JP2992191B2 - 光ファイバケーブル - Google Patents
光ファイバケーブルInfo
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
- G02B6/4479—Manufacturing methods of optical cables
- G02B6/4486—Protective covering
- G02B6/4488—Protective covering using metallic tubes
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は地熱井など坑井の温度測
定に適した光ファイバケーブルの構造に関するものであ
る。
定に適した光ファイバケーブルの構造に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】温度測定用などの目的で用いられる光フ
ァイバは、それ自体に外部の温度が伝わり易いよう被覆
が極力少ないことが望まれる一方、外力や水分から光フ
ァイバ自体を保護する必要もある。このため、光ファイ
バ素線を直径０．７〜４．０mm程度の金属管に収納した
構造の光ファイバケーブルが使用されていた。特に、海
底調査用のケーブルでは特開平4-93732 号公報に示され
るように、前記光ファイバケーブルと金属線のテンショ
ンメンバを撚り合わせたものがある。そして、使用に際
してはこれらの光ファイバケーブルを裸で布設すること
が多かった。
ァイバは、それ自体に外部の温度が伝わり易いよう被覆
が極力少ないことが望まれる一方、外力や水分から光フ
ァイバ自体を保護する必要もある。このため、光ファイ
バ素線を直径０．７〜４．０mm程度の金属管に収納した
構造の光ファイバケーブルが使用されていた。特に、海
底調査用のケーブルでは特開平4-93732 号公報に示され
るように、前記光ファイバケーブルと金属線のテンショ
ンメンバを撚り合わせたものがある。そして、使用に際
してはこれらの光ファイバケーブルを裸で布設すること
が多かった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この場合布設
時の外傷や圧壊力によって金属管に孔があくことがあ
る。特に水中に布設する場合、金属管に孔があけば管内
に水が浸入し、光ファイバの損失増加等を招く。
時の外傷や圧壊力によって金属管に孔があくことがあ
る。特に水中に布設する場合、金属管に孔があけば管内
に水が浸入し、光ファイバの損失増加等を招く。
【０００４】又、このようなケーブルを例えば地熱発電
所などで使用される坑井に布設する場合、高温，高圧の
腐食性環境下で用いられるため金属の腐食によって水素
ガスが発生し、これが金属中を拡散して金属管内に至る
ため光ファイバの損失増加を招くことがある。勿論、腐
食による水素ガスのみならず、水素濃度の高い環境で使
用する場合でも同様のことが起こりうる。
所などで使用される坑井に布設する場合、高温，高圧の
腐食性環境下で用いられるため金属の腐食によって水素
ガスが発生し、これが金属中を拡散して金属管内に至る
ため光ファイバの損失増加を招くことがある。勿論、腐
食による水素ガスのみならず、水素濃度の高い環境で使
用する場合でも同様のことが起こりうる。
【０００５】さらに、この種のケーブルを垂直につり下
げて用いる場合、長くなると自重でケーブルにかかる張
力が許容張力に近づくため、ある程度以上長くできな
い。この点に関し、海底調査用光ファイバケーブルでは
使用温度が常温であるため、住友電気，第119 号（昭和
５６年９月）に示されるように耐高張力のプラスチック
繊維（ケブラー「商品名」）が鎧装線に用いられてい
る。しかし、地熱井測温用の光ファイバケーブルでは温
度が２００〜３００℃以上の熱水中で使用されるため、
前記プラスチック繊維を用いることができないといった
問題があった。
げて用いる場合、長くなると自重でケーブルにかかる張
力が許容張力に近づくため、ある程度以上長くできな
い。この点に関し、海底調査用光ファイバケーブルでは
使用温度が常温であるため、住友電気，第119 号（昭和
５６年９月）に示されるように耐高張力のプラスチック
繊維（ケブラー「商品名」）が鎧装線に用いられてい
る。しかし、地熱井測温用の光ファイバケーブルでは温
度が２００〜３００℃以上の熱水中で使用されるため、
前記プラスチック繊維を用いることができないといった
問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解消するためになされたもので、その特徴は以下の各
