JPH02500908A - 光学繊維を冷却する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 光学１１１Ｍを冷却する方法及び装置 本発明は、光学繊維を加熱されたガラスブランクから延伸している時に光学繊維 を冷却する方法において、延伸される繊維が冷却空間を通過され、且つ気体冷却 媒体が冷却空間を通る繊維の周りで繊維の軸線方向へ供給される方法にＩｌｌす る。

光学！１雑の製作において、ガラスブランク（予備成形物）から延伸される繊維 は、繊維の表面を保護するように且つ繊維の強度を増すように、加熱装置の後で 一次被膜を塗布されねばならない。高温の繊維を塗布に先立って適当な温度まで 冷却するために、繊維は冷却′＠置を通過され、そこで繊維は冷却媒体と熱伝達 接触状態にされる。

米国特許明ｉｔ書４，３８８．０９３は液体冷却媒体で満たされた冷却容器に繊 維を通ずことによって繊維を冷却することを提案している。しかしながら、冷却 液体は現代の繊維延伸加工において目指す高延伸速度において相当なシール問題 を生じる。

スウェーデン特許明細１１４３３．６０５の教示によれば、気体冷却媒体、好ま しくは乾いた窒素気体が多孔質材料の管状壁を通して繊維の方へ吹込まれる冷却 装置にｌ１ＩＩ１１を通すことによって繊維は冷却される。このようにして、冷 却気体は均等に分配され且つ繊維は不利益な横方向力の作用に露呈されない。し かしながら、この種の冷却構造の使用は、熱伝達の観点から好ましいとされる冷 却媒体を繊維の移動方向に対向して冷却空間を軸線方向へ循環させることを困難 にする。

Ｃ，Ｊｏｃｈｅｍ及び１．　Ｖａｎ　ｄｅｒ　Ｌｉｇｔの論文１高延伸速度にお ける光学繊維の冷却及び泡なし塗布方法」、エレクトロニクス・レター、１９８ ５年８月２９日、２１巻、１８号、７８６真において、冷却管によって形成され る冷却空間を軸線方向へ循環されるヘリウム気体で満たされた水冷却される冷却 管に繊維を通すことによって繊維を冷却することが提案されている。ヘリウム気 体は良好な熱伝達率を有し、それは繊維が高繊維延伸速度においてさえ充分に冷 却されることを保！；ｉｌ′Ｔｊる。しかしながら、欠点は大量の高価なヘリウ ム気体を繊維を冷却するために必要とすることである。

本発明の目的は、上述した欠点を回避し且つ高い冷却効率を比較的少ない冷却媒 体の流れで達成し得る光学繊維冷却方法を提供することである。この目的は、冷 却気体を冷却空間中の少なくとも１つの点においてＩｍの周りで乱流状態で流す ことを特徴とする本発明による方法によって達成される。

本発明は、冷却媒体の乱流が冷却されるＩｉ雑の周りで起こる冷却媒体の層流を 粉砕し、その結果冷ＴＪ＋媒体と繊維の表面との間の熱伝達接触が改善される考 えに基づく。

加えて、そのために設けられた絞り点を通る冷却媒体の流れは圧力損失を生じ、 それにより冷却空間は媒体が加圧される隔室に分割され、それが熱伝達を改善す る。このようにして、本発明は、冷却媒体の軸線方向流れが繊維の周りで不利益 な層流を生ずることなく、冷却媒体のより少ない消！Ｉｍで高い冷却効率を得る 。

また、本発明は本発明による方法を行う冷却装置に関係する。装置は、管状冷却 空間を画成する冷却管と、繊維を冷却空間に軸線方向へ通す入口及び出口と、気 体冷却媒体を冷却空間に軸線方向へ供給するｉｉとを具備する。冷却装置は、冷 却空間が繊維入口及び繊維出口の間に配置された少なくとも１つの仕切壁を備え 、仕切壁がｓＩＮ及び冷却気体が通過する共通の開口を備え、該開口が冷却気体 をそれを通して乱流状態で流すような寸法を有することを特徴とする。

本発明に従えば、絞り点を形動する仕切壁が冷却される繊維及び気体冷却媒体を 通す中央開口を備えるリング形状の板によって形成され得るので、乱流を生じる ために冷却管に付加される装置は構造が非常にｆａ単である。

冷却空間中の仕切壁及びそれらの相互間隔は、乱流点が冷却段階中に繊維の周り で不利益な層流の形成を阻止するようにそれぞれの特別の場合の要件に従って選 択される。

冷却管がジャケットによって取囲まれてジャケット及び冷却管の間に冷却水空間 を画成する冷却装置では、すング形状の仕切板が！ＩＩ！及び気体に共通の開口 のみならず、仕切板によって分割された隔室の間に冷却気体用の多数の流通穴を 具備することは好ましい。この種の流通穴は冷却水空間によって冷却される仕切 板及び気体媒体の間に一層多くの接触領域を形成し、それはｌ！［の冷却を更に 改善する。

本発明による冷却装置で行ったＫｌは、本発明による装置の気体消費量が同じ冷 却効率において仕切板をもたない冷却管の気体消費量の１７１５にすぎないこと を示している。

以下で本発明を添付図面を参照して一層詳細に説明する。図面において、 第１図は光学ｇｅｔの延伸段階の概略図であり、第２図は本発明による冷却装置 の作動原理の概略図であり、そして 第３図は冷却装置の仕切板の詳細な軸線方向断面図である。

