KR100498923B1 - Method for over-jacketing an optical fiber primary preform through down-top heating process - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따라 대상물을 지지하기 위한 상부 척 및 하부 척과, 이동 가능한 캐리지를 구비한 선반과, 상기 캐리지 상에 탑재되며 상기 대상물의 외주면을 가열하는 버너를 이용한 오버 쟈켓팅 방법은, 코어와 클래딩으로 구성된 1차 모재를 세로로 상기 하부 척에 고정시키고, 쟈켓팅 튜브를 세로로 상기 상부 척에 고정시키며, 상기 쟈켓팅 튜브 내로 상기 1차 모재를 삽입시키는 정렬 과정과; 상기 버너를 상향 이동시키면서 상기 쟈켓팅 튜브의 외주면을 가열함에 따라서, 상기 쟈켓팅 튜브를 상기 1차 모재에 오버 쟈켓팅시키는 콜랩싱 과정을 포함하여 구성된다.According to the present invention, an over-jacketing method using an upper chuck and a lower chuck for supporting an object, a shelf having a movable carriage, and a burner mounted on the carriage and heating the outer circumferential surface of the object includes a core and a cladding. An alignment process of vertically fixing the constructed primary base material to the lower chuck, fixing a jacketing tube vertically to the upper chuck, and inserting the primary base material into the jacketing tube; It comprises a collapsing process for over-jacketing the jacketing tube to the primary base material by heating the outer peripheral surface of the jacketing tube while moving the burner upward.
Description
본 발명은 광섬유 모재에 관한 것으로서, 특히 광섬유 모재의 오버 쟈켓팅 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an optical fiber base material, and more particularly, to an over jacketing method of an optical fiber base material.
현재 세계적으로 사용하고 있는 광섬유 모재를 만드는 공법은 변형된 화학 기상 증착법(또는 내부 화학 기상 증착법이라고도 함)(Modified Chemical Vapor Deposition, MCVD), 외부 기상 증착법(Outside Vapor phase Deposition, OVD), 기상 축 증착법(Vapor phase Axial Deposition, VAD) 등의 공법이 있다. 이러한 공법에 의해 제작된 광섬유 모재의 대구경화와, 광섬유의 특성 및 생산성의 향상을 위해서 오버 쟈켓팅(over-jacketing) 공정이 실시되고 있다. 이 때, 오버 쟈켓팅되기 이전의 모재를 1차 모재(primary preform)라고 칭하며, 오버 쟈켓팅된 이후의 모재를 2차 모재(secondary preform)라고 칭한다. 또한, 오버 쟈켓팅 공정은 로드 인 튜브(rod-in tube) 공정 혹은 오버 클래딩(over-cladding) 공정이라고 칭하기도 한다. Currently, the fabrication method of the optical fiber base material used worldwide is modified chemical vapor deposition (also called internal chemical vapor deposition) (Modified Chemical Vapor Deposition, MCVD), external vapor phase deposition (OVD), and vapor axis deposition. (Vapor phase Axial Deposition, VAD) and the like. An over-jacketing process is performed to large-size the optical fiber base material produced by such a method, and to improve the characteristics and productivity of the optical fiber. At this time, the base material before overjacketing is called a primary preform, and the base material after the overjacketing is called a secondary preform. The over-jacketing process may also be referred to as a rod-in tube process or over-cladding process.
오버 쟈켓팅 방법은 H2/O2 버너를 사용하는 방법, 퍼니스(furnace)를 사용하는 방법, 플라즈마(Plasma)를 사용하는 방법 등 여러 가지 방법들이 존재하고 있다.There are various methods for over jacketing, such as using an H 2 / O 2 burner, using a furnace, and using a plasma.