構成としたことにある。二重構造の金属管の中に光フ
ァイバを収納した光ファイバケーブルであって、内側金
属管に防食被覆を施す。 金属管の中に光ファイバを収
納した光ファイバケーブルであって、金属管材料として
ニオブ等の水素拡散性の少ない金属を用いる。 二重構
造の金属管の中に光ファイバを収納した光ファイバケー
ブルであって、内側金属管材料としてニオブ等の水素拡
散性の少ない金属を用い、外側金属管材料としてステン
レス，ハステロイ，インコロイ，インコネル，チタン等
の耐食性金属を用いる。 複数の金属管を撚り合わせに
含む光ファイバケーブルであって、該金属管の少なくと
も１本に光ファイバを収納し、この金属管の一端から内
部にガスを導入して、他の１本の金属管の一端からガス
を排出できるよう、２本の金属管の他端を接続する。
光ファイバを収納した金属管とテンションメンバとを撚
り合わせに含む光ファイバケーブルにおいて、前記テン
ションメンバをパイプ状にし、かつその末端を密封す
る。この場合光ファイバを収納した金属管としては、単
に単一の金属管に光ファイバを収納したものは勿論、金
属管が二重構造となった上記各構成のもの等を用いるこ
ともできる。尚、ここで用いられる光ファイバ入り金属
管とテンションメンバの本数は特に限定がなく、いずれ
も少なくとも１本ずつ撚り合わせに用いられていればよ
い。
を解消するためになされたもので、その特徴は以下の各
構成としたことにある。二重構造の金属管の中に光フ
ァイバを収納した光ファイバケーブルであって、内側金
属管に防食被覆を施す。 金属管の中に光ファイバを収
納した光ファイバケーブルであって、金属管材料として
ニオブ等の水素拡散性の少ない金属を用いる。 二重構
造の金属管の中に光ファイバを収納した光ファイバケー
ブルであって、内側金属管材料としてニオブ等の水素拡
散性の少ない金属を用い、外側金属管材料としてステン
レス，ハステロイ，インコロイ，インコネル，チタン等
の耐食性金属を用いる。 複数の金属管を撚り合わせに
含む光ファイバケーブルであって、該金属管の少なくと
も１本に光ファイバを収納し、この金属管の一端から内
部にガスを導入して、他の１本の金属管の一端からガス
を排出できるよう、２本の金属管の他端を接続する。
光ファイバを収納した金属管とテンションメンバとを撚
り合わせに含む光ファイバケーブルにおいて、前記テン
ションメンバをパイプ状にし、かつその末端を密封す
る。この場合光ファイバを収納した金属管としては、単
に単一の金属管に光ファイバを収納したものは勿論、金
属管が二重構造となった上記各構成のもの等を用いるこ
ともできる。尚、ここで用いられる光ファイバ入り金属
管とテンションメンバの本数は特に限定がなく、いずれ
も少なくとも１本ずつ撚り合わせに用いられていればよ
い。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 （実施例１）先ず、外側金属管１と内側金属管２の間に
ジェリ３を充填したケーブルの断面を図１に示す。両金
属管１．２の材質は、この種の光ファイバケーブルで一
般に用いられているSUS304やSUS316等のステンレス鋼の
他、ハステロイ，インコロイ，インコネル，チタン等の
耐食性金属が好ましい。金属管の径も使用する環境に応
じて引張強度や圧壊強度を考慮して選択すれば良く、例
えば内側金属管では外形０．７〜３．６ｍｍ，外側金属
管では同１．０〜４．０ｍｍ、肉厚０．１〜０．３ｍｍ
程度のものが考えられる。
ジェリ３を充填したケーブルの断面を図１に示す。両金
属管１．２の材質は、この種の光ファイバケーブルで一
般に用いられているSUS304やSUS316等のステンレス鋼の
他、ハステロイ，インコロイ，インコネル，チタン等の
耐食性金属が好ましい。金属管の径も使用する環境に応
じて引張強度や圧壊強度を考慮して選択すれば良く、例
えば内側金属管では外形０．７〜３．６ｍｍ，外側金属
管では同１．０〜４．０ｍｍ、肉厚０．１〜０．３ｍｍ
程度のものが考えられる。
【０００８】又、ジェリ３は一般に通信用光ファイバケ
ーブル等で止水目的に使用される樹脂で、その他にはシ
リコンゴムなどが利用でき、内側金属管２の収納時に同
時に充填できる。さらに、内蔵する光ファイバ素線４は
金属管に収納できるものであればその材質・構造に限定
はなく、用途に応じて適宜選択すれば良い。この点は以
下の各実施例でも同様である。本実施例ではコア径：５
０μｍ，クラッド径：１２５μｍの石英ガラス製光ファ
