KR102612252B1 - A DEVICE CAPABLE OF CONTROLLING the protrusion IN SILICA SOOT USING A PRELIMINARY BURNER - Google Patents
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Abstract
본 발명은 OVD 공정을 이용해 실린더 형상을 갖는 합성 쿼츠를 제조할 때 예비 버너를 이용한 대구경 실리카 수트의 크랙을 제어할 수 있는 장치에 관한 것으로서, 막대 형상으로 구비되어 중심축을 기준으로 회전 운동을 수행하며 외주면에 증착면이 형성되는 맨드릴 및 상기 증착면에 실리카 수트를 증착시키는 적어도 하나 이상의 메인 버너를 포함하고, 상기 메인 버너의 개수와 대응되는 개수로 구비되는 예비 버너를 하나의 예비 버너 그룹으로 하고 상기 예비 버너 그룹이 복수로 구비되는 예비 버너를 이용한 대구경 실리카 수트의 크랙을 제어할 수 있는 장치를 제공한다. 본 발명에 따르면, 비교적 큰 크기의 합성 쿼츠는 버너를 비교적 오랜 시간동안 작동시켜야 하는데, 이로 인해 버너의 원료 배관에 겔 형태의 응집체가 형성되어 화염이 일그러지는 것을 예비 버너를 투입해 새로운 컨디션의 버너로 증착함으로써 화염이 일그러지거나 하는 문제를 해결할 수 있고, 특히, 버너가 복수개 구비되는 예비 버너를 그룹화 하여 새로운 컨디션의 버너 그룹을 투입할 수 있으며, 특히, 예비 버너 그룹을 복수개 구비하는 경우 비교적 큰 크기의 합성 쿼츠를 제조할 때에도 초기부터 완성 후기까지 컨디션이 높은 버너를 통해 증착하기 때문에 합성 쿼츠의 완성도가 뛰어나다.The present invention relates to a device that can control cracks in large-diameter silica soot using a preliminary burner when manufacturing synthetic quartz having a cylindrical shape using an OVD process. It is provided in the shape of a bar and performs rotational movement about a central axis. It includes a mandrel on which a deposition surface is formed on the outer peripheral surface and at least one main burner for depositing silica soot on the deposition surface, and the spare burners provided in a number corresponding to the number of the main burners are formed as one spare burner group. A device capable of controlling cracks in large-diameter silica soot using a spare burner having a plurality of spare burner groups is provided. According to the present invention, the relatively large size of synthetic quartz requires the burner to be operated for a relatively long time, which causes gel-like aggregates to form in the raw material pipe of the burner to prevent the flame from being distorted by inserting a spare burner to replace the burner with a new condition. By depositing it, the problem of flame distortion can be solved. In particular, by grouping spare burners with a plurality of burners, a burner group in a new condition can be introduced. In particular, when a plurality of spare burner groups are provided, the burner group can be relatively large. Even when manufacturing synthetic quartz, it is deposited through a burner with high conditions from the beginning to the end of completion, so the perfection of the synthetic quartz is excellent.
Description
본 발명은 대구경 실리카 수트의 크랙을 제어할 수 있는 장치에 관한 것이다. 보다 자세하게는 예비 버너를 이용한 대구경 실리카 수트의 크랙을 제어할 수 있는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device that can control cracks in large-diameter silica soot. More specifically, it relates to a device that can control cracks in large-diameter silica soot using a spare burner.
합성 쿼츠의 제조 기술을 통해 제조된 정형화된 벌크 형태의 대형 합성 쿼츠를 이용해 합성 쿼츠링과 같은 다른 제품을 만들기 위해서는 링(Ring)이나 실린더(Cylinder) 형태로 가공하게 되는데, 이때 가공하는 과정에서 중심을 드릴링하는 별도의 코어 드릴(Core Drill)작업을 거쳐야 하며, 작업 후 내부 자재는 폐기물로 처리되는 등 복잡한 가공공정이 필요하고, 소재의 손실이 매우 커서 생산 단가가 높다.In order to make other products such as synthetic quartz rings using standardized bulk large-sized synthetic quartz manufactured through synthetic quartz manufacturing technology, it is processed into a ring or cylinder shape. A separate core drilling operation must be performed to drill the core, and a complex processing process is required, with internal materials being disposed of as waste after the operation. The production cost is high because material loss is very large.
따라서, 실린더 형태로 제조하는 방법을 통해 코어링 등의 복잡한 과정을 생략하고 내부 자재가 낭비되는 것을 방지하여 생산성을 증대하고 비용을 절감하기 위해 OVD(Outside Vapor Deposition, 외부 증착) 공정을 통해 실린더 형상의 합성 쿼츠를 제조한다.Therefore, in order to increase productivity and reduce costs by omitting complex processes such as coring and preventing waste of internal materials through manufacturing in a cylindrical shape, the OVD (Outside Vapor Deposition) process is used to reduce costs. manufactures synthetic quartz.
OVD 공정은 막대 형상으로 구비되어 중심축을 기준으로 회전 운동을 수행하는 맨드릴 외주면의 증착면에 원료와 화염을 통해 실리카 수트를 증착시키는 버너를 통해 실린더 형상의 합성 쿼츠를 제조할 수 있다.The OVD process can produce cylinder-shaped synthetic quartz through a burner that deposits silica soot through raw materials and flame on the deposition surface of the outer peripheral surface of a mandrel that is provided in the shape of a bar and performs rotational movement about its central axis.
상기와 같이 실리카 수트를 증착시켜 합성 쿼츠를 제조할 때, 비교적 큰 크기의 합성 쿼츠를 제조할 때에는 버너를 비교적 오랜 시간동안 작동시켜야 한다. 이로 인해, 버너의 원료 배관에 겔 형태의 응집체가 형성되어 버너가 복수개 구비되는 경우 화염간의 간섭이 발생하거나, 미리 지정한 기준 열량에 미치지 못하거나, 실리카 수트가 균일한 밀도로 증착되지 못해 크랙이나 밀링 또는 기포 등이 발생하는 문제가 있다.When manufacturing synthetic quartz by depositing silica soot as described above, when manufacturing relatively large-sized synthetic quartz, the burner must be operated for a relatively long time. As a result, gel-like aggregates are formed in the raw material piping of the burner, which may cause interference between flames when multiple burners are installed, or the pre-designated standard heat amount may not be met, or the silica soot may not be deposited at a uniform density, resulting in cracks or milling. Alternatively, there may be a problem of bubbles occurring.
본 발명의 기술적 과제는 실리카 수트를 증착시켜 합성 쿼츠를 제조할 때, 비교적 큰 크기의 합성 쿼츠는 버너를 비교적 오랜 시간동안 작동시켜야 하는데, 이로 인해 버너의 원료 배관에 겔 형태의 응집체가 형성되어 화염이 일그러짐으로써 합성 쿼츠 증착이 매끄럽게 이루어지지 않는 문제를 해결하기 위한 것이다.The technical problem of the present invention is that when manufacturing synthetic quartz by depositing silica soot, the relatively large size of synthetic quartz requires the burner to be operated for a relatively long time, which causes gel-like aggregates to be formed in the raw material pipe of the burner, causing the flame to burn. This is to solve the problem that synthetic quartz deposition does not occur smoothly due to this distortion.
