(57)【要約】      （修正有）【課題】製造が容易で、小口径にできる光ファイバペネトレーションを提供する。【解決手段】内蔵ファイバ２２を有するフェルール２１の両端側にコネクタ部２４が設けられた第１中継部材１３ａと第２中継部材１３ｂは、それぞれペネトレーション管１２の第１端と第２端に取り付けられている。内部光ファイバ１５の第１端は第１内部コネクタ１４ａにより第１中継部材のコネクタ部に接続され、内部光ファイバの第２端は第２内部コネクタ１４ｂにより第２中継部材のコネクタ部に接続されている。光ファイバ素線３４を金属製の細管３３に挿入した第１光ファイバケーブル６と第２光ファイバケーブル７は、それぞれ、第１ケーブルコネクタ１６、第２ケーブルコネクタ１７により、第１中継部材、第２中継部材のコネクタ部に接続されている。【選択図】図３Ａ
2020177216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１空間と第２空間とを隔絶する隔壁を貫通して設けたスリーブの内部に配設される光ファイバペネトレーションにおいて、
内蔵ファイバを有するフェルールの両端側にコネクタ部が設けられた第１中継部材と第２中継部材がそれぞれペネトレーション管の第１端と第２端に取り付けられ、
前記ペネトレーション管の内部に配設した内部光ファイバの第１端が第１内部コネクタにより前記第１中継部材の前記コネクタ部に接続され、前記内部光ファイバの第２端が第２内部コネクタにより前記第２中継部材の前記コネクタ部に接続され、
光ファイバ素線を金属製の細管に挿入した第１光ファイバケーブルが第１ケーブルコネクタにより前記第１中継部材の前記コネクタ部に接続され、
光ファイバ素線を金属製の細管に挿入した第２光ファイバケーブルが第２ケーブルコネクタにより前記第２中継部材の前記コネクタ部に接続されていることを特徴とする光ファイバペネトレーション。
【請求項２】
前記内部光ファイバは光ファイバ素線であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバペネトレーション。
【請求項３】
前記内部光ファイバの前記光ファイバ素線は保護チューブに挿通されていることを特徴とする請求項２に記載の光ファイバペネトレーション。
【請求項４】
前記ペネトレーション管は、第１パイプと、第２パイプと、前記第１パイプと前記第２パイプの内部に配設され前記第１パイプと前記第２パイプの間の間隔より長い第３パイプと、前記第１パイプと前記第２パイプの間に取り付けられた半割パイプとからなることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光ファイバペネトレーション。
【請求項５】
前記第１空間の前記第１光ファイバケーブルの細管の内部と前記第２空間の前記第２光ファイバケーブルの細管の内部とは、前記第１中継部材、前記ペネトレーション管の内部、及び前記第２中継部材によって遮断され、
前記第１空間の前記第１光ファイバケーブルの光ファイバ素線と前記第２空間の前記第２光ファイバケーブルの光ファイバ素線とは、前記第１中継部材のフェルールの内蔵ファイバ、前記ペネトレーション管内の内部光ファイバ、及び前記第２中継部材のフェルールの内蔵ファイバによって導通されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光ファイバペネトレーション。
【請求項６】
前記内部光ファイバは、支持部材により前記ペネトレーション管の内面に支持されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光ファイバペネトレーション。
【請求項７】
第１空間と第２空間とを隔絶する隔壁を貫通して設けたスリーブの内部に配設される光ファイバペネトレーションにおいて、
内蔵ファイバを有するフェルールの両端側にコネクタ部が設けられた中継部材がペネトレーション管の中間部に取り付けられ、
前記ペネトレーション管の内部に配設した第１内部光ファイバの一端が第１内部コネクタにより前記中継部材の前記コネクタ部に接続され、前記第１内部光ファイバの他端が前記ペネトレーション管の第１端に設けられた第１蓋体を貫通して第１外部コネクタに接続され、
前記ペネトレーション管の内部に配設した第２内部光ファイバの一端が第２内部コネクタにより前記中継部材の前記コネクタ部に接続され、前記第２内部光ファイバの他端が前記ペネトレーション管の第２端に設けられた第２蓋体を貫通して第２外部コネクタに接続され、
光ファイバ素線を金属製の細管に挿入した第１光ファイバケーブルが第１ケーブルコネクタにより前記第１外部コネクタに接続され、
光ファイバ素線を金属製の細管に挿入した第２光ファイバケーブルが第２ケーブルコネクタにより前記第２外部コネクタに接続されていることを特徴とする光ファイバペネトレーション。
【請求項８】
前記第１内部光ファイバと前記第２内部光ファイバは、光ファイバ素線を金属製の細管に挿入したものであることを特徴とする請求項７に記載の光ファイバペネトレーション。
【請求項９】
前記第１空間の前記第１光ファイバケーブル及び前記第１内部光ファイバの細管の内部と、前記第２空間の前記第２光ファイバケーブル及び前記第２内部光ファイバの細管の内部とは、前記中継部材によって遮断され、
