JPH0416804A

JPH0416804A - 光ファイバ導入装置

Info

Publication number: JPH0416804A
Application number: JP12196590A
Authority: JP
Inventors: Shinji Kimura; 木村　真次; Yoshihiko Sakashita; 由彦坂下; Takeshi Kanda; 剛神田; Yasuharu Jin; 康晴神
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology; Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1990-05-10
Filing date: 1990-05-10
Publication date: 1992-01-21
Anticipated expiration: 2014-03-24
Also published as: JP2873862B2

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、高圧ガス雰囲気中に光エネルギーを導入する
ために光ファイバを用いる際の光ファイバ導入装置に関
する。

（従来の技術）近年の高圧装置技術の進歩により気体あるいは液体を圧
力媒体とした高圧装置において、数１００ＭＰａもの高
い圧力での安定した操業が可能となった。

しかしながら、処理過程における高圧装置内部の状況を
知る手段としては専ら電気的な信号が使用されてきたが
、プロセスによっては内部の状況を目視する方が好まし
いものもあり、その例として光ファイバを用いて直圧装
置内の光学的信号を取り出した技術がＨＪＰ装置におい
て見られる。又、逆に高圧装置内部へ光ファイバを用い
て光エネルギーを導入する装置もみられる。

このように、光ファイバを高圧装置へ導入する部分の構
成としては、第７図及び第８図に示すように、高圧容器
１に設けた高圧シール手段を有する光ファイバ保持具２
に、スリーブ３を挿入じうる内径の取付孔４と、光ファ
イバ５を挿１ｌＩＬうる内径の導入孔６とを段階状に設
け、先端部にスリーブ３を気密に設けた光ファイバ５を
孔４．６に挿入配置し、これにより光ファイバ５を高圧
装置外部Ｂ側から高圧装置内部Ａ側に至るように導入Ｕ
ている。さらに取付孔４とスリーブ３及び導入孔６と光
ファイバ５の各隙間に封止部材７を配置して、先端部に
スリーブ３を設けた光ファイバ５を気密に封止し、光フ
ァイバ５の先端部端面５ａをスリーブ３の端面３ａとと
もに光学研磨して光学的信号を授受可能とし、さらに延
長用光ファイバ９用のスリーブ１０を挿入しうる嵌合孔
１１を有する光ファイバ用レセプタクル１２を光ファイ
ノ＼保持具２の端面２ａに光ファイバ５と同心に配置し
たものがある（例えば特開昭６２〜９１９０３号）。

（発明が解決しようとする課Ｂ）しかし、従来の場合、高ガス圧中に、光エネルギー（高
エネルギービーム）を導入する際、この光エネルギーの
洩れ等による熱作用により、光ファイバ導入部（光ファ
イバ自身、あるいは光ファイバの封止部材）が損傷を受
けることがある。このような損傷を受けると高圧装置中
の高圧ガスが洩れ、光ファイバ５の飛び出しや破を員が
起こり、あるいは、光ファイバ５の破損防止用保護部材
が破損などを起こすため、安全上の問題を生した。

本発明は上記問題点に鑑み、高圧ガスの洩れによる光フ
ァイバの飛び出しや破損乃至光ファイバの破損防止用保
護部材の破損を防止して、安全を図ることを目的とする
。

（課題を解決するための手段）この技術的課題を解決する本発明の第１０技術的手段は
、高圧容器２１に高圧シール手段を有する光ファイバ保
持具２２が設けられ、この光ファイバ保持具２２に、高
圧装置外部Ｂから高圧装置内部Ａに至る導入孔２４が設
けられ、この導入孔２４コニ高ユ不ルギービーム伝送用
の光ファイバ２６か挿通され、光ファイバ２６と光ファ
イバ保持具２２との間’＝封止部材２７が介在された光
ファイバ導入装置６二δいて、前記光ファイバ保持具２
２に、封止部材２７の途中で圧力媒体を逃がすためのリ
ーク孔３７が設ｒｇ　９　ｈ。

