KR20000006462A - 다공성ＳｉＯ₂예비성형물제조방법및장치 - Google Patents

Abstract

신장된 다공성 SiO₂예비 성형물(preform) 의 제조를 위한 공지 방법에서, SiO₂입자들은 그 세로축 주위를 회전하는 원통형 운반체의 외측(mantle) 표면에 용착된다. 상기 SiO₂입자들은 상기 운반체의 세로축에 평행하게 신장하는 최소 하나의 버너 열에서, 서로 간격을 두고 배치된 복수의 용착 버너에 의해 형성된다.

상기 버너들은 형성되는 반복 주기로 예비 성형물을 따라 앞뒤로 및 이들의 운동 방향이 바뀌는 회송 지점 사이에서 이동된다. 상기 회송 지점 영역에서 상기 예비 성형물의 과열을 방지하거나 감소시키기 위한 방법이 상기 공정에서 취해진다. 이방법은 용착 속도의 변화를 가져오게 할 수 있다. 이를 방지하기 위해 본 발명에 의하면 상기 방법은 상기 회송점(7)로부터의 국부적인 열 제거, 또는 상기 회송점(7) 주위 영역(8)의 편재된 열 차단을 포함하며, 이 방법은 운동 주기내에서 시간-일정성을 유지하도록 제안된다. 그 세로축 주위를 회전할 수 있는 원통형 운반체, 상기 운반체의 세로축에 평행하게 신장하는 최소 하나의 버너 열에 배치되었으며, 서로 간격을 두고 연결된 복수의 용착 버너들, 및 상기 운반체를 따라서 그리고 상기 이동 방향이 바뀌는 회송점 사이에서 용착 버너들을 이동시키는 조깅(jogging) 장치가 장착되었으며 상기 버너들에 의해 SiO₂입자들이 상기 운반체에 용착되어 상기 예비 성형물을 형성하는, 다공성 SiO₂예비 성형물 제조를 수행하는데 적합한 장치에 있어서, 흡열부(12)는 상기 회송점(7)의 주변 영역(8)에 제공되는 것이 제안된다.(도 1)

Description

다공성 ＳｉＯ₂ 예비 성형물 제조 방법 및 장치{PROCESS AND APPARATUS FOR MANUFACTURING A POROUS SiO2 PREFORM}

본 발명은 그 세로축 주위를 회전하는 원통형 운반체의 외측 표면에 SiO₂입자들의 용착에 의한 신장된, 다공성 SiO₂예비 성형물을 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 SiO₂입자들은 상기 운반체의 세로축에 평행하게 신장하는 최소 하나의 버너열에서 서로 간격을 두고 배치된 복수의 용착 버너들에 의해 형성된다. 상기 버너들은 상기 버너의 이동 방향이 바뀌는 회송점 사이에서 형성되는 예비 성형물을 따라 반복 운동 주기로 앞뒤로 이동된다. 상기 회송점 영역에서 형성되는 예비 성형물의 과열을 방지하거나 감소시키기 위한 방법이 취해진다.

또한, 본 발명은 그 세로축 주위를 회전할 수 있는 원통형 운반체, 상기 운반체의 세로축에 평행하게 신장하는 최소 하나의 버너열에서 서로 간격을 두고 연결되었으며, 이 버너들에 의해 SiO₂입자들이 상기 운반체상에 용착하여, 예비 성형물을 형성하는 복수의 용착 버너들, 및 상기 이동 방향이 바뀌는 회송점 사이에서 상기 운반체를 따라 용착 버너들을 이동시키는 조깅(jogging) 장치를 갖는 다공성 SiO₂예비 성형물을 제조하기 위한 장치에 관한 것이다,