前記第１空間の前記第１光ファイバケーブル及び前記第１内部光ファイバの光ファイバ素線と、前記第２空間の前記第２光ファイバケーブル及び前記第２内部光ファイバの光ファイバ素線とは、前記中継部材のフェルールの内蔵ファイバによって導通されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の光ファイバペネトレーション。
【請求項１０】
前記ペネトレーション管に複数の前記内部光ファイバが配設されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の光ファイバペネトレーション。
【請求項１１】
前記ペネトレーション管に複数の前記第１内部光ファイバ及び前記第２内部光ファイバが配設されていることを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の光ファイバペネトレーション。
【請求項１２】
前記第１光ファイバケーブルと前記第２光ファイバケーブルのうち、少なくとも前記第１光ファイバケーブルは、前記光ファイバ素線を挿入した前記細管の外側に、シールド編組とシースが設けられていることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の光ファイバペネトレーション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば原子炉格納容器等の内外を隔絶する必要のある容器や設備、部屋の隔壁を貫通して、隔壁の外側および内側に延びるケーブルを連結する光ファイバペネトレーションに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のペネトレーションの構造として、例えば特許文献１には、原子炉格納容器の遮蔽壁に貫通して設けられたスリーブの外方の先端部にアダプターを介してヘッダーリングが設けられ、該ヘッダーリングに複数のケーブルモジュールが装着され、該ケーブルモジュールの外側ケーブルが端末部を介して外部ケーブルと接続され、ケーブルモジュールの内側ケーブルが端末部を介して内部ケーブルと接続されたペネトレーションが記載されている。ペネトレーションを取り替えるときは、アダプターとスリーブの溶接部を切断し、アダプターが付いたケーブルモジュールを新しいものと交換する。
【０００３】
近年の我が国における原発事故以来、原子炉格納容器内の安全監視設備、計測設備の強化が求められている。従来、我が国では、原子炉格納容器内の温度や水位の計測データを送信するのに光ファイバを用いることは、光ファイバの耐放射線の問題により採用されてこなかった。
【０００４】
近年、耐放射線ファイバが開発されているが、このような耐放射線ファイバに対応した水素検知センサや、温度センサ、水位センサなどの計測器を開発するとともに、耐圧性、気密性、耐熱性、耐放射線性のある原子炉格納容器の隔壁の光ファイバペネトレーションを開発することが望まれている。
【０００５】
しかし、耐放射線ファイバは、樹脂被覆自体が耐熱性、耐圧性に欠け、そのままではペネトレーションとして採用できないし、ファイバ素線のみでは断線しやすく、耐久性がない。耐放射線ファイバを原子炉格納容器の遮蔽壁のペネトレーションとして採用するには、まず気密性、耐久性を確保する必要がある。
【０００６】
本願出願人は、特許文献２において、光ファイバ素線を金属製の細管に挿入した光ファイバケーブルを使用し、光ファイバペネトレーションの内部で、第１光ファイバケーブルと第２光ファイバケーブルを内部コネクタで接続した光ファイバペネトレーションを提案している。この光ファイバペネトレーションは、耐圧性、気密性、耐熱性、耐放射線性及び耐水性に優れているが、仕切りプレートの存在や、樹脂の充填により、製造が容易でなく、小口径化が困難になっていた。また、内部コネクタは、光ファイバペネトレーションの中央部に存在し、強度的に不安定であるうえ、構成が複雑で、信頼性に乏しかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１５７０５０号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２０１６／０２１６５９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は前記従来の問題点に鑑みてなされたもので、製造が容易で、小口径にでき、信頼性の高い光ファイバペネトレーションを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明の光ファイバペネトレーションは、
第１空間と第２空間とを隔絶する隔壁を貫通して設けたスリーブの内部に配設される光ファイバペネトレーションにおいて、
内蔵ファイバを有するフェルールの両端側にコネクタ部が設けられた第１中継部材と第２中継部材がそれぞれペネトレーション管の第１端と第２端に取り付けられ、
前記ペネトレーション管の内部に配設した内部光ファイバの第１端が第１内部コネクタにより前記第１中継部材の前記コネクタ部に接続され、前記内部光ファイバの第２端が第２内部コネクタにより前記第２中継部材の前記コネクタ部に接続され、
光ファイバ素線を金属製の細管に挿入した第１光ファイバケーブルが第１ケーブルコネクタにより前記第１中継部材の前記コネクタ部に接続され、
光ファイバ素線を金属製の細管に挿入した第２光ファイバケーブルが第２ケーブルコネクタにより前記第２中継部材の前記コネクタ部に接続されている。
【００１０】
前記内部光ファイバは光ファイバ素線である。
【００１１】
前記内部光ファイバの前記光ファイバ素線は保護チューブに挿通されている。