특히, 버너가 복수개 구비되는 경우 화염간의 간섭이 발생하거나, 미리 지정한 기준 열량에 미치지 못하거나, 실리카 수트가 균일한 밀도로 증착되지 못해 크랙이나 밀링 또는 기포 등이 발생하는 문제를 해결하기 위한 것이다.In particular, when multiple burners are provided, it is intended to solve problems in which interference between flames occurs, the pre-specified standard heat amount is not reached, or the silica soot is not deposited at a uniform density, resulting in cracks, milling, or bubbles.
본 발명의 일 양태에 따르면, OVD 공정을 이용해 실린더 형상을 갖는 합성 쿼츠 제조 장치에 관한 것으로서, 막대 형상으로 구비되어 중심축을 기준으로 회전 운동을 수행하며 외주면에 증착면이 형성되는 맨드릴 및 상기 증착면(101)에 실리카 수크(10)를 증착시키는 적어도 하나 이상의 메인 버너(200) 및 복수의 예비 버너를 포함할 수 있다.According to one aspect of the present invention, it relates to a synthetic quartz manufacturing device having a cylindrical shape using an OVD process, which includes a mandrel that is provided in a rod shape and performs a rotational movement about a central axis and has a deposition surface formed on the outer peripheral surface, and the deposition surface. It may include at least one main burner 200 and a plurality of preliminary burners for depositing the silica sink 10 (101).
또한, 상기 예비 버너(300)는 상기 메인 버너(200)와 대응되는 개수를 하나의 예비 버너 그룹(G1, G2, G3)으로 하고, 상기 예비 버너 그룹(G1, G2, G3)은 복수로 구비될 수 있다.In addition, the spare burner 300 has one spare burner group (G1, G2, G3) corresponding to the number of the main burner 200, and the spare burner group (G1, G2, G3) is provided in plural. It can be.
또한, 상기 예비 버너 그룹은 상기 메인 버너의 2 내지 4 배수의 그룹의 개수로 구비될 수 있다.Additionally, the number of spare burner groups may be 2 to 4 times that of the main burners.
또한, 상기 메인 버너 및 상기 예비 버너 그룹은 사용자가 미리 지정한 시간이 경과된 이후 순차적으로 교체될 수 있다.Additionally, the main burner and the spare burner group may be sequentially replaced after a time predetermined by the user has elapsed.
또한, 상기 메인 버너 및 상기 예비 버너는 상기 증착면에 전구체 원료를 공급하는 전구체 공급부를 각각 포함하고, 상기 전구체 원료는 폴리 실록산(polysiloxane)일 수 있다.In addition, the main burner and the preliminary burner each include a precursor supply part that supplies a precursor raw material to the deposition surface, and the precursor raw material may be polysiloxane.
또한, 상기 메인 버너 및 상기 예비 버너의 화염이 일그러지는 것을 감지하는 센서부가 더 구비되고, 상기 센서부가 화염이 일그러지는 것을 감지하는 경우 상기 메인 버너 또는 상기 예비 버너는 순차적으로 교체될 수 있다.In addition, a sensor unit that detects that the flame of the main burner and the spare burner is distorted is further provided, and when the sensor unit detects that the flame is distorted, the main burner or the spare burner can be sequentially replaced.
본 발명에 따르면 비교적 큰 크기의 합성 쿼츠는 버너를 비교적 오랜 시간동안 작동시켜야 하는데, 이로 인해 버너의 원료 배관에 겔 형태의 응집체가 형성되어 화염이 일그러지는 것을 예비 버너를 투입해 새로운 컨디션의 버너로 증착함으로써 화염이 일그러지거나 하는 문제를 해결할 수 있다.According to the present invention, the relatively large size of synthetic quartz requires the burner to be operated for a relatively long time, which causes gel-like aggregates to form in the raw material pipe of the burner and distort the flame by inserting a spare burner to replace the burner with a new condition. By vapor deposition, the problem of flame distortion can be solved.
특히, 버너가 복수개 구비되는 예비 버너를 그룹화 하여 새로운 컨디션의 버너 그룹을 투입할 수 있고, 특히, 예비 버너 그룹을 복수개 구비하는 경우 비교적 큰 크기의 합성 쿼츠를 제조할 때에도 초기부터 완성 후기까지 컨디션이 높은 버너를 통해 증착하기 때문에 합성 쿼츠의 완성도가 뛰어나다.In particular, by grouping spare burners with a plurality of burners, a burner group of a new condition can be introduced. In particular, when multiple spare burner groups are provided, even when manufacturing relatively large-sized synthetic quartz, the condition is maintained from the beginning to the end of completion. Because it is deposited through a high burner, the perfection of the synthetic quartz is excellent.
도 1은 본 발명의 각 실시예에 따른 대구경 실리카 수트의 크랙을 제어할 수 있는 장치를 나타낸 도면으로서, 도면 a는 사시도이고, b는 측면에서 바라본 단면도이다.
도 2는 본 발명의 각 실시예에 따른 대구경 실리카 수트의 크랙을 제어할 수 있는 장치를 나타낸 도면으로서, 실리카 수트가 증착되는 것을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 예비 버너를 이용한 대구경 실리카 수트의 크랙을 제어할 수 있는 장치를 나타낸 도면으로서, 메인 버너와 예비 버너 그룹이 서로 다른 열로 배열되어 서로 순차적으로 교체되는 것을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 예비 버너를 이용한 대구경 실리카 수트의 크랙을 제어할 수 있는 장치를 나타낸 도면으로서, 메인 버너와 예비 버너 그룹이 서로 나란히 배열되어 배열된 길이 방향으로 이동되며 교체되는 것을 일례로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 버너와 맨드릴 표면 간의 거리 제어를 통한 대구경 실리카 수트의 돌기를 제어할 수 있는 장치 를 나타낸 도면으로서, 복수의 메인 버너간의 거리와 맨드릴 표면로부터 메인 버너간의 거리가 반 비례 되도록 이동되는 것을 나타낸 도면이다.Figure 1 is a diagram showing a device capable of controlling cracks in large-diameter silica soot according to each embodiment of the present invention, where a is a perspective view and b is a cross-sectional view viewed from the side.
Figure 2 is a diagram showing a device capable of controlling cracks in large-diameter silica soot according to each embodiment of the present invention, and is a diagram showing silica soot being deposited.
Figure 3 is a diagram showing a device capable of controlling cracks in large-diameter silica soot using a spare burner according to the first embodiment of the present invention, in which the main burner and the spare burner group are arranged in different rows and sequentially replaced with each other. This is the drawing shown.
Figure 4 is a diagram showing a device capable of controlling cracks in large-diameter silica soot using a preliminary burner according to the first embodiment of the present invention, in which the main burner and the preliminary burner group are arranged side by side and moved in the arranged longitudinal direction; This diagram shows an example of replacement.
Figure 5 is a diagram showing a device capable of controlling the protrusion of a large-diameter silica suit by controlling the distance between the burner and the mandrel surface according to the second embodiment of the present invention. Figure 5 is a diagram showing the distance between the plurality of main burners and the distance between the main burners from the mandrel surface. This diagram shows that the distance is moved in inverse proportion.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 본 발명을 명확하게 개시하기 위해서 본 발명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에서 동일하거나 유사한 부호들은 동일하거나 유사한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments disclosed below. In addition, in order to clearly disclose the present invention in the drawings, parts not related to the present invention are omitted, and identical or similar symbols in the drawings indicate identical or similar components.
