KR100507627B1

KR100507627B1 - 입구와 출구의 내경이 상이한 광섬유 제조용 로

Info

Publication number: KR100507627B1
Application number: KR10-2002-0075670A
Authority: KR
Inventors: 서재태; 김정민; 이대성; 장규성; 권영일; 배상준; 황석우
Original assignee: 엘에스전선 주식회사
Priority date: 2002-11-30
Filing date: 2002-11-30
Publication date: 2005-08-10
Also published as: KR20040047443A

Abstract

본 발명은, 보조 튜브에 융착 지지되어 회전하는 광섬유 모재 튜브가 관통하는 입구와 출구를 가진 케이스; 상기 케이스 내에서 상기 모재 튜브를 감싸도록 설치되어 이를 가열하는 발열체; 및 상기 케이스의 입구와 출구에 각각 설치되며, 상기 모재 튜브가 삽입되는 중공을 가지는 머플 튜브;를 포함하고, 상기 입구 측에 설치된 머플 튜브와 출구 측에 설치된 머플 튜브의 내경이 서로 상이한 광섬유 제조용 로에 관한 것이다.

Description

입구와 출구의 내경이 상이한 광섬유 제조용 로 {Furnace for manufacturing optical fibers, having different diameters at inlet and outlet}

본 발명은 광섬유 제조용 로(Furnace)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 로의 입구와 출구 쪽에 위치한 머플튜브의 내경이 서로 상이함으로써 광섬유 모재 가열 공정시에 불활성가스의 급격한 유동을 방지하고 그로 인한 광섬유 모재의 표면의 품질을 향상시킬 수 있는 광섬유 제조용 로에 관한 것이다.

일반적으로 광섬유 모재를 제조하는 방법으로 수정화학기상증착법(modified chemical vapor deposition; MCVD)이 사용되고 있는데, 이러한 공법에 따르면, 회전하는 석영 모재 튜브(substrate tube) 내부에 반응가스인 SiCl₄, GeCl₄, POCl₃등을 불어 넣어주면서, 토치로 1600℃이상의 온도로 가열해 준다. 그러면, 모재 튜브 안에서 반응가스들이 반응하여 슈트(반응미립입자)가 생성되고, 생성된 슈트는 토치가 진행하는 방향의 상대적으로 저온 영역으로 이동하여 튜브 내표면에 증착된다. 이러한 슈트는 토치의 가열에 의해 소결되어 투명한 유리층을 형성하게 되고, 이 과정이 반복되면서 튜브 내부에 클래드층과 클래층보다 굴절률이 높은 코어층이 형성된다.

균일한 온도로 회전하는 모재 튜브를 가열하는데 한계를 지니고 있는 토치 대신에 밀폐된 로(furnace) 내에서 모재 튜브를 가열함으로써 증착공정을 수행하는 방법이 제안되고 있다. 예를 들어, 로의 입구와 출구를 통해 모재 튜브가 관통하도록 하고, 회전하는 튜브에 대해서 그 튜브의 장방향으로 로를 예컨대 150 mm/min정도의 속도로 이동시키면서 증착공정을 수행하게 된다. 상기 로는 발열체로서 탄소를 사용하게 되는데, 탄소가 고온에서 공기 중에 노출되면 모두 산화되어 연소되고 만다. 따라서, 광섬유 제조 공정 중에 외부로부터 로의 내부로 공기 또는 산소가 유입되는 것을 차단하고, 로 내부의 분위기를 비산화(non-oxidizing) 분위기로 유지시켜야만 한다. 이를 위해, 미국 특허 제5,970,083호에는, 입구와 출구 쪽에 구비된 환형의 분사쳄버를 통해 로 내부로 불활성가스를 분사하는 동시에 분사 슬릿(ring of conduits)을 통해 광섬유 모재의 표면으로 분사된 불활성가스가 원추형의 가스커튼을 형성함으로써 외부로부터 공기가 유입되는 것을 차단하는 기술이 개시되어 있다.

