KR19980052839U - Cooling System for Improving Deposition Efficiency of Preform for Optical Fiber Fabrication - Google Patents
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Abstract
본 고안은 광섬유를 제작하기 위해 프리폼(Preform)을 제작하는 과정에 프리폼상에 코어층 및 클래드층이 보다 효과적으로 증착시킬 수 있는 광섬유 제작용 프리폼의 증착효율 향상을 위한 냉각장치에 관한 것이다. 본 고안은 열영동현상(Thermophoresis)에 의해 입자의 증착속도가 향상되는 것을 이용하여 열영동현상을 증가시켜 줌으로써 프리폼(모재)의 증착효율을 향상시킬 수 있는 냉각장치를 제공하기 위한 것이다. 본 고안에서는 버너의 이동경로의 앞쪽에 냉기를 토출하는 노즐(20)을 설치하여 입자가 타켓 로드(1)로 이동하는 속도 즉, 열영동현상을 증가시켜 입자의 증착속도가 증가되도록 한 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a cooling device for improving the deposition efficiency of a preform for manufacturing an optical fiber, which can more effectively deposit a core layer and a cladding layer on the preform in a process of manufacturing a preform for manufacturing an optical fiber. The present invention is to provide a cooling apparatus that can improve the deposition efficiency of the preform (base material) by increasing the thermophoresis phenomenon by using the deposition rate of the particles by the thermophoresis (Thermophoresis). In the present invention, by installing a nozzle 20 for discharging cold air in front of the moving path of the burner, the deposition speed of the particles is increased by increasing the speed at which the particles move to the target rod 1, that is, thermophoresis. It is done.
Description
본 고안은 광섬유를 제작하기 위해 프리폼(Preform)을 제작하는 과정에 프리폼상에 코어층(2) 및 클래드층(3)이 보다 효과적으로 증착시킬 수 있는 광섬유 제작용 프리폼의 증착효율 향상을 위한 냉각장치에 관한 것이다.The present invention is a cooling device for improving the deposition efficiency of a preform for fabrication of optical fiber that can more effectively deposit the core layer (2) and clad layer (3) on the preform during the process of manufacturing the preform to manufacture the optical fiber It is about.
일반적으로, 광통신은 광섬유를 통해 빛을 전송하여 정보를 교환하는 것으로, 현재의 동축케이블에 의한 전기 통신에 비해 수만배의 정보를 전송할 수 있다. 그리고, 외부로부터의 전파 및 자기장의 영향을 전혀 받지 않아 정보의 전송상태가 양호하므로 현재 통신분야에서 많이 활용되고 있으며, 그 사용 범위는 점차 타분야로 확대되고 있는 추세이다.In general, optical communication is to exchange information by transmitting light through an optical fiber, and can transmit tens of thousands of times more information than electric communication by current coaxial cable. In addition, since the transmission state of the information is good because it is not influenced by the radio wave and the magnetic field from the outside, it is widely used in the communication field, and its use range is gradually expanding to other fields.
전술한 바와 같은 광통신은 위해 광케이블을 제작함에 있어 프리폼 즉, 모재를 제작하여 그 모재로부터 125㎛의 가는 직경을 갖는 광섬유를 인발하게 된다. 이후 인발과정으로 생산된 섬유는 코팅 및 칼라링(Coloring) 작업을 통해 광섬유로 제작이 완료되게 된다. 이와 같이 광섬유를 제작하기 위해서는 프리폼이 필요로 하기 때문에 프리폼을 제작하는 과정이 선행되게 된다.In the optical communication as described above, a preform, that is, a base material is manufactured in manufacturing an optical cable for drawing a fiber having a thin diameter of 125 μm from the base material. After that, the fiber produced by the drawing process is completed with the optical fiber through coating and coloring. In this way, since the preform is required to manufacture the optical fiber, the process of manufacturing the preform is preceded.
프리폼을 제작하기 위한 공정으로는 크게 3가지 형태로 구분될 수 있는데, 그 하나는 OVD(Outside Vapor Deposition)공법이고, 둘째로는 VAD(Vapor Axal Deposition)공법이 있으며, 셋째로는 MCVD(Modified Chemical Vapor Deposition)공법이 있다.The process for manufacturing the preform can be classified into three types. One is the OVD (Outside Vapor Deposition) method, the second is the VAD (Vapor Axal Deposition) method, and the third is the MCVD (Modified Chemical) method. Vapor Deposition).
상술한 각 공법에 따른 프리폼 제작공정을 참고적으로 설명하면 다음과 같다.Referring to the preform manufacturing process according to each of the above-described method for reference as follows.