イバに紫外線硬化型樹脂を被覆した外径２５０μｍのも
のを用いた。このような構造により布設時の外傷などで
外側金属管１に孔があいた場合でも、同金属管内への水
の浸入を阻止し、管内防食等を図ることができる。
ーブル等で止水目的に使用される樹脂で、その他にはシ
リコンゴムなどが利用でき、内側金属管２の収納時に同
時に充填できる。さらに、内蔵する光ファイバ素線４は
金属管に収納できるものであればその材質・構造に限定
はなく、用途に応じて適宜選択すれば良い。この点は以
下の各実施例でも同様である。本実施例ではコア径：５
０μｍ，クラッド径：１２５μｍの石英ガラス製光ファ
イバに紫外線硬化型樹脂を被覆した外径２５０μｍのも
のを用いた。このような構造により布設時の外傷などで
外側金属管１に孔があいた場合でも、同金属管内への水
の浸入を阻止し、管内防食等を図ることができる。
【０００９】（実施例２）次に、内側金属管２に防食被
覆５を施した具体例を図２に示す。この場合、予め内側
金属管２に防食被覆５を施しておき、その後外側金属管
１内に収納する。内側金属管２に防食被覆５を設けるこ
とで、外側金属管１に外傷が生じた場合でも、前記実施
例１の構造に比べてにより強固に内側金属管２を保護で
きる。被覆に用いる樹脂はケーブルの使用環境に合わせ
て選択すれば良く、ポリエチレン，ポリビニル，ウレタ
ン，ナイロン，フッ素樹脂，ポリイミド樹脂等光ファイ
バケーブルの被覆に用いられるあらゆる樹脂が使用でき
る。特に耐熱性が要求される場合には、セラミック被覆
などでもよい。尚、金属管の材質については実施例１と
同様である。
覆５を施した具体例を図２に示す。この場合、予め内側
金属管２に防食被覆５を施しておき、その後外側金属管
１内に収納する。内側金属管２に防食被覆５を設けるこ
とで、外側金属管１に外傷が生じた場合でも、前記実施
例１の構造に比べてにより強固に内側金属管２を保護で
きる。被覆に用いる樹脂はケーブルの使用環境に合わせ
て選択すれば良く、ポリエチレン，ポリビニル，ウレタ
ン，ナイロン，フッ素樹脂，ポリイミド樹脂等光ファイ
バケーブルの被覆に用いられるあらゆる樹脂が使用でき
る。特に耐熱性が要求される場合には、セラミック被覆
などでもよい。尚、金属管の材質については実施例１と
同様である。
【００１０】（実施例３）次に、光ファイバを収納した
二重構造の金属管の末端部処理に関するもので、内側金
属管２の末端を外側金属管１とは独立して密封した具体
例を図３に示す。従来、図14に示すように二重構造の金
属管末端は、外側，内側の両金属管41,42 を共通する止
水部46により密封していた。しかし、この構造では止水
部の密封不良や外側金属管の損傷が生じた場合内側金属
管内に浸水するため、両金属管の止水部を独立させたの
が本例である。この構造により、仮に外側金属管が損傷
しても内側金属管は独立して密封されているため浸水す
ることはない。
二重構造の金属管の末端部処理に関するもので、内側金
属管２の末端を外側金属管１とは独立して密封した具体
例を図３に示す。従来、図14に示すように二重構造の金
属管末端は、外側，内側の両金属管41,42 を共通する止
水部46により密封していた。しかし、この構造では止水
部の密封不良や外側金属管の損傷が生じた場合内側金属
管内に浸水するため、両金属管の止水部を独立させたの
が本例である。この構造により、仮に外側金属管が損傷
しても内側金属管は独立して密封されているため浸水す
ることはない。
【００１１】止水部６はエポキシ接着剤や半田などを金
属管末端に栓として埋め込んで形成すればよく、図３の
構成では内側金属管２を外側金属管１より若干引き出し
た状態で密封した後、これを外側金属管内に押し込み、
最後に外側金属管１の密封を行う。もっとも、この止水
部の形成は作業性が良いとはいえず、図４に示すように
両金属管１，２の末端を揃えておき、内側金属管２を密
封した後、外側金属管１には蓋７をかぶせて接着や溶接
により密封する方が好ましい。
属管末端に栓として埋め込んで形成すればよく、図３の
構成では内側金属管２を外側金属管１より若干引き出し
た状態で密封した後、これを外側金属管内に押し込み、
最後に外側金属管１の密封を行う。もっとも、この止水
部の形成は作業性が良いとはいえず、図４に示すように
両金属管１，２の末端を揃えておき、内側金属管２を密
封した後、外側金属管１には蓋７をかぶせて接着や溶接
により密封する方が好ましい。
【００１２】（実施例４）さらに図５に水素拡散性の少
ない金属を使用した例を示す。これは防食被覆８をもつ
金属管内に光ファイバ素線４を収納したもので、金属管