도 1에는 탄소 가열로를 사용하여 모재 튜브 내에 증착층을 형성시키는 과정을 보여준다. 탄소 가열로(1)의 입구(2)와 출구(3)를 통해 삽입된 석영 모재 튜브(100)를 회전시키면서, 그 내부에는 유입단(101)으로부터 반응가스인 SiCl₄, GeCl₄, POCl₃등을 불어 넣어주면서 1600℃이상의 온도로 가열한다. 그러면, 전술한 바와 같이 모재 튜브 안에서 반응가스들이 반응하여 슈트가 생성되고, 생성된 슈트는 가열로가 진행하는 방향의 앞단에 상대적으로 저온 영역으로 이동하여 튜브 내표면에 증착된다.

상기 가열로(1)의 내부에는 원통형의 탄소 발열체(4)가 상기 모재 튜브(100)를 감싸도록 설치되어 유도가열 또는 전기저항 방식에 의해 가열된다. 상기 탄소 발열체의 산화를 막고 상기 가열로(1) 내부를 비산화분위기로 유지하기 위해 예를 들어, 분사통로(5)를 통해 외부로부터 불활성가스가 상기 로 내부로 분사되며, 분사된 불활성가스는 화살표로 도시된 바와 같이 로 내부를 순환한 뒤 로의 입구(2)와 출구(3)를 통해 외부로 배출된다. 이때, 상기 모재 튜브(100)를 감싸는 머플튜브(6)와 커버링부재(7)는 상기 불활성가스가 외부 공기의 유입을 차단할 정도로 충분한 양압을 가진 채로 외부로 배출될 수 있도록 그 흐름을 유도한다.

광섬유 모재의 증착 공정에 있어서, 모재 튜브(100)는 예를 들어 척(8)과 같은 지지부재에 고정 지지된 보조 튜브(100')에 열융착되어서 지지된 채로 회전하게 된다. 이때, 상기 보조 튜브(100')의 직경은 모재 튜브(100)의 직경에 비해서 상대적으로 크다. 그렇지 않고, 상기 보조 튜브(100')의 직경이 모재 튜브(100)의 직경보다 같거나 작은 경우에는, 도시된 바와 같이 배출단(102)에서 미처 배출되지 않고 축적되는 슈트나 불순물 입자(9) 등이 모재 튜브(100) 쪽으로 쉽게 날아가거나 비산되므로 최종 모재 튜브(100) 제품의 불량을 가져올 우려가 있다.

상기 광섬유 모재의 증착 공정에 있어서, 상기 탄소 가열로(1)는 모재 튜브(100)를 가열하면서 배출단(102) 방향으로 이동하게 된다. 그런데, 상기 탄소 가열로(1)가 보조 튜브(100')가 있는 위치까지 이동하게 되면, 모재 튜브(100)의 직경보다 상대적으로 직경이 큰 보조 튜브(100')가 상기 로의 출구(3)를 통해 로 내부로 진입하게 된다. 다시 말해, 보조 튜브(100')의 일부가 상기 로의 커버링부재(7) 또는 머플 튜브(6) 속으로 진입하게 되면, 로 내부에서 유동하는 불활성가스의 흐름에 변화가 생기게 된다. 구체적으로, 직경이 상대적으로 큰 상기 보조 튜브(100')가 출구(3)측의 커버링부재(7) 또는 머플 튜브(6) 속에 놓이면, 그 만큼 보조 튜브(100')와 상기 커버링부재(7) 또는 머플 튜브(6) 사이에 형성되는 통로가 좁아지게 되고, 그러면 로 내부에 분사된 불활성가스의 대부분은 상대적으로 통로가 넓은 입구(2) 측의 모재 튜브(100)와 커버링부재(7) 또는 머플 튜브(6) 사이의 공간을 통해 외부로 배출될 것이다. 결국, 이러한 불활성가스의 유동은 입구(2)측에 있는 모재 튜브(100) 표면에서 불안정한 가스 흐름을 조장하게 되어 그 표면이 급속히 산화되거나 연소얼룩(burn-off)이 발생되는 결과를 초래한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 광섬유 제조공정에 있어서 입구와 출구에서의 커버링부재 및/또는 머플튜브의 내경이 서로 상이한 탄소 가열로를 채용함으로써 불활성가스의 흐름을 원활하게 유도하여 광섬유 모재 튜브 표면의 산화와 불순물 생성을 방지할 수 있는 광섬유 제조용 로를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 광섬유 제조용 로는, 보조 튜브에 융착 지지되어 회전하는 광섬유 모재 튜브가 관통하는 입구와 출구를 가진 케이스; 상기 케이스 내에서 상기 모재 튜브를 감싸도록 설치되어 이를 가열하는 발열체; 및 상기 케이스의 입구와 출구에 각각 설치되며, 상기 모재 튜브가 삽입되는 중공을 가지는 머플 튜브;를 포함하고, 상기 입구 측에 설치된 머플 튜브와 출구 측에 설치된 머플 튜브의 내경이 서로 상이하다.

