JPH03153541A - 光ファイバの冷却装置及び冷却方法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、線引されたファイバをａｍコーティング前に
冷却する製電及び冷却方法に関する。

〈従来の技術〉 光ファイバを製造する基本的な装置を第４図に示す。同
図に示される装置では、光ファイバ用母材（プリフォー
ム）１を線引炉２で加熱溶融して光ファイバ９とした後
、この光ファイバ９に樹脂塗布装置５で例えばシリコン
樹脂などを樹脂被覆し、さらに、樹脂硬化炉６で樹脂を
硬化させている。そして、ガイドローラ７で転向させて
、被覆光ファイバ１゜として巻取機８で巻き取っている
。なお、第４図中３は外径測定器である。

しかし、第４図に示す装置では、線引きされた直後の７
Ｘ渇の光ファイバ９にそのまま樹脂をコーティングする
ため、光ファイバ９の表面温度が被覆樹脂層に悪影響を
与えて被覆外径の減少や外径異常を起こすおそれがある
。

このため、第５図に示すように線引炉２と樹脂塗布装置
５との間に冷却装置４を配置して、樹脂塗布の際の光フ
ァイバ９の温度を一定にすることが行なわれろ。

ここで使用されろ冷却装置としては、例えば線引直後の
高温の光ファイバ９を円筒に押通し、この円筒内に冷却
ガスを吹き込み、この冷却ガスを光ファイバ９に接触さ
せろことにより冷却する方法（特公昭５９−７６５５号
公報）、或いは適当な冷却液、例えばグリコールエーテ
ル、グリコールアセテート等を溜めた貯溜器を通過させ
て冷却する方法（米国特許第４５１４２０５号、欧州特
許第００７９１８６Ｂ１号）などがあるが、−船釣には
第６図に示される冷却装置が用いられている。

即ち、第６図に示される冷却装置４は２重筒構造をなす
ものであゆ、内筒４ａ内には光ファイバ９が押通されろ
と共に冷却ガス１１が吹き込まれろ一方、その外側の外
筒４ｂ内には冷却水１２が流入するようになっている。

また従来、線引きされた光ファイバ９の外径を一定とす
るために、まず外径測定器３によって光ファイバ９の外
径を常時測定し、該測定値に基づいて巻取機８の巻取速
度、即ち光ファイバ９の線速度を変化させるというフィ
ードバック制御がなされていた。

従って乙のように時々刻々光ファイバ９の線速が変化す
る場合では、冷却袋Ｗ４の冷却能力を一定としてしまう
と、当然ながら冷却後の光ファイバ９の温度を常に一定
とすることは極めて困難である。

このため、特公昭５９−７６５５号に示された方法では
、冷却袋Ｎ４に供給されろ冷却ガス１１の流量または温
度を、光ファイバ９の線速等に応じて随時変化させ、以
て線引きされた光ファイバ９の温度を一定とするような
方策がとられていた。

〈発明が解決しようとする課題〉 線引きされた光ファイバ９の線速が時々刻刻変化する状
態では、冷却装置４に供給されろ冷却がス１１の温度ま
たは流量を、線速の変化に応じて随時変えることにより
該光ファイバ９の温度を略一定とする方法が考えられて
いる。

しかしながら、冷却装置４に供給する冷却ガス１１の温
度を、光ファイバ９の線速変化に伴い即応的に変えるこ
とは極めて困難であり、どうしても該温度ｖｉｉｍに遅
れが生じ易い。

また、冷却ガス１１の流量を変えろ場合でも、特に該冷
却ガス１１の流量を小さくした際に外気が混入し易くな
って、好適な冷却ガス雰囲気が形成されなくなり、いず
れにしても冷却後の光ファイバ９の温度を一定に保ち難
いという大きな問題があった。

〈課題を解決するための手段〉 本発明による光ファイバの冷却装置は、光ファイバ用母
材を加熱・溶融しつつ線引きする線引炉と綿引きされた
光ファイバに樹脂を塗布する樹脂塗布装置との間に設け
られて前記光ファイバを強制的に冷却する光ファイバの
冷却装置において、熱伝導率の異なる少なくとも２種類
の冷却用ガスを自在に混合して前記光ファイバの周囲に
送給し得る冷却用ガス供給手段を備えたことを特徴とす
るものである。

また本発明による光ファイバの冷却方法は、光ファイバ
用母材を加熱・溶融しつつ線引きする線引炉と線引きさ
れた光ファイバに樹脂を塗布する樹脂塗布装置との間に
設けられた冷却装置により前記光ファイバを強制的に冷
却する光ファイバの冷却方法において、熱伝導率の異な
る少なくとも２種類の冷却用ガスを混合して前記光ファ
イバの周囲に送給すると共に冷却後の前記光ファイバの
温度を常に一定とするように前記光ファイバの線速に応
じ前記冷却用ガスの混合比を変えることを特徴とするも
のである。

