光纖拉絲方法及光纖拉絲裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種將光纖用玻璃母材加熱熔融而拉絲出光纖的光纖拉絲方法和拉 絲裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 利用拉絲爐進(jìn)行的光纖的拉絲通過利用加熱器等將光纖用玻璃母材（以下，稱為 玻璃母材）加熱熔融而進(jìn)行。由于拉絲爐的爐內(nèi)溫度為大于或等于2000°c，溫度非常高，因 此，包圍玻璃母材爐心管等通常使用石墨。該石墨在高溫的含氧氣氛中氧化而消耗。為了 防止這種情況，向拉絲爐內(nèi)送入氬氣、氦氣等稀有氣體或氮?dú)猓ㄒ韵?，稱為惰性氣體等）。
[0003]另外，玻璃母材通常上端以錐狀縮徑，連接直徑較小的裝配棒（也稱為支撐棒）， 在拉絲爐的爐心管內(nèi)被懸掛支撐，但直徑變大的錐狀的部分以及與裝配棒的連結(jié)部分的密 封比較困難，利用惰性氣體等將拉絲爐內(nèi)填滿比較困難。因此，存在如下方法，即，以將爐心 管向上方延長的方式在拉絲爐的上方配置上部腔室，包含錐狀的部分及與裝配棒的連結(jié)部 分在內(nèi)將玻璃母材收容在上部腔室內(nèi)，在上部腔室的上端對裝配棒的外周面進(jìn)行密封。
[0004] 但是，在該方法中，玻璃母材隨著拉絲的進(jìn)行而下降，與之相伴上部腔室內(nèi)的空間 容積增大，因此，爐內(nèi)壓力變動，向上述爐心管內(nèi)送入的惰性氣體等的氣流隨時間而變化， 由此，玻璃母材的熔融部的熱傳遞量變化，拉絲中的玻璃光纖直徑發(fā)生變動。
[0005] 對此，例如在專利文獻(xiàn)1中公開了如下方法，S卩，在玻璃母材的上方配置與玻璃母 材同徑的管，即使玻璃母材的拉絲進(jìn)行，也使得上部腔室內(nèi)的空間容積大致保持恒定。
[0006] 圖5的（A)是表示上述專利文獻(xiàn)1所公開的拉絲爐的例子的圖。玻璃母材1具 有直體部la(主體部）的上端經(jīng)由錐形部lb而縮徑得到的縮徑部lc(也稱為種棒（seed rod))，裝配棒2 (軸或者支撐棒）使用連結(jié)部件3等與該縮徑部lc連結(jié)，進(jìn)行懸掛支撐。在 裝配棒2的外側(cè)配置具有與玻璃母材1的直體部la的外徑大致相等的外徑的石英管10,管 下端l〇a與玻璃母材1的錐形部lb的周緣抵接。
[0007] 加熱爐在爐心管4的外側(cè)配置加熱器5,利用隔熱材料將其外側(cè)覆蓋，利用爐框體 6將整體包圍而構(gòu)成，在爐框體6的上表面設(shè)置有具備密封單元7的上部腔室9。此外，向 爐心管4內(nèi)的惰性氣體等的供給從設(shè)置于上部腔室9的氣體供給口 9a進(jìn)行。根據(jù)該圖5 的（A)的結(jié)構(gòu)，與玻璃母材1的下降一起，同徑的石英管10也一體地下降，因此，能夠?qū)⒗?絲爐內(nèi)的空間（容積）保持為恒定。
[0008] 另一方面，例如如專利文獻(xiàn)2所公開的那樣，還已知如下方法，S卩，不利用上部腔 室而對直徑變化較大的玻璃母材的錐狀部分及其與裝配棒的連結(jié)部分連續(xù)地進(jìn)行密封。
[0009] 圖5的（B)是示意地表示在上述專利文獻(xiàn)2中公開的拉絲爐的圖。該拉絲爐具備： 第1密封單元7,其對向加熱爐內(nèi)的插入口和玻璃母材1之間的間隙進(jìn)行密封；第2密封單 元8,其以在玻璃母材1的縮徑的錐形部lb通過所述插入口時將錐形部lb覆蓋的方式進(jìn)行 密封。
[0010] 與圖5的（A)的例子同樣地，玻璃母材1在直體部la的上方具有經(jīng)由錐形部lb 而縮徑的縮徑部lc，裝配棒2利用連結(jié)部件3等與該縮徑部lc連結(jié)，進(jìn)行懸掛支撐。加熱 爐構(gòu)成為，在爐心管4的外側(cè)配置加熱器5,利用隔熱材料將其外側(cè)覆蓋，利用爐框體6將整 體包圍。