바람직하게, 상기 모재 튜브보다 상대적으로 직경이 큰 상기 보조 튜브는 상기 출구 측에 구비되고, 상기 출구 측에 설치된 머플 튜브의 내경이 상기 입구 측에 설치된 머플 튜브의 내경에 비해 크다.

더욱 바람직하게, 상기 출구 측에 설치된 머플 튜브와 상기 보조 튜브 사이에 형성되는 유동통로와, 상기 입구 측에 설치된 머플 튜브와 상기 모재 튜브 사이에 형성되는 유동통로에서 각각 단위면적당 불활성가스의 유동량이 동일하다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면,

보조 튜브에 융착 지지되어 회전하는 광섬유 모재 튜브가 관통하는 입구와 출구를 가진 케이스; 상기 케이스 내에서 상기 모재 튜브를 감싸도록 설치되어 이를 가열하는 발열체; 및 상기 케이스의 입구와 출구에서 상기 모재 튜브를 감싸도록 각각 설치되어, 로 내부에 분사된 불활성가스가 상기 모재 튜브와의 사이에 형성되는 유동통로를 통해 외부로 배출되도록 유도하는 커버링부재;를 포함하고,

상기 입구 측에 설치된 커버링부재와 출구 측에 설치된 커버링부재의 내경이 서로 상이한 광섬유 제조용 로가 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면,

보조 튜브에 융착 지지되어 회전하는 광섬유 모재 튜브가 관통하는 입구와 출구를 가진 케이스; 상기 케이스 내에서 상기 모재 튜브를 감싸도록 설치되어 이를 가열하는 원통형의 탄소 발열체; 상기 탄소 발열체와 접촉하여 전류를 인가하는 전극; 상기 탄소 발열체와 상기 케이스 사이에 설치된 단열부재; 상기 케이스의 입구와 출구에 각각 설치되며, 상기 광섬유 모재가 삽입되는 중공을 가지는 동시에 상기 탄소 발열체의 내경보다 작은 외경을 가져 상기 탄소 발열체의 내부로 삽입된 채로 연장 형성된 원통형의 슬리이브가 형성된 머플 튜브; 외부로부터 상기 외측공간부로 불활성가스를 주입시키도록 통로를 제공하는 제1 유동통로; 상기 외측공간부와 탄소 발열체의 내측공간부를 연결하도록 상기 탄소 발열체에 형성되어, 상기 제1 유동통로를 통해 유입된 불활성가스를 상기 내측공간부로 유동시키는 통로를 제공하는 제2 유동통로; 및 상기 탄소 발열체와 상기 머플 튜브 사이에 형성되어 외부로부터 상기 내측공간부로 불활성가스를 주입하는 통로를 제공하는 제3 유동통로;를 포함하고,

상기 입구 측에 설치된 머플 튜브와 출구 측에 설치된 머플 튜브의 내경이 서로 상이한 광섬유 제조용 로가 제공된다.