〈作　　　用〉 線引炉において光ファイバ用母材より線引きされた光フ
ァイバは、樹脂塗布装置との間に設けられた冷却装置内
に押通され、ここで冷却用ガス供給手段より送られた熱
伝導率の異なる少なくとも２種類の冷却用ガスの混合ガ
スによって冷却される。しかも、この混合ガスの混合比
は、冷却後の光ファイバの温度を常に一定とするように
該光ファイバの線速に応じて調整されろ。

く実　施　例〉 以下、本発明による光ファイバの冷却装置及び冷却方法
の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。またここ
で、従来の技術と同一の部材には同一の符号を付して表
示してある。

この一実施例を第１図に表したように、締引きされて形
成された光ファイバ９は、冷却装ｗ４の内筒４ａ内に押
通される。内筒４ａの外周には外筒４ｂが囲繞しており
、これら内筒４ａと外筒４ｂとの間に形成された冷却流
路内には、冷却水１２が絶えず貫流して内１９４ａ内の
雰囲気を冷却できるようになっている。

内筒４ａには、該内筒４ａ内に冷却用ガス１１を導入す
るための導入ｗ１３が連結されている。導入管１３は、
冷却用ガス１１の流れ方向上流側において複数本（本実
施例では３本のｈ図示）の分岐管１４に分岐している。

これら分岐管１４の夫々の上流側端部には、図示しない
冷却用ガス供給源が個々に設けられている。また夫々の
分岐管１４の途中には、各々の冷却用ガス供給源からの
ガス流量を調整するための流量間ＷＩＷｊ１５が設けら
れている。

そして個々の冷却用ガス供給源からは、夫々異なる熱伝
導率を有する冷却用ガスが供給されろ。例えば本実施例
では、熱伝導率が夫々札〉λ６〉・・・〉λ８と異なる
冷却用ガスＡ、Ｂ。

・・Ｘ、が、分岐管１４を経て送給され、且つ導入管１
３内で合流混合して冷却装置４の内管４ａ内に供給され
ろ。しかもこれら冷却用ガスＡ、Ｂ、・・・Ｘの混合比
は、光ファイバ９の線速に応じて夫々の流量間ｌｌ器１
５を作動させろことにより変更される。このため、夫々
の流量ｒＡ！ｉ器１５は、巻取機８に設けられた図示し
ない線速測定藷と、制御装置１６を介して結ばれている
。

ここで、該制御装［１６は、冷却後の光ファイバ９の温
度を一定に保つために以下のように作用するものである
。つまり、光ファイバ９の線速が大きくなった場合には
、該光ファイバ９より比較的速く熱を奪わねばならぬか
ら、熱伝導率の大きい冷却用ガス（例えばＡ）の流量比
を大きくすると共に、熱伝導率の小さい冷却用ガス（例
えばＸ）の流量比を小さくし、全体として熱伝導率の比
較的太きい混合ガスを冷却用ガス１１として内筒４＆内
に送給し冷却効率を上げる。また逆に光ファイバ９の線
速が小さくなった場合には、該光ファイバ９より比較的
緩慢に熱を奪えばよいから、熱伝導率の小さい冷却用ガ
ス（例えばＸ）の流量比を大きくすると共に、熱伝導率
の大きい冷却用ガス（例えばＡ）の流量比を小さくし、
全体として熱伝導率の比較的小さい混合ガスを冷却用ガ
スとして内筒４ａ内に送給し冷却効率を下げる この結果、冷却後の光ファイバ９の温度は、該光ファイ
バ９の線速によらず一定に保つことができると共に、供
給する冷却用がス１１の流量を常に十分な一定量に保つ
ことができるので、従来の如く冷却効率を調整するため
にガス供給量を極めて小さ（咬口、このため内筒４ａ内
への外気の混入を招いて好適な冷却ガス雰囲気を形成し
得ないというような事態を回避できるのである。

以上のように冷却された光ファイバ９は、従来と同様に
樹脂塗布装置５を経ることにょ９、該光ファイバ９の表
面に樹脂被覆がなされろ。しかるにこの際、光ファイバ
９は、前述した冷却装置４により一定温度に冷却され温
度変化がないため、該光ファイバ９に形成される樹脂被
覆層は極めて均−且つ良好なものとなる。

また図示した如く、冷却装置［４とＩ’ＪＩ１１塗布装
置５との間に光ファイバ９の温度を測定する温度センサ
１７を設けろと共に、樹脂塗重装ｗ５と樹脂硬化炉６と
の間に光ファイバ９の外径測定ｗｊ３を設け、これらの
機器により測定されろ光ファイバ９の温度及び外径のデ
ータに基づいて、前記した冷却用ガス１１の混合比を変
えることとしてもよい。

つます、温度センサ１７及び外径測定器３より送られる
データをｆＩＩＩＩＩ！Ｉ装置１６により処理し、光フ
ァイバ９の温度及び外径がともに一定となるように、各
冷却用ガスの混合比を流量１１ｍ１１＃ｘｓによってＴ
Ａｌｌすればよいのである。

