JP4160529B2 - 光ファイバの処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、伝送損失の抑制に適する光ファイバの処理装置に関する。

一般に、光ファイバは、例えば、ガラス母材を２０００℃の高温で溶融しながら引き伸ばし、引き伸ばされたファイバ芯線は冷却筒などの冷却装置内で急速に冷却された後、コーテング用樹脂でコーテングされ巻き取られる。これら一連の工程において、溶融されたファイバ芯線が急速に冷却される時にＮＢＯＨＣ（非架橋酸素中心Ｓｉ−Ｏ）が生成されることが知られている。

光ファイバ中に残存するＮＢＯＨＣは、製造工程中に空気中の水素や、被覆されたコーテング用樹脂から発生する水素と結合し、Ｓｉ−ＯＨとなる。前記水酸基（−ＯＨ）が生成されると、例えば、光通信波長帯域となる１．３８μｍ帯の光損失が増大し、光ファイバの伝送特性が悪化してしまう。

この伝送特性の悪化を改善するために、例えば、光ファイバを重水素含有ガスに曝す手段が既に公知となっている。

この公知手段は、ガラス中のＮＢＯＨＣと重水素（Ｄ２）とを反応させることで水酸基（−ＯＨ）にかえて重水酸基（−ＯＤ）とするものである。この重水酸基の光吸収帯域は１．８７μｍにあるため、これにより、１．３μｍ帯となる光通信波長帯以外に移動させることが可能となり、光通信波長帯域の伝送損失に何等影響が起きないようにしたものであるが、重水素含有ガスに曝す時間が日単位、あるいは、週単位と長時間にわたるため、作業能率の面で望しくなかった。

このために、曝す時間が短時間で完了することができるように、重水素含有ガスが充填される反応容器を減圧室とする一方、高価な重水素を使い捨てとすることなく再使用するための貯蔵容器とを用いた手段が既に出願済みとなっている。
特願２００３−４２４６３２号公報

減圧室となる反応容器と貯蔵容器とを用いる手段において、貯蔵容器は、反応容器内にセットされたセット完了時の光ファイバに対して重水素含有ガスを前記反応容器内へ供給するための供給容器となるため、反応容器と貯蔵容器は１対１のペアの関係にある。このために、光ファイバを並列に複数同時処理するには光ファイバをセットするための複数の反応容器と、その反応容器と同じ数の貯蔵容器が必要となるため、広い設置スペースの確保と多大な設備コストがかかる等の問題をかかえるようになる。

この場合、貯蔵容器の大型化あるいは高圧化を図ることで、１つの貯蔵容器によって複数の反応容器に対応できるようにする手段も考えられるが、大型化すると貯蔵容器のコストアップにつながる。また、高圧化すると真空ポンプに大きな背圧がかかり、反応容器を十分な真空状態にできないという問題があった。

そこで、本発明は１つの貯蔵容器で複数の反応容器に対応できるようにした光ファイバの処理装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明にあっては、光ファイバの出し入れが可能で、重水素含有ガスが充填された複数の反応容器と、１つの貯蔵容器と、前記反応容器内の重水素含有ガスを、少なくとも反応容器から貯蔵容器へ、貯蔵容器から反応容器へそれぞれ送り出すための吸引ポンプとを有し、
前記複数の反応容器は、制御部によって必ず１つの反応容器が反応停止中となっている時、残りの反応容器が反応中となるよう順次プログラム制御される一方、前記貯蔵容器を、反応停止中となっている前記反応容器内の重水素含有ガスを一時的に退避させる退避容器として使用することを特徴とする。

本発明の処理装置によれば、重水素含有ガスが充填された複数の反応容器によって並列に光ファイバの反応処理を同時に行なうことができる。この反応中において、複数の反応容器の内、１つが反応停止中となった時に、その反応容器内の重水素含有ガスを前記貯蔵容器内へ一時的に退避させることができる。この結果、反応容器に対するガスの入れ替え作業を始めとして光ファイバの交換作業を支障なく行うことができる。以下、この動作は、別の反応容器の１つが反応停止中となった時に貯蔵容器を退避容器として使用可能となるため、複数の反応容器に対して貯蔵容器は１つで済むようになる。

また、常時は空の待機状態にある貯蔵容器に、新しい重水素含有ガスを充填しておき、繰返し使用して劣化した反応容器内の重水素含有ガスを、例えば、大気中へ排出することで、貯蔵容器内の新しい重水素含有ガスとの交換が容易に行えるようになる。