【００１２】
前記ペネトレーション管は、第１パイプと、第２パイプと、前記第１パイプと前記第２パイプの内部に配設され前記第１パイプと前記第２パイプの間の間隔より長い第３パイプと、前記第１パイプと前記第２パイプの間に取り付けられた半割パイプとからなる。
【００１３】
前記第１空間の前記第１光ファイバケーブルの細管の内部と前記第２空間の前記第２光ファイバケーブルの細管の内部とは、前記第１中継部材、前記ペネトレーション管の内部、及び前記第２中継部材によって遮断され、
前記第１空間の前記第１光ファイバケーブルの光ファイバ素線と前記第２空間の前記第２光ファイバケーブルの光ファイバ素線とは、前記第１中継部材のフェルールの内蔵ファイバ、前記ペネトレーション管内の内部光ファイバ、及び前記第２中継部材のフェルールの内蔵ファイバによって導通されている。
【００１４】
前記内部光ファイバは、支持部材により前記ペネトレーション管の内面に支持されている。
【００１５】
また、前記課題を解決するため、本発明の光ファイバペネトレーションは、
第１空間と第２空間とを隔絶する隔壁を貫通して設けたスリーブの内部に配設される光ファイバペネトレーションにおいて、
内蔵ファイバを有するフェルールの両端側にコネクタ部が設けられた中継部材がペネトレーション管の中間部に取り付けられ、
前記ペネトレーション管の内部に配設した第１内部光ファイバの一端が第１内部コネクタにより前記中継部材の前記コネクタ部に接続され、前記第１内部光ファイバの他端が前記ペネトレーション管の第１端に設けられた第１蓋体を貫通して第１外部コネクタに接続され、
前記ペネトレーション管の内部に配設した第２内部光ファイバの一端が第２内部コネクタにより前記中継部材の前記コネクタ部に接続され、前記第２内部光ファイバの他端が前記ペネトレーション管の第２端に設けられた第２蓋体を貫通して第２外部コネクタに接続され、
光ファイバ素線を金属製の細管に挿入した第１光ファイバケーブルが第１ケーブルコネクタにより前記第１外部コネクタに接続され、
光ファイバ素線を金属製の細管に挿入した第２光ファイバケーブルが第２ケーブルコネクタにより前記第２外部コネクタに接続されている。
【００１６】
前記第１内部光ファイバと前記第２内部光ファイバは、光ファイバ素線を金属製の細管に挿入したものである。
【００１７】
前記第１空間の前記第１光ファイバケーブル及び前記第１内部光ファイバの細管の内部と、前記第２空間の前記第２光ファイバケーブル及び前記第２内部光ファイバの細管の内部とは、前記中継部材によって遮断され、
前記第１空間の前記第１光ファイバケーブル及び前記第１内部光ファイバの光ファイバ素線と、前記第２空間の前記第２光ファイバケーブル及び前記第２内部光ファイバの光ファイバ素線とは、前記第中継部材のフェルールの内蔵ファイバによって導通されている。
【００１８】
前記ペネトレーション管に複数の前記内部光ファイバが配設されている。
【００１９】
前記第１光ファイバケーブルと前記第２光ファイバケーブルのうち、少なくとも前記第１光ファイバケーブルは、前記光ファイバ素線を挿入した前記細管の外側に、シールド編組とシースが設けられている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、内蔵ファイバを有するフェルールの両端側にコネクタ部が設けられた中継部材がペネトレーション管に取り付けられているので、中継部材のコネクタ部に光ファイバケーブルのケーブルコネクタを接続するだけでよいので、光ファイバペネトレーションの製造が容易である。また、中継部材はコネクタ部を設けるだけの径を有すればよいので、光ファイバペネトレーションを小口径にできる。さらに、内部コネクタは、中継部材に接続されているので、安定しており、強度が高く、信頼性が向上するという効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】原子炉格納容器の隔壁に本発明の実施形態に係る光ファイバペネトレーションを設置した状態を示す斜視図。
【図２】第１実施形態に係る光ファイバペネトレーションの正面図。
【図３Ａ】図２の光ファイバペネトレーションの一部破断拡大断面図。
【図３Ｂ】図２の光ファイバペネトレーションの変形例の一部破断拡大断面図（ａ）、及びその一部拡大断面図（ｂ）。
【図４】中継部材の側面図。
【図５】内部コネクタの断面図。
【図６】図３Ａの光ファイバペネトレーションの部分拡大断面図。
【図７】図６のVII-VII矢視における中継部材の断面図。
【図８】図６のVIII-VIII線断面における光ファイバケーブルの断面図。
【図９】図３Ａの光ファイバペネトレーションを組み立てる状態を示す断面図。
【図１０】第２実施形態に係る光ファイバペネトレーションの正面図。
【図１１】図１０の光ファイバペネトレーションの一部破断拡大断面図。
【図１２】図１１の光ファイバペネトレーションの部分拡大断面図。
【図１３】図１１の光ファイバペネトレーションを組み立てる状態を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態の光ファイバペネトレーション１は、原子炉格納容器の隔壁２を貫通して図中左側（隔壁２の内側）の格納容器内側空間（第１空間）３と図中右側（隔壁２の外側）の格納容器外側空間（第２空間）４とを連通する円筒状のスリーブ５内に配設されている。なお、本明細書では、便宜上、各部材の原子炉格納容器内側及び原子炉格納容器外側を単に内側、外側と称する。
