KR860000996B1 - 광안내 섬유를 인발하도록 예형을 가열시키기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

광안내 섬유를 인발하도록 예형을 가열시키기 위한 방법

제1도는 광안내 섬유를 인발하도록 유리 예형을 가열시키기 위한 본 발명 장치의 전체 사시도.

제2도는 버너의 링을 도시하기 위한 본 발명 장치의 평면도.

제3도는 제2도의 3-3선을 따라 취한, 예형을 가열시키기 위한 본 발명 장치의 부분 단면 정면도.

제4a도와 제4b도는 2개의 토오치 불꽃과 예형의 넥크-다운(neck-down) 부분과의 결합상태를 도시하기 위한 제2도 장치의 일부 확대도.

제5도는 가열 장치의 하단부에 장착된 아이리스 다이아프램(iris diaphragm)을 도시하는 단면 평면도.

제6도 및 제7도는 아이리스 다이아프램의 사시도 및 분해도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 광안내 섬유 인발장치 21 : 광안내 섬유

22 : 유리 예형 23 : 가열 장치

24 : 측정장치 24 : 피복 장치

26 : 챔버 28 : 피복 섬유

31 : 현수 및 공급장치 32 : 척

33 : 종속단부 41 : 하우징

42,43 : 입구 44,56,58 : 공동

45,57 : 챔버 46 : 튜브

47 : 노즐 48 : 선형 부분

49 : 상부 선형부분 51 : 오리피스

52 : 표면 59 : 산소유동용 통로

61 : 예연소 지역 62 : 연소 지역

63 : 프룸(plume) 72 : 채널

76 : 보호판 80 : 아이리스 다이아프램

81 : 링보유기 82 : 체결기

86 : 저부링 87 : 환상부

88 : 벽 89,91 : 개구

92 : 다이아프램 박편 94,96 : 핀

101 : 제2환상부재 102 : 슬로트

104 : 작동 레버 105 : 보유링

106 : 로킹 및 게이징핀 107 : 고온계

본 발명은 예형을 가열시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 광안내 섬유의 인발을 용이하게 하도록 유리 예형을 가열시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 광안내 섬유는 예형이라고 불리유는 원통형 실리카 유리봉을 국부적으로 그리고 대칭적으로 가열해 주므로서 형성된다. 전형적으로, 예형은 직경이 7내지 25mm이고, 길이가 100cm이며, 2,000℃ 이상의 온도로 가열된다. 예형이 고온 지역으로 공급되면, 예형 단면의 실질적인 형태가 무너져서 용융 물질으로부터 섬유가 인발된다.

포함된 온도로 인해 그리고 섬유 표면에 대한 잠재적인 손상 가능성을 피하기 위해, 섬유는 다이를 통해 인발된 수 없다. 따라서, 용융 물질의 표면은 유리 재료의 점성력, 표면 장력 및 전단력 사이의 균형에 의해 결정되는 형태를 갖는 자유 경계 영역이 된다.

유리가 용융 상태로 되면, 기계적으로, 청각적으로 그리고 열적으로 야기되는 방해를 받기 쉽고, 또한 공정이 평형 상태에 접근하는 동안 직경에 변화를 일으키기 쉽다. 특성을 천천히 변화시키는 부가적인 변화 원인은 예형 직경의 변화로 인해 생긴다.

공업 분야에서 공지되어 있는 인발 시스템에 있어서, 예형은 섬유를 잡아 빼내기 위해서 용융 원추 부분에서 섬유 크기로 넥크-다운되는 가열 지역으로 공급된다. 직경은 섬유가 형성된 바로 직후의 지점에서 측정되며, 그 측정치는 제어 시스템에 입력으로서 제공된다. 제어 시스템내에서, 측정된 섬유 직경은 원하는 값과 비교되고, 필요한 경우에 직경을 보정하기 위해 인발 속도를 조정하도록 출력 신호가 발생된다. 섬유직경이 측정된 후, 보호 피복물이 적용되어 경화된다. 그 후에, 피복된 섬유는 일련의 케이블링 작업을 하기전에 검사 및 저장을 위해 감겨진다. 1980년 겨울에 발간된 "웨스턴 전기 공학" 49페이지를 참조할 것.