먼저, OVD공법은 도 1a 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 타켓 로드(1)(Target Rod, 알루미나 봉)에 버너(10)를 이용하여 화염을 분사하여 가열함과 동시에 화학물질(Chemical)을 공급하여 열영동현상(Thermophoresis)에 의해 화학물질이 타켓 로드(1)의 표면에 증착되게 되는 것으로, 초기에는 타켓 로드(1)의 표면에 코어층(2)을 형성하기 위해 코어층 형성용 화학물질을 공급하고, 코어층(2)의 표면에 클래드층(3)(Clad Layer)을 형성하기 위해 다시 화학물질을 공급한다.First, in the OVD method, as shown in FIGS. 1A to 2, a flame is sprayed by using a burner 10 on a target rod 1 (alumina rod) to heat the chemical and at the same time. The chemical substance is deposited on the surface of the target rod 1 by the thermophoresis, and initially, the chemical for forming the core layer to form the core layer 2 on the surface of the target rod 1. The material is supplied, and the chemical is supplied again to form a clad layer 3 (Clad Layer) on the surface of the core layer (2).
이상에서 알 수 있는 바와 같이 프리폼을 제작하는 공정이 타켓 로드(1)의 둘레에 점진적으로 증착되도록하여 코어층(2)을 먼저 만들고 그 위에 클래드층(3)을 만드는 것이 OVD공법의 특징이다.As can be seen from the above, it is a feature of the OVD method that the process of fabricating the preform is gradually deposited around the target rod 1 so as to make the core layer 2 first and the cladding layer 3 thereon.
이와 달리, 전술한 바와 같은 VAD(Vapor Axal Deposition)공법은 도면에는 도시되지 않았으나 석영관의 둘레를 가열함과 동시에 그 내부로 전술한 바와 같은 화학물질을 불어넣으면 열영동현상에 의해 석영관의 내면에 클래드층(3)이 생성되게 되며, 이후 클래드층(3)의 내면에 코어층(2)을 형성하기 위한 화학물질을 위과 같이 불어넣어 코어층(2)을 생성시킨다. 따라서, VAD공법은 앞서 설명한 OVD공법과는 반대의 개념 즉, 클래드층(3)을 먼저 만들고 그 내부에 코어층(2)을 만드는 차이를 갖는 것이 특징이다.On the other hand, the VAD (Vapor Axal Deposition) method as described above is not shown in the drawing, but heating the circumference of the quartz tube and at the same time injecting the chemicals as described above into the inside of the quartz tube due to the thermophoresis The cladding layer 3 is formed on the core layer 2, and then a chemical material for forming the core layer 2 is blown on the inner surface of the cladding layer 3 to generate the core layer 2. Therefore, the VAD method is characterized in that the opposite concept to the OVD method described above, that is, the clad layer 3 is made first and the core layer 2 is formed therein.
MCVD공법은 수직방향으로 타겟로드에 각각의 버너를 이용하여 상부의 버너는 코어층을 증착시키고, 하부의 버너는 클래드층을 증착시키는 방법으로 동시에 코어층과 클래드층을 혈성하는 것을 특징으로 한다.The MCVD method is characterized in that the upper burner deposits a core layer and the lower burner deposits a clad layer by using each burner on the target rod in the vertical direction, and simultaneously forms the core layer and the clad layer.
본 고안은 전술한 각각의 공법중 OVD공법으로 제작되는 프리폼에 밀접한 관계가 있는 것으로, OVD공법에 따른 프리폼 제작과정을 보다 상세히 설명한다The present invention is closely related to the preforms produced by the OVD method among the above-described methods, and the process of manufacturing the preform according to the OVD method will be described in detail.
도 2에 도시된 바와 같이, 버너(10)를 통해 타켓 로드(1)에 화염을 분사하면서 버너(10)의 내부에 설치된 각각의 관을 통해 GeCl4, H2, 아르곤 혹은 질소 가스 및 O2를 토출시킨다. 이때 GeCl4(기체)는 O2(기체)와 반응하여 GeO2(고체)+2Cl2(기체)가 생성된다.As shown in FIG. 2, the flame is sprayed onto the target rod 1 through the burner 10, and GeCl 4 , H 2 , argon or nitrogen gas and O 2 are passed through respective tubes installed inside the burner 10. Discharge. GeCl 4 (gas) is then reacted with O 2 (gas) to form GeO 2 (solid) + 2Cl 2 (gas).