【００２４】
光ファイバペネトレーション１は、格納容器内側空間３に設置されたセンサ（図示せず）に接続される内側光ファイバケーブル６と、格納容器外側空間４に設置された読取り装置（図示せず）に接続される外側光ファイバケーブル７とを接続する。
【００２５】
光ファイバペネトレーション１は、格納容器内側空間３から格納容器外側空間４にわたってスリーブ５の軸方向に沿って延びている。光ファイバペネトレーション１は、スリーブ５の両端部および軸方向の中央に設けられた支持体８の円形孔９に挿通して支持されている。なお図１中、代表して１本のみの光ファイバペネトレーション１を示しているが、実際には複数本の光ファイバペネトレーション１や電気ペネトレーションがスリーブ５内に配設されている。内側光ファイバケーブル６は、スリーブ５の内側の端部に取り付けられた内側接続箱１０に他のケーブルとともに集約されて、それぞれのペネトレーションと接続される。同様に、外側光ファイバケーブル７も、スリーブ５の外側の端部に取り付けられた外側接続箱１１に他のケーブルとともに集約されて、それぞれのペネトレーションと接続される。
【００２６】
次に、光ファイバペネトレーション１の実施形態を具体的に説明する。
【００２７】
＜第１実施形態＞
図２，図３Ａに示すように、第１実施形態の光ファイバペネトレーション１は、ペネトレーション管１２と、第１中継部材１３ａと、第２中継部材１３ｂと、第１内部コネクタ１４ａと、第２内部コネクタ１４ｂと、内部光ファイバ１５と、内側ケーブルコネクタ１６と、外側ケーブルコネクタ１７とを備えている。
【００２８】
ペネトレーション管１２は、ステンレス鋼などの金属製で、第１パイプ１２ａと、第２パイプ１２ｂと、第３パイプ１２ｃと、半割パイプ１２ｄとからなる。第１パイプ１２ａと第２パイプ１２ｂは、同じ口径と長さを有し、同一軸心線上に所定間隔離れて配設されている。第３パイプ１２ｃは、第１パイプ１２ａと第２パイプ１２ｂの内部に配設されるように、第１パイプ１２ａと第２パイプ１２ｂより小さい口径を有している。第３パイプ１２ｃの長さは、第１パイプ１２ａと第２パイプ１２ｂの間隔より長い。半割パイプ１２ｄは、第１パイプ１２ａ及び第２パイプ１２ｂと同じ口径を有し、第１パイプ１２ａと第２パイプ１２ｂの間の間隔と同じ長さを有している。半割パイプ１２ｄは、第１パイプ１２ａと第２パイプ１２ｂの間に配設され、長手方向両端面が第１パイプ１２ａの端部と第２パイプ１２ｂの端部に溶接されるとともに、互いに対向する周方向端面が互いに溶接されることで、第１パイプ１２ａと第２パイプ１２ｂの間に取り付けられている。
【００２９】
ペネトレーション管１２の外径は、内部に挿通する内部光ファイバ１５の本数（通常は３本）や内部コネクタ１４の大きさに依存するが、２５．４ｍｍ（１インチ）程度である。また、ペネトレーション管１２の長さは、光ファイバペネトレーション１を配設するスリーブ５の長さ、すなわち隔壁２の厚さに依存するが、１０００〜３０００ｍｍ程度である。
【００３０】
ペネトレーション管１２には、適宜箇所にガス漏れ検知孔１２ｅが形成されている。ガス漏れ検知孔１２ｅは、図示しない導管を介して内側又は外側に設けた図示しない圧力計に接続され、光ファイバケーブル６，７の後述する細管３３やペネトレーション管１２の損傷等によるペネトレーション管１２内の圧力の変化を検出するものである。
【００３１】
図４に示すように、第１中継部材１３ａは、ペネトレーション管１２の第１端すなわち第１パイプ１２ａに溶接により取り付けられている。第１中継部材１３ａは、第１パイプ１２ａの外径と同一の外径を有するステンレス鋼製の円柱状の部材である。第１中継部材１３ａは、凹部１８ａを有する外側本体１８と、該外側本体１８の凹部１８ａに嵌合され図示しないねじで固定される内側本体１９とで構成されている。第１中継部材１３ａの周方向の３等配位置に軸方向に形成された互いに連通する小径穴２０ａと大径穴２０ｂには、３個（図４には１箇所のみ示す）の固定フェルール２１が互いに干渉しないように長手方向に平行に挿通されている。各固定フェルール２１は、外周に設けられた大径部２１ａにより、大径穴２０ｂから小径穴２０ａに抜け出るのが防止されている。各固定フェルール２１の内部には内蔵ファイバ２２が接着して設けられ、両端は平滑に研磨されている。
【００３２】
各固定フェルール２１の外周には、Ｏリング２３が装着されている。Ｏリング２３は、外側本体１８の凹部１８ａの底面と内側本体１９の座繰り１９aの間に位置し、固定フェルール２１の外周面の外側本体側と内側本体側との間の気密性を保持している。Ｏリング２３としては、耐熱性、耐圧性を有するフッ素系樹脂、例えばカルレッツ（Kalrez:登録商標）やバイトン（Viton:登録商標）が好ましい。
【００３３】
各固定フェルール２１の両端には、後述する第１内部コネクタ１４ａ及び第１ケーブルコネクタが取り付けられる雌コネクタ部２４が設けられている。雌コネクタ部２４は、固定フェルール２１が中間部まで挿通されたスリーブ２５と、雄ねじ２６ａが形成された円筒部２６とを有している。雌コネクタ部２４のスリーブ２５と円筒部２６は、カバー１８ｂによって外側本体１８に固定され、カバー１９ｂによって内側本体１９に固定されている。
【００３４】
第２中継部材１３ｂは、ペネトレーション管１２の第２端すなわち第２パイプ１２ｂに溶接により取り付けられもので、第１中継部材１３ａと同一の構成であるため、対応する部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００３５】
