KR100243328B1 - Fiber cooling apparatus - Google Patents
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Abstract
광섬유 인출장치의 용융로로부터 인출된 광섬유를 냉각시켜주는 광섬유 냉각장치가 개시되어 있다.Disclosed is an optical fiber cooling device for cooling an optical fiber drawn out from a melting furnace of an optical fiber drawing device.
이 개시된 광섬유 냉각장치는 프레임과; 각각 냉각물질이 순환되는 독립적인 공간을 이루도록 소정 간격 이격된 내벽과 외벽을 가지며, 서로 대칭되는 구조로 분리 및 결합 가능하게 마련된 제1 및 제2냉각부재와; 제1 및 제2냉각부재의 결합시에 그 내부에 형성되는 광섬유가 통과되는 관통공과; 프레임에 설치되어, 광섬유 인출 작업 진행에 따라 제1 및 제2냉각부재가 분리 및 결합되도록 제1 및 제2냉각부재를 서로 반대방향으로 이송시키는 이송수단과; 제1 및 제2냉각부재의 상,하단에 이송수단의 이송에 따라 각각 분리 및 결합가능하며 제1 및 제2냉각부재의 결합시에 그 중앙부에 광섬유가 통과되는 구멍이 형성되도록 마련되어, 제1 및 제2냉각부재의 상,하단을 통과하는 광섬유의 경로를 가이드하는 상,하단가이드부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The disclosed optical fiber cooling device includes a frame; First and second cooling members each having an inner wall and an outer wall spaced apart from each other so as to form an independent space through which cooling materials are circulated, and separated and combined in a symmetrical structure; A through hole through which an optical fiber formed therein passes through when the first and second cooling members are combined; A transfer means installed in the frame and transferring the first and second cooling members in opposite directions to separate and couple the first and second cooling members as the optical fiber drawing operation proceeds; The upper and lower ends of the first and second cooling members, respectively, can be separated and coupled according to the transfer of the conveying means. And upper and lower guide members for guiding a path of the optical fiber passing through the upper and lower ends of the second cooling member.
이와 같은 광섬유 냉각장치는 냉각 효율을 극대화하면서도, 광섬유 인출을 위한 준비 작업시 및 인출속도 가속기간 동안 광섬유가 냉각장치에 달라붙게 되어 생기는 마찰로 인한 단선을 방지할 수 있다.Such an optical fiber cooling device can maximize the cooling efficiency, while preventing breakage due to friction caused by the optical fiber sticking to the cooling device during the preparation work for the optical fiber extraction and during the speed of the extraction speed.
Description
본 발명은 광섬유 냉각장치에 관한 것으로, 상세하게는 광섬유 인출장치의 용융로로부터 인출된 광섬유를 냉각시켜주는 광섬유 냉각장치에 관한 것이다.The present invention relates to an optical fiber cooling device, and more particularly, to an optical fiber cooling device for cooling an optical fiber drawn out from a melting furnace of an optical fiber drawing device.
