KR20030034574A

KR20030034574A - 광섬유 모재 오버 클래딩용 버너

Info

Publication number: KR20030034574A
Application number: KR1020010066208A
Authority: KR
Inventors: 최성일
Original assignee: 주식회사 머큐리
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2003-05-09

Abstract

본 발명은 버너에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광섬유 모재에 오버 클래딩(Over Cladding)을 할 때 사용되는 광섬유 모재 오버 클래딩용 버너에 관한 것이다. 이 광섬유 모재 오버 클래딩용 버너는 금속 재질로 제작되고 중공상으로 형성되며 내부에 일정 간격을 갖도록 제1, 2걸림턱이 형성된 버너 본체; 상기한 버너 본체에 삽입됨과 아울러 제1걸림턱에 걸려서 위치 제한되고 다수의 고정공이 관통 형성된 석영 홀더; 상기한 고정공에 삽입됨과 아울러 석영 재질로 제작되어 산소를 통과시키는 다수의 산소 공급 튜브; 상기한 산소 공급 튜브가 내재되도록 버너 본체에 삽입됨과 아울러 제2걸림턱에 위치 제한되는 중공상 수소 공급 튜브; 및 상기한 수소 공급 튜브에 산소와 접촉되지 않는 상태에서의 수소를 산소 공급 튜브 전면에 공급하는 공급 수단으로 구성함을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 금속재인 버너 본체에 산화물이 발생되지 않도록 하고, 또한 상기한 석영 재질인 산소 및 수소 공급 튜브를 단순하게 원통형으로 형성해도 됨으로써 제작이 용이하고 제작비가 절감되는 효과가 있다.

Description

광섬유 모재 오버 클래딩용 버너 {BUNNER FOR OVER CALDDING OF BASE OPTIC FIBER}

본 발명은 버너에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광섬유 모재에 오버 클래딩(Over Cladding)을 할 때 사용되는 광섬유 모재 오버 클래딩용 버너에 관한 것이다.

일반적으로, 광섬유는 일정한 속도 및 방향으로 회전되는 석영관 내부에 원료 가스인 SiCl₄, POCl₃, Fluorine, BCl₃, GeCl₄등을 적당한 비율로 공급함과 아울러 석영관을 좌우 이동 가능한 버너로 가열하는 화학 기상 증착법 등에 의해 모재를 제작하게 된다.

즉, 모재는 석영관 내부에 굴절율이 낮은 클래드층을 먼저 증착시킴과 아울러 굴절율이 높은 코어층을 증착시켜서 제작하게 되는 것이다.

상기한 모재에 클래드층을 형성하는 버너는 도 3에 도시된 바와 같이 금속 재질로 제작됨과 아울러 중앙부에 산소가 공급되어 분출되도록 제1노즐(50)이 형성되고 그 주위에 수소가 공급되어 분출되도록 서로 연통공(51)으로 연통된 다수의 제2노즐(52)로 구성된 노즐 본체(53)와, 상기한 제1노즐(50)과 연통공(51)에 각각 연결되어 산소와 수소를 공급하는 공급 호스(54, 54')로 구성되어 있다.

상기한 버너는 산소와 수소가 제1, 2노즐(50, 52)을 통해 각각 공급되면서, 노즐 본체(53)의 종단에서 불꽃을 형성하게 되고, 상기한 불꽃에 의해 클래드층을 형성하는 석영 튜브를 가열함과 아울러 석영 튜브를 모재에 가압하게 된다.

그런데, 노즐 본체(53)의 종단에서 산소 및 수소 불꽃이 발생되면, 그 불꽃의 온도가 1600∼2000?? 정도가 되기 때문에, 금속 재질인 노즐 본체(53)의 모서리 부분A에 금속 산화물이 발생되고, 상기한 금속 산화물이 모재에 떨어져 광섬유 제작 시 광손실의 원인이 되는 마이크로 밴딩을 유발시키게 된다.

그래서, 도 4에 도시된 바와 같이 고순도의 석영 유리를 원통형으로 가공하여 수소 입구(55)와 노즐(56)이 형성된 노즐 본체(57)를 제작함과 아울러 상기한 노즐 본체(57) 내부에 산소를 공급하도록 공급관(58)을 결합시켜 버너를 제작하게 된다.

즉, 고온의 산소 및 수소 불꽃에서 산화물이 발생되지 않도록 석영 유리로 버너를 제작하게 되는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같이 석영 유리로 버너를 제작하게 되면, 고순도의 석영 유리를 사용하여야 할뿐만 아니라, 이 석영 유리를 버너 형태로 가공하기가 어렵기 때문에 버너의 가격이 매우 비싸게 되는 문제점이 있다.

