專利名稱：玻璃車床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種玻璃車床。尤其,本發(fā)明涉及一種對光纖預(yù)成型件等玻璃構(gòu)件進行加熱加工的玻璃車床。
背景技術(shù)：
玻璃車床是這樣一種裝置，其使用燃燒器火焰對旋轉(zhuǎn)的玻璃棒2或玻璃管等玻璃構(gòu)件進行加熱，進行熔接、熔斷、擴展、火拋光等加工。本發(fā)明的裝置廣泛應(yīng)用于光纖預(yù)成型件等的加工。玻璃車床對玻璃構(gòu)件的加工中，主要使用氫氧焰。尤其，玻璃構(gòu)件為石英玻璃的情況下，其溫度達到2000°C左右。在玻璃車床中，對玻璃構(gòu)件進行加熱時，通過對流傳熱由燃燒器火焰對玻璃構(gòu)件施加熱。由于輻射從被加熱的玻璃構(gòu)件放出熱。由于玻璃構(gòu)件的溫度達到2000°C左右，這時 的玻璃構(gòu)件的輻射熱量變得極大。玻璃構(gòu)件的輻射熱量的值根據(jù)斯蒂芬波爾茲曼定律來計算。如果設(shè)輻射率為I. 0，周圍溫度為20°C，則每單位面積的輻射導(dǎo)致的能量損耗達I. 5MW/m2。例如，假定為是直徑80mm的玻璃棒2，長度80mm的加熱區(qū)域，則側(cè)面積為約20，OOOmm2,所以來自側(cè)面的能量損耗為約30kW。即，為了保持2000°C的溫度，需要經(jīng)常對玻璃棒2投入30kW的熱。因此，根據(jù)經(jīng)驗，需要的氫氣的流量大概為400L/min。400L/min的氫氣燃燒時的發(fā)熱量為73kW，因此，可以計算出熱效率大概為41%。這樣，玻璃構(gòu)件的加工消耗大量的能量，因此,從環(huán)境負擔(dān)和成本方面來說,需要降低能耗量。專利文獻I公開了一種用由高純度石英構(gòu)成的包圍件包圍玻璃構(gòu)件的加熱部分周邊的方法。由于包圍件的溫度為室溫和玻璃構(gòu)件溫度的中間的溫度，因此，與玻璃構(gòu)件裸露的情況相比減少了從包圍件向室內(nèi)的熱輻射。另外，燃燒所產(chǎn)生的熱向玻璃構(gòu)件傳遞的效率也得到提高。專利文獻I特表2009-508789號公報在專利文獻I的方法中，作為包圍件的石英部件僅起到熱絕緣部件及蓄熱槽的作用。因此，在玻璃棒2中，將存在熱輻射引起的熱損耗變大，加熱效率降低的問題。另外，在專利文獻I所述的方法中，在使用包圍件對玻璃構(gòu)件進行加熱的情況下，玻璃從玻璃構(gòu)件的表面蒸發(fā)。蒸發(fā)后的玻璃在更低溫度的包圍件內(nèi)表面上堆積成煤煙子狀，該煤煙子狀堆積物剝離并附著在玻璃構(gòu)件上，會有損害質(zhì)量的問題。另外，在加工后，在降低一次溫度后再次進行加工的情況下，包圍件內(nèi)表面上堆積的玻璃的煤煙子狀物大量剝離落下并附著在玻璃棒上。為了避免這個問題，在再次加工前必須進行冷卻、清掃，會有設(shè)備運轉(zhuǎn)率降低的問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述課題，本發(fā)明的目的是提供一種玻璃車床，其在由燃燒器火焰對玻璃構(gòu)件進行加熱加工時，可以提高加熱效率。這時，優(yōu)選可以控制煤煙子等對玻璃構(gòu)件的污染。因此，本說明書中包含的技術(shù)革新的一個側(cè)面中，其目的在于提供一種可以解決上述課題的玻璃車床。該目的是通過權(quán)利要求所述特征的結(jié)合而實現(xiàn)的。即，本發(fā)明的第I方式中提供在由燃燒器對玻璃構(gòu)件加熱來進行加工的玻璃車床，其特征在于，設(shè)置有在玻璃構(gòu)件的被加熱部分的周圍反射電磁波的反射器I。
本發(fā)明的第2的方式中，優(yōu)選具有在反射器I中將球面的一部分切除的形狀。該反射器I優(yōu)選具有與燃燒器相向的部位被切除的形狀。反射器I的材料優(yōu)選為金屬的鏡面拋光材料，可以使用SUS、鋁或鋁合金等。本發(fā)明的第3的方式中，更優(yōu)選的是，用金、白金或銠的任意一種覆蓋反射器I的內(nèi)表面，并在反射器I的外表面上，實施提高熱輻射率的加工、例如紅外線輻射涂敷。而且，上述發(fā)明的概要并非列舉了本發(fā)明的所有必要特征，這些特征組的變形也屬于本發(fā)明。