바람직하게, 상기 케이스의 입구와 출구에는, 상기 모재 튜브를 감싸서 로 내부에 분사된 불활성가스가 상기 모재 튜브와의 사이에 형성되는 유동통로를 통해 외부로 배출되도록 유도하는 커버링부재가 각각 설치되고, 상기 출구 측에 설치된 커버링부재의 내경이 출구 측에 설치된 커버링부재의 내경보다 크다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 보조 튜브에 융착 지지되어 회전하는 광섬유 모재 튜브가 관통하는 입구와 출구를 가진 케이스; 상기 케이스 내에서 상기 모재 튜브를 감싸도록 설치되어 이를 가열하는 발열체; 및 상기 케이스의 입구와 출구에 각각 설치되며, 상기 모재 튜브가 삽입되는 중공을 가지는 머플 튜브;를 포함하고, 상기 출구 측에 설치된 머플 튜브와 상기 보조 튜브 사이에 형성되는 유동통로와, 상기 입구 측에 설치된 머플 튜브와 상기 모재 튜브 사이에 형성되는 유동통로에서 각각 단위면적당 불활성가스의 유동량이 동일한 광섬유 제조용 로가 제공된다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광섬유 제조용 탄소 가열로가 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 본 발명의 탄소 가열로는 로의 본체 외관을 이루는 케이스(furnace shell)(10)와 상기 케이스(10) 내부에 설치되며 광섬유 모재 튜브(100)가 삽입되는 중공이 형성된 원통형의 탄소 발열체(graphite heating element)(11)를 포함한다. 상기 케이스(10)에는 모재 튜브(100)가 탄소 저항로 내부로 삽입되는 입구(20)와 그로부터 배출되는 출구(30)가 형성되어 있으며, 바람직하게 상기 케이스(10)는 스테인레스 스틸 등과 같은 금속재로 구성된다.

바람직하게, 상기 탄소 발열체(11)는, 그 중심부 근처로 갈수록 두께가 얇아지는 발열부(11a)를 가지며, 이 발열부(11a)는 후술하는 바와 같이 외부로부터 전류가 인가되면 저항에 의해 집중적으로 발열이 이루어지는 영역이다.

상기 탄소 발열체(11)의 입구와 출구 근처 부분은 전극(12)과 접촉되어 이로부터 전류를 공급받는다. 상기 탄소 발열체(11)는 외부로 열이 전달되는 것을 막기 위해 케이스(10)와 탄소 발열체(11) 사이에 개재되는 단열부재(rigid insulation cannister)(13)로 감싸여진다. 바람직하게, 상기 단열부재(13)는 고순도 탄소 펠트(graphite felt)로 이루어진다.

상기 케이스(10)의 일측에는 로 내부의 온도 변화를 감지하기 위해 파이로미터(pyrometer)(40)가 설치된다. 또한, 상기 로의 케이스(10)와 단열부재(13)에는 로 내부의 탄소 발열체(11)의 발열부(11a)와 마주하도록 연통되는 관측홀(sighting hole)(14a)이 형성되며, 상기 관측홀(14a)에는 관측 튜브(14)가 설치되는데, 이 관측 튜브(14)는 상기 파이로미터(40)와 연결되어 있다. 바람직하게, 상기 관측 튜브(14)는 상기 파이로미터(40)와 밀봉 결합되어, 이들 결합부를 통해 외부 공기가 유입되지 못하도록 한다.

상기 탄소 발열체(11)의 발열부(11a)로부터 방출된 방사열(radiation)은 상기 관측홀(14a)의 관측 튜브(14)를 통과해 파이로미터(40)에 의해 검출됨으로써 로 내부의 온도를 측정할 수 있게 된다.

상기 케이스(10)의 입구와 출구 측에는 모재 튜브(100)가 삽입되는 중공부가 형성된 머플 튜브(muffle tube)(15)(15')가 구비된다. 상기 머플 튜브(15)(15') 역시 로 내부의 고온 분위기에 견디도록 탄소로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 머플 튜브(15)(15')에는, 그 외경이 상기 탄소 발열체(11) 중공부의 내경 보다 작아서 상기 탄소 발열체(11)의 중공 내부로 삽입되어 연장된 슬리이브(15a)(15a')가 형성되어 있다. 상기 슬리이브(15a)(15a')의 내경은 상기 모재 튜브(100)의 외경보다 크므로 작업을 하는 동안 모재 튜브(100)는 상기 슬리이브(15a)(15a')를 통과하여 진행하게 된다.