일반적으로, 도 1에 도시된 바와 같은 광섬유 인출장치에서 광섬유모재(10)는 용융로(20)에서 충분한 온도로 용융되어 광섬유(25)로 인출된다. 이 인출되는 광섬유(25)는 냉각장치(30)를 지나면서, 광섬유에 피복을 입히기에 적합한 소정 온도로 냉각된다. 냉각된 광섬유(25)는 피복장치(40)를 거치면서 피복이 입혀지고, 자외선 경화장치(43)를 통과하면서 경화된후, 캡스탄(45)를 통과하여 와인더(미도시)에 감기게 된다. 이때, 상기 캡스탄(45)은 인출되는 광섬유(25)의 출력속도를 제어한다.In general, in the optical fiber drawing device as shown in FIG. 1, the optical
상기한 바와 같이 용융로(20)에서 인출되는 광섬유(25)를 적정 온도로 냉각하기 위한 종래의 냉각장치(30)는 도 2에 도시된 바와 같이, 냉각튜브(33)와, 상기 냉각튜브(33)의 상,하단에 각각 형성된 상,하단 가이드부재(36)(37)로 이루어진다.As described above, the
상기 냉각튜브(33)는 그 단면 형상이 환형인 공간이 형성되어 있으며, 이 냉각튜브(33)의 내벽(33a) 중심부에는 광섬유(25)가 통과하는 관통공(31)이 형성되어 있다. 상기 관통공(31)에는 헬륨 등의 냉각가스가 가스주입구(36)를 통해 주입된다.The
그리고, 상기 냉각장치(30)를 외부 환경과 단열시키기 위해, 상기 냉각튜브(33)의 외벽(33b)에 형성된 주입구(34)와 배출구(35)를 통하여 상기 냉각튜브(33)의 내,외벽(33a)(33b) 사이의 공간에 냉각수 또는 액체질소 등을 순환시킨다.And, in order to insulate the
상기 상,하단가이드부재(36)(37) 각각의 중심에는 광섬유가 통과할 수 있는 구멍이 형성되어 있다.The center of each of the upper and
이때, 냉각효율은 상기 광섬유(25)가 지나가는 경로의 상,하단가이드부재(36)(37)의 구멍 직경이 작을수록 좋아진다.At this time, the cooling efficiency is improved as the hole diameter of the upper and
한편, 대량 생산을 위해 광섬유 인출속도가 급격히 증가됨에 따라, 인출장치의 높이가 증가되고 냉각효율을 극대화할 수 있는 구조의 냉각장치가 요구되고 있다. 실제로, 분당 1200m 정도의 고속으로 광섬유를 인출하기 위해서는 인출장치의 높이가 적어도 20 - 25m 정도, 냉각장치(30)의 길이도 6 - 12m 정도가 되어야 한다.On the other hand, as the optical fiber drawing speed is rapidly increased for mass production, the height of the drawing device is increased and a cooling device having a structure capable of maximizing the cooling efficiency is required. In fact, in order to pull out the optical fiber at a high speed of about 1200m per minute, the height of the extractor should be at least 20-25m and the length of the
그러므로, 상기한 바와 같은 종래의 냉각장치(30)가 고속 광섬유 인출장치에 채용되는 경우, 냉각효율을 극대화하기 위해 상,하단가이드부재(36)(37)에 형성된 구멍의 직경이 최소화된다.Therefore, when the
이 경우, 광섬유(25)의 적정 인출속도에 도달하기 전에 적정 직경보다 굵게 인출되는 광섬유(25)가 상기 구멍의 측면에 긁히면서 광섬유(27)가 단선되는 문제가 있다.In this case, there is a problem that the optical fiber 27 is disconnected while the
또한, 초기 준비작업시에 분당 15 - 30m 정도의 저속으로 인출되는 광섬유(25)가 원래의 광섬유 경로를 이탈하여 휜 상태에서는 수 m에 이르는 냉각장치(30)를 지나면서, 그 측벽과의 마찰에 의한 단선이 발생될 수 있다.In addition, the
또한, 인출되는 광섬유(25)의 외경이 125정도로 아주 얇으므로, 인출 공정에서 발생되는 정전기의 영향으로 광섬유 인출을 위한 준비 작업시 광섬유(25)가 냉각장치(30)의 측면에 달라붙게 되어 단선이 발생될 수 있다.In addition, the outer diameter of the drawn
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 초기 준비작업시에 광섬유의 단선이 방지되고 고속 광섬유 인출장치에 적합한 광섬유 냉각장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an optical fiber cooling device suitable for a high speed optical fiber drawing device, which prevents disconnection of an optical fiber during initial preparation.
