JP2873862B2 - 光ファイバ導入装置 - Google Patents

光ファイバ導入装置

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JP2873862B2
JP2873862B2 JP2121965A JP12196590A JP2873862B2 JP 2873862 B2 JP2873862 B2 JP 2873862B2 JP 2121965 A JP2121965 A JP 2121965A JP 12196590 A JP12196590 A JP 12196590A JP 2873862 B2 JP2873862 B2 JP 2873862B2
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真次 木村
由彦 坂下
神田  剛
康晴 神
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、高圧ガス雰囲気中に光エネルギーを導入す
るために光ファイバを用いる際の光ファイバ導入装置に
関する。
(従来の技術) 近年の高圧装置技術の進歩により気体あるいは液体を
圧力媒体とした高圧装置において、数100MPaもの高い圧
力での安定した操業が可能となった。しかしながら、処
理過程における高圧装置内部の状況を知る手段としては
専ら電気的な信号が使用されてきたが、プロセスによっ
ては内部の状況を目視する方が好ましいものもあり、そ
の例として光ファイバを用いて高圧装置内の光学的信号
を取り出した技術がHIP装置において見られる。又、逆
に高圧装置内部へ光ファイバを用いて光エネルギーを導
入する装置もみられる。
このように、光ファイバを高圧装置へ導入する部分の
構成としては、第7図及び第8図に示すように、高圧容
器1に設けた高圧シール手段を有する光ファイバ保持具
2に、スリーブ3を挿入しうる内径の取付孔4と、光フ
ァイバ5を挿通しうる内径の導入孔6とを段階状に設
け、先端部にスリーブ3を気密に設けた光ファイバ5を
孔4,6に挿入配置し、これにより光ファイバ5を高圧装
置外部B側から高圧装置内部A側に至るように導入して
いる。さらに取付孔4とスリーブ3及び導入孔6と光フ
ァイバ5の各隙間に封止部材7を配置して、先端部にス
リーブ3を設けた光ファイバ5を気密に封止し、光ファ
イバ5の先端部端面5aをスリーブ3の端面3aとともに光
学研磨して光学的信号を授受可能とし、さらに延長用光
ファイバ9用のスリーブ10を挿入しうる嵌合孔11を有す
る光ファイバ用レセプタクル12を光ファイバ保持具2の
端面2aに光ファイバ5と同心に配置したものがある(例
えば特開昭62−91903号)。
(発明が解決しようとする課題) しかし、従来の場合、高ガス圧中に、光エネルギー
(高エネルギービーム)を導入する際、この光エネルギ
ーの洩れ等による熱作用により、光ファイバ導入部(光
ファイバ自身、あるいは光ファイバの封止部材)が損傷
を受けることがある。このような損傷を受けると高圧装
置中の高圧ガスが洩れ、光ファイバ5の飛び出しや破損
が起こり、あるいは、光ファイバ5の破損防止用保護部
材が破損などを起こすため、安全上の問題を生じた。
本発明は上記問題点に鑑み、高圧ガスの洩れによる光
ファイバの飛び出しや破損乃至光ファイバの破損防止用
保護部材の破損を防止して、安全を図ることを目的とす
る。
(課題を解決するための手段) この技術的課題を解決する本発明の第1の技術的手段
は、高圧容器21に高圧シール手段を有する光ファイバ保
持具22が設けられ、この光ファイバ保持具22に、高圧装
置外部Bから高圧装置内部Aに至る導入孔24が設けら
れ、この導入孔24に高エネルギービーム伝送用の光ファ
イバ26が挿通され、光ファイバ26と光ファイバ保持具22
との間に封止部材27が介在された光ファイバ導入装置に
おいて、 前記光ファイバ保持具22に、封止部材27の途中から圧
力媒体を逃がすためのリーク孔37が設けられている点に
ある。
また、第2の技術的手段は、前記光ファイバ保持具22
の高圧装置外部B側に、光ファイバ26の保護部材39を直
接接続した点にある。
さらに、本発明の第3の技術的手段は、高圧容器21に
高圧シール手段を有する光ファイバ保持具22が設けら
れ、この光ファイバ保持具22に、外部から高圧装置内部
Aに至る導入孔24が設けられ、この導入孔24に高エネル
ギービーム伝送用の光ファイバ26が挿通され、光ファイ
バ26と光ファイバ保持具22との間に封止部材27が介在さ
れた光ファイバ導入装置において、 光ファイバ26から洩れた光エネルギーによる発熱を直
接的に検出する温度検出手段TCが前記圧力容器21の内部
A側に設けられ、この温度検出手段TCの検出温度が所定
値を越えたとき光ファイバ26への高エネルギービームの
導入を停止する導入停止手段45が設けられている点にあ
る。
(作 用) 光ファイバ26にて伝送される光エネルギーにより熱作
用は、光ファイバ保持具22の高圧装置内部A側に生じ易
く、従って高圧装置内部A側から封止部材27の破損がは
じまる。この破損は、高圧装置内部Aの高圧ガスにより
高圧装置外部Bに向かって進展してゆく。しかし、第1
図、第3図及び第4図の実施例の場合、破損の進展がリ
