專利名稱：光纖拔制爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以加熱熔化光纖預(yù)制件的方式得到光纖的光纖拔制爐。
背景技術(shù)：
通常，光纖的拔制一般以這種方式進(jìn)行(a)光纖預(yù)制件從具有圓筒狀的加熱元件和爐心管的光纖加熱爐的上端插入，(b)插入的光纖預(yù)制件在圓筒狀加熱件的溫度最高的中心部分被熱熔，熔化的光纖預(yù)制件拔制成具有需要外徑的光纖，(c)制成的光纖從加熱爐的下端拔出。
用來拔制光纖預(yù)制件的爐心管通常由碳制成，并且象氬、氦或類似的惰性氣體通入到爐中。在這種情況下，當(dāng)光纖預(yù)制件在光纖拔制爐中熔化時產(chǎn)生的Si和SiO2與由碳制成的爐心管反應(yīng)，因此Si和SiO2轉(zhuǎn)變?yōu)镾iC或SiO2。然后，生成的SiC或SiO2粘附并沉積在爐心管上部的低溫部分。特別是在拔制大型光纖預(yù)制件的情況下，因?yàn)榭諝鈴臓t心管的上開口部分流入爐心管，碳制的爐心管被氧化產(chǎn)生的細(xì)小顆粒弄廢的事件時有發(fā)生。而且粘附在爐心管上部的沉積物還會脫落。結(jié)果是，當(dāng)這些細(xì)小顆粒或脫落的沉積物與光纖接觸會引起弄斷光纖或降低光纖機(jī)械強(qiáng)度這樣的問題。
另外，爐心管除了可以由碳制作外，還可以用氧化鋯制成的爐心管。氧化鋯可在有氧的環(huán)境中使用，因此因氧化而弄廢爐心管的問題不會再發(fā)生。但是，和由碳制成的爐心管一樣，沉積物粘附在爐心管上部的低溫部分。因此一旦沉積物脫落，弄斷光纖和降低光纖機(jī)械強(qiáng)度的問題還會發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種光纖拔制爐，包括爐心管，光纖預(yù)制件插入到爐心管中，由繞爐心管安裝的圓筒狀加熱元件熱熔，并拔制成光纖，其中設(shè)置與爐心管的上端邊緣接觸的保護(hù)管。
參照附圖，本發(fā)明其它更多的特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的描述中充分展現(xiàn)。


圖1是根據(jù)本分明的第一實(shí)施例的示意圖。
圖2是在本發(fā)明的第一實(shí)施例中使用的保護(hù)管的剖視圖。
圖3是在本發(fā)明的第二實(shí)施例中使用的保護(hù)管的剖視圖。
圖4是在本發(fā)明的第三實(shí)施例中使用的保護(hù)管的剖視圖。
圖5是根據(jù)傳統(tǒng)光纖拔制爐的例子的示意圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明，提供下列的裝置(1)一種光纖拔制爐，包括爐心管，光纖預(yù)制件插入到爐心管中，由繞爐心管安裝的圓筒狀加熱元件熱熔，并拔制成光纖，其中提供與爐心管的上端邊緣接觸的保護(hù)管。
(2)根據(jù)上述(1)的光纖拔制爐，其中保護(hù)管由石英制成。
(3)根據(jù)上述(1)或(2)的光纖拔制爐，其中爐心管上端位置和加熱元件中心部分之間的距離大于爐心管內(nèi)徑的1.5倍，保護(hù)管和爐心管在爐心管上端彼此接觸。
(4)根據(jù)上述(1)至(3)任何一項(xiàng)的光纖拔制爐，其中保護(hù)管下端部分的內(nèi)徑與爐心管的內(nèi)徑相等，保護(hù)管上端部分的內(nèi)徑等于或大于爐心管的內(nèi)徑。
參照附圖將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的光纖拔制爐的優(yōu)選實(shí)施例。
如圖1所示，有光纖預(yù)制件1插入的爐心管3安裝在光纖拔制爐爐體的中心部分。在爐體中，環(huán)繞爐心管3安裝有隔熱材料5和加熱元件6。惰性氣體進(jìn)氣口8和9安排在惰性氣體環(huán)境部分10的上側(cè)面部分和爐心管3的上部。A7安裝在爐心管3的下部來抑制外部空氣的侵入。預(yù)定體積的惰性氣體從惰性氣體進(jìn)氣口8進(jìn)入，流入惰性氣體環(huán)境部分10，然后在爐心管3內(nèi)部從下部流向上部。另外，為了防止從上開口部分11進(jìn)入的空氣的侵入，氣體(密封氣體)也從惰性氣體進(jìn)氣口9流入，在爐心管3中流動。