第１中継部材１３ａ、第２中継部材１３ｂは、ヘリウムリーク試験、耐熱試験、耐圧試験により、真空リーク性、耐熱性、耐圧性を確認した。
ヘリウムリーク試験では、中継部材の一端にヘリウムを吹き付け、他端にヘリウムリークデテクタ（Ｃａｎｏｎ製ＨＥＬＥＮ、Ｍ−２２２ＬＤ）を接続して、５．５×１０−９Ｐａ・Ｍ３／Ｓ以内のリーク性を確認した。
耐熱試験では、２００℃で３０分間、１ｄＢ以下（１３００ｎｍ）では、中継部材の一端にシングルモード光ファイバを介して光源を接続し、他端にシングルモード光ファイバを介してパワーメータを接続して、光源より光（λ＝１３００ｎｍ）を照射した状態で、定温恒温槽（東京理化器械（株）製ＮＤＯ−４００）に装入し、２００℃で３０分加熱して、加熱前後の光の減衰量が１ｄＢ以下であることを確認した。
耐圧試験では、中継部材の一端にチューブを接続して該チューブの先端を水中に浸漬し、中継部材の他端にポンプを接続して１０００ｋＰａで加圧し、水中で泡の発生が無いことを確認した。
【００３６】
図５に示すように、第１内部コネクタ１４ａは、第１中継部材１３ａの内側の雌コネクタ部２４に接続されるもので、フェルール２７と、固定ハウジング２８と、可動ハウジング２９と、取付ナット３０と、ばね３１とを含むねじ締め型のＦＣコネクタである。
【００３７】
フェルール２７は、樹脂、金属、セラミック等からなり、内部に後述する内部光ファイバ１５が挿通されて固着される円筒状で、第１中継部材１３ａの固定フェルール２１と対向する端面は平滑に研磨されている。フェルール２７は、大径部２７ａを有し、該大径部２７ａには位置決め凹部２７ｂが形成されている。
【００３８】
固定ハウジング２８は、第１中継部材１３ａのスリーブ２５と円筒部２６との間に挿入される前部２８ａと、後部２８ｂと、大径の中間部２８ｃとからなる円筒状である。固定ハウジング２８の後部２８ｂには、雌ねじ２８ｄが形成されている。固定ハウジング２８の内周面には、フェルール２７の大径部２７ａが当接するストッパ２８ｅと、フェルールの位置決め凹部２７ｂに係合する位置決め突部２８ｆが形成されている。
【００３９】
可動ハウジング２９は、前部２９ａと、後部２９ｂと、大径の中間部２９ｃとからなる円筒状である。可動ハウジング２９の前部２９ａには、固定ハウジング２８の後部２８ｂに挿入され、外面に固定ハウジング２８の雌ねじ２８ｄに螺合する雄ねじ２９ｄが形成されるとともに、内面にばね収容部２９ｅが形成されている。可動ハウジング２９の後部２９ｂには、可動ハウジング２９を回転させる工具が係合する二面部２９ｆが形成されている。
【００４０】
取付ナット３０は、固定ハウジング２８と可動ハウジング２９が挿通される円筒状で、前部３０ａと、後部３０ｂと、内周鍔部３０ｃとからなる。取付ナット３０の前部３０ａには、第１中継部材１３ａの雌コネクタ部２４の円筒部２６の雄ねじ２６ａに螺合する雌ねじ３０ｄが形成されている。内周鍔部３０ｃと固定ハウジング２８の中間部２８ｃの後方端面との間にはワッシャー３０ｅが嵌め込まれている。
【００４１】
ばね３１は、可動ハウジング２９のばね収容部２９ｅに挿入されている。ばね３１は、前端がフェルール２７の大径部２７ａに当接し、後端がばね収容部２９ｅの奥端面に当接して、フェルール２７を第１中継部材１３ａのフェルール２７に当接するように付勢している。
【００４２】
第２内部コネクタ１４ｂは、第２中継部材１３ｂの内側の雌コネクタ部２４に接続されるもので、第１内部コネクタ１４ａと同一の構成であるため、対応する部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００４３】
内部光ファイバ１５は、図６に示すように、ペネトレーション管１２の内部に素線の状態で配設され、図７に示すように、３本の光ファイバからなっている。各内部光ファイバ１５の第１端は、第１内部コネクタ１４ａに接続され、該第１内部コネクタ１４ａは、第１中継部材１３ａの雌コネクタ部２４に接続されている。各内部光ファイバ１５の第２端は、第２内部コネクタ１４ｂに接続され、該第２内部コネクタ１４ｂは、第２中継部材１３ｂの雌コネクタ部２４に接続されている。内部光ファイバ１５の第１内部コネクタ１４ａと第２内部コネクタ１４ｂへの取付部分を保護するために、第１内部コネクタ１４ａと第２内部コネクタ１４ｂの可動ハウジング２９の後部２９ｂには保護チューブ３２が取り付けられている。この保護チューブ３２は、内部光ファイバ１５の全長に亘って設けられてもよい。
【００４４】
内側ケーブルコネクタ１６と外側ケーブルコネクタ１７は、第１中継部材１３ａと第２中継部材１３ｂの外側の雌コネクタ部２４に接続されるもので、第１内部コネクタ１４ａと第２内部コネクタ１４ｂ同一の形状であるため、同一符号を付して説明を省略する。
【００４５】
内側ケーブルコネクタ１６には内側光ファイバケーブル６が接続され、該内側光ファイバケーブル６の先端には図示しないセンサが接続されている。外側ケーブルコネクタ１７には外側光ファイバケーブル７が接続され、該外側光ファイバケーブル７の先端には図示しない読取り装置が接続されている。これにより、センサと読取り装置とは、内側光ファイバケーブル６、内側ケーブルコネクタ２０、光ファイバペネトレーション１、外側ケーブルコネクタ１７及び外側光ファイバケーブル７を介して容易に接続できる。
【００４６】
内側光ファイバケーブル６と外側光ファイバケーブル７は、図８に示すように、それぞれ、ステンレス鋼製の細管３３と、該細管３３に挿入された光ファイバ素線３４を備えている。
