KR102660799B1 - 광섬유 모재 제조장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광섬유 모재 제조장치에 관한 것으로서, 반응용기 및 상기 반응용기의 상부에 상하 이동 및 회전 가능하게 설치되는 회전척 및 상단부가 상기 회전척의 하부에 결합되고, 하단부가 상기 반응용기의 내부에 배치되는 더미봉 및 상단부가 상기 더미봉의 하부에 결합되어 상기 더미봉과 동반 회전하는 시드봉 및 상기 반응용기의 내부에 배치되고, 원료 물질을 화염 가수분해하여 생성된 수트를 시드봉의 외주면에 증착시켜 광섬유 모재를 생성하는 버너를 포함하되, 상기 반응용기는 외면 일측에 복수개의 흡기구가 형성되고, 외면 타측에 복수개의 배기구가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 반응용기 내부에서 발생된 분진 형태의 미증착 수트를 외부로 신속하게 배출함에 따라 분진 형태의 미증착 수트가 제조되는 광섬유 모재의 표면에 점 형태로 증착되어 광섬유 모재의 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 원료 물질의 화염 가수분해로 생성된 수트에 비해 굴절률이 현저하게 높은 시드봉의 외면에 수트를 증착하여 시드봉을 코어로 하는 광섬유 모재를 제조함에 따라 클래드에 비해 현저하게 높은 굴절률을 갖는 코어로 이루어진 광섬유 모재를 용이하게 제조할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 반응용기 내부에서 발생된 분진 형태의 미증착 수트를 외부로 신속하게 배출함에 따라 분진 형태의 미증착 수트가 제조되는 광섬유 모재의 표면에 점 형태로 증착되어 광섬유 모재의 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 원료 물질의 화염 가수분해로 생성된 수트에 비해 굴절률이 현저하게 높은 시드봉의 외면에 수트를 증착하여 시드봉을 코어로 하는 광섬유 모재를 제조함에 따라 클래드에 비해 현저하게 높은 굴절률을 갖는 코어로 이루어진 광섬유 모재를 용이하게 제조할 수 있다.
Description
본 발명은 광섬유 모재 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반응용기 내부에서 발생된 분진 형태의 미증착 수트를 외부로 신속하게 배출함과 아울러 원료 물질의 화염 가수분해로 생성된 수트에 비해 굴절률이 현저하게 높은 시드봉의 외면에 수트를 중착하여 시드봉을 코어로 하는 광섬유 모재를 제조할 수 있도록 한 광섬유 모재 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 광섬유는 중간재인 원기둥 형상의 코어와, 상기 코어의 주변을 둘러싸는 클래드를 포함하며, 광신호의 전송 매체로서, 외부의 전자파에 의한 간섭이나 혼선이 없고 도청이 어려우며, 광섬유 하나로 복수의 통신 회선들을 동시에 수용할 수 있는 이점이 있다.
상기 광섬유는 중간재인 광섬유 모재를 고온에서 가열한 후 인출함으로써 제작되며, 상술한 광섬유 모재의 제작 방법으로는 VAD법(Vapor phase axial deposition method; 기상축 증착방법)이나 OVD법(Outside Vapor Deposition method; 외부 기상축 증착법) 등이 알려져 있다.
위와 같은 VAD법 및 OVD법은 규소를 포함한 유리 원료(예를 들어 SiCl4)를 가연성 가스, 조연성 가스 등의 연소 가스와 함께 버너에 도입하고 화염 중에서 유리 원료를 가수분해 반응 또는 산화 반응 시킴으로써, 유리 미립자를 생성하고 이것을 회전하는 출발재(시드라드)에 퇴적시켜 유리 미립자 퇴적체인 광섬유 모재를 형성하는 방법이다.
도 1은 종래의 VAD 방식을 이용한 광섬유 모재 제조장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 종래의 광섬유 모재 제조장치(100)는 하단부 일측에 흡기구(101a)가 형성되고 하단부 타측에 배기구(101b)가 형성된 반응용기(101)와, 상기 반응용기(101)의 상측에 위치하고 하단에 연결된 더미봉(103)을 회전 가능하게 파지하는 회전척(102)과, 상기 더미봉(103)의 하단에 연결되어 더미봉(103)의 회전에 연동하여 회전하는 시드봉(104)과, 유리 원료의 화염 가수분해를 통해 생성된 수트를 시드봉(104)의 표면에 증착시켜 광섬유 모재를 생성하는 버너(105)를 포함하여 이루어진다.
