KR0125091B1 - 유리질 튜브 가열 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

유리질 튜브 가열 방법 및 장치

제1도는 유리 기질 튜브의 내부벽에 유리질의 층을 용착하여 프리폼 튜브를 제공하고 그 다음 광섬유가 뽑아지는 프리폼으로 튜브가 붕괴되도록 하는데 사용되는 장치의 투시도.

제2도는 직선화 장치의 일부분인 토치 어셈블리의 일부분 및 튜브를 횡단하는 가열대에 따른 온도 단면도를 도시한 도면.

제3도는 토치 어셈블리를 통하여 뻗쳐진 프리폼 튜브의 일부분을 감싸며 토치 어셈블리의 한 측면으로 뻗쳐진 머플 튜브를 구비하며 가열대를 좁히기 위한 설비를 구비하는 토치 어셈블리의 투시도.

제4도는 토치 어셈블리 부분의 분해 배열도.

제5도 및 6도는 머플 튜브의 대안적 실시예를 보이는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

31 : 유리 튜브 32 : 선반

33 : 주축대 34 : 심압대

40 : 운반대 50 : 토치 어셈블리

53, 117 : 브래킷 62, 64 : 외부 부재

66 : 가스 배출구 플레이트 68 : 플리넘

72 : 입력도관 75 : 연결도관

76 : 냉각 튜브 90 : 롤러

106 : 고온도계 110, 120, 130 : 머플 튜브

119 : 스트랩

본 발명은 유리 튜브 가열 방법 및 장치에 관한 것이다.

통신용 광섬유 제조 기술에는 여러가지가 있다. 이러한 기술 중 하나는 일반적으로 원형 단면을 가진 유리 기질 튜브를 통하여 반응물과 산소의 기류를 일정하게 이동시키는 것이다. 산소 기류는 사염화규소와 도펀트를 수반하여 완성된 광섬유에서 원하는 굴절율이 생기게 한다. 기질 유리는 튜브의 길이를 횡단하여 이동하는 고열대 내에서 반응 온도로 가열되며 반응의 결과로 튜브의 내부벽에 연속적이 층으로 용해되어 도프된 이산화규소가 만들어진다. 이렇게 만들어진 튜브는 프리폼 튜브로 인용된다. 미국 특허 제4,217,027호 참조.

상술한 공정에서 반응물의 용착을 촉진하도록 유리기질을 가열하기 위한 토치 어셈블리는 미국 특허 제4,231,777호에 기술되어 있으며, 미국 특허 제4,401,267호도 참고된다. 먼저, 튜브의 한쪽 끝은 선반의 주축 내에 지지되며 다른 한 끝은 심압대에 지지되어 배출 튜브에 밀착된다. 연소가스는 토치 어셈블리의 하우징 및 가스 배출구를 통하여 조절되며 튜브가 세로축에 관해 회전하고 이동하는 고열대를 만들기 위해 토치 어셈블리가 운반대 상에서 이동됨에 따라서 튜브로 향한다. 원하는 반응 및 용착을 이루도록 튜브의 표면상을 따라 이동하는 교열대를 가로질러 온도 단면도가 형성된다. Western Electric Engineer의 1980년 겨울호 39페이지부터 시작되는 파르투스(F.P. Partus)와 사이퍼(M.A. Saifi)의 광가이드 프리폼 제조(Lightguide Prrform Manufacture)를 참고하라.

용착 모드 중에, 토치 운반대는 도펀트가 유리 튜브로 이동되는 선반의 주축대로 부터 가스가 배출되는 심압대로 천천히 이동한다. 주축대에서 심압대로의 이동이 끝나는 순간, 토치 운반대는 다른 사이클을 시작하기 위해 재빨리 주축대로 되돌아 간다. 튜브에 맞닿은 가스 배출구의 단부는 예컨대, 하우징 및 가스 배출구를 형성하는 물질의 산화 또는 환원에 의한 품질 저하를 막기 위해 냉각된다. 본 기술의 한 실시예에 있어서, 반응 및 용착의 공정을 증진시키도록 플라즈마가 튜브 내로 형성된다.

용착 모드에 뒤이어, 붕괴 모드가 사용되어 프리폼 튜브를 프리폼으로 불리우는 고체 막대형 부재로 만든다. 이 프리폼으로 부터 광가이드 파이버가 끌어내어 진다. 전술한 Western Electric Engineer의 1988년 겨울호 49페이지부터 시작되는 스미스골(D.H. Smithgall)과 메이어스(D.L. Myers)의 광가이드 파이버 성형(Drawing Lightguide Fiber)참조.

