[发明专利]在制造光纤中使用的加热纵长的氧化硅筒的方法、加热装置和系统

说明书

本发明涉及用于加热纵长的氧化硅筒以形成光纤用芯棒的装置、系统和方法。该方法包括设置加热装置，其中加热装置具有纵长的腔、限定腔并在相反的端部处连接到装置的框架的纵长的内衬、加热元件空间中的围绕将加热元件空间与腔分开的内衬的加热元件以及用于实现气体的流至少通过加热元件空间的气体冲洗装置。该方法包括：以使筒延伸通过腔的方式设置筒；局部加热筒超过软化温度；以及在加热期间实现气体的流，其中气体至少包括氩气和氮气。

技术领域

本发明涉及在制造光纤中使用的加热纵长的(elongate)氧化硅筒的方法、装置和系统。该方法优选地用于使纵长中空的氧化硅筒(诸如管)收缩(collapse)以形成光纤用芯棒，其中该氧化硅筒在其内表面的至少一部分上包括氧化硅的沉积层。

本教导涉及借助于化学气相沉积(CVD)制造光纤的领域，在化学气相沉积中，氧化硅的层沉积于基板；其示例为改良化学气相沉积(MCVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD或PCVD)以及外气相沉积(OVD)。

诸如借助于PCVD的具有氧化硅的沉积层的管可以被转移到借助于加热氧化硅管来形成芯棒的加热装置。这种装置还被称为收缩机床或玻璃加工机床。收缩的功能在于由管形成芯棒。具有氧化硅的沉积层的管仍然具有中心通孔，但是芯棒不具有中心通孔。这是将管局部加热超过其熔化温度的结果。当氧化硅开始熔化时，管由于表面张力而采用较小的直径。执行该局部加热过程直到管中的中心孔被完全封闭；然后完成芯棒的形成。在加热期间，装置和管以往复的方式沿着彼此移动，使得装置局部地加热管，但是随着时间推移而沿着管的全部长度加热管。

背景技术

US 2002/0097774 A1涉及一种用于制造预成型件的装置，其中承载管被收缩为预成型件。该装置包括形成筒状外壳的加热元件、在外壳内的承载管以及用于将非氧化气体供给到承载管与外壳之间的空间的部件，，加热元件可以在轴向上相对于承载管移动。在装置的使用中，利用非氧化气体冲洗外壳与承载管之间的空间。

US 2003/0209039 A1涉及一种用于生产光纤用预成型件的方法。一个或多个石英层沉积在石英玻璃支撑管的内表面上。炉子相对于支撑管轴向移动。在石英层已经被沉积之后，支撑管在被加热的同时收缩成棒状预成型件，其中支撑管转动。在支撑管收缩期间，利用惰性气体清洗转动的支撑管与炉子之间的空间。

US 2002/0088253 A1涉及一种将大尺寸的光学预成型件抽拉成光纤或抽拉成较小直径的预成型件的方法，该方法包括通过连接到所述炉子的顶部烟囱将所述光学预成型件引入牵引式炉(drawing furnace)；机械密封所述顶部烟囱的上部；将所述预成型件的进入炉子的底部加热到其软化温度；将调节气体的流引入到所述顶部烟囱。

US 2011/0100064 A1涉及一种用于制造光纤芯棒的方法，其包括：设置筒状的氧化硅玻璃预成型件，该预成型件具有沿着其长度延伸的中心孔；封闭预成型件的中心孔的一端；在引导烧结气体通过预成型件的中心孔的同时烧结氧化硅玻璃预成型件；并且在预成型件的中心孔被抽真空的同时延长烧结的氧化硅玻璃预成型件，以产生适于在制造光纤中使用的致密芯棒。

US2005/0000253A1涉及一种用于制造低水峰单模纤维(low water peak singlemode fiber)的降低光纤预成型件的羟基含量的方法，其中借助于调节工艺参数以及控制原材料和环境因素的等离子体化学气相沉积来生产光纤预成型件。

EP-A1-2727888涉及一种用于玻璃基材的炉子。玻璃预成型件加热炉配备有：承载件，玻璃预成型件被供给到该承载件；狭缝加热器，其中在筒状构件中切割狭缝，该筒状构件交替地从筒状构件的上端和下端包围承载件；绝缘体，其包围狭缝加热器的外部；以及炉体，其包围整体。

在这种加热装置或加热炉中，如氩气或氦气的非活性气体被用于冲洗炉子，以便保护如承载件或内衬的炉元件避免燃烧或腐蚀。