도 1은 일반적인 광섬유 인출장치를 개략적으로 보인 도면,1 is a view schematically showing a typical optical fiber drawing device,
도 2는 종래 광섬유 냉각장치를 개략적으로 보인 도면,Figure 2 schematically shows a conventional optical fiber cooling device,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 냉각장치를 개략적으로 보인 도면,3 is a schematic view of an optical fiber cooling apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 4는 도 3의 동작상태를 개략적으로 보인 도면.4 is a view schematically showing the operating state of FIG.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
20...용융로 25...광섬유20
100...냉각장치 110,120...제1 및 제2냉각부재
130,135...프레임 140,145...이송수단130,135 ... frame 140,145 ... transport
150...관통공 170...상단가이드부재150 ... through
180...하단가이드부재 190...경사 가이드부재180 ...
195...밀폐부재195.Sealed member
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광섬유 냉각장치는, 프레임과; 각각 냉각물질이 순환되는 독립적인 공간을 이루도록 소정 간격 이격된 내벽과 외벽을 가지며, 서로 대칭되는 구조로 분리 및 결합 가능하게 마련된 제1 및 제2냉각부재와; 상기 제1 및 제2냉각부재의 결합시에 그 내부에 형성되는 광섬유가 통과되는 관통공과; 상기 프레임에 설치되어, 광섬유 인출 작업 진행에 따라 상기 제1 및 제2냉각부재가 분리 및 결합되도록 상기 제1 및 제2냉각부재를 서로 반대방향으로 이송시키는 이송수단과; 상기 제1 및 제2냉각부재의 상,하단에 상기 이송수단의 이송에 따라 각각 분리 및 결합가능하며, 상기 제1 및 제2냉각부재의 결합시에 그 중앙부에 광섬유가 통과되는 구멍이 형성되도록 마련되어, 상기 제1 및 제2냉각부재의 상,하단을 통과하는 광섬유의 경로를 가이드하는 상,하단가이드부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Optical fiber cooling apparatus according to the present invention for achieving the above object, the frame; First and second cooling members each having an inner wall and an outer wall spaced apart from each other so as to form an independent space through which cooling materials are circulated, and separated and combined in a symmetrical structure; A through hole through which an optical fiber formed therein passes through when the first and second cooling members are combined; Transfer means installed on the frame to transfer the first and second cooling members in opposite directions to separate and couple the first and second cooling members as the optical fiber drawing operation proceeds; It is possible to separate and couple the upper and lower ends of the first and second cooling members, respectively, according to the transfer of the transfer means, and to form a hole through which the optical fiber passes through the center of the first and second cooling members. And upper and lower guide members for guiding a path of the optical fiber passing through the upper and lower ends of the first and second cooling members.