でいる点にある。

また、第２の技術的手段は、前記光ファイ・・保持具２
２の高圧装置外部Ｂ側に、光ファイバ２６の保護部材３
９を直接接続した点にある。

さらに、本発明の第３の技術的手段は、高Ｉ王容５２１
に高圧シール手段を有する光ファイバ保持具２２が設け
られ、この光ファイバ保持具２２に、外部から高圧装置
内部Ａｒｍ至る導入孔２４が設けられ、この導入孔２４
に高エネルギービーム伝送用の光ファイバ２６が挿通さ
れ、光ファイバ２６と光ファイバ保持具２２との間に封
止部材２７が介在された光ファイバ導入装置ムこおいで
、光ファイバ２６から洩れた光エネルギーのもれによる発
熱を検出する温度検出手段４１が設けられ、この温度検
出手段４Ｊの検出温度が所定値を越えたとき光ファイバ
２６への高圧２ルギービームの導入を停止する導入停止
手段４５が設けらη、でいる点にある。

（作　用）光フプイハ２６にて伝送される光エネルギーにより熱作
用は、光ファイバ保持具２２の高圧装置内部Ａ側に生し
易く、従って高圧装置内部Ａ側から封止部材２７の破損
がはしまる。この破損は、高圧装置内部Ａの高圧ガスに
より高圧装置外部Ｂに向かって進展してゆく。しかし、
第１図、第３閲及び第４図の実施例の場合、破損の進展
がリーク孔３７の部位に達すると、高圧ガスはこのリー
ク孔３７を通って高圧装置外部Ｂに解放される。このと
き、封止部材２７がリーク孔３７の位置から高庄装置外
部Ｂに向かって存在するため、仮乙こリーク孔３７まで
の封止部材２７が全面的に損なわれたとしても、光ファ
イバ２６は光ファイバ保持具２２に保持され、保持具２
２から飛び出すことはない。

さらに、第３図及び第４図の実施例の場合、保護部材３
９によって光ファイバ２６の折損防止が図られているが
、この場合も、リーク孔３７及び封止部材２７がリーク
孔３７の位置から高圧装置外部Ｂに向かって存在するた
めに、もれた高圧ガスが保護部材３９のところに達する
ことはなく、従って保護部材３９の保護機能を安定なら
しめて、もって光ファイバ導入装置の安全性を一層高め
ることができる。

また、第５図の場合、光ファイバ２６にて伝送される光
エネルギーが洩れると、この光エネルギーの洩れによる
発生熱を温度検出手段４１か検出し、その検出温度が所
定値を越えると、導入停止手段４５が作動して光ファイ
バ２６への高エネルギーの導入を停止する。従って、光
ファイバ２６の破損を未然に防くことができる。

（実施例）以下、本発明を図示の実施例に従って説明すると、第１
図において、２１は高圧容器、２２は高圧シール手段を
有する円錐台形状の光ファイバ保持具で、高圧容器２１
にＯリング２３を介して気密状態で嵌合固着されている
。光ファイバ保持具２２には高圧装置外部Ｂから高圧装
置内部Ａに至る導入孔２４が設けられている。

２６は高エネルギービーム伝送用の光ファイバで、導入
孔２４に挿通配置され、光ファイバ２６は外部Ｂ側から
高圧装置内部Ａ側に導入されている。光ファイバ２６と
光ファイバ保持具２２との間には封止部材２７が介在さ
れ、光ファイバ２６は封止部材２７に全長に亘って固着
されている。