바람직하게, 상기 슬리이브(15a)(15a')의 단부는 탄소 발열체(11)의 발열부(11a) 근처까지 연장되어 형성되는데, 이것은 불활성 가스의 흐름을 발열부(11a)까지 유도하여 로 내부에서 산화 반응이 억제되도록 하기 위함이다.

바람직하게, 로 내부를 비산화 분위기로 유지하고 외부로부터 공기의 유입을 차단하기 위해서 불활성 가스를 공급하고 흐름을 유도하는 유동 통로가 마련될 수 있다. 상기 유동 통로는, 탄소 발열체(11)와 단열부재(13) 사이에 형성되는 공간 즉, 발열부(11a)의 외측공간부(50)로 불활성가스를 주입시키기 위한 제1 유동통로(21)와, 상기 발열부의 외측공간부(50)로부터 상기 탄소 발열체(11)의 중공 내부 즉, 상기 발열부(11a)의 내측공간부(60)로 불활성가스를 유동시키기 위한 제2 유동통로(22)와, 외부로부터 상기 탄소 발열체(11)와 머플 튜브(15) 사이, 바람직하게는, 상기 탄소 발열체(11)와 머플 튜브의 슬리이브(15a)(15a') 사이로 불활성가스를 주입시키기 위한 제3 유동통로(23)로 구성될 수 있다.

더욱 바람직하게, 상기 제1 유동통로(21)는 상기 관측 튜브(14)에 형성된 중공이 될 수 있다. 예를 들어, 상기 관측 튜브(14)의 측면에 인입구(16)가 형성되고 이를 통해 미도시된 가스공급장치로부터 상기 제1 유동통로(21)로 불활성가스를 공급한다. 상기 관측 튜브(14)로 주입된 불활성가스는 화살표로 도시된 바와 같이 상기 발열부의 외측공간부(50)로 유동하게 된다.

상기 제2 유동통로(22)는 상기 발열부의 외측공간부(50)와 내측공간부(60)를 연결하도록 상기 탄소 발열체(11)의 벽을 관통하여 형성된다. 바람직하게, 상기 제2 유동통로(22)는 탄소 발열체(11)의 발열부(11a)를 제외한 입구 및 출구 근처에 반경 방향으로 관통하도록 형성된다.

상기 제3 유동통로(23)는 상기 탄소 발열체(11)의 내측면과 머플 튜브(15)(15')의 슬리이브(15a)(15a')의 외측면 사이에 형성된다. 바람직하게, 불활성가스는 탄소 발열체(11)와 머플 튜브(15)(15') 사이에 위치하도록 케이스(10)에 형성된 인입구(31)를 통해 주입되어 상기 제3 유동통로(23)로 공급된다. 이때, 탄소 발열체(11)의 양단에 형성된 제3 유동통로(23)로부터 배출된 불활성가스는 탄소 발열체(11)의 중심부로 분사되어 상호 충돌한 뒤 그 방향이 180도 전환되어 머플 튜브(15)(15')의 내측면과 모재(100) 표면 사이의 공간을 통해 외부로 배출된다.