프리폼 튜브를 붕괴시키기 위해, 토치 어셈블리는 주축대로 부터 심압대로 여러번 통과하고 다음에 심압대에서 주축대로 여러번 통과하여 이동된다. 이동 고열대의 온도는 용착 모드 때보다 붕괴 모드 시에 더 높으며, 튜브벽을 부드럽게 하여 표면 장력을 튜브가 막대로 붕괴되도록 해준다. 붕괴 모드 동안에, 미국 특허 제4,477,273호에 기술된 직선화 방법이 사용되어 프리폼이 상당히 직선적으로 되게 해준다. 프리폼 튜브 붕괴 공정에는 4시간 반 정도의 시간이 걸린다.

프리폼 튜브를 프리폼으로 붕괴하는데 걸리는 시간을 감소시키는 것은 바람직한 일이었다. 이러한 문제를 해결하는 것은 비용이 상기 과정에 대해 필요한 시간에 직접적으로 비례함에 따라 상당한 이익을 갖게 된다.

그래서, 종래기술에서도 이러한 문제를 해결하려 하였고 많은 기술이 제안되었으나 광범위하게 받아들여진 것은 없었다. 직선화 기술을 이용할 수 있는 상기 문제에 대한 해결방법은 상당히 직선적인 저가의 프리폼을 제공한다.

상기한 종래 기술의 문제점은 본 발명의 장치 및 방법에 의해 해결된다. 튜브를 가열하여 붕괴시키는 방법에는 튜브의 세로축을 중심으로 회전시키기 위해 그 단부를 지지하는 단계가 포함된다. 튜브의 외부 표면은 튜브의 길이 부분을 향해 토치 어셈블리를 통하여 가스를 흐르게 하므로서 가열된다. 튜브의 길이를 연속적으로 증가시킬 때 튜브가 회전하고 있는 동안 가열대와 튜브 사이의 연관 동작에 의해 온도 단면도를 가진 가열대에 노출된다. 튜브가 회전함에 따라, 가열 에너지는 튜브와 관련된 좁은 대역으로 향하여 한정됨으로서 튜브는 고체막대로 붕괴된다. 가열대의 상당 부분이 튜브의 길이 부분을 따라 튜브의 사실상 전체 영역에 대해 한정된다. 가스는 가열대의 비교적 좁은 최대 온도 구역이 생기도록 토치 어셈블리로 부터 튜브의 길이 부분으로 향하게 된다. 상기한 바는 토치 어셈블리의 출입구로 부터 나오는 가스의 흐름 방향이 소정의 거리에 대해 측방으로 한정되게 함으로서 달성된다.

광섬유가 뽑아지는 프리폼 튜브의 제조에 있어서, 일반적으로 원형 단면을 가지는 기질 튜브는 그 단부에서 회전가능하게 지지된다. 기질 튜브는 도프된 반응물이 튜브에서 용착되어 소정의 단면을 형성하는 동안 회전되며 초기 온도로 가열된다. 용착하는 동안, 튜브의 온도는 통과하는 수가 증가함에 따라 초기 온도로부터 증가한다. 그런 다음, 튜브의 외부 표면은 이동하는 가열대에 의해 초기 온도보다 높은 범위 내의 온도로 가열되며 튜브는 전술한 방법에 따라 막대로 붕괴된다.

원형 단면 및 용착된 코어를 가진 길게 늘여진 유리 프리폼 튜브를 붕괴시키기 위한 장치에 있어서, 튜브의 세로축 중심으로 회전 가능하도록 튜브의 단부를 파지하기 위한 설비가 제공된다. 상기 장치는 프리폼 튜브를 가열하기 위한 토치를 포함한다. 토치에 의해 발생되는 가열대와 프리폼 튜브 사이를 여러번 통과하는 상대적 운동에 의해 튜브가 회전하는 동안 가열되는 튜브의 길이는 연속적으로 증가한다.

토치에 의해 제공되는 가열 에너지는 머플 튜브에 의해 한정되는데, 머플 튜브는 제시된 실시예에서 융착모드의 초기 부분 동안 후미 측면이 되는 토치의 한 측면에서 소정의 거리만큼 토치의 한 측면으로 부터 다른 측면으로 프리폼 튜브를 감싼다.