圖I是用于說明本發(fā)明的玻璃車床的主要部分的概略圖，(A)是(B)的I-I線剖面圖。圖2是表示針對實施例及比較例的各方式的加工時間及反射器溫度的曲線圖。
具體實施例方式下面，通過發(fā)明的實施方式對本發(fā)明進行說明，但是，下述實施方式并非用于限定權(quán)利要求書所述的發(fā)明，另外，實施方式中說明的所有的特征組合并不限于發(fā)明的解決手段所必須的組合。圖I表示本發(fā)明的玻璃車床的主要部分。通過未圖示的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)旋轉(zhuǎn)的玻璃棒(玻璃構(gòu)件)2被燃燒器4加熱，形成用斜線所示的被加熱區(qū)域3。在玻璃棒2的被加熱區(qū)域3的周圍設(shè)置反射器I。從玻璃棒2的被加熱區(qū)域3輻射的紅外線和可見光等電磁波被該反射器I反射，并被玻璃棒2再次吸收，因此，可以降低來自玻璃棒2的電磁波的輻射引起的熱損耗。如圖I所示，反射器I優(yōu)選為將球面的一部分切除的形狀。通過使反射器I的中心和玻璃棒2的被加熱區(qū)域3的旋轉(zhuǎn)軸心大致一致，可以用反射器I的表面正反射從被加熱區(qū)域3輻射的紅外線及可見光，并再次返回到玻璃棒2的被加熱區(qū)域3。而且，反射器I的中心，意味著將該反射器I的一部分切除前的球面的中心。反射器I也可以設(shè)置在被加工的玻璃棒2的上方以外的位置、例如下側(cè)。由于反射器I不在玻璃棒2的上方，因此，從玻璃棒2蒸發(fā)的煤煙子狀玻璃難以堆積到反射器I上，并且，即便堆積了，也不會剝落而污染玻璃棒2。該反射器I最好具有與燃燒器4相向的位置被切除的形狀。由燃燒器4產(chǎn)生的對流流向與燃燒器4相向的方向。從玻璃棒2蒸發(fā)的煤煙子狀玻璃被對流搬運時，由于在與燃燒器4相對向的方向上沒有反射器1，所以可以降低反射器I的污染。而且，在圖I中，燃燒器4貫穿反射器I的表面的中央而被設(shè)置。但是，由于玻璃棒2是旋轉(zhuǎn)的，因此，未必必須使燃燒器4和反射器I的中心對準設(shè)置。反射器I的材料一般優(yōu)選紅外線及可見光的反射率高的金屬的鏡面拋光材料。該金屬可以使用例如SUS、鋁或鋁合金。SUS的反射率為50 60%左右，并不太高，但是堅固并且容易處理。鋁或鋁合金，由于熔點低且容易氧化，因此，有時需要水冷等強制冷卻裝置，但是反射率為90%左右，比較高，具有對熱效率的提高有效并且成本低的優(yōu)點。另外，通過鏡面拋光可以抑制漫反射，使接受的輻射熱有效返回到玻璃構(gòu)件。反射器I主體由SUS等堅固的材料制作、內(nèi)表面用高抗腐蝕、高反射率的材料覆蓋也是有效的。作為覆蓋材料，可以列舉金、白金、銠等。這些是貴金屬，抗蝕性和反射率優(yōu)異，但是價格高，因此，可以通過使用電鍍等覆蓋技術(shù)，能從基材以比用貴金屬制作更廉價的方式進行制作。反射器I曝露在高溫下，因此，會引起表面的變質(zhì)和隨之而來的反射率的降低。反射器I使用高反射率的材料，因此，熱輻射率低，本質(zhì)上不易熱逸散。這種情況下，通過在反射器I外表面上實施提高熱輻射率的加工，可以促進來自反射器I的熱輻射，減少反射器I的溫度上升。該反射器I最好是其內(nèi)表面的材質(zhì)的反射率比外表面的材質(zhì)的反射率高。并且，反射器I最好是其內(nèi)表面的材質(zhì)的熱輻射率比外表面的材質(zhì)的熱輻射率低。由此，反射器I不會降低內(nèi)表面的反射率，可以促進來自反射器I的熱輻射，減少反射器I的溫度上升。作為提高反射器I外表面的熱輻射率的手段，有在反射器I外表面上實施紅外線福射涂敷、例如、Okitsumo公司(才3f '7壬社)制的B-600、Ceramic coat公司(七9務(wù)'7夕- 一卜社)制的B-KS-900、堀場制作所制的黑體噴涂等的方法，由此，可以降低反射器I的溫度。