KR960008656B1

KR960008656B1 - 광섬유제조방법과 그 제조장치

Info

Publication number: KR960008656B1
Application number: KR1019930011621A
Authority: KR
Inventors: 아스히로 나카; 유키오 코오무라
Original assignee: 토모마쯔 켄고; 후루카와덴키코오교오 카부시키가이샤
Priority date: 1992-06-24
Filing date: 1993-06-24
Publication date: 1996-06-28
Also published as: EP0579388A1; CA2098268A1; EP0579388B1; US5383946A; DE69321890T2; DE69321890D1; KR940005509A

Abstract

내용없음.

Description

광섬유제조방법과 그 제조장치.

제1도는 냉각가스로서 He가스를 사용하는 종래 광섬유제조장치의 구성도이다.

제2도는 냉각가스로서 공기를 사용하는 종래의 광섬유제조장치이다.

제3도는 제2도에 표시한 종래의 냉각장치내9 및 본 발명의 냉각장치내에 설치되는 가스분출노즐의 단면도이다.

제4도는 종래의 다른 광섬유제조장치의 부분구성도이다.

제5도는 광섬유의 파단확률과 주위 먼지의 관계를 표시하는 그래프이다.

제6도는 본 발명에 기초한 광섬유제조장치의 제1 실시예로서 He가스를 냉각가스로 사용하는 광섬유장치의 종단면도이다.

제7도는 제6도에 표시한ㄴ 가스분출방향규제구를 중심으로 한 광섬유제조장치의 부분확대종단면도이다.

제8도는 제6도에 표시한 가스분출방향규제구의 변형예를 표시하는 단면도이다.

제9도는 본 발명에 기초한 광섬유제조장치의 제2실시예로서 공기를 냉각가스로 사용하는 광섬유제조장치의 종단면도이다.

제10도는 제2도에 표시한 광섬유제조장치에서의 광섬유 파단확률과 제9도에 표시한 광섬유제조장치에서의 광섬유 파단확률을 표시한 그래프이다.

제11도는 본 발명의 광섬유제조장치의 제3실시예로 광섬유제조장치의 개략적인 구성도이다.

제12도는 가스분출방향규제구의 변형형태도이다.

제13도는 본 발명의 광섬유제조장치의 제4실시예로 광섬유제조장치의 구성도이다.

제14도는 본 발명의 광섬유제조장치의 제5실시예로서 공기를 냉각가스로 사용하는 광섬유제조장치의 구성도이다.

제15도는 본 발명의 광섬유제조장치의 제6실시예로서 He가스를 냉각가스로서 사용하는 광섬유제조장치의 구성도이다.

제16도 및 제17도는 본 발명의 광섬유제조장치의 제7실시예로 광섬유제조장치의 구성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 가열로 2 : 광섬유모재

3 : 광섬유 4 : 냉각장치

5 : 냉각동체 6 : 수지피복기

7 : 수지경화기 8 : 냉가가스주입구

9,19 : 광섬유입구 10,11 : 광섬유출구

12A 내지 12D : 냉각가스분출노즐 12a 내지 12d : 공기분출노즐

13 : 여과기 14 : 가스공급구(가스분출구)

15 : 가스분출방향규제구 15a : 플랜지

15b : 통부 15c : 노즐부재

16 : 핀 17 : 밸트

18 : 로울러 25 : 가스분출방향제어판

27 : 턴로올 29 : 모터

30 : 냉각장치포위용기 30a : 용기연장부

32 : 송풍기.

본 발명은 광섬유제조방법 및 광섬유제조장치에 관하는 것으로 보다 특정적으로는 가열로(爐)속의 광섬유 모재로부터 선뽑기(wire drawing)한 광섬유를 가열로 아래에 설치된 냉각장치에서 냉각가스에 의하여 냉각한 후에 그 광섬유의 외주에 수지를 피복하는 광섬유제조방법과 그 제조장치에 관한다.

광섬유는 광섬유모재를 가열로에서 가열하고 선뽑기하여 형성된다. 예를 들면, 단일모우드광섬유는 중심 직경 10㎛의 코어와 그 외주에 직경 125㎛의 피복제(cladding)로 형성된다. 가열로에서 선뽑기된 광섬유는 가열로 아래에 위치한 수지피복기에 의하여 그 외주에 보호용수지로 피복 부착된다.

가열로에서 선뽑기된 직후의 광섬유는 고온으로, 예를 들면 800℃ 정도가 된다. 그와 같은 고온상태 그대로의 광섬유에 수지피복기로 보호용수지를 피복하려고 하면 가열에 의하여 보호용수지의 점도가 저하되어 광섬유의 외주에 보호용수지를 잘 피복할 수가 없다. 그래서 가열로에서 선뽑기된 후, 수지피복기로 광섬유에 수지를 피복하기 전에 광섬유를 소정온도까지 강제로 냉각하는 일이 실시되고 있다.

일본 특허출원공개(Kokai), 제53(1978)-125857호 공보(이하, JPP53(1978)-12587이라고 표시하고 다른 것도 동일하다)는 광섬유의 주행방향으로 직교되는 방햐으이 복수의 분사구로부터 공기를 분사하여 광섬유를 강제로 냉각하는 방법을 개시한다. 이 방법에서는 냉각용분사구를 1단(段) 설치하는 것만으로 냉각이 불충분하기 때문에 냉각용 분사구를 다단(多段)으로 할 필요가 있다. 그 결과, 냉각장치가 복잡하게 되고 나아가서 광섬유제조장치가 대형화되어 장치제조 가격이 상승하게 되는 문제와 마주치게 된다. 또 이 방법은 광섬유의 주행방향으로 직교되는 방향의 냉각장치의 치수, 즉 냉각장치의 경방향의 치수가 커진다고 하는 문제가 있다. 또 이방법에서 냉각후의 냉곡용공기를 냉각장치의 외부로 배출하는 장치를 필요로 한다. 냉각공기를 냉각장치의 상부에 있는 가열로측으로 배출하면 가열로 내부에 냉각공기가 새어들어가 광섬유의 품질이 저하되는 문제가 발생된다. 이 가열로에 냉각공기가 들어가 광섬유의 품질이 저하된다고 하는 문제의 상세한 사항은 다른 종래예에 대하여 도면을 사용하여 상세하게 후술한다.

JPP60(1985)-65747은 가열로에서 선뽑기한 후의 광섬유를 강제 냉각하는 방법으로서 광섬유의 외주에 냉각매체를 사용하여 냉각매체에 의한 와류(渦流)를 발생시켜 그 냉각매체의 와류에 의하여 광섬유를 냉각시키는 동시에, 그 와류에 의하여 주행하는 광섬유를 유지하는 방법을 개시하고 있다. 그러나 이 방법에 있어도 냉각매체가 냉각부분의 상부에 있는 가열로에 새들어가 가열로내 광섬유의 품질을 저하시키는 문제가 있다. 또 이 방법에 있어서도 와류를 발생시키기 위한 구조가 복잡하여 냉각장치의 구조가 복잡하게 되는 문제가 있다.

JPP1(1990)-208345 및 JPP[2(1991)-188451은 가열로에서 선뽑기된 광섬유 주위를 포위하듯이 나선현상으로 광섬유를 향하여 구멍이 뚫린 가스냉가고간을 설치하고, 그 냉각관에 하부에서 상부로 향하여 냉각용가스를 도입하고, 냉가고간의 구멍으로부터 광섬유에 냉각가스를 분사하여 광섬유를 냉각하는 방법을 개시하고 있다. 그렇지만; 이 방법도 나선형상으로 광섬유를 향하여 구멍이 뚫린 가스냉각관을 설치하므로 냉각장치의 구조가 복잡하고, 또 광섬유를 균일하게 냉각하려면 가스냉각관에 도입하는 가스의 유속(流速)을 정확하게 제어하지 않으면 않돠므로 그 제어동작이 복잡하게 된다고 하는 문제가 있다.

이상 설명했듯이 가열로에서 선뽑기한 광섬유에 보호용수지를 피복하려면 강제적인 냉각이 필요하게 되는데, 이와 같이 광섬유의 품질이 저하된다고 하는 문제가 있다. 상기한 가열로에 냉각장치로부터 유출된 냉각가스가 새들어가 광섬유의 품질이 저하되는 문제를 야기시키는 다른 종래의 광섬유냉각방법에 대하여 이하에 상세하게 설명한다.