또한, 토치는 가열대의 최대 온도 부분의 적용을 최적화하도록 수정된다. 이러한 일은 연소 가스용 방출구를 포함하는 튜브의 중앙 부분을 그곳에 인접한 부분에 대해 우묵하게 만들므로서 그렇게 하여 가열대가 좁아지게 함으로써 이루어진다. 가스 흐름 통로의 부분적 한정과 함께 머플 튜브를 이용하므로서 종래 기술의 장치 보다 상당히 짧은 시간 내에 붕괴가 이루어진다.

이제 제1도를 참고로 하면, 고체 실리카 유리 프리폼을 제조하기 위해 유리 튜브를 가열하고 붕괴시키는 장치가 참조번호(30)으로 표시되어 도시되어 있다. 용착 모드 동안에, 기질 튜브(31)는 튜브로 공급되는 가스의 반응 생성물 및/또는 도펀트가 튜브의 내부벽으로 용해 되도록 하기 위해 가열되어서 통신용으로 사용하기에 적합한 광학적 단면을 가진 프리폼 튜브를 제공한다. 참조번호(31)는 기질 튜브 및 프리폼 튜브 모두를 표시하는데 사용된다. 유리 튜브(31)의 가열은 가스 상태 반응물이 튜브로 전달되는 동안에 이루어 진다. 상기 전달의 시스템은 미국 특허 제4,276,243호에 기술되어 있다.

장치(30)는 일반적으로 유리 튜브(31)를 그 세로축(36)을 중심으로 회전하도록 지지하는데 이용되는 심압대(34) 및 주축대(33)를 가진 선반(32)을 구비한다. 선반(32)는 또한 선반을 따라 상호 이동 하도록 장착된 운반대(40)를 포함한다. 운반대(40)에는 번호(50)로 표시된 토치 어셈블리와 번호(51)로 표시된 붕괴 장치가 장착된다.

토치 어셈블리(50)는 연소성 가스의 흐름이 튜브(31)로 향하는 화염을 만들도록 하는데 쓰여 진다. 연소 가스로부터의 열기를 튜브의 원하는 표면 지역에 한정하므로서, 토치 어셈블리(50)는 튜브의 표면에서 온도 단면(55)을 가진 가열대(54)(제2도 참조)를 만든다. 운반대(40) 상에 토치 어셈블리(50)를 장착하고 튜브(31)와 연관된 이동을 함으로서, 고온대로 인용되는 가열대가 튜브의 길이를 따라 이동되게 한다. 토치 어셈블리(50)는 운반대(40)에 장착된 포스터(57)로 부터 지지되는 브래킷(53)에 의해 지지된다. 브래킷(53)을 조절하므로서, 토치 어셈블리(50)는 튜브(31)로 부터의 거리 범위 내에서 또는 튜브에서 떨어진 다수의 위치 중 하나로 이동된다.

토치 어셈블리(50)는 튜브의 내부 표면에 물질이 융착되도록 유리 튜브를 가열하고 그 튜브를 붕괴시키도록 증가되는 온도를 제공하는 용도에 관련하여 설명되었다. 그러나, 이러한 설명은 설명을 위한 것으로 인스턴트 토치 어셈블리에 제한되는 것이 아니며 여러가지 형태의 다른 물건을 가열하는데도 유익하게 이용된다.

제3도 및 4도에 투시도 및 분해도를 도시된 토치 어셈블리(50)는 동일한 모양의 제1 및 제2외부 플레이트형 부재(62) 및 (64)를 각각 구비하며, 외부 부재와 같은 넓이로 퍼지는 아치형 표면을 가진 가스 배출구 플레이트(66)를 구비한다.

외부 부재(62) 및 (64)는 각각 아치모양의 플리넘(68) 및 그들 사이를 연결하는 입력 도관(72)을 구비한다. 또한, 제1 및 제2외부 부재(62) 및 (64)는 각각 연결 도관(75) 및 냉각 튜브(76)에 연결된 채널(74)을 갖는다. 다수의 장전 홀(78-78)의 부재(62)를 관통하며 다수의 홀(79)이 부재(64)를 관통한다. 가스 배출구 플레이트(66)는 내부 아치형 표면(80)을 구비한다.

제3도 및 제4도에 도시된 바와 같이, 가스 배출구 플레이트(66)는 제1주표면(84)에 가공된 방사형으로 배치된 다수의 제1홈 또는 슬롯(82-82)과 제2주 표면(88)에 가공된 방사형으로 배치된 다수의 제2홈 또는 슬롯(86-86)을 갖는다. 홈(82 및 86)은 표면(80)으로 개방되어 있다. 가스 배출구 플레이트(66)는 외부 부재가 가스 배출구 플레이트와 조합될 때 외부 부재(62 및 64)의 홀(78-78) 및 (79-79)와 일직선으로 정렬되는 다수의 홀(92-92)을 갖는다.