상기한 종류의 장치는 EP A1 476 218에 알려져 있다. 상기에는 불꽃 가수분해 버너들이 그 세로축 주위를 회전하는 수평하게 배치된 기판 로드상에 SiO₂입자들을 층으로 용착시킴으로써 상기 SiO₂입자들로부터 신장된 다공성 예비 성형물을 형성하는 것이 기술되어 있다. 상기 버너들은 상기 기판 로드의 세로축에 평행하게 신장하는 버너 블록상에서 일정하게 10cm 간격으로 탑재되어 있다. 상기 버너 블록은 좌우측 회송 지점 사이에서 형성되는 다공성 원통형 예비 성형물을 따라 조정가능한 조깅(jogging) 장치에 의해 앞뒤로 이동된다. 상기 버너 블록의 병진 운동의 진폭은 상기 예비 성형물의 길이보다 작다. 상기 회송점에서 운동의 역전중에 상기 버너 블록의 병진 운동이 느려지면 예비 성형물 표면의 과열을 초래하여 예비 성형물내의 국부적 축 밀도 변화를 일으키게 할 수 있다. 이는 예비 성형물내에 반응성이 다른 갖는 영역을 생성하며, 특히 상기 예비 성형물의 추가적인 처리에서 후속적인 화학 반응중에 뚜렷하게 되어, 예를들어, 소결후 석영 유리 몸체의 비-균질성을 초래할 수 있다. 이를 피하기 위해 EP A1 476 218에서는 각각의 버너 통과중에 상기 죄우측 회송 지점 모두가 몇 밀리미터만큼 재배치되는 것이 제안되어 있다. 이것이 회송점에서 예비 성형물내에 생성되는 국부적 밀도 변화를 균등하게 분배한다 하더라도 이들을 방지하지는 못한다.

이 문제를 해결하기 위해, DE A1 196 28 958에는 이러한 종류의 방법이 제안되어 있는데, 여기서 형성되는 예비 성형물의 원주 속도를 증가시키거나, 또는 용착 버너들의 불꽃 온도를 낮추거나, 또는 상기 용착 버너와 예비 성형물 표면 사이의 거리를 증대시킴으로써 회송점에서 예비 성형물의 과열이 방지되거나 감소된다.이들 방법들중 하나 또는 그 조합은 상기 회송점에서 예비 성형물의 표면의 온도 증가를 완전히 또는 부분적으로 상쇄하는 것을 가능하게 하여, 시간과 공간의 견지에서 상기 성형물이 그 전체 표면에 걸쳐 가능한한 온도 영향을 받게된다. 상기 성형물내의 축 밀도 변화는 따라서 크게 방지된다.

EP A1 476 218에 의한 회송점의 공간적 배치는 고성능 설비와 조종 장치를 필요로 한다. 상기 회송점 영역에서의 국부적인 과열을 피하기 위해 DE A1 196 28 958에 제안된 방법들은 상기 회송점에서 가스 흐름, 거리 또는 상대 속도의 시간-관련된 조절을 필요로 하므로, 이들 방법들은 용착 속도의 바람직하지 못한 변화를 발생시킬 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상기 방법을 실행하는데 적합한 간단한 장치를 제공할 뿐 아니라, 상기한 방법들의 단점을 피하면서도 밀도 변화가 작은 예비 성형물을 제조하기 위한 간단한 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 장치의 실시예의 정면도이다.

도 2는 본 발명에 의한 장치에서 사용되는 막이의 실시예의 정면도이다.

도 3은 도 2에 나타난 막이의 측면도이다.

도 4는 본 발명에 의한 장치에서 사용되는 막이의 또다른 실시예의 정면도이다.

도 5는 도 4에 나타난 막이의 측면도이다.

도 6은 본 발명에 의한 장치의 또다른 실시예의 측면도이다.

도 7은 본 발명에 의한 장치의 또다른 실시예의 측면도이다.

*도면의 주요한 부호에 대한 간단한 설명*

1...운반체 2...예비 성형물

4...버너 블록 5...용착 버너

7...회송점 12...슬릿

13, 21...열막이 14...스크린

상기 방법에 있어서, 이 목적은 상기 방법이 상기 회송점 영역으로부터의 국부적 열 제거, 또는 상기 회송점의 국부적 열차단을 포함하며, 상기 방법은 운동 주기내에서 시간-일정성을 유지될 수 있는 일반적 방법을 기초로 하여 이루어진다.

상기 용착 버너는 형성되는 상기 예비 성형물의 표면을 따라 온도 구배를 생성하며, 상기 구배는 상기 표면 주변 영역내의 불꽃 온도와, 상기 버너 열의 진동 운동에 의해 형성된다. 이 표면 온도 구배는 상기 회송점 영역에서 정점을 갖는다. 이러한 정점은 국부적 냉각(냉각 수단)을 위한 수단으로 본 발명에 의한 방법에 의해 방지되는데, 여기서 상기 회송점 영역에서 열이 제거되거나 또는 상기 형성되는 예비 성형물이 상기 회송점 영역내의 열로부터 차단된다. 먼저-언급한 국부적 열 제거에 의한 냉각 방법은 이하 "적극적 냉각(active cooling)"이라 할 것이며 나중에 언급한 열차단에 의한 냉각 방법은 "소극적 냉각(passive cooling)"이라 할 것이다.