ーク孔37の部位に達すると、高圧ガスはこのリーク孔37
を通って高圧装置外部Bに解放される。このとき、封止
部材27がリーク孔37の位置から高圧装置外部Bに向かっ
て存在するため、仮にリーク孔37までの封止部材27が全
面的に損なわれたとしても、光ファイバ26は光ファイバ
保持具22に保持され、保持具22から飛び出すことはな
い。
さらに、第3図及び第4図の実施例の場合、保護部材
39によって光ファイバ26の折損防止が図られているが、
この場合も、リーク孔37及び封止部材27がリーク孔37の
位置から高圧装置外部Bに向かって存在するために、も
れた高圧ガスが保護部材39のところに達することはな
く、従って保護部材39の保護機能を安定ならしめて、も
って光ファイバ導入装置の安全性を一層高めることがで
きる。
また、第5図の場合、光ファイバ26にて伝送される光
エネルギーが洩れると、この光エネルギーの洩れによる
発生熱を温度検出手段TCが検出し、その検出温度が所定
値を越えると、導入停止手段45が作動して光ファイバ26
への高エネルギーの導入を停止する。従って、光ファイ
バ26の破損を未然に防ぐことができる。
(実施例) 以下、本発明を図示の実施例に従って説明すると、第
1図において、21は高圧容器、22は高圧シール手段を有
する円錐台形状の光ファイバ保持具で、高圧容器21にO
リング23を介して気密状態で嵌合固着されている。光フ
ァイバ保持具22には高圧装置外部Bから高圧装置内部A
に至る導入孔24が設けられている。
26は高エネルギービーム伝送用の光ファイバで、導入
孔24に挿通配置され、光ファイバ26は外部B側から高圧
装置内部A側に導入されている。光ファイバ26と光ファ
イバ保持具22との間には封止部材27が介在され、光ファ
イバ26は封止部材27に全長に亘って固着されている。
光ファイバ26の外部B側はレーザ発振器28に近接配置
され、光ファイバ26の外部B側の端部は入射端29とさ
れ、この入射端29でレーザ発振器28から発振されるレー
ザ光(光エネルギー)を入射するようになっている。レ
ーザ発振器28は、例えばYAGレーザでは第2図に示すよ
うにYAGロッド30と全反射ミラー31と部分反射ミラー32
とメカニカルシャッター33とを有し、ミラー31,32間で
レーザ光の反射をくり返させながら、その一部(例えば
50%)を部分反射ミラー32側から発振させる。そして、
メカニカルシャッター33のオンにより、レーザ光は総て
メカニカルシャッター33部分を透過して、レーザ発振器
28から発振される。また、メカニカルシャッター33のオ
フにより、レーザ光はメカニカルシャッター33を透過し
なくなり、レーザ発振器28からのレーザ光の発振が停止
するようになっている。
前記光ファイバ26の内部A側の端部は、出射端35とさ
れ、前記レーザ発振器28から発振されたレーザ光が、光
ファイバ26により伝送されてこの出射端35から高圧装置
内部Aに出射される。この出射されたレーザ光(光エネ
ルギー)は、高圧装置内部Aで例えばセラミックスの表
面改質等に使用される。
37は封止部材27の途中から圧力媒体を逃がすためのリ
ーク孔で、光ファイバ保持具22に、高圧装置内部Aから
外部Bに至る導入孔24の途中と外部B側とを連通するよ
うに形成されている。
第3図は他の実施例を示し、光ファイバ保持具22の高
圧装置外部B側に光ファイバ26の保護部材39を設けてい
る。この保護部材39は例えば高分子材料により構成さ
れ、光ファイバ26の高圧装置外部B側に被覆され、光フ
ァイバ保持具22の高圧装置外部B側端部に設けた取付孔
40に封入されて、ネジ或いは接着剤により光ファイバ保
持具22に直接固定され、この保護部材39によって光ファ
イバ26の折損防止が図られている。その他の点は前記実
施例と同様の構成である。
第4図は保護部材39の設置に関する変形例であり、保
護部材39を例えばSUSの可とう管により構成し、光ファ
イバ保持具22の高圧装置外部B側の先端にネジあるいは
接着剤等により固定したものである。この場合、保護部
材39によって光ファイバ26の破損防止と共に、光ファイ
バ26から高エネルギービームが洩れた際の外部への漏出
の防止が図られ、高エネルギービーム導入用としては極
めて安全性の高いものとなる。その他の点は前記実施例
と同様の構成である。
第5図は他の実施例を示し、光ファイバ26からの光エ
ネルギーの洩れが生じ易い場所、例えば光ファイバ26の
出射端35、高圧シール部43(光ファイバ保持具22の光フ
ァイバ26が挿通された部分の高圧側近傍)及び入射端29
に、熱電対等の温度検出手段TCA,TCB,TCCを設け、この
温度検出手段TCA,TCB,TCCによって、光エネルギーの洩
れにより発生した熱を検出するようにしている。なお、
温度検出手段TCA,TCB,TCCは何れか1個設けるようにし
てもよいし、また温度検出手段TCA,TCB,TCCのうち2個
或いは全部を設けるようにしてもよい。そして、温度検
出手段TCにより検出した温度が所定値を越えると、第6
図に示す導入停止手段45によって光ファイバ26への高エ
ネルギービームの導入を停止するように構成している。
即ち、導入停止手段45は、レーザコントロールユニッ
ト46とシャッター駆動部47とを備えて成り、レーザコン