保護(hù)管4安裝在爐心管上端邊緣3a處。這個保護(hù)管使?fàn)t心管與空氣隔離，即保護(hù)管起著防止?fàn)t心管暴露在空氣中而被氧化報廢的作用。換句話說，由于安裝了保護(hù)管4，碳制爐心管不會被從保護(hù)管4的上部的開口部分11流入的空氣氧化而弄報廢。因此，產(chǎn)生碳粒或附著在爐心管上部的沉積物脫落現(xiàn)象不會發(fā)生。更多的沉積物粘附在保護(hù)管4上。然而，除非有大量的沉積物粘附在其上，否則這些沉積物不會脫落，因?yàn)楸Ｗo(hù)管不會因氧化而報廢。
保護(hù)管4是由這樣的材料制成的這種材料有極好的絕熱性且不會因氧化而報廢。氧化鋯可以用作這種材料，但石英更適合。考慮到防止?fàn)t心管3的氧化和報廢，保護(hù)管4下端部分的內(nèi)徑與爐心管12的內(nèi)徑一樣大。這種情況下，若保護(hù)管4下端的內(nèi)徑比爐心管12內(nèi)徑小，也可以防止?fàn)t心管3因氧化而報廢。但是，因?yàn)閾?dān)心粘附在保護(hù)管4上的沉積物掉入爐心管3，這種情況還不是優(yōu)選的。據(jù)此，如上所述，保護(hù)管4下端部分的內(nèi)徑應(yīng)當(dāng)與爐心管12的內(nèi)徑相等。此外，考慮到防止粘附沉積物的掉入，優(yōu)選的是保護(hù)管4上部的內(nèi)徑與爐心管12的內(nèi)徑相等，或者大于爐心管12的內(nèi)徑。特別優(yōu)選的是保護(hù)管4上部內(nèi)徑大于爐心管12的內(nèi)徑。
進(jìn)一步講，爐心管3的上端位置(保護(hù)管4在此位置與爐心管3相接)和加熱元件6的中心部分之間的距離優(yōu)選的是大于爐心管12內(nèi)徑的1.5倍。這是因?yàn)檫@樣可以防止因?yàn)楸Ｗo(hù)管結(jié)晶繼而斷裂引起的損壞的發(fā)生。
光纖預(yù)制件1的前端部分從爐心管3的上部插入，在爐心管3的溫度最高的部分被熱熔，于是光纖預(yù)制件被拔制成光纖2。拔制后的光纖2被包卷設(shè)備(未示出)用樹脂包卷起來，包卷的光纖被盤絲機(jī)盤起來。
根據(jù)本發(fā)明，安裝保護(hù)管以便和光纖拔制爐的爐心管的上端接觸，可以防止?fàn)t心管的氧化和變質(zhì)及象SiO2、SiC或類似的粘附沉積物的脫落。因此，有可能防止光纖在拔制過程中斷裂，及光纖機(jī)械強(qiáng)度的降低。
下邊將在例子的基礎(chǔ)上詳細(xì)說明本發(fā)明，但本發(fā)明不限于此。
例1用圖1所示的光纖拔制爐，將外徑為120mm的光纖預(yù)制件從以碳制的爐心管3的上部經(jīng)過保護(hù)管4插入，爐心管12的內(nèi)徑為150mm。如圖2所示，41代表保護(hù)管，31代表爐心管，保護(hù)管41置于爐心管31的上端邊緣，爐心管31的形狀是外徑為180mm，內(nèi)徑為150mm，長度為30mm。而且，加熱元件6的中心部分和爐心管3上端間的距離長度L1設(shè)為240mm。加熱元件6加熱爐心管3，加熱元件6的中心部分的最大溫度設(shè)置為大約2,200℃。加熱爐心管3時，20SLM的氬氣從惰性氣體進(jìn)氣口8和9流入爐心管3，并在其中從低處流向高處，20SLM的氬氣也從爐心管3的上部流入。這種情況下，在溫度為20℃、1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1SLM表示1升/分。在上述的條件下，若連續(xù)拔制10,000km的光纖，SiO2、SiC或類似的粘附沉積物在爐心管3的上部形成且如SiO2等粘附沉積物在保護(hù)管4的表面形成。可是抑制了爐心管3因氧化導(dǎo)致的老化，只有很少的粘附沉積物落入爐心管中，在拔制期間，光纖的斷裂次數(shù)僅有2次。