９の材質としてニオブを用いた。水素ガスが金属管を透
過し、それが光ファイバの伝送損失を増加させることは
既に述べたが、金属管９を水素拡散性の少ない金属で構
成することで水素ガスが金属管内へ侵入することを最小
限に抑える。従って、金属管が腐食して水素ガスを発生
した場合や水素ガスが多い環境下に布設された場合でも
光ファイバへの悪影響を軽減することができる。
ない金属を使用した例を示す。これは防食被覆８をもつ
金属管内に光ファイバ素線４を収納したもので、金属管
９の材質としてニオブを用いた。水素ガスが金属管を透
過し、それが光ファイバの伝送損失を増加させることは
既に述べたが、金属管９を水素拡散性の少ない金属で構
成することで水素ガスが金属管内へ侵入することを最小
限に抑える。従って、金属管が腐食して水素ガスを発生
した場合や水素ガスが多い環境下に布設された場合でも
光ファイバへの悪影響を軽減することができる。
【００１３】一般に、水素ガスが金属内に拡散する距離
Ｘ（ｍ）は次の式により算出できる。 Ｘ＝√（２ｄｔ） ｄ＝Ｄexp （−Ｑ／ＲＴ） なお、ｔ：経過時間(s) Ｄ：金属内への水素の
拡散係数 Ｑ：活性化エネルギー Ｔ：温度(K) Ｒ：ガス定
数 従って、高温で長時間になるほど多く拡散することにな
るが、例えば鉄についてＲ＝８．３１４J/mol・K ，Ｔ＝
４２３Ｋ（１５０℃）、ｔ＝２４時間の環境下における
水素ガスの拡散を計算してみると、Ｑ（鉄）＝３．８５
KJ/mol，Ｄ（鉄）＝４．２×１０-8m/s で、Ｘ＝１６ｍ
ｍとなる。一方、通常用いられる金属管は肉厚が１ｍｍ
以下であるため水素は透過できることになる。
Ｘ（ｍ）は次の式により算出できる。 Ｘ＝√（２ｄｔ） ｄ＝Ｄexp （−Ｑ／ＲＴ） なお、ｔ：経過時間(s) Ｄ：金属内への水素の
拡散係数 Ｑ：活性化エネルギー Ｔ：温度(K) Ｒ：ガス定
数 従って、高温で長時間になるほど多く拡散することにな
るが、例えば鉄についてＲ＝８．３１４J/mol・K ，Ｔ＝
４２３Ｋ（１５０℃）、ｔ＝２４時間の環境下における
水素ガスの拡散を計算してみると、Ｑ（鉄）＝３．８５
KJ/mol，Ｄ（鉄）＝４．２×１０-8m/s で、Ｘ＝１６ｍ
ｍとなる。一方、通常用いられる金属管は肉厚が１ｍｍ
以下であるため水素は透過できることになる。
【００１４】これに対してニオブについて同条件下にお
ける水素ガスの拡散距離を計算してみると、Ｑ（ニオ
ブ）＝８０．３KJ/mol，Ｄ（ニオブ）＝５．６×１０-6
m/s で、Ｘ＝０．００３４ｍｍとなるため水素が透過す
ることはない。
ける水素ガスの拡散距離を計算してみると、Ｑ（ニオ
ブ）＝８０．３KJ/mol，Ｄ（ニオブ）＝５．６×１０-6
m/s で、Ｘ＝０．００３４ｍｍとなるため水素が透過す
ることはない。
【００１５】尚、ニオブは耐食性の点で必ずしも十分と
はいえないため、本例のように金属管に防食被覆８を施
したり、図６に示すように金属管を二重構造とし、外側
金属管１に耐食性の高いSUS316等を用い、内側金属管２
にニオブを用いることが好ましい。この防食被覆８の材
質は前記実施例１と同様のものを用いることができる。
はいえないため、本例のように金属管に防食被覆８を施
したり、図６に示すように金属管を二重構造とし、外側
金属管１に耐食性の高いSUS316等を用い、内側金属管２
にニオブを用いることが好ましい。この防食被覆８の材
質は前記実施例１と同様のものを用いることができる。
【００１６】（実施例５）今度は金属管内にガスを導入
し、水素を排出する構成とした具体例を図７に示す。こ
れは外径３．６ｍｍ，肉厚０．３ｍｍの外側金属管１
と、外径２．０ｍｍ，内径１．６ｍｍの内側金属管２を
用いたもので、内側金属管２の内部に光ファイバ素線４
が収納されている。ここで、内側金属管２の一端はＴ分
岐管10に接続されており、さらにＴ分岐管10の一方の分
岐端はガスボンベ11に接続され、他方は光ファイバ素線
４を引き出して密封されている。一方、外側金属管１の
他端（末端）は密封され、内側金属管２の他端は外側金
属管の内部にて開放した。
し、水素を排出する構成とした具体例を図７に示す。こ
れは外径３．６ｍｍ，肉厚０．３ｍｍの外側金属管１
と、外径２．０ｍｍ，内径１．６ｍｍの内側金属管２を
用いたもので、内側金属管２の内部に光ファイバ素線４
が収納されている。ここで、内側金属管２の一端はＴ分
岐管10に接続されており、さらにＴ分岐管10の一方の分
岐端はガスボンベ11に接続され、他方は光ファイバ素線
４を引き出して密封されている。一方、外側金属管１の
他端（末端）は密封され、内側金属管２の他端は外側金
