JPH03197902A - 光ファイバ用密封グランド及び光ファイバ用密封グランドを含む水中光ファイバ通信システム用海底中継器 - 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】 序東上の利用分野 本発明は光ファイバ用密封耐＾゛圧グランドに係り、海
底通信リンク用の海底中継器用の専用ではないが特別な
適用を有する。

従来の技術 英国特許第２１５３１６９号（Ｇｕｎｎ　　１Ｏ−６−
１−１）は海底中継器に用いられる光ファイバ及び／又
は電気的コンダクタ用高圧グランドを示す。

上記特許の第１図は主要防水壁を通って延在する水阻止
ケーブル導入口を示す。中継器ハウジング内は１飲防水
壁により水から保護され、ケーブル導入口は第２図及び
第４図に示す個別光フアイバグランドである。これらの
個別グランドの主な目的はガス例えば水素が中継器の再
生器コンパートメントに入らないのを確実にするガス阻
止用である。

ファイバフィードスルーグランドの種々の形式を示す他
の特許は第２１３７３７５Ａ号、第２１９１８７１Ａ号
、第２１８７３０４Ａ号、欧州第０２７４２２２号及び
米国第４３４５８１６号である。全てのこれらの従来技
術のグランドは裸ファイバや密封シールを行う為の包囲
ケーシング間の接着結合に依存する。第２１８７３０４
号及び米国第４３４５８１６号のプラスチック樹脂物質
、第２１９１８７１号の結合セメント、第２１３７３７
５号（７）　ｕ　／ｖだ及びガラスはんだにより形成さ
れり欧州第０２７４２２２号のいわゆるガラス対金属シ
ールはいずれも用いられる物質として引用する。

第２１３７３７５号では、圧力がかがる場合、均一的に
はんだの囲りに圧力が作用することを確実にするよう流
体充填材１３が充填される。かかる装置で、たとえ海水
圧がケーブル欠損の場合にフィードスルーにかかる場合
でも、液体の充填材によりはんだの圧縮から生じる自己
密封効果によって海水又は水蒸気のそこへの漏れを防ぐ
光密１１固定構造を得ることが可能であることが請求さ
れている。

これまでのこれら又は他のファイバ設６１は全て密封用
の固体界面技術を用いてきた。例えば金属化ファイバを
接触している軟質はんだ、メツキされたグランド本体又
は被覆又は剥がされたファイバを密封する樹脂又はアマ
ルガムである。。

二つの主な問題は固体界面を用いることにある。

第１に、温度特性を異ならせることにより、温度変化は
ガス阻止能力が失われるように破壊を結合するよう結果
的に導きうる界面でａ機械的応力を生じさせる。第２に
、ファイバから保護被覆が取除かれるよう求めるかかる
設Ｈ１はファイバに損失をもたらし勝ちである。破損に
導く主な損失は生産テスト中明らかにすべきであるが、
少数の検出されてない損失が使用中後でｖｉ間に依存し
た故障を生ぜしめる。

本発明の目的は改良された密封性及び信頼性を有するグ
ランド股引を提供することであり、特に変化する温度の
状態に適したグランドを発明し、満足なガス阻止を提供
することである。

本発明によればグランドの高圧端部からグランドの低圧
端部にそこを通って延在する通路を有する剛体ガス気密
部材と、高圧端部で通路に延在し、低圧端部で通路から
出る少なくとも一つの光ファイバと、グランドの通路内
に必要なガス阻止特性を与えるような長さに亘って該通
路を充填するガス阻止グリースゼリー又は同様の粘性の
液体物質と、通路から該ガス阻止物質の漏れを防ぎグラ
ンドの該通路内に必要な耐水圧特性を与えることを目的
とする低圧端部での通路内のプラグとからなる光フアイ
バ用密封グランドを提供することにある。