따라서, GeO2는 버너(10)의 토출 팀(Tip)의 주위의 분위기 온도(대략 1,500∼1,800℃)에 의해 입자(Particle)가 타켓 로드(1)쪽으로 이동하면서 타켓 로드(1) 표면에 증착이 이루어지게 되는 것이다.Therefore, GeO 2 is deposited on the target rod 1 surface by moving particles toward the target rod 1 by the ambient temperature (approximately 1,500 to 1,800 ° C) of the discharge team of the burner 10. This will be done.
아울러, 클래드층(3)을 생성시키기 위해서는 전술한 버너(10)의 내부관을 통해 SiCl4를 투입하게 되는데 그 반응식은 아래와 같다.In addition, in order to generate the clad layer 3, SiCl 4 is introduced through the inner tube of the burner 10 described above.
SiCl4(기체)+O2(기체) 〓 SiO2(고체) + 2Cl2(기체)SiCl 4 (gas) + O 2 (gas) 〓 SiO 2 (solid) + 2Cl 2 (gas)
위 반응식에 따라 생성된 SiO2는 전술한 열영동현상에 의해 타켓 로드(1)의 표면에 증착되게 된다. 이와 같은 방법으로 버너(10)를 좌우로 이동하면서 타켓 로드(1)의 표면에 증착을 한 뒤 타켓 로드(1)를 빼내어 도 1c에 도시된 바와 같이 가열로에서 소결(Sintering)과정을 거켜 프리폼을 완성한다. 완성된 프리폼은 드로잉 타워(Drawing Tower)에 걸어 광섬유를 인발(Drawing)하게 된다.SiO 2 generated according to the above scheme is deposited on the surface of the target rod 1 by the above-described thermophoretic phenomenon. In this way, the burner 10 is moved to the left and right while depositing on the surface of the target rod 1, and then the target rod 1 is removed and subjected to sintering in a heating furnace as shown in FIG. 1C. To complete. The completed preform is then drawn to the drawing tower to draw the fiber.
이상에서 알 수 있는 바와 같이 증착효율은 열영동현상이 심한 경우 증착효율이 향상된다는 것을 알 수 있다. 즉, 타켓 로드(1)의 온도가 낮을수록 열영동현상이 증가하여 입자의 증착효율이 향상되게 되는 것이다.As can be seen from the above, it can be seen that the deposition efficiency is improved when the thermal phenomena are severe. That is, as the temperature of the target rod 1 is lowered, the thermophoretic phenomenon increases, so that the deposition efficiency of the particles is improved.
전술한 증착 입자의 속도는 아래의 식으로 산출할 수 있다.The velocity of the above-described deposition particles can be calculated by the following equation.
VT=-K(v/T)∇TV T = -K (v / T) ∇T
v:결정운동계수 K:열영동계수v: crystal motion coefficient K: thermodynamic coefficient
T:절대온도이다.T: Absolute temperature.
전술한 바와 같이 알 수 있는 바와 같이 증착 입자는 높은 온도에서 낮은 온도로 이동하므로 증착성능을 좌우한다는 것을 알 수 있다.As can be seen as described above, since the deposited particles move from a high temperature to a low temperature, it can be seen that the deposition particle influences the deposition performance.
따라서, 본 고안은 광섬유를 제작하기 위한 프리폼을 제작할 때 보다 증착효율을 향상시키기 위하여 본 고안을 안출하게 되었다.Therefore, the present invention has come up with the present invention in order to improve the deposition efficiency when manufacturing a preform for manufacturing an optical fiber.
본 고안의 목적은 OVD공법을 이용한 광섬유 제작용 프리폼을 제작함에 있어 타켓 로드(1)의 온도를 낮추어 줌으로써 입자의 증착효율을 향상시킬 수 있는 냉각장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a cooling device that can improve the deposition efficiency of the particles by lowering the temperature of the target rod (1) in manufacturing the preform for manufacturing the optical fiber using the OVD method.
본 고안의 다른 목적은 버너(10)로부터 분사되는 화염과 입자가 증착되어질 때, 입자와 화염에는 영향을 주지 않도록 설계된 냉각장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a cooling device designed not to affect the particles and the flame when the flame and particles are injected from the burner 10 is deposited.