도 1은 종래에 따른 버너를 이용한 광섬유 모재의 오버 쟈켓팅 장치를 나타내는 측면도이다. 상기 오버 쟈켓팅 장치는 선반(lath, 110)과, H2/O2 버너(150)와, 질소 공급기(190)와, 진공 펌프(200)와, 제1 및 제2 밸브(170,180)로 구성된다.1 is a side view showing an over-jacketing device of an optical fiber base material using a burner according to the prior art. The over jacketing device includes a lathe 110, an H 2 / O 2 burner 150, a nitrogen supply 190, a vacuum pump 200, and first and second valves 170 and 180. do.
상기 선반(110)은 봉 형상의 1차 모재(210)를 세로로 고정하기 위한 상부 척(120)과, 쟈켓팅 튜브(jacketing tube, 230)를 세로로 고정하기 위한 하부 척(130)과, 상하향 이동 가능한 캐리지(carriage, 140)를 구비한다. 상기 1차 모재(210)는 그 상단에 보다 큰 직경의 더미 로드(dummy rod, 220)가 부착되며, 상기 더미 로드(220)가 상기 상부 척(120)에 의해 파지된다. 상기 쟈켓팅 튜브(230)는 그 하단에 동일하거나 보다 작은 직경의 더미 튜브(dummy tube, 240)가 부착되며, 상기 더미 튜브(240)가 상기 하부 척(130)에 의해 파지된다. 또한, 상기 1차 모재(210)는 상기 쟈켓팅 튜브(230) 내에 삽입되며, 상기 1차 모재(210)가 상기 쟈켓팅 튜브(230)의 중심에 위치하도록 정렬이 이루어진다. The shelf 110 includes an upper chuck 120 for vertically fixing the rod-shaped primary base material 210, a lower chuck 130 for vertically fixing the jacketing tube 230, and And a carriage 140 which is movable up and down. The primary base material 210 has a dummy rod 220 having a larger diameter attached to an upper end thereof, and the dummy rod 220 is gripped by the upper chuck 120. The jacketing tube 230 has a dummy tube 240 of the same or smaller diameter is attached to the lower end thereof, and the dummy tube 240 is gripped by the lower chuck 130. In addition, the primary base material 210 is inserted into the jacketing tube 230, the alignment is made so that the primary base material 210 is located in the center of the jacketing tube 230.
상기 질소 공급기(190)는 상기 더미 튜브(130)의 하단과 연결된 수송관(160)에 연결되며, 상기 1차 모재(210)를 상기 쟈켓팅 튜브(230)에 삽입시 상기 쟈켓팅 튜브(230) 내로 질소 가스를 주입한다.The nitrogen supply 190 is connected to the transport pipe 160 connected to the bottom of the dummy tube 130, the jacketing tube 230 when the primary base material 210 is inserted into the jacketing tube 230 Inject nitrogen gas into the shell.
상기 진공 펌프(200)는 상기 수송관(160)에 연결되며, 상기 쟈켓팅 튜브(230)의 내부를 진공 상태로 만든다. The vacuum pump 200 is connected to the transport pipe 160, and makes the inside of the jacketing tube 230 in a vacuum state.
상기 제1 밸브(170)는 상기 수송관(160)의 분기부와 상기 질소 공급기(190) 사이의 관로 상에 설치되며, 해당 관로의 개폐를 담당한다.The first valve 170 is installed on the pipeline between the branch of the transport pipe 160 and the nitrogen supply 190, and is responsible for opening and closing the pipeline.
상기 제2 밸브(180)는 상기 수송관(160)의 분기부와 상기 진공 펌프(200) 사이의 관로 상에 설치되며, 해당 관로의 개폐를 담당한다.The second valve 180 is installed on the pipeline between the branch of the transport pipe 160 and the vacuum pump 200, and is responsible for opening and closing the pipeline.