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 냉각장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.3 is a perspective view schematically showing the optical fiber cooling apparatus according to the embodiment of the present invention.
도 1 및 도 3을 참조하면, 프레임(130)(135)과, 광섬유 냉각장치(100)는 서로 대칭되는 구조로 분리 및 결합 가능하게 마련된 제1 및 제2냉각부재(110)(120)와, 상기 제1 및 제2냉각부재(110)(120)의 결합시에 그 내부에 형성되는 관통공(150)과, 상기 제1 및 제2냉각부재(110)(120)가 분리 및 결합되도록 상기 제1 및 제2냉각부재(110)(120)를 서로 반대방향으로 이송하는 이송수단(140)(145)과, 광섬유(25)의 경로를 가이드하는 상,하단가이드부재(170)(180)을 포함하여 구성된다.1 and 3, the
상기 제1냉각부재(110)는 냉각물질이 순환되는 독립적인 공간(111)을 이루도록 서로 소정 간격 이격된 제1내벽(113)과 제1외벽(114)을 가진다. 상기 제2냉각부재(120)는 냉각물질이 순환되는 독립적인 공간을 이루도록 서로 소정 간격 이격된 제2내벽(123)과 제2외벽(124)을 가진다.The
이때, 상기 제1 및 제2냉각부재(110)(120)는 서로 대칭되는 구조를 가지며, 상기 이송수단(140)(145)에 의해 서로 반대 방향으로 이송되어 결합될 때 그 내부에 광섬유(25)가 통과되는 상기 관통공(150)을 이루도록 형성되어 있다.In this case, the first and
도 3은 상기 제1 및 제2냉각부재(110)(120) 각각의 단면 형상이 내벽(113)(123)과 외벽(114)(124) 사이에 반고리형인 공간을 갖는 예를 보여준다. 따라서, 상기 관통공(150)은 상기 제1 및 제2내벽(113)(123)에 의해 둘러싸인 원통형의 공간을 이룬다. 여기서, 상기 내벽(113)(123)과 외벽(114)(124) 사이의 공간이 각각 "ㄷ"가 형상인 경우도 가능하다. 이 경우, 상기 관통공(150)은 사각 기둥 형상이 된다.3 shows an example in which the cross-sectional shape of each of the first and
한편, 이 제1 및 제2냉각부재(110)(120) 각각에는 냉각수 또는 액체질소 등의 냉각물질이 그 내부로 주입될 수 있도록 그 하방에 외벽(114)(124)을 관통하는 주입구(115)(125)가 설치되어 있다.On the other hand, each of the first and
그리고, 상기 제1 및 제2냉각부재(110)(120) 상방에는 주입된 냉각물질을 배출시킬 수 있도록 외벽(114)(124)을 관통하는 배출구(116)(126)가 설치되어 있다.In addition,
따라서, 상기와 같은 상기 제1 및 제2냉각부재(110)(120)는 각각에 냉각물질을 순환시킴으로써 상기 냉각장치(100)를 외부 환경과 단열시키게 된다. 그러므로 냉각장치(100)내에서 광섬유(25)로부터 방출된 열이 외부로 전달되지 않는다.Accordingly, the first and
한편, 상기 제1 및 제2냉각부재(110)(120) 중 적어도 일 냉각부재(110)의 하부에는 이 냉각부재(110)의 외벽(114)과 내벽(113)을 관통하여 상기 관통공(150)에 도달되는 가스 주입관(160)이 설치되어 있다. 이 가스 주입관(160)을 통하여, 헬륨 등의 냉각가스를 하방에서 상방으로 불어 넣어주면, 상기 관통공(150)을 통과하는 광섬유(25)를 적정온도로 냉각시킬 수 있다.Meanwhile, at least one of the first and