섬유 인발 공정 동안에, 먼지 및 가루 입자들이 가열 지역으로부터 유리 예형을 지나 섬유 표면속으로 통과할 수 있다. 그 결과, 섬유의 인장 강도가 상당히 감소되어 더욱 약해지게 된다. 이들 문제들에 관한 검토는 1978년 씨멘스 포스청-운트 엔트비크룽스베리히테, 제7권, 제3호 165내지 168페이지의 에이취·아우리크 등에 의해 씌어진 "고인장 강도를 가진 광학 섬유의 제조방법"이란 논설에 기술되어 있다.

광안내 섬유 인발장치에는 4가지 형태의 가열원이 사용되어 왔으며, 그중 가장 간단한 것은 토오치라고 불리우는 산소-수소 버너이다. 한가지 형상으로서 다수의 토오치들이 예형쪽을 향해 있는 것이 있다. 토오치에 의한 방법은 용융 유리의 부근에 오염물이 없다는 점에서 깨끗하지만, 토오치 불꽃의 교란과 넥크 부분을 둘러싸고 있는 개구 주변 환경으로 인해 섬유 직경에 변화를 일으킬 수 있다. 토오치의 사용에 있어서 주요 가열 형식은 불꽃으로부터 유리로의 전도에 의한 것이다. 토오치의 비오염 특성 때문에, 이렇게 생산된 섬유들은 일반적으로 전기로에 의해 생산된 것들보다 더 강하게 되어 있다. 또한, 이러한 종류의 가열원들은 설치하기가 비교적 간단하고, 사용하지 않는 동안 제정 가스나 에너지의 소비를 필요로 하지 않는다. 더우기, 예형의 용융원추 부분을 관찰하고 제어하기가 쉽다.

예형을 가열하기 위해 토오치를 사용할 때의 직경 제어는 불꽃이 가해지기 때문에 문제가 있었다. 토오치의 불꽃은 비교적 짧은 거리 내에서 변화하는 온도 영역 또는 지역을 갖고 있다. 토오치 가열에 있어서, 연료 및 산화 가스들은 어느 정도 뚜렷한 3개의 지역을 가진 불꽃을 만들어내기 위해 공급 도관으로부터 방출된다. 먼저, 토오치의 노즐로부터 순서대로, 혼합 또는 예연소 지역이 있고, 이어서 불꽃의 초고온 부분인 연소 지역이 있다. 연소성 가스가 외기와 혼합되는 최종 또는 외부 지역은 프룸이라고 불리우는 불안정 온도 지역이다. 종래 기술에 있어서는 가열될 목표 표면이 일반적으로 토오치 불꽃의 프룸내에 놓이도록 토오치를 위치시키는 것이 전형적인 것이었다. 이것은 온도의 비균일성을 초래하였다. 노즐들이 방사상으로 향해있는 링버너라고 불리우는 다증 노즐 토오치들이 시도되었지만, 한 노즐로부터 방출되는 가스가 방사상으로 대향한 노즐의 가스와 상호 작용하므로서 변화를 초래하였기 때문에 균일한 온도 범위들을 만들지 못했다.

몇몇 기술자들이 단지 2개의 조즐 배열만을 사용해 보았지만, 예형 둘레에 균일하게 열은 분배하기 위해서는 예형을 회전시켜야만 되었다. 예형이 완전하게 직선 형태로 되어 있지 않기 때문에, 예형을 회전시키면 상이한 온도 범위 내외로 들어왔다 나갔다 하여 직경의 변동을 초래한다.

링형태의 버너에 관련된 다른 문제도 있다. 일반적으로, 용융 원추부분이 형성되기 시작하자 마자, 링버너의 토오치에서 예형까지의 거리는 최초의 거리로부터 다소 비틀어진다. 바람직스럽지 않게 한번 거리가 설정되어 이들 거리가 용융 원추 부분으로 인해 비틀어지면, 설계 매개 변수들이 바뀔 수 있다.