下面，列舉實施例I 5、比較例1、2對本發(fā)明的玻璃車床進行詳細說明，但本發(fā)明并非僅限于此。實施例(比較例I)將粗細為95mmcp的石英玻璃棒2安裝在玻璃車床上，用氫氣500L/min、氧氣250L/min的氫氧焰加熱，并以200kgf的張力對石英玻璃棒2進行拉伸，對觀測到30mm的拉伸為止的時間進行計時，則為1360秒。(實施例I)如圖I所示，在處于石英玻璃棒2下側(cè)的位置上，以使該反射器I的球中心和石英玻璃棒2的旋轉(zhuǎn)軸心大致一致的方式，將SUS304制的內(nèi)表面研磨的半球反射器I (直徑300mm)安裝到玻璃車床上。在該玻璃車床上，安裝著粗細為95mmcp的石英玻璃棒2，用氫氣500L/min、氧氣250L/min的氫氧焰加熱，并以200kgf的張力對石英玻璃棒2進行拉伸，對觀測到30mm的拉伸為止的時間進行計時，則為765秒，與比較例I相比實現(xiàn)了 43. 8%的時間和氣體量的減少。這時的反射器I外表面溫度為683°C。加工后的反射器I的表面上沒有煤煙子的附著，是潔凈的，能夠原樣再次使用。只是，反射器I的表面由于發(fā)生了燒傷，其表面狀態(tài)能夠看到變化。(實施例2) 除了在玻璃車床上安裝了 SUS304制的內(nèi)表面鍍金處理的半球反射器1(直徑300mm)以外，和實施例I相同。在反射器I上安裝著粗細為95mmcp的石英玻璃棒2，對石英玻璃棒2上觀測到30mm的拉伸為止的時間進行計時，則為620秒，與比較例I相比實現(xiàn)了 54. 4%的時間和氣體量的減少。這時的反射器I外表面溫度為500°C。加工后的反射器I的表面上沒有煤煙子的附著，是潔凈的，能夠原樣再次使用。只是，一部分上鍍金揮發(fā)而能夠看到基材的SUS 304露出的地方。(實施例3)除了在玻璃車床上安裝了 SUS304制的內(nèi)表面鍍金處理、外表面紅外線輻射涂敷的半球反射器I (直徑300mm)以外，和實施例I相同。在反射器I上安裝著粗細為95mmcp的石英玻璃棒2，對觀測到30mm的拉伸為止的時間進行計時，則為630秒，與比較例I相比實現(xiàn)了 53. 7%的時間和氣體量的減少。這時的反射器I外表面溫度為380°C，與實施例I相比大幅度降低。加工后的反射器I的表面上沒有煤煙子的附著及變質(zhì)，是潔凈的，能夠原樣再次使用。
(實施例4)除了在玻璃車床上安裝了鋁制的內(nèi)表面研磨的半球反射器I (直徑500mm)以外，和實施例I相同。在反射器I上安裝著粗細為95mmcp的石英玻璃棒2，對石英玻璃棒2上觀測到30mm的拉伸為止的時間進行計時，則為645秒，與比較例I相比實現(xiàn)了 52. 6%的時間和氣體量的減少。這時的反射器I外表面溫度為470°C。加工后的反射器I的表面上沒有煤煙子的附著，是潔凈的，能夠原樣再次使用。只是，表面的一部分上能夠看到氧化引起的白化。(實施例5)除了在玻璃車床上安裝了鋁制的內(nèi)表面研磨、外表面紅外線輻射涂敷的半球反射器I (直徑300_)以外，和實施例I相同。在反射器I上安裝著粗細為95mmcp的石英玻璃棒2，對石英玻璃棒2上觀測到30mm的拉伸為止的時間進行計時，則為645秒，與比較例I相比實現(xiàn)了 52. 6%的時間和氣體量的減少。這時的反射器I外表面溫度為430°C。加工后的反射器I的表面上沒有煤煙子的附著和變質(zhì)，是潔凈的，能夠原樣再次使用。圖2中匯總表示了上述結(jié)果。將石英玻璃棒2的下側(cè)設(shè)置的半球狀的反射器I安裝在玻璃車床上。由此，被加熱區(qū)域發(fā)出的輻射熱被反射器I反射而返回到玻璃棒2，石英玻璃棒2的拉伸、延伸所需要的時間，只用了不安裝反射器I的比較例I的大致一半的時間即可。另外，燃燒氣體量也為大致一半，并且向裝置外的熱輻射量也大大降低。并且，由于反射器I被設(shè)置在玻璃棒2的下側(cè)，所以也不會因蒸發(fā)的煤煙子狀玻璃的堆積、剝離而污染玻璃棒2。以上，通過實施方式說明了本發(fā)明，不過，以上的實施方式并不限定權(quán)利范圍所涉及的發(fā)明，另外，本行業(yè)專業(yè)人員明白，能夠?qū)ι鲜鰧嵤├右远喾N多樣的改良和變更。