【００４７】
細管３３は、ステンレス鋼製のチューブで以下の特性を有するものが好ましい。
材質；     ＳＵＳ３０４（又はＳＵＳ３１６）
外径/肉厚；２．０±０．０５ｍｍ/０．２±０．０５ｍｍ
許容張力； ２１６Ｎ
許容側圧； ２０，０００Ｎ/５０ｍｍ
使用温度； 常温〜２００℃
また、細管３３としては、ＳＵＳ管外側をＳＵＳ製網線で保護したＯＣＣ社製のＯＣＣケーブルでもよい。
【００４８】
光ファイバ素線３４は、特許第４６９９２６７号の耐放射線光ファイバの素線であって、Ｆ−ＳｉＯ２のファイバ（フッ素添加約０．８％）にポリイミド樹脂をコーティングした、放射線による欠陥生成を抑制・修復する機能を有し、以下の特性を有する耐放射線シングルモードファイバ（RRSMFB）が好ましい。
クラッド径；  １２５±１μｍ
使用波長ｎｍ；１３１０，１５５０
初期伝送損失；≦０．５ｄＢ/ｋｍ
耐圧テスト；  ≧０．７ＧＮ/ｍ2
耐熱温度；    ３００℃ 
γ線照射伝送損失；１ｘ１０６Ｒ/ｈ  約０．５ｄＢ/１００ｍ
１ｘ１０５Ｒ/ｈ  約０．３ｄＢ/１００ｍ
また、光ファイバ素線３４は、シングルモードファイバだけでなく、マルチモードファイバでもよい。
【００４９】
図８に示すように、内側光ファイバケーブル６と外側光ファイバケーブル７には、細管３３の上に巻き付けられた細線からなるシールド編組３５と、該シールド編組３５の上に被覆されたポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂からなるシース３６とが設けられている。
【００５０】
内部光ファイバ１５の中間部の垂れによる振動によって内部光ファイバ１５が相互に干渉したり、ペネトレーション管１２の内面に当接して損傷・破断するのを防止するために、図３Ｂに示すように、内部光ファイバ１５の中間部を支持する支持構造を設けることが好ましい。内部光ファイバ１５の支持構造は、全長に亘って保護チューブ３２を取り付けた３本の内部光ファイバ１５を挿入するステンレス鋼製の支持管３７と、該支持管３７を第３パイプ１２ｃの内側に支持する２つの支持板３８とからなる。
【００５１】
支持管３７は、第３パイプ１２ｃよりも長い長さを有し、第３パイプ１２ｃの両端から突出している。支持管３７の両端部には、ねじ孔３７ａが形成され、このねじ孔３７ａに止めねじ３７ｂをねじ込むことにより、支持管３７に挿入される支持板３８を固定できるようになっている。
【００５２】
支持板３８は、第３パイプ１２ｃの内側に挿入可能な外径を有する円形状を有し、中心に支持管３７が挿入される貫通孔３８ａが形成されている。支持板３８は、外周面から貫通孔３８ａに向かってねじ孔３８ｂが形成され、このねじ孔３８ｂに止めねじ３８ｃをねじ込むことにより、支持管３７に対して固定できるようになっている。
【００５３】
支持管３７と支持板３８からなる支持構造により、内部光ファイバ１５の振動が抑制され、内部光ファイバ１５が損傷したり、破断するのを防止することができる。支持管３７を使用せずに、内部光ファイバ１５を支持板３８の貫通孔３８ａに通して直接支持するようにしてもよい。
【００５４】
次に、本発明の光ファイバペネトレーション１の製造方法及び原子炉格納容器の隔壁２のスリーブ５への取り付け方法について説明する。
【００５５】
図９に示すように、第１パイプ１２ａと第２パイプ１２ｂの間に第３パイプ１２ｃを挿入してペネトレーション管１２を組み立てる。このペネトレーション管１２は長手方向に伸縮可能である。ペネトレーション管１２の内部に所定長さの３本の内部光ファイバ１５を挿入し、ペネトレーション管１２の第１端から突出する３本の内部光ファイバ１５に第１内部コネクタ１４ａを接続し、ペネトレーション管１２の第２端から突出する３本の内部光ファイバ１５に第２内部コネクタ１４ｂを接続する。
【００５６】
続いて、第１中継部材１３ａの内側の雌コネクタ部２４に第１内部コネクタ１４ａを接続し、第２中継部材１３ｂの内側の雌コネクタ部２４に第２内部コネクタ１４ｂを接続する。ペネトレーション管１２の第１パイプ１２ａを第３パイプ１２ｃに対してスライドさせて伸長し、第１中継部材１３ａと溶接する。同様に、ペネトレーション管１２の第２パイプ１２ｂを第３パイプ１２ｃに対してスライドさせて伸長し、第２中継部材１３ｂと溶接する。
【００５７】
次に、ペネトレーション管１２の第１パイプ１２ａと第２パイプ１２ｂの間に半割パイプ１２ｄを装着し、半割パイプ１２ｄの一端を第１パイプ１２ａと溶接し、半割パイプ１２ｄの他端を第２パイプ１２ｂと溶接し、さらに半割パイプ１２ｄの長手方向の対向面を溶接する。
【００５８】
以上のようにして製造した新たな光ファイバペネトレーション１を図１に示す原子炉格納容器の隔壁２のスリーブ５に取り付けるには、光ファイバペネトレーション１を原子炉格納容器の外側からスリーブ５内に挿入し、内側ケーブルコネクタ１６を内側光ファイバケーブル６に接続し、外側ケーブルコネクタ１７を外側光ファイバケーブル７に接続することで、簡単に取り付けることができる。また、既存の光ファイバペネトレーション１の内側ケーブルコネクタ１６と外側ケーブルコネクタ１７をそれぞれ内側光ファイバケーブル６、外側光ファイバケーブル７から分離して、既存の光ファイバペネトレーション１をスリーブ５から外側に引き出して取り外した後、新たな光ファイバペネトレーション１を原子炉格納容器の外側からスリーブ５内に挿入し、内側ケーブルコネクタ１６を内側光ファイバケーブル６に接続し、外側ケーブルコネクタ１７を外側光ファイバケーブル７に接続することにより、光ファイバペネトレーション１を容易に交換することができる。