属管の内部にて開放した。
【００１７】このような構成において、ガスボンベ11か
ら内側金属管内にガスを導入すると、ガスは内側金属管
２の他端から外側金属管１と内側金属管２との間を通っ
て外側金属管１の一端に戻りそこから排出されることに
なる。従って、金属管の腐食により水素が発生した場合
や水素濃度の高い環境下に布設されて場合でも、導入し
たガスと共に水素を外部に排出できるため光ファイバへ
の悪影響を防止することができる。
ら内側金属管内にガスを導入すると、ガスは内側金属管
２の他端から外側金属管１と内側金属管２との間を通っ
て外側金属管１の一端に戻りそこから排出されることに
なる。従って、金属管の腐食により水素が発生した場合
や水素濃度の高い環境下に布設されて場合でも、導入し
たガスと共に水素を外部に排出できるため光ファイバへ
の悪影響を防止することができる。
【００１８】金属管のサイズは光ファイバケーブルとし
ての強度など通常の設計条件の他、ガスの流通性を考慮
する必要があるが、内径１．６ｍｍの金属管に０．２５
ｍｍ径の光ファイバ素線を収納し、１０〜５０ｃｃ／分
のガス流量にて２ｋｍの通気が可能なことが確認でき
た。また、導入するガスはアルゴン，ヘリウム，空気な
ど光ファイバに悪影響を及ぼさないものなら何でもよい
が、ここでは窒素を用いた。
ての強度など通常の設計条件の他、ガスの流通性を考慮
する必要があるが、内径１．６ｍｍの金属管に０．２５
ｍｍ径の光ファイバ素線を収納し、１０〜５０ｃｃ／分
のガス流量にて２ｋｍの通気が可能なことが確認でき
た。また、導入するガスはアルゴン，ヘリウム，空気な
ど光ファイバに悪影響を及ぼさないものなら何でもよい
が、ここでは窒素を用いた。
【００１９】（実施例６）次に、撚り線構造の光ファイ
バケーブルにおいて、実施例５と同様に水素ガスを排出
する構成とした具体例を図８に示す。これは図９に示す
ように、２本のステンレス管12（外径２ｍｍ，内径１．
６ｍｍ，SUS304）とテンションメンバになる４本の金属
線13（外径２ｍｍ，亜鉛メッキ鋼線）とを撚り合わせた
もので、そのうち１本のステンレス管12に光ファイバ素
線４が収納されている。勿論、光ファイバ入り金属管が
複数あっても構わない。ここで、光ファイバ素線４を収
納したステンレス管12の一端は前記実施例５と同様にＴ
分岐管10を介してガスボンベ11に接続し、もう１本のス
テンレス管の一端を開放した。そして、これら両ステン
レス管の他端を、図10に示すように突き合わせ箇所にシ
ース14（内径２．１ｍｍ）を外嵌し、溶接して接続し
た。
バケーブルにおいて、実施例５と同様に水素ガスを排出
する構成とした具体例を図８に示す。これは図９に示す
ように、２本のステンレス管12（外径２ｍｍ，内径１．
６ｍｍ，SUS304）とテンションメンバになる４本の金属
線13（外径２ｍｍ，亜鉛メッキ鋼線）とを撚り合わせた
もので、そのうち１本のステンレス管12に光ファイバ素
線４が収納されている。勿論、光ファイバ入り金属管が
複数あっても構わない。ここで、光ファイバ素線４を収
納したステンレス管12の一端は前記実施例５と同様にＴ
分岐管10を介してガスボンベ11に接続し、もう１本のス
テンレス管の一端を開放した。そして、これら両ステン
レス管の他端を、図10に示すように突き合わせ箇所にシ
ース14（内径２．１ｍｍ）を外嵌し、溶接して接続し
た。
【００２０】このような構成で光ファイバの収納された
ステンレス管12にガスを導入すると、ガスは同金属管の
他端から光ファイバ素線４の内蔵されていないステンレ
ス管を通って戻り、その一端から排出されることにな
る。従って、本例でも導入したガスと共に水素を外部に
排出することで光ファイバへの悪影響を防止できるので
ある。本例では２本のステンレス管と４本の金属線を用
いたが、材質や本数は特に限定されるものではなく、光
ファイバの収納された金属管にガスを導入し、これを排
出できればよい。
ステンレス管12にガスを導入すると、ガスは同金属管の
他端から光ファイバ素線４の内蔵されていないステンレ
ス管を通って戻り、その一端から排出されることにな
る。従って、本例でも導入したガスと共に水素を外部に
排出することで光ファイバへの悪影響を防止できるので
ある。本例では２本のステンレス管と４本の金属線を用
いたが、材質や本数は特に限定されるものではなく、光
ファイバの収納された金属管にガスを導入し、これを排
出できればよい。
【００２１】（実施例７）さらに金属管入り光ファイバ
をテンションメンバと撚り合わせ、これを地熱井の温度
