特許 7019622 加熱炉

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-02-04

(45)【発行日】2022-02-15

(54)【発明の名称】加熱炉

(51)【国際特許分類】

   C03B 37/014 20060101AFI20220207BHJP

   C03B 5/425 20060101ALI20220207BHJP

【ＦＩ】

C03B37/014 Z

C03B5/425

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019055697

(22)【出願日】2019-03-22

(65)【公開番号】P2020152624

(43)【公開日】2020-09-24

【審査請求日】2020-09-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】浅井 稔之

(72)【発明者】

【氏名】三宅 裕志

【審査官】松本 瞳

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－１２４２５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－０５９０８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－２０３５６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００５／０００７５２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０９－２５０７３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０３Ｂ ３７／００－３７／１６

Ｃ０３Ｂ ５／４２５

Ｃ０３Ｂ ８／００－ ８／０４

Ｃ０３Ｃ １／００－１４／００

Ｆ２３Ｌ １／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光ファイバ用母材を脱水またはガラス化する加熱炉であって、
休転時に加熱炉の内部の金属表面の近傍の相対湿度を、金属表面に形成される塩化物の吸湿が進む相対湿度未満に保持する調整機構を有し、
前記加熱炉は、上下方向に延びる炉心管と、前記炉心管の外周に設けられたヒータと、前記ヒータの外周に設けられた断熱機構と、前記断熱機構の外周に設けられ、冷却水が循環する冷却水系統と、前記調整機構と、前記炉心管と、前記ヒータと、前記断熱機構と、前記冷却水系統を収容する炉体とからなり、
前記調整機構は、前記冷却水系統と接続されており、前記調整機構は、冷水または温水を循環させる循環機構で、前記冷却水系統を介して前記加熱炉内部の温度を調整することにより、前記加熱炉内部の金属表面の近傍の雰囲気の相対湿度を、金属表面に形成している塩化物の潮解性によって吸湿が進行しない相対湿度未満に保持することを特徴とする加熱炉。

【請求項2】

光ファイバ用母材を脱水またはガラス化する加熱炉であって、
前記加熱炉は、上下方向に延びる炉心管と、前記炉心管の外周に設けられたヒータと、前記ヒータの外周に設けられた断熱機構と、前記炉心管と、前記ヒータと、前記断熱機構を収容する炉体と、前記加熱炉内で前記炉心管の外側の領域に、露点調整した空気を送風する温度調整・送風部とからなり、
前記温度調整・送風部は、第１の送風量調整弁を設けたダクトと接続しており、前記温度調整・送風部から前記ダクトと前記第１の送風量調整弁を介して少なくとも前記炉体内部に露点調整した空気を送風し、前記加熱炉内部の金属表面の近傍の雰囲気の相対湿度を、金属表面に形成している塩化物の潮解性によって吸湿が進行しない相対湿度未満に保持することを特徴とする加熱炉。

【請求項3】

前記ダクトは、分岐部を介して分岐され第２の送風量調整弁を介して前記炉心管上部に設置された開閉部と、前記開閉部を覆う簡易フードに接続されており、前記温度調整・送風部から前記ダクトと前記第２の送風量調整弁を介して前記開閉部に露点調整した空気を送風することを特徴とする請求項２に記載の加熱炉。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加熱炉の腐食防止方法および加熱炉に関し、特に光ファイバ用母材を脱水またはガラス化する加熱炉の腐食防止方法および加熱炉に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、光ファイバ製造の際に光ファイバ用母材を脱水・ガラス化する加熱炉が知られている（例えば、特許文献１を参照）。この加熱炉の内部表面は通常、ステンレス鋼等の金属で構成されている。

【0003】

一方、腐食性ガスに接触する金属表面の腐食を防止する一般的な手法として、例えば特許文献２に記載のものが知られている。この特許文献２は、金属表面が結露しないように金属表面の温度を雰囲気の露点温度以上に維持するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１３－２５６４１５号公報

【文献】特許第３２０９９１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、光ファイバ製造を中断する休転時には、加熱炉内部表面は筐体を循環している冷却水（２０℃～３０℃）により冷却水温度近傍まで低下する。そして、外部雰囲気と接触するが、その雰囲気は１５℃から２５℃、４０％ＲＨから６０％ＲＨ（露点温度１．５～１６．７℃）に調整されているため、通常であれば結露しない。しかしながら、加熱炉内部の金属表面はプロセス中は高温に曝されている状態で腐食性ガス（特に塩素および塩化水素）と接触することで塩化物（特に塩化鉄）を形成しているため、休転時に表面近傍の雰囲気が露点温度以上に保たれていても、その潮解性により吸湿し、腐食が進行するおそれがあった。