제1도는 냉각용가스로서 열전도율이 양호한 헬륨(He)가스를 사용하여 가아제 냉각을 실시하는 냉각장치(4)를 보유하는 광섬유제조장치의 구성도이다. 가열로(1)내에서 광섬유모재(2)의 하부를 가열용융시켜 광섬유모재(2)의 가열용융부로부터 광섬유(3)를 He가스에 의하여 강제냉각시킨 후에, 냉각장치(4)의 냉각동체(5)내로 도입된다. 냉각동체(5)내에서 광섬유(3)를 He가스에 의하여 강제냉각시킨 후에, 냉각장치(4)의 하부에 설치된 수지피복기(6)에 광섬유(3)를 통과시켜 그 외주에 보호용수지를 피복하고, 다시 수지경화기(7)로 광섬유(3)에 피복된 수지를 경화시키고, 턴 로울(turn roll)(또는 턴 시이브(turn sheace))(27)을 통하여 광섬유의 방향을 바꾸어 그 끝에 설치된 권취기(도면 표시 않음)로 수지가 피복된 광섬유를 권취한다. 예컨데, 선뽑기 속도가 300 m/min일 경우 냉각동체(5)내에 He가스를 101/min정도 유입하여 광섬유(3)를 강제적으로 냉각한다. He가스는 가벼우므로 냉각통체(5)의 하부에 있는 냉각가스주입구(8)로부터 He가스를 냉각통채(5)에 주입하고, 냉각통체(5)의 정상부에 있는 광섬유입구(9)로부터 분출시키는 것이 통상적이다.

냉각용가스로서 He가스를사용한 제1도에 표시한 광섬유제조장치에서는 He가스의 질량이 가볍고 확산계수도 큰 까닭에 냉각통체 (5)내에 He가스를 주입하여도 냉각통체(5)의 정상부에 있는 광섬유의 통과구멍인 광섬유입구(9)로 He가스가 누출되는 양이 많다. 냉각통체(5)내에 주입하는 He가스의 양은 선뽑기 속도가 300m/min일 경우에는 101/min 정도이고, 냉각통체(5)내에 주입하는 He가스의 농도는 통상적으로50% 이하의 농도이므로 외부환경의 공기가 냉각통체(5)내에 침입하여 공기속에 부유(浮遊)하고 있는 먼지(dust)가 수지 피복전의 광섬유(3)에 접촉되어 광섬유(3)를 손상시켜 평균강도6kg 이하의 인장력에서 광섬유(3)가 파단해바리는 문제점이 있다.

본래 He가스를 냉각통체(5)에 충전하기 위해서는 He가스의 배출구는 없는 편이 좋지만 광섬유(3)를 냉각장치(4)에 통과시키기 위하여 냉각통체(5)의 정상부와 저변부에는 직경 10mm 정도의 광섬유입구(9)와 광섬유출구(10)를 설치할 필요가 있다. 선뽑기 속도가 300m/min인 경우에서 He가스가 소유량을 경우 즉 예를 들면 101/min 정도면 광섬유입구(9)로부터 분출되는 He가스의 유속은 2m/sec 정도이다. 그러나, 최근 광섬유의 생산성을 향상시키기 위하여 선뽑기속도를, 예컨대, 300m/min의 2배인 600m/min 정도까지 올리는 추세에 있따. 그 경우에는 보다 광섬유 (3)의 냉각능력을 향상시키기 위하여 He가스도 2배 정도, 예를 들면 201/min 이상을 냉각통체(5)로 유입할 필요가 있고, 광섬유입구(9)로부터는 4m/sec 정도의 고속의 He가스가 광섬유입구(9)로부터 냉각통체(5)의 바로 위로 분출하게 된다. 다량의 He가스를 광섬유입구(9)로부터 상방으로 분출시켰을 경우에는 고속의 He가스 흐름이 주위의 공기를 휩쓸어서 광섬유입구(9)의 상부에 위치하는 가열로(1)의 광섬유출구(11)로 냉각용He가스가 가열로 (1)내에는 불활성가스가 충만되어 있는데 공기가 가열로(1)에 들어가면 공기속의 먼지가 가열로내로 침입하기도 하고, 들어간 공기에 의하여 가열로 구성재료가 타서 구성재료가 타서 먼지가 발생하고, 그 먼지가 가열로(1)내에서 가열용융에 의하여 코어와 피복재에 형성되는 단계의 광섬유(3)에 부착하여 광섬유(3)에 상처를 입혀 광섬유(3)의 강도를 저하시킨다고 하는 문제가 있다. 즉, 이와 같이 선뽑기속도를 2배로 울렸을 경우에는 냉각통체(5)에의 He가스의 공급량 101/min로 2배 정도가 되어 공기를 빨아 들이는 흐름도 2배 정도가 되므로 광섬유(3)의 파단확ㅇ률이 2배 이상이 된다고 하는 문제점이 있따.

제2도는 냉각매체로서 공기를 사용한 종래의 강제 냉각에 의한 광섬유 선뽑기를 하는 광섬유제조장치의 구성도이다. 제1도에 표시한 광섬유제조장치에 비하여, 이 광섬유제조장치는 냉각매체로서 값비싼 He가스대신에 값싼 공기를 사용하므로 가격면에서 이점이 있다.

제2도에 있어서 가열로(1)와 수지피복기(6) 사이에 냉각장치(4A)를 설치하구 그 냉각장치(4A)의 냉각통체(5A)내에 복수단으로 각가이 제3도에 도면 표시한 구성으로 공기분출노즐(12a 내지 12d)로부터 먼지를 제거한 냉각용공기를 고속으로 광섬유(3)에 분출하여 광섬유(3)를 강제 냉각한다. 즉 냉각장치(4A)의 냉각통체(5A)내의 광섬유(3)의 통로를 따라서 상하에 복수단으로 공기분출노즐(12a 내지 12d)을 배치하고, 이들 냉각가스분출노즐로부터 청정(淸淨)한 공기를 유입하여 광섬유(3)에 먼지가 부착하지 않도록 하고 있다.

제2도에 표시한 냉각장치(4A)를 갖고 있는 광섬유제조장치에 있어서도 냉각통체(5A)의 정상부와 저변부에서는 광섬유(3)를 통과시키기 위한 광섬유입구(9)와 광섬유출구(10)가 설치되어 있으므로 광섬유입구(9)로부터 공기가 고속으로 바로 위로 분출하여 가열로(1)로 향한다. 만약, 도면 표시와는 반대로 최상단의 공기분츨노즐(12a)을 상향으로 했을 경우에는 당연히 보다 많은 공기가 광섬유입구(9)로부터 그 바로 위의 가열로(1)로 향하여 분출하여 가열로의 광섬유출구(11)를 통하여 가열로(1)에 들어간다. 이를테면, 청결한 공기를 여과기(13)를 통하여 가스공급구(14)로부터 냉각통체(5A)내로 2m³/min 정도의 비율로 주입하면, 냉각통체(5A)내외의 차압(差壓)이 1mmH₂O 정도로 되고, 광섬유입구(9)의 내경이 10mm 정도라면 201/min 정도로 공기가 광섬유입구(9)로부터 분출한다. 이때의 광섬유입구(9)로부터 유출하는 공기의 가스의 유속(流速)은 4m/sec 정도가 된다. 이 공기도 가열로(1) 외부의 먼지를 포함하는 공기를 휩쓸어서 광섬유출구(11);로부터 가열로(1)에 들어가 제1도를 참조하여 설명한 것과 같은 문제를 일으킨다.

즉, 제1도에 도면 표시한 광섬유제조장치 및 제2도에 도면 표시한 광섬유제조장치의 어느 것이나 광섬유의 생상성의 향상을 위하여 광섬유(3)의 선뽑기속도를 300m/min 이상, 예컨대, 600m/min 정도로 할 경우에는 보다 단시간에 광섬유(3)를 냉각하기 위하여 냉각가스에 의한 냉각능력을 향상시키지 않으면 안된다. 그렇게 하기 위해서는 제1도에 표시한 가열로(1)와 냉각장치(4)의 간격, 또는 제2도에 표시한 가열로(1)와 냉각장치(4A)의 간격을 가능한 한 짧게하여 냉각구간을 길게 잡지 않으면 안된다. 냉각구간의 단축은 광섬유제조장치의 규모를 작게 한다고 하는 점에서 편리하다. 그러나, 냉각구간을 짧게하면 냉각장치(4)또는 냉각장치(4A)로부터 토출되어 가열로(1)를 향하여 ㅁ상승하는 냉각가스, 즉 He가스 또는 공기의 유속이 그다지 저하되지 않은 채로 주위의 먼지를 포함하는 공기를 휩쓸어서 가열로(1)내로 냉각가스가 들어가므로 앞에서 설명한 바와 같이 광섬유(3)의 강도를 열화시키는 문제점이 있따.