본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다.The purpose and effect of the present invention can be naturally understood or become clearer through the following description, and the purpose and effect of the present invention are not limited to the following description.
본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다.The purpose, features and advantages of the present invention will become clearer through the following detailed description. Additionally, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of known techniques related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1을 참고하면, 합성 쿼츠(10)의 제조 기술을 통해 제조된 정형화된 벌크 형태의 대형 합성 쿼츠(10)를 이용해 합성 쿼츠(10)링과 같은 다른 제품을 만들기 위해서는 링(Ring)이나 실린더(Cylinder) 형태로 가공하게 되는데, 이때 가공하는 과정에서 중심을 드릴링하는 별도의 코어 드릴(Core Drill)작업을 거쳐야 하며, 작업 후 내부 자재는 폐기물로 처리되는 등 복잡한 가공공정이 필요하고, 소재의 손실이 매우 커서 생산 단가가 높다. 따라서, 실린더 형태로 제조하는 방법을 통해 코어링 등의 복잡한 과정을 생략하고 내부 자재가 낭비되는 것을 방지하여 생산성을 증대하고 비용을 절감하기 위해 OVD(Outside Vapor Deposition, 외부 증착) 공정을 통해 실린더 형상의 합성 쿼츠(10)를 제조한다.Referring to Figure 1, in order to make other products such as a synthetic quartz (10) ring using large synthetic quartz (10) in a standardized bulk form manufactured through the manufacturing technology of synthetic quartz (10), a ring or cylinder is required. It is processed into a (cylinder) form, and in this case, a separate core drilling operation that drills the center must be performed during the processing process. After the operation, a complex processing process is required, such as the internal material being disposed of as waste, and the material's The loss is very large, so the production cost is high. Therefore, in order to increase productivity and reduce costs by omitting complex processes such as coring and preventing waste of internal materials through manufacturing in a cylindrical shape, the OVD (Outside Vapor Deposition) process is used to reduce costs. To produce synthetic quartz (10).
OVD 공정은 막대 형상으로 구비되어 중심축을 기준으로 회전 운동(M1)을 수행하는 맨드릴(100) 외주면의 증착면(101)에 원료와 화염을 통해 실리카 수크(10)를 증착시키는 버너를 통해 실린더 형상의 합성 쿼츠(10)를 제조할 수 있다. 다만, 비교적 크기가 큰 실린더 형상의 합성 쿼츠(10)를 제조할 때에는 구간마다의 열량 차이, 크기에 따른 열 전도도 차이나, 버너에서 발생되는 열량이나 원료 량 등의 미세한 차이로 인해 크랙이나 필링이 발생하거나, 돌기 등의 불량이 발생한다.The OVD process uses a burner to deposit silica suction (10) through raw materials and flame on the deposition surface (101) of the outer peripheral surface of the mandrel (100), which is provided in the shape of a bar and performs a rotational movement (M1) about the central axis, forming a cylindrical shape. of synthetic quartz (10) can be manufactured. However, when manufacturing relatively large cylindrical synthetic quartz (10), cracks or peeling may occur due to differences in the amount of heat for each section, differences in thermal conductivity depending on the size, or subtle differences in the amount of heat or raw material generated from the burner. Otherwise, defects such as protrusions may occur.
도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 대구경 실리카 수크의 크랙을 제어할 수 있는 장치는 증착 레이어 제어를 통한 대구경 실리카 수크의 크랙을 제어할 수 있는 장치에 관한 것으로서, 상세하게, 외직경(OD)이 300mm 이상을 갖는 실린더 형상의 합성 쿼츠(10)를 증착 시 실리카 수크(10)의 크랙 또는 필링을 제어하는 장치에 관한 것이다. 본 발명은 막대 형상으로 구비되어 중심축을 기준으로 회전 운동(M1)을 수행하는 맨드릴(100) 외주면의 증착면(101)에 원료와 화염을 통해 실리카 수크(10)를 증착시키는 메인 버너(200), 증착면(101)의 단부에 실리카 수크(10)를 증착시키는 사이드 버너를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 2 and 3, the device capable of controlling cracks in large-diameter silica succulents according to the first embodiment of the present invention relates to a device capable of controlling cracks in large-diameter silica succulents through deposition layer control, In detail, it relates to a device for controlling cracking or peeling of the silica quartz (10) when depositing cylindrical synthetic quartz (10) having an outer diameter (OD) of 300 mm or more. The present invention is a main burner (200) that deposits silica suction (10) through raw materials and flame on the deposition surface (101) of the outer peripheral surface of the mandrel (100), which is provided in the shape of a bar and performs a rotational movement (M1) about the central axis. , It may include a side burner for depositing the silica suction 10 on the end of the deposition surface 101.
맨드릴(100)은 막대 형상으로 구비되어 회전 운동(M1)을 수행하며, 맨드릴(100)의 외주면에 증착물이 증착되는 구성이다. 상세하게, 맨드릴(100)은 외부 동력원과 연결됨으로써 중심축을 기준으로 회전 운동(M1)되도록 구비된다. 맨드릴(100)은 다각 기둥 또는 원 기둥 등 다양한 형상으로 구비될 수 있으나, 실린더 형상의 합성 쿼츠(10)를 제조하기 위해 원 기둥 형상으로 구비하는 것이 바람직하다. 맨드릴(100)은 외주면에 위치된 증착면(101)에 메인 버너(200)와 사이드 버너 등에 의해 증착물이 증착된다. 여기서 증착물은 합성 쿼츠(10)를 정착시켜 맨드릴(100)의 증착면(101)을 따라 증착된 수트체를 의미한다. 맨드릴(100)의 증착면(101)에 실리카 수크(10)를 증착 시, 메인 버너(200) 또는 사이드 버너가 고정된 상태에서 맨드릴(100)이 회전 운동(M1)되는 것을 기준으로 설명하였으나, 맨드릴(100)이 고정되고 버너가 맨드릴(100)의 증착면(101)을 향하도록 이동되어 실리카 수크(10)를 증착시키도록 구현할 수도 있다. 본 발명에서는 맨드릴(100)은 중심축을 기준으로 회전 운동(M1)을 수행하고, 메인 버너(200)는 맨드릴(100)의 길이 방향을 따라 직선 왕복 운동(M2)을 수행하는 것을 기준으로 설명한다. 상기와 같은 맨드릴(100)은 일체형으로 형성될 수 있으나, 관 형상으로 구비되어 외주면에 증착면(101)이 형성되는 증착부(110)와 증착부(110)에 결합되어 회전 운동(M1)을 수행하는 회전부(120)를 포함할 수 있다. 맨드릴(100)이 일체로 구비되는 경우 지속/반복적인 사용을 위해 금속 재질로 구비될 수 있다. 또한, 맨드릴(100)이 증착부(110)와 회전부(120)로 구분되어 구비되는 경우 서로 다른 재질로 구비되거나, 동일한 재질로 구비될 수 있으며, 서로 다른 재질로 구비되는 경우 증착부(110)는 고정 후반에 증착물의 분리를 원할하게 도모하기 위해 열 팽창계수가 크고 고온에서 사용하기 용이한 고온 저항성이 있는 금속 소재로 구비될 수 있다. 상세하게, 증착부(110)는 스테인레스 스틸(SUS), 티타늄, 텅스텐, 티켈, 인코넬 또는 하스텔로이 등의 재질 중 어느 하나로 구비될 수 있다. 