気に対して気密とすることが可能であれば脱水加熱炉１０の外部に設けてもよい。
　図２Ｂに示すように、ガラス化加熱炉２０は、炉体２１と、第２ヒータとしてのヒータ２２と、マッフル管２３と、真空排気ポンプなどの排気ポンプ２５と、を少なくとも備えている。ガラス化加熱炉２０は、スート１を、多孔質部１ｂの軟化点以上の第２処理温度で加熱して、多孔質部１ｂを透明ガラス化する。
　炉体２１は、ヒータ２２と、マッフル管２３と、断熱部材と、不図示の断熱部材とを収容しており、例えばステンレス鋼等の金属からなる。ヒータ２２は、例えば、グラファイト等のカーボン材料からなる。構造体としてのマッフル管２３は、内部空間Ｓ２にスート１を収容できるように、ヒータ２２の内周側に配置されている。断熱部材は、ヒータ２２及びマッフル管１３の外周を取り囲むように、適宜配置されている。マッフル管２３及び断熱部材は、第２処理温度において耐熱性を有する材質からなり、例えば、グラファイト等のカーボン材料からなる。ここで、第２処理温度において耐熱性を有するとは、第２処理温度においても変形しない程度の機械的特性が維持されることを意味する。
　ガラス化処理時には、炉体２１内のガスはガスＧ７として、第２ガス排気手段としての排気ポンプ２５によってスクラバ等の排気ガス処理装置に排気される。また、炉体２１には、内部の圧力を所定の圧力に戻す等のためのガスＧ８が、第２ガス供給手段としてのガス供給部２７によって導入される。
　また、ガラス化加熱炉２０の上部には、搬送チャンバ３０の接続部３２を接続可能に構成された接続部２６が設けられている。接続部２６は、接続部３２のフランジ部３２ａと接続可能なフランジ部２６ａを備えている。さらに、接続部２６は、ガラス化加熱炉２０の炉体２１の内部を大気に対して気密状態にできるように、遮断弁等の遮断機構（不図示）を備えている。接続部２６は、搬送チャンバ３０の接続部３２と、大気に対する気密性を維持しながら接続可能である。なお、大気に対する気密性を確実にするために、シール機構が設けられていてもよい。接続部２６と接続部３２とをフランジ部２６ａ、３２ａを用いて接続して締結し、それぞれが備える遮断機構を開状態とすると、遮断機構を通ってスート１と操作機構３１とが搬送チャンバ３０とガラス化加熱炉２０との間を移動できる。接続部２６は、搬送チャンバ３０から移動してきた操作機構３１を保持可能に構成されている。操作機構３１は、ガラス化加熱炉２０において、スート１のガラスロッド１ａの一端を把持して、スート１をガラスロッド１ａの中心軸回りに回転させるように操作する。なお、操作機構３１を回転させる機構は、ガラス化加熱炉２０の内部に設けてもよいし、炉体２１内を大気に対して気密とすることが可能であればガラス化加熱炉２０の外部に設けてもよい。
　保管庫４０は、スート１を脱水処理及びガラス化処理して生成された光ファイバ母材を徐冷し、保管する。なお、保管庫４０を２つ目のガラス化加熱炉として構成してもよい。
（製造方法）
　つぎに、製造装置１００を用いた光ファイバ母材の製造方法について、図３～図１０を用いて説明する。まず、図３に示すように、作製したスート１を輸送装置である台車５０に載置する。台車５０は床Ｆを走行して製造装置１００の近傍に配置された回転機構６０にスート１を輸送する。ここで、スート１は、破損等を防止するために、保持具７０に保持された状態で輸送される。また、搬送チャンバ３０は位置Ｐ１に位置する。
　つづいて、図４に示すように、回転機構６０が保持具７０に保持されたスート１をガラスロッド１ａの両端が上下の配置になるように回転させ、立てた状態とする。つづいて、接続部３２の遮断機構が開状態とされ、搬送チャンバ３０の操作機構３１がスート１のガラスロッド１ａの一端を把持して上昇させる。これによりスート１は搬送チャンバ３０内に収容され、保持される。収容後は接続部３２の遮断機構を閉状態とし、搬送チャンバ３０の内部を気密状態にする。その後、搬送チャンバ３０の内部の大気を排気ポンプ３３によって排気しながら、搬送チャンバ３０の内部にガスＧ１（例えば、不活性ガス）を供給し、所定の雰囲気とする。一方、脱水加熱炉１０の炉心管１４の内部も不活性ガス雰囲気としておく。このとき、乾燥雰囲気とすることが好ましい。乾燥雰囲気とは、含まれる水分量が十分に少ない又は水分が含まれない雰囲気である。また、搬送チャンバ３０及び炉心管１４の内部を減圧状態としておいてもよい。