한편, 상기한 바와 같은 제1 및 제2냉각부재(110)(120)의 상단에는 광섬유(25)의 냉각효율을 극대화하기 위해 광섬유(25)가 삽입되는 통로의 크기를 최소로하는 상단가이드부재(170)가 마련되어 있다.On the other hand, the top guide member for minimizing the size of the passage in which the
상기 상단가이드부재(170)는 상기 제1 및 제2냉각부재(110)(120)의 상단에 각각 서로 대칭되는 형상 예컨대, 반원 형상으로 형성된 2개의 조각으로 이루어진다. 따라서, 상기 상단가이드부재(170)은 상기 제1 및 제2냉각부재(110)(120)와 함께 양쪽으로 분리 및 결합된다. 이때, 상기 조각의 서로 대향되는 면의 중심에 반원 모양의 홈이 형성되어 있다.The
따라서, 상기 제1 및 제2냉각부재(110)(120)가 맞대어지면, 상기 상단가이드부재(170)의 각 조각들이 서로 맞대어지는데, 이때, 맞대어져 결합된 상단가이드부재(170) 중앙부는 상기 홈에 의해 광섬유(25)가 관통되는 구멍(171)을 이루게 된다.Therefore, when the first and
마찬가지로, 상기 제1 및 제2냉각부재(110)(120)의 하단에는 상기 제1 및 제2냉각부재(110)(120)의 하단을 통과하는 광섬유(25)의 경로를 가이드하는 동시에, 상기 관통공(150)을 통과하여 빠져나가는 광섬유(25) 경로를 따라 냉각가스가 새는 것을 방지하는 하단가이드부재(180)가 마련되어 있다.Similarly, the lower ends of the first and
여기서, 상기 하단가이드부재(180)는 상기 상단가이드부재(170)와 마찬가지로 서로 대칭되는 형상 예컨대, 반원형상의 두 조각으로 이루어져 있다. 그리고, 상기 두 조각의 서로 대향되는 면의 중심에는 반원형의 홈이 형성되어 있다. 따라서, 상기 두 조각이 서로 맞대어지면 상기 하단가이드부재(180)의 중앙부는 광섬유(25)가 빠져 나갈 수 있는 원형의 구멍(176)을 이룬다.Here, the
한편, 하단가이드부재(180)에는 상기 관통공(150)의 하부쪽에 주입된 냉각가스가 상부로 유도되도록 분리 및 결합 가능하게 형성된 경사 가이드부재(190)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 상기 경사 가이드부재(190)는 상기 하단가이드부재(180)를 이루는 두 조각 상에 서로 대칭되게 마련된다. 즉, 상기 하단가이드부재(180)를 이루는 두 조각 각각의 상면으로부터 상기 관통공(150) 내부로 돌출 형성되며, 상기 가스주입관(160)을 통하여 주입되는 가스를 상기 광섬유(25)의 경로를 따라 상부로 유도할 수 있도록 상기 내벽(113)(123)을 향하는 외주면(190a)이 경사면을 이룬다. 따라서, 상기 제1 및 제2냉각부재(110)(120)의 결합시에 상기 경사 가이드부재(190)는 그 외주면(190a)이 원뿔대 형상이 된다.On the other hand, the
한편, 상기 제1 및 제2냉각부재(110)(120)의 결합부위로 상기 관통공(150) 내로 주입되는 가스가 새지 않도록, 상기 제1 및 제2냉각부재(110)(120)의 결합부위에 밀폐부재(195)가 더 마련되는 것이 바람직하다.On the other hand, the coupling of the first and
상기 이송수단(140)(145)은 상기 프레임(130)(135)에 설치되어, 광섬유(25)의 인출 작업 진행에 따라 상기 제1 및 제2냉각부재(110)(120)를 서로 반대방향으로 이송한다. 즉, 상기 이송수단(140)(145)은 상기한 바와 같이 분리 및 결합 가능하게 마련된 제1 및 제2냉각부재(110)(120)가 분리되거나 결합될 수 있도록 상기 제1 및 제2냉각부재(110)(120)를 좌우로 이송한다.The conveying means 140 and 145 are installed on the
이를 위하여 상기 이송수단(140)(145)으로는 도면에 도시된 바와 같이, 공압이나 유압에 의해 작동되는 공압 또는 유압 실린더를 구비할 수 있다.To this end, the transfer means 140 and 145 may be provided with a pneumatic or hydraulic cylinder operated by pneumatic or hydraulic pressure, as shown in the figure.