本発明の別な面によれば耐圧ハウジングと、光フアイバ
海底ケーブル用の一次耐圧ケーブル導入口グランド及び
二次光ファイバガス阻止グランドとからなる水中光フア
イバ通信システム用であり、該ガス阻止グランドはファ
イバが延在しその幅より実質的に大きい長さを有する通
路からなり、該通路は二次グランド用のガス阻止として
作用するよう通路内のかかる長さに亘るガス阻止グリー
スゼリー又は同様な粘性液体勧賞を含む水中光ファイバ
通信システム用海底中ｍ器を提供することである。

以下図面と共に本発明による実施例を説明する。

＊ｍ例 本訴グランド設］に下記の２つの目的がある：１、　フ
ァイバをはぐ必要性を避けること、２　臨界密封界面で
熱応力を減少させること。

従って動作の長期信頼性をＳ実にすることである。

新設計において、ガス阻止と耐圧力機能は分離される。

ガス阻止機能は低透過性を用いて達成され、高粘性液は
温度変化によらず被覆されたファイバとグランド本体の
内面を密に接触して維持される。

高粘性液の特性により大きく要求されるグランドのガス
性能により、別の耐圧機能は漏れ性能に関してより重要
でない事項になる。小さなヘリウムガス分子に対して密
封する代りに、阻止は高粘性液の漏れを単に防がなけれ
ばならない。

第１図を参照するに、グランドは環状肩２と環状凹部３
を有する望ましくはセラミックの電気絶縁本体１よりな
り、両方具本体を第５図により明瞭に示す如く水中中継
器の隔壁Ｂに移動可能に固定させる。凹部３は望ましく
は、ゴムの０リング３Ａを収容し、望ましくは銅のガス
ケット３ＢはｖＡ壁Ｂの肩部２の段付協働面２Ａと隔壁
Ｂの肩部２Ｂ固で挟持される。

セラミック本体１は本実施例ではステンレス鋼又は銅合
金の金ａ管５（第４図に図示せず）を収容する孔４を有
し、管５は孔４に続く摺動自在に嵌合する・管５は深海
で水圧に耐えつる耐圧管として設計されている。

管５を通って光ファイバ６が延在する。ファイバは緩い
個々のファイバであり、例えばアクリレ−１−で被覆さ
れたファイバである。グランドが嵌合される壁の外部か
らの高圧環境に耐えるよう設計された本体１の高圧（Ｈ
Ｐ）端部で高圧密封は第３図により詳細に示された高圧
嵌合部７により与えられる。

高圧嵌合部は本体１の端部１Ａにはんだ付けされた拡径
部７Ｂ及び管８にはんだ付けされた縮径部７Ｃを有する
コバール（Ｋｏｖａｒ）　　（登録商標）からなり、本
実施例では銅からなる管状金属リング７Ａからなる。

高圧端部嵌合銅管８は管状リング７Ａにより本体１の孔
４と同軸に保たれ、管５の端部５Ａは管８の対応凹部８
Ａに嵌合する。

ファイバ６Ａは樹脂端部充填材により形成されたプラグ
９により高圧グランドに密封され、樹脂端部充填材は内
部スプライン環状波形９Ａにより高圧端部嵌合部８に締
結される。

グランドの他端部、低圧（ＬＰ）端部は大きな内孔１２
Ａ及び小さな孔１２Ｂを有する金属（銅）低圧端部嵌合
部１２からなり、管５の端部５Ｂは孔１２Ａ内に位置し
、大孔１２Ａ及び小孔１２Ｂを充填し、銅管５の端部５
Ｂを端部嵌合部１２の孔１２Ａに０ツクする樹脂端部充
填材１３によりそこに保たれる。

ファイバ６及び内部通路間の空間又は管５の孔５Ｃは粘
性ガス阻止物質１４で充填される。物質１４の主な目的
は管５及びファイバ６間で差熱膨張を起こす温度変化に
よらずｗ５：＆びファイバ６間の密な接触を練持するこ
とによりガスの浸透を制限することである。本実施例に
おいて、他の適切なガス阻止グリース、ゼリー又は同様
な粘性液体ガス阻止物質があるけれども、商品名ＨＹＶ
　ＩＳで販売されているガス阻止化合物が用いられる。