상기 예비 성형물의 적극적 및 소극적 냉각을 위한 방법의 작용은 각각의 회송점 영역으로 상기에서 모두 국부적으로 제한된다. 이들의 작용은 상기 회송점 영역내의 열로부터 예비 성형물의 표면을 차단하거나 상기 예비성형물 표면으로부터 이들 영역내의 열을 멀어지도록 하는 것을 기본으로 한다. 양쪽 경우에 있어서, 상기 냉각 방법은 상기 예비 성형물 표면 온도의 균질화에 기여한다. 이상적인 경우에서 열차단 또는 열 제거의 정도는 정확하게 상기 버너 운동으로부터 생성한 온도 증가가 상기 회송점 영역에서 완전히 상쇄되는 것이다. 상기 예비 성형물내의 밀도 변화는 이러한 방법으로 피하거나 감소된다.

상기 냉각 방법은 상기 버너 운동의 회송점에서 행해진다. 상기 회송점들이 공간적으로 일정한 경우에 있어 상기 냉각 방법의 효과는 공간적으로 일정하며; 반면에, 상기 회송점의 이동과 결합하면, 공간적으로 변화가능하다.

본 발명에 의한 방법의 공간적 특징은 최소한 버너 열의 한 운동 주기내에서는 시간에 따라 일정하게 유지된다는 것이다. 이것이 의미하는 것은 예를들어 버너 열의 운동 주기에 의존하는 것과 같이, 상기 냉각 수단의 파라미터의 변화 제어 및 조절은 필요로 하지 않으며; 따라서 제어 및 조절을 위해 상응하는 비용은 제거된다.

상기 냉각 수단의 시간-관련된 일정성은 그 효과에는 관련되지 않는다. 상기 적극적 또는 소극적 냉각의 효과는 회송점 영역에서 차단되거나 제거되는 열량의 증가에 비례하여 증가하기 때문에 후자는 시간에 따라 변화가능하다. 따라서 각각의 냉각 방법은 상기 용착 버너에 의한 예비 성형물의 가열이 특히 클 경우, 즉, 이들이 상기 회송점 주변 영역에 걸쳐 지나칠 경우에만 가장 효과적이다.

운동 역전(kinetic reversal)에서, 상기 회송점 사이에서 앞뒤로 이동할 수 있는 것은 운반체이다.

적극적 냉각으로 상기 회송점 영역내의 예비 성형물 표면으로부터 열이 제거된다. 예를들어, 상기 회송점 영역에서 작용하는 유체- 또는 기체-냉각된 성분들과 같은 냉각 소자에 의해, 또는 상기 회송점 영역내의 예비 성형물에서 행해지는 냉각 기체의 스트림에 의해 제거될 수 있다. 대안으로서, 열은 열 전도체에 의해, 대류에 의해, 또는 열 흐름에 의해 상기 회송점 영역으로부터 제거될 수 있다. 상기 회송점 영역에서 작용하는 흐름 장치는 효과적인 열 대류 또는 흐름을 발생하도록 제공되어야 한다.

적합한 열 전도, 대류 또는 열 흐름을 생성하는데 한가지 기술이 특히 효과적으로 나타났는데, 여기서 상기 형성되는 예비-성형물을 따라 열막이가 신장한다.상기 열막이는 상기 회송점 영역내의 흡열부가 제공되며, 상기 흡열부에 의해 열이 국부적으로 제거된다. 상기 열막이는 상기 회송점 사이의 영역에서 열 손실을 감소시킨다. 이러한 방법에서 상기 회송점 주변 영역에서 흡열부에 의해 열이 제거되는 동안 상기 회송점 사이의 예비 성형물 표면에 열이 축적된다. 따라서 한편으로는 상기 회송점 사이에서의 열막이의 효과, 및 다른 한편으로는 회송점 영역에서 흡열부에 의한 적극적 냉각의 효과가 각각을 강화하며 보완한다.