위와 같은 종래 광섬유 모재 제조장치(100)는 회전척(102)에 의해 회전함과 동시에 상승하는 시드봉(104)의 하단에 버너(105)를 통해 생성된 수트를 증착시켜 시드봉(104)의 하부에 코어(201)와 클래드(202)로 이루어진 광섬유 모재(200)를 생성하게 된다.
그러나, 상기한 종래 광섬유 모재 제조장치(100)는 반응용기(101)의 외주면 하단부 일측과 타측에 하나의 흡기구(101a) 및 배기구(101b)가 형성됨에 따라 반응용기(101) 내부에서 수트 중 시드봉(104)에 미처 증착되지 못한 미증착 수트가 외부로 신속하게 배출되지 않고 반응용기(101) 내부에 분진 형태로 잔존하게 된다.
이에 따라 종래 광섬유 모재 제조방치(100)는 분진 형태의 미증착 수트가 제조되는 광섬유 모재(100)의 표면에 점 형태로 증착되어 광섬유 모재(100)의 불량 요인으로 작용하는 문제점이 있었다.
또한, 상기한 종래 광섬유 모재 제조장치(100)는 2개의 버너(105) 중 하부에 배치된 버너가 원료물질인 SiCl4를 화염가수분해하여 생성된 수트를 시드봉(104)에 증착하여 코어(201)를 형성하고, 상부에 배치된 버너가 SiCl4와 GeCl4가 혼합된 원료 물질을 화염가수분해하여 생성된 수트를 코어(201)의 외면에 증착하여 클래드(202)를 형성함으로써, 코어(201)와 클래드(202)로 이루어진 광섬유 모재(200)를 생성하게 된다.
즉, 종래 광섬유 모재 제조장치(100)는 코어(201)를 형성하는 원료물질(SiCl4)과 클래드(202)를 형성하는 원료물질(SiCl4와 GeCl4)을 다르게 사용하는 방식을 통해 코어(201)와 클래드(202)의 굴절율이 다른 광섬유 모재(200)를 제조하게 된다.
그러나, 위와 같은 종래 방식은 원료물질의 일부 차이만으로는 코어(201)와 클래드(202) 간의 굴절률의 차이를 발생시킴에 따라 코어(201)와 클래드(202) 간의 굴절율에 큰차이가 발생하지 않게 된다.
따라서, 종래 광섬유 모재 제조장치(100)는 클래드(202)에 비해 현저하게 높은 굴절률을 갖는 코어(201)로 이루어진 광섬유 모재(200)가 요구되는 경우에는 이를 제조할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 반응용기 내부에서 발생된 분진 형태의 미증착 수트를 외부로 신속하게 배출함과 아울러 원료 물질의 화염 가수분해로 생성된 수트에 비해 굴절률이 현저하게 높은 시드봉의 외면에 수트를 증착하여 시드봉을 코어로 하는 광섬유 모재를 제조할 수 있도록 한 광섬유 모재 제조장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 반응용기 및 상기 반응용기의 상부에 상하 이동 및 회전 가능하게 설치되는 회전척 및 상단부가 상기 회전척의 하부에 결합되고, 하단부가 상기 반응용기의 내부에 배치되는 더미봉 및 상단부가 상기 더미봉의 하부에 결합되어 상기 더미봉과 동반 회전하는 시드봉 및 상기 반응용기의 내부에 배치되고, 원료 물질을 화염 가수분해하여 생성된 수트를 시드봉의 외주면에 증착시켜 광섬유 모재를 생성하는 버너를 포함하되, 상기 반응용기는 외면 일측에 복수개의 흡기구가 형성되고, 외면 타측에 복수개의 배기구가 형성되는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 제조장치가 제공된다.
여기서, 상기 배기구는 상기 반응용기의 하단부 일측에 형성되는 적어도 하나의 제1배기구와, 상기 반응용기의 상단부 일측에 형성되는 적어도 하나의 제2배기구를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 배기구는 상기 시드봉과 대응되는 상기 반응용기의 하단 일측에 형성되고, 상기 시드봉의 하부 이동영역을 제공하는 제3배기구를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 버너는 회전하면서 상하 이동하는 시드봉의 외주면 상단과 하단 사이에 상기 수트를 증착하여 상기 시드봉을 코어로 하는 광섬유 모재를 제조하되, 상기 시드봉의 굴절율은 상기 시드봉의 외주면에 증착되는 상기 수트를 생성하는 원료물질의 굴절율 보다 높은 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 반응용기 내부에서 발생된 분진 형태의 미증착 수트를 외부로 신속하게 배출함에 따라 분진 형태의 미증착 수트가 제조되는 광섬유 모재의 표면에 점 형태로 증착되어 광섬유 모재의 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 원료 물질의 화염 가수분해로 생성된 수트에 비해 굴절률이 현저하게 높은 시드봉의 외면에 수트를 증착하여 시드봉을 코어로 하는 광섬유 모재를 제조함에 따라 클래드에 비해 현저하게 높은 굴절률을 갖는 코어로 이루어진 광섬유 모재를 보다 용이하게 제조할 수 있다.