例2如圖3所示，42代表保護(hù)管，32代表爐心管，象上邊的例1一樣以同樣的方式連續(xù)拔制10,000km的光纖，不同的是保護(hù)管42，它的形狀為上部內(nèi)徑為170mm，下部內(nèi)徑為150mm，長度為30mm的錐形，并被放在爐心管32的上端邊緣。在這種情況下，保護(hù)管上的附著沉積物決不掉落，拔制期間光纖斷裂的次數(shù)僅為1次。
例3如圖4所示，43代表保護(hù)管，33代表爐心管，象上邊的例1一樣以同樣的方式連續(xù)拔制10,000km的光纖，不同的是保護(hù)管43，它的形狀為雙管，結(jié)構(gòu)包括長度為10mm、內(nèi)徑為150mm的內(nèi)圓筒和長度為30mm、內(nèi)徑為170mm的外圓筒，保護(hù)管43被放在爐心管33的上端邊緣。在這種情況下，保護(hù)管上的附著沉積物決不掉落，拔制期間光纖斷裂的次數(shù)僅為1次。
比較例1如圖5所示，象上邊的例1一樣以同樣的方式連續(xù)拔制10,000km的光纖，不同的是沒有使用保護(hù)管。在這種情況下，爐心管3因氧化而嚴(yán)重老化，許多粘附沉積物從爐心管3的上部掉落，拔制期間光纖斷裂的次數(shù)多達(dá)6次。
參照本實(shí)施例描述的本發(fā)明，目的是本發(fā)明不被任何已描述的細(xì)節(jié)所限定，除非另有規(guī)定，應(yīng)廣泛的認(rèn)為在所附權(quán)利要求陳述的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光纖拔制爐，包括爐心管，光纖預(yù)制件插入到爐心管中，由繞爐心管安裝的圓筒狀加熱元件熱熔，并拔制成光纖，其中設(shè)置與爐心管的上端邊緣接觸的保護(hù)管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖拔制爐，其特征在于，保護(hù)管由石英制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖拔制爐，其特征在于，爐心管上端位置和加熱元件中心部分之間的距離大于爐心管內(nèi)徑的1.5倍，保護(hù)管和爐心管在爐心管上端彼此接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖拔制爐，其特征在于，爐心管上端位置和加熱元件中心部分之間的距離大于爐心管內(nèi)徑的1.5倍，保護(hù)管和爐心管在爐心管上端彼此接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖拔制爐，其特征在于，保護(hù)管下端部分的內(nèi)徑與爐心管的內(nèi)徑相等，保護(hù)管上端部分的內(nèi)徑等于或大于爐心管的內(nèi)徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖拔制爐，其特征在于，保護(hù)管下端部分的內(nèi)徑與爐心管的內(nèi)徑相等，保護(hù)管上端部分的內(nèi)徑等于或大于爐心管的內(nèi)徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光纖拔制爐，其特征在于，保護(hù)管下端部分的內(nèi)徑與爐心管的內(nèi)徑相等，保護(hù)管上端部分的內(nèi)徑等于或大于爐心管的內(nèi)徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光纖拔制爐，其特征在于，保護(hù)管下端部分的內(nèi)徑與爐心管的內(nèi)徑相等，保護(hù)管上端部分的內(nèi)徑等于或大于爐心管的內(nèi)徑。
全文摘要
一種光纖拔制爐,包括爐心管,光纖預(yù)制件插入到爐心管中,由繞爐心管安裝的圓筒狀加熱元件熱熔,并拔制成光纖,其中設(shè)置與爐心管的上端邊緣接觸的保護(hù)管。
文檔編號C03B37/029GK1377846SQ01137260
公開日2002年11月6日 申請日期2001年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月4日
發(fā)明者折田伸昭, 坂田吉之 申請人:古河電氣工業(yè)株式會社