KR100334779B1 - 광섬유 다중 인출 설비 - Google Patents

광섬유 다중 인출 설비

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Abstract

본 발명은 광섬유 다중 인출 설비에 관한 것으로서, 척과, 퍼네이스와, 냉각 장치와, 코팅 장치와, 경화 장치 및 캡스탄이 인출 공정순에 따라서 인출 타워에 구비되어 광섬유 모재 인출 라인을 구성하는 광섬유 인출 장치에 있어서, 인출공정순으로 인출 설비가 구비된 한대의 인출 타워에 적어도 2이상의 광섬유 모재 인출 라인이 채택되고, 상기 광섬유 모재 인출 라인을 구성하는 광섬유 인출 설비 중, 퍼네이스와, 냉각 장치와, 코팅 장치 및 경화 장치는 일체형으로 구성되어 인출공정을 진행하며, 2이상의 제조된 모재의 인출공정이 상기 인출 설비에 의해 동시적으로 진행된다. 따라서, 본 발명은 인출 타워의 설치공간효율을 극대화되며, 생산성도 향상되고, 제조원가가 절감되는 효과를 달성하였다.

Description

광섬유 다중 인출 설비{OPTICAL FIBER MULTI-LINE DRAWING EQUIPMENT}
본 발명은 광섬유 제조장치에 관한 것으로서, 특히 광섬유 인출공정시 사용되는 광섬유 인출 설비(optical fiber drawing equipment)에 관한 것이다.
통상적으로 한가닥의 광섬유를 제조하기 위한 공정은 광섬유 모재 제조공정과, 제조된 모재를 광섬유로 인출하기 위한 인출공정으로 이루어 진다. 제조된 모재로부터 한가닥의 광섬유로 인출하기 위해서는 광섬유 인출 설비가 사용된다. 광섬유 인출 설비는 인출 타워(draw tower)에 공정순으로 각각의 설비들이 수직방향으로 장착되며, 인출 설비의 장착순에 따라서 인출공정이 순차적으로 이루어 진다.
통상적으로 광섬유 인출공정에서 사용되는 광섬유 인출 설비가 도 1에 도시되었다. 도 1에 도시된 바와같이, 척(chuck)(8)에 의해 고정된 광섬유 모재(1)(preform)는 이송 수단(6)에 의해 상하방향(화살표②방향)으로 이동하는 용융로(furnace)(10)에서 충분한 온도(약 2000℃ 이상)로 용융되어 광섬유(2)로 인출된다. 상기 인출된 광섬유(2)는 직경제어기(12)에 의해 직경크기가 제어되고, 냉각장치(cooling unit)(14)를 통과하여 상기 광섬유(2)에 피복을 입히기 전에 적합한 온도로 냉각된다. 냉각된 광섬유(3)는 피복 장치(coater)(16)를 거치면서 피복이 입혀지고, 다수개의 자외선 경화장치(18)를 통과하면서 피복된 자외선 경화 폴리머(UV curable polymer)가 경화된다. 상기 광섬유 피복재는 점성과 표면장력에 의해 외주면에 피복이 입혀진다.
이어서 경화장치(18)를 지난 광섬유(4)는 캡스탄(capstan)(20)을 통과한 후, 다수개의 롤러들(21,22)을 경유하여 권취부(winder)(24)에 권선된다. 캡스탄(20)은 광섬유 모재(1)로부터 소정의 인장력를 제공하여 일정한 직경크기를 갖는 광섬유를 인출할 수 있게 한다. 참조부호 23는 광섬유가 권취되는 테익 업 릴(take up reel)이나 스풀(spool)을 지칭한다.
상기 용융로(10)와, 직경제어기(12)와, 냉각장치(14)와, 코팅장치(16)와, 경화장치(18) 및 캡스탄(20)은 스탠드형 인출 타워(stand-type draw tower)에 순차적으로 수직방향으로 광섬유를 중심으로 설치되어 일련의 인출공정이 이루어진다.
종래의 광섬유 인출장치는 제조된 모재 1개를 척에 레벨링을 한 다음에 레벨링된 모재로부터 한가닥의 광섬유를 여러 공정을 거쳐 인출하는 시스템이었다.
그러나, 종래의 광섬유 인출공정에 설치되는 인출 타워에 장착된 인출 설비들은 고가이면서도 구조상 1개의 모재만이 설치되어 인출되는 공정이기 때문에 생산성의 관점에서 효율성에 문제가 발생하였다. 예를들어, 종래의 광섬유 인출설비에서, 3개의 모재가 제조되어 동시적으로 3개의 모재를 한가닥의 광섬유로 인출하기 위해서는 3대의 인출 타워가 필요하였다.