본 고안을 달성하기 위한 구현수단으로서 타켓 로드(1)의 표면으로 화염과 함께 화학물질을 분사하여 상기 타켓 로드(1)에 입자를 증착시켜 프리폼을 제작함에 있어서, 버너(10)와 함께 이동되도록 결합되고, 내부로 냉기가 유입되어 상기 타켓 로드(1)의 표면으로 냉기를 분사하는 복수개의 분사공(23)을 구비하고, 상기 버너(10)쪽으로 냉기가 투입되지 않도록 바람막이(25)가 부착된 에어분사기 노즐로 구성함으로써 달성될 수 있다.As an implementation means for achieving the present invention, by spraying a chemical with a flame on the surface of the target rod (1) by depositing particles on the target rod (1) to produce a preform, to move with the burner (10) Combined with a plurality of injection holes 23 for injecting cold air into the surface of the target rod (1) to the inside of the target rod (1), the windshield 25 is attached so that the cold air is not injected toward the burner (10) It can be achieved by configuring an air spray nozzle.
도 1a는 종래의 오브디(OVD) 증착방법을 통해 코어를 증착시키는 과정을 예시적으로 도시하는 예시도이다.1A is an exemplary diagram illustrating a process of depositing a core through a conventional OVD deposition method.
도 1b는 종래의 오브디(OVD) 증착방법을 통해 클래드을 증착시키는 과정을 예시적으로 도시하는 예시도이다.1B is an exemplary diagram illustrating a process of depositing a clad through a conventional OVD deposition method.
도 1c는 종래의 오브디(OVD) 증착방법을 통해 제작된 프리폼을 소결시키는 과정을 예시적으로 도시하는 예시도이다.1C is an exemplary diagram illustrating a process of sintering a preform manufactured by a conventional OVD deposition method.
도 2는 종래의 OVD공법을 통해 프리폼을 제작하는 과정을 예시적으로 보여주는 요부 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating main parts of a process of manufacturing a preform through a conventional OVD method.
도 3은 본 고안에 따른 프리폼의 증착효율을 향상시키기 위한 냉각장치를 예시적으로 도시한 사시도이다.3 is a perspective view exemplarily showing a cooling apparatus for improving deposition efficiency of a preform according to the present invention.
도 4는 본 고안에 따른 냉각장치의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a cooling device according to the present invention.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Description of the symbols for the main parts of the drawings ***
1:타켓 로드 2:코어층1: target road 2: core layer
3:클래드층 10:버너3: cladding layer 10: burner
20:노즐 21:연장관20: Nozzle 21: Extension officer
23:분사공 25:바람막이23: sprayer 25: windscreen
이하, 본 고안에 따른 광섬유 제작용 프리폼의 입자 증착효율을 향상시킬 수 있는 냉각장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a cooling apparatus capable of improving particle deposition efficiency of a preform for manufacturing an optical fiber according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 4에 도시된 바와 같이, 도 4에는 본 고안에 따른 냉각장치가 부착된 버너가 사시도로 예시적으로 도시되어 있다. 도면상에 표기된 참조번호 10은 화학물질과 함께 화염을 분사하는 버너이고 20은 버너(10)에 결속된 노즐이다.As shown in Figure 4, Figure 4 is illustratively shown in perspective view a burner with a cooling apparatus according to the present invention. Reference numeral 10 shown in the drawings is a burner for injecting flames with chemicals and 20 is a nozzle that is bound to the burner (10).
버너(10)는 하나의 관속에 직경이 다른 여러개의 관이 내장되어 있고, 각각의 관들은 전술한 바와 같이 H2, O2및 화학물질이 토출되면서 화염을 형성하게 된다. 버너(10)는 도면에는 도시되지 않았으나 이송케리어에 의해 타켓 로드(1)의 길이 방향으로 왕복운동을 하면서 타켓 로드(1)의 표면을 가열하면서 입자를 증착시키게 된다.The burner 10 has a plurality of tubes of different diameters in one tube, and each tube forms a flame as H 2 , O 2, and chemicals are discharged as described above. Although not shown in the drawing, the burner 10 deposits particles while heating the surface of the target rod 1 while reciprocating in the longitudinal direction of the target rod 1 by the transfer carrier.
노즐(20)은 상술한 버너(10)와 함께 이동되도록 결속되어 있으며, 버너(10)로부터 분사되는 화염으로부터 일정거리 이격되도록 연장된 연장관(21)과, 내부로 유입된 냉기가 토출되는 많은 분사공(23)를 구비하고 있다. 또한 노즐(20)은 전술한 버너(10)의 화염쪽으로 냉기가 유입되지 않도록 바람막이(25)가 부설되어 있다.The nozzle 20 is bound to move together with the burner 10 described above, the extension pipe 21 extended so as to be spaced a predetermined distance from the flame sprayed from the burner 10, and a lot of people who discharge the cold air introduced therein. The thread hole 23 is provided. In addition, the windshield 25 is attached to the nozzle 20 so that cold air does not flow into the flame side of the burner 10 mentioned above.