図面の第１図において、参照数字１はガラスブランクを示し、該ガラスブランク は炉２中で加熱され且つ炉から延伸装Ｈ４によって連続的に延伸されるｍ維３を 形成する。参照数字５はｍ雑の直径を測定するための装置を示す。炉の後で、繊 維は冷却装置１６を通過して一次層のための塗布装置７中へ入り且つ更に硬化ユ ニット８中へ入る。

冷却装Ｈ６は冷却されるＩｌｌが通過する冷却空間１０を画成する金属冷却管９ を備える。繊維のための入口１１及び出口が冷却管の頂部及び底部にそれぞれ設 けられる。入口１１及び出口１２はシール１１ａ及び１２ａによってシールされ る。ヘリウムのような冷却気体のための入口１３が冷却管の底部に且つ出口１４ が頂部に設けられる。冷却管はジャケット１５によって取囲まれ、それにより冷 却水空間１６がジャケット及び管の間に画成される。水入口は参照数７１７によ って示され且つ水出口は参照数字１８によって示される。

互いに軸線方向に離間した多数の横方向リング形状の仕切板１９が冷却管内に取 付けられる。各仕切板は中央開口２０と多数の平行な流通穴２１とを具備する。

仕切板の開口は互いに且つ繊維のための入口及び出口と同心状に配置される。

冷却気体Ａは冷却空間１０中を上方へ流れ、冷却されるｔａ維はそれを高速度で 通過する。仕切板の開口２０は、第３図で冷却気体が仕切板によって分離された 隔室２２から次の隔室２３まで開口を通して乱流状態で流れるような寸法にされ ている。冷却気体の乱流Ｂは別の方法では繊維の周りに形成される傾向がある層 流の冷却気体流を効果的に粉砕する。これは少ない冷却気体の流れによってさえ 冷却気体及び繊維の間の熱の伝達を改善し、従って気体の消費量を減少する。冷 却気体の一部は仕切板の流通穴２１を流通し、それは気体及び冷却水空間の悶の 接触領域を増加する。

仕切板は冷却気体流に圧力損失を生じ、それは冷却気体の入口及び出口の間の圧 力差を増加させるので、冷却管中に含まれた冷却気体の熱伝達能力は改善される 。

図面及びそれに関する説明は本発明の考えを例示するためのものにすぎない。そ の細部において、本発明による方法及び装置は請求の範囲の範囲内で変更し得る 。それ故、冷却装置は図面に概略的にのみ示される。もし例えば大気中へ放出さ れ得る冷却気体が使用されるならば、シール１１ａ及び出口１４は省略されるこ とができ、それにより冷却気体はＩＩＩ入口１１を通して周囲空間中へ排出され る。

ＦＩＧ、３ 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．光学繊維が加熱されたガラスブランク（１）から延伸されている時に光学繊 維（３）を冷却する方法において、 延伸される繊維が冷却空間（１０）を通過され、且つ気体冷却媒体（Ａ）が冷却 空間を通る繊維の周りで繊維の軸線方向へ供給され、冷却気体（Ａ）が冷却空間 （１０）中で少なくとも１つの点において繊維（８３）の周りに乱流（Ｂ）を生 じることを特徴とする方法。 ２．冷却（Ａ）気体が冷却空間（１０）中で流れ絞り点（２０）を通過され、繊 維（３）が同じ点を通つて移動することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の 方法。 ３．冷却気体（Ａ）が繊維（３）の移動方法と反対の方向へ冷却空間（１０）を 通過されることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の方法。 ４．繊維へ一次被膜を塗布するに先立つて加熱さ札たガラスブランク（１）から 延伸される光学繊維（３）を冷却する装置であつて、 管状冷却空間（１０）と繊維を冷却空間に軸線方向へ通すための入口（１１）及 び出口（１２）とを画成する冷却管（９）と、 気体冷却媒体（Ａ）を冷却空間に軸線方向へ供給する装置（１１，１３，１４） とを具備し、冷却空間（１０）が繊維（３）の入口（１１）及び出口（１２）の 間に配置された少なくとも１つの仕切壁（１９）を具備し、仕切壁が繊維及ひ冷 却気体を通過させるための共通の開口（２０）を具備し、それにより開口の寸法 が冷却気体をそれらの間に乱流（Ｂ）で流すようになつていることを特徴とする 装置。 ５．冷却空間（１０）が互いに軸線方向に離間した数個の仕切壁（１９）を具備 し、各仕切壁（１９）が他の開口と及び繊維の入口及び出口（１１，１２）と同 心状に配置された分離した開口（２０）を具備することを特徴とする請求の範囲 第４項に記載の装置。 ６．ジヤケツト（１５）によつて取囲まれてジヤケツト及び冷却管の間に冷却水 空間（１６）を画成する冷却管（９）を具備し、仕切壁（１９）が冷却管へ取付 けられ且つ冷却空間（１０）を分離した隔室（２２，２３）に分割するリング形 状の仕切板によつて形成されることを特徴とする請求の範囲第４項又は第５項に 記載の装置。 ７．繊維のための開口（２０）に加えて、リング形状の仕切板が隔室（２２，２ ３）の間に冷却気体（Ａ）のための多数の流通穴（２１）を具備することを特徴 とする請求の範囲第６項に記載の装置。 ８．冷却気体（Ａ）のための入口及び出口（１３，１４）が冷却気体を繊維（３ ）の移動方向に対向して開口（２０）を通して流すように配置されることを特徴 とする請求の範囲第４項又は第５項に記載の装置。９．繊維の入口（１１）が冷 却気体（Ａ）のための出口として作用することを特徴とする請求の範囲第４項又 は第５項に記載の装置。