회전부(120)의 경우 금속 또는 SiC, Al203, Si3N4, Zr02 중 어느 하나의 조합을 가지는 세라믹 재질로 구비될 수 있다.The mandrel 100 is provided in a rod shape and performs a rotational movement (M1), and a deposit is deposited on the outer peripheral surface of the mandrel 100. In detail, the mandrel 100 is connected to an external power source and is provided to rotate (M1) about the central axis. The mandrel 100 may be provided in various shapes such as a polygonal pillar or a circular pillar, but it is preferably provided in a circular pillar shape in order to manufacture the cylindrical synthetic quartz 10. The mandrel 100 has a deposit deposited on the deposition surface 101 located on the outer peripheral surface by the main burner 200 and the side burner. Here, the deposit refers to a soot body deposited along the deposition surface 101 of the mandrel 100 by fixing the synthetic quartz 10. When depositing the silica sink 10 on the deposition surface 101 of the mandrel 100, the explanation was based on the rotational movement (M1) of the mandrel 100 while the main burner 200 or the side burner is fixed. The mandrel 100 may be fixed and the burner may be moved toward the deposition surface 101 of the mandrel 100 to deposit the silica sink 10. In the present invention, the mandrel 100 performs a rotational movement (M1) about the central axis, and the main burner 200 performs a linear reciprocating movement (M2) along the longitudinal direction of the mandrel 100. . The mandrel 100 as described above may be formed as an integral piece, but is provided in a tubular shape and is coupled to the deposition portion 110 on which the deposition surface 101 is formed on the outer circumferential surface to perform rotational movement (M1). It may include a rotating unit 120 that operates. When the mandrel 100 is provided as one piece, it may be made of a metal material for continuous/repeated use. In addition, when the mandrel 100 is provided separately into the deposition part 110 and the rotation part 120, they may be made of different materials or may be made of the same material, and if they are made of different materials, the deposition part 110 It can be made of a metal material with a high thermal expansion coefficient and high temperature resistance that is easy to use at high temperatures in order to facilitate the separation of the deposited material at the end of fixation. In detail, the deposition portion 110 may be made of any one of materials such as stainless steel (SUS), titanium, tungsten, Tikel, Inconel, or Hastelloy. The rotating part 120 may be made of metal or ceramic material having a combination of any one of SiC, Al2O3, Si3N4, and ZrO2.
메인 버너(200)는 맨드릴(100)의 증착면(101)에 실리카 수크(10)를 증착시키는 구성으로서, 전구체 공급부(250)로부터 공급된 원료가 증착되도록 화염을 제공하는 구성이다. 본 발명에서는 메인 버너(200)와 전구체 공급부(250)가 일체로 형성되는 것을 기준으로 설명한다. 메인 버너(200)는 증착면(101)을 바라보는 방향으로서 증착면(101)과 수직하는 방향으로 형성될 수 있으며, 메인 버너(200)는 회전 운동(M1)하는 맨드릴(100)의 길이 방향을 따라 직선 왕복 운동(M2)을 수행함으로써 맨드릴(100)의 증착면(101)에 실리카 수크(10)를 증착시키도록 구현될 수 있다. 또는, 메인 버너(200)는 맨드릴(100)의 길이 방향을 따라 적어도 하나 이상 또는 복수개 배열되도록 구비됨으로써 증착면(101)에 실리카 수크(10)를 증착시키도록 구현될 수 있다. 메인 버너(200)는 소정의 연료량을 지속적으로 투입 받아 이를 연소시키도록 구비될 수 있다, 구체적으로, 메인 버너(200)는 메인 버너(200)의 원료 노즐에서 공급되는 가연성 가스를 발화시킴으로써 화염을 형성한다. 또한, 메인 버너(200)는 화염과 함께 증착에 도움될 수 있는 비활성기체 등의 가스가 함께 배출되도록 할 수 있다. 이러한 메인 버너(200)에서 발생하는 화염은 밀도차 및 분사 방향을 고려하여 화염이 상측을 향한다. 따라서, 이를 용이하게 제어하기 위해 메인 버너(200)는 지면 방향인 하측 방향에서 지상 방향인 상측 방향으로 수직한 방향을 향하도록 할 수 있다. 이때, 맨드릴(100)의 중심축을 수평 방향으로서 지면과 평행되도록 구비하는 것은 당연하다.The main burner 200 is a component that deposits the silica suction 10 on the deposition surface 101 of the mandrel 100 and provides a flame so that the raw material supplied from the precursor supply unit 250 is deposited. The present invention will be described based on the fact that the main burner 200 and the precursor supply unit 250 are formed integrally. The main burner 200 may be formed in a direction perpendicular to the deposition surface 101 in a direction facing the deposition surface 101, and the main burner 200 may be formed in the longitudinal direction of the mandrel 100 that rotates (M1). It can be implemented to deposit the silica suction 10 on the deposition surface 101 of the mandrel 100 by performing a linear reciprocating motion (M2) along . Alternatively, the main burner 200 may be implemented to deposit the silica suction 10 on the deposition surface 101 by being arranged in at least one or a plurality of units along the longitudinal direction of the mandrel 100. The main burner 200 may be equipped to continuously receive a predetermined amount of fuel and combust it. Specifically, the main burner 200 ignites the combustible gas supplied from the raw material nozzle of the main burner 200 to create a flame. form Additionally, the main burner 200 may discharge gases such as inert gases that may be helpful for deposition along with the flame. The flame generated from the main burner 200 is directed upward in consideration of the density difference and injection direction. Therefore, in order to easily control this, the main burner 200 can be oriented vertically from the lower direction, which is the ground direction, to the upper direction, which is the ground direction. At this time, it is natural to have the central axis of the mandrel 100 parallel to the ground in a horizontal direction.
한편, 전구체 공급부(250)는 맨드릴(100)의 증착면(101)에 전구체인 원료를 공급하는 구성이다. 전구체 공급부(250)는 고체 또는 액상으로 구비된 전구체가 공급되며, 이를 기화시킬 수 있는 구조를 더 포함하도록 구비하거나, 기화된 전구체를 저장했다 공급하는 방식 등으로 구현될 수 있다. 전구체를 기체 또는 에어로졸 형태로 기화시키기 위해 초음파 진동 또는 히터 등이 더 구비될 수도 있다.Meanwhile, the precursor supply unit 250 supplies a raw material, which is a precursor, to the deposition surface 101 of the mandrel 100. The precursor supply unit 250 supplies a solid or liquid precursor, and may further include a structure capable of vaporizing the precursor, or may be implemented by storing and supplying the vaporized precursor. Ultrasonic vibration or a heater may be further provided to vaporize the precursor into a gas or aerosol form.