トロールユニット46は温度検出手段TCから温度信号を入
力し、検出温度に応じてシャッター33をオンオフ制御す
るための制御信号を出力する。シャッター駆動部47は、
レーザコントロールユニット46から制御信号を入力し、
温度検出手段TCの検出温度が所定値を越えたときメカニ
カルシャッター33をオフにすると共に、検出温度が所定
値以下のときメカニカルシャッター33をオンにするよう
に構成されている。
(発明の効果) 本発明によれば、光ファイバ保持具22に、封止部材27
の途中から圧力媒体を逃がすためのリーク孔37が設けら
れているので、リーク孔37と、リーク孔37より後流側に
封止部材27があるため、光ファイバ26の破損乃至光ファ
イバ26の飛び出しを効果的に防止することができる。
さらに、光ファイバ保持具22の高圧装置外部B側に、
光ファイバ26の保護部材39を直接接続したので、光ファ
イバ26の破損を防止できるのみならず、光エネルギーが
洩れたときの安全性が一段と高くなり、高エネルギービ
ーム導光用の光ファイバ導入装置としては最適のものと
なる。
また、光ファイバ26から洩れた光エネルギーによる発
生熱を検出する温度検出手段TCが設けられ、この温度検
出手段TCの検出温度が所定値を越えたとき光ファイバ26
への高エネルギービームの導入を停止する導入停止手段
45が設けられているので、高価な光ファイバ導入部分の
損傷を未然に防止できるし、損傷による高圧ガスの噴出
にともなう危険を防止し得、高ガス圧下への高エネルギ
ービームの導光する手段としての高い安全性を確保でき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す断面図、第2図は同レ
ーザ発振器の構成図、第3図は他の実施例を示す断面
図、第4図は他の実施例を示す断面図、第5図は他の実
施例を示す断面図、第6図は同ブロック図である。第7
図は従来例を示す断面図、第8図は同光ファイバ先端部
分の断面図である。 21……高圧容器、22……光ファイバ保持具、24……導入
孔、26……光ファイバ、27……封止部材、37……リーク
孔、39……保護部材、45……導入停止手段、TCA,TCB,TC
C……温度検出手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−15116(JP,A) 特開 昭57−198406(JP,A) 実開 昭56−7907(JP,U)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高圧容器(21)に高圧シール手段を有する
    光ファイバ保持具(22)が設けられ、この光ファイバ保
    持具(22)に、高圧装置外部(B)から高圧装置内部
    (A)に至る導入孔(24)が設けられ、この導入孔(2
    4)に高エネルギービーム伝送用の光ファイバ(26)が
    挿通され、光ファイバ(26)と光ファイバ保持具(22)
    との間に封止部材(27)が介在された光ファイバ導入装
    置において、 前記光ファイバ保持具(22)に、封止部材(27)の途中
    から圧力媒体を逃がすためのリーク孔(37)が設けられ
    ていることを特徴とする光ファイバ導入装置。
  2. 【請求項2】前記光ファイバ保持具(22)の高圧装置外
    部(B)側に、光ファイバ(26)の保護部材(39)が直
    接接続されていることを特徴とする請求項1記載の光フ
    ァイバ導入装置。
  3. 【請求項3】高圧容器(21)に高圧シール手段を有する
    光ファイバ保持具(22)が設けられ、この光ファイバ保
    持具(22)に、外部から高圧装置内部(A)に至る導入
    孔(24)が設けられ、この導入孔(24)に高エネルギー
    ビーム伝送用の光ファイバ(26)が挿通され、光ファイ
    バ(26)と光ファイバ保持具(22)との間に封止部材
    (27)が介在された光ファイバ導入装置において、 光ファイバ(26)から洩れた光エネルギーによる発熱を
    直接的に検出する温度検出手段(TC)が前記圧力容器
    (21)の内部(A)側に設けられ、この温度検出手段
    (TC)の検出温度が所定値を越えたとき光ファイバ(2
    6)への高エネルギービームの導入を停止する導入停止
    手段(45)が設けられていることを特徴とする光ファイ
    バ導入装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5515116A (en) * 1978-07-18 1980-02-02 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> Feed-through of optical fiber
JPS6038202Y2 (ja) * 1980-06-05 1985-11-14 日立電線株式会社 光フアイバを用いた温度センサ
JPS61242776A (ja) * 1985-04-19 1986-10-29 Nec Corp レ−ザ加工装置

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