이것에 대하여 제4도에 표시하듯이, 예를 들면 제2도에 도면 표시한 광섬유제조장치에 냉각통체(5A)의 광섬유입구(9)로부터 하향으로 냉각통체(5A)내로 상승억제용가스를 불어넣어 냉각통체(5A) 상부의 광섬유입구(9)로 분출하여 가열로(1)를 향하여 상승하는 냉각가스를 억제하는 것이 제안되고 있다. 이와 같은 방법에서는 냉각가스와 같은 양에 가까운 상승억제용가스를 냉각장치(4A)의 광섬유입구(9)로부터 하향으로 분출시킬 필요가 있으므로 가스가 불필요하게 소비된다고 하는 문제점이 있다.

또, 냉각용가스로서 공기를 사용하는 제2도에 표시한 광섬유제조장치에서의 광섬유제조방법에서는 공기가 He가스보다 냉각능력이 낮으므로 He가스보다 고속인 냉각용 공기기류를 만들어 냉각통체(5A)내에서 광섬유(3) 주위에 있는 공기도 휩쓸어 넣어서 냉각하는 까닭에 광섬유입구(9)로부터 유출하여 주위의 먼지를 포함하는 공기를 휩쓸어 들어가는 양이 많으므로 이 먼지를 포함하는 공기가 가열로(1)에 들어가 먼지의 접촉에 의한 광섬유(3)의 파단확률이 커지는 문제점이 있다. 예를 들면, 냉각용공기의 유속이 20m/sec 정도일 경우, He가스를 유입하는 경우에 비하여 먼지의 접촉확률은 5배 이상이 된다.

광섬유(3)의 주위에 냉각용공기를 분사하여 냉각할 경우, 환경(냉각장치의 주위)의 먼지 레벨과 광섬유(3)의 파단확률, 즉 스크리닝(screening)에 의하여 광섬유(3)에 1%의 신장을 가했을 경우의 단위길이당 파단횟수는 예컨대 제5도에 표시하는 바와 같은 상관관계가 있다. 최근과 같이 긴 길이, 예를 들면 100km이상의 광섬유를 제조할 경우 광섬유의 파단확률은 0.01회/km 이하로 할 필요가 있다. 그렇게 하기 위해서는 클래스 1000 이하의 청정도의 환경이 필요하므로 냉각장치, 나아가서는 광섬유제조장치의 제조가격이 비싸게 된다.

이것에 대하여 광섬유제조장치 전체를 청결한 환경으로 만드는 것도 생각할 수 있지만, 광섬유제조장치는 전체길이가 10m 이상이 되는 광섬유제조장치 전체를 청정한 환경으로 만들기 위해서는 한층 더 설비가격이 비싸게 되어 광섬유제조장치의 실생산비가 비싸게 되므로 현실적이 못된다.

본 발명의 목적은 상승억제용가스 등을 사용하지 않아도 냉각장치로부터 분사해 올리는 광섬유냉각용가스가 주위의 먼지를 포함하는 공기를 휩쓸어서 가열로내에 들어가는 것을 ㅂ아지할 수 있는 광섬유제조방법과 광섬유제조장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 대폭적인 생산비의 상승을 초래하지 않고 광섬유의 파단확률을 저하시킬 수가 있는 광섬유제조방법과 광섬유제조장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 대폭적인 생산비의 상승을 초래하지 않고 광섬유의 파단확률을 저하시킬 수가 있는 광섬유제조방법과 광섬유제조장치를 제공;하는 ㅓ데에 있다.

본 발명에 의하면 가열로에서 광섬유모채로부터 광섬유를 선뽑기하여 얻어진 광섬유를 상기한 가열로의 아래에 설치된 냉각장치에서 냉각가스에 의하여 냉각한 후에 수지피복장치에서 그 광섬유의 외주에 수지를 피복하는 광섬유제조방법에서 상기한 냉각장치의 정상부에 형성된 광섬유 관통구머으이 냉각가스 분출방향으라 상기한 광섬유의 주행축선과 다른 방향으로하여 광섬유 관통구멍으로부터 유출하는 냉각가스를 상기한 가열로에 들어가지 못하게 한다. 따라서 가열로내에서의 광섬유의 ㅍ ㅜㅁ질저하가 발생되지 않는다. 또, 본 발명에 있어서는 종래기술로서 설명한 상승억제가스를 필요로 하지 않는다.

상기한 본 발며으이 광섬유제조방법을 실시하는 광섬유제조자치는 광섬유모재를 가열하여 코어와 피복재로 이루어지는 광섬유를 선뽑기하는 가열로와, 그 가열로의 하부에 설치되어 상기한 가열로로부터 인출된 광섬유를 받아들이는 제1광섬유관통부와 그 받아들인 광섬유를 냉각가스를 사용하여 강제적으로 냉각하는 냉각장치 및 냉각한 광섬유를 인출하는 제2광섬유관통부를 보유하는 냉각장치와, 그 냉각장치의 하류에 설치되어 상기한 냉각되어 제2광섬유관통부로부터 인출된 광섬유에 보호용수지를 피복하는 수지피복장치를 구비하여 상기한 제1광섬유관통부에 그 제1광섬유관통부로부터 분출되는 냉각가스를 광섬유의 주행추고가 소정의 각도를 두고 냉각가스 흐름을 저항시키는 저항장치를 설치한다.

바람직하게는 상기한 냉가가스 흐름의 저항장치는 ㄴ애각장치의 정상부에 위하는 상기한 제1광섬유관통구멍과 동등한 크기의 구멍을 보유하고 그 구멍의 방향을 광섬유의 주행축과 다른 방향으로 형성한다.

또 바람직하게는 상기한 냉각가스 흐름의 저항장치로 냉각장치의 정상부에 위치하는 상기한 제1광섬유관통구멍과 상기한 냉각가스 흐름의 저항장치에 형성된 구멍 사이에 상기한 분출하는 냉각가스를 체류시키는 가스체류장호를 설치한다.

특정적으로는 상기한 냉각가스 흐름의 저항장치는 상기한 냉각장칠의 정상ㄹ부에 위치하는 상기한 제1광섬유관통구멍과 거의 같은 크기의 구멍을 보유하는 플랜지(f;ange)와, 그 플랜지에 연결되어 그 플랜지의 내경보다 큰 내경을 보유하고 상기한 가스체류장소를 규정하는 통(筒)부와, 그 통부에 연결되어 광섬유의 주행축에 직교되는 면에 있는 구멍의 크기가 상기한 냉각장치의 정상부에 있는 구멍과 동등한 크기의 구멍을 보유하고, 그 면이 상기한 광섬유의 주행축에 대하여 상기한 소정의 각도로 경사져 있는 노즐부재를 보유한다.

또, 특징적으로는 상기한 냉각가스 흐름의 저항장치는 상기한 ㄴ애각장치의 정상부에 위치하는 제1광섬유관통구멍과 대략 같은 크기의 구멍을 보유하는 플랜지와, 그 플랜지에 연결되고 그 플랜지의 내경보다 큰 내경을 보유한 상기한 가스체류장소를 규정하는 통부와, 그 통부에 연결되어 소정길이의 원통형으로 형성되고 그 원통의 방향이 광섬유의 주행축에 대하여 소정의 각도로 경사져 있으며 그 원통의 구멍의 크기가 상기한 광섬유가 그 대부를 주행가능한 크기로 형성된 원통형상노즐부재를 보유한다.

또, 특징적으로는 상기한 냉각가스 흐름의 지향장치에는 상기한 광섬유가 통과하기에 충분한 구멍이 형성되고, 상기한 광섬유의 주행축에 대하여 소정의 각도로 경사지게 하여 상기한 냉각장치의 정상부에 설치된판(板)형상의 부재를 보유하고, 그 판형상부재의 하면을 따라서 상기한 분출된 냉각가스를 지향하게 한다.

특정적으로는 상기한 냉각장치는 그 내부를 상기한 광섬유가 주행가능한 내강(內腔)을 보유하는 원통형으로 구성되고, 그 내강내를 냉각가스가 하부로부터 상부로 향하여 흐르도록 구성되어 있다. 상기한 냉각가스 흐름의 지향장치는 상기한 냉각장치의 내강의 정상부에 대응하는 상기한 제1광섬유관통구멍과 동등한 크기의 구멍을 보유하고, 그 구멍의 방향을 광섬유의 주행축과 다른 방향으로 형성되어 있다.

또, 바람직하게는 상기한 냉각장치는 광섬유의 주행축의 주위에 광섬유의 주행축을 따라서 나선형상으로 상기한 냉각장치내에 설치된 핀(fin)과, 그 핀을 수용하는 ㄴ애각장치와, 그 냉각장치를 회전시키는 장치를 보유한다.

특정적으로는 상기한 냉각장치는 각각의 중심으로 상기한 광섬유를 통과시키고, 그 통과단계에서 상기한 광섬유를 냉각시키도록 냉각가스를 분출시키는 광섬유의 주행축에 따라서 다단(多段)으로 설치된 복수의 냉각가스분출노즐을 보유한다.