매우 깨끗한 제2가열원은 레이저이다. 회전 렌즈 또는 주사 검류계를 사용하므로서, 레이저의 에너지는 예형 둘레에 균일하게 분산된다. 이 에너지는 예형 표면으로 흡수되어, 전도에 의해 내부가 가열된다. 용융유리를 둘러싸고 있는 주위 환경이 레이저와는 무관하기 때문에, 레이저는 깨끗한 에너지원이다. 직경 변화가 토오치에 의해 이루어진 것보다 많이 적어졌지만, 여전히 용융 유리는 대류 방해를 받기된다. 레이저가 유용한 실험용 공구라는 것이 입증되었으나, 다른 가열원들도 거의 동일한 청결성과, 보다 나은 주위환경의 제어와, 훨씬 낮은 투자 및 작업 경비를 제공한다.

사용되어온 다른 2개의 가열원은 내부 구조가 서로 상당히 다른 로(furnace)이다. 흑연로는 방사에 의해 예형을 가열하기 위해 저항적으로 또는 전도적으로 가열되는 흑연링을 사용한다. 상승된 온도에서, 흑연은 산소와 손쉽게 반응하므로, 아르곤 또는 질소와 같은 보호 가스를 로속으로 유입시켜 주위를 둘러싸야만 한다. 가스 흐름은 넥크-다운 용융 유리 영역을 방해하지 못하게 하기 위해 조심스럽게 제어되어야 한다. 또한, 로소자의 높은 작업 온도로 인해, 예형이 오염되어 섬유 강도를 감소시킬 위험이 있다.

다른 로 설계형태는 대류 및 방사에 의해 예형을 가열시키기 위해 RF 전도적으로 가열되는 지르코니아 링을 사용하고 있다. 이러한 로 형상은 지르코니아가 보호 불활성 대기를 필요로 하지 않아, 결국 예형이 보호 가스를 소비함이 없이 비교적 불활성 주위 환경내에서 인발될 수 있다는 잇점을 갖고 있다.

지르코니아 로에서도 문제들에 직면하게 되었다. 즉, 내부의 절연 물질이 미립물을 발생한다는 것이 발견되었다. 이 미립물이 인발되는 섬유와 접촉하면, 섬유에 흠집이 생겨 섬유를 약화시킨다. 또한, 검사 시험중에 파괴되는 섬유의 상당량이 미립물에 의해 유발된 흠집으로 인해 야기된다는 것이 발견되었다. 바람직한 가열원은 유리를 오염시키지 않는 것이어야 한다는 것은 명백한 일이다.

경비 또한 지르코니아로를 아주 바람직스럽지 못하게 만드는 요인의 하나이다. 1,900℃ 이상의 작업 온도까지 가져가게 되면, 지르코니아 링이라고 불리우는 소자에 의해 형성된 소음관은 그 이하로 냉각되는 경우에 갈라진다. 그 열충격에 대한 감도의 결과로, 지르코니아로는 상승된 온도에서 유지되어야 하므로, 에너지 소모를 증가시킨다. 또한, 예형이 지르코니아 소자에 닿게 되면 예형이 소자에 접착되어 버려 소자의 수명이 끝나게 된다.

상술한 설명으로부터, 토오치 배열은 다른 동일한 가열원보다 다수의 잇점을 제공한다는 것을 알 수 있다. 토오치 배열은 로보다 훨씬 깨끗한 가열 환경을 제공해 준다. 연소 생성물인 수증기는 고온에서 응축되지 않는다. 따라서, 미립물은 예형의 표면에 부착되지 않으며, 생산 섬유는 고강도를 갖게 된다. 그러나 종래 기술에 있어서는 아직 필요한 모든 부수적인 잇점들을 갖고 있고, 또한 인발된 광안내 섬유의 직경을 적당하게 제어할 수 있는 토오치 배열을 제공하지 못했다.

상술한 필요성은 광안내 섬유를 인발하도록 유리 예형을 가열시키기 위한 본 발명의 방법 및 장치에 의해 만족되었다. 넥크-다운 부분을 갖는 유리 예형은 수직으로 향한 그 축과 하단부의 넥크-다운 부분으로 지지되어 있다. 그리고, 다수의 불꽃들은 예형의 축에 대해 예정된 각도로 넥크-다운 부분의 목표 표면을 향하게 된다. 각각의 불꽃은 예연소 지역, 연소 지역 및 프룸을 포함한다. 목표 표면과 불꽃들은 목표 표면이 각 불꽃의 연소 지역에 의해 그 외주 둘레에서 속박되도록 위치되어 있다. 유리 예형은 그 하단부가 불꽃들에 의해 강열됨에 따라 하향으로 이동되며, 광안내 섬유는 넥크-다운 부분으로 인발된다.