또한, 상기한 석영 유리 재질의 버너는 버너 내부에서 산소와 수소가 융합되어 불꽃을 발생시키기 때문에 산소의 흐름 강도 조절이 어렵게 되는 바, 산소 흐름을 너무 강하게 하면 석영 튜브가 번-오프(burn off)되고, 너무 약하면 오버 클래딩용 석영 튜브를 모재에 가압하지 못하게 되고, 이로 인해 모재와 오버 클래딩용 석영 튜브의 융착 불량이 발생되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 가격이 고가인 석영 유리를 사용하지 않고 금속 재질의 버너를 사용하면서도 금속 산화물의 발생을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 모재와 오버 클래딩용 석영 튜브의 융착 불량을 방지할 수 있는 광섬유 모재 오버 클래딩용 버너를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 모재 오버 클래딩용 버너를 도시한 분해 사시도이다.

도 2는 도 1의 조립 단면도이다.

도 3은 일반적인 광섬유 모재 오버 클래딩용 버너의 일예를 도시한 단면도이다.

도 4는 종래 광섬유 모재 오버 클래딩용 버너의 다른 예를 도시한 단면도이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

1: 제1걸림턱 2: 제2걸림턱 3: 버너 본체4: 고정공

5: 석영 홀더 6: 산소 공급 튜브 7: 수소 공급 튜브

8: 유로 9: 돌출부 10: 연결공

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 금속 재질로 제작되고 중공상으로 형성되며 내부에 일정 간격을 갖도록 제1, 2걸림턱이 형성된 버너 본체와, 상기한 버너 본체에 삽입됨과 아울러 제1걸림턱에 걸려서 위치 제한되고 다수의 고정공이 관통 형성된 석영 홀더와, 상기한 고정공에 삽입됨과 아울러 석영 재질로 제작되어 산소를 통과시키는 다수의 산소 공급 튜브와, 상기한 산소 공급 튜브가 내재되도록 버너 본체에 삽입됨과 아울러 제2걸림턱에 위치 제한되는 중공상 수소 공급 튜브와, 상기한 수소 공급 튜브에 산소와 접촉되지 않는 상태에서의 수소를 산소 공급 튜브 전면에 공급하는 공급 수단으로 구성함을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 모재 오버 클래딩용 버너를 도시한 분해 사시도 및 조립 단면도로서, 금속 재질로 제작되고 중공상으로 형성되며 내부에 일정 간격을 갖도록 제1, 2걸림턱(1, 2)이 형성된 버너 본체(3)와, 상기한 버너 본체(3)에 삽입됨과 아울러 제1걸림턱(1)에 걸려서 위치 제한되고 다수의 고정공(4)이 관통 형성된 석영 홀더(5)와, 상기한 고정공(4)에 삽입되어 산소를 통과시키는 석영 재질인 다수의 산소 공급 튜브(6)와, 상기한 산소 공급 튜브(6)가 내재되도록 버너 본체(3)에 삽입됨과 아울러 제2걸림턱(2)에 위치 제한되는 중공상 수소 공급 튜브(7)로 구성되어 있다.

또한, 상기한 수소 공급 튜브(7)에 산소와 접촉되지 않는 상태에서의 수소를 공급하기 위하여 공급 수단이 형성되어 있는 바, 이는 상기한 석영 홀더(5)의 종단에 형성되어 홀더(5)와 버너 본체(3)의 사이에 유로(8)를 형성하고 이를 통해 수소 공급 튜브(7)로 수소가 공급되도록 하는 돌출부(9)와, 상기한 유로(8)와 연결되도록 버너 본체(3)에 형성되고 수소 튜브(54')가 연결되는 연결공(10)으로 구성되어 있다.

상기한 버너 본체(3)와 수소 공급 튜브(7)의 사이에는 수소의 누출 방지를 위해 오링(11)이 다수 설치되어 있고, 상기한 수소 공급 튜브(7)의 길이보다 산소 공급 튜브(6)의 길이가 짧도록 구성되어, 산소와 수소의 융합이 수소 공급 튜브(7) 내부에서 일어나도록 구성되어 있다.

물론, 상기한 버너 본체(3)의 배면에는 산소를 공급하도록 산소 튜브(54)가 연결되어 있게 된다.

상기한 바와 같은 본 발명의 작용 효과를 설명하면 산소 및 수소 공급 튜브(54, 54')를 버너 본체(3)에 조립 후, 수소 공급 튜브(7)와 산소 공급 튜브(6)의 길이차를 조절하여 미리 설정된 최적의 불꽃 크기 및 산소 가스의 분출 압력을 얻게 된다.