　つづいて、図５に示すように、搬送チャンバ３０は位置Ｐ１から位置Ｐ２に移動する。そして、搬送チャンバ３０の接続部３２と脱水加熱炉１０の接続部１６とが、フランジ部１６ａ、３２ａとシール機構とによって、大気に対する気密性を維持しながら接続されるなお、このとき、接続部３２と接続部１６との間に継ぎ手としてのフランジ部材を介挿し、フランジ部に接続された排気ポンプやガス導入機構によって、フランジ部材内を減圧又は不活性ガスで置換してもよい。その後、接続部３２及び接続部１６のそれぞれの遮断機構が開状態とされ、搬送チャンバ３０の内部と脱水加熱炉１０の炉心管１４の内部とが、大気に対する気密性が維持されたまま連通する。つづいて、操作機構３１がスート１を降下させて脱水加熱炉１０内に導入する。操作機構３１も脱水加熱炉１０内に導入され、接続部１６に保持される。スート１が導入されて炉心管１４内に収容され、操作機構３１が接続部１６に保持された後、接続部３２及び接続部１６のそれぞれ遮断機構が閉状態とされる。その後、搬送チャンバ３０と脱水加熱炉１０との接続が切り離される。このようにして、スート１は大気に暴露することなく搬送チャンバ３０から脱水加熱炉１０に導入される。
　つづいて、図６に示すように、脱水加熱炉１０は、操作機構３１によって回転するスート１を、ヒータ１２によって第１処理温度で所定時間だけ加熱して脱水する。脱水処理時にはガスＧ３とガスＧ４とが供給される。第１温度は例えば１１００℃～１２５０℃の間の温度である。また、炉心管１４内のガスＧ４の圧力は例えば大気圧とされるが、減圧状態とされてもよいし、大気圧より若干高い加圧状態とされてもよい。なお、脱水処理は２段階で行ってもよい。その場合、例えばはじめに第１脱水処理として１１００℃で所定時間だけ加熱を行い、つづいて第２脱水処理として１２５０℃で所定時間だけ加熱を行うようにしてもよい。脱水処理中、搬送チャンバ３０は例えば位置Ｐ４に移動し、待機状態となる。
　脱水処理が終了すると、図７に示すように、搬送チャンバ３０は位置Ｐ２に移動し、搬送チャンバ３０の接続部３２と脱水加熱炉１０の接続部１６とが大気に対する気密性を維持しながら接続される。その後、接続部３２及び接続部１６のそれぞれの遮断機構が開状態とされ、搬送チャンバ３０の内部と脱水加熱炉１０の炉心管１４とが、大気に対する気密性が維持されたまま連通する。つづいて、脱水処理後のスート１を把持した操作機構３１が、搬送チャンバ３０内に移動、上昇し、スート１を搬送チャンバ３０内に導入する。スート１が導入されて搬送チャンバ３０内に収容された後、接続部３２及び接続部１６のそれぞれの遮断機構が閉状態とされる。その後、搬送チャンバ３０と脱水加熱炉１０との接続が切り離される。なお、脱水処理後のスート１を収容する前に、搬送チャンバ３０内は不活性ガスの乾燥雰囲気下で大気圧又は減圧状態とされる。
　これによって、脱水加熱炉１０の炉心管１４内のガスＧ２に含まれる脱水ガスが大気に暴露されることが防止される。その結果、脱水ガスと大気中の水分とが反応して腐食性物質発生が発生することが抑制される。例えば、脱水ガスが塩素ガスの場合は発生する腐食性物質は塩酸である。従って、腐食性物質による製造装置１００の脱水加熱炉１０やガラス化加熱炉２０や他の設備の損傷が抑制されるので、製造装置１００の稼働率の低下やメンテナンスコストの増大を抑制できる。
　つづいて、図８に示すように、搬送チャンバ３０は位置Ｐ３に移動する。そして、搬送チャンバ３０の接続部３２とガラス化加熱炉２０の接続部２６とが、フランジ部２６ａ、３２ａとシール機構とによって、大気に対する気密性を維持しながら接続される。なお、このとき、接続部３２と接続部２６との間に継ぎ手としてのフランジ部材を介挿し、フランジ部に接続された排気ポンプやガス導入機構によって、フランジ部材内を減圧又は不活性ガスで置換してもよい。その後、接続部３２及び接続部２６のそれぞれの遮断機構が開状態とされ、搬送チャンバ３０の内部とガラス化加熱炉２０の内部空間Ｓ２とが、大気に対する気密性が維持されたまま連通する。つづいて、操作機構３１がスート１を降下させてガラス化加熱炉２０内に導入する。操作機構３１もガラス化加熱炉２０内に導入され、接続部２６に保持される。スート１が導入されて内部空間Ｓ２に収容され、操作機構３１が接続部２６に保持された後、接続部３２及び接続部２６のそれぞれの遮断機構が閉状態とされる。その後、搬送チャンバ３０とガラス化加熱炉２０との接続が切り離される。このようにして、スート１は大気に暴露することなく搬送チャンバ３０からガラス化加熱炉２０に導入される。このように、搬送チャンバ３０及び移動機構によって、スート１を脱水加熱炉１０とガラス化加熱炉２０との間で搬送するスート搬送機構が構成される。