또한, 상기 케이스(10)의 입구와 출구에는 상기 모재 튜브(100)를 감싸도록 중공이 형성된 원통형의 커버링부재(17)(17')가 각각 설치된다. 상기 커버링부재(17)(17')는 상기 모재 튜브(100)를 따라 충분히 연장되어, 로 내부로부터 나오는 불활성가스가 대기에 비해 충분한 양압(positive pressure)을 가지고 밖으로 배출될 수 있도록 유도한다. 이러한 구성은 외부로부터 공기가 입구 및 출구를 통해 유입되는 것을 더욱 효과적으로 차단할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 머플 튜브(15)(15') 및/또는 커버링부재(17)(17')의 내경은 입구(20)와 출구(30) 측에서 서로 상이하다. 바람직하게, 반응가스가 유입되는 유입단(101) 즉, 입구(20)측에 있는 머플 튜브(15) 및/또는 커버링부재(17)의 내경(D1)이, 배출단(102) 즉, 출구(30) 측에 있는 머플 튜브(15') 및/또는 커버링부재(17')의 내경(D2)보다 작다. 이것은, 도 2에 도시된 바와 같이, 광섬유 모재 제조 공정 중에 가열로가 이동하여 모재 튜브(100)에 비해 상대적으로 직경이 큰 보조 튜브(100')가 로 내부로 삽입될 경우, 보조 튜브(100')와의 사이에 불활성가스가 유동할 수 있도록 충분한 통로를 확보하기 위함이다.

도 2의 III-III과 III'-III'선에 따른 단면도를 도시한 도 3을 참조하면, 상대적으로 직경이 큰 출구(30) 측의 머플 튜브(15') 및/또는 커버링부재(17')와 보조 튜브(100') 사이에 형성되는 유동통로의 간격은, 상대적으로 직경이 작은 입구(20) 측의 머플 튜브(15) 및/또는 커버링부재(17)와 모재 튜브(100) 사이에 형성되는 유동통로에 비해서 협소하지 않다. 따라서, 상기 유동통로를 흐르는 단위면적(A1)(A2) 상의 불활성가스 유량은 동일하거나 비슷하게 된다.

반면에, 상기 가열로가 입구(20) 측으로 이동하여 보조 튜브(100')가 상기 머플 튜브(15') 및/또는 커버링부재(17') 내에 놓이지 않을 경우에는, 로의 출구(30) 측에 형성되는 유동통로는 상기 머플 튜브(15') 및/또는 커버링부재(17')와 점선으로 도시된 모재 튜브(100) 사이의 공간이다. 여기서, 상기 유동통로는 입구(20) 측에서 머플 튜브(15) 및/또는 커버링부재(17)와 모재 튜브(100) 사이에 형성된 유동통로에 비하여 넓다. 그러나, 본 발명자의 실험에 따르면 이러한 유동통로의 차이가 전술한 바와 같이 모재 튜브의 산화나 연소얼룩이 발생하지 않는 것으로 나타났는데, 그 이유는 로의 입구와 출구에서 각각 어느 정도 이상의 유동통로가 확보된 상태에서는 어느 한 쪽의 유동통로가 다른 쪽보다 약간 크다고 하더라도 불활성가스의 급격한 난류는 발생하지 않는 것으로 이해되기 때문이다.

본 발명의 효과는 다음 실험예를 통해 더욱 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

실험예

탄소 발열체의 내경 52mm, 발열부의 길이 70mm, 머플 튜브 및 커버링부재의 외경 50mm, 내경 44mm 이다. 또한, 제2 이동통로는 탄소 발열체의 양단으로부터 38mm 지점에 각각 형성되고, 상기 슬리이브의 단부는 발열부까지 연장되어 있다. 위와 같은 구성의 탄소 저항로를 사용하여 상기 제2 유동통로를 통해 유입되는 아르곤 가스의 양 5ℓ/min, 제3 유동통로를 통해 유입되는 아르곤 가스의 양 10ℓ/min이 되도록 하면서, 길이 1,000mm이상, 직경 30mm의 모재를 직경 38mm의 보조 튜브에 융착하여 지지한 후 증착을 수행하였다. 이때, 로의 이송속도는 80∼120mm/min였다.

비교예

상기 실험예에 있어서, 로의 입구 측에 위치하는 머플 튜브 및 커버링부재의 내경이 40mm이고, 출구 측에 위치하는 머플 튜브 및 커버링부재의 내경이 44mm인 점을 제외한 나머지 공정 조건은 실험예에서와 동일하다.