양호한 실시예에 있어서, 토오치의 노즐링은 수직으로 현수된 예형의 하부 넥크-다운 단부 부분 아래에 위치된다. 예를 들어, 수소 및 산소 가스와 같은 연료 및 산화 가스들은 노즐 및 주위의 통로를 통해 흘러 예형의 넥크-다운 부분상에 충돌하는 불꽃을 생성해준다. 링의 칫수는 노즐의 팁을 포함하는 원의 직경이 예형의 중심부의 직경보다 작게되도록 되어 있다. 따라서, 불꽃이 가해지는 표면의 노즐의 팁으로부터 연소지역인 불꽃의 최고온 지역에 의해 접촉될 수 있는 거리에 유지되고 있다. 본 발명 토오치의 양호한 실시예에 있어서, 산소 및 수소 가스들은 토오치 하우징 부분을 통해 흘러 노즐과 통로가 개방되는 표면의 외부에서 혼합된다.

본 발명의 다른 특징은 불활성 가열지역을 제공하기 위해 예형의 넥크-다운 부분을 들러싸는 보호판을 포함한다는 것이다. 또한, 인발 공정에 영향을 미칠 수 있는 대기 공기의 상승 기류를 방지하기 위해 가열지역의 하단부에 아이리스 다이가 제공된다.

이하 첨부 도면을 찰조하여 본 발명의 다른 특징들에 대해서 상세히 설명한다.

제1도를 참조하면, 수직으로 현수된 유리예형(22)으로부터 광안내 섬유(21)를 인발하기 위한 인발장치(20)가 도시되어 있다. 섬유(21)는 가열장치(23)를 통해 인발되어진 후에, 측정장치(24)에 의해 그 직경을 측정하고, 피복장치(25)에 의해 피복된 다음, 챔버(26)에서 처리된다. 피복 섬유(28)의 직경은 권취되기 전에 측정된다. 이 모든 작동들은 공지된 것이며, 1980년 겨울에 발간된 상기에 언급한 "웨스턴 전기 공학"에 충분히 기술되어 있다.

도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 인발장치(20)는 예형(22)을 현수하기 위한 척(32)을 구비하고 있는 현수 및 공급장치(31)를 포함한다. 상기 장치(31)는 또한 예형을 가열하여 예형으로부터 섬유(21)를 인발시키는데 사용되는 가열장치(23)의 부근에 예형의 종속 단부(33)를 위치시키도록 예형(22)을 하향으로 공급하기 위한 설비들도 포함된다.

제2도 및 제3도를 참조하면, 가열장치(23)는 연료가스를 공급하기 위한 입구(42)와 산화 가스용의 입구(43)를 갖는 하우징(41)을 포함하고 있다. 양호한 실시예에 있어서, 연료 가스는 수소이고 산화 가스는 산소이다. 이 가스들은 도관 시스템을 통해 예형 부근으로 흐른다.

입구(42)는 공동(44) 및 환상챔버(45)와 연통하고 있다. 버너 또는 노즐(47)에서 종료되는 다수의 튜브(46)들은 챔버(45)로부터 상향을 연장되며 하우징(41)에 부착되어 있다. 상기 튜브(46)는 수소 가스가 공급챔버(45)에 개방되어 있다. 튜브(46)들 각각은 일반적으로 예형(22)의 축에 평행한 선형부분(48)과 예형축에 ø각도로 내향으로 향한 상부 선형 부분(49)으로 이루어져 있다.

노즐(47)들 각각은 버너 팁(tip)으로 불리우며 표면(52)에 개방되어 있는 오리피스(51)를 갖고 있다. 비록 단 한개의 노즐(47)링만이 도시되어 있지만, 특정 실시예에 있어서는 필요에 따라 둘 또는 그 이상이 사용될 수도 있다.