光ファイバ２６の外部Ｂ側はレーザ発振器２８に近接配
置され、光ファイバ２６の外部Ｂ側の端部は入射端２９
とされ、この入射端２９でレーザ発振器２８がら発振さ
れるレーザ光（光エネルギー）を入射スるようになって
いる。レーザ発振器２８は、例えばＹＡＧレーザでは第
２図に示すようにＹＡＧロッド３０と全反射ミラー３１
と部分反射ミラー３２とメカニカルシャッター３３とを
をし、ミラー３１．３２間でレーザ光の反射をくり返さ
せながら、その一部（例えば５０％）を部分反射ミラー
３２側から発振させる。そして、メカニカルシャンク−
３３のオンにより、レーザ光は総てメカニカルシャッタ
ー３３部分を透過して、レーザ発振器２８から発振され
る。

また、メカニカルシャッター３３のオフにより、レーザ
光はメカニカルシャッター３３を透過しなくなり、レー
ザ発振器２８からのレーザ光の発振が停止するようにな
っている。

前記光ファイバ２６の内部Ａ側の端部は、８射端３５と
され、前記レーザ発振器２８から発振されたレーザ光が
、光ファイバ２６により伝送されてこの出射端３５から
高圧装置内部Ａに出射される。この出射されたレーザ光
（光エネルギー）は、高圧装置内部Ａで例えばセラミッ
クスの表面改質等に使用される。

３７は封止部材２７の途中から圧力媒体を逃がすための
リーク孔で、光ファイバ保持具２２に、高圧装置内部Ａ
から外部Ｂに至る導入孔２４の途中と外部Ｂ側とを連通
ずるように形成されている。

第３図は他の実施例を示し、光ファイバ保持具２２の高
圧装置外部Ｂ側に光ファイバ２６の保護部材３９を設け
ている。この保護部材３９は例えば高分子材料により構
成され、光ファイバ２６の高圧装置外部Ｂ側に被覆され
、光ファイバ保持具２２の高圧装置外部Ｂ側端部に設け
た取付孔４０に封入されて、名ジ或いは接着剤により光
ファイバ保持具２２に直接固定され、この保護部材３９
によって光ファイバ２６の折損防止が図られている。そ
の他の点は前記実施例と同様の構成である。

第４図は保護部材３９の設置に関する変形例であり、保
護部材３９を例えばＳＵＳの可とう管により構成し、光
ファイバ保持具２２の高圧装置外部８例の先端にネジあ
るいは接着剤等により固定したものである。この場合、
保護部材３９によって光ファイハ２６の破損防止と共に
、光ファイバ２６から高エネルギービームが洩れた際の
外部への漏出の防止が図られ、高エネルギービーム導入
用としては極めて安全性の高いものとなる。その他の点
は前記実施例と同様の構成である。

第５図は他の実施例を示し、光ファイバ２６からの光エ
ネルギーの洩れが生じ易い場所、例えば光ファイバ２６
の出射端３５、高圧シール部４３（光ファイバ保持具２
２の光ファイバ２６が挿通された部分の高圧側近傍）及
び入射端２９に、熱電対等の温度検出手段ＴＣＡ、　Ｔ
Ｃｍ、　ＴＣｃを設け、この温度検出手段ＴＣ，。

Ｔｅ１．ＴＣ，によって、光エネルギーの洩れにより発
生した熱を検出するようにしている。なお、温度検出手
段ＴＣＡ、　ＴＣＩ！、　ＴＣＣは何れか１個設けるよ
うにしてもよいし、また温度検出手段ＴＣａ、　ＴＣｅ
、　ＴＣｃのうち２個或いは全部を設けるようにしても
よい。そして、温度検出手段ＴＣにより検出した温度か
所定値を越えると、第６図に示す導入停止手段４５によ
って光ファイバ２６への高エネルギービームの立入を停
止するように構成している。

即ち、導入停止手段４５は、レーザコントロールユニッ
ト４６とシャッター駆動部４７とを備えて成り、レーザ
コントロールユニ、ト４６は温度検出手段ＴＣから温度
信号を入力し、検出温度に応じてシャッタ−３３をオン
オフ制御するための制御信号を出力する。シャッター駆
動部４７は、レーザコントロールユニット４６から制御
信号を入力し、温度検出手段ＴＣの検出温度が所定値を
越えたときメカニカルシャンク−３３をオフにすると共
に、検出温度が所定値以下のときメカニカルシャッター
３３をオンにするように構成されている。

