KR100379893B1 - 분진 포집 장치가 형성된 광섬유용 프리폼 제조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광섬유용 1차 프리폼을 제조하는 장치에서 폐가스에 포함된 분진을 포집 회수하는 장치에 관한 것으로, 1차 프리폼 제조용 선반의 배기부와 폐가스 처리 장치 사이에서 형성된 분진 포집 장치에서 폐가스의 분진을 포집 회수하여 폐가스 이동 경로에서 분진의 적층을 방지함으로서 상기 선반에 장착된 원료 튜브 내부의 반응 가스의 흐름을 안정화하여 증착 공정 조건을 정상적으로 유지하고 분진의 주성분인 산화규소(SiO₂)를 재활용할 수 있는 광섬유용 프리폼 제조 장치에 관한 것이다.

Description

분진 포집 장치가 형성된 광섬유용 프리폼 제조 장치{Preform manufacturing device including soot collector for optical fiber}

본 발명은 1차 프리폼 제조용 선반의 배기부와 폐가스 처리 장치 사이에서 형성된 분진 포집 장치에서 폐가스의 분진을 포집 회수하여 폐가스 이동 경로에서 분진의 적층을 방지함으로서 상기 선반에 장착된 원료 튜브 내부의 반응 가스의 흐름을 안정화하여 증착 공정 조건을 정상적으로 유지하고 분진의 주성분인 산화규소를 재활용할 수 있는 광섬유용 프리폼 제조 장치에 관한 것이다.

광섬유 제조상의 1차 프리폼 제조 과정에서는 주로 석영 재질로서 광섬유의 코어층을 형성하는 원료 튜브의 내부에 염화규소(SiCl₄), 염화게르마늄(GeCl₄), 산소(O₂), 수소(H₂) 등의 반응 가스를 흐르게 하고 상기 원료 튜브를 회전시키면서 원료 튜브 및 그 내부를 따라 흐르는 반응 가스를 고온으로 가열한다. 상기 원료 튜브의 내부를 따라 흐르는 반응 가스가 가열됨으로서 생성되는 산화규소(SiO2₂), 산화게르마늄(GeO₂) 등이 원료 튜브의 내경에 증착되며, 상기 증착 과정이 완료된 원료 튜브를 붕괴 함몰시켜서 1차 프리폼을 제조한다. 상기 1차 프리폼의 외벽에 자켓 튜브를 씌운 다음 상기 자켓 튜브를 고온으로 가열하고 붕괴시킴으로서 광섬유 제조용 최종 프리폼을 완성한다.

종래의 1차 프리폼 제조 장치에서 원료 튜브는 1차 프리폼 제조용 선반에 장착되어 회전되며 가스 공급 장치에서 공급되는 반응 가스가 상기 원료 튜브의 내부를 따라 흐르는 상태에서 선반에 형성된 버너에 의하여 가열됨으로서 반응 가스로부터 생성되는 산화규소, 산화게르마늄 등이 원료 튜브의 내경에 증착된다. 그런데 상기 증착 공정에서 실제로 증착에 사용되는 반응 가스는 공급량의 30 ∼ 40 %에 불과하며, 증착에 사용되지 못하고 남은 폐가스는 가스 공급 장치에서 계속적으로 공급되는 반응 가스의 압력으로 인하여 1차 프리폼 제조용 선반의 배기부에서 배출되며 파이프를 타고 폐가스 처리 장치로 이송되어 처리된다. 상기 폐가스는염소(Cl₂), 산소(O₂), 염화규소(SiCl₄)의 가스와 산화규소의 분진으로 구성되므로, 상기한 폐가스의 이송 경로상의 여러 부분에 산화규소의 분진이 적층되게 되며, 특히 폐가스의 온도 변화가 급격한 1차 프리폼 제조용 선반의 배기부와 폐가스 처리 장치의 입구에서 다량으로 적층된다.

이러한 산화규소 분진의 적층에 의해 폐가스의 이송 경로가 좁아지게 되면 원료 튜브의 증착 공정을 위한 반응 가스의 흐름에 지장을 초래하며, 이에 따른 증착 공정 조건의 변화로 인하여 제조된 1차 프리폼의 품질에 심한 영향을 미친다는 문제점이 있다. 또한 1차 프리폼 제조용 선반의 배기부에서 배출되어 폐가스 처리 장치로 유입된 폐가스에 다량의 분진이 포함되어 있기 때문에 폐가스 처리 장치의 운전 부하가 증가되고 재처리 비용이 많이 소요된다는 문제점이 있다. 또한 1차 프리폼 제조용 선반의 배기부에서 배출되는 폐가스에 포함된 분진의 대부분은 고순도의 산화규소로서 폐가스 처리 장치에 유입될 경우에는 재활용하지 못하고 그대로 폐기처분해야 된다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 1차 프리폼 제조용 선반의 배기부와 폐가스 처리 장치 사이에서 형성된 분진 포집 장치에서 폐가스의 분진을 포집 회수하고 폐가스 처리 장치로 이송하여 폐가스 이동 경로에서 분진의 적층을 방지함으로서 원료 튜브의 증착 공정을 위한 반응 가스의 흐름을 안정화하여 증착 공정 조건을 정상적으로 유지하고 폐가스 처리 장치의 운전 부하를 감소시키며 폐가스에 포함된 산화규소 분진을 재활용할 수 있는 분진 포집 장치가 형성된 광섬유용 프리폼 제조 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 구조도

도 2는 분진 포집 장치의 구조도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 선반 2 : 가스 공급 장치