즉, 상기한 산소 및 수소 튜브(54, 54')를 통해 산소 가스 및 수소 가스를 공급하게 되면, 상기한 "D"의 구간에서 불꽃이 발생되도록 함과 아울러 상기한 "D"의 길이를 조절함으로써, 산소 가스의 분출 압력을 조절하게 되는 것이다.

산소 및 수소 공급 튜브(6, 7)로 산소와 수소가 공급되면, 상기한 산소는 버너 본체(3)에서 관상의 산소 공급 튜브(6)로 공급되는 바, 버너 본체(3)와 석영 홀더(5)가 밀착되어 있기 때문에, 다른 부분으로는 누출되지 않게 된다.

산소 공급 튜브(6)를 통해 산소가 공급되는 상태에서 수소 튜브(54')를 통해 수소가 공급되면, 상기한 수소는 유로(8)를 통해 별도로 공급됨과 아울러 산소 공급 튜브(6)의 종단에서 산소와 융합되게 된다.

산소 공급 튜브(6)의 종단에서 융합이 일어나면 불꽃이 발생되는 바, 상기한 불꽃은 실질적으로 석영 재질인 수소 공급 튜브(7) 및 산소 공급 튜브(6)에 둘러싸여 있는 상태이기 때문에, 금속 재질인 버너 본체(3)에는 영향을 미치지 못하게 된다.

즉, 상기한 "D" 구간은 석영 재질인 수소 공급 튜브(7)로 둘러싸여 있고, 그 내부에서 산소와 수소의 융합이 일어나기 때문에, 금속 재질인 버너 본체(3)와 불꽃과는 접촉이 일어나지 않게 되고, 이로 인해 산화물 발생이 방지된다.

또한, 종래와 같이 고순도의 석영 유리로 복잡한 형상인 버너 본체(57)를 가공하지 않고 단순하게 원통 형상으로 산소 및 수소 공급 튜브(6, 7)를 제작하면 됨으로써 가공비가 절감된다.

상기한 바와 같이 수소 공급 튜브(7) 내부에서 불꽃이 발생되면, 상기한 불꽃에 의해 오버 클래딩용 석영 튜브를 모재에 융착시키게 된다.

특히, 상기한 수소 공급 튜브(7)를 이동시켜서 "D" 구간의 길이를 짧게 하면 수소와 산소의 융합 구간이 짧아지기 때문에, 산소의 분출 압력 및 분출량이 커지게 되어 오버 클래딩용 석영 튜브를 가압하는 힘을 크게 할 수 있게 된다.

즉, 'D" 구간의 길이를 조절함으로써, 불꽃의 크기 및 산소 분출 압력을 용이하게 조절할 수 있게 되는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 금속재인 버너 본체에 석영 재질인 수소 공급 튜브와 산소 공급 튜브를 설치함과 아울러 이를 통해 공급되는 산소와 수소가 수소 공급 튜브 내부에서 융합되도록 함으로써, 금속재인 버너 본체에 산화물이 발생되지 않도록 하는 효과가 있다.

또한, 상기한 석영 재질인 산소 및 수소 공급 튜브를 단순하게 원통형으로 형성해도 됨으로써, 제작이 용이하고 제작비가 절감되는 효과가 있다.

Claims

금속 재질로 제작되고 중공상으로 형성되며 내부에 일정 간격을 갖도록 제1, 2걸림턱이 형성된 버너 본체;

상기한 버너 본체에 삽입됨과 아울러 상기 제1걸림턱에 걸려서 위치 제한되고 다수의 고정공이 관통 형성된 석영 홀더;

상기한 고정공에 삽입됨과 아울러 석영 재질로 제작되어 산소를 통과시키는 다수의 산소 공급 튜브;

상기한 산소 공급 튜브가 내재되도록 버너 본체에 삽입됨과 아울러 상기 제2걸림턱에 위치 제한되는 중공상 수소 공급 튜브; 및

상기한 수소 공급 튜브에 산소와 접촉되지 않는 상태에서의 수소를 산소 공급 튜브 전면에 공급하는 공급 수단

으로 구성함을 특징으로 하는 광섬유 모재 오버 클래딩용 버너.
제1항에 있어서,

상기한 공급 수단은

상기한 석영 홀더의 종단에 형성되어 홀더와 버너 본체의 사이에 유로를 형성하고 이를 통해 수소 공급 튜브로 수소가 공급되도록 하는 돌출부; 및

상기한 유로와 연결되도록 버너 본체에 형성되고 수소 튜브가 연결되는 연결공

으로 구성함을 특징으로 하는 광섬유 모재 클래딩용 버너.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기한 버너 본체와 수소 공급 튜브의 사이에 설치되어 수소의 누출을 방지하는 다수의 오링을 포함함을 특징으로 하는 광섬유 모재 클래딩용 버너.