제3도는 외부 부재(62 및 64) 사이에 판 모양의 가스 배출구 플레이트(66)를 집어 놓고 홀(78,79,92)을 관통하는 다수의 볼트(94-94)로 구성부를 고정시키므로써 조합되는 토치 어셈블리(50)의 투시도이다. 제3도로부터 판모양의 가스 배출구 플레이트(66)는 두 개의 플리넘(68-68)으로 분리되어 있고 홈의 방사형 길이는 토치 어셈블리(50)의 아치형 외부 표면(96 및 98)의 빈곳으로부터 부재(62 및 64)의 플리넘(68-68)으로 각각 연결하기에 충분하다는 것을 알 수 있다. 제3도 및 제4도에 도시된 실시예에서, 홈(82) 및 (86)은 서로 사이에 끼워져 있지만, 정렬된 홈 또는 오프셋 홈과 같은 다른 배열이라도, 예컨대, 사용되는 가스, 표면의 조합, 원하는 온도 등과 같은 요인에 따라서 효과적으로 이용될 수 있다.

제3도에 도시된 특정한 시험적인 실시예에서, 외부 부재(62 및 64)와 플레이트(66)는 스테인레스 스틸로 제조되며 튜브(66)도 스테인레스 스틸로 제조된다. 물론, 그 이외의 적당한 재질이 이용될 수도 있다.

작동에 있어서, 기질 튜브(31)는 선반(32)의 주축내(33) 및 심압대(34)에 의해 지지되며 회전된다. 이제 수소가 도관(72)을 거쳐서 외부 부재(64)의 플리넘(68)으로 흐르는 동안 도관(72)을 거쳐 외부 부재(62)의 플리넘(68)으로는 산소가 흐른다. 산소 및 수소 가스는 플리넘(68-68)을 통과하여 각각 홈(82) 및 (86)을 통하여 교대로 분출된다. 가스들은 토치 어셈블리(50)의 표면(80)에서 혼합되어 튜브(31)로 향하는 화염을 만들도록 점화된다. 토치 어셈블리(50)는 주축대(33)로 부터 심압대(34)로 여러번 통과하여 기질 튜브의 길이를 따라 반복 이동하여서 미국 특허 제4,217,027호에 상세히 설명된 바와 같이 광학 프리폼을 제조하기에 충분한 열을 제공한다. 물과 같은 냉각제가 각각의 튜브(76)를 통과하여서 아치형 표면(80)의 온도가 그 표면상에 산화물이 형성되는 것을 방지하기에 충분할 정도로 낮게 유지되어 제조도중 프리폼의 표면을 오염시킬 수 있는 특정 물질의 방출을 방지한다. 상기 특정 물질은 거기서 뽑아내어지는 파이버의 강도에 악 영향을 줄 수 있다. 비록 각각의 외부 플레이트의 간편한 실시예가 냉각 튜브(76)와 연결되어 있지만, 여러가지 다른 기술도 사용될 수 있다. 또한 실시예의 토치 어셈블리는 산소-수소 혼합물을 제공하지만, 다른 적절한 가스 혼합물을 이용할 수도 있다.

통상적으로, 용착용 화학 물질은 주축대 단부에서 기질 튜브로 공급된다. 가스는 심압대 단부에서 배출된다. 용착 모드시에, 튜브는 주축대로 부터 심압대를 향해 여러번 이동한다.

용착 모드 후에, 토치 어셈블리는 붕괴 모드에서 처음에 두번 주축대(33)에서 심압대(34)로 이동한다. 붕괴 모드동안에, 가스의 흐름 속도는 상당히 증가된다. 프리폼 튜브의 배출단부가 핀치 오프된 다음 토치 어셈블리는 심압대에서 주축대로 이동한다. 제1도에 도시된 바와 같이, 직선화 장치(51)에는 롤러(90)가 제공된다. 롤러(90)는 붕괴 모드의 처음 두 번의 통과 후에 붕괴 모드동안 소정의 횟수로 프리폼 튜브와 맞닿아 이동하여 튜브가 직선화되게 한다. 이러한 롤러 및 그 작동은 전술한 미국 특허 제4,477,273호에 기술되어 있다. 다음에, 심압대에서 주축대로 두 번의 통과가 행해져서 대략 16.5mm 내지 18.1mm 범위의 직경을 가진 프리폼 막대로의 프리폼 튜브의 붕괴가 완성된다. 상기 막대로부터 광섬유가 뽑아 진다. 미국 특허 제4,370,355호 참조.