상기 오버 쟈켓팅 장치를 이용한 광섬유 모재의 오버 쟈켓팅 방법에 대하여 설명하면 하기하는 바와 같다. 초기에 상기 쟈켓팅 튜브(230) 내에 상기 1차 모재(210)가 삽입되어 있으며, 상기 H2/O2 버너(150)는 상기 캐리지(140)에 탑재된 채로 상기 쟈켓팅 튜브(230)의 상부 둘레에 위치하고 있다. 상기 제1 밸브(170)는 열려 있고 상기 제2 밸브(180)는 닫힌 상태에서, 상기 질소 공급기(190)를 작동시킴으로써 상기 쟈켓팅 튜브(230) 내로 질소 가스를 주입하면서 상기 1차 모재(210)를 삽입한다. 이후, 상기 제1 밸브(170)는 닫혀 있고 상기 제2 밸브(180)는 열린 상태에서, 상기 진공 펌프(200)를 작동시킨다. 상기 진공 펌프(200)는 상기 쟈켓팅 튜브(230) 내부를 진공 상태로 만들며, 상기 H2/O2 버너(150)는 상기 쟈켓팅 튜브(230)의 외주면을 고온 가열하게 된다. 상기 H2/O2 버너(150)에서 나온 화염(flame)은 상기 쟈켓팅 튜브(230)의 외주면과 접촉하게 되고, 대류, 전도, 복사 등에 의하여 상기 쟈켓팅 튜브(230)의 반경 방향, 길이 방향 등으로 열전도가 이루어진다. 전도된 열에 의하여 상기 쟈켓팅 튜브(230)의 점도가 낮아지면서, 상기 쟈켓팅 튜브(230)의 내부와 외부 간의 압력차에 의하여 상기 쟈켓팅 튜브(230)가 상기 1차 모재(210) 쪽으로 콜랩싱(collapsing)된다.The overjacketing method of the optical fiber base material using the overjacketing device will be described below. Initially, the primary base material 210 is inserted into the jacketing tube 230, and the H 2 / O 2 burner 150 is mounted on the carriage 140 of the jacketing tube 230. It is located around the top. With the first valve 170 open and the second valve 180 closed, operating the nitrogen supply 190 to inject nitrogen gas into the jacketing tube 230 while the primary substrate 210 is in operation. Insert). Thereafter, the first valve 170 is closed and the second valve 180 is opened to operate the vacuum pump 200. The vacuum pump 200 makes the inside of the jacketing tube 230 in a vacuum state, and the H 2 / O 2 burner 150 heats the outer circumferential surface of the jacketing tube 230 at a high temperature. Flame from the H 2 / O 2 burner 150 is in contact with the outer circumferential surface of the jacketing tube 230, the radial direction, length of the jacketing tube 230 by convection, conduction, radiation, etc. Heat conduction is carried out in the As the viscosity of the jacketing tube 230 is lowered by the conducted heat, the jacketing tube 230 is called toward the primary substrate 210 by the pressure difference between the inside and the outside of the jacketing tube 230. It is collapsing.
그러나, 상기한 바와 같은 오버 쟈켓팅 방법에 있어서, 광섬유 모재의 대구경화를 구현하기 위하여 쟈켓팅 튜브의 직경이 커짐에 따라서, 공정 속도가 느려지게 되고 열효율은 낮아지게 된다는 문제점이 있다. 또한, 이미 콜랩싱된 부분에 초과 열량이 공급되어 수산화기-손실(OH-loss) 등의 변화를 야기시키며, 최초 설계된 프로파일(profile)의 변화가 일어나게 되어 길이 방향의 균일성 및 광특성의 보정이 힘들어진다는 문제점이 있다. However, in the over jacketing method as described above, as the diameter of the jacketing tube increases in order to realize the large diameter of the optical fiber base material, there is a problem that the process speed becomes slow and the thermal efficiency becomes low. In addition, excess heat is supplied to the already collapsed portion, causing changes in hydroxyl-loss (OH-loss) and the like. There is a problem that is difficult.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 버너를 사용하는 오버 쟈켓팅 공정에 있어서, 종래의 방법보다 효율적인 공정의 실시를 통해 공정 시간을 단축시키고, 생산성을 향상시키며, 기하 구조의 변화를 방지하고, 열 이력(Thermal History)의 감소를 통한 광특성의 변화를 방지할 수 있는 광섬유 모재의 오버 쟈켓팅 방법을 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide an over jacketing process using a burner. The present invention provides an overjacketing method of an optical fiber base material which can improve the structure, prevent the change of the geometry, and prevent the change of the optical characteristics through the reduction of the thermal history.