【0006】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、休転時の加熱炉内の腐食を防ぐことのできる加熱炉の腐食防止方法および加熱炉を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る加熱炉の腐食防止方法は、光ファイバ用母材を脱水またはガラス化する加熱炉の腐食を防止するための方法であって、加熱炉の内部の金属表面の近傍の相対湿度を、金属表面に形成される塩化物の吸湿が進む相対湿度未満に保持することを特徴とする。

【0008】

また、本発明に係る他の加熱炉の腐食防止方法は、上述した発明において、金属表面の雰囲気の相対湿度を４０％未満に調整することを特徴とする。

【0009】

また、本発明に係る他の加熱炉の腐食防止方法は、上述した発明において、金属表面の雰囲気の相対湿度を４０％未満に調整するために、露点を調整した空気を供給することを特徴とする。

【0010】

また、本発明に係る加熱炉は、光ファイバ用母材を脱水またはガラス化する加熱炉であって、休転時に加熱炉の内部の金属表面の近傍の相対湿度を、金属表面に形成される塩化物の吸湿が進む相対湿度未満に保持する調整機構を有することを特徴とする。

【0011】

また、本発明に係る他の加熱炉は、上述した発明において、調整機構は、温水を循環させる循環機構であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明に係る加熱炉の腐食防止方法によれば、光ファイバ用母材を脱水またはガラス化する加熱炉の腐食を防止するための方法であって、加熱炉の内部の金属表面の近傍の相対湿度を、金属表面に形成される塩化物の吸湿が進む相対湿度未満に保持するので、休転時の加熱炉内の腐食を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、本発明に係る加熱炉の腐食防止方法および加熱炉の実施の形態１を示す概略構成図である。

【図2】図２は、本発明に係る加熱炉の腐食防止方法および加熱炉の実施の形態２を示す概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に、本発明に係る加熱炉の腐食防止方法および加熱炉の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0015】

（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１について説明する。
図１に示すように、本実施の形態１に係る加熱炉１０は、ガラス体（光ファイバ用母材）を脱水またはガラス化するためのものである。この加熱炉１０は、上下方向に延びる炉心管１２と、炉心管１２の外周に設けられたヒータ１４と、ヒータ１４の外周に設けられた断熱機構１６と、断熱機構１６の外周に設けられ、冷却水が循環する冷却水系統１８と、これらを収容する炉体２０と、冷却水系統１８と接続した金型温調機２２（調整機構）とを備える。

【0016】

炉体２０は、例えばステンレス鋼等の金属により形成されており、炉心管１２は、例えば石英ガラスにより形成されており、ヒータ１４および断熱機構１６は、例えばグラファイト等のカーボン材料により形成されている。

【0017】

炉心管１２の上部には、ガラス体を挿入、取り出すための投入口２４とこれを開閉する上蓋２６が設けられている。また、炉心管１２の下端には、導入口２８が設けられ、上蓋２６には、排出管３０が設けられている。そして、この導入口２８を介して炉心管１２内へのガスの導入（吸気）が行われ、排出管３０を介して炉心管１２内からのガスの排出（排気）が行われる。炉心管１２の上端の外周には、冷却水系統１８Ａが設けられている。この冷却水系統１８Ａと炉心管１２の上端は、簡易フード３２に覆われている。冷却水系統１８Ａは金型温調機２２と接続している。

【0018】

金型温調機２２は、冷却水系統１８、１８Ａに冷水または温水を循環させる循環機構として機能する。金型温調機２２は、冷却水系統１８、１８Ａを介して、加熱炉１０内部の金属表面の近傍の雰囲気の相対湿度を、金属表面に形成している塩化物が潮解性によって吸湿が進行しない相対湿度未満に保持可能である。例えば、金属表面に形成される塩化物として主に塩化鉄が想定される場合には、塩化鉄が潮解性を示す相対湿度４０％を下回るように金属表面の温度を保持する。こうすることで、光ファイバ製造を中断する休転時に金属表面の腐食が進行するのを防止することができる。

【0019】

上記の構成の動作および作用について説明する。
光ファイバ製造時にヒータ１４を発熱させると、炉心管１２が昇温し、炉心管１２の内部に挿入された被加熱物であるガラス体を所望の温度に加熱する。一方、光ファイバ製造を中断する休転時には、金型温調機２２が冷却水系統１８、１８Ａを介して加熱炉１０内部の温度を調整することにより、加熱炉１０内部の金属表面の近傍の雰囲気の相対湿度を、金属表面に形成している塩化物が潮解性によって吸湿が進行しない相対湿度未満に保持する。

【0020】

本実施の形態１によれば、休転時における加熱炉１０内部の金属表面の近傍の雰囲気の相対湿度が、塩化物の潮解性によって吸湿しない相対湿度未満に保持されるので、加熱炉１０内の腐食を防ぐことができる。腐食による設備劣化が防げるので光ファイバ製造コストの上昇を回避することができる。

