KR100321616B1 - 엠씨브이디 공정에서 자성 유체를 이용한 가스공급장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 광섬유의 모재인 프리폼(Preform)의 제조공정인 엠씨브이디 (MCVD) 장치에 관한 것으로, 반응가스의 기밀에 자성 유체를 이용하여 반응가스가 외부로 새는 것을 확실하게 방지할 수 있도록 하는 엠씨브이디 공정에서 자성 유체를 이용한 가스공급장치에 관한 것이다.
본 발명은 MCVD 공정에서 유리관의 회전을 지지하고 반응가스를 공급하는 샤프트의 실링구조로서, 상기 샤프트에 베어링을 매개로 회전 가능하게 설치되어 유리관과 연결되는 로터리커넥터에 영구자석을 설치하고, 이 영구자석의 양측에 자기장 형성을 위한 폴 피스(pole piece)를 설치하여 이 폴 피스와 샤프트 사이에 자성 유체를 충전하여 구성한 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 광섬유의 모재인 프리폼(Preform)의 제조공정인 엠씨브이디(Modified Chemical Vapor Deposition: MCVD) 장치에 관한 것으로, 특히반응가스의 기밀(sealing)에 자성 유체를 이용하여 반응가스가 외부로 새는 것을 확실하게 방지할 수 있도록 하는 엠씨브이디 공정에서 자성 유체를 이용한 가스공급장치에 관한 것이다.
MCVD 공정은 광섬유의 모재인 프리폼을 제조하는 공정으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 고순도 유리관(50)의 내부에 반응가스(GeCl4, SiCl4등)를 흘려 보내면서 유리관(50)의 외부를 토치 등의 가열수단(60)으로 가열시켜 이 열에 의해 반응가스를 유리관(50)의 내부에 증착시키는 공정을 말한다.
상기 MCVD 공정 중 외부 토치가 가하는 열에 의하여 유리관(50)이 처지는 효과를 줄이고 동시에 유리관(50) 내부의 반응가스를 유리관에 균일하게 증착시키기 위하여 유리관(50)을 회전시키게 된다.
종래 MCVD 공정에서 회전하는 유리관(50)과 고정된 반응가스 공급부 사이에는 도 2와 같이 오링 타입의 실링을 구성하고 있다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이 유리관(50)의 반응가스를 공급하는 샤프트(52)의 외주에 복수로 설치된 오링(54)을 통해 로터리커넥터(56)가 회전 가능하게 설치되고, 이 로터리커넥터(56)를 매개로 유리관(50)이 회전 가능하게 설치된다.
상기 오링(54)은 스토퍼(58) 사이에 설치된 스프링(60)에 의하여 지지된다.
상기에서 실링에 사용되는 오링(54)은 내마모성과 윤활성이 좋으며, 내부식성이 좋은 재질을 사용하게 되는데, 종래 반응가스를 실링하기 위해 사용되는 오링 (54)은 내마모성과 윤활성이 좋은 재질이지만, 오링(54)과 실링부 사이의 상대 운동에 의하여 오링(54)의 마모를 막을 수 없다.
따라서 오링(54)의 마모는 실링부의 실링 상태를 악화시키므로 오링(54)의 정기적인 교체가 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 창안된 것으로, 본 발명의 경우, 자성 유체를 이용한 액체 오링은 액체의 유동성 때문에 종래의 오링에서와 같이 마찰에 의한 마모가 발생되지 않게 된다. 다만, 액체의 특성상 대기 중으로 일정량 휘발하게 되는데 이러한 양은 종래 오링의 마찰에 의한 마모와 비교할 때 상대적으로 무시할 수 있을 정도로 작은 양이다.
따라서 본 발명은 자기력에 의해 일정한 형태를 유지하는 자성 유체의 특성을 이용하여 액체 오링을 구성함으로서 반응가스가 외부로 새는 것을 효과적으로 방지하여 내구성을 크게 향상시킬 수 있도록 하는 엠씨브이디 공정에서 자성 유체를 이용한 가스공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
MCVD 공정에서 유리관의 회전을 지지하고 반응가스를 공급하는 샤프트의 실링구조로서,
상기 샤프트에 베어링을 매개로 회전 가능하게 설치되어 유리관과 연결되는 로터리커넥터에 영구자석을 설치하고, 이 영구자석의 양측에 자기장 형성을 위한 폴 피스(pole piece)를 설치하여 이 폴 피스와 샤프트 사이에 자성 유체를 충전하여 구성한 것을 특징으로 한다.