또한, 입구(43)는 공동(56) 및 환상챔버(57)와 연통하고 있다. 환상챔버(57)는 상향으로 연장하여 하우징(41)의 표면(52)에 개방되는 공동(58)과 연통되어 있다. 노즐(47)은 공동(58) 내에 수용되지만, 그들의 형상으로 인해, 산소 유동용 통로(59)(제2도 참조)가 그들 노즐과 공동벽 사이에 형성된다.

노즐(47)과 그 사이의 통로(59)는 산소 및 수소 가스의 속도가 같게되도록 배열되어 있다. 이것은 수소의 총 유동면적이 산소의 총 유동면적의 약 2배 정도 되도록 만들어 주므로서 이루어진다. 가스 및 이들 속도의 비율을 제어하므로서 노즐벽과 예형(22)의 과도한 마모를 방지할 수 가 있다. 이 배열은 또한 노즐(47)을 통해 흐르는 수소량이 통로(59)를 통해 흐르는 산소량의 약 2배가 되게 해준다.

산소 및 수소 가스들은 노즐(47)과 통로(59)를 통해 이동되어, 일반적인 하우징(41)의 상부 표면(52)을 따라 혼합된다. 이 가스들은 예형(22)상에 충돌하는 불꽃을 일으킨다. 표면에서 혼합되는 설계 형태의 잇점은 소위 "연한(soft)" 불꽃을 생성시킬 수 있다는 것이다. 이것은 예형(22)에 대한 가스의 충격을 감소시켜서 예형 표면이 마손되는 것을 방지해 준다.

표면 혼합 설계 형태는 다른 관점에서도 유리하다. 예혼합형 버너 설계에 있어서, 실리카 증기는 오리피스의 저면에서 응축되어 용융 원추부분을 향해 천천히 성장한다. 이 성장이 특정 크기에 도달한 후에는 불꽃을 방해한다. 실리카가 침전되는 것을 방지하도록 각각의 오리피스를 보호하기 위해 가스막이 사용될 수 있다 할지라도, 이러한 보호판도 또한 불꽃을 방해할 것이다. 이 문제는 수소 및 산소 가스가 분리 도관을 통해 흘러서 외부 표면(52)에 인접하여 혼합되게 하는 표면 혼합 토오치를 사용함으로써 극복된다.

불꽃 기술을 이해하므로서, 지금까지 기술한 많은 문제들을 해결할 수 있는 토오치 배열이 생기게 된다. 불꽃은 산화 가스와 연료 가스의 점화에 의해 생성된다. 처음에, 이들 두개의 가스는 점화되기 전에 혼합시간을 필요로 하고, 점화를 위한 임계 온도를 필요로 한다.

불꽃은 3개의 지역, 즉 불꽃을 생성하기 위해 연소하는 가스들이 함께 도달하는 지점으로 부터 순서대로 예연소 지역(61)(제4도 참조), 연소 지역(62) 및 프룸(63)을 포함하고 있다. 점화를 위한 임계 온도는 예연소 지역의 길이와 같이 점화될 가스의 함수이다. 연소 지역의 길이는 가스 속도와 오리피스 직경의 함수이다. 예연소 지역은 가스 운반 도관이 개방되어지는 표면(52)에서와 같이 연료 및 산화 가스들이 혼합되는 표면 혼합 토오치에서 뿐 아니라 예혼합 토오치에서도 나타난다. 예혼합 가스가 그 통로로부터 방출되면 점화하기 전에 예연소 지역이 뚜렷이 생기게 된다.

가스들의 속도 또한 중요하다. 가스들이 점화할 때, 가스들의 팽창을 동반한다. 노즐 오리피스(51) 쪽을 향해 이동하는 불꽃 전면이 존재한다. 오리피스와 공급 장치는 오리피스(51)로 부터 배출되는 가스 속도가 불꽃 전면의 속도를 초과하도록 크기가 되어 있고 설계되어 있다. 이것은 노즐(47)속으로의 어떠한 역류도 방지하며, 오리피스(51) 외측에 예연소 지역이 생기는 것을 확실하게 해준다. 표면 혼합 토오치에 있어서, 이러한 문제는 연료 및 산화 가스가 예혼합 배열에서 보다 점화하기 전에 더 크게 이동하는 것을 필요로 하기 때문에 심하지는 않다.