광섬유 인출공정에서 3대의 인출타워를 설치한다면, 한대의 인출 타워를 설치하는 설치공간의 관점에서 상대적으로 3배의 설치공간이 필요하며, 그만큼 인출타워의 설치공간이 증가하게 되어 원가에 부담이 되었으며, 부가적인 인출 설비의 설치원가가 증가되는 결과를 초래하였다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 한대의 인출 타워에 2라인 이상의 광섬유 모재 인출라인을 제공하여 광섬유를 인출할 수 있는 광섬유 다중 인출 설비를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 인출 타워의 설치공간의 효율을 극대화한 광섬유 다중 인출 설비를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 한대의 인출 타워에 2라인 이상의 광섬유 모재 인출라인을 제공하여 광섬유 인출 생산성을 배가시킨 광섬유 다중 인출 설비를 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명은 척과, 퍼네이스와, 냉각장치와, 코팅장치와, 경화장치 및 캡스탄이 인출 공정순에 따라서 인출 타워에 구비되어 광섬유 모재 인출 라인을 구성하는 광섬유 인출장치에 있어서, 인출공정순으로 인출 설비가 구비된 한대의 인출 타워에 적어도 2이상의 광섬유 모재 인출 라인이 채택되고, 상기 광섬유 모재 인출 라인을 구성하는 광섬유 인출 설비 중, 퍼네이스와, 냉각 장치와, 코팅 장치 및 경화 장치는 일체형으로 구성되어 인출공정을 진행하며, 2이상의 제조된 모재의 인출공정이 상기 인출 설비에 의해 동시적으로 진행된다.
도 1은 종래의 일실시예에 따른 광섬유 인출 설비의 구성을 개략적으로 나타내는 정면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광섬유 다중 인출 설비의 구성을 개략적으로 나타내는 정면도.
도 3은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 광섬유 다중 인출 설비의 구성을 개략적으로 나타내는 정면도.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 인출장치의 구성을 개략적으로 나타내는 정면도이다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 인출장치의 구성을 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 2, 도 3을 참조하면, 본 발명의 광섬유 다중 인출장치는 한개의 인출 타워에 2라인 이상의 광섬유 모재 인출 라인을 적용한다. 여기서 1개의 광섬유 모재 인출 라인이란 1개의 광섬유 모재로부터 한가닥의 광섬유로 인출되기 위한 인출 설비가 일련의 공정순으로 인출 타워에 구비되었음을 의미한다.
구체적으로 보면, 1라인의 광섬유 모재 인출 라인이란 척(201)에 의해 레벨링(levelling)된 단 한개의 광섬유 모재(P1)와, 용융로(210), 광섬유 직경 제어기(220), 냉각 장치(225), 코팅 장치(230), 자외선 경화 장치(240), 캡스탄(251) 및 광섬유 권취 수단(270)을 포함함을 의미한다.
도 2에 도시된 바와같이, 상기 인출 타워에 장착된 용융로(210)는 일체형으로 구성하여 각각의 모재(P1,P2,P3)를 가열하여 한가닥의 광섬유로 인출할 수도 있으며, 도 3에 도시된 바와같이, 각각의 모재(P1,P2,P3)마다 용융로(210)를 독립적으로 장치하고, 한개의 캐리어(211)에 각각의 용융로가 장치되어 일체형으로 이송되는 구성을 적용할 수 있다. 또한, 상기 냉각 장치(225), 코팅 장치(230) 및 경화 장치(240)로 상기 용융로(210)와 마찬가지로 일체형 또는 독립적으로 구성하여 적용할 수 있다.
도 2에는 한개의 인출 타워에 3라인의 광섬유 모재 인출 라인이 적용된 예가 도시된다. 그러나, 본 발명은 한대의 인출 타워에 단 3라인의 광섬유 모재 인출 라인으로 한정될 필요는 없으며, 필요에 따라서 2개의 모재가 채택된 광섬유 모재 인출 라인, 4개 또는 그 이상의 광섬유 모재가 채택된 광섬유 모재 인출 라인의 적용이 가능하다.