상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따라 대상물을 지지하기 위한 상부 척 및 하부 척과, 이동 가능한 캐리지를 구비한 선반과, 상기 캐리지 상에 탑재되며 상기 대상물의 외주면을 가열하는 버너를 이용한 오버 쟈켓팅 방법은,In order to solve the above problems, according to the present invention, an over jacket using an upper chuck and a lower chuck for supporting an object, a shelf having a movable carriage, and a burner mounted on the carriage and heating an outer circumferential surface of the object. How to put,
코어와 클래딩으로 구성된 1차 모재를 세로로 상기 하부 척에 고정시키고, 쟈켓팅 튜브를 세로로 상기 상부 척에 고정시키며, 상기 쟈켓팅 튜브 내로 상기 1차 모재를 삽입시키는 정렬 과정과;An alignment process of vertically fixing a primary base material composed of a core and a cladding to the lower chuck, fixing a jacketing tube vertically to the upper chuck, and inserting the primary base material into the jacketing tube;
상기 버너를 상향 이동시키면서 상기 쟈켓팅 튜브의 외주면을 가열함에 따라서, 상기 쟈켓팅 튜브를 상기 1차 모재에 오버 쟈켓팅시키는 콜랩싱 과정을 포함하여 구성된다. It comprises a collapsing process for over-jacketing the jacketing tube to the primary base material by heating the outer peripheral surface of the jacketing tube while moving the burner upward.
이하에서는 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능이나 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention; In describing the present invention, detailed descriptions of related well-known functions and configurations are omitted in order not to obscure the subject matter of the present invention.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 버너를 이용한 광섬유 모재의 오버 쟈켓팅 장치를 나타내는 측면도이다. 상기 오버 쟈켓팅 장치는 선반(310)과 H2/O2 버너(350)와, 질소 공급기(390)와, 진공 펌프(400)와, 제1 및 제2 밸브(370,380)로 구성된다.Figure 2 is a side view showing an over-jacketing device of the optical fiber base material using a burner according to a preferred embodiment of the present invention. The over jacketing device includes a shelf 310, an H 2 / O 2 burner 350, a nitrogen supply 390, a vacuum pump 400, and first and second valves 370 and 380.