도 1은 종래의 VAD 방식을 이용한 광섬유 모재 제조장치를 개략적으로 도시한 것.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 모재 제조장치를 개략적으로 도시한 것.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 모재 제조장치의 반응용기 내부 공기흐름을 개략적으로 도시한 것.
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 모재 제조장치의 광섬유 모재 제조 공정 과정을 개략적으로 도시한 것.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조된 광섬유 모재를 개략적으로 도시한 것.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 모재 제조장치를 개략적으로 도시한 것.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 모재 제조장치의 반응용기 내부 공기흐름을 개략적으로 도시한 것.
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 모재 제조장치의 광섬유 모재 제조 공정 과정을 개략적으로 도시한 것.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조된 광섬유 모재를 개략적으로 도시한 것.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 모재 제조장치를 개략적으로 도시한 것이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 모재 제조장치의 반응용기 내부 공기흐름을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 모재 제조장치(1)는 반응용기(10), 회전척(20), 더미봉(30), 시드봉(40) 및 버너(50)를 포함한다.
반응용기(10)는 내부에 수용공간이 형성된 원통 형상으로 형성되고, 더미봉(30), 시드봉(40) 및 버너(50)의 설치영역을 제공하며, 수용공간을 통해 광섬유 모재가 증착되는 공간을 제공한다.
이러한 반응용기(10)는 외면 일측에 외부로부터 냉각된 클린에어가 공급되는 복수개의 흡기구(11)가 형성되고, 외면 타측에 반응용기 내부로 공급되는 클린에어와 함께 분진 형태로 잔존하는 미증착 수트를 반응용기의 외부로 배출하기 위한 복수개의 배기구(12)가 형성된다.
여기서, 흡기구(11)는 반응용기(10)의 하단부 외면 일측에 형성되는 제1흡기구(11a) 및 제1흡기구(11a)와 인접한 상부에 형성되는 제2흡기구(11b)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서는 제1흡기구(11a) 및 제2흡기구(11b)를 포함하는 2개의 흡기구(11)가 형성되는 것을 일 예로 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 그 이상이 형성될 수도 있다.
또한, 배기구(12)는 제1배기구(12a), 제2배기구(12b) 및 제3배기구(12c)를 포함한다.
제1배기구(12a)는 흡기구(11)와 대향하는 반응용기(10)의 하단부 외면 일측에 1개가 형성되고, 반응용기(10)의 하부영역에 분진 형태로 잔존하는 미증착 수트를 반응용기(10)의 외부로 배출하는 역할을 한다.
제2배기구(12b)는 반응용기(10)의 상단부 외면 일측에 3개가 형성되고, 반응용기(10)의 하부영역에 분진 형태로 잔존하는 미증착 수트를 반응용기(10)의 외부로 배출하는 역할을 한다.
제3배기구(12c)는 후술하는 시드봉(40)과 대응되는 반응용기(10)의 하단 일측에 1개가 형성되고, 반응용기(10)의 하부영역에 분진 형태로 잔존하는 미증착 수트를 반응용기(10)의 외부로 배출함과 아울러, 시드봉(40)의 하부 이동영역을 제공하는 역할을 한다.
본 실시예에서는 제1배기구(12a) 및 제3배기구(12c)가 각각 1개, 제2배기구(12b)가 3개 형성되는 것을 일 예로 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 흡기구(11)의 개수가 증가되는 경우 이에 따른 배기량의 균형을 맞추기 위해 그 이상이 설치될 수도 있다.
회전척(20)은 반응용기(10)의 상부에 상하 이동 및 회전 가능하게 설치되고, 하부에 결합되는 더미봉(30) 및 시드봉(40)을 반응용기(10) 내부에서 상하 이동 및 회전시키는 동력을 제공하는 역할을 한다.
더미봉(30)은 상단부가 회전척(20)의 하부에 결합되고, 하단부가 반응용기(10)의 내부 중 하부영역에 배치되며, 시드봉(40)의 설치영역을 제공한다.
시드봉(40)은 상단부가 더미봉(30)의 하부에 결합되고, 회전척(20)에 의해 더미봉(30)과 함께 동반회전하며, 외주면을 통해 버너(50)에 의해 생성된 수트가 증착되는 영역을 제공한다.