본 발명의 장치(30)는 붕괴 시간을 감소시키도록 설명된 장치의 부분과 협동하는 부수적 특성을 수반한다. 토치 어셈블리는 외부 플레이트의 내부 표면(96 및 98)과 연속되는 부분(104)의 내부 표면(102)을 가진 외부 부재(62 및 66)에 의해 지지되는 머플 튜브(100)를 포함한다. 머플 튜브(100)는 프리폼 튜브로 고온도계(106)가 접근할 수 있게 하는 개구(105)를 갖는다. 머플 튜브(100)의 외부 주변 표면(109)은 외부 토치 부재(62 및 64)의 내부반경보다 큰 반경을 가지며 외부 부재의 방사형 부분(111 및 113)에 맞닿은 튜브의 한 부분(104)의 방사형 표면을 갖는다.

머플 튜브(100)의 다른 부분(115)은 한 부분(104)으로 부터 주축대(33)로 뻗쳐지며 외부 부재(64) 위로 걸쳐 진다. 이것은 스트랩(119-119)에 의해 정위치로 파지되는 브래킷(117-117)에 의해 지지된다. 위로 걸쳐진 길이는 운반대 속도 및 가열대(54)의 원하는 온도 단면의 함수로서 결정된다.

머플 튜브는 주축대(33)로 향하는 토치 어셈블리(50)의 측면부위에만 걸치는 것이 바람직하다. 비교적 고속 통과시에, 가열대(54)의 최대 온도 부분이 토치의 센터 라인으로부터 최대로 뒤쳐질 때, 최대 온도 부분이 머플 튜브에 의해 감싸지는 것이 필요하다.

머플 튜브의 위로 걸쳐짐은 본 발명의 공정에 의해 제공되는 이동 가능한 프리폼 튜브의 양에 관해서도 중요하다. 프리폼 튜브의 이용 가능한 부분은 주축대로부터 수 센티미터 거리에서 부터이다. 따라서, 주축대 측에서 토치 어셈블리(50)의 위로 걸쳐짐이 각각의 통과시에 토치 어셈블리가 주축대와 맞닿는 것을 방지하더라도, 이것이 이용 가능한 프리폼의 양을 감소시키지 않는다. 감소의 정도는 물론 토치 어셈블리의 심압대측 위로 걸쳐진 양에 따른다.

토치 어셈블리(50)는 튜브를 프리폼 막대로 붕괴시키는 프리폼 튜브로의 가열대의 인가를 최적화하도록 구성된다. 제1도 및 제3도에 도시된 바와 같이, 가스 배출구를 제공하도록 구멍이 내어진 플레이트인 중간 플레이트(66)의 아치형 표면(80)은 가장 외부의 부재(62 및 64) 사이에 들어가 있다. 다시 말해, 구멍 뚫린 플레이트(66)의 가장 안쪽의 표면(80)의 반경은 외부 부재의 가장 안쪽의 표면의 반경보다 크다. 제시된 실시예에서, 통상적인 토치의 구멍뚫린 플레이트의 반경은 약 0.15cm 정도 크다. 제시된 실시예에서, 각각의 외부 부재(62 및 64)의 내부 반경이 3.44cm인 반면 가스 배출구 플레이트의 내부 반경, 즉 슬롯이 개방되는 가스 배출구 플레이트의 표면(80)의 반경은 3.59cm이다.

머플 튜브(100)와 협동하는 우묵 들어간 가스 배출구 플레이트(66)는 용착 및 붕괴시 모두에 유익한 것을 알 수 있다. 우묵하게 들어간 결과로, 가열대의 최대 온도 부분은 좁아지며 따라서 종래 기술의 것보다 더욱 집중된다. 용착 시에, 가스의 흐름 속도는 붕괴 모드에서 보다 상당히 느리다. 이것을 머플 튜브와 함께 하여 가열대가 넓어지게 한다. 그런데, 붕괴 시에, 증가된 흐름 속도는 가열대가 좁아지게 한다. 또한, 가열대가 좁아질수록 온도 단면을 더욱 제어되며 기질 유리를 붕괴시키는데 필요한 시간은 줄어 든다.