가장 간단한 경우에 있어 상기 열막이내의 개구부의 형태로 흡열부에 의해 국부적으로 열이 제거된다. 상기 열막이는 상기 예비 성형물을 따라 신장하며 열은 상기 열막이내의 개구부를 통해, 흐름 또는 대류에 의해 밖으로 이동할 수 있다. 상기 개구부는 예를들어 열막이내에서 일정 간격을 둔 슬롯으로서 제작될 수 있다.

슬롯의 대체물로 또는 이에 더하여, 적외선을 흡수하는 표면의 형태로 흡열부가 상기 회송점 영역에 제공된다. 열은 상기 적외선-흡수 표면들을 통해 상기 예비 성형물로부터 밖으로 멀리 전도된다.

상기 장치에 관하여, 상기 목적은 흡열부가 상기 회성점 영역에 제공되는 상기한 장치를 기초로 하여 이루어진다.

상기 용착 버너들은 상기 형성되는 예비 성형물을 따라 온도 구배를 발생시킨다. 이 구배는 상기 표면 영역에서의 불꽃 온도와 상기 버너 열의 진동 운동으로부터 생성된다. 상기 온도 구배는 상기 회송점 영역에서 정점을 갖는다. 이들 정점들을 피하기 위해 본 발명에 의한 장치는 상기 회송점 영역에 흡열부를 제공한다. 열은 상기 회송점 영역(실질적으로 국부적으로 상기 회송점 영역에 제한된다)내의 상기 흡열부에 의해 상기 예비 성형물 표면으로부터 제거될 수 있다. 이러한 방법에서 상기 흡열부는 상기 예비 성형물 표면 온도의 균질화에 기여한다. 이상적인 경우에서는, 상기 흡열부의 효과는 매우 정확하여 상기 버너 열의 운동에 의한 상기 회송점 영역에서의 온도 증가를 완전히 상쇄한다. 따라서 상기 예비 성형물내의 밀도 변화는 피하거나 감소된다.

상기 흡열부는 상기 버너 열의 회송점에 배치된다. 상기 회송점들이 공간적으로 일정하게 유지되는 경우, 상기 흡열부도 또한 공간적으로 일정하게 유지된다. 그렇지 않으면, 회송점의 이동과 함께 이들은 공간적으로 변화한다. 운동 역전에서 상기 회송점 사이에서 이동하는 것은 예비 성형물일 수 있다. 이러한 경우에 상기 흡열부는 예비 성형물과 함께 이동된다.

본 발명에 의한 장치의 특징은 상기 버너 열의 운동 주기내에서 시간에 따라 일정하게 유지될 수 있다는 것이다. 이것이 의미하는 것은 예를들어, 상기 버너 열의 운동 주기에 의존하는 것들과 같이, 흡열부 파라미터의 변화 제어 또는 조절을 필요로 하지 않는다는 것이다. 이는 상기 회송점 영역에서의 열량 증가에 비례하여 증가하는 흡열부의 효과와는 구별하여야 한다. 따라서 상기 예비 성형물이 상기 용착 버너에 의해 특히 강하게 가열되는 경우, 즉 상기 버너가 상기 회송점 영역에 걸쳐 이동하는 경우에 상기 흡열부 특히 효과적이다.

본 발명에 의한 바람직한 실시예에서, 상기 흡열부가 배치되는 최소 하나의 열막이는 상기 형성되는 예비 성형물을 따라 신장한다. 보통 상기 열막이는 최소한 예비 성형물의 전체적인 사용가능한 길이를 따라 신장한다. (이는 상기 예비 성형물의 전체 길이는 어떠한 기존의 테이퍼링(tapering) 예비 성형물 말단보다 짧다는 것을 의미한다). 상기 회송점 사이의 열 손실은 상기 열막이에 의해 감소될 것이다. 열은 상기 회송점 사이의 영역내의 예비성형물 표면에 축적하며 흡열부에 의해 상기 회송점 주변 영역으로부터 제거된다. 이러한 방법으로 상기 열막이와 흡열부는 서로 보완하며 강화한다. 이러한 효과와 상기 열막이의 작용에 따르면, 상기 예비 성형물에 관한 그 형태, 길이 및 배치는 이 기술분야에서 숙련된 자에 의해 주어진 환경에서 쉽게 조정되어 최적화될 수 있다. 상기 예비성형물의 원주의 일부에만 걸쳐 신장하는 열막이가 충분하며, 예를들어 상기 운반체의 세로축에 평행하게 신장하는 평판 또는, 상기 운반체의 세로축 주위에서 굽은 셸과 같이 많은 형태가 가능하다.