본 발명의 가열 배열은 여러 관점에서 유리하며, 예형을 가열하기 위한 불꽃의 사용을 최적화 해준다. 유리하게는, 제3도 및 제4도에서 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 상기 배열은 불꽃의 최고온점이 예형(22)의 목표표면, 즉 수직으로 현수된 예형의 최하부에 가해지게 해준다. 종래 기술에 있어서는, 토오치 버너 팁들이 배치되어 있는 비교적 큰 피치원이 예형의 원석을 통과시키기 위해 사용되었다. 본 발명의 배열에 있어서는, 피치원 직경은 불꽃에 관해 목표 표면을 최적으로 위치 결정할 수 있게 해주는 예형 직경보다 다소작다. 예을 들어, 13mm 직경의 예형으로부터 섬유를 인발하기 위해서, 피치원 직경은 약 10mm이다. 이러한 배열은 목표물, 즉 예형(22)을 토오치 불꽃의 최고온점내에 위치시키지만, 하우징(41)의 하단부속으로 이동되고 예형의 하단부에 용접되는 가느다란 봉에 의해 섬유가 피치링을 통해 당겨 나올 수 있게 해 준다.

양호한 실시예에 있어서는, 비록 버너팁, 즉 오리피스(51)가 예형(22)의 직경보다 작은 직경을 갖는 피치원내에 배치되어 있지만, 그렇지 않은 경우도 있을 수 있다. 그 경우에 있어서 목표 표면은 최초에 불꽃의 연소 지역에 있을 수도 있지만, 결과로서 일어나는 예형상에서의 메니스커스 드레그(meniscus drag)로 인해 예형의 프룸내에 위치되지 못하도록 주의해야만 한다. 유리하게, 양호한 실시예에는 인발 동작을 안정된 상태에서 하도록 설계되어 있어 그러한 문제를 방지할 수가 있다.

또 다른 중요한 고려 사항은 노즐(47)의 축이 예형(22)의 중심선과 이루는 각도이다. 만약 노즐(47)이 예형축과 평행하면, 불꽃들은 매우 멀리 뻗어가게 된다. 또한 예형의 용융 원추부분은 제어될 수 없으며, 기다랗게 되어 섬유 직경을 제어하지 못하게 된다. 한편, 인발 원추각이 너무 좁으면, 예형 재료는 비교적 짧은 시간내에 고체에서 용융 상태로 변화된다. 또한 이 배열에서는, 반경 내향으로 향해 있는 노즐로 인해 불꽃 접합 문제가 일어난다. 한 노즐(47)에서의 가스들의 교란은 반경 방향으로 대향한 노즐의 것과 상호 작용하며, 불안정한 온도 범위를 제공해 준다. 토오치와 수직축 사이의 각도 ø는 10°내지 50°의 범위로 되는 것에 바람직하며 양호한 실시에에서는 30°이다. 본 발명의 장치에 따르면, 가열 원추 부분이 노즐(47)위에 있어 결과적으로 예형이 노즐에 걸리지 않는다는 잇점이 있다.

산화와 그에 따라 발생하는 재료의 플레이킹(flaking)을 방지하는 청정 가스를 제공하기 위해, 노즐(47)의 벽과 하우징(41)을 냉각시키는 것도 또한 중요하다. 냉각수는 입구(70)를 통해 공급되어, 표면(52)과 통로(59)에 인접한 채널(72)주위를 순환한다. 냉각제는 하우징(41)을 냉각시키고 그에 따른 전도에 의해 노즐을 부착적으로 냉각시키기에 효율적이다. 노즐(47)은 주로 노즐과 통로(59)를 통해 흐르는 연소성 가스에 의해 냉각된다. 냉각에 의해, 그렇지 않으면 산화 금속의 미소 입자가 가스성 흐름속을 따라 운반되어 예형(22)을 오염시킬 수 있는 하우징과 노즐(47)부분의 산화를 방지할 수가 있다. 또한 하우징(41)의 상부 표면도 냉각된다.