붕괴 모드에서 장치(30)의 동작에 있어서, 토치 어셈블리가 주축 내에서 심압대쪽으로 7.80m/min 속도로 이동하는 제1붕괴 통과를 이용하는 것이 보통이다. 같은 방향으로부터의 제2통과는 6.60m/min 속도로 이루어진다. 심압대에서 주축 내로의 반대 방향의 제3, 제4, 제5통과는 각각 4.8, 3, 3m/min 속도로 이루어진다.

고속의 처음 두번의 통과 때에 가열대 단면의 최대 온도는(제2도 참조) 두 개의 외부 노치 부재(62 및 64) 사이에 배치된 가열대 부분에 뒤쳐진다. 그런데, 주축대쪽으로 향하는 토치 어셈블리(50)의 측면에 배치되는 머플 튜브의 위로 걸쳐진 양에 따라서, 가열대의 최대 부분은 머플 튜브의 위로 걸쳐진 부분 내에서 발생된다. 결과적으로, 최대 가열 에너지는 운반대(40)의 속도에 상관없이 튜브(31) 주위의 머플 튜브 내에서 한정되어 연속된다. 따라서 머플 튜브(100)는 머플 튜브 내에 배치된 튜브의 부분으로 인가되는 가열 에너지를 집중시키는데 효과적이다.

붕괴시에 마지막 3번의 통과에 있어서, 운반 속도는 처음 두번 동안보다 느리다. 그러므로, 머플 튜브(100)의 위로 걸쳐진 부분이 토치 어셈블리의 선두측상의 통과시에 비치된다하더라도, 대칭적으로 배열된 단면으로부터 온도 단면의 지연은 그렇게 크지 않다. 결과적으로, 상기 통과 시에도, 가열대는 머플 튜브(100)내에서 충분히 한정된다.

설명된 운반대 속도로 인가되는 가열 에너지를 최대화하기 위해 우묵들어간 가스 배출구 플레이트는 머플 튜브(100) 및 그 위로 걸쳐진 부분과 협동한다. 가스 배출구 플레이트가 우묵하게 들어간 양이 중요하다는 것이 알려져 있다. 만약 너무 크거나 또는 작다면, 만들어진 프리폼이 구멍을 많이 포함하게 된다. 대략 0.15cm 정도 들어가는 것이 적절하며 가장 양호한 결과를 갖는다는 것이 알려져 있다.

운반대 속도와의 연결, 구멍 뚫린 플레이트(66)의 들어간 양, 머플 튜브(100)의 길이 등이 중요한 요소이다. 이러한 변수 중 하나 또는 모든 것이 가열대의 온도 단면 및 프리폼 튜브가 프리폼 막대로 붕괴되도록 하는데 필요한 시간 등을 제어하기 위해 변경될 수 있다. 본 발명의 방법 및 장치를 이용하면 프리폼 튜브를 막대로 붕괴시키는데 걸리는 시간이 약25퍼센트 감소한다는 것을 알 수 있다.

용착 모드에 대해서, 가열대는 머플 튜브 및 우묵한 가스 배출구 플레이트를 갖지 않는 토치를 이용하는 용착 모드때와 거의 동일하다. 다시 말해, 머플 튜브 및 우묵한 가스 배출구 플레이트를 가진 토치 어셈블리를 사용하면 용착시에 가스의 흐름 속도를 느리게 할 수 있고 그렇게 하여 가스 소비가 상당히 줄어들게 된다. 그럼에도 불구하고, 흐름 속도가 느릴 때 조차도, 머플 튜브는 가열 에너지를 재방사하며, 가열대가 머플 튜브 및 우묵하게 들어간 것이 없을 때 만큼 넓어지게 한다.

전수한 바와 같이, 우묵하게 들어간 가스 배출구 플레이트는 가열대를 좁게 만든다. 비교적 좁은 가열대는 머플 튜브가 협력하여 높은 온도를 제공한다. 또한, 흐름 속도는 우묵한 가스 배출구 플레이트 및 머플 튜브를 갖지 않는 토치를 사용하는 것보다 용착 시에는 상당히 크지만 붕괴시에는 대략 비슷하다. 좁은 가열대, 머플 튜브, 큰 흐름 속도 등이 서로 협력하기 때문에, 프리폼 튜브 상의 가스의 힘은 크게 된다. 이러한 결과로 붕괴 시간은 대략 25퍼센트 감소한다.