[0011] 在爐框體6的上表面配置第1密封單元7,該第1密封單元7對玻璃母材1的直體 部la進(jìn)行密封。并且，在玻璃母材1的上端側(cè)以將錐形部lb和縮徑部lc及連結(jié)部件3包 圍的方式配置由罩部件8 (圓筒部件）構(gòu)成的第2密封單元，該罩部件8 (圓筒部件）具有 將裝配棒2以可穿插的方式密封的密封部8a。此外，向爐心管4內(nèi)的惰性氣體等的供給從 設(shè)置于第1密封單元7的氣體供給口 7a進(jìn)行。
[0012] 如果玻璃母材1的拉絲進(jìn)行，玻璃母材1的錐形部lb到達(dá)第1密封單元7,則第2 密封單元即罩部件8如虛線所示地抵接于第1密封單元7上，對錐形部lb的上方的縮徑部 lc及連結(jié)部件3的部分進(jìn)行密封。其結(jié)果，即使玻璃母材1的錐形部lb通過第1密封單元 7之后，也能夠在維持密封狀態(tài)的狀態(tài)下繼續(xù)進(jìn)行拉絲。
[0013] 此外，作為其他的密封單元，例如如專利文獻(xiàn)3中公開的構(gòu)造那樣，也存在利用使 多個板部件與外周面抵接的推壓機(jī)構(gòu)而進(jìn)行密封的密封單元。
[0014] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2011-84409號公報(bào)
[0015] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2009-62265號公報(bào)
[0016] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2012-106915號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 圖5的（A)的利用上部腔室9的拉絲爐存在下述問題，S卩，由于上部腔室而拉絲爐 內(nèi)的空間容積變大，容易產(chǎn)生爐內(nèi)壓力的變動。另外，通過使用石英管10而能夠使拉絲爐 內(nèi)的空間容積恒定，但存在下述問題，即，由于石英管10與玻璃母材1熔接，從而在后處理 中費(fèi)事，另外，由于石英管較長，懸掛重量變大，因此設(shè)備變得大型。在不使石英管10與玻 璃母材1熔接的情況下，存在下述問題，即，無法使石英管10的內(nèi)側(cè)空間與成為拉絲爐內(nèi)的 石英管10的外側(cè)的空間分離，無法使拉絲爐內(nèi)的空間容積變小。
[0018] 圖5的（B)的使用罩部件的拉絲爐解決如上所述的問題，但由于通過使第2密封 單元即罩部件8的下端周緣抵接于第1密封單元7上而進(jìn)行密封，因此存在下述問題，即， 玻璃母材1的插入口處的密封狀態(tài)不穩(wěn)定。另外，開始進(jìn)行利用罩部件8的密封，隨著通過 拉絲而消耗玻璃母材1，而罩部件內(nèi)的空間容積逐漸變大，因此存在下述問題，即，拉絲爐內(nèi) 的空間容積逐漸增大，容易產(chǎn)生爐內(nèi)壓力的變動。
[0019] 本發(fā)明就是鑒于上述實(shí)際情況而提出的，其目的在于，提供一種光纖拉絲方法和 拉絲裝置，其減小拉絲爐內(nèi)的空間容積而減少爐內(nèi)壓力的變動，并且能夠穩(wěn)定地進(jìn)行玻璃 母材的插入口側(cè)的密封。