특히 간단한 것은 상기 흡열부가 각각의 회송점 영역내의 열막이내에 제공되는 개구부로서 배치되는 본 발명에 의한 장치이다. 가장 간단한 경우에, 상기 열막이는 형성되는 예비 성형물을 따라 평판으로서 신장하며 열은 흐름 또는 대류에 의해 상기 개구부를 통해 밖으로 이동한다. 예를들어, 상기 개구부들은 상기 회송점 주변 영역에서 균일하게 자리잡은 슬릿으로 제작될 수 있다,

이러한 개구부의 대체물로서 또는 이에 더하여, 상기 예비 성형물을 따라 신장하는 열막이는 적외선을 흡수하는 표면을 갖는 회송부 영역에 제공된다. 열은 상기 적외선 흡수 표면에 의해 상기 예비 성형물의 표면으로부터 외부로 전도된다.

냉각 소자로서 제작된 흡열부는 특히 적합하다고 나타났다. 이와같은 냉각 소자는 예를들어, Peltier 소자로서, 또는 액체- 또는 기체-냉각된 성분의 형태로,또는 상기 회송점 영역내의 예비 성형물의 표면에서 행해지는 냉각 가스 제트로서 용이하게 제작된다.

본 발명에 의한 장치의 바람직한 실시예에서, 상기 흡열부와 버너 열은 상기 운반체의 동일측에 배치되며 상기 버너 열은 상기 운반체와 열막이 사이에서 신장한다. 이 배치에서, 상기 열막이는 또한 예를들어, 주택의 벽과 같이, 버너 열의 뒤쪽 영역(예비 성형물로부터 보이는)을 버너열로부터 보호한다.

본 발명은 아래에서 도면에 의해 보다 상세하게 설명할 것이다.

도 1에 도시된 장치에서, 그 수직축 3 주위를 회전가능하며 SiO₂에 의해 다공성 예비 성형물 2가 형성되는 산화 알루미늄으로 만들어진 운반체 1이 제공된다. 상기 운반체 1의 유리한 회전 방향은 벙향 화살표 16으로 나타내었다. SiO₂입자의 용착은 상기 운반체 2의 세로축 3에 평행하게 신장하는 버너 블록 4상에 연속적으로 실장된 석영 유리 용착 버너 5에 의해 발생된다. 버너 블록 4는 상기 운반체 1의 세로축 3에 대하여 고정된 2개의 회송점 7 사이에서 세로축 3을 따라 앞뒤로 이동한다. 상기 앞뒤 운동의 진폭은 방향 화살표 6으로 나타내었다. 이것은 약 20cm이며 상기 용착 버너 5 사이의 거리의 2배에 해당한다(상기 축 3의 방향으로 나타낸). 상기 회송점 7의 길이는 상기 예비 성형물의 표면에 대해 일정하다. 따라서, 도 1에서, 상기 개별 용착 버너 5의 앞뒤 운동의 회송점 7은 어두운 영역의 중심선으로서 상기 예비 성형물의 표면으로 투영되었드며, 이들 영역은 회송점 7 주변 영역 8을 나타내도록 한다. 상기 버너 블록 4는 상기 앞 뒤 운동을 발생시키는 드라이브(도 1에 나타나지 않음)에 연결되어 있다.

상기 버너 열 5는 각 말단에서 부가 버너 9에 의해 완료된다. 상기 부가 버너 9도 또한 상기 버너 블록 4상에 실장되어 있으며, 각각의 경우에 상기 인접한 버너 5로부터의 이들의 거리는 상기한 버너의 간격에 상응한다. 상기 부가 버너 9의 불꽃 온도는 거의 상기 버너 5의 온도와 근사하게 맞추었다. 이들의 기능은 상기 중심 영역의 그것과 비슷한 말단 영역에서 온도 구배를 제공한다. 용착 버너 5는 각각 불꽃 가스로서 산소와 수소가, 그리고 SiO₂입자를 위한 출발 물질로서 액상 SiCl₄가 공급된다. 부가 버너 9는 양쪽 모두 불꽃 가스만 공급된다.