또, 특정적으로는 상기한 복수단의 공기분출노즐 중에서 상기한 제1광섬유통과구멍 근방의 냉각가스분출노즐의 분출방향을 그 제1광섬유관통구멍과 반대방향으로 하고, 그밖의 냉각가스분출노즐의 분출방향을 상기한 광섬유의 주행방향과는 반대방향으로 한다. 상기한 냉각장치는 그 공기분출노즐을 수용하고, 정상부에 제1ㅁ광섬유통과구멍이 형성되고, 저변부에 제2광섬유통과구멍이 형성된 냉각용기와, 그 냉각용기의 상부로부터 그 냉각용기내에 청정한 공기를 밀봉하여 넣을 수 있는 공기봉입장치를 보유하고, 상기한 광섬유관통구멍의 부분에 상기한 냉각가스 흐름의 저항장치를 설치한다.

또, 특정적으로는 상기한 복수단의 냉각가스분출노즐의 분출방향을 상기한 광섬유의 주행방향과 반대방향으로 하고, 이들 냉각가스분출노즐 중에서 상기한 제1광섬유관통구멍 근방의 공기분출노즐의 분출방향을 광섬유의 주행축에 대하여 소정의 각도로 경사져 있도록 형성한다.

또, 본 발명에 의하면 상기한 냉각장치의 정상부에 형성된 상기한 제1광섬유관통구멍의 냉각가스분출방향을 상기한 광섬유의 주행축선과 다른 방향으로 하는 동시에 상기한 ㄴ애각장치 주위의 먼지를 제거한 양압(陽壓)형성용가스에 의하여 외부환경에 대하여 양압으로 유지하면서 상기한 냉각용가스에 의하여 광섬유의 냉각을 실시하는 것을 특징으로 하는 광섬유제조방법이 제공된다.

이 방법을 실시하기 위한 광섬유제조장치는, 바람직하게는, 상기한 냉각장치는 상기한 냉각장치를 포위하고 상기한 냉각장치의 내강(內腔)의 양끝에 대응하여 그 양끝의 내강과 대략 같은 직경의 광섬유통과구멍을 보유하는 냉각장치포위용기 및 그 냉각장치포위용기와 상기한 냉각장치 사이에 저압의 가스를 압입하는 가스압입장치를 보유한다.

바람직하게는상기한 가스압입장치에서 압입하는 가스가 대기중의 공기이므로 상기한 가스압입장치는 그 공기를 청정하게 하는 여과기를 보유한다.

특정적으로는 상기한 냉각장치는 복수의 냉각가스분출노즐을 포위하고, 그 정상부 및 저변부에 광섬유통과구멍을 보유하는 냉각장치포위용기 및 그 냉각장치포위용기와 상기한 냉각장치 사이의 공간에 정압의 가스를 압입하는 가스압입장치를 보유한다.

바람직하게는 광섬유제조장치에 상기한 냉각장치를 포위하는 냉각장치포위용기를 설치하고, 그 냉각장치 포위용기내에 상기한 양압형성용가스를 봉입한다.

또 본 발명에 의하면 상기한 냉각장치와 상기한 수지피복장치 사이를 외기로부터 봉쇄하는 광섬유제조방법이 제공된다.

이 광섬유제조방법을 실시하는 광섬유제조장치는 상기한 냉각장치의 하단과 수지피복장치 사이에 광섬유의 주행부분을 외기로부터 봉쇄하는 봉쇄장치를 보유한다.

바람직하게는 ㅅ아기한 봉쇄장치는 신축자재한 부재로 구성되어 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 광섬유제조장치 및 광섬유제조방법의 실시예를 설명한다.

제6도는 본 발명의 광섬유제조장치의 제1실시예로서 He가스를 냉각가스로서 사용하는 광섬유제조장치의 구성도이다. 이 광섬유제조장치는 종래의 광섬유제조장치로서 표시한 제1도에 대응하는 광섬유제조장치에 대응하고 있따. 제7도는 제6도에 표시한 광섬유제조장치의 부분확대도이다.

제6도에 표시한 광섬유제조장치는 가열로(1), 냉각장치(4), 수지피복기(6), 수지경화기(7) 및 턴로울(27)을 봉유한다. 광섬유모재(2)가 가열로(1)에서 가열되고 선뽑기되어 가열로의 광섬유출구(11)로부터 광섬유(3)로 인출되어 광섬유입구(19)로부터 냉각장치(4)내의 냉각통체(5)로 도입된다. 냉각통체(5)에서 냉각된 광섬유(3)가 광섬유출구(10)로부터 인출되어 수지피복기(6)로 안내되고, 수지피복기(6)에[ 의하여 수지가 피복되며 수지경화기(7)에서 피복된 수지가 경화되어 턴로올(27)을 통하여 권취기(도면표시 않음)로 권취된다. 냉각통체(5)에는 냉각통체(5)의 하부에 형성된 냉각가스주입구(8)로부터 냉각가스인 He가스가 도입되어 냉각통체(5)내를 통과하는 광섬유(3)를 냉각한다.

제7도에 표시하듯이 냉각장치(4)의 냉각통체(5)의 상단에는 가스분출방향규제구(15)가 설치되어 있다. 이 가스분출방출향규제구(15)는 냉각통체(5)의 상단에 연결된 플랜지(15a)와 그 플랜지(15a)위에 연설된 통부(15b)와, 그 통부(15b)의 상단에 경사지게 부착된 판형상의 누즐부재(15c)로 구성되어 있다. 노즐부재(15c)는 광섬유(3)의 주행축선에 대하여 각도 θ만큼만 경사지게 하여 광섬유입구(19)가 노즐구를 겸하여 설치되어 있다. 이 경사각(θ)은 가열로(1)와 냉각장치(4)의 간격(거리)에 따라서 변하지만 가열로(1)의 광섬유출구(11)에서 광섬유입구(19)로부터 나오는 가스의 유속이 영으로 되는 값이라면 된다. 이 실시예에서는 가열로(1)와 냉각통체(5)의 거리를 400mm로 했을경우θ=30°로 하고 있다. 또 광섬유입구(19)의 내경은 10 내지 15mm로 하고 있따. 이와 같이 조건을 설정하면, 예컨대 냉각가스주입구(8)로부터 냉각통체(5)에 주입하는 He가스가 201/min 이상이 되어 광섬유입구(19)로부터 분출하는 가스의 유속이 4m/min정도로 유속이 크게 되어도 냉각장치의 광섬유입구(19)로부터 분출하는 가스의 방향은 주행하는 광섬유(3)의 축선과 평행하지 않게 되어 광섬유(3)의 주행축선으로부터 각도 θ만큼만 경사진 방향으로 된다. 그러므로 광섬유입구(19)로부터 분출하여 냉각장치(4)의 주위에 있는 먼지를 포함하는 공기를 휩쓸어서 흐르는 He가스는 가열로의 광섬유출구(11)로 직접 향하지 않으므로 가열로(1)에 들어가지 않는다. 그 결과, 먼지를 포함하는 공기가 가열로(1)에 들어가믈오써 발생되는 광섬유(3)의 파단율이 증가되는 종래기술에서의 문제는 해결된다.

냉각통체(5)의 정상부에 설치된 광섬유입구(19)의 내경은 가스의 누설을 적게하고, 또 300 내지 600m/min 정도의 고속으로 주행하는 광섬유(3)는 요동하고 있으므로 이 광섬유(3)가 광섬유입구(19)에 접촉하지 아ㅎㄴ는 크기로 하는 예를 들면 10 내지 15mm 정도가 적절하다. 또, 광섬유(3)는 상기한 바와 같이 125㎛의 직경을 보유한다. 물론 선뽑기의 개시시에 광섬유입구(19)의 내경보다 큰 외경의 중합을 광섬유(3)의 선통과용중합으로서 광섬유입구(19)의 내경을 작아지도록 광섬유입구(19)의 크기를 가변구조로 할 수도 있다. 냉각통체(5)의 저변부에 형성된 광섬유츌구(10)의 내경도 광섬유입구(19)의 내경과 동일하다.

냉각통체(5)의 경상부에 형성된 광섬유입구(19)로부터 분출되는 He가스의 유속을 일단 저하시키기 위하여 가스분출방향규제구(15)에 He가스체류장을 갖도록 구성하는 것이 좋다. 그러기 위해서 플랜지(15a)의 구멍은 냉각통체(5)의 내경과 같은 크기로 하는 한편 통부(15b)의 내경은 냉각통체(5)의 내경보다 크게 한다.