（発明の効果）本発明によれば、光ファイバ保持具２２に、封止部材２
７の途中から圧力媒体を逃がすためのリーク孔３７が設
けられているので、リーク孔３７と、リーク孔３７より
後流側に封止部材２７があるため、光ファイバ２６の破
損乃至光ファイバ２６の飛び出しを効果的に防止するこ
とができる。

さらに、光ファイバ保持具２２の高圧装置外部Ｂ側に、
光ファイバ２６の保護部材３９を直接接続したので、光
ファイバ２６の破損を防止できるのみならず、光エネル
ギーが洩れたときの安全性が一段と高くなり、高エネル
ギービーム導光用の光ファイバ導入装置としては最適の
ものとなる。

また、光ファイバ２６から洩れた光エネルギーによる発
生熱を検出する温度検出手段ＴＣが設けられ、この温度
検出手段ＴＣの検出温度が所定値を越えたとき光ファイ
バ２６への高エネルギービームの導入を停止する導入停
止手段４５が設けられているので、高価な光ファイバ導
入部分の損傷を未然に防止できるし、損傷による高圧ガ
スの噴出にともなう危険を防止し得、高ガス圧下への高
圧ふルギービームの導光する手段としての高い安全性を
確保できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は同レ
ーザ発振器の構成図、第３図は他の実施例を示す断面図
、第４圀は他の実施例を示す断面図、第５図は他の実施
例を示す断面図、箇６図１′：。同ブロンク図である。第７図は従来例を示す断面図、第
８図は同光ファイバ先端部分の断面図である。２１−高圧容器、２２　　光ファイバ保持具、２４−導
入孔、２６−光ファイバ、２７−封止部材、３７　　リ
フ孔、３９　　保護部材、４５−導入停止手段、ＴＣＡ
、　ＴＣＥＴＣ，−温度検出手段。特許ａ願人同　　　　上工業技術院長　杉油　賢株式会社神戸製同所第６図イ第２図第３図第５図第７図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）高圧容器（２１）に高圧シール手段を有する光フ
ァイバ保持具（２２）が設けられ、この光ファイバ保持
具（２２）に、高圧装置外部（Ｂ）から高圧装置内部（
Ａ）に至る導入孔（２４）が設けられ、この導入孔（２
４）に高エネルギービーム伝送用の光ファイバ（２６）
が挿通され、光ファイバ（２６）と光ファイバ保持具（
２２）との間に封止部材（２７）が介在された光ファイ
バ導入装置において、前記光ファイバ保持具（２２）に、封止部材（２７）の
途中から圧力媒体を逃がすためのリーク孔（３７）が設
けられていることを特徴とする光ファイバ導入装置。
（２）前記光ファイバ保持具（２２）の高圧装置外部（
Ｂ）側に、光ファイバ（２６）の保護部材（３９）が直
接接続されていることを特徴とする光ファイバ導入装置
。
（３）高圧容器（２１）に高圧シール手段を有する光フ
ァイバ保持具（２２）が設けられ、この光ファイバ保持
具（２２）に、外部から高圧装置内部（Ａ）に至る導入
孔（２４）が設けられ、この導入孔（２４）に高エネル
ギービーム伝送用の光ファイバ（２６）が挿通され、光
ファイバ（２６）と光ファイバ保持具（２２）との間に
封止部材（２７）が介在された光ファイバ導入装置にお
いて、光ファイバ（２６）から洩れた光エネルギーによる発熱
を検出する温度検出手段（ＴＣ）が設けられ、この温度
検出手段（ＴＣ）の検出温度が所定値を越えたとき光フ
ァイバ（２６）への高エネルギービームの導入を停止す
る導入停止手段（４５）が設けられていることを特徴と
する光ファイバ導入装置。