이와 같이 구성된 본 고안에 따른 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation according to the present invention configured as described above are as follows.
도 3에 도시된 바와 같이 버너(10)로부터 분사되는 화염과 더불어 화학물질이 타켓 로드(1)의 표면에 증착되는 과정에 버너과 함께 결속된 노즐은 상기 타켓 로드(1)의 표면과 일정거리 떨어진 상태로 이동하게 된다.As shown in FIG. 3, the nozzles bound together with the burner in the process of depositing chemicals on the surface of the target rod 1 together with the flame sprayed from the burner 10 are separated from the surface of the target rod 1 by a certain distance. Will move to the state.
따라서, 버너(10)와 함께 이동하는 노즐(20)은 화염에 의해 가열되어지는 타켓 로드(1)의 표면과 이웃한 표면에 냉기를 불어주어 냉각시키게 된다. 참고로 본 고안에서 정의하는 냉기는 통상의 실온의 공기를 의미하는 것으로, 냉기의 바람직한 형태는 실온이하의 온도를 갖는 냉기가 가 좋다.Accordingly, the nozzle 20 moving together with the burner 10 blows cold air to the surface of the target rod 1 and the surface that is heated by the flame to cool it. For reference, the cold air defined in the present invention means normal air at room temperature, and the preferred form of the cold air is cold air having a temperature below room temperature.
상기 노즐(20)은 버너(10)의 화염이 타켓 로드(1)에 전달되기 전에 냉기를 우선적으로 분사하여 냉각시킨 상태에서 증착이 이루어지도록 하는 것이 좋다. 결국, 노즐은 버너의 진행방향의 앞에 놓여지도록 하되, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 버너(10)의 양측에 각각 혹은 하나의 통로를 분기시킨 노즐을 설치하는 것이 효과적이다. 상기 노즐을 분기시켜 노즐의 냉기 토출구로 냉기를 토출시키면 타켓 로드(1)가 화염에 의해 가열되기에 앞서 냉각됨은 물론 가열된 후에도 후속적으로 다시 냉각되게 됨으로 온도를 더욱 낮출 수 있고, 버너(10)가 역방향으로 이동할 때에도 재차 냉각시키는 효과를 기대할 수 있는 것이다.The nozzle 20 may be deposited in a state in which cold air is first sprayed and cooled before the flame of the burner 10 is transferred to the target rod 1. As a result, the nozzle is placed in front of the burner's traveling direction, and as shown in FIGS. 3 and 4, it is effective to install nozzles each having one or two passages branched on both sides of the burner 10. When the nozzle is branched to discharge cold air through the cold air outlet of the nozzle, the target rod 1 is cooled before being heated by the flame, and subsequently cooled again after being heated, thereby further lowering the temperature, and the burner 10 Cooling effect can be expected again when) moves in the reverse direction.
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 광섬유 제작용 프리폼의 증착효율 향상을 위한 냉각장치는 화염에 의해 가열되는 타켓 로드(1)의 표면을 냉기를 통해 냉각시키게 됨으로 열영동현상이 증가하면서 입자의 증착 효율이 향상시킬 수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.As described above, the cooling device for improving the deposition efficiency of the preform for manufacturing an optical fiber according to the present invention cools the surface of the target rod 1 heated by flame through cold air, thereby increasing the thermal phenomena and depositing particles. It is to provide the effect that the efficiency can be improved.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR2019960066019U KR200167149Y1 (en) | 1996-12-31 | 1996-12-31 | Cooling device for promoting evaporation efficiency of optical fiber manufacturing preform |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR2019960066019U KR200167149Y1 (en) | 1996-12-31 | 1996-12-31 | Cooling device for promoting evaporation efficiency of optical fiber manufacturing preform |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19980052839U true KR19980052839U (en) | 1998-10-07 |
| KR200167149Y1 KR200167149Y1 (en) | 2000-05-01 |
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ID=19487986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR200167149Y1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104565338A (en) * | 2013-10-11 | 2015-04-29 | 现代自动车株式会社 | Shift lever assembly for automatic transmission vehicle |
-
1996
- 1996-12-31 KR KR2019960066019U patent/KR200167149Y1/en not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104565338A (en) * | 2013-10-11 | 2015-04-29 | 现代自动车株式会社 | Shift lever assembly for automatic transmission vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR200167149Y1 (en) | 2000-05-01 |
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