냉각통체(5)의 내경은 상기한 광섬유입구(19)의 내경과 대략 같다. 이렇게 하므로써 통부(15b)의 내부로 분출하는 He가스를 일시적으로 체류시키는 가스체류장이 형성되고, 그 가스체류에 의하여 냉각통체(5)의 내부를 통과하는 He가스의 유속이 감속된다. 노즐부재(15c)가 광섬유(3)의 축선에 대하여 각도(θ)만큼만 경사져 있다고 하여도 광섬유입구(19)로부터 분출하는 He가스의 유속이 크면 He가스의 어느 정도는 냉각장치(4)의 주위에 있는 먼지를 포함한 공기를 휩쓸어서 가열로(1)의 저변부에 형성된 광섬유출구(11)에 도달할 가능성이 있지만 분출되는 He가스의 유속을 저하시키면 그 영향은 대단히 적어진다.

또, 광섬유입구(19)의 형상은 광섬유(3)의 주행축선 방향으로 투영(投影)되었을 경우에 원이되도록 노즐부재(15c)에 직교하는 방향에서 본 형상을 타원으로 할 수가 있다.

제8도는 가스분출방향규제구(15a)의 변형예로서는 가스분출방향규제구(15a)의 구성을 표시한다. 이 가스분출방향규제구(15a)에서는 노즐부재(15c')를 광섬유(3)에 접촉되지 않는 범위내에서 통형상으로 길게 형상하고 있다. 광섬유(3)의 주행축선에 대한 경사각도(θ)는 가스분출방향규제구(15)와 동일하다. 노즐부재(15c')를 이와 같은 통형상의 형상으로 하면 분출되는 He가스를 그 통부에서 정류(整流)하고 수속(收束)시켜 정확하게 각도 θ방향으로 지향시킬 수가 있따. 즉, 가스분출방향규재구(15A)는 제7도에 도면 표시한 가스분출방향규제구(15)보다도 광섬유입구(19)로부터 유출된 He가스가 가열로의 광험유출구(11)를 통하여 가열로(1)에 들어가는 것을 보다 유효하게 방지할 수 있따.

제9도는 본 발명에 의거한 광섬유제조장치의 제2실시예로서 공기를 냉각가스로서 사용하는 냉각장치(4A)를 보유하는 광섬유제조장치의 종단면도이며 종래예로서; 표시한 제2도에 대응하는 도면이다.

가열로(1)와 수지피복기(6) 사이에 냉각통체(5A)를 보유하는 냉각장치(4A)가 설치되어 있다. 냉각통체(5A)내에는 제3도에 도면 표시한 것과 같은 공기분출노즐(12a 내지 12d)이 다단으로 설치되어 있다.냉각통체(15A)의 상단에는 제6도 및 제7도에 도면 표시한 것과 동일한 구조의 가스분출방향규제구(15) 및 광섬유입구(19)가 설치되어 있다.

이 광섬유제조장치에서는 냉각동체(5A)의 상부에 설치된 여과기(13) 및 가스공급구(14)를 통하여 냉각통체(5A)내에 청정한 공기를 2m³/min 정도의 비율로 주입한다. 이 경우, 냉각통체(5A)의 내압이 2mmH²O체(5A)정도가 된다. 이때 광섬유입구(19)의 내경이 10mm 정도라면 201/min 정도 유속의 공기가 광섬유입구(19)정도가 된다. 이때 광섬유입구(19)의 내경이 10mm 정도라면 201/min 정도 유속의 공기가 광섬유입구(19)로부터 분출된다. 이 유출공기의 유속은 4m/sec 정도이다. 광섬유입구(19)의 방향은 주행하는 광섬유(3)에대하여 각도θ만큼만 경사져 있으므로 제6도 및 제7도를 참조하여 상기한 바와 같이 냉각장치의 광섬유입구(19)로부터 유출한 냉각공기를 가열로의 광섬유출구(11)를 통하여 가열로(1)내로 들어가지 않는다. 이 입구(19)로부터 유출한 냉각공기를 가열로의 광섬유출구(11)를 통하여 가열로(1)내로 들어가지 않는다. 이 경사각 θ는 가열로(1)와 냉각장치(4A)의 간걱(거리)에 따라 변하지만 가열로(1)의 광섬유출구(11)에서 광섬유입구(19)로부터 나가는 가스의 유속이 영이 되는 값으로 설정한다.

제9도에 표시한 냉각가스를 공기를 사용한 냉각통체(5A)를 보유하는 광섬유제조장치에 있어서도 상기한 가스분출방향규제구(15) 대신에 제8도에 표시한 가스분출방향규제구(15A)를 사용할 수가 있다. 이 가스분출방향규제구(15A)를 사용한 효과는 상기한 효과와 동일하다.

제10도는 제2도에 표시한 광섬유제조장치의 광섬유의 파단확률과 제9도에 표시한; 광섬유제조장치에서의 광섬유의 파단확률을 표시한 그래프이다. 이 광섬유의 파단율은 광섬유에1%의 신장을 부여하면서 스크리이닝(screening)시험을 했을 경우의 광섬유입구(9 또는 19)로부터 나오는 가스의 유속은 동일한 4m/sec로 하였다. 제10도로 명확하듯이 제2도에 표시한 종래 광섬유제조장치에서의 파단율은 0.5이고, 제9도에 표시한 본 발명의 광섬유제조장치에서의 파단율은 0.01이다. 즉 본 발명에 의하면 광섬유의 파단율을 현저하게 저하시킬 수 있는 것이 판명되었다.

제11도는 본 발명의 광섬유제조장치의 제3실시예로서 광섬유제조장치의 개략적인 구성도이다. 이 광섬유제조장치는 제9도에 표시한 광험유제조장치에 대응하고 있는데, 냉각통체(5A)가 삭제되어 있다. 즉 광섬유제조장치에서는 제9도에 표시한 공기분출노즐(12a 내지 12d)을 포위하는 냉각통체(5A)를 삭제하고, 복수단의 냉각가스분출노즐(12A 내지 12D)만으로 냉각장치(4B)를 구성하고 그를 냉각가스분출노즐(12A 내지 12D)에 흐르는 공기류에 의하여 냉각가스분출노즐(12A 내지 12D)을 주행하는 광섬유(3)를 포위하고, 최상단의 냉각가스분출노즐(12A)의 냉각공기의 분출방향응ㄹ 광섬유(3)의 주행축선에 대하여 각도 θ만큼만 경사진 방향으로 하고 있다. 최상단의 냉각가스분출노즐(12A) 이외의 냉각가스분출노즐, 예를 들면 냉각가스분출노즐(12D)의 형상은 제3도에 도면 표시한 공기분출노즐(12a 내지 12d)과 동일한 형상이다. 단, 최상단의 냉각가스분출노즐(12A)의 냉각공기분출통부(12A1)의 중심축의 광섬유(3)의 주행축선에 대하여 각도 θ만큼만 경사져 있다. 즉, 냉각가스분출노즐(12A)은 제7도에 표시한 가스분출방향규제구(15) 및 제8도에 표시한 부호 15A와 동일한 형상을 하고 있으며, 이들 가스분출방향규제구와 동일한 기능을 한다. 따라서, 이 냉각장치(4B)에 의해서도 냉각가스분출노즐(12A)로부터 유출된 냉각공기가 가열로의 광섬유출구(11)를 통하여 가열로(1)내에 들어가는 것을 방지할 수 있다. 또, 냉각동체(5A)에 상당하는 부분이 불필요하므로 이 광섬유제조장치의 구조가 간단하게 된다.

제12도는 제7도에 표시한 가스분출방향규제구(15) 및 제 8도에 표시한 가스분출방향규제구(15A)의 변형형태로서 가스분출방향제어판(25)을 설치하고 있다. 가스분출방향제어판(25)의 중앙에 고속으로 주행하는 광섬유(3)가 접촉하지 않고 통과하는 내경을 보유하는 광섬유입구(25A)가 뚫어져 있다. 냉각통체(5)의 상부에 가스분출방향제어판(25)의 중앙에 고속으로 주행하는 광섬유(3)가 접촉하지 않고 통과하는 내경을 보유하는 광섬유입구(25A)가 뚫어져 있다. 냉각통체(5)의 상부에 가스분출방향제어판(25)을 설치하면 냉각통체(5)의 광섬유(3) 입구로부터 유출한 냉각을 He가스 또는 냉각 공기의 대부분이 광섬유입구(25A)를 통과하지 않고, 대부분의 냉각용 He가스는 가스분출방향제어판(25)의 하면을 따라서 화살표방향으로 빠져 나간다. 그 결과, 냉각통체(5)로부터 유출한 냉각 He가스 는 가열로의 광섬유출구(11)를 통하여 가열로에 들어가지 않는다. 따라서 가열로(1)에서 냉각가스로 인한 광섬유(3)의 품질저하를 방지할 수 있다.