노즐(47)이 피치링 배열과 그들의 입사각도 중요하지만, 불꽃들을 방해하지 않기 위해서 제어도 실행되어야 한다. 불활성로의 잇점중 하나는 내부 공기가 직경 제어를 용이하게 해주는 정지 상태에 있다는 것이다. 이것은 두가지 방법으로 이루어진다. 먼저 보호판(76)은 하우징(41)에 부착되어 그곳에서 부터 상향으로 연장된다. 이것은 피치링을 둘러싸고 불꽃들을 직접 방해하지 못하게 해준다.

예형(22)상에 가스가 충돌하면 하방으로 통과하는 정압력 지역이 발생한다. 이 흐름은 로의 개방시 로의 하단부를 통하는 상승 기류를 저지한다. 상승기류의 냉각 외기가 약해지지 않는다면, 이 외기는 불균일한 온도 범위를 초래하게 된다. 이를 극복하기 위해, 불꽃 방해를 못하게 하는 제 2특징은 가열장치(23)의 하단부에 위치되고, 폐쇄되었을 때 상승 기류를 감소시켜 가열 지역이 상승 온도로 유지되게 해주는 조정가능한 개구를 포함하고 있다. 본 발명의 배열은 불꽃의 안정성을 제어하는 데 있어 큰 도움을 준다.

이러한 능력은 참조번호 80(제 1도와 제5도 내지 제7도 참조)으로 표시된 장치에 의해 성취된다. 그 장치는 기본적으로 링보유기(81) 내에 설치되며, 하우징(41)의 하부에 지지되는 아이리스 다이아프램(80)이다. 링 보유기(81)는 하우징(41)의 하부에 있는 개구를 통해 나사식으로 회전되는 다수의 체결기(82)에 의해 바람직한 원주 위치에 유지되고 있다.

제6도 및 제7도를 참조하면, 아이리스 다이아프램(80)의 구조가 도시되어 있다. 알 수 있는 바와 같이, 다이아프램(8)은 환상부재의 외주로부터 상향으로 연장하는 벽(88)을 가진 환상부(87)를 구비한 저부링(86)을 포함하고 있다. 이 환상부재는 중앙에 배치된 개구(89)와 환상부(86) 내에서 소정 간격으로 떨어져 배치된 다수의 소형 개구(91)를 포함한다.

아이리스 다이아프램(80)은 개구(89)의 일부가 조작자 또는 귀환 제어 시스템에 의해 수축되거나 팽창되도록 설계되어 있다. 도면에 알 수 있는 바와 같이, 다수의 다이아프램 박편(92)이 환상부(87)상에 설치되어 있다. 각각의 다이아프램 박편(92)은 단부로부터 서로 반대 방향으로 돌출하는 비교적 작은 높이의 핀(94,96)을 갖는 아치형 부분(93)을 포함하고 있다. 박편(92)들 각각은 그 한 단부에 있는 핀(94)이 개구(91)들 중의 하나에 수용되도록 환상부(87)상에 위치되어 진다. 이러한 방식으로, 각 다이아프램 박편(92)의 다른 단부에 있는 핀(96)은 환상부(87)로 부터 상향으로 연장되며, 이들은 환상부 위에서 원둘레에 간격져 있다.

다이아프램(90)을 완비하기 위해서는, 방사상으로 형성된 다수의 슬로트(102)를 가진 제2환상부재(101)가 다이아프램 박편(92) 위에서 저부링(86)에 장착된다. 제2환상부재(101)는 각 박편의 제2핀(96)이 제2환상부재에 형성된 슬로트(102) 중의 관련된 하나에 수용되도록 다이아프램 박편(92) 위에 위치되어 있다. 또한, 제2환상부재(101)는 방사상으로 연장하는 작동 레버(104)를 갖고 있다. 제2환상부재(101)와 아이아프램 박편(92)은 보유링(105)에 의해 저부링(86) 내에 보유 지지된다.

다이아프램(80)은 가열장치(23)에서 피복섬유(21)를 배출해주는 오리피스의 크기를 감소시키거나 증가시키기 위해 상기 박편(92)이 동시에 움직일 수 있도록 되어 있다. 핀(96)이 하나의 극단 위치까지 한 방향으로 아치형으로 이동되면, 환상부재(101)의 중심선에서 상기 박편(92)들 사이에 제공되는 개구(108)(제6도및 제7도 참조)는 비교적 작게 된다. 다른 극단 위치에서 그리고 반대쪽 아치형 방향으로 핀이 이동하므로서 도달되는 두 극단들 사이의 위치에서, 박편(92)들 사이에 형성된 개구(108)는 증가된다.