【0021】

［実施例１］
本発明の実施例１について説明する。
加熱炉１０近傍の雰囲気が２０℃６０％ＲＨで管理されている状態で加熱炉１０を休転したところ、加熱炉１０内部の表面温度が２２℃まで低下し、表面が湿潤状態になり、腐食が進行した。この雰囲気の場合、相対湿度４０％未満となる温度は２７℃である。一方、図１に示すように、冷却水系統１８に金型温調機２２を接続し、４０℃設定の温水を循環させたところ、表面温度は３５℃で保持され、腐食が進行することはなかった。また、雰囲気を２０℃３５％ＲＨに調整したところ、表面温度は同様に２２℃まで低下したが、腐食は進行しなかった。

【0022】

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
図２に示すように、本実施の形態２に係る加熱炉１００は、上記の実施の形態１の加熱炉１０において、金型温調機２２の代わりに温度調整・送風部３４を設けたものである。

【0023】

温度調整・送風部３４は、加熱炉１００内で炉心管１２の外側の領域に、露点調整した空気を送風するためのものである。温度調整・送風部３４は、ダクト３５と接続しており、このダクト３５には送風量調整弁３６、３８が設けられている。温度調整・送風部３４は、ダクト３５と送風量調整弁３６を介して炉体２０内部に露点調整した空気を送風する一方、ダクト３５と送風量調整弁３８を介して簡易フード３２内部に露点調整した空気を送風する。送風は炉心管１２の開閉部分（上蓋２６の周囲）を重点的に行うように構成されている。送風する空気は、加熱炉１００内部の金属表面の近傍の雰囲気の相対湿度を、金属表面に形成している塩化物が潮解性によって吸湿が進行しない相対湿度未満に保持可能なように露点を調整した空気である。例えば、金属表面に形成される塩化物として主に塩化鉄が想定される場合には、温度調整・送風部３４は、塩化鉄が潮解性を示す相対湿度４０％を下回るように露点を調整した空気を供給する。こうすることで、光ファイバ製造を中断する休転時に金属表面の腐食が進行するのを防止することができる。

【0024】

本実施の形態２では、特に腐食が発生しやすい上蓋２６の周囲に多くの空気が流れるように、温度調整・送風部３４からの送風系統を炉心管１２の上蓋２６とそれ以外で２系統に分けるとともに、各系統の送風量が調整できる送風量調整弁３６、３８を設けることで、できるだけ加熱炉１００内部の開放部分に多くの流量が流れるようにしている。

【0025】

また、本実施の形態２では、上蓋２６の部分を簡易フード３２で囲い、この内部で効果的に空気の循環ができるようにしている。これにより、より効果的に腐食を防止できるようになる。

【0026】

上記の構成の動作および作用について説明する。
光ファイバ製造を中断する休転時に、温度調整・送風部３４がダクト３５、送風量調整弁３６、３８を介して温度調整された空気を加熱炉１００内部に送風し、内部の温度を調整することにより、加熱炉１００内部の金属表面の近傍の雰囲気の相対湿度を、金属表面に形成している塩化物が潮解性によって吸湿が進行しない相対湿度未満に保持する。

【0027】

本実施の形態２によれば、休転時における加熱炉１００内部の金属表面の近傍の雰囲気の相対湿度が、塩化物の潮解性によって吸湿しない相対湿度未満に保持されるので、加熱炉１００内の腐食を防ぐことができる。腐食による設備劣化が防げるので光ファイバ製造コストの上昇を回避することができる。

【0028】

［実施例２］
本発明の実施例２について説明する。
加熱炉１００近傍の雰囲気が上記の実施例１と同じく２０℃６０％ＲＨで管理されている状態で、腐食を防止するために相対湿度が４０％未満になるには温度は２７℃必要である。これに対し、温度調整・送風部３４で３８℃に設定した空気を送風したところ、表面温度は３３℃で保持され腐食の進行はなかった。

【0029】

以上説明したように、本発明に係る加熱炉の腐食防止方法によれば、光ファイバ用母材を脱水またはガラス化する加熱炉の腐食を防止するための方法であって、加熱炉の内部の金属表面の近傍の相対湿度を、金属表面に形成される塩化物の吸湿が進む相対湿度未満に保持するので、休転時の加熱炉内の腐食を防ぐことができる。

【符号の説明】

【0030】

１０，１００ 加熱炉
１２ 炉心管
１４ ヒータ
１６ 断熱機構
１８，１８Ａ 冷却水系統
２０ 炉体
２２ 金型温調機（調整機構）
２４ 投入口
２６ 上蓋
２８ 導入口
３０ 排出管
３２ 簡易フード
３４ 温度調整・送風部（調整機構）
３５ ダクト
３６，３８ 送風量調整弁

【図1】

【図2】