測定に用いた具体例を図11に示す。同図は地熱井測温シ
ステムの概略構成図で、深さ５０００ｍの地熱井に光フ
ァイバケーブル15を挿入した状態を示している。図示の
ように光ファイバ温度計測装置16に接続されたケーブル
15はケーブルリール17を介してシーブ18へ導かれ、ここ
から地熱井内に挿入される。地熱井内では熱水が沸き上
がっているが、ケーブル15の先端に１００ｋｇの重り19
を取り付け、この沸き上げ力に打ち勝ってケーブル15を
導入できるようにした。
をテンションメンバと撚り合わせ、これを地熱井の温度
測定に用いた具体例を図11に示す。同図は地熱井測温シ
ステムの概略構成図で、深さ５０００ｍの地熱井に光フ
ァイバケーブル15を挿入した状態を示している。図示の
ように光ファイバ温度計測装置16に接続されたケーブル
15はケーブルリール17を介してシーブ18へ導かれ、ここ
から地熱井内に挿入される。地熱井内では熱水が沸き上
がっているが、ケーブル15の先端に１００ｋｇの重り19
を取り付け、この沸き上げ力に打ち勝ってケーブル15を
導入できるようにした。
【００２２】ここで用いたケーブル15の断面を図12に示
す。図示のように光ファイバ素線４を収納した１本の金
属管20に、２本のパイプ状テンションメンバ21を撚り合
わせている。金属管20は内径１．６ｍｍのハステロイ製
で、テンションメンバ21は外径４ｍｍ，肉厚０．２５ｍ
ｍの同じくハステロイ製とした。また、テンションメン
バ21は内部に水などが浸入しないよう末端を密封した。
地熱水は高温で腐食性が高いことから、金属管・テンシ
ョンメンバ共にハステロイやインコロイなど耐食性の高
い金属が好ましい。
す。図示のように光ファイバ素線４を収納した１本の金
属管20に、２本のパイプ状テンションメンバ21を撚り合
わせている。金属管20は内径１．６ｍｍのハステロイ製
で、テンションメンバ21は外径４ｍｍ，肉厚０．２５ｍ
ｍの同じくハステロイ製とした。また、テンションメン
バ21は内部に水などが浸入しないよう末端を密封した。
地熱水は高温で腐食性が高いことから、金属管・テンシ
ョンメンバ共にハステロイやインコロイなど耐食性の高
い金属が好ましい。
【００２３】このようにテンションメンバ21を末端が密
封されたパイプ状としたことで内部に水が侵入しないた
め、線状のテンションメンバと比べて断面積が同じでも
単位長さにおける見掛け上の体積が大きく、地熱水の浮
力を効果的に得ることがきる。従って、ケーブルにかか
る張力を低減し、長尺のケーブルでも許容張力に対して
十分な余裕をもって使用することができる。
封されたパイプ状としたことで内部に水が侵入しないた
め、線状のテンションメンバと比べて断面積が同じでも
単位長さにおける見掛け上の体積が大きく、地熱水の浮
力を効果的に得ることがきる。従って、ケーブルにかか
る張力を低減し、長尺のケーブルでも許容張力に対して
十分な余裕をもって使用することができる。
【００２４】このようなシステムでケーブルが地熱井内
５０００ｍにまで挿入されたとき、シーブにかかる、即
ちシーブ箇所のケーブルにかかる張力と許容張力を調べ
た。また、比較のため図13に示す従来構造のケーブルで
も同様にこれらの張力を調べた。この比較例の金属管30
は実施例と同じもので、テンションメンバの金属線31は
外形２ｍｍのハステロイ製のものである。その結果を表
１に示す。
５０００ｍにまで挿入されたとき、シーブにかかる、即
ちシーブ箇所のケーブルにかかる張力と許容張力を調べ
た。また、比較のため図13に示す従来構造のケーブルで
も同様にこれらの張力を調べた。この比較例の金属管30
は実施例と同じもので、テンションメンバの金属線31は
外形２ｍｍのハステロイ製のものである。その結果を表
１に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】同表に示すように、実施例と比較例の許容
張力はそれ程変わらないのに対し、シーブにかかる張力
は浮力の効果により大きく異なるため、許容張力に対す
る安全率が高くなっていることが確認された。
張力はそれ程変わらないのに対し、シーブにかかる張力
は浮力の効果により大きく異なるため、許容張力に対す
る安全率が高くなっていることが確認された。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明ケーブルに
よれば機械的強度及び耐食性を具え、種々の環境下で直
接布設できる光ファイバケーブルを提供することができ
る。特に、金属管内へのガス導入により光ファイバに悪
影響を及ぼす水素ガスを排出できるため信頼性の高い測