상기 예비 성형물 2의 표면 10과 버너 블록 4 사이의 거리는 상기 용착 공정중에 일정하게 유지된다. 이 목적을 위해 상기 버너 블록 4는 화살표 11로 나타낸 바와 같이 상기 운반체 1의 세로축 1에 수직인 방향으로 이동가능하다.

본 발명에 의하면, 상기 장치는 상기 회송점 7 주변 영역 8에서 열 제거를 위한 흡열부가 제공된다. 도 1에 나타난 실시예에서 흡열부는 고정되어 있으며 예비 성형물 2의 사용가능한 길이를 따라 신장하는 빗-모양의 열막이 13에 30mm의 너비를 갖는 슬릿 12로 만들어졌다. 상기 빗-모양의 열막이 13은 스테인레스 스틸로 만들어졌으며 두께가 1.5mm이며 높이가 300mm이다. 상기 막이 13은 350mm의 거리에서, 상기 운반체 1의 원통형 외부 표면에 접하여, 350mm로 신장하며, 상기 열막이 13의 하부 모서리는 상기 예비 성형물 2의 중심축 3의 약 50mm 아래에서 출발한다. 상기 열막이 13의 슬릿 12와 상기 회송점 7의 영역내의 예비 성형물 표면으로 투영된 영역 8 사이의 관계를 강조하기 위해, 도 1에 나타난 도시는 예비 성형물 2와열막이 13의 서로에 대한 배치의 변화를 나타낸다. 상기 연속 슬릿 12에 의해, 상기 열막이 13은 공통 바아 15에 의해 유지되는 동일한 스크린 14로 나누어진다.

열막이 13은 예비 성형물 2로부터 보이는 버너 열 5뒤에 배치된다. 회송점 7은 상기 예비 성형물 2로의 상기 슬릿 12의 투영면내에 위치한다. 상기 스크린 14는 상기 회송점 7 사이의 영역들을 실질적으로 커버한다. 흡열부로 작용하는 슬릿 12가 상기 회송점 7의 영역 8에서 열의 제거를 가능하게 하는 반면 상기 스크린 14는 상기 예비 성형물 2의 영역에서 특히 버너 5에 의해 발생되는 열을 유지하는데 공헌한다.

본 발명에 의한 방법의 예를 도 1에 의해 아래에서 설명할 것이다.

용착 버너 5에 의해 SiO₂입자들이 상기 회전하는 예비 성형물 2의 표면상에 용착된다. 상기 버너 5는 공간적으로 일정한 회송점 7 사이에서 동일한 운동 주기로 예비 성형물 10을 따라 앞뒤로 이동한다. 상기 예비 성형물 2의 원주 속도는 전체 용착 공정중에 일정하게 10m/min로 맞추었다. 상기 버너 블록 4의 평균 병진 속도는 350mm/min이며 전체 운동 주기중에 그리고 전제 용착 공정중에 일정하게 유지된다(속도에 관한한); 상기 회송점 영역에서의 감속 및 가속은 이들이 평균 병진 속도를 설정하는데 있어 무시할 수 있으므로 고려되지 않는다. 감속 및 가속 거리는 몇 밀리미터 정도의 범위이다.

상기 예비 성형물의 표면 10의 온도는 연속적으로 측정된다. 고온계가 상기 예비 성형물 표면 10에서 행해지며 그 측정 영역은 그 중심 용착 버너 5중 하나의불꽃 충격 영역에 위치한다. 상기 고온계는 상기 버너 블록 4와 만나며 그와 함께 앞뒤로 이동한다. 이것은 IMPAC에서 제조된 "Infratherm 4/5" 고온계이며 그 측정 파장은 약 5.14im이다. 상기 고온계와 예비성형물 표면 10 사이의 거리는 30cm이며 상기 측정 영역의 직경은 약 5mm이다. 용착 버너 5의 불꽃 충격 영역은 직경이 약 15mm이다. 이들 측정에 의해 결정된 값들은 이동 주기, 즉 상기 버너 블록 4의 앞뒤 운동중의 최저 온도로서 상기 표면 온도의 기준치를 산출한다. 상기 용착 공정중의 예비 성형물 표면의 기저 온도는 약 1,250℃로 나타났다. 상기 예비 성형물 2의 원주가 증가함에 따라 무엇보다도, 증가하는 열 방사로 인해 상기 표면 10은 더욱 빠르게 냉각한다는 것을 주목해야 한다. 상기 기저 표면 온도값 1,250℃를 유지하기 위해, 더욱 빠른 냉각 속도를 방해하기 위한 방법이 필요시된다. 이 목적을 위해 상기 예에서 상기 버너 5의 불꽃 온도가 연속적으로 상승된다.