토치 어셈블리(50)는 세 가지 기본 구성부, 즉, 외부 부재(62) 및 (64), 가스 배출구 플레이트(66) 중 임의의 것을 대체하므로써 손쉽게 수리될 수 있다. 또한, 토치 어셈블리(50)에 의해 제공되는 가열대 및 화염 인가 지역은 홈(82 및 86)의 크기 및/또는 가스 배출구 플레이트(66)의 두께를 변경하므로써, 또는 가스 배출구 플레이트가 우묵하게 들어가는 양은 변경하므로써 쉽게 수정될 수 있다.

제시된 실시예에서 머플 튜브(100)는 외부 부재 중 하나(62 또는 64) 위로 걸쳐지도록 되어 있지만, 다른 실시예도 이용될 수 있다. 제5도에는 부재(62) 및 (64) 양측으로 걸쳐진 머플 튜브(120)가 도시되어 있다. 측면 부재(64)가 주축대로 향하는 것을 기억하면, 측면 부재(64)로 부터 머플 튜브(120)의 걸쳐짐은 측면 부재(62)를 통과한 것보다 크다.

제6도에는 머플 튜브의 또다른 실시예가 도시되어 있다. 여기서 머플 튜브(130)는 한 측면 부재(62)의 외부 표면으로 부터 다른 측면 부재(64)의 외부 표면으로만 뻗쳐지게 되어 있다. 머플 튜브(130)는 크램프(132-132)에 의해 정위치로 파지된다.

상술한 장치들은 본 발명을 간단하게 설명한 것으로 이해된다. 본 기술분야에 숙련된 사람이면, 본 발명의 원리를 구현하며 본 발명의 정신 및 범주 내에 드는 또다른 장치를 고안할 수 있을 것이다.

Claims (10)