제12도에 표시한 가스분출방향제어판(25)은 제6도 및 제7도, 제8도, 제9도에 표시한 가스분출방향규제구(15,15A) 대신에 제6도에 표시한 광섬유제조장치 및 제9도에 표시한 제조장치에 적용할 수 있을 뿐아니라, 후술하는 광섬유제조장치 예를 들면 제13도에 표시한 광섬유제조장치 등에도 적용할 수 있다.

제13도는 본 발명의 광섬유제조장치의 제4실시예로서의 광섬유제조장치의; 고성도이다. 이 광섬유제조장치는 종래예로서 제1도에 표시한 공기분출(냉각가스분출)노즐을 사용하지 않은 형식의 광섬유제조장치에 본 발명의 광섬유제조방법을 적용한 것이다.

이 광섬유제조장치에는, 냉각통체(5)의 정상부에 제7도에 표시하는 구조의 가스분출방향규제구(15)와 제9도에 표시하는 가스분출방향규제구(15A) 또는 제12도에 표시하는 가스분출방향제어판(25)이 설치되어 있다. 단 도면 표시관계로 제13도에는 가스분출방향규제구(15)만을 표시하엿다. 냉각통체(5)내에는 그 내주를 따라서 핀(fin)(16)이 일체적으로 배치되어 있다. 또, 냉각통체(5)에는 그 냉각통체(5)를 회전시키는 벨트(17)와 그 벨트(17)를 회전시키는 로울러(18)를 회전시키는 모터(29)가 설치되어 있다. 냉각통체(5)의 하부에는 냉각가스주입구(8)감 설치되고, 그 냉각가스주입구(8)로부터 냉각통체(5)에 He가스가 도입된다. 모터(29)에 의하여 냉각통체(5)를 회전시키면 냉각통체(5)내의 핀(16)이 함께 회전하면서 가스주입구(8)로부터 공급된He가스를 광섬유(3)의 주행축선 방향을 따라서 상방으로 이동시켜져 광섬유(3)의 냉각을 보다 효과적으로 실시할 수가 있다.

즉, 이 광섬유제조장치에서도 광섬유입구(19)로부터 나오는 He가스의 방향은 가스분출방향규제구(15)에 의하여 주행하는 광섬유(3)의 주행축선에 대하여 각도(θ) 만큼만 경사진 방향으로 되어 있으므로 광섬유입구(19)로부터 유출하는 He가스가 냉각장치(4) 주위의 먼지를 포함하는 공기를 휩쓸어서 광섬유출구(11)를 통하여 가열로(1)에 들어가는 것을 방지할 수 있어 광섬유(3)의 품질저하를 방지할 수 있다.

제14도는 본 발명의 광섬유제조장치의 제5실시예로 냉각가스로 공기를 사용한 광섬유제조장치의 구성도이다. 이 광섬유제조장치에는 복수단의 공기분출노즐(12a 내지 12d)을 설치하여 구성되는 냉각장치(4A)의 외부에 냉각장치(4A)를 포위하는 냉각장치포위용기(30)를 설치하고, 그 냉각장치포위용기(30)의 상부에 여8과기(13)가 장착된 가스공급구(14)를 설치하며, 그 가스분출구(14)에 송풍기(32)를 접속하여 양압(정압)형성용가스로서 양압형성용공기를 송풍한다. 또, 양압이라는 것은 외기환경의 압력보다 그 내부 압력을 올리는 부압의 역(逆)인 정(正)의 압력을 말한다.

공기분출노즐(12a 내지 12d)은 제3도에 도면 표시한 구조를 보유한다. 즉 공기분출노즐(12a 내지 12d)은 중심의 광섬유관통구멍(121)의 내주에 설치된 공기체류장(122)을 통하여 광섬유관통구멍(121)에 개구하는 슬릿(123)으로부터 광섬유관통구멍(121)에 냉각용공기를 분출하도록 형성되어 있다. 냉각장치(4A)를 구성하는 공기분출노즐(12a 내지 12d)에는 냉각공기가 압입되어서 이 공기분출노즐(12a 내지 12d)의 중심을 주행하는 광섬유(3)를 냉각한다. 가스분출구(14)내에는 냉각장치포위용기(30)내에 분출하는 양압형성용공기내의 먼지를 제거하는 여과기(13)가 설치되어 있다.

또, 이 실시예에서의 냉각장치포위용기(30)와 상부광섬유통과구멍(19) 및 하부광섬유통과구멍(35)은 각각 상기한 냉각통체(5A)와 광섬유입구(9) 및 광섬유출구(10)에 대응하고 있다. 단, 냉각장치포위용기(30)는 냉각장치(4A)가 양압으로 되도록 구성되어 있다.

이 광섬유제조장치의 광섬유제조방법에 대하여 설명한다. 냉각장치포위용기(30)내에 가스분출구(14)로부터 여과기(13)에 의하여 공기에 포함하는 먼지는 제거한 양압형성용공기를 공급하고, 냉각장치포위용기(30)내를 외부환경에 대하여 양압으로 유지하면서 광섬유(3)룰 냉각한다. 예를 들면, 냉각장치포위용기(30)내의 외부환경(주의)에 대한 차압을 0.1mmH₂O 이상으로 유지하고, 공기분출노즐(12a 내지 12d)에서 분출되는 먼지를 제거한 냉각용공기로 광섬유(3)를 강제 냉각한다. 이와 같이 냉각장치포위용기(30)내를 먼지제거한 양압형성용공기로 외부환경에 대하여 양압으로 유지하면서 냉각용공기에 의하여 광섬유(3)의 냉각을 하면, 공기분출노즐(12a 내지 12d)에서 분출되는 먼지를 제거한 냉각용공기속에 외부환경속의 먼지를 가열로(1)에 휩쓸어 들어가게 하지 않으므로 가열로(1)에서 먼지의 접촉에 의한 광섬유(3)의 파단확률을 저하시킬 수가 있다. 또, 본 실시예는 광섬유의 제조장치 전체를 포위용기로 포위하는 것은 아니고, 냉각장치(4)를 냉각장치포위용기(30)로 포위하는 기구이므로 광섬유제조장치의 제조가격 상승을 최소한으로 할 수가 있다.; 또, 본 실시예는 광섬유의 제조장치 전체를 포위용기로 포위하는 것은 아니고, 냉각장치(4)를 냉각장치포위용기(30)로 포위하는 기구이므로 광섬유제조장치의 제조가격 상승을 최소한으로 할 수가 있다.

또, 이 광섬유제조장치에서의 냉각장치포위용기(30)내의 먼지를 퍼어지(purge)하기 위해서는 중력방향으로 유로(流路)를 만드는 것이 좋으므로, 냉각장치포위용기(30)내에 공급하는 양압형성용공기는 도면 표시했듯이 냉각장치포위용기(30)의 상부로부터 공급하는 것이 바람직하다. 또, 냉각장치포위용기(30)의 냉각장치의 상부광섬유통과구멍(34)의 직경보다 냉ㄱ악장치의 하부광섬유통과구멍(35)의 직경을 크게 하여 양압형성용공기가 위로부터 아래로 흐르기 쉽게 하는 것이 좋다.

실험에 의하면 양압형성용공기의 유량은 1 내지 2m³/min이 적절한 값이였다. 광섬유(3)의 파단율을 0.01회/km 이하로 하려면 여과기(13)는 0.3㎛의 먼지를 보집(補集)할 수 있는 것을 사용한다. 양압형성용공기는 건조시켜도 되고 건조시ㅋ티지 않아도 된다.

이 실시예에서도 광섬유입구(19)의 방향은 주행하는 광섬유(3)에 대하여 각도(θ) 만큼만 경사져 있다. 여기에서 최상단의 공기분출노즐(12a)는 14도에 표시했듯이 가열로(1)내에 공기를 분출하지 않도록 하는 것이 좋다.

상기한 경우의 제조조건의 한가지 예를 다음 표1에 표시한다.

시험결과

냉각장치포위용기(30)내에서 입경 0.5㎛의 먼지수를 1CF속에 10이하로 하여 광섬유(3)의 파단율을 조사한 겨로가, 파단율을 0.01회/km 이하로 할 수가 있었다. 또, 가스공급구(14)에 공급하는 양압형성용공기는 미리 쿨러(cooler)에 의하여 저온으로 해두면 냉각능력을 높일 수가 있다. 예를 들면 양압형성용공기의 온도를 실온, 예컨대 20℃로부터 20℃를 내렸을 경우, 즉 0℃로 했을 경우, 실온에서는 선속 600m/min가 냉각한계였지만 온도를 20℃에서 20℃ 저하시켰을 경우에는 신속 70m/min까지 냉각이 가능하게 되었다.

제15도는 본 발명의 광섬유제조장치의 제6실시예로서의 냉각가스He가스를 사용하는 광섬유제조장치의 구성도이다.