定を行うことができる。さらに、光ファイバを収納した
金属管に撚り合わせるテンションメンバを末端が密封さ
れたパイプ状とすることで、地熱水の浮力を有効にいか
し、ケーブルにかかる張力を低減することができる。従
って、光ファイバ温度分布測定システムによる温度測定
などへの応用が期待される。
よれば機械的強度及び耐食性を具え、種々の環境下で直
接布設できる光ファイバケーブルを提供することができ
る。特に、金属管内へのガス導入により光ファイバに悪
影響を及ぼす水素ガスを排出できるため信頼性の高い測
定を行うことができる。さらに、光ファイバを収納した
金属管に撚り合わせるテンションメンバを末端が密封さ
れたパイプ状とすることで、地熱水の浮力を有効にいか
し、ケーブルにかかる張力を低減することができる。従
って、光ファイバ温度分布測定システムによる温度測定
などへの応用が期待される。
【図１】外側金属管と内側金属管の間に樹脂を充填した
本発明ケーブルの断面図である。
本発明ケーブルの断面図である。
【図２】内側金属管に防食被覆を施した本発明ケーブル
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図３】本発明ケーブルの末端を示す断面図である。
【図４】図３とは異なる本発明ケーブルの末端を示す断
面図である。
面図である。
【図５】低水素拡散性の金属管を用いた本発明ケーブル
の断面図である。
の断面図である。
【図６】外側金属管に耐食性金属を、内側金属管に低水
素拡散性の金属を用いた本発明ケーブルの説明図であ
る。
素拡散性の金属を用いた本発明ケーブルの説明図であ
る。
【図７】金属管内にガスを導入して水素を排出する本発
明ケーブルを示す説明図である。
明ケーブルを示す説明図である。
【図８】撚り線構造のケーブルにおいて、図７と同様に
水素を排出する本発明ケーブルの説明図である。
水素を排出する本発明ケーブルの説明図である。
【図９】図８のケーブル断面図である。
【図１０】図８のケーブルにおける末端接続部の構成を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図１１】本発明ケーブルを地熱井測温に用いた実施例
の説明図である。
の説明図である。
【図１２】図１１で用いたケーブルの断面図である。
【図１３】金属管入り光ファイバとテンションメンバを
撚り合わせた従来ケーブルを示す断面図である。
撚り合わせた従来ケーブルを示す断面図である。
【図１４】従来の金属管入り光ファイバの末端密封構造
を示す説明図である。
を示す説明図である。
１ 外側金属管 ２ 内側金属管 ３ ジェリ ４ 光
ファイバ素線 ５ 防食被覆 ６ 止水部 ７ 蓋 ８ 防食被覆 ９
金属管 10 Ｔ分岐管 11 ガスボンベ 12 ステンレス管 13
金属線 14 シース 15 光ファイバケーブル 16 光ファイバ
温度計測装置 17 ケーブルリール 18 シーブ 19 重り 20 金属
管 21 テンションメンバ 30 金属管 31 金属線 34
光ファイバ素線 41 外側金属管 42 内側金属管 44 光ファイバ素線
46 止水部
ファイバ素線 ５ 防食被覆 ６ 止水部 ７ 蓋 ８ 防食被覆 ９
金属管 10 Ｔ分岐管 11 ガスボンベ 12 ステンレス管 13
金属線 14 シース 15 光ファイバケーブル 16 光ファイバ
温度計測装置 17 ケーブルリール 18 シーブ 19 重り 20 金属
管 21 テンションメンバ 30 金属管 31 金属線 34
光ファイバ素線 41 外側金属管 42 内側金属管 44 光ファイバ素線
46 止水部
フロントページの続き (72)発明者 山口 正義 大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友 電気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 北古賀 功 福岡市中央区渡辺通二丁目１番82号 九 州電力株式会社内 (72)発明者 安賀 弘一 福岡市中央区渡辺通二丁目１番82号 九 州電力株式会社内 (72)発明者 緒方 康弘 福岡市中央区渡辺通二丁目１番82号 九 州電力株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−24510（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−59169（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02B 6/44 G01K 11/12