예비성형물 2의 원주 속도와 버너 블록 4의 평균 병진 속도는 비교적 작다. 따라서 용착 버너 5와 예비 성형물 표면 10 사이의 상대적 운동 속도는 작으며, 상기 버너 불꽃 충격 영역에서 상기 예비 성형물 2을 철저하게 가열하게 된다. 이 효과는 상기 빗-모양의 열막이 13의 작용에 의해 보다 더 증대된다. 이는 특히 이들 주기에서 상기 용착 버너 5(도 1에 나타난)가 스크린 14의 뒤에 있을 경우, 상기 스크린 14는 예비 성형물 10으로부터 떨어져 있는, 상기 버너 5에 의해 발생되는 열의 역방향 흐름을 감소시키기 때문이다. 반면에, 상기 용착 버너 5(도 1에 나타난) 가 슬릿 12의 뒤, 즉 회송점 7의 영역 8에 있으면 후방으로의 열의 제거가 용이하게 된다. 결과로서, 상기 회송점 7의 영역 8에서의 앞뒤 운동에 의한 예비 성형물 표면 10의 이중 가열로 인한 온도 증가를 크게 피한다. 상기한 예에서의 온도는 단지 30℃로 나타났다. 이는 상기 회송점 7 사이에서 비교적 편평한 온도 곡선과 따라서 이 영역에서 예비 성형물의 낮은 밀도 변화를 확실하게 한다.

상기한 열막이와 본 발명에 의한 장치에서의 그 배치의 또다른 실시예를 도 2-7에 의해 아래에서 보다 상세히 기술할 것이다.

본 발명에 의한 장치에서 사용하기 위한, 도 2 및 3에 나타난 열막이 20은 두께가 1.5mm인 스테인레스 스틸 스크린 21로 만들여졌다. 상기 스크린은 하부의 편평한 섹션 22와 상부의 오목한 섹션 23을 갖는다. 상기 굽은 상부 섹션 23은 상기 예비 성형물과 유사하게 형성되어 있다, 상기 굽은 섹션의 자유 상부 모서리 24는 상기 스크린 21이 본 발명에 의한 장치에 사용되는 경우 상기 예비 성형물을 향한다. 상기 스크린 21은 공통 바아 25에 의해 유지된다. 너비가 40mm인 연속 슬릿 26은 상기 스크린 사이에 제공된다.

도 4 및 5에 의한 열막이의 예로는 적외선을 반사하는 교대하는 표면 42와 적외선을 흡수하는 표면 43을 갖는 편평한 스테인레스 스틸 시이트 41이다. 상기 열막이는 높이가 300mm이다. 상기 흡수 표면 43의 너비는 50mm이다. 열막이 42가 본 발명에 의한 장치에 사용될 경우 상기 흡수 표면 42는 흡열부로 작용한다. 이를 위해 이들은 상기 회송부 영역에 배치된다. 상기 스테인레스 스틸 막이 41은 바아 45에 의해 유지된다.

도 6에 나타난 본 발명에 의한 장치의 또다른 예의 정면도는 예비성형물 61, 상기 예비 성형물에서 행해지는 버너 62 및 열막이 63이 그 내부에 배치된 하우징60을 나타낸다. 상기 예비성형물 61의 형태에 근접한 오목한 형태를 갖는 열막이 63은 상기 버너 62와 반대로 상기 예비 성형물쪽에 배치되어 있다. 상기 열막이 63과 형성되는 예비 성형물 사이의 거리는 상기 용착 공정중에 상기 예비 성형물을 화살표 64의 방향으로 이동시킴으로써 일정하게 100mm로 맞추었다.