상기 샤프트의 표면은 자성 유체에 작용하는 자기장의 집중을 위하여 다수의 홈을 형성한 것을 특징으로 한다.
상기 샤프트의 표면은 내부식성 향상을 위하여 내부식성 코팅처리를 한 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래 MCVD의 공정 개략도.
도 2는 종래 실링 파트의 오링 타입의 실링 구조도.
도 3은 본 발명의 자성 유체를 이용한 실링 구성도.
도 4는 도 3의 상세도.
도 5는 본 발명의 자성 유체를 이용한 실링의 원리도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 샤프트 12 : 홈
14 : 베어링 16 : 로터리커넥터
20 : 자성 유체 30 : 폴 피스
40 : 영구자석 50 : 유리관
이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 자성 유체를 이용한 실링 구성도이고, 도 4는 도 3의 상세도이며, 도 5는 본 발명의 자성 유체를 이용한 실링의 원리도를 도시한 것이다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명은 MCVD 공정에서 유리관의 회전을 지지하고 반응가스를 공급하는 샤프트(10)의 실링구조로서, 상기 샤프트(10)에 베어링(14)을 매개로 회전 가능하게 설치되어 유리관(50)과 연결되는 로터리커넥터 (16)에 영구자석(40)을 설치하고, 이 영구자석(40)의 양측에 자기장 형성을 위한 폴 피스(pole piece)(30)를 설치하여 이 폴 피스(30)와 샤프트(10) 사이에 자성 유체(20)를 충전하여 구성한 것이다.
상기 자기특성을 위하여 반응가스가 지나가는 샤프트(10)는 자성체를 사용하는 것이 바람직하다. 상기와 같이 샤프트(10)가 자성체로 이루어질 경우에는 대부분이 내부식성이 떨어지므로, 표면에 내부식성 코팅을 하여 내부식성을 향상시키는 것이 바람직하다.
자성 유체(20)에 작용하는 자기장의 집중을 위하여 샤프트(10)의 외면은 도4 및 도 5에 도시된 바와 같이 다수의 홈(12)을 형성하여 요철형을 구성한다.
상기와 같이 가공된 홈(12)과 실링하고자 하는 면 사이에 자성 유체(20)를 채워 넣게 된다.
상기 자성 유체(20)는 영구자석(40)에 의해 형성된 자기장 속으로 일정한 형태를 이루면서 액체 오링을 형성하게 된다.
상기 홈(12)의 개수가 많을수록 액체 오링의 수가 많아지게 됨으로써 실링 능력이 향상된다.
상기에서 자성 유체(20)는 영구자석(40)에 의하여 자기장을 작용시키면 자성 유체(20) 내의 마그네틱 파티클(magnetic particle)이 자기장의 방향을 따라 늘어서게 되며, 이에 따라 자성 유체(20)는 일정한 형태를 이루게 된다.
또한 자성 유체(20)는 액체이므로 외부 조건에 따라 다양한 형태를 가질 수 있다.
상기 자성 유체(20)는 도 3에 도시된 바와 같이 샤프트(10)와 폴 피스(30) 사이의 간극에 채워지고, 영구자석(40)에 의해 형성된 자기장에 의해 위치가 고정되어 액체 오링을 형성하게 되며, 이렇게 형성된 액체 오링에 의하여 반응가스의 실링이 이루어지게 되는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 MCVD 공정에서 자성 유체에 의하여 반응가스를 실링하게 됨으로서 종래 오링에 의한 실링에 비하여 실링 효과가 향상되고 동시에 반영구적으로 사용이 가능하게 되어 교체에 따른 비용 등을 절감시키는효과를 갖는다.
Claims (3)
- MCVD 공정에서 유리관의 회전을 지지하고 반응가스를 공급하는 샤프트의 실링구조로서,상기 샤프트에 베어링을 매개로 회전 가능하게 설치되어 유리관과 연결되는 로터리커넥터에 영구자석을 설치하고, 이 영구자석의 양측에 자기장 형성을 위한 폴 피스(pole piece)를 설치하여 이 폴 피스와 샤프트 사이에 자성 유체를 충전하여 구성한 것을 특징으로 하는 엠씨브이디 공정에서 자성 유체를 이용한 가스공급장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 샤프트의 표면은 자성 유체에 작용하는 자기장의 집중을 위하여 다수의 홈을 형성한 것을 특징으로 하는 엠씨브이디 공정에서 자성 유체를 이용한 가스공급장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 샤프트의 표면은 내부식성 향상을 위하여 내부식성 코팅처리를 한 것을 특징으로 하는 엠씨브이디 공정에서 자성 유체를 이용한 가스공급장치.
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