組立て方法は下記の如くである：管の中のファイバ６で
、プラグ９が形成され、ＰＴ：ＦＥの本実施例で作成さ
れたワッシャ１１により内部室１゜に入るのを防ぐ樹脂
端部充填材によりＨＰ端部で硬化される。

ガス阻止物質１４は次に管５を完全に充填するよう＋」
Ｐ端部でポート８Ｂを通って注入される。

高粘性化合物は充填を容易にするよう加熱される。

充填後、単なるゴム又はプラスチックスリーブ１５は充
填ポート８Ｂを密封するよう嵌合される。

しＰ端部嵌合部１２は次に管５の５８のねじしＰ端部に
螺合され（孔１２Ａの一部は螺合される）、第２のエポ
キシプラグ１３は空洞１２Ａ。

１２Ｂを完全に充填するようポート１２Ｃを通って注入
により再び形成され、従って＠５内で化合物１４を密封
する。

グランドに亘る高差圧に対する抵抗は圧力下のガス阻止
化合物の漏れを防ぐＬＰエポキシプラグ１３により与え
られる。ゴムスリーブ１５の目的は化合物１４を保持し
、化合物１４の熱ｗ６張を許容する弾性膜を与えること
である。ｌ−Ｉ　Ｐ端部でのエポキシプラグ９の底部機
能は注入された化合物１４が管５を充填するのを確実に
するようフフイ八入口装置で阻止を与えることである。

組立てられたグランド本体は第４図に示す如く壁Ｂに挿
入される。円盤ばね１６は肩２と共働面２Ａ、２Ｂをｎ
いの方に駆動し、ガスケット３Ｂを挟持するようねじ孔
Ｂ１に螺合されるナツト１７との間に介挿される。ゴム
Ｏリングシール３Ａは壁の内孔Ｂ２の面沿りて摺動し、
それを密封する。

ファイバ及び管５の内孔■の空間が非常に小さく、ガス
阻止化合物の長さに亘る距離が比較的に大きいので、化
合物１４により形成された密封が組立品の高圧側及び低
圧側の間の高圧差に効果的に耐えることが分った。更に
、管５は本体１内で「浮動］であり、端部嵌合部８のカ
ウンター孔８Ａ内の高圧端部でのみ固定されるので、使
用中グランドにより受けたかかる温度変化は組立品内の
ファイバ６に大きな応力は起こさない、その理由は管５
の低圧端部は本体１内で摺動自在だからである。本機構
はグランドの使用中の温度変化による差圧ひずみを効果
的に取る。

更に、導電性高圧端部嵌合部８及び導電性低圧端部嵌合
部１２に電気的に接続された管５は電気的接続を提供し
、例えば電力伝送がＩｆＩ管を介してグランドを通って
なされつる様にする。従って、中継器がケーブルから電
力供給された場合、電力はグランドの使用中、管を介し
て伝送されうる。

上記グランドは管５が導電体として用いられる一次水阻
止として設計されていないが、上記の特許出願第２０５
８４８４号に記述されていφような一次水阻止の後の二
次水阻止として使用されるのを意図している。

しかし、グランドが例えば電力供給用の電気的通路を提
供する必要がない場合、次に本体１にとって電気的に絶
縁することは必要ではない。

本体１も嵌合される管５の端部から非常に離れてオーバ
ラップする必要はない。電力供給を行なわない実施例を
第５図に示す。第５図を参照するに、グランドは下記を
除く第１図から第４図のグランドの全ての面に関して同
様である。金属例えば銅又はステンレス鋼の本体２１は
肩２を有するが、それ以上は延在しない。第５図の同じ
参照符号の第１図及び第４図におけると同様の部分を示
す。高圧端部リング７Ａはもはや必要ではない。

ガスケット３Ｂは用いられるが図示していない。

今、管８は本体１の一体部分以外の別部品ではなく、そ
の様な符号は句していない。他のばね部品１６及びナツ
ト１７も示されないが勿論壁を通ってグランドを固定す
る必要がある。