도 7에 도시된 본 발명에 의한 장치는 도 1에 의해 이미 보다 상세하게 기술되었던 것과 같이 하우징 70내에, 예비 성형물 71, 용착 버너 72 및 열막이 73을 구비한 배치를 나타낸다. 상기 용착 버너 72는 예비 성형물 71과 막이 73 사이에 있다. 상기 예에서 상기 예비 성형물 표면과 열막이 사이의 거리는 200mm이다, 상기 거리는 상기 막이 73을 화살표 74의 방향으로 이동시킴으로써 공정중에 일정하게 유지된다.

상기 버너 운동의 회송점의 영역에서의 온도 정점은 설비와 조절장치를 위한 고비용을 발생시키지 않고 본 발명에 의한 방법에 의해 방지될 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면 밀도 변화가 작은 예비 성형물을 제조하기 위한 간단한 방법 및 이를 실행하는데 적합한 간단한 장치를 제공하는 것이다.

Claims (10)

1. 그 세로축 주위를 회전하는 원통형 운반체의 외측 표면상에 SiO₂입자들의 용착에 의해 다공성의, 신장된 SiO₂예비 성형물 제조 방법으로서,

   상기 SiO₂입자들은 상기 운반체의 세로축에 평행하게 신장하는 최소 하나의 버너열에서 서로 간격을 두고 배치되었으며, 이들의 운동이 역전되는 회송점 사이에서 상기 형성되는 예비 성형물을 따라 반복 주기로 앞뒤로 이동하는 복수의 용착 버너들에 의해 형성되며, 상기 회송점 영역에서 상기 성형물의 과열을 방지하거나 감소시키기 위한 방법을 취하는, 방법에 있어서,

   상기 방법은 상기 회송점(7) 주위의 영역으로부터의 국부적 열제거 또는 상기 회송점(7) 주위의 영역(8)의 국부적 열 차단을 포함하며, 그리고 상기 방법은 운동 주기내에서 시간-일정성이 유지됨을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 열이 국부적으로 제거되는 흡열기(heat sink)와 함께 상기 회송점(7) 주변 영역(8)에 제공되는,열막이(13)가 상기 예비 성형물(2)을 따라 신장함을 특징으로 하는 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 열막이(13)내의 개구부(12)에 의해 형성되는 흡열부를 통해 열이 국부적으로 제거됨을 특징으로 하는 방법.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 적외선을 흡수하는 표면(43)에 의해 형성된 흡열부를 통해 열이 국부적으로 제거됨을 특징으로 하는 방법.
5. 그 세로축 주위를 회전하는 원통형 운반체의 외측 표면상에 SiO₂입자들의 용착에 의한 다공성의,신장된 SiO₂예비 성형물 제조 장치로서,

   상기 SiO₂입자들은 상기 운반체의 세로축에 평행하게 신장하는 최소 하나의 버너역에서 서로 간격을 두고 배치되었으며, 이들의 운동이 역전되는 회송점 사이에서 상기 형성되는 예비 성형물을 따라 반복 주기로 앞뒤로 이동하는 복수의 용착 버너들에 의해 형성되며, 상기 회송점 영역에서 상기 성형물의 과열을 방지하거나 감소시키기 위한 방법을 취하는 장치에 있어서,

   흡열부가 상기 회송점(7) 주위의 영역(8)에 제공됨을 특징으로 하는 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 흡열부(12)가 형성되는 최소 하나의 열막이(13)는 상기 형성되는 예비성형물(2)을 따라 신장함을 특징으로 하는 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 흡열부는 상기 회송점(7)의 영역(8)내의 상기 열막이(13)에 제공되는 개구부(12)의 형태로 제작됨을 특징으로 하는 장치.
8. 제6항 또는 7항에 있어서, 상기 흡열부는 적외선을 흡수하는 표면(43)으로서 제작되며, 상기 표면들은 상기 회송점(7)의 영역(8)내의 상기 열막이(13)에 제공됨을 특징으로 하는 장치.
9. 제5항 또는 6항에 있어서, 상기 흡열부는 냉각 요소로서 제작됨을 특징으로 하는 장치.
10. 제5항내지 제9항중 어느 한항에 있어서, 상기 열막이(13)와 버너 열(14)는 상기 운반체(1)의 동일 측면에 배치되며 상기 버너열(4)은 상기 운반체(1)과 상기 흡열부(13) 사이에서 신장함을 특징으로 하는 장치.