　つづいて、ガラス化加熱炉２０は、操作機構３１によって回転するスート１を、ヒータ２２によって第２処理温度で所定時間だけ加熱して多孔質部１ｂを透明ガラス化する。第２温度は例えば１４００℃である。ガラス化加熱炉２０内は例えば大気圧より低い気圧に減圧される。但し、ガラス化処理時にガラス化加熱炉２０内に不活性ガスを供給し、大気圧下で加熱し、透明ガラス化処理を行ってもよい。ガラス化処理中、搬送チャンバ３０は例えば位置Ｐ４に移動し、待機状態となる。
　脱水処理が終了すると、図９に示すように、搬送チャンバ３０は位置Ｐ３に移動し、搬送チャンバ３０の接続部３２とガラス化加熱炉２０の接続部２６とが大気に対する気密性を維持しながら接続される。その後、接続部３２及び接続部２６のそれぞれの遮断機構が開状態とされ、搬送チャンバ３０の内部とガラス化加熱炉２０の内部空間Ｓ２とが、大気に対する気密性が維持されたまま連通する。つづいて、ガラス化処理後の光ファイバ母材２を把持した操作機構３１が、搬送チャンバ３０内に移動、上昇し、スート１を搬送チャンバ３０内に導入する。なお、光ファイバ母材２は、ガラスロッド１ａと、ガラスロッド１ａの外周に形成されたガラス部２ｂとを含んでいる。ガラス部２ｂは多孔質部１ｂが透明ガラス化されたものである。光ファイバ母材２が導入されて搬送チャンバ３０内に収容された後、接続部３２及び接続部２６のそれぞれの遮断機構が閉状態とされる。その後、搬送チャンバ３０とガラス化加熱炉２０との接続が切り離される。
　すなわち、スート１や光ファイバ母材２が搬送チャンバ３０と脱水加熱炉１０又はガラス化加熱炉２０との間を移動する際には、必ず不活性雰囲気下又は減圧状態とされ、大気に暴露されることはない。
　ここで、ガラス化加熱炉２０は、内部に石英からなる炉心管を備えておらず、マッフル管２３は第２処理温度において耐熱性を有するので、石英からなる炉心管を備えた場合のように変形や失透の問題の発生は防止される。その結果、製造装置１００の稼働率の低下やメンテナンスコストの増大を抑制できる。
　また、石英からなる炉心管は、処理すべきスートが大型化する程、それを収容できるように大型化する必要があるが、大型化による高価格化が顕著である。しかしながら、ガラス化加熱炉２０は内部に石英からなる炉心管を備えていないので、ガラス化加熱炉２０を大型化した場合に掛かるコストを抑制することができる。
　また、スート１の導入時や光ファイバ母材２の導出時にもガラス化加熱炉２０の内部を大気に対して気密状態に維持できるので、大気が流入してヒータ２２やマッフル管２３や断熱部材が腐食して劣化することが抑制される。その結果、製造装置１００の稼働率の低下やメンテナンスコストの増大を抑制できる。
　その後、図１０に示すように、搬送チャンバ３０は位置Ｐ４に移動し、操作機構３１が光ファイバ母材２を下降させて保管庫４０内に導入する。
　なお、上記実施形態では、ガラス化加熱炉における構造体はマッフル管であって、カーボン材料からなるが、第２処理温度において耐熱性を有する材質であれば、例えばセラミック材料からなる構造体でもよい。また、構造体は炉心管であってもよい。構造体が炉心管の場合は、炉心管は脱水加熱炉における炉心管と同様に炉体内に配置され、炉心管とヒータとの間に別途マッフル管が配置される。また、断熱部材が脱水加熱炉における断熱部材と同様に炉体内に配置される。
　また、上記実施形態では、ガラス体として光ファイバ母材を製造しているが、光ファイバ母材以外のガラス体を製造することもできる。
　また、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