한편, 도 3을 참고하면, 크기가 큰 대구경의 실린더 형상의 합성 쿼츠(10)를 제조할 때, 비교적 오랜 시간 메인 버너(200)를 사용해야 한다. 오랜 시간 메인 버너(200)를 통해 실리카 수크(10)를 증착하는 경우, 전구체 공급부(250)의 배관에 겔 형태의 응집체가 형성되는 문제가 발생한다. 겔 형태의 응집체가 배관에 겔 형태로 응집되는 경우, 화염에 간섭이 발생하거나, 의도치 않는 방향이나 열량으로 실리카 수크(10)를 증착하게 되고, 화염의 일그러짐 또는 미반응물이 생성되는 등 다양한 문제가 발생하며, 이로 인해 밀도가 균일하지 못한 상태로 증착되어 크랙이나 밀링 또는 기포 등의 문제가 발생할 수 있다. 특히, 전구체 원료로서 폴리 실록산(polysiloxane)을 사용한 경우 상기와 같은 문제가 발생할 수 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 메인 버너(200)를 대체하기 위해 메인 버너(200)의 갯수와 대응되는 개수를 갖는 예비 버너(300)가 더 구비될 수 있다. 예비 버너(300)는 메인 버너(200)가 복수개로 구비되는 경우 메인 버너(200)와 대응되는 개수로 구비될 수 있다. 또한, 예비 버너(300)는 메인 버너(200) 대비 2 내지 4배의 배수로 구비될 수 있으며, 증착 시간에 따라 순차적으로 사용될 수 있다. 상세하게, 예비 버너(300)는 메인 버너(200)와 대응되는 개수의 예비 버너 그룹(G1,G2,G3)을 이루고, 예비 버너 그룹(G1,G2,G3)은 복수개의 그룹으로 구비될 수 있다. 예를 들어, 제 1 내지 제 4 예비 버너 그룹(G1,G2,G3)이 구비되는 경우 메인 버너(200), 제 1 예비 버너 그룹(G1), 제 2 예비 버너 그룹(G2), 제 3 예비 버너 그룹(G3) 및 제 4 예비 버너 그룹 순으로 순차적으로 사용될 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 3, when manufacturing large-diameter, cylindrical-shaped synthetic quartz 10, the main burner 200 must be used for a relatively long time. When depositing the silica suction 10 through the main burner 200 for a long time, a problem occurs in which gel-like aggregates are formed in the pipe of the precursor supply unit 250. When gel-type aggregates aggregate in a pipe, interference with the flame occurs, silica suction 10 is deposited in an unintended direction or amount of heat, and various problems such as distortion of the flame or generation of unreacted substances occur. occurs, and as a result, it is deposited in a state of uneven density, which may cause problems such as cracks, milling, or bubbles. In particular, the above problems may occur when polysiloxane is used as a precursor raw material. To solve this problem, spare burners 300 having a number corresponding to the number of main burners 200 may be further provided to replace the main burner 200. When a plurality of main burners 200 are provided, the spare burners 300 may be provided in numbers corresponding to the main burners 200. Additionally, the spare burner 300 may be provided in multiples of 2 to 4 times that of the main burner 200, and may be used sequentially depending on the deposition time. In detail, the spare burner 300 forms a number of spare burner groups (G1, G2, G3) corresponding to the main burner 200, and the spare burner groups (G1, G2, G3) may be provided in a plurality of groups. there is. For example, when the first to fourth preliminary burner groups (G1, G2, G3) are provided, the main burner 200, the first preliminary burner group (G1), the second preliminary burner group (G2), and the third preliminary burner group The burner group G3 and the fourth preliminary burner group may be used sequentially.
도 3을 참고하면, 메인 버너(200)와 예비 버너 그룹(G1,G2,G3)은 서로 다른 열로 배열되도록 구현될 수 있으며, 도 4와 같이 메인 버너(200)와 예비 버너 그룹(G1,G2,G3)이 서로 나란히 배열되도록 할 수 있다. 도 3과 같이 서로 다른 열로 배열되는 경우에는 순차적으로 교체되며 예비 버너 그룹(G1,G2,G3)이 순차 교체될 수 있으며, 도 4와 같이 서로 나란히 배열되는 경우 메인 버너(200)와 예비 버너 그룹(G1,G2,G3)이 배열된 방향으로 소정 거리 이동되며 증착의 정 위치되도록 할 수 있다.Referring to FIG. 3, the main burner 200 and the spare burner groups (G1, G2, G3) may be implemented to be arranged in different rows, and as shown in FIG. 4, the main burner 200 and the spare burner groups (G1, G2) ,G3) can be arranged side by side. When arranged in different rows as shown in FIG. 3, they are replaced sequentially and the spare burner groups (G1, G2, G3) can be replaced sequentially, and when arranged side by side as shown in FIG. 4, the main burner 200 and the spare burner group (G1, G2, G3) can be moved a certain distance in the direction in which they are arranged to ensure that the deposition is in the correct position.
이러한 메인 버너(200)에서 화염 이상이 발생하거나 미리 지정한 시간 동안 사용 된 후 예비 버너(300)로 교체되도록 할 수 있다. 즉, 제조하려는 합성 쿼츠(10)의 크기 나 제조 시간에 따라, 사용자가 미리 지정한 시간에 예비 버너(300)로 교체되거나, 화염에 간섭이 발생해 일그러짐이 발생하거나 열량이 변화되는 것을 감지할 수 있는 센서부가 더 구비되고, 센서부가 화염이나 열량 이상을 감지한 경우 예비 버너(300)로 교체되도록 할 수 있다.The main burner 200 may be replaced with a spare burner 300 after a flame abnormality occurs or the main burner 200 is used for a predetermined period of time. In other words, depending on the size or manufacturing time of the synthetic quartz 10 to be manufactured, it can be replaced with the spare burner 300 at a time predetermined by the user, or interference with the flame can cause distortion or detect a change in the amount of heat. A sensor unit is further provided, and when the sensor unit detects an abnormal flame or heat amount, it can be replaced with the spare burner 300.
도 5를 추가로 참고하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 대구경 실리카 수트(10)의 크랙을 제어할 수있는 증착 레이어 제어를 통한 대구경 실리카 수트(10)의 돌기를 제어할 수 있는 장치에 관한 것으로서, 상세하게, 외직경(OD)이 300mm 이상을 갖는 실린더 형상의 합성 쿼츠(10)를 증착 시 실리카 수트(10)의 크랙 또는 필링을 제어할 수 있는 장치에 관한 것이다. 본 발명은 막대 형상으로 구비되어 중심축을 기준으로 회전 운동(M1)을 수행하는 맨드릴(100) 외주면의 증착면(101)에 원료와 화염을 통해 실리카 수트(10)를 증착시키는 메인 버너(200), 증착면(101)의 단부에 실리카 수트(10)를 증착시키는 사이드 버너를 포함할 수 있다.With further reference to FIG. 5, a device capable of controlling the protrusions of the large-diameter silica suit 10 through deposition layer control capable of controlling cracks of the large-diameter silica suit 10 according to the second embodiment of the present invention. As related, in detail, it relates to a device that can control cracking or peeling of the silica soot 10 when depositing cylindrical synthetic quartz 10 having an outer diameter (OD) of 300 mm or more. The present invention is a main burner (200) that deposits silica soot (10) through raw materials and flame on the deposition surface (101) of the outer peripheral surface of the mandrel (100), which is provided in the shape of a bar and performs a rotational movement (M1) about the central axis. , It may include a side burner for depositing the silica soot 10 on the end of the deposition surface 101.