상기 선반(310)은 쟈켓팅 튜브(430)를 세로로 고정하기 위한 상부 척(320)과, 봉 형상의 1차 모재(410)를 세로로 고정하기 위한 하부 척(330)과, 상하향 이동 가능한 캐리지(340)를 구비한다. 상기 쟈켓팅 튜브(430)는 그 상단에 지지 튜브(support tube, 440)가 부착되며, 상기 지지 튜브(440)보다 작은 직경의 더미 튜브(450)가 상기 지지 튜브(440)의 상단에 부착되고, 상기 더미 튜브(450)가 상기 상부 척(320)에 의해 파지된다. 상기 지지 튜브(440)는 상기 더미 튜브(450)의 왜곡(distortion) 및 분리(demounting)를 방지하는 기능을 수행하며, 상기 지지 튜브(440)의 직경은 상기 쟈켓팅 튜브(430)의 직경 이하이며 상기 더미 튜브(450)의 직경보다는 크다. 상기 1차 모재(410)는 그 하단에 보다 큰 직경의 더미 로드(420)가 부착되며, 상기 더미 로드(420)가 상기 하부 척(330)에 의해 파지된다. 또한, 상기 1차 모재(410)가 상기 쟈켓팅 튜브(430) 내에 삽입되며, 상기 1차 모재(410)가 상기 쟈켓팅 튜브(430)의 중심에 위치하도록 정렬이 이루어진다. The shelf 310 has an upper chuck 320 for vertically fixing the jacketing tube 430, a lower chuck 330 for vertically fixing the rod-shaped primary base material 410, and is movable up and down The carriage 340 is provided. The jacketing tube 430 has a support tube 440 attached to the top thereof, and a dummy tube 450 having a diameter smaller than that of the support tube 440 is attached to the top of the support tube 440. The dummy tube 450 is gripped by the upper chuck 320. The support tube 440 serves to prevent distortion and demounting of the dummy tube 450, and the diameter of the support tube 440 is equal to or less than the diameter of the jacketing tube 430. And larger than the diameter of the dummy tube 450. The primary substrate 410 has a larger diameter dummy rod 420 is attached to the lower end, the dummy rod 420 is gripped by the lower chuck 330. In addition, the primary base material 410 is inserted into the jacketing tube 430, and the primary base material 410 is aligned so as to be located at the center of the jacketing tube 430.
상기 질소 공급기(390)는 상기 더미 튜브(450)의 상단과 연결된 수송관(360)에 연결되며, 상기 쟈켓팅 튜브(430) 내로 질소 가스를 주입함으로써 상기 1차 모재(410) 삽입시 상기 쟈켓팅 튜브(430) 내부의 오염을 방지한다.The nitrogen supply 390 is connected to the transport pipe 360 connected to the upper end of the dummy tube 450, the jacket when the primary base material 410 is inserted by injecting nitrogen gas into the jacketing tube 430 To prevent contamination inside the casting tube 430.
상기 진공 펌프(400)는 상기 수송관(360)에 연결되며, 상기 쟈켓팅 튜브(430)의 내부를 진공 상태로 만든다. The vacuum pump 400 is connected to the transport pipe 360, and makes the inside of the jacketing tube 430 into a vacuum state.
상기 제1 밸브(370)는 상기 수송관(360)의 분기부와 상기 질소 공급기(390) 사이의 관로 상에 설치되며, 해당 관로의 개폐를 담당한다.The first valve 370 is installed on the pipeline between the branch of the transport pipe 360 and the nitrogen supply 390, and is responsible for opening and closing the pipeline.
상기 제2 밸브(380)는 상기 수송관(360)의 분기부와 상기 진공 펌프(400) 사이의 관로 상에 설치되며, 해당 관로의 개폐를 담당한다.The second valve 380 is installed on the pipeline between the branch of the transport pipe 360 and the vacuum pump 400, and is responsible for opening and closing the pipeline.
도 3은 본 발명에 따른 상향 가열 방식의 광섬유 모재의 오버 쟈켓팅 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 2에 도시된 오버 쟈켓팅 장치를 이용 한 광섬유 모재의 오버 쟈켓팅 방법은 정렬 과정(610)과, 진공 형성 과정(620)과, 콜랩싱 과정(630)과, 컷팅 과정(640)을 포함한다. 3 is a flowchart illustrating a method for overjacking an optical fiber base material of an upward heating method according to the present invention. The overjacketing method of the optical fiber base material using the overjacketing device shown in FIG. 2 includes an alignment process 610, a vacuum forming process 620, a collapsing process 630, and a cutting process 640. do.