버너(50)는 반응용기(10)의 내부 중 시드봉(40)의 측방에 설치되고, 원료 물질(SiCl4)을 화염 가수분해하여 수트를 생성하고, 생성된 수트를 시드봉(40)의 외주면에 증착시켜 광섬유 모재를 생성하는 역할을 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 외부로부터 냉각된 클린에어가 공급되는 복수개의 흡기구(11)가 형성되고, 공급되는 클린에어와 함께 분진 형태로 잔존하는 미증착 수트를 외부로 배출하는 복수개의 배기구(12)가 형성됨에 따라 도 2에서 보는 바와 같이, 반응용기(10) 내부에 분진 형태로 잔존하는 미증착 수트를 외부로 보다 신속하게 배출할 수 있으므로 분진 형태의 미증착 수트가 제조되는 광섬유 모재의 표면에 점 형태로 증착되어 광섬유 모재의 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 복수개의 흡기구(11)를 통해 냉각된 클린에어의 흡기량이 증가함에 따라 내부에 설치된 버너(50)에 의해 반응용기(10)의 내부온도가 설정된 온도 이상으로 과열되는 것을 방지할 수 있다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 모재 제조장치의 광섬유 모재 제조 공정 과정을 개략적으로 도시한 것이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조된 광섬유 모재를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4a 및 4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 모재 제조장치(1)는 버너(50)에 의한 원료물질(SiCl4)의 화염 가수분해로 생성된 수트를 회전하면서 상하 이동하는 시드봉(40)의 외주면 상단과 하단 사이에 증착되도록 함으로써, 도 5에서 보는 바와 같이, 기존과는 달리 시드봉(40)을 코어로 하는 광섬유 모재를 제조하는 것을 특징으로 한다.
특히, 본 발명은 시드봉(40)의 외주면에 증착되는 수트를 생성하는 원료물질(SiCl4)에 비해 굴절률이 현저하게 높은 시드봉(40)을 사용하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 본 발명은 수트의 증착에 의해 시드봉(40)의 외주면에 형성되는 클래드에 비해 현저하게 높은 굴절율을 갖는 코어로 이루어진 광섬유 모재를 보다 용이하게 제조할 수 있다.
비록 본 발명이 상기 바람직한 실시 예들과 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허 청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
1 : 광섬유 모재 제조장치 10 : 반응용기
11 : 흡기구 11a : 제1흡기구
11b : 제2흡기구 12 : 배기구
12a : 제1배기구 12b : 제2배기구
12c : 제3배기구 20 : 회전척
30 : 더비봉 40 : 시드봉
50 : 버너
11 : 흡기구 11a : 제1흡기구
11b : 제2흡기구 12 : 배기구
12a : 제1배기구 12b : 제2배기구
12c : 제3배기구 20 : 회전척
30 : 더비봉 40 : 시드봉
50 : 버너
Claims (4)
- 반응용기와;
상기 반응용기의 상부에 상하 이동 및 회전 가능하게 설치되는 회전척과;
상단부가 상기 회전척의 하부에 결합되고, 하단부가 상기 반응용기의 내부에 배치되는 더미봉과;
상단부가 상기 더미봉의 하부에 결합되어 상기 더미봉과 동반 회전하는 시드봉과;
상기 반응용기의 내부에 배치되고, 원료 물질을 화염 가수분해하여 생성된 수트를 시드봉의 외주면에 증착시켜 광섬유 모재를 생성하는 버너를 포함하되,
상기 반응용기는 외면 일측에 복수개의 흡기구가 형성되고, 외면 타측에 복수개의 배기구가 형성되되,
상기 배기구는 상기 반응용기의 하단부 외면 일측에 형성되는 적어도 하나의 제1 배기구와, 상기 반응용기의 상단부 외면 일측에 형성되는 적어도 하나의 제2 배기구와, 상기 시드봉과 대응되는 상기 반응용기의 하단 일측에 형성되고 상기 시드봉의 하부 이동영역을 제공하는 제3 배기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 제조장치.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 버너는 회전하면서 상하 이동하는 시드봉의 외주면 상단과 하단 사이에 상기 수트를 증착하여 상기 시드봉을 코어로 하는 광섬유 모재를 제조하되,
상기 시드봉의 굴절율은 상기 시드봉의 외주면에 증착되는 상기 수트를 생성하는 원료물질의 굴절율 보다 높은 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 제조장치.
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| KR1020220095034A KR102660799B1 (ko) | 2022-07-29 | 2022-07-29 | 광섬유 모재 제조장치 |
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2022
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