맨드릴(100)은 막대 형상으로 구비되어 회전 운동(M1)을 수행하며, 맨드릴(100)의 외주면에 증착물이 증착되는 구성이다. 상세하게, 맨드릴(100)은 외부 동력원과 연결됨으로써 중심축을 기준으로 회전 운동(M1)되도록 구비된다. 맨드릴(100)은 다각 기둥 또는 원 기둥 등 다양한 형상으로 구비될 수 있으나, 실린더 형상의 합성 쿼츠(10)를 제조하기 위해 원 기둥 형상으로 구비하는 것이 바람직하다. 맨드릴(100)은 외주면에 위치된 증착면(101)에 메인 버너(200)와 사이드 버너 등에 의해 증착물이 증착된다. 여기서 증착물은 합성 쿼츠(10)를 정착시켜 맨드릴(100)의 증착면(101)을 따라 증착된 수트체를 의미한다. 맨드릴(100)의 증착면(101)에 실리카 수트(10)를 증착 시, 메인 버너(200) 또는 사이드 버너가 고정된 상태에서 맨드릴(100)이 회전 운동(M1)되는 것을 기준으로 설명하였으나, 맨드릴(100)이 고정되고 버너가 맨드릴(100)의 증착면(101)을 향하도록 이동되어 실리카 수트(10)를 증착시키도록 구현할 수도 있다. 본 발명에서는 맨드릴(100)은 중심축을 기준으로 회전 운동(M1)을 수행하고, 메인 버너(200)는 맨드릴(100)의 길이 방향을 따라 직선 왕복 운동(M2)을 수행하는 것을 기준으로 설명한다. 상기와 같은 맨드릴(100)은 일체형으로 형성될 수 있으나, 관 형상으로 구비되어 외주면에 증착면(101)이 형성되는 증착부(110)와 증착부(110)에 결합되어 회전 운동(M1)을 수행하는 회전부(120)를 포함할 수 있다. 맨드릴(100)이 일체로 구비되는 경우 지속/반복적인 사용을 위해 금속 재질로 구비될 수 있다. 또한, 맨드릴(100)이 증착부(110)와 회전부(120)로 구분되어 구비되는 경우 서로 다른 재질로 구비되거나, 동일한 재질로 구비될 수 있으며, 서로 다른 재질로 구비되는 경우 증착부(110)는 고정 후반에 증착물의 분리를 원할하게 도모하기 위해 열 팽창계수가 크고 고온에서 사용하기 용이한 고온 저항성이 있는 금속 소재로 구비될 수 있다. 상세하게, 증착부(110)는 스테인레스 스틸(SUS), 티타늄, 텅스텐, 티켈, 인코넬 또는 하스텔로이 등의 재질 중 어느 하나로 구비될 수 있다. 회전부(120)의 경우 금속 또는 SiC, Al203, Si3N4, Zr02 중 어느 하나의 조합을 가지는 세라믹 재질로 구비될 수 있다.The mandrel 100 is provided in a rod shape and performs a rotational movement (M1), and a deposit is deposited on the outer peripheral surface of the mandrel 100. In detail, the mandrel 100 is connected to an external power source and is provided to rotate (M1) about the central axis. The mandrel 100 may be provided in various shapes such as a polygonal pillar or a circular pillar, but it is preferably provided in a circular pillar shape in order to manufacture the cylindrical synthetic quartz 10. The mandrel 100 has a deposit deposited on the deposition surface 101 located on the outer peripheral surface by the main burner 200 and the side burner. Here, the deposit refers to a soot body deposited along the deposition surface 101 of the mandrel 100 by fixing the synthetic quartz 10. When depositing the silica soot 10 on the deposition surface 101 of the mandrel 100, the explanation was based on the rotational movement (M1) of the mandrel 100 while the main burner 200 or the side burner is fixed. The mandrel 100 may be fixed and the burner may be moved toward the deposition surface 101 of the mandrel 100 to deposit the silica soot 10. In the present invention, the mandrel 100 performs a rotational movement (M1) about the central axis, and the main burner 200 performs a linear reciprocating movement (M2) along the longitudinal direction of the mandrel 100. . The mandrel 100 as described above may be formed as an integral piece, but is provided in a tubular shape and is coupled to the deposition portion 110 on which the deposition surface 101 is formed on the outer circumferential surface to perform rotational movement (M1). It may include a rotating unit 120 that operates. When the mandrel 100 is provided as one piece, it may be made of a metal material for continuous/repeated use. In addition, when the mandrel 100 is provided separately into the deposition part 110 and the rotation part 120, they may be made of different materials or may be made of the same material, and if they are made of different materials, the deposition part 110 It can be made of a metal material with a high thermal expansion coefficient and high temperature resistance that is easy to use at high temperatures in order to facilitate the separation of the deposited material at the end of fixation. In detail, the deposition portion 110 may be made of any one of materials such as stainless steel (SUS), titanium, tungsten, Tikel, Inconel, or Hastelloy. The rotating part 120 may be made of metal or ceramic material having a combination of any one of SiC, Al2O3, Si3N4, and ZrO2.
메인 버너(200)는 맨드릴(100)의 증착면(101)에 실리카 수트(10)를 증착시키는 구성으로서, 전구체 공급부(250)로부터 공급된 원료가 증착되도록 화염을 제공하는 구성이다. 본 발명에서는 메인 버너(200)와 전구체 공급부(250)가 일체로 형성되는 것을 기준으로 설명한다. 메인 버너(200)는 증착면(101)을 바라보는 방향으로서 증착면(101)과 수직하는 방향으로 형성될 수 있으며, 메인 버너(200)는 회전 운동(M1)하는 맨드릴(100)의 길이 방향을 따라 직선 왕복 운동(M2)을 수행함으로써 맨드릴(100)의 증착면(101)에 실리카 수트(10)를 증착시키도록 구현될 수 있다. 또는, 메인 버너(200)는 맨드릴(100)의 길이 방향을 따라 복수개 배열되도록 구비됨으로써 증착면(101)에 실리카 수트(10)를 증착시키도록 구현될 수 있다. 메인 버너(200)는 소정의 연료량을 지속적으로 투입 받아 이를 연소시키도록 구비될 수 있다, 구체적으로, 메인 버너(200)는 메인 버너(200)의 원료 노즐에서 공급되는 가연성 가스를 발화시킴으로써 화염을 형성한다. 또한, 메인 버너(200)는 화염과 함께 증착에 도움될 수 있는 비활성기체 등의 가스가 함께 배출되도록 할 수 있다. 이러한 메인 버너(200)에서 발생하는 화염은 밀도차 및 분사 방향을 고려하여 화염이 상측을 향한다. 따라서, 이를 용이하게 제어하기 위해 메인 버너(200)는 지면 방향인 하측 방향에서 지상 방향인 상측 방향으로 수직한 방향을 향하도록 할 수 있다. 이때, 맨드릴(100)의 중심축을 수평 방향으로서 지면과 평행되도록 구비하는 것은 당연하다.The main burner 200 is a component that deposits the silica soot 10 on the deposition surface 101 of the mandrel 100 and provides a flame so that the raw material supplied from the precursor supply unit 250 is deposited. The present invention will be described based on the fact that the main burner 200 and the precursor supply unit 250 are formed integrally. The main burner 200 may be formed in a direction perpendicular to the deposition surface 101 in a direction facing the deposition surface 101, and the main burner 200 may be formed in the longitudinal direction of the mandrel 100 that rotates (M1). It can be implemented to deposit the silica soot 10 on the deposition surface 101 of the mandrel 100 by performing a linear reciprocating motion (M2) along . Alternatively, the main burner 200 may be implemented to deposit the silica soot 10 on the deposition surface 101 by being provided in a plurality of arrays along the longitudinal direction of the mandrel 100. The main burner 200 may be equipped to continuously receive a predetermined amount of fuel and combust it. Specifically, the main burner 200 ignites the combustible gas supplied from the raw material nozzle of the main burner 200 to create a flame. form Additionally, the main burner 200 may discharge gases such as inert gases that may be helpful for deposition along with the flame. The flame generated from the main burner 200 is directed upward in consideration of the density difference and injection direction. Therefore, in order to easily control this, the main burner 200 can be oriented vertically from the lower direction, which is the ground direction, to the upper direction, which is the ground direction. At this time, it is natural to have the central axis of the mandrel 100 parallel to the ground in a horizontal direction.