상기 정렬 과정(610)은 코어(core)와 클래딩(cladding)으로 구성된 1차 모재(410)를 세로로 상기 하부 척(330)에 고정시키고, 쟈켓팅 튜브(430)를 세로로 상기 상부 척(320)에 고정시키며, 상기 쟈켓팅 튜브(430) 내로 질소 가스를 주입시키면서 상기 쟈켓팅 튜브(430) 내로 상기 1차 모재(410)를 삽입시키는 과정이다. 이 때, 상기 1차 모재(410)는 더미 로드(420)에 연결되어 있으며, 상기 쟈켓팅 튜브(430)는 지지 튜브(440)와 더미 튜브(450)에 연결되어 있다. 또한, 상기 H2/O2 버너(350)는 상기 캐리지(340)에 탑재된 채로 상기 쟈켓팅 튜브(430)의 하부 둘레에 위치된다.The alignment process 610 is fixed to the primary chuck 410 consisting of a core (core) and cladding (cladding) vertically to the lower chuck 330, the jacket tube 430 vertically to the upper chuck It is fixed to 320, and the process of inserting the primary base material 410 into the jacketing tube 430 while injecting nitrogen gas into the jacketing tube 430. At this time, the primary base material 410 is connected to the dummy rod 420, the jacketing tube 430 is connected to the support tube 440 and the dummy tube 450. In addition, the H 2 / O 2 burner 350 is positioned around the bottom of the jacketing tube 430 while being mounted on the carriage 340.
상기 진공 형성 과정(620)은 상기 제1 밸브(370)는 닫혀 있고 상기 제2 밸브(380)는 열린 상태에서 상기 진공 펌프(400)를 작동시킴으로써, 상기 쟈켓팅 튜브(430) 내부를 진공 상태로 만드는 과정이다.The vacuum forming process 620 operates the vacuum pump 400 while the first valve 370 is closed and the second valve 380 is open, thereby vacuuming the inside of the jacketing tube 430. Making process.
상기 콜랩싱 과정(630)은 상기 쟈켓팅 튜브(430) 내부를 진공 상태로 유지한 채로 상기 H2/O2 버너(350)를 상향 이동시키면서 상기 쟈켓팅 튜브(430)의 외주면을 고온 가열하는 과정이다. 상기 H2/O2 버너(350)에서 나온 화염은 상기 쟈켓팅 튜브(430)의 외주면과 접촉하게 되고, 대류, 전도 및 복사에 의하여 상기 쟈켓팅 튜브(430)의 반경 방향, 길이 방향 등으로 열전도가 이루어진다. 전도된 열에 의하여 상기 쟈켓팅 튜브(430)의 점도가 낮아지면서, 상기 쟈켓팅 튜브(430)의 내부와 외부 간의 압력차에 의하여 상기 쟈켓팅 튜브(430)가 상기 1차 모재(410) 쪽으로 콜랩싱된다.The collapsing process 630 heats the outer circumferential surface of the jacketing tube 430 at a high temperature while moving the H 2 / O 2 burner 350 upward while maintaining the inside of the jacketing tube 430 in a vacuum state. It is a process. The flame from the H 2 / O 2 burner 350 is in contact with the outer circumferential surface of the jacketing tube 430, and in the radial direction, length direction, etc. of the jacketing tube 430 by convection, conduction, and radiation. Thermal conduction takes place. As the viscosity of the jacketing tube 430 is lowered by the conducted heat, the jacketing tube 430 is called toward the primary base material 410 due to the pressure difference between the inside and the outside of the jacketing tube 430. Lapping.