以下に本実施例により行った具体的な実験例を示す。

この実験では、混合され冷却装置４へと供給されろ冷却
用ガスとしてヘリウムガスと窒Ｘ　Ｊｔスの２ｆｌｆｆ
を用いた。０℃にＪｓいてヘリウムガスの熱伝導率は１
４．２２Ｘ１０−’（ｗ／ｍ１ｃ）、窒素ガスは２．４
　Ｘ　１０””　（ｗ／ｍ　−ｋ）であって、ヘリウム
ガスをより多く混合すれば全体として熱伝導率を高く設
定できるような例である。

本発明は、光ファイバ９の線速変動によっても冷却後の
温度変動を抑えられる冷却装置及び冷却方法であるから
、意図的に時間と共に光ファイバ９の線速を変化させる
実験を行う。従ってこのような線速変動に伴って変えら
れるヘリウムガスと窒素ガスの混合比を第２図（ａｌに
表した。同図から明らかなように、線速か増大するにつ
れてヘリウムガスの混合比が大きくなると共に窒素ガス
の混合比が小さくなっているが、供給されるガスの全体
量は一定に保たれている。

このような線速−混合比設定に基づき、時間と共に光フ
ァイバ９の線速を変化させた状態を表したのが第２図（
ｂ）中のグラフＩであり、同時にこの際の光ファイバ９
の温度変化を表したのがグラフ■である。これらのグラ
フＩ。

■から明らかなように、非常に大きな線速変動に対して
も光ファイバ９の温度変動は極めて小さくおよそ±ｌ″
Ｃ程度にすぎないことがわかる。

これに対し、冷却用ガスとしてヘリウムガスのみを用い
、且つこのガス流量を光ファイバ９の線速増大と共に第
３図（ａｌの如く線形的に増大させた従来例の実験結果
が第３図（ｂｌである。

第３図（ｂｌ中のグラフＩ′は時間と共に変化させた光
ファイバ９の線速を表すものであり、これは第２図（ｂ
ｌ中のグラフＩと同じである。

このような線速変化に伴い測定された光ファイバ９の温
度変動がグラフ■′であり、へりラム流量５　（１７分
）以下の小流量において極めて大きな温度変動が発生し
ていることがわかる。

つまりグラフＩ［、Ｉ［’の比較をすれば、いかに本発
明が冷却後の光ファイバ９の温度変化を抑制できるかが
明瞭である。

〈発明の効果〉 本発明によれば、線引炉において線引きされた光ファイ
バを冷却装置に押通させ、且つ冷却用ガス供給手段によ
り熱伝導率の異なる少なくとも２種類の冷却用ガスを混
合して光ファイバの周囲に送給すると共に、光ファイバ
の線速に応じ冷却用ガスの混合比を変えることによって
、冷却後の光ファイバの温度を常に一定とすることがで
きるので、冷却後光ファイバに被覆形成される樹脂被覆
層を極めて均−且つ良好なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光ファイバの冷却装置に係る一実
施例を表す概略構成断面図、第２図（ａｌ、（ｂ）は夫
々乙の一実施例により行った実験結果を表すグラフ、第
３図（ａｌ、（ｂｌは夫々従来技術例により行った実験
結果を表すグラフ、第４図〜第６図は夫々従来技術を表
す概略構成図である。 図面中、１は光ファイバ用母材、２は線引炉、３ば外径
測定器、４は冷却装置、５は樹脂塗布装置、６は樹脂硬
化炉、８は巻取機、９は光ファイバ、１１は冷却ガス、
１２は冷却水、１３は導入管、１４は分岐管、１５は流
量！ｇｌ整装置、１６は制御装置、１７は温度センサで
ある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ファイバ用母材を加熱・溶融しつつ線引きする
   線引炉と線引きされた光ファイバに樹脂を塗布する樹脂
   塗布装置との間に設けられて前記光ファイバを強制的に
   冷却する光ファイバの冷却装置において、熱伝導率の異
   なる少なくとも２種類の冷却用ガスを自在に混合して前
   記光ファイバの周囲に送給し得る冷却用ガス供給手段を
   備えたことを特徴とする光ファイバの冷却装置。
2. （２）光ファイバ用母材を加熱・溶融しつつ線引きする
   線引炉と線引きされた光ファイバに樹脂を塗布する樹脂
   塗布装置との間に設けられた冷却装置により前記光ファ
   イバを強制的に冷却する光ファイバの冷却方法において
   、熱伝導率の異なる少なくとも２種類の冷却用ガスを混
   合して前記光ファイバの周囲に送給すると共に冷却後の
   前記光ファイバの温度を常に一定とするように前記光フ
   ァイバの線速に応じ前記冷却用ガスの混合比を変えるこ
   とを特徴とする光ファイバの冷却方法。