前記貯蔵容器を、各反応容器の容積と同じ容積に設定することに加えて、常時は真空から大気圧の状態とすることで、大型化、及び耐圧性を備えた貯蔵容器にしなくて済むと共に、各反応容器内の重水素含有ガスの一時的な退避容器としてだけでなく新しい重水素含有ガス交換時の供給容器としての使用が可能となる。

以下、図１乃至図９の図面を参照しながらこの発明の実施の形態について具体的に説明する。

図１は本発明にかかる光ファイバの処理装置の一例を示す全体の概要説明図を示している。

光ファイバの処理装置１は、例えば、第１、第２、第３の反応容器３ａ，３ｂ，３ｃと、１つの貯蔵容器５と、１つの吸引ポンプ７と、回路部９とで構成されている。

第１、第２、第３の反応容器３ａ，３ｂ，３ｃは、重水素含有ガスがそれぞれ充填される一方、前記回路部９へ続く接続回路１１と開閉弁３ａ−１，３ｂ−２，３ｃ−３を介して並列に複数接続されたレイアウト構造となっている。

第１、第２、第３の反応容器３ａ，３ｂ，３ｃの内部は、巻取りドラム１３によって巻取られた光ファイバ１５を出し入れ口（図示していない）から挿入セット可能な減圧室となっていて、所定の耐圧性と密閉性とを備えている。一方、制御部１７によって必ず１つの反応容器が反応停止中となっている時、残りの反応容器が反応中となるよう順次プログラム制御されるようになっている。

なお、反応停止中の反応容器に対しては重水素含有ガスの回収、供給作業を始め、光ファイバ１５の交換作業等の段替え作業が行われるようになっている。

図２に各反応容器の反応中と反応停止中の動作図を示す。即ち、各反応容器３ａ，３ｂ，３ｃの反応運転時間が例えば、７時間であると仮定すると、開始から反応停止となるまでは必ず７時後となるから、例えば、第１の反応容器３ａの反応停止中となった時、第２、第３の反応容器３ｂ，３ｃがそれぞれ反応中となるようタイムラグを有するようプログラム制御とすることで、その間に反応停止中となっている反応容器３ａに対する段替え作業を支障なく終了させることが可能となる。この場合、段替え作業に要する作業時間等を考慮したプログラムとすることが望ましい。以下、第２の反応容器３ｂが反応停止中となった時は、第１、第３の反応容器３ａ，３ｃが反応中となるようタイムチャートにならって順次プログラム制御することが可能となる。

貯蔵容器５は、ガス導入用開閉弁１９を介して重水素含有ガスを充填する充填用のガスボンベ２１と接続し、容積は前記各反応容器３ａ，３ｂ，３ｃの容積と同一に設定されている。

貯蔵容器５は、常時は真空から大気圧となる空の待機状態にあって、各反応容器３ａ，３ｂ，３ｃのいずれか１つが反応作業運転終了となった時、その反応容器内の重水素含有ガスを一時的に退避させる退避容器として使用されるようになっている。

また、各反応容器３ａ，３ｂ，３ｃ内の重水素含有ガスは繰返し使用されることで劣化するようになるが、劣化した反応容器内の重水素含有ガスを大気中へ排出した後、前記ガス導入用開閉弁１９を開とし、重水素含有ガスを貯蔵容器５内へ充填することで、その貯蔵容器５内の新しい重水素含有ガスを前記空となった反応容器内へ送り込むことが可能となり、重水素含有ガス交換時の供給容器としての使用が可能となっている。

なお、重水素含有ガスは、重水素ガスを含有する混合ガスであってもよく、あるいは、重水素ガス単独であってもよい。

吸引ポンプ７は、取入口２３及び吐出口２５とを有するスクロール式あるいはダイアクラム式となっていて、取入口２３から取入れられ、吐出口２５から吐出される一方向に流れるタイプとなっている。

回路部９は、第１から第６開閉弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６を有し、第５、第６開閉弁Ｖ６は、大気開放用弁となっていて、前記制御部１７によってコントロール制御されるようになっている。

ここで、第１、第２、第３の反応容器３ａ，３ｂ，３ｃの内、代表例として第１の反応容器３ａと回路部９との関係について説明する。

図３に示すように第１の反応容器３ａが反応作業終了となった後、その第１の反応容器３ａの開閉弁３ａ−１を開としておき、複数ある開閉弁の内、第１、第３開閉弁Ｖ１，Ｖ６を開とする第１の開閉弁操作の時、第１の反応容器３ａから貯蔵容器５へ向かう第１流路Ｌ−１が確保され、図４に示すように待機状態にある貯蔵容器５内へ重水素含有ガスが送り込まれる。また、図５に示すように第６開閉弁Ｖ６を開とする第２の開閉弁操作の時、大気が第１の反応容器３へ向かう第２流路Ｌ−２が確保され、図６に示すように大気圧となった反応容器３ａに対して光ファイバ１５の交換作業が可能となる。