【００５９】
本発明の光ファイバペネトレーション１に接続する内側光ファイバケーブル６及び外側光ファイバケーブル７は、耐放射線性を有する光ファイバ素線３４が樹脂被覆がない素線のままの状態で、耐熱性、耐水性、気密性、耐震性、耐圧性に優れた細管３３に挿入されているので、光ファイバ素線３４が保護されるとともに、耐圧性、耐水性、耐熱性、耐放射線性がある。
【００６０】
また、本発明の光ファイバペネトレーション１は、内側光ファイバケーブル６の細管３３の内部は、内側ケーブルコネクタ１６の固定ハウジング２８と可動ハウジング２９の内部と連通している。しかし、内側ケーブルコネクタ１６の内部は、第１中継部材１３ａの固定フェルール２１と、外側本体１８と、内側本体１９との間に装着されたＯリング２３により、ペネトレーション管１２の内部と遮断されている。また、ペネトレーション管１２の内部は、第２中継部材１３ｂの固定フェルール２１と、外側本体１８と、内側本体１９との間に装着されたＯリング２３により、外側ケーブルコネクタ１７の内部と遮断されている。このように、内側光ファイバケーブル６と外側光ファイバケーブル７との間には、内側ケーブルコネクタ１６、第１中継部材１３ａ、第１内部コネクタ１４ａ、ペネトレーション管１２、第２内部コネクタ１４ｂ、第２中継部材１３ｂ、外側ケーブルコネクタ１７が存在し、これらにより完全に隔絶されている。したがって、原子炉格納容器の内側の内側光ファイバケーブル６の細管３３が損傷したとしても、原子炉格納容器内の雰囲気や水が損傷した細管３３から原子炉格納容器の外側の外側光ファイバケーブル７に侵入することはなく、気密性が保たれる。さらに、内部コネクタ１４ａ、１４ｂは、ペネトレーション管１２の両端の中継部材１３ａ、１３ｂに接続されているので、安定しており、強度が高く、信頼性が向上する。
【００６１】
ペネトレーション管１２にガス漏れ検知孔１２ｅが設けられているので、第１中継部材１３ａと第２中継部材１３ｂのＯリング２３の摩耗や損傷、第１内部コネクタ１４ａや第２内部コネクタ１４ｂの損傷、ペネトレーション管１２の破損等により、ペネトレーション管１２内で水素や水蒸気等のガス漏れがあった場合には、漏れたガスによる圧力の変化がガス漏れ検知孔１２ｅに接続した図示しないガス漏れ検知管を介して光ファイバペネトレーション１の外部にある圧力計等で検出されるので、ガス漏れを迅速かつ確実に確認することができる。
【００６２】
＜第２実施形態＞
前記第１実施形態では、ペネトレーション管１２の両端に第１中継部材１３ａと第２中継部材１３ｂを設けたが、第２実施形態では、図１０、図１１に示すように、ペネトレーション管１２の中間に中継部材１３が取り付けられている。  
【００６３】
すなわち、ペネトレーション管１２は第１ペネトレーション管１２Ａと第２ペネトレーション管１２Ｂとからなっている。第１ペネトレーション管１２Ａの一端は第１蓋体４１ａが溶接により取り付けられて閉塞され、他端は中継部材１３に溶接により取り付けられている。同様に、第２ペネトレーション管１２Ｂの一端は第２蓋体４１ｂが溶接により取り付けられて閉塞され、他端は中継部材１３に溶接により取り付けられている。
【００６４】
中継部材１３の形状及び構造は、前記第１実施形態の第１中継部材１３ａと、第２中継部材１３ｂと同じ形状であるため、同一符号を付して説明を省略する。
【００６５】
第１内部コネクタ１４ａと第２内部コネクタ１４ｂは、中継部材１３の両側の雌コネクタ部２４に接続されるねじ締め型のＦＣコネクタであり、その形状及び構造は、前記第１実施形態の第１内部コネクタ１４ａ、第２内部コネクタ１４ｂと同様であるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００６６】
図１２に示すように、第１内部光ファイバ４２ａと第２内部光ファイバ４２ｂは、前記第１実施形態で説明した内側光ファイバケーブル６と外側光ファイバケーブル７と同様に、ステンレス鋼製の細管３３と、該細管３３に挿入された光ファイバ素線３４とを備えている。
【００６７】
第１内部光ファイバ４２ａの一端側の細管３３の端部は、第１内部コネクタ１４ａの可動ハウジング２９に溶接により取り付けられ、光ファイバ素線３４の端部は、第１内部コネクタ１４ａのフェルール２７に固着されている。第１内部光ファイバ４２ａの他端側は、第１蓋体４１ａを貫通して、第１外部コネクタ４３ａに接続されている。
【００６８】
同様に、第２内部光ファイバ４２ｂの一端側の細管３３の端部は、第２内部コネクタ１４ｂの可動ハウジング２９に溶接により取り付けられ、光ファイバ素線３４の端部は、第２内部コネクタ１４ｂのフェルール２７に固着されている。第２内部光ファイバ４２ｂの他端側は、第２蓋体４１ｂを貫通して、第２外部コネクタ４３ｂに接続されている。
【００６９】
第１外部コネクタ４３ａと第２外部コネクタ４３ｂには、前記第１実施形態と同様に、内側ケーブルコネクタ１６、外側ケーブルコネクタ１７により、内側光ファイバケーブル６と外側光ファイバケーブル７にそれぞれ接続されている。
【００７０】
次に、第２実施形態の光ファイバペネトレーション１の製造方法及び原子炉格納容器の隔壁２のスリーブ５への取り付け方法について説明する。
【００７１】