[0020] 本發(fā)明的光纖拉絲方法是將光纖用玻璃母材與裝配棒連結(jié)，一邊利用拉絲爐上部 的密封機(jī)構(gòu)進(jìn)行密封，一邊使光纖用玻璃母材在拉絲爐內(nèi)懸掛下降，拉絲出光纖。在拉絲開 始時，利用密封機(jī)構(gòu)的第1密封部在光纖用玻璃母材的外周面進(jìn)行密封，在光纖用玻璃母 材的錐形部附近開始通過第1密封部以后，切換為配置于第1密封部的上方的第2密封部， 利用第2密封部在套筒部件的外周面進(jìn)行密封，該套筒部件包圍裝配棒的外周而固定。
[0021]另外，本發(fā)明的光纖拉絲裝置具有：拉絲爐，其將存在有錐形部的光纖用玻璃母材 與裝配棒連結(jié)，并進(jìn)行加熱；以及密封機(jī)構(gòu)，其用于在拉絲爐上部實(shí)現(xiàn)氣密。上述密封機(jī)構(gòu) 具有：第1密封部，其在光纖用玻璃母材的外周面進(jìn)行密封；以及第2密封部，其配置于該 第1密封部的上方，在套筒部件的外周面進(jìn)行密封，該套筒部件包圍裝配棒的外周而固定。 并且，在將從套筒部件的下端部至光纖用玻璃母材的錐形部為止的距離設(shè)為E，將從第1密 封部至第2密封部為止的距離設(shè)為D時，設(shè)為"E<D"。
[0022] 此外，套筒部件的外徑大于或等于光纖用玻璃母材的外徑的2/3且小于或等于所 述第2密封部的內(nèi)徑。另外，優(yōu)選將套筒部件的下部側(cè)以使得在通過第2密封部以后與拉 絲爐內(nèi)相連的外側(cè)空間和套筒部件的內(nèi)側(cè)空間分離的方式閉塞。
[0023] 發(fā)明的效果
[0024] 根據(jù)本發(fā)明，通過使上部腔室的高度降低且將套筒部件插入爐內(nèi)空間，能夠使拉 絲爐內(nèi)的空間容積減小，能夠減少爐內(nèi)壓力的變動。另外，對玻璃母材的外周面進(jìn)行密封的 第1密封部和對套筒部件進(jìn)行密封的第2密封部還能夠利用相同形式的密封機(jī)構(gòu)，能夠?qū)?現(xiàn)穩(wěn)定的密封。
【附圖說明】
[0025] 圖1是說明本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的光纖拉絲裝置的概略的圖。
[0026]圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的其他光纖拉絲裝置的例子的圖。
[0027] 圖3是說明圖1的密封機(jī)構(gòu)的動作的圖。
[0028]圖4是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式中使用的套筒部件的各種例子的圖。
[0029] 圖5是說明現(xiàn)有技術(shù)的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面，參照附圖，對本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的光纖拉絲方法及光纖拉絲裝置的 具體例進(jìn)行說明。
[0031] 此外，雖然在下面以利用加熱器對爐心管進(jìn)行加熱的電阻爐為例進(jìn)行說明，但是 在向線圈施加高頻電源而對爐心管進(jìn)行感應(yīng)加熱的感應(yīng)爐中也能夠應(yīng)用本發(fā)明。
[0032] 在圖1~圖4中，11表示玻璃母材，11a表示直體部，lib表示錐形部，11c表示縮 徑部，12表示裝配棒，13表示連結(jié)部件，14表示爐心管，15表示加熱器，16表示爐框體，17 表示第1密封部，17a表示氣體供給口，18表示第2密封部，18a表示氣體供給口，19表示上 部腔室，20表示套筒部件，21表示蓋部件，22表示懸掛部件。
[0033] 如圖1所示，光纖的拉絲爐是如下構(gòu)造，S卩，對被懸掛支撐的光纖用的玻璃母材11 的下部進(jìn)行加熱而使其熔融垂下，以使得從熔融的下端部起玻璃光纖成為規(guī)定的