이하, 도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면서 광섬유 냉각장치(100)의 작동을 설명한다.Hereinafter, the operation of the optical
먼저, 광섬유(25) 인출을 위한 초기 준비 작업시에 제1 및 제2냉각부재(110)(120)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 이송수단(140)(145)에 의해 좌우로 분리된 채로 소정 거리 벌어져 있다.First, the first and
인출 공정이 시작되면, 초기에 광섬유(25)는 휘어진 채로 상기 냉각장치(100)를 통과할 수 있는데, 이 경우에도 상기 냉각부재(110)(120) 사이의 거리가 충분히 벌어져 있으므로, 광섬유(25)가 관통공(150) 내벽 즉, 제1 및 제2냉각부재(110)(120)의 내벽(113)(123)에 붙는 일없이 이 관통공(150)을 통과하게 된다.When the drawing process is started, the
준비 작업이 완료되고, 광섬유(25) 인출속도가 서서히 증가되어 인출되어 내려오는 광섬유(25)가 본 경로에 위치하게 되면, 상기 이송수단(140)(145)에 의해 양쪽으로 분리되어 있는 제1 및 제2냉각부재(110)(120)는 서서히 광섬유(25) 경로를 향하여 이송된다. 이와 같이 이송수단(140)(145)에 의해 상단가이드부재(170)와 하단가이드부재(180)의 각 조각들의 단면이 맞닿을 때까지 이송되면, 본 발명에 따른 제1 및 제2냉각부재(110)(120)의 결합이 완료된다.When the preparation operation is completed and the
이때, 광섬유(25) 인출 공정이 진행되는 동안 상기 냉각물질 주입구(115)(125)를 통해 연속적으로 냉각물질이 공급되고, 배출구(116)(126)를 통하여 배출된다. 또한, 제1 및 제2냉각부재(110)(120)가 결합된 후, 냉각가스 주입관(160)을 통하여 헬륨 등의 냉각 가스가 주입되어, 상기 상단가이드부재(170)의 중앙부에 형성된 구멍(171)을 통해 외부로 배출된다.At this time, the cooling material is continuously supplied through the cooling material injection holes 115 and 125 while the
이와 같은 냉각장치(100)를 통과한 광섬유(25)는 피복을 입히기에 적절한 온도로 냉각된다.The
여기서, 상기 제1 및 제2냉각부재(110)(120)의 내벽에 오염이 발생되면 상기 제1 및 제2냉각부재(110)(120)를 분리시킨 상태에서 클리닝 작업을 수행할 수 있으므로, 본 발명에 따른 냉각장치는 상기 제1 및 제2냉각부재(110)(120)의 내벽에 오염이 발생되는 경우에도 이를 클리닝하기 쉽다. 반면에, 종래의 냉각장치는 일체형이므로 냉각튜브(도 2의 33)의 내벽이 오염되는 경우, 상,하단가이드부재(도 2의 36,37)에 형성된 작은 구멍을 통해 클리닝 작업을 수행해야 하므로, 클리닝 작업이 어려운 단점이 있다.Here, when contamination occurs on the inner walls of the first and
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 광섬유 냉각장치는 서로 양쪽으로 분리될 수 있으므로, 광섬유가 통과하는 상단가이드부재와 하단가이드부재의 구멍 직경을 최소화하여 냉각 효율을 극대화하면서도, 광섬유 인출을 위한 준비 작업시 및 인출속도 가속기간 동안 광섬유가 냉각장치에 달라붙게 되어 생기는 마찰로 인한 단선을 방지할 수 있으므로, 효율적인 작업 수행이 가능하다. 따라서, 고속의 광섬유 인출장치에 채용될 수 있다.Since the optical fiber cooling apparatus according to the present invention as described above can be separated from each other, while maximizing the cooling efficiency by minimizing the hole diameter of the upper guide member and the lower guide member through which the optical fiber passes, at the time of preparation for fiber optical drawing And it is possible to prevent the disconnection due to the friction caused by the optical fiber is attached to the cooling device during the speed of the extraction speed, it is possible to perform efficient work. Therefore, it can be employed in a high speed optical fiber drawing device.
부가적으로, 본 발명에 따른 광섬유 냉각장치는, 서로 양쪽으로 분리할 수 있는 구조를 가지므로, 제1 및 제2냉각부재의 내벽 클리닝이 용이한 이점이 있다.In addition, since the optical fiber cooling apparatus according to the present invention has a structure that can be separated from each other, there is an advantage that the inner wall cleaning of the first and second cooling members is easy.
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KR100418347B1 (en) * | 2001-09-25 | 2004-02-11 | 엘지전선 주식회사 | The High Efficiency Optical Fiber Cooling Unit By Circulation of Cooling Gas |
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