図１３に示すように、第１内部コネクタ１４ａを接続した第１内部光ファイバ４２ａを第１蓋体４１ａに挿通し、第１蓋体４１ａに第１ペネトレーション管１２Ａの一端を溶接により接続する。続いて、第１内部光ファイバ４２ａの第１内部コネクタ１４ａを中継部材１３の雌コネクタ部２４に接続する。そして、第１ペネトレーション管１２Ａの他端を中継部材１３に溶接により接続する。
【００７２】
同様に、第２内部コネクタ１４ｂを接続した第２内部光ファイバ４２ｂを第２蓋体４１ｂに挿通し、第２蓋体４１ｂに第２ペネトレーション管１２Ｂの一端を溶接により接続する。続いて、第２内部光ファイバ４２ｂの第２内部コネクタ１４ｂを中継部材１３の雌コネクタ部２４に接続する。そして、第２ペネトレーション管１２Ｂの他端を中継部材１３に溶接により接続する。
【００７３】
本発明の光ファイバペネトレーション１に接続する内側光ファイバケーブル６及び外側光ファイバケーブル７、第１内部光ファイバ４２ａ及び第２内部光ファイバ４２ｂは、耐放射線性を有する光ファイバ素線３４が樹脂被覆がない素線のままの状態で、耐熱性、耐水性、気密性、耐震性、耐圧性に優れた細管３３に挿入されているので、光ファイバ素線３４が保護されるとともに、耐圧性、耐水性、耐熱性、耐放射線性がある。
【００７４】
また、本発明の光ファイバペネトレーション１は、第１内部光ファイバ４２ａの細管３３の内部は、第１内部コネクタ１４ａの固定ハウジング２８と可動ハウジング２９の内部と連通している。しかし、第１ペネトレーション管１２Ａの第１内部コネクタ１４ａの内部は、中継部材１３の固定フェルール２１と、外側本体１８と、内側本体１９とに間に装着されたＯリング２３により、第２ペネトレーション管１２Ｂの内部と遮断されている。このように、内側光ファイバケーブル６と外側光ファイバケーブル７との間には、第１外部コネクタ４３ａ、第１蓋体４１ａ、第１内部光ファイバ４２ａ、第１内部コネクタ１４ａ、中継部材１３、第２内部コネクタ１４ｂ、第２内部光ファイバ４２ｂ、第２蓋体４１ｂ、第２外部コネクタ４３ｂが存在し、これらにより完全に隔絶されている。したがって、原子炉格納容器の内側の内側光ファイバケーブル６の細管３３が損傷したとしても、原子炉格納容器内の雰囲気や水が損傷した細管３３から原子炉格納容器の外側の外側光ファイバケーブル７に侵入することはなく、気密性が保たれる。さらに、内部コネクタ１４ａ、１４ｂは、ペネトレーション管１２の中央部にある中継部材１３に接続されているので、安定しており、強度が高く、信頼性が向上する。
【００７５】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、前記第１実施形態では、光ファイバペネトレーション１のペネトレーション管１２を第１パイプ１２ａ、第２パイプ１２ｂ、第３パイプ１２ｃの３本のパイプで構成したが、４本以上でもよいし、２本のパイプ又は１本のパイプでもよい。
【００７６】
本発明は、原子炉格納容器内設備機器の計測、制御、通信、メンテナンス、燃料プール水面計測用として原子力関連分野に適用されるだけでなく、共同溝、Ｘ線、加速器等の研究施設、大学・企業の研究施設、医療機関、真空チャンバ、宇宙機器、真空炉等の内外を隔絶する必要のある容器や設備、部屋の隔壁にも適用できるものである。
【符号の説明】
【００７７】
１  光ファイバペネトレーション
２  隔壁
３  第１空間
４  第２空間
５  スリーブ
６  内側光ファイバケーブル（第１光ファイバケーブル）
７  外側光ファイバケーブル（第２光ファイバケーブル）
１２  ペネトレーション管
１２ａ  第１パイプ
１２ｂ  第２パイプ
１２ｃ  第３パイプ
１２ｄ  半割パイプ
１２ｅ  ガス漏れ検知孔
１２Ａ  第１ペネトレーション管
１２Ｂ  第２ペネトレーション管
１３  中継部材
１３ａ，１３ｂ  第１，第２中継部材
１４ａ，１４ｂ  第１，第２内部コネクタ
１５  内部光ファイバ
１６  内側ケーブルコネクタ（第１ケーブルコネクタ）
１７  外側ケーブルコネクタ（第２ケーブルコネクタ）
２１  固定フェルール
２２  内蔵ファイバ
２４  雌コネクタ部
２５  スリーブ
２６  円筒部
２７  フェルール
２８  固定ハウジング
２９  可動ハウジング
３０  取付ナット
３１  ばね
３２  保護チューブ
３３  細管
３４  光ファイバ素線
３５  シールド編組
３６  シース
３７  支持管
３７ａ  ねじ孔
３７ｂ  止めねじ  
３８  支持板
３８ａ  貫通孔
３８ｂ  ねじ孔
３８ｃ  止めねじ  
４１ａ，４１ｂ  第１，第２蓋体
４２ａ，４２ｂ  第１，第２内部光ファイバ
４３ａ，４３ｂ  第１，第２外部コネクタ
【図１】
2020177216.tif 000003
【図２】
2020177216.tif 000004
【図３Ａ】
2020177216.tif 000005
【図３Ｂ】
2020177216.tif 000006
【図４】
2020177216.tif 000007
【図５】
2020177216.tif 000008
【図６】
2020177216.tif 000009
【図７】
2020177216.tif 000010
【図８】
2020177216.tif 000011
【図９】
2020177216.tif 000012
【図１０】
2020177216.tif 000013
【図１１】
2020177216.tif 000014
【図１２】
2020177216.tif 000015
【図１３】
2020177216.tif 000016