上記実施例において、例えば０．６５Ｍの被覆ファイバ
が考えられるが、アクリルート被覆されたファイバは０
．２５　ｍの直径を有する。

管５の孔５Ｃはその幅より本質的に大きい良さを有し、
通常少なくとも・−回り大きい。上記実施例において、
通路５Ｃの長さは約１０１であり、直径は約５ｍで−回
りか二回り大きい。従って、上記実施例（第７図を含む
）は８３メガパスカルの深海圧で２５年の寿命で１＋１
０’部より大きくない設計漏れ率を有する。１２本のフ
ァイバまでは単一グランドを通るガスの阻止が観察され
る。

大きな利点はグランドに使用されても剥がされないアク
リレート被覆されたファイバの使用である。しかし、別
な被覆が用いられ、ガス阻止被覆が維持されるならアク
リレート被覆は必要により更に他のプラスチック被覆で
被覆される。

上記実施例はＬＰ端部で耐水圧プラグ１３が形成される
館に、一端すなわら）−ＩＰ端部からガス阻止物質で充
填され、プラグ１３がその完全さを確実にするよう独立
してテスト可能でないことを意味する。第７図の実施例
はガス阻止物質でグランドを完成する前のプラグの独立
テストを提供する。

第７図を参照するに、グランド本体３０は孔３１を有す
る。管３２は本体３０に同心円的に嵌合し、第７図に示
す如く管３２の端部３２Ａが孔３１の縮径部分３１Ａで
締まりばねである＠３２の外面及び本体の孔３１間に環
状空間３３がある。

光ファイバ３４は管３２を通って延在する。キャップ３
５は本体３０のねじ端部３０Ａに螺合され、０リングは
本体３０の端面３０Ｂに対して圧縮され、ファイバ３４
をシールする。次に樹脂は樹脂がヤヤップ３５の端部３
５Ｂから現われるまでボー　１−３５　Ａを通って注入
され、そして樹脂は室温で硬化される。これはグランド
の水圧抵抗プラグを形成し、そしてこれは高圧端部から
ガス圧でテストされつる。

次に、ガス阻止物質（ＨＶＶｉｓ　−ＲＴＭ　）は本体
３０のポート３０ｃを通して注入され、物質が管３２の
孔に入るのを許容する左側で２つの直径方向上対向した
スリット３２Ｂに０くまで空間３３を通って移動し、そ
して高圧ＨＰ端部に移動して戻る。

熱収縮導管（図示せｆ）の僅かな長さは曲げ制限装置及
びガス阻止物質用液体封止を提供するグランド及び突出
ファイバの各端部に亘って通用される。導管の適用以前
に、金属スリーブ３６は漏れを防ぐようポート３０ｃに
亘って適用される。

本設４は本実施例において単一ファイバ用を意図してお
り、ガス阻止の長さは約２５ｊＩ１１であり樹脂ブロッ
クの長さは約１０履である。

全ての実施例においてファイバが剥がされないことは重
要な利点である。ファイバ被覆との樹脂の両立性は勿論
重要である。

耐水圧プラグはファイバが各ファイバの被覆及びファイ
バが延在する通路の壁に共に結合された接着剤からなり
、結合の完全さはガス阻止物質の漏れを防ぐようである
必要があるが、ガス阻止機能を設ける必要はない。従っ
て一般的に、プラグは通路内のガス阻止物質より通路内
のより短かい長さを常に有する。