Claims (5)
- 【請求項１】 二重構造の金属管の中に光ファイバを収
納した光ファイバケーブルであって、内側金属管に防食
被覆を施したことを特徴とする光ファイバケーブル。 - 【請求項２】 金属管の中に光ファイバを収納した光フ
ァイバケーブルであって、金属管材料としてニオブ等の
水素拡散性の少ない金属を用いたことを特徴とする光フ
ァイバケーブル。 - 【請求項３】 二重構造の金属管の中に光ファイバを収
納した光ファイバケーブルであって、内側金属管材料と
してニオブ等の水素拡散性の少ない金属を用い、外側金
属管材料としてステンレス，ハステロイ，インコロイ，
インコネル，チタン等の耐食性金属を用いたことを特徴
とする光ファイバケーブル。 - 【請求項４】 複数の金属管を撚り合わせに含む光ファ
イバケーブルであって、該金属管の少なくとも１本に光
ファイバを収納し、この金属管の一端から内部にガスを
導入して、他の１本の金属管の一端からガスを排出でき
るよう、２本の金属管の他端を接続したことを特徴とす
る光ファイバケーブル。 - 【請求項５】 光ファイバを収納した金属管とテンショ
ンメンバとを撚り合わせに含む光ファイバケーブルにお
いて、前記テンションメンバをパイプ状にし、かつその
末端を密封したことを特徴とする光ファイバケーブル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6026264A JP2992191B2 (ja) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | 光ファイバケーブル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6026264A JP2992191B2 (ja) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | 光ファイバケーブル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07218780A JPH07218780A (ja) | 1995-08-18 |
| JP2992191B2 true JP2992191B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=12188413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6026264A Expired - Fee Related JP2992191B2 (ja) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | 光ファイバケーブル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2992191B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE60040568D1 (de) * | 1999-08-26 | 2008-11-27 | Weatherford Lamb | Schutzvorrichtung für faseroptisches Übertragungskabel |
| GB2424962B (en) * | 2005-04-05 | 2007-10-17 | Sensor Highway Ltd | Aparatus and method for preventing unwanted exposure of a device to an undesirable substance |
| JP6512358B1 (ja) * | 2018-10-16 | 2019-05-15 | 山里産業株式会社 | 温度測定装置および温度測定装置の製造方法 |
| JP7364960B2 (ja) * | 2020-03-10 | 2023-10-19 | 富士通株式会社 | 光ファイバ装置、温度測定システム、および光ファイバ装置の製造方法 |
-
1994
- 1994-01-28 JP JP6026264A patent/JP2992191B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07218780A (ja) | 1995-08-18 |
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