1. 유리질 튜브(glassy tube)를 광섬유가 뽑아지는 막대모양으로 붕괴시키도록 상기 튜브를 가열하는 방법으로서, 상기 튜브 길이부분의 한 외주 부분과 부분적으로 외접하는 아치형의 표면을 가진 토치 어셈블리(torch assembly)를 통해 상기 튜브가 횡단하여 연장되므로써 상기 튜브의 세로축 중심의 회전을 위한 세로축을 가진 유리질 튜브를 지지하는 단계와, 상기 튜브가 그 세로축을 중심으로 회전하도록 하는 단계와, 상기 토치 어셈블리의 아치형 표면으로 개방되는 토치 어셈블리 내의 다수의 통로를 통하여 연소성 가스를 상기 튜브의 길이 부분으로 향하게 함으로서 가열대(a zone of heat)를 제공하도록 상기 튜브의 외부 표면을 가열하는 단계와, 다수의 통과시 가열대와 함께 상기 튜브의 길이부분을 횡단하는 단계와, 상기 토치 어셈블리를 형성하는 재질의 질저하를 방지하도록 최소한 통로에 인접한 토치 어셈블리 부분을 냉각하는 단계 및 상기 막대로 부터 광섬유를 뽑아내는 단계를 구비하는 유리질 튜브 가열 방법에 있어서, 상기 토치 어셈블리의 아치형 표면에 의해 부분적으로 한정되는 부분의 길이와 최소한 동일한 튜브 길이 부분을 따라 튜브의 전체 외주를 한정하므로써 상기 가열대의 상당 부분이 한정되는 단계 및 상기 튜브가 막대로 붕괴되도록 상기 가열대를 한정하는 단계와 제휴하고 비교적 좁은 가열대가 만들어지게 되는 방식으로 가스가 토치 어셈블리로부터 튜브와 맞물린 곳으로 향하게 되도록 상기 통로들로 부터 가스가 방출된 후 소정의 거리로 연소성 가스의 흐름 경로의 일부분을 한정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 유리질 튜브 가열 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 튜브의 붕괴가, 상기 토치 어셈블리를 상기 튜브를 따라 제1방향으로 여러번 통과시킨 후 상기 제1방향과 반대 방향인 제2방향으로 여러번 통과시킴으로써 이루어지며, 상기 가열대가 튜브의 세로축과 평행한 방향으로 상기 토치 어셈블리의 길이부분과 상기 토치 어셈블리의 한 측면을 벗어난 소정의 거리로 한정되며, 상기 토치 어셈블리가 선단부 및 후단부를 포함하므로써 상기 토치 어셈블리를 벗어난 상기 가열대의 한정이 상기 제1방향으로, 다수의 통과시, 상기 토치 어셈블리의 선단부를 뒤따르는 후단부를 벗어나 이루어지는 것을 특징으로 하는 유리질 튜브 가열 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 붕괴 모드 동안의 가스의 흐름 속도가 튜브의 내부 표면에 물질이 용착되는 모드 동안의 속도보다 상당히 빠르며, 상기 가스의 흐름경도의 측방 한정 및 튜브 부분외주의 한정과 제휴하는 가스의 흐름 속도가 튜브를 막대로 붕괴시키는 데 필요한 시간을 상당히 감소시키는 것을 특징으로 하는 유리질 튜브 가열 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 토치 어셈블리의 두 대향 측면 각각에 인접한 튜브의 일부분이 한정되는 것을 특징으로 하는 유리질 튜브 가열 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 토치 어셈블리의 대향 측면 사이에서 연장되는 튜브 부분만이 한정되는 것을 특징으로 하는 유리질 튜브 가열 방법.
6. 유리질 튜브의 세로축을 중심으로 회전하도록 유리질 튜브를 지지하므로써, 상기 튜브가 튜브 길이의 일부분과 외접하는 토치 수단의 아치형 표면을 지나 연장되도록 지지되는 지지 수단과, 가열대를 제공하도록 상기 튜브를 향해 연소성 가스가 흐르게 하는 다수의 통로를 포함하는 토치 수단과, 최소한 상기 튜브에 인접한 상기 통로를 한정하는 상기 토치 수단 부분을 냉각시키므로써 상기 토치 수단 및 상기 튜브의 오염을 방지하게 되는 냉각 수단 및 상기 튜브를 세로축을 중심으로 회전시키는 수단을 구비하는 유리질 튜브 가열 장치에 있어서, 상기 토치 수단의 아치형 표면과 제휴하여, 상기 튜브를 온도 프로필(temperature profile)을 제어하도록 상기 토치 수단의 아치형 표면에 의해 한정되는 길이를 초과하는 튜브의 길이 부분을 따라 튜브의 사실상 전체 외주부분에 대해 튜브 및 가열대를 한정하며, 상기 튜브의 주변 표면을 한정하기 위해 상기 튜브의 주변 표면으로 부터 동일한 거리만큼 떨어진 아치형 표면을 포함하는 머플 수단과, 상기 튜브의 연속적인 길이 부분이 가열되도록 상기 튜브를 따라, 튜브, 상기 토치 수단 및 상기 머플 수단 사이에서 상대 이동을 이르키는 수단 및 상기 가스가 통로로부터 방출한 후, 가스의 흐름경로를 따라 소정의 거리로 연소성 가스를 한정하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 유리질 튜브 가열 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 머플 수단이 상기 세로축 방향으로의 상기 토치 수단의 폭을 가로질러, 그리고 상기 머플 수단의 한 측면으로의 소정의 거리로 상기 가열대를 한정하는 튜브형(tubular) 수단을 포함하며, 상기 튜브형 수단은 상기 토치 수단의 폭을 가로질러 배치되며 상기 토치 수단을 그의 측면 상에서 걸치는 부분을 포함하며, 상기 토치 수단의 주 측면 표면 사이에 배치된 튜브의 사실상 전체 주변을 한정하도록 상기 토치 수단의 상기 아치형 표면과 제휴하며, 튜브의 부수적 부분의 전체 주변을 한정하도록 상기 위로 걸쳐진 부분에서만 효과적인 것을 특징으로 하는 유리질 튜브 가열 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 토치 수단이 그것의 폭에 의해 선단측면으로 부터 분리된 상기 토치 수단의 후단 측면을 상기 토치 수단의 선단 측면이 선행하게 하므로써, 상기 튜브의 한 단부로 부터 다른 단부로의 제1다수 통과에 의해 이동하기에 적합하며, 상기 머플 수단이 상기 후단측면 위로 걸쳐지는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리질 튜브 가열 장치.
9. 제7항에 있어서, 상기 머플 수단이 제1 및 제2부분을 포함하되, 상기 머플 수단의 제1부분은 부분적으로 튜브형이고, 상기 토치 수단의 주 측면 표면 사이로 연장되는 튜브 부분의 전체 외주를 감싸도록 상기 토치 수단의 내부 아치형 표면과 제휴하며, 제2부분은 튜브형이며, 상기 토치 수단의 주 측면 표면 중 하나 위로 걸쳐지고, 한 주측면 표면을 벗어난 튜브 부분의 사실상 전체 외주 부분을 감싸는 것을 특징으로 하는 유리질 튜브 가열 장치.
10. 제7항에 있어서, 상기 머플 수단이 최소한 상기 토치 수단의 외부 주표면 사이에 연장되는 것을 특징으로 하는 유리질 튜브 가열 장치.

Images