제3도에서 알 수 있는 바와 같이, 작동레버는 두개의 로킹 및 게이징 핀(106) 사이로 연장할 수 있다. 로킹핀(106)은 하우징(41)의 구부내에 있는 개구를 통해 연장한다. 상기 핀(106)을 미리 셋팅하므로써, 아이리스다이를 개폐시킬 수 있는 범위가 설정된다.

작업시에, 작동 레버(104)는 시계 방향이나 반시계 방향으로 선회 가능하게 이동되며, 핀(106)을 적절히 위치 설정해 주므로서 원하는 위치에 고정될 수 있다. 레버(104)가 이동하면, 제2환상부재(101)의 이동을 일으키게 되어 상기 박편(92)들 각각의 제2핀(96)에 힘을 가해주게 된다. 이것은 다이아프램을 통하는 개구(198)를 수축하거나 패창시키기 위해서 상기 박편(92)이 각 박편의 제1핀(94)을 중심으로 선회 가능하게 이동할 수 있도록 해준다. 각 박편(92)의 제2핀은 작동 레버(104)가 이동됨에 따라 관련된 슬로트(102) 내로 이동하게 된다. 작동 레버(104)의 운동방향에 따라, 그 슬로트 내에서 이동하는 동안 각각의 핀은 한 아치형 방향이나 다른 아치형 방향으로 있게 된다.

본 발명의 가열 장치(23)에 있어서의 가열 제어는 비교적 간단하다. 고온계(107)는 예형(22) 하단부의 소위 과열점에 조준되어지도록 위치되어 있다. 신호는 고온계(107)로부터 제어기(도시안됨)로 전달되며, 이 제어기는 좁은 법위내에서 온도를 유지하기 위해 필요에 따라 통로(59)와 노즐(47)을 통해 각각 공급되는 산소 및 수소의 양을 조정해준다. 또한, 가열을 균일하게 하기 위해서 피치원의 중심에 예형(22)을 자동으로 중심 맞춰주기 위한 시스템이 제공되어 있다. 중심 위치로부터의 이탈치의 함수인 아날로그 또는 디지탈신호는 필요에 따라 예형(22)을 이동시키기 위해 위치 설정 장치속으로 공급된다.

이러한 배열은 고온계(107)가 예형(22)의 온도를 감지한다는 잇점이 있다. 상술한 지르코니아로에 있어서 고온계는 그 소자의 외부 표면의 온도를 감지한다.

이것은 본 발명의 가열장치(23)에 있어서의 고온계에 대한 해석과는 달리, 예형의 온도를 정확하게 표시하는 것을 필요로 하지 않는다.

상술한 배열들은 본 발명의 간단한 실예로서 이해되어야 하며, 본 발명의 정신과 범주를 벗어남이 없이 본 발명의 원리를 구체화 할 수 있는 본 기술 분야에서 숙련된 사람들에 의해 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있을 것이다.

Claims (1)

1. 하단부에 넥크-다운 부분을 갖고 그 축이 수직으로 향해 있는 유리 예형을 지지해 주는 단계를 포함하는 광안내 섬유를 인발하도록 유리 예형을 가열시키기 위한 방법에 있어서.

   예형을 가열하기 위해 예형의 축에 대해 10°내지50°의 예정된 각도 범위에서 넥크-다운 부분의 목표 표면 쪽으로 다수의 불꽃들을 향하게 해주고, 각 불꽃들의 연소 지역이 목표 표면의 외주 둘레에 적용되도록 목표 표면과 불꽃을 위치시켜 주고, 넥크-다운 부분으로부터 광안내 섬유를 인발하는 동안 유리 예형의 하단부가 가열됨에 따라 유리 예형을 하방으로 이동시켜 주는 것을 특징으로 하는 광안내 섬유를 인발하도록 예형을 가열시키기 위한 방법.

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