根據(jù)權(quán)利要求的記載可以明確，實施了這樣的變更和改良的實施方式也包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍之內(nèi)。應(yīng)當注意只要權(quán)利要求書、說明書和附圖中所示的裝置、系統(tǒng)、程序以及方法中的動作、次序、步驟、以及階段等各個處理的執(zhí)行順序，如果沒有指明“之前”、“先于”等，而且并非將在前處理的輸出用于在后處理，則能以任意順序?qū)崿F(xiàn)。對于權(quán)利要求書、說明書以及附圖中的動作流程而言，盡管為方便起見而使用“首先”、“其次”等進行說明，但并不意味著必須以此順序?qū)嵤?。從上述說明顯而易見，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，可以實現(xiàn)如下所述的玻璃車床，即，用燃燒器火焰進行玻璃構(gòu)件的加熱加工時，不會發(fā)生煤煙子等引起的玻璃構(gòu)件的污染，可以提聞加熱效率。
權(quán)利要求
1.一種玻璃車床，用燃燒器對玻璃構(gòu)件加熱來進行加工的玻璃車床，其特征是，在玻璃構(gòu)件的被加熱部的周圍設(shè)置用于反射電磁波的反射器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的玻璃車床，其特征是，所述反射器具有將球面的一部分切除的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的玻璃車床，其特征是，所述反射器的材質(zhì)由金屬的鏡面拋光材料構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的玻璃車床，其特征是，所述金屬為SUS、鋁或鋁合金的任意一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的玻璃車床，其特征是，所述反射器的內(nèi)表面被金、白金或銠的任意一種覆蓋。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 5中任意一項所述的玻璃車床，其特征是，對所述反射器的外表面進行了為使熱輻射率提高的涂敷。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的玻璃車床，其特征是，作為提高所述熱輻射率的手段，實施了紅外線輻射涂敷。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的玻璃車床，其特征是，具有在所述反射器中，與燃燒器相向的部位被切除的形狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的玻璃車床，其特征是，所述玻璃棒的被加熱區(qū)域的旋轉(zhuǎn)軸心位于所述反射器的中心。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的玻璃車床，其特征是，所述反射器的內(nèi)表面的材質(zhì)的反射率比所述反射器的外表面的材質(zhì)的反射率高，所述反射器的內(nèi)表面的材質(zhì)的熱輻射率比所述反射器的外表面的材質(zhì)的熱輻射率還低。
全文摘要
本發(fā)明提供一種玻璃車床，用于其由燃燒器對玻璃構(gòu)件加熱來進行加工，其特征在于，在玻璃構(gòu)件的被加熱部的周圍設(shè)置反射器。所述反射器優(yōu)選具有將球面的一部分切除的形狀，另外，也可以由SUS鏡面拋光材料、鋁或鋁合金的鏡面拋光材料形成。另外，反射器的內(nèi)表面由金、白金或銠的任意一種覆蓋，對反射器的外表面進行了提高熱輻射率的加工，而作為其手段，實施了紅外線輻射涂敷。
文檔編號C03B37/03GK102617024SQ201210019189
公開日2012年8月1日 申請日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者乙坂哲也 申請人:信越化學(xué)工業(yè)株式會社