도 4a는 상기 H2/O2 버너(350)에서 분출되는 화염(510,520)을 나타내기 위한 부분 절개도이며, 도 4b는 상기 콜랩싱 과정(630)에서 상기 자켓팅 튜브(430) 표면의 온도 분포를 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이, 상기 H2/O2 버너(350)는 다수의 분출구(355)를 그 내주면 상에 구비하고 있으며, 상기 분출구(355)를 통해 분출되는 화염(510,520) 자체의 부력에 의해 상향으로 전파되는 화염(510)의 양이 하향으로 전파되는 화염(520)의 양보다 1.3∼2배 정도 많다. 따라서, 상기 H2/O2 버너(350)에 의해 형성되는 온도가 가장 높은 지점(B)은 상기 H2/O2 버너(350)의 중심축 위치(A)에 대하여 상향으로 이격되어 위치한다. 열은 대류, 전도 및 복사, 3가지 메카니즘들을 통해서 전달된다. 표면을 가열하는 방식의 공정에서는 다른 열전달 메카니즘보다 대류에 의한 열전달을 다른 메카니즘보다 개선하기 용이하다. 또한, 공정상 대류 열전달을 효율적으로 하기 위해서는 화염(510,520)의 전파 방향을 따라서 상기 H2/O2 버너(350)가 이동하게 만드는 것이 유리하다. 이는 화염(510,520)의 전파에 의해 미리 상기 H2/O2 버너(350)가 지나면서 콜랩싱될 부분이 예열되어, 상기 H2/O2 버너(350)에 의해 형성되는 온도가 가장 높은 지점(B)에서 콜랩싱을 유리하게 만드는 효과가 있기 때문이다. 즉, 상향 가열(down-top heating) 방식이 공정상 상대적으로 유리하며, 상기 1차 모재(410)의 신장(elongation) 현상이 적어지기 때문에 길이 방향으로 균일한 광특성을 나타낼 수 있다.4A is a partial cutaway view illustrating flames 510 and 520 ejected from the H 2 / O 2 burner 350, and FIG. 4B is a temperature of the surface of the jacketing tube 430 during the collapsing process 630. It is a figure which shows a distribution. As shown, the H 2 / O 2 burner 350 has a plurality of outlets 355 on the inner circumferential surface thereof, and is upward by the buoyancy of the flames 510 and 520 itself that are ejected through the outlets 355. The amount of flame 510 propagated to is 1.3 to 2 times more than the amount of flame 520 propagated downward. Thus, the H 2 / O 2 burner 350, point (B) with the highest temperature defined by the are spaced apart in upward position with respect to the center axis position (A) of the H 2 / O 2 burner 350 . Heat is transmitted through three mechanisms: convection, conduction and radiation. In the surface heating process, it is easier to improve heat transfer by convection than other heat transfer mechanisms. In addition, in order to efficiently conduct convective heat transfer, it is advantageous to make the H 2 / O 2 burner 350 move along the propagation direction of the flames 510 and 520. This preheats the portion to be collapsed as the H 2 / O 2 burner 350 passes by the propagation of the flames 510 and 520, so that the point formed by the H 2 / O 2 burner 350 has the highest temperature. This is because there is an effect of making the collapsing advantageous in (B). That is, the down-top heating method is relatively advantageous in the process, and since the elongation phenomenon of the primary base material 410 is reduced, the optical characteristic may be uniform in the longitudinal direction.
이에 비하여, 종래의 하향 가열(top-down heating) 방식은 상향으로 전파되는 화염의 양이 하향으로 전파되는 화염의 양보다 많으므로, 그만큼 원료 가스의 사용 효율이 낮다. 열전달 중 대류현상은 일정 열량을 가진 화염이 단위 시간당 단위 면적당 통과하는 양에 비례한다. 하향 가열 방식의 경우는 이미 버너가 통과하여 콜랩싱이 끝난 부분으로 전파되는 화염의 양이 많고 상대적으로 앞으로 콜랩싱이 진행되어야 할 부분으로 예열의 효과를 가지며 전파되어야 할 화염의 양은 적게 된다. 따라서 공정의 속도는 상대적으로 늦게 되어 생산성 감소 및 가스 사용량이 증가되고, 이미 콜랩싱이 되어버린 부분에 초과 열량이 공급되어 수산화기-손실 등의 변화를 야기시킨다. 또한, 하향 가열 방식은 1차 모재와 쟈켓팅 튜브의 상부에서부터 콜랩싱 공정을 시작하다보니 상부에서 연화(softening)된 1차 모재와 쟈켓팅 튜브의 신장 경향이 커서 최초 설계된 프로파일의 변화가 일어나게 됨에 따라서, 길이 방향의 균일성 및 광특성의 보정이 힘들어진다. In contrast, in the conventional top-down heating method, since the amount of flame propagating upward is greater than the amount of flame propagating downward, the use efficiency of source gas is low. Convective phenomena during heat transfer are proportional to the amount of flame that passes through a unit of heat per unit time. In the case of the downward heating method, the amount of flame that has already passed through the burner and propagates to the end of the collapsing is relatively high, and the amount of flame to be propagated and the amount of flame to be propagated is relatively low. Thus, the speed of the process is relatively slow, resulting in reduced productivity and increased gas consumption, and excess heat supplied to the already collapsed portion, causing changes in hydroxyl-loss. In addition, the downward heating method starts the collapsing process from the upper part of the primary base material and the jacketing tube, so that the tendency of the softening of the primary base material and the jacketing tube is softened at the top, resulting in the change of the originally designed profile. Therefore, the uniformity in the longitudinal direction and the correction of the optical characteristics become difficult.