3 : 원료 튜브 4 : 버너

5 : 배기부 6 : 포집 장치

7 : 폐가스 처리 장치 8 : 흡입구

10 : 포집통 11 : 분진 수거통

12 : 배출관

1차 프리폼 제조용 선반(1)의 배기부(5)와 폐가스 처리 장치(7) 사이에 상기 배기부(5)에서 배출되는 폐가스에 포함된 분진을 포집 회수하고 상기 폐가스 처리 장치(7)로 이송하는 분진 포집 장치(6)가 형성된다. 상기 분진 포집 장치(6)의 포집통(10)의 상부에 형성된 흡입구(8)가 직접 또는 파이프를 통하여 1차 프리폼 제조용 선반(1)의 배기부(5)에 연결되고, 상기 포집통(10)의 내부에 길이 방향으로 형성되며 상기 포집통(10)의 상판에서 돌출되는 배출관(12)은 직접 또는 파이프를 통하여 폐가스 처리 장치(7)에 연결됨으로서 1차 프리폼 제조용 선반(1)의 배기부(5)와 폐가스 처리 장치(7)를 연결하는 분진 포집 장치(6)가 형성된다.

흡입구(8)를 통하여 포집통(10)의 내부로 유입된 폐가스는 상기 포집통(10)의 배출관(12)을 중심으로 회전 운동을 하면서 서서히 하강하며, 상기 폐가스의 회전 운동 과정에서 분진은 냉각되고 서로 충돌하여 합쳐짐으로서 대형화되면서 분진 수거통(11)으로 하강하고, 분진이 제거된 폐가스는 배출관(12)으로 들어가서 폐가스 처리 장치(7)로 이송되기 때문에, 상기 포집통(10)은 그 내부에서 폐가스의 회전 운동이 용이하도록 수직 방향으로 세워지고 충분한 직경과 길이를 지닌 원통 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

포집통(10)의 하부에는 폐가스의 회전 운동 과정에서 대형화되어 하강하는 분진이 수거되는 분진 수거통(11)이 형성되며, 상기 수거된 분진을 회수하기 위하여 상기 분진 수거통(11)은 포집통(10)에서 탈. 착이 가능하도록 형성된다.

1차 프리폼 제조용 선반(1)에 원료 튜브(3)를 장착하고 일정한 회전 속도로 회전시킨다. 반응 가스 공급 장치(2)에서 일정한 공급 속도로 반응 가스를 공급하면서 버너(4)를 사용하여 원료 튜브(3)를 가열함으로서 반응 가스로부터 생성되는 산화규소, 산화게르마늄 등이 원료 튜브(3)의 내경에 증착된다. 원료 튜브(3)의 증착 공정이 완료되면 상기 원료 튜브(3)를 붕괴 함몰시켜서 1차 프리폼을 제조한다.

원료 튜브(3)의 증착 공정에서 증착되지 못한 폐가스는 가스 공급 장치(2)에서 계속적으로 공급되는 반응 가스의 압력으로 인하여 1차 프리폼 제조용 선반(1)의 배기부(5)에서 배출되며 분진 포집 장치(6)의 상부에 형성된 흡입구(8)를 통하여 포집통(10)의 내부로 유입된다. 상기 포집통(10)의 내부로 유입된 폐가스는 포집통(10)의 배출관(12)을 중심으로 회전 운동을 하면서 서서히 하강하며, 상기 회전 운동 과정에서 폐가스에 포함된 분진은 냉각되고 서로 충돌하여 합쳐짐으로서 대형화되면서 분진 수거통(11)으로 하강하여 수거되고, 분진이 제거된 폐가스는 배출관(12)으로 들어가서 폐가스 처리 장치(7)로 이송되어 처리된다. 분진 수거통(11)에 분진이 가득 찰 경우에는 포집통(10)에서 분진 수거통(11)을 탈리하여 분진을 회수하고 다시 포집통(10)에 장착한다. 회수된 분진의 주성분은 고순도의 산화규소이므로 일정한 정제 과정을 거쳐 재활용된다.

본 발명에 의한 광섬유용 프리폼 제조 장치는 1차 프리폼 제조용 선반의 배기부와 폐가스 처리 장치 사이에서 형성된 분진 포집 장치에서 폐가스에 포함된 분진을 포집 회수하고 폐가스 처리 장치로 이송하여 폐가스 이동 경로에서 분진의 적층을 방지함으로서 원료 튜브의 증착 공정을 위한 반응 가스의 흐름을 안정화하여 증착 공정 조건이 정상적으로 유지되고, 폐가스 처리 장치의 운전 부하가 감소되고 재처리 비용이 절감되며, 폐가스에 포함된 분진의 대부분을 차지하는 산화규소를 재활용할 수 있다.

Claims (2)

1. 광섬유용 1차 프리폼을 제조하는 장치에 있어서,

   1차 프리폼 제조용 선반(1)의 배기부(5)과 연결되어 폐가스가 흡입되는 흡입구(8)와, 상기 흡입구(8)를 통하여 유입된 폐가스가 그 내부에서 회전 운동함으로서 분진이 대형화되어 하강하는 포집통(10)과, 상기 포집통(10)의 하부에 형성된 분진 수거통(11)과, 상기 포집통(10)의 내부에 길이 방향으로 형성되며 폐가스 처리 장치에 연결되는 배출관(12)으로 이루어진 분진 포집 장치가 형성되는 것을 특징으로 하는 분진 포집 장치가 형성된 광섬유용 프리폼 제조 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 수거된 분진을 회수하기 위하여 수거통(11)은 포집통(10)에서 탈, 착이 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 분진 포집 장치가 형성된 광섬유용 프리폼 제조 장치.