다만, 메인 버너(200)가 복수개 구비되는 경우 메인 버너(200) 각각에서 발생하는 화염간에 간섭으로 인해 와류가 발생하는 등의 문제가 일어나고, 이로 인해 실리카 수트(10)가 고루 증착되지 못해 기포나 돌기가 발생할 수 있다.However, when a plurality of main burners 200 are provided, problems such as eddy currents occur due to interference between flames generated from each of the main burners 200, and as a result, the silica suit 10 is not evenly deposited, resulting in bubbles or bubbles. Bumps may occur.
이를 해결하기 위해 메인 버너(200)가 복수개 구비되는 경우 이웃한 메인 버너(200)간의 거리(A)와 맨드릴(100) 표면에서부터 메인 버너(200)간의 거리(B)를 기준으로 이를 제어함으로써 복수의 메인 버너(200)에서 발생하는 각각의 화염 간에 발생할 수 있는 간섭을 최소화할 수 있다. 상세하게, 이웃한 메인 버너(200)간의 거리(A)와 맨드릴(100)표면에서 부터 메인 버너(200)간의 거리(B)는 서로 반비례되도록 할 수 있다. 보다 상세하게, 메인 버너(200)는 이웃하는 메인 버너(200) 간의 거리(A) 근접할수록 메인 버너(200)에서 맨드릴(100)표면 간의 거리(B)가 이격되고, 이웃하는 메인 버너(200)간의 거리(A)가 이격될수록 메인 버너(200)에서 맨드릴(100) 표면 간의 거리(B)가 근접되도록 할 수 있다. 보다 더 상세하게, 이웃한 메인 버너(200)간의 거리(A)를 A로 정의하고, 맨드릴(100) 표면에서부터 메인 버너(200)간의 거리(B)를 B로 정의하는 경우 수식 1을 기준으로 메인 버너(200)간의 거리(A) 또는 맨드릴(100) 표면에서부터 메인 버너(200)간의 거리(B)를 제어할 수 있다.To solve this problem, when a plurality of main burners 200 are provided, multiple Interference that may occur between each flame generated in the main burner 200 can be minimized. In detail, the distance (A) between neighboring main burners 200 and the distance (B) between the main burners 200 from the surface of the mandrel 100 may be inversely proportional to each other. In more detail, as the main burner 200 approaches the distance (A) between neighboring main burners 200, the distance (B) between the surfaces of the mandrel 100 in the main burner 200 becomes more spaced apart, and the distance (B) between the surfaces of the mandrel 100 in the main burner 200 increases. ), the closer the distance (A) between them is, the closer the distance (B) between the surfaces of the mandrel 100 in the main burner 200 becomes. In more detail, if the distance (A) between neighboring main burners 200 is defined as A, and the distance (B) between the surface of the mandrel 100 and the main burner 200 is defined as B, based on Equation 1 The distance (A) between the main burners 200 or the distance (B) between the main burners 200 from the surface of the mandrel 100 can be controlled.
[수식 1][Formula 1]
2A + B = C2A + B = C
여기서 C는 240 내지 300mm인.where C is 240 to 300 mm.
일례로, 이웃한 메인 버너(200)간의 거리(A)가 100mm 인 경우, 메인 버너(200)에서부터 맨드릴(100) 표면 간의 거리(B)는 190mm 내지 250mm의 거리를 가져야한다.For example, if the distance (A) between neighboring main burners 200 is 100 mm, the distance (B) between the main burner 200 and the surface of the mandrel 100 should be 190 mm to 250 mm.
또는, 메인 버너(200)에서부터 맨드릴(100) 표면 간의 거리(B)가 200mm 인 경우, 이웃한 메인 버너(200)간의 거리(A)는 140mm 내지 200mm의 거리를 가져야 한다.Alternatively, when the distance B between the main burner 200 and the surface of the mandrel 100 is 200 mm, the distance A between adjacent main burners 200 must be 140 mm to 200 mm.
상기 수식 1은 각각의 버너의 화염 직경이 10~30 mm 일 때인 것을 기준으로 한다.Equation 1 above is based on the flame diameter of each burner being 10 to 30 mm.
위와 같이 구성하는 경우 복수의 버너가 구비되더라도 복수의 버너에서 발생하는 화염 간의 와류를 최소화할 수 있어 화염 간섭에 의해 실리카 수트(10)가 고루 증착되지 못하고 발생하는 기포나 돌기 등을 방지할 수 있다.In the case of the above configuration, even if a plurality of burners are provided, the vortex between the flames generated from the plurality of burners can be minimized, and the silica suit 10 is not evenly deposited due to flame interference, thereby preventing bubbles or protrusions, etc. .
한편, 보다 바람직하게 이웃한 메인 버너(200)간의 거리(A)를 A로 정의하고, 맨드릴(100)표면에서부터 메인 버너(200)간의 거리(B)를 B로 정의하는 경우 수식 2를 기준으로 메인 버너(200)간의 거리(A) 또는 맨드릴(100)표면에서부터 메인 버너(200)간의 거리(B)를 제어할 수 있다.On the other hand, more preferably, if the distance (A) between neighboring main burners 200 is defined as A, and the distance (B) between the surface of the mandrel 100 and the main burners 200 is defined as B, based on Equation 2 The distance (A) between the main burners 200 or the distance (B) between the main burners 200 from the surface of the mandrel 100 can be controlled.
[수식 2][Formula 2]
2A + B = C2A + B = C
여기서, C는 270mm인.Here, C is 270mm.
일례로, 이웃한 메인 버너(200)간의 거리(A)가 100mm 인 경우, 메인 버너(200)에서부터 맨드릴(100)표면 간의 거리(B)는 70mm의 거리를 가져야한다.For example, if the distance (A) between neighboring main burners 200 is 100 mm, the distance (B) between the main burner 200 and the surface of the mandrel 100 must be 70 mm.