【図面の簡単な説明】

第１図本発明の原理を図式的に示す図、第２図は本発明
の実施例による光フアイバ用ハーメチックグランドの部
分的断面図、第３図は第２図の実施例の一部を拡大して
示す図、第４図は第２図の実施例の別な・一部を拡大し
て示す図、第５図は第２因の実施例の更に別な部分を拡
大して示す図、第６図は電力フィードスルーが必要ない
第２図乃至第５図の変形例を示す図、第７図は本発明の
他の実施例を示す図である。 １．２１・・・本体、ＩＡ、５Ａ、５Ｂ、３２Ａ。 ３５Ｂ・・・端部、２．２８・・・肩、２Ａ・・・協働
面、３・・・螺刻、３Ａ・・・０リング、３Ｂ・・・ガ
スケット、４．５ｃ、３１・・・孔、５．８．３２・・
・管、６゜３４・・・光ファイバ、６Ａ・・・ファイバ
部分、７・・・嵌合部、７Ａ・・・金属リング、７Ｂ・
・・拡径部分、７Ｃ。 ３１Ａ・・・縮径部分、８Ａ・・・カウンタ孔、８８゜
１２Ｃ，３０Ｇ、３５Ａ・・・ポート、９・・・プラグ
、９Ａ・・・スプライン環状波形、１０・・・室、１１
・・・ワッシャ、１２・・・低圧端部嵌合部、１２Ａ・
・・鉱内孔、１２Ｂ・・・線孔、１３・・・端部充填材
、１４・・・ガスブロック物質、１５．３６・・・スリ
ーブ、１６・・・日割ばね、１７・・・ナツト、３０・
・・グランド本体、３０１３・・・蝙部面、３３・・・
空間、３５・・・キャップ、Ｂ・・・隔壁、Ｂ１・・・
ねじ孔、Ｂ２・・・内部孔、ＨＰ・・・高圧、ＬＰ・・
・低圧。 手 続 補 正 書（方式） ％式％

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、グランドの高圧端部からグランドの低圧端部にそこ
   を通つて延在する通路を有する剛体ガス気密部材と、高
   圧端部で通路に延在し、低圧端部で通路から出る少なく
   とも一つの光ファイバと、グランドの通路内に必要なガ
   ス阻止特性を与えるような長さに亘つて該通路を充填す
   るガス阻止グリースゼリー又は同様の粘性の液体物質と
   、通路から該ガス阻止物質の漏れを防ぎグランドの該通
   路内に必要な耐水圧特性を与えることを目的とする低圧
   端部での通路内のプラグとからなる光ファイバ用密封グ
   ランド。 ２、該部材は管からなり、該取付手段は本体からなり、
   管にガス阻止法で密封される請求項１記載のグランド。 ３、ガス阻止物質の拡張と縮小を可能にする高圧端部で
   又はその近くでの弾性密封を有する請求項２記載のグラ
   ンド。 ４、該管は導電性であり、該本体は電気的に絶縁性であ
   り、それによりグランドを通って電気的に絶縁された導
   電体をなす請求項２記載のグランド。 ５、該本体及び高圧端部又はその近くで該管にガス阻止
   法で固定され密封された高圧端部嵌合部を有し、プラグ
   はファイバを固定する嵌合部とファイバ間の端部嵌合部
   内にある請求項２記載のグランド。 ６、液密方法で該部材に固定され、端部嵌合部にファイ
   バを固定する該プラグを含む低圧端部嵌合部を有する請
   求項１記載のグランド。 ７、耐水圧プラグは少なくとも一つの該ファイバ及び該
   通路の壁に結合されたエポキシ樹脂からなる請求項１記
   載のグランド。 ８、少なくとも一つの該ファイバはその長さに亘つて保
   護被覆を有し、該プラグは該被覆及び該通路の壁に結合
   された硬化接着材よりなる請求項１記載のグランド。 ９、該管は本体に高圧端部で液密法で封止され、管及び
   本体間に、環状空間及び低圧端部に隣る該通路と該空間
   と接続する液体移動ポートがあり、高圧端部に隣る本体
   を通り該空間に連通する液体注入ポートがある請求項２
   記載のグランド。 １０、耐圧ハウジングと、光フアイバ海底ケーブル用の
   一次耐圧ケーブル導入口グランド及び二次光ファイバガ
   ス阻止グランドとからなる水中光ファイバ通信システム
   用であり、該ガス阻止グランドはファイバが延在しその
   幅より実質的に大きい長さを有する通路からなり、該通
   路は二次グランド用のガス阻止として作用するよう通路
   内のかかる長さに亘るガス阻止グリースゼリー又は同様
   な粘性液体物質を含む水中光ファイバ通信システム用海
   底中継器。