상기 컷팅 과정(640)은 상기 콜랩싱 과정(630)이 끝난 2차 모재를 가열함으로써 더미 튜브(450)를 분리해내는 과정이다. 이 때, 주의해야 할 점은 상부 척(320) 부위에 가해지는 열량을 차단하는 것이다. 상기 지지 튜브(440)는 상기 상부 척(320)과 더미 튜브(450)에 가해지는 열량을 차단하는 기능을 수행한다. 선택적으로, 상기 상부 척(320)과 하부 척(330)을 열에 대해 보호하기 위해서 방열판을 설치할 수 있다. The cutting process 640 is a process of separating the dummy tube 450 by heating the secondary base material after the collapsing process 630 is completed. At this time, care should be taken to block the amount of heat applied to the upper chuck 320. The support tube 440 blocks the amount of heat applied to the upper chuck 320 and the dummy tube 450. Optionally, a heat sink may be installed to protect the upper chuck 320 and the lower chuck 330 against heat.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광섬유 모재의 오버 쟈켓팅 방법은 1차 모재가 삽입된 쟈켓팅 튜브를 세로로 정렬하고, 버너를 상향 이동시키면서 콜랩싱 과정을 수행함으로써, 공정 시간을 단축시키고, 생산성을 향상시키며, 기하 구조의 변화를 방지하고, 광특성의 변화를 방지시킬 수 있다는 이점이 있다. As described above, the overjacketing method of the optical fiber base material according to the present invention vertically aligns the jacketing tube in which the primary base material is inserted and performs a collapsing process while moving the burner upward, thereby shortening the process time, There is an advantage that it is possible to improve the productivity, to prevent changes in the geometry, and to prevent changes in the optical properties.
도 1은 종래에 따른 버너를 이용한 광섬유 모재의 오버 쟈켓팅 장치를 나타내는 측면도,1 is a side view showing an overjacketing apparatus for an optical fiber base material using a burner according to the related art;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 버너를 이용한 광섬유 모재의 오버 쟈켓팅 장치를 나타내는 측면도,Figure 2 is a side view showing an over jacketing device of the optical fiber base material using a burner according to a preferred embodiment of the present invention,
도 3은 본 발명에 따른 상향 가열 방식의 광섬유 모재의 오버 쟈켓팅 방법을 나타내는 흐름도,3 is a flowchart illustrating a method of overjacking an optical fiber base material of an upward heating method according to the present invention;
도 4a는 H2/O2 버너에서 분출되는 화염을 나타내기 위한 부분 절개도,Figure 4a is a partial cutaway view to show the flame ejected from the H 2 / O 2 burner,
도 4b는 콜랩싱 과정에서 자켓팅 튜브 표면의 온도 분포를 나타내는 도면.4B shows the temperature distribution of the jacketing tube surface during the collapsing process.
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