　以上のように、本発明に係るガラス体の製造装置、ガラス体の製造方法、スート搬送機構、及びスート加熱機構は、光ファイバ母材の製造に有用である。
１　　スート
１ａ　ガラスロッド
１ｂ　多孔質部
２　　光ファイバ母材
２ｂ　ガラス部
１０　脱水加熱炉
１１、２１　炉体
１２、２２　ヒータ
１３、２３　マッフル管
１４　炉心管
１５、２５、３３　排気ポンプ
１６、２６、３２　接続部
１７、２７　ガス供給部
２０　ガラス化加熱炉３０　搬送チャンバ
３１　操作機構
１６ａ、２６ａ、３２ａ、フランジ部
４０　保管庫
５０　台車
６０　回転機構
７０　保持具
１００　製造装置
Ｆ　　床
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８　ガス
Ｓ１、Ｓ２　内部空間

Claims (7)

  1. 　多孔質部を有するスートを脱水し、透明ガラス化してガラス体を製造するガラス体の製造装置であって、
    　前記スートを収容する炉心管と、第１ヒータと、を備え、前記炉心管内に脱水ガスが供給され、かつ前記第１ヒータによって前記スートを前記多孔質部の軟化点よりも低い第１処理温度で加熱する第１加熱炉と、
    　前記スートを収容するように構成された構造体と、第２ヒータと、を備え、前記第２ヒータによって前記スートを前記軟化点以上の第２処理温度で加熱する第２加熱炉と、
    　前記第１加熱炉及び前記第２加熱炉のそれぞれと、大気に対する気密性を維持しながら接続可能であり、前記スートを収容して保持し、前記第１加熱炉と前記第２加熱炉との間を搬送するように構成された搬送容器と、を備える
    　ことを特徴とするガラス体の製造装置。
  2. 　前記構造体は炉体内に配置されており、カーボン材料又はセラミック材料からなる
    　ことを特徴とする請求項１に記載のガラス体の製造装置。
  3. 　前記構造体は炉心管である
    　ことを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス体の製造装置。
  4. 　第１加熱炉において、多孔質部を有するスートをガラスからなる炉心管内に収容し、前記炉心管内に脱水ガスを供給し、前記スートを前記多孔質部の軟化点よりも低い第１処理温度で加熱し、
    　搬送容器と前記第１加熱炉とを、大気に対する気密性を維持しながら接続し、前記スートを前記搬送容器に収容して保持し、第２加熱炉に搬送し、
    　前記搬送容器と前記第２加熱炉とを、大気に対する気密性を維持しながら接続し、前記スートを構造体内に収容し、前記スートを第２処理温度で加熱する
    　ことを特徴とするガラス体の製造方法。
  5. 　第１加熱炉と第２加熱炉との間でスートを搬送するスート搬送機構であって、
    　前記スートを収納する搬送容器と、前記搬送容器を前記第１加熱炉の上方の位置及び前記第２加熱炉の上方の位置に移動する移動機構と、を備え、
    　前記搬送容器は、
    　前記搬送容器内において前記スートを昇降可能な操作機構と、
    　前記搬送容器内を気密状態にできる気密機構と、
    　前記第１加熱炉又は前記第２加熱炉と接続可能に構成された接続部と、を備える
    　ことを特徴とするスート搬送機構。
  6. 　前記スートにおけるガラスロッドの両端が上下になるように配置して、前記スートを立てた状態にする回転機構をさらに備える
    　ことを特徴とする請求項５に記載のスート搬送機構。
  7. 　スートをファイバ母材にするスート加熱機構であって、
    　前記スートを収容する炉心管と、第１ヒータと、前記炉心管内に脱水ガスを供給する第１ガス供給手段と、前記脱水ガスを排気する第１ガス排気手段と、前記脱水ガスの雰囲気において前記第１ヒータによって前記スートを第１処理温度で加熱する第１加熱炉と、
    　前記スートを収容するように構成された構造体と、第２ヒータと、前記構造体内に不活性ガスを供給する第２ガス供給手段と、前記不活性ガスを排気する第２ガス排気手段と、を有し、前記不活性ガスの雰囲気において前記第２ヒータによって前記スートを第２処理温度で加熱する第２加熱炉と、を備える
    　ことを特徴とするスート加熱機構。
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