위와 같은 조건에서 모재 튜브에 증착을 하면서 로를 20회 왕복 이동시킨 뒤에 모재 튜브 표면의 산화 상태와 연소얼룩을 관찰하였다. 그 결과, 실험예에 비하여 비교예에서 모재 튜브 표면의 산화 상태가 심하게 이루어진 것으로 나타났고, 실험예에서는 연소얼룩을 발견하지 못한 것에 반해 비교예에서는 5∼10cm 영역에 걸쳐 연소 얼룩이 관찰되었다.

본 발명의 광섬유 제조용 로에 따르면, 로의 입구와 출구 측에 위치한 머플 튜브 및/또는 커버링부재의 내경이 서로 상이함으로써 광섬유 제조공정시에 직경이 상대적으로 큰 보조 튜브가 로 내부로 진입되더라도 불활성가스가 유동할 수 있는 충분한 유동통로를 확보할 수 있게 된다. 따라서, 종래와 같이 불활성가스의 급격한 유동변화로 인해 발생하던 모재 튜브의 표면 산화나 연소 얼룩 등의 발생을 최대한 방지할 수 있다.

본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명될 것이지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.

도 1은 종래 기술에 따른 탄소 가열로를 이용한 광섬유 모재의 증착 공정을 나타낸 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 광섬유 제조용 로를 이용한 광섬유 모재의 증착 공정을 나타낸 단면도이다.

도 3은 도 2의 III-III 및 III'-III'선에 따른 단면도이다.

<도면의 주요참조번호에 대한 설명>

10..케이스 11..탄소 발열체 12..전극

13..단열부재 14..관측홀 15,15'..머플튜브

17,17'..커버링부재 20..로 입구 30..로 출구

21..제1유동통로 22..제2유동통로 23..제3유동통로

100..광섬유모재 100'..보조튜브

Claims

보조 튜브에 융착 지지되어 회전하는 광섬유 모재 튜브가 관통하는 입구와 출구를 가진 케이스;

상기 케이스 내에서 상기 모재 튜브를 감싸도록 설치되어 이를 가열하는 발열체; 및

상기 케이스의 입구와 출구에 각각 설치되며, 상기 모재 튜브가 삽입되는 중공을 가지는 머플 튜브;를 포함하고,

상기 입구 측에 설치된 머플 튜브와 출구 측에 설치된 머플 튜브의 내경이 서로 상이한 것을 특징으로 하는 광섬유 제조용 로.
제1항에 있어서,

상기 모재 튜브보다 상대적으로 직경이 큰 상기 보조 튜브는 상기 출구 측에 구비되고, 상기 출구 측에 설치된 머플 튜브의 내경이 상기 입구 측에 설치된 머플 튜브의 내경에 비해 큰 것을 특징으로 하는 광섬유 제조용 로.
제2항에 있어서,

상기 출구 측에 설치된 머플 튜브와 상기 보조 튜브 사이에 형성되는 유동통로와, 상기 입구 측에 설치된 머플 튜브와 상기 모재 튜브 사이에 형성되는 유동통로에서 각각 단위면적당 불활성가스의 유동량이 동일한 것을 특징으로 하는 광섬유 제조용 로.
보조 튜브에 융착 지지되어 회전하는 광섬유 모재 튜브가 관통하는 입구와 출구를 가진 케이스;

상기 케이스 내에서 상기 모재 튜브를 감싸도록 설치되어 이를 가열하는 발열체; 및

상기 케이스의 입구와 출구에서 상기 모재 튜브를 감싸도록 각각 설치되어, 로 내부에 분사된 불활성가스가 상기 모재 튜브와의 사이에 형성되는 유동통로를 통해 외부로 배출되도록 유도하는 커버링부재;를 포함하고,

상기 입구 측에 설치된 커버링부재와 출구 측에 설치된 커버링부재의 내경이 서로 상이한 것을 특징으로 하는 광섬유 제조용 로.
제4항에 있어서,

상기 모재 튜브보다 상대적으로 직경이 큰 상기 보조 튜브는 상기 출구 측에 구비되고, 상기 출구 측에 설치된 커버링부재의 내경이 상기 입구 측에 설치된 커버링부재의 내경에 비해 큰 것을 특징으로 하는 광섬유 제조용 로.
제5항에 있어서,