또는, 메인 버너(200)에서부터 맨드릴(100) 표면간의 거리(B)가 200mm 인 경우, 이웃한 메인 버너(200)간의 거리(A)는 35mm의 거리를 가져야 한다.Alternatively, when the distance B between the main burner 200 and the surface of the mandrel 100 is 200 mm, the distance A between adjacent main burners 200 must be 35 mm.
위와 같이 구성하는 경우 복수의 버너가 구비되더라도 복수의 버너에서 발생하는 화염 간의 와류를 최소화할 수 있어 화염 간섭에 의해 실리카 수트(10)가 고루 증착되지 못하고 발생하는 기포나 돌기 등을 방지할 수 있다.In the case of the above configuration, even if a plurality of burners are provided, the vortex between the flames generated from the plurality of burners can be minimized, and the silica suit 10 is not evenly deposited due to flame interference, thereby preventing bubbles or protrusions, etc. .
또한, 맨드릴(100)표면에서부터 메인 버너(200)간의 거리(B)라고 정의하였던 부분들은, 실리카 수트(10)가 증착되는 과정에서는 실리카 수트(10)의 외주면에서부터 메인 버너(200)간의 거리(B)라고 정의되는 것은 당연하다.In addition, the parts defined as the distance (B) between the surface of the mandrel 100 and the main burner 200 are the distance (B) between the outer peripheral surface of the silica suit 10 and the main burner 200 in the process of depositing the silica suit 10. It is natural that it is defined as B).
이때, 상기 수식 2은 각각의 버너의 화염 직경이 10~30 mm 일 때인 것을 기준으로 한다.At this time, Equation 2 is based on the fact that the flame diameter of each burner is 10 to 30 mm.
[실험 1][Experiment 1]
상기 [수식 1]의 C 값이 240 이하일 경우 증착 표면에 과도한 열량이 공급되면서 증착면에 다량의 돌기가 발생되고 [수식 1]의 C 값이 300 이상일 경우 열량이 부족하여 증착 층간에 결착력이 부족하여 공정 중 필링이 발생한 가능성이 증가한다. 따라서 C값은 240 내지 300mm 사이로 조절하는 것이 바람직하다.If the C value of [Formula 1] is 240 or less, excessive heat is supplied to the deposition surface and a large amount of protrusions are generated on the deposition surface, and if the C value of [Formula 1] is 300 or more, the heat amount is insufficient, resulting in a lack of adhesion between deposition layers. As a result, the possibility of peeling occurring during the process increases. Therefore, it is desirable to adjust the C value between 240 and 300 mm.
상기한 본 발명의 바람직한 실시 예는 예시의 목적으로 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 상기의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.The preferred embodiments of the present invention described above have been disclosed for illustrative purposes, and those skilled in the art will be able to make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention, and such modifications, changes, and additions will be possible. should be regarded as falling within the scope of the above patent claims.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로, 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.Those of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains can make various substitutions, modifications and changes without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the present invention is limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings. It is not limited by
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the above-described exemplary system, the methods are described on a flowchart basis as a series of steps or blocks; however, the invention is not limited to the order of the steps, and some steps may occur simultaneously or in a different order than other steps as described above. You can. Additionally, those skilled in the art will understand that the steps shown in the flowchart are not exclusive and that other steps may be included or one or more steps in the flowchart may be deleted without affecting the scope of the present invention.
10: 실리카 수크(합성 쿼츠)
100: 맨드릴 101: 증착면
110: 증착부 120: 회전부
200: 메인 버너 250: 전구체 공급부
300: 예비 버너 G1, G2, G3: 예비 버너 그룹
M1: 회전 운동 M2: 직선 왕복 운동
ID: 내직경,내경 OD: 외직경, 외경10: Silica Souk (synthetic quartz)
100: Mandrel 101: Deposition surface
110: deposition part 120: rotation part
200: main burner 250: precursor supply unit
300: Reserve burner G1, G2, G3: Reserve burner group
M1: Rotary motion M2: Straight reciprocating motion
ID: inner diameter, inner diameter OD: outer diameter, outer diameter
Claims (6)
막대 형상으로 구비되어 중심축을 기준으로 회전 운동(M1)을 수행하며 외주면에 증착면(101)이 형성되는 맨드릴(100); 및
상기 증착면(101)에 실리카 수크(10)를 증착시키는 적어도 하나 이상의 메인 버너(200); 및
복수의 예비 버너(300)를 포함하고,
상기 예비 버너(300)는 상기 메인 버너(200)와 대응되는 개수를 하나의 예비 버너 그룹(G1, G2, G3)으로 하고, 상기 예비 버너 그룹(G1, G2, G3)은 복수로 구비되며,
상기 메인 버너(200) 및 상기 예비 버너 그룹(G1,G2,G3)은 사용자가 미리 지정한 시간이 경과된 이후 순차적으로 교체되고,
상기 메인 버너(200) 및 상기 예비 버너(300)는 상기 증착면(101)에 전구체 원료를 공급하는 전구체 공급부(250)를 각각 포함하고,
상기 전구체 원료는 폴리 실록산(polysiloxane)이며,
상기 메인 버너(200) 및 상기 예비 버너(300)의 화염이 일그러지는 것을 감지하는 센서부가 더 구비되고,
상기 센서부가 화염이 일그러지는 것을 감지하는 경우 상기 메인 버너(200) 또는 상기 예비 버너(300)는 순차적으로 교체되는, 예비 버너를 이용한 대구경 실리카 수크의 크랙을 제어할 수 있는 장치.
It relates to a device for manufacturing synthetic quartz (10) having a cylindrical shape using an OVD process,
A mandrel (100) that is provided in the shape of a bar and performs a rotational movement (M1) about the central axis and has a deposition surface (101) formed on the outer peripheral surface; and
At least one main burner 200 for depositing silica suction 10 on the deposition surface 101; and
Comprising a plurality of preliminary burners 300,
The spare burner 300 has one spare burner group (G1, G2, G3) corresponding to the number of the main burner 200, and the spare burner group (G1, G2, G3) is provided in plural,
The main burner 200 and the spare burner groups (G1, G2, G3) are sequentially replaced after a time predetermined by the user has elapsed,
The main burner 200 and the preliminary burner 300 each include a precursor supply unit 250 that supplies precursor raw materials to the deposition surface 101,
The precursor raw material is polysiloxane,
A sensor unit is further provided to detect that the flames of the main burner 200 and the preliminary burner 300 are distorted,
When the sensor detects that the flame is distorted, the main burner 200 or the spare burner 300 is sequentially replaced. A device capable of controlling cracks in a large-diameter silica succulent using a spare burner.
상기 예비 버너 그룹(G1,G2,G3)은 상기 메인 버너(200)의 2 내지 4 배수의 그룹의 개수로 구비되는, 예비 버너를 이용한 대구경 실리카 수크의 크랙을 제어할 수 있는 장치.
According to claim 1,
The preliminary burner groups (G1, G2, G3) are provided in a number of groups 2 to 4 multiples of the main burner 200. A device capable of controlling cracks in large-diameter silica succulents using a preliminary burner.
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2023
- 2023-03-14 KR KR1020230033280A patent/KR102612252B1/en active IP Right Grant
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