また、図７に示すように第１、第５開閉弁Ｖ１、Ｖ５を開とする第３の開閉弁操作の時、第１の反応容器３ａ内の空気が吸引され真空引きされる第３流路Ｌ−３が確保されるようになっている。また、図８に示すように真空引き完了後、図９に示すように第２、第４開閉弁Ｖ２、Ｖ４を開とする第４の開閉操作の時、貯蔵容器５から第１の反応容器３ａへ向かう第４流路Ｌ−４が確保され、貯蔵容器５内の重水素含有ガスが第１の反応容器３ａ内へ戻るようになる。

なお、第２、第３の反応容器３ｂ，３ｃについても同様で、第２の反応容器３ｂの開閉弁３ｂ−２を開としておき、第１〜第５開閉弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５の開閉制御を前記と同様に行なうことで、第２の反応容器３ｂの第１〜第４の開閉弁操作が行なえるようになる。以下、第３の反応容器３ｃについても同様である。

このように構成された処理装置１によれば、第１、第２、第３の反応容器３ａ，３ｂ，３ｃによって光ファイバ１５を重水素含有ガスの雰囲気内に曝す作業が並列に行なえるようになる。この時、複数の反応容器３ａ，３ｂ，３ｃの内、例えば、第１の反応容器３ａが反応停止になると、第２、第３の反応容器３ｂ，３ｃは反応中の状態におかれるようになるから、第１の反応容器３ａ内の重水素含有ガスを、空の待機状態にある前記貯蔵容器５内へ一時的に退避させる。

これにより、反応停止中の第１の反応容器３ａに対して重水素含有ガスの入れ替え作業や光ファイバ１５の交換作業等の段替え作業が容易に行なえるようになる。

一方、光ファイバ１５等を含む段替え作業完了後、貯蔵容器５内の重水素含有ガスを第１の反応容器５内へ戻すことで、重水素含有ガスによる光ファイバ１５の反応作業に入れるようになる。

以下、第２、第３の反応容器３ｂ，３ｃについても同様となり、複数の反応容器３ａ，３ｂ，３ｃに対して貯蔵容器５は１つで済むようになる。

また、常時は空の待機状態にある貯蔵容器５に対して、新しい重水素含有ガスを充填しておき、繰返し使用して劣化した反応容器内の重水素含有ガスを、大気中に排出することで、新しい重水素含有ガスの交換が容易に行なえるようになる。

本発明にかかる光ファイバの処理装置全体の概要説明図。 第１、第２、第３の反応容器の作業状態を示すタイムチャート。 第１の反応容器における第１の開閉弁操作時の動作説明図。 貯蔵容器内に重水素含有ガスが戻った状態の動作説明図。 第１の反応容器における第２の開閉弁操作時の動作説明図。 第１の反応容器に対して光ファイバを出し入れする動作説明図。 第１の反応容器における第３の開閉弁操作時の動作説明図。 第１の反応容器の減圧が完了した状態の動作説明図。 第１の反応容器における第４の開閉弁操作時の動作説明図。

符号の説明

３ａ，３ｂ，３ｃ…第１、第２、第３の反応容器
５…貯蔵容器
７…吸引ポンプ
９…回路部
１１…接続回路
１５…光ファイバ
１７…制御部
３ａ−１，３ｂ−２，３ｃ−３…開閉弁
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６…第１〜第６開閉弁

Claims (3)

1. 光ファイバの出し入れが可能で、重水素含有ガスが充填された複数の反応容器と、１つの貯蔵容器と、前記反応容器内の重水素含有ガスを、少なくとも反応容器から貯蔵容器へ、貯蔵容器から反応容器へそれぞれ送り出すための吸引ポンプとを有し、
   前記複数の反応容器は、制御部によって必ず１つの反応容器が反応停止中となっている時、残りの反応容器が反応中となるよう順次プログラム制御される一方、前記貯蔵容器を、反応停止中となっている前記反応容器内の重水素含有ガスを一時的に退避させる退避容器として使用することを特徴とする光ファイバの処理装置。
2. 前記貯蔵容器は、反応容器の容積と同じ容積に設定されていることを特徴とする請求項１記載の光ファイバの処理装置。
3. 前記貯蔵容器は、常時は真空から大気圧の状態に設定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバの処理装置。

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