상기 출구 측에 설치된 커버링부재와 상기 보조 튜브 사이에 형성되는 유동통로와, 상기 입구 측에 설치된 커버링부재와 상기 모재 튜브 사이에 형성되는 유동통로에서 각각 단위면적당 불활성가스의 유동량이 동일한 것을 특징으로 하는 광섬유 제조용 로.
보조 튜브에 융착 지지되어 회전하는 광섬유 모재 튜브가 관통하는 입구와 출구를 가진 케이스;

상기 케이스 내에서 상기 모재 튜브를 감싸도록 설치되어 이를 가열하는 원통형의 탄소 발열체;

상기 탄소 발열체와 접촉하여 전류를 인가하는 전극;

상기 탄소 발열체와 상기 케이스 사이에 설치된 단열부재;

상기 케이스의 입구와 출구에 각각 설치되며, 상기 광섬유 모재가 삽입되는 중공을 가지는 동시에 상기 탄소 발열체의 내경보다 작은 외경을 가져 상기 탄소 발열체의 내부로 삽입된 채로 연장 형성된 원통형의 슬리이브가 형성된 머플 튜브;

외부로부터 상기 외측공간부로 불활성가스를 주입시키도록 통로를 제공하는 제1 유동통로;

상기 외측공간부와 탄소 발열체의 내측공간부를 연결하도록 상기 탄소 발열체에 형성되어, 상기 제1 유동통로를 통해 유입된 불활성가스를 상기 내측공간부로 유동시키는 통로를 제공하는 제2 유동통로; 및

상기 탄소 발열체와 상기 머플 튜브 사이에 형성되어 외부로부터 상기 내측공간부로 불활성가스를 주입하는 통로를 제공하는 제3 유동통로;를 포함하고,

상기 입구 측에 설치된 머플 튜브와 출구 측에 설치된 머플 튜브의 내경이 서로 상이한 것을 특징으로 하는 광섬유 제조용 로.
제7항에 있어서,

상기 모재 튜브보다 상대적으로 직경이 큰 상기 보조 튜브는 상기 출구 측에 구비되고, 상기 출구 측에 설치된 머플 튜브의 내경이 상기 입구 측에 설치된 머플 튜브의 내경에 비해 큰 것을 특징으로 하는 광섬유 제조용 로.
제8항에 있어서,

상기 출구 측에 설치된 머플 튜브와 상기 보조 튜브 사이에 형성되는 유동통로와, 상기 입구 측에 설치된 머플 튜브와 상기 모재 튜브 사이에 형성되는 유동통로에서 각각 단위면적당 불활성가스의 유동량이 동일한 것을 특징으로 하는 광섬유 제조용 로.
제9항에 있어서,

상기 케이스의 입구와 출구에는, 상기 모재 튜브를 감싸서 로 내부에 분사된 불활성가스가 상기 모재 튜브와의 사이에 형성되는 유동통로를 통해 외부로 배출되도록 유도하는 커버링부재가 각각 설치되고,

상기 출구 측에 설치된 커버링부재의 내경이 출구 측에 설치된 커버링부재의 내경보다 큰 것을 특징으로 하는 광섬유 제조용 로.
보조 튜브에 융착 지지되어 회전하는 광섬유 모재 튜브가 관통하는 입구와 출구를 가진 케이스;

상기 케이스 내에서 상기 모재 튜브를 감싸도록 설치되어 이를 가열하는 발열체; 및

상기 케이스의 입구와 출구에 각각 설치되며, 상기 모재 튜브가 삽입되는 중공을 가지는 머플 튜브;를 포함하고,

상기 출구 측에 설치된 머플 튜브와 상기 보조 튜브 사이에 형성되는 유동통로와, 상기 입구 측에 설치된 머플 튜브와 상기 모재 튜브 사이에 형성되는 유동통로에서 각각 단위면적당 불활성가스의 유동량이 동일한 것을 특징으로 하는 광섬유 제조용 로.