이 광섬유제조장치에는 냉각통체(5)를 보유하는 냉각장치(4)를 또다시 포위하는 냉각장치포위용기(30)를설치하고, 제14도에 표시한 광섬유제조장치와 마찬가지로 냉각장치포위용기(30)내에 여과기(13)로 먼지를 제거한 양압형성용공기를 공급하고, 냉각장치포위용기(39)내를 외부환경에 대하여 양압으로 유지하면서 냉각통체(5)내에서 He가스에 의하여 광섬유(3)를 냉각한다. 이 광섬유제조장치에서도 양압을 사용하고 있으므로 제14도에 표시한 광섬유제조장치와 같은 효과를 얻을 수가 있다.

제16도 및 제17도는 본 ㅂ잘명의 광섬유제조장치의 제7실시예로서의 광섬유제조장치의 구성도이다. 이 광섬유제조장치에는 복수단의 공기분출노즐(12a 내지 12d)을 설치하여 구성되는 냉각장치(4A)를 포위하고, 이 냉각장치(4A)로부터 수지피복기(6)까지의 구간을 포위하는 냉각장치포위용기(30)와 용기연장부(30a)가 설치되어 있다. 즉, 냉각장치포위용기(30) 하부에 신축형의 용기연장부(30a)를 수지피복기(6)까지 연장하여 냉각장치(4A)에 의하여 냉각된 광섬유(3)가 외기에 접촉되는 것을 방지하고 있다. 이와 같이, 용기연장부(30a)를 수지피복지(6)까지 연장하여 냉각장치(4A)에 의하여 냉각된 광섬유(3)가 외기에 접촉되는 것을 방지하고 있다. 이와 같이, 용기연장부(30a)를 설치하면 냉각장치포위용기(30)로부터 나온 광섬유(3)가 수지피복기(6)까지 연장하여 냉각장치(4A)로부터 수지피복기(6)까지의 구간을 포위하는 냉각장치포위용기(30)와 용기연장부(30a)가 설치되어 있다. 즉, 냉각장치포위용기(30)로부터 나온 광섬유(3)가 수지피복기(6)까지 연장하여 냉각장치(4A)에 의하여 냉각된 광섬유(3)가 외기에 접촉되는 것을 방지하고 있다. 이와 같이, 용기연장부(30a)를 설치하면 냉각장치포위용기(30)으로부터 나온 광섬유(3)가 수지피복기(6)에 도달하는 동안에 외부환경의 먼지에 접초고디는 것을 방지할 수 있으므로 가열로(1) 이외의 부분에서 광섬유(3)의 파단율의 저하를 더욱 향상시킬 수가 있다.

수지피복기(6)는 선뽑기 개시시에 설치작업을 하는 까닭에 용기연장부(30a)와 수지피복기(6)가 일체화되어 있으면 수지피복기(6)의 설치작업을 하기가 어렵다. 그래서, 이 실시예에서는 제17도에 표시하듯이 용기연장부(30a)를 축소시켜 수지피복기(6)의 설치작업을 하기가 어렵다. 그래서, 이 실시예에서는 제17도에 표시하듯이 용기연장부(30a)를 축소시켜 수지피복기(6)의 설치작업의 방해가 되지 않도록 하고 작업을 실시한다. 이와 같이, 수지피복기(6)에 도달하는 용기연장부(30a)를 설치했을 경우에는 수지피복기(6)측으로 가스가 배출되는 것을 방지하기 위하여 냉각장치포위용기(30)의 저변부측에 배기구(36)를 설치해둔다. 또, 용기연장부(30a)는 도면 표시한 바와 같은 신축형의 것에 한정하지 않고 조립 ·분해할 수 있는 구조의 것이라도 된다.

상기한 실시예는 적당히 조합할 수가 있따. 예를 들면, 도면 표시관계로 도면에는 표시하지 않았지만 제14도, 제15도 및 제16도에 표시한 광섬유제조장치의 냉각통체(5)의 상부에 제7도에 표시한 가스분출방향규제구(15)와, 제8도에 표시한 가스분출방향규제구(15A) 그리고 제12도에 표시한 가스분출방향제어판(25)을 설치할 수가 있다. 또, 제16도 및 제17도에 표시한 냉각장치포위용기(30) 및 용기연장부(30a)를 제6도, 제9도, 제13도, 제14도 및 제15도에 표시한 광섬유제조장치에 설치할 수가 있다.

또, 냉각통체(5)에 도입하는 냉각가스로서 He가스를 예시하였지만, 냉각효과가있고 광섬유(3)에 악영향을 미치지 않는 다른 가스를 사용할 수가 있다.

또, 상기한 본 발명의 광섬유제조장치는 주로 냉각장치를 주제로 하여 설명하고, 그밖의 부분은 특별히 관련되는 부분을 제외하고는 설명하지 않았지만, 본 발명의 광섬유제조장치의 구성에 한정되지 않고 상기한 광섬유의 냉각을 적용할 수 있는 각조아 광섬유의 제조에 적용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 광섬유제조장치 및 광섬유제조방법에서는 가열로 아래에 설치된 냉각장치의 최상부의 가스분출방향을 주행하는 광섬유의 축선에 대하여 경사진 방향으로 하고 있으므로 냉각장치로부터 분출되어 올라오는 가스가 가열로내에 들어가는 것을 방지할 수가 있다.

따라서, 본 발명의 광섬유 선뽑기 방법 및 광섬유제조장치에 의하면 가열로내에서 경화되기전의 광섬유에 먼지 등의 부착하여 광섬유의 강도가 저하되는 것을 억제할 수가 있으므로 품질이 좋은 광섬유의 선뽑기를 용이하게 실시할 수가 있ㄷ.ㅏ

또, 본 발명에 의하면, 상승억제용가스를 사용하지 않고도 가스의 바로 위방향 상승을 억제할 수가 있다.

그러므로 낭비적인 가스의 소비를 억제할 수가 있다. 또, 본 발명에 의하면 냉각장치를 포위하는 냉각장치포위용기를 설치하여 냉각장치포위용기내를 먼지를 제거한 양압형성용가스로써 외부환경에 대하여 양압으로 유지하면서 냉각용가스로 하여금 광섬유를 냉각하기 때문에 냉각용가스속에 외부환경속에 있던 먼지를 휩쓸어 넣지않게 되어 먼지의 접촉에 의한 광섬유의 파단확률을 저하시킬 수가 있다. 특히 본 발명에서는 광섬유제조장치 전체를 포위하는 것은 아니고, 냉각장치를 냉각장치포위용기로 포위하는 구성이므로 광섬유제조장치의 생산비 상승을 최소한으로 할 수가 있다.

본 발명의 실시에서는 상기한 실시예에 한정되지 않고, 첨부되는 특허청구의 범위에 기재된 사항을 이탈 시키지 않는 범위에서 당업자가 여러가지 변형상태를 취할 수가 있다.