도 2를 참조하여 한대의 인출 타워에 3개의 모재(P1,P2,P3)를 채택한 광섬유 모재 인출 라인에 대해서 설명하기로 한다.
인출 타워의 최상단에 위치한 각각의 제1,2,3탑척(top chuck)(201,202,203)에 의해 수직방향으로 레벨링(leveling)된 제1,2,3광섬유 모재(P1,P2,P3)는 이송 수단(feeding unit)(200)에 의해 상하로 반복적인 이동(화살표②방향)을 하면서 용융로(furnace)(210)에서 충분한 온도(약 2000℃이상)로 용융되어 광섬유(f1)로 인출된다. 이때, 상기 용융로(210)에 불활성 가스(inert gas)를 주입(화살표③방향)하여 광섬유 길이방향으로 균일한 핫존(hot zone)을 생성시킴으로서 광섬유를 인출하도록 한다.
인출된 광섬유(f1)는 각각의 직경 제어기(220,221,222)에 의해 직경 크기가 제어되고, 이어서, 인출된 광섬유(f1)는 적절한 온도로 냉각 장치(cooling unit)(225)에 의해 냉각된다. 냉각된 광섬유(f2)는 코팅 장치(coating unit)(230)를 통과하면서 경화 폴리머(curable polymer)가 외주에 입혀지고, 다수개의 경화 장치(240)를 통과하면서 피복된 경화 폴리머가 경화된다. 상기 경화 폴리머는 냉각된 광섬유(f2)가 통과할 때 스스로 보유한 점성과 표면장력에 의해 균일하게 냉각된 광섬유를 피복시킨다. 상기 다수개의 경화 장치(240)는 자외선 램프(도면에 도시되지 않음)를 이용하여 통과중인 피복된 광섬유에 자외선광을 조사시키고, 내부에 구비된 석영관(도면에 도시되지 않음)의 내에 질소를 주입함과 아울러 흡입작용을 수행하여 석영관내부를 산소가 없는 분위기를 유지시킴으로서, 균일한 경화 공정이 이루어지도록 한다.
상기 경화된 각각의 광섬유(f3)들은 각각의 캡스탄 롤러(251,252,253)를 경유하면서 광섬유의 장력이 조절되고, 이어서 가이드 수단(260)을 거쳐 권취부(270)에 권취된다. 참조부호 261은 가이드 롤러를 지칭하고, 참조부호 271은 테익 업 릴(take up reel)이나 스풀(spool)을 지칭한다.
이러한 일련의 공정순으로 이루어지는 광섬유는 한대의 인출타워에 3개의 모재(P1,P2,P3)를 공급하여 제조되는 3라인의 광섬유 모재 인출 라인을 적용함으로서, 기존에 비하여 3배의 생산성 향상을 기할수 있게 되었으며, 3개의 인출 타워에 구비되는 인출 설비의 장착 공간을 단 한개의 인출 타워에 구비함으로서, 인출 타워의 설치공간을 극대화하게 되었다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함은 당해분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
이상으로 살펴본 바와같이, 본 발명은 1대의 광섬유 인출 타워의 설치 공간에 그 이상의 생산성을 달성할 수 있는 광섬유 모재 인출 라인을 적용하여 설치공간의 극대화를 달성함과 아울러 생산성이 배가되는 효과를 달성하였다.

Claims (4)

  1. 척과, 퍼네이스와, 냉각 장치와, 코팅 장치와, 경화 장치 및 캡스탄이 인출 공정순에 따라서 인출 타워에 구비되어 광섬유 모재 인출 라인을 구성하는 광섬유 인출장치에 있어서,
    인출공정순으로 인출 설비가 구비된 한대의 인출 타워에 적어도 2이상의 광섬유 모재 인출 라인이 채택되고, 상기 광섬유 모재 인출 라인을 구성하는 광섬유 인출 설비 중, 퍼네이스와, 냉각 장치와, 코팅 장치 및 경화 장치는 일체형으로 구성되어 인출공정을 진행하며, 2이상의 제조된 모재의 인출공정이 상기 인출 설비에 의해 동시적으로 진행되는 광섬유 다중 인출 설비.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 척과 캡스탄이 2이상의 모재에 따라 각각 독립적으로 구성된 광섬유 다중 인출 설비.
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