Claims

광섬유모재(2)를 가열하고 투명화하여 코어아 피복재로 이루어지는 광섬유(3)를 선뽑기하는 가열로(1)와, 그 가열로의 하부에 설치된 상기한 가열로로부터 인출된 광섬유(3)를 선뽑기하는 가열로(1)와, 그 가열로의 하부에 설치된 상기한 가열로로부터 인출된 광섬유(3)를 받아들이는 제1광섬유관통부(9,19), 그 받아들인 광섬유(3)를 냉각가스를 사용하여 강제 냉각하는 냉각장치(5,12a 내지 12d,12A 내지 12D) 및 냉각한 광섬유(3)를 인출하는 제2광섬유관통부(10,35)를 보유하는 냉각장치(4,4A,4B)와 그 냉각장치의 하류에 설치된 상기한 냉각되어 상기한 제2광섬유관통부로부터 인출된 광섬유(3)에 보호용수지를 피복하는 수지피복장치(6,7)를 구비하고, 상기한 제1광섬유관통부에 그 제1광섬유관통부로부터 분출해 나오는 상기한 냉각가스를 광섬유(3)의 주행축과 소저으이 각도(θ)를 두고 지향시키는 냉각가스 흐름의 지향장치(12A,15 : 19,15A :19,25)를 설치하는 것을 특징으로 하는 광섬유제조장치.
제1항에 있어서, 냉각가스 흐름의 지향장치(15,15A,25)에는 상기한 냉각장치의 정상부에 위치하는 제1광섬유관통구멍과 동등한 크기의 구멍(19,25A)을 보유하고 그 구멍의 방향을 광섬유의 주행축과 다른 방향으로 형성한 것을 특징으로하는 광섬유제조장치.
제2항에 있어서, 냉각가스 흐름의 지향장치(15,15A,25)에는 상기한 냉각장치의 정상부에 위치하는 제1광섬유관통구멍과 상기한 냉각가스 흐름의 지향장치의 구멍 사이에 분출하는 냉각가스를 체류시키는 가스체류장을 설치한 것을 특징으로 하는 광섬유제조장치.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기한 냉각가스 흐름의 지향장치(15,15A,25)에는 상기한 냉각장치의 정상부에 위치하는 제1광섬유관통구멍과 대략 같은 크기의 구멍을 보유하는 플랜지(15a)와, 그 플랜지에 연결되고 그 플랜지의 내경보다 큰 내경을 보유하며 가스체류를 규정하는 통부(15b)와, 그 통부에 연결되고 상기한 광섬유의 주행축에 직교하는 면(面)의 구멍의 크기가 상기한 냉각장치의 정상부에 설치된ㄴ 구멍과 동등한 크기의 구멍을 보유하고 그 면이 상기한 광섬유의 주행축에 대하여 소정의 각도로 경사져 있는 노즐부재(15C)를 보유하는 것을 특징으로 하는 광섬유제조장치.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기한 냉각가스 흐름의 지향장치(15,15A,25)에는 상기한 냉각장치의 정상부에 위치하는 제1광섬유관통구멍과 대략 같은 크기의 구멍을 보유하는 플랜지(15a)와, 그 플랜지에 연결되고 그 플랜지의 내경보다 큰 내경을 보유하며 상기한 가스체류를 규정하는 통부(15b)와, 그 통부에 연결되어 소정길이의 원통형으로 형성되고 그 원통의 방향이 광섬유의 주행축에 대하여 상기한 소정의 각도로 경사져 있으며, 그 원통의 구멍의 크기가 상기한 광섬유가 그 내부를 주행할 수 있는 크기로 형성된 원통형상노즐부재(15c')를 보유하는 것을 특징으로 하는 광섬유제조장치.
제2항에 있어서, 상기한 냉각가스 흐름의 지향장치(25)는 상기한 광섬유(3)가 통과하는 데에 충분한 구멍(25A)이 형성되고, 상기한 광섬유의 주행축에 대하여 소정의 각도로 경사지게 하여 상기한 냉각장치의 경상부에 설치된 판형상의 부재(25)를 보유하고, 그 판형상부재의 아래면을 따라서 상기한 분출된 냉각가스를 지향시키는 것을 특징으로 하는 광섬유제조장치.
제1항에 있어서, 상기한 냉각장치(5)는 그 내부를 상기한 광섬유(3)가 주행가능한 내강(內腔)을 보유하는 원통형으로 구성되고, 그 내강내를 상기한 냉각가스가 하부로부터 상부로 향하여 흐르도록 구성되며, 상기한 냉각장치의 내강의 정상부가 상기한 제1광섬유관통구멍과 동등한 지향장치(15,15A,25)는 상기한 냉각장치의 내강의 정상부가 상기한 제1광섬유관통구멍에 대응하며, 상기한 냉각가스 흐름의 지향장치(15,15A,25)는 상기한 냉각장치의 내강의 정상부에 대응하는 상기한 제1광섬유관통구멍과 동등한 크기의 구멍(19,25A)을 보유하고, 그 구멍의 방향을 상기한 광섬유의 주행추과는 다른 방향으로 형성한 것을 특징으로 하는 광섬유제조장치.
제7항에 있어서, 상기한 냉각장치(4)는광섬유의 주행축의 주위에 광섬유의 주행축을 따라서 나선형상으로 냉각장치에 설치된 핀(16)과, 그 핀을 수용하는 냉각장치(5)와, 그 냉각장치를 회전시키는 장치(16,17,18,29)를 보유하는 것을 특징으로 하는 광섬유제조장치.
제7항에 잇어서, 상기한 냉각장치(4)는 상기한 냉각장치(5)로 포위하고 상기한 냉각장치의 내강의 양끝에 대응하며, 그 양끝의 내강과 대략 같은 직경인 광섬유통구멍과(19,35)을 보유하는 냉각장치포위용기(30) 및 그 냉각장치포위용기와 상기한 냉각장치사이의 공간에 정압(正壓)의 가스를 압입하는 가스압입장치(32,14,13)를 보유하는 것을 특징으로 하는 광섬유제조장치.
재9항에 있어서, 상기한 가스압입장치에서 압입하는 가스는 대기속의 공기이고, 상기한 가스압입장치는 그 공기를 청정하게 하는 여과기(13)를 보유하는 것을 특징으로 하는 광섬유제조장치.
제7항에 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기한 냉각가스는 He가스 등의 열확산능력이 높은 가스인 것을 특징으로 하는 광섬유제조장치.
제1항에 이써엇, 상기한 냉각장치(5A,4A)는 각각 그 중심을 상기한 광섬유(3)를 통과시키고 그 통과단계에서 상기한 광섬유를 냉각시키도록 냉각가스를 분출시키는 광섬유의 주행축을 따라서 다단으로 설치된 복수의 냉각가스분출노즐(12a 내지 12d.12A 내지 12D)을 보유하는 것을 특징으로 하는 광섬유제조장치.
제12항에 있어서, 상기한 복수단의 공기분출노즐(12a 내지 12d)중에서, 상기한 제1광섬유통과구멍 근방의 냉각가스분출노즐의 분출방향을 제1섬유관통구멍과 반대방향으로 하고, 그밖의 냉각가스분출노즐의 분출방향을 광섬유의 주행방향과 반대방향으로 하며, 상기한 냉각장치(4A)는 그 공기분출노즐을 수용하고 정상부에 상기한 제1광섬유통과구멍이 형성되고 저변부에 상기한 제2광섬유통과구멍이 형성된 냉각융기(5A)와 그 냉각용기의 상부로부터 그 냉각용기내에 청정한 공기를 봉입하는 공기봉입장치(32,14,13)을 보유하고, 상기한 제1광섬유관통구멍의 부분에 상기한 냉각가스 흐름의 지향장치를 설치한 것을 특징으로 하는 광섬유제조장치.
제12항에 있어서, 상기한 복수단의 냉각가스분출노즐(12A 내지 12D)의 분출방향을 상기한 광섬유의 주행방향과 반대방향으로 하고, 이들의 냉각가슬분출노즐 중에서 상기한 제1광섬유관통구멍 근방의 공기분출노즐(12A)의 분출방향을 광섬유의 주행축에 대하여 소정의 각도(θ)로 경사지게 형성한 것을 특징으로 하는 광섬유제조장치.
제12항에 있어서, 상기한 냉각장치(}4A)는 복수의 냉각가스분출노즐(12a 내지 12d,12A 내지 12D)을 포위하고, 그 정상부 및 저변부에 광섬유통과구멍(19,35)을 보유하는 냉각장치포위용기(30) 및 그 냉각장치 포위용기와 상기한 냉각장치사이의 공간에 정압의 가스를 압입하는 가스압입장치(32,12,13)를 보유하는 것을 특징으로 하는 광섬유제조장치.
제15항에 있어서, 상기한 가스압입장치로 압입되는 가스는 대기속의 공기이고, 상기한 가스압입장치는 그 공기를 청정하게 하는 여과기(13)을 보유하는 것을 특징으로 하는 광섬유제조장치.
제1항에 있어서, 상기한 냉각장치의 하단과 상기한 수지피복장치 사이에 상기한 광섬유의 주행부분을 외기로부터 봉쇄하는 봉쇄장치(30a)를 설치한 것을 특징으로 하는 광섬유제조장치.
제17항에 있어서, 상기한 봉쇄장치는 신축자재한 부재로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유제조장치.
가열로(1)에서 광섬유모재(2)로부터 광섬유(3)을 선뽑기하여 얻어진 광섬유를 상기한 가열로의 아래에 설치된 냉각장치(4)의 냉각가스에 의하여 냉각한 후에 수지피복장치에서 광섬유의 외주에 수지를 피복하는 광섬유제조방법에 있어서 삭이한 냉각장치의 정상부에 형성된 광섬유통과구멍의 냉각가스분출방향을 상기한 광섬유의 주행축과 다른 방향으로 한 것을 특징으로 하는 광섬유제조방법.
제19항에 있어서, 상기한 냉각장치 주위의 먼지를 제거한 양압형성용 가스로써 외부환경에 대하여 양압(정압)으로 유지하면서 상기한 냉각용가스에 의하여 상기한 광섬유에 냉각을 실시하는 것을 특징으로 하는 광섬유제조방법.
제20항에 있어서, 상기한 냉각장치를 포위하는 냉각장치포위용기를 설치하고, 그 냉각장치포위용기내에 양압형성용가스를 봉입하는 것을 특징으로 하는 광섬유제조방법.
제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기한 냉각장치와 상기한 수지피복장치 사이를 외기로부터 봉쇄하는 것을 특징으로 하는 광섬유제조방법.