(57)【要約】  光ファイバ（１３）のための光ファイバ冷却装置（１、１´、１´´）であって、該冷却装置（１、１´、１´´）は、半分割連通管（２０４０、２９４０）を夫々配置した受け部表面（２０４、２９４）を夫々少なくとも１有する２つの部分（２０、２９）を含み、該２つの部分（２０、２９）が夫々の前記受け部表面（２０４０、２９４０）の位置において当接することにより、前記光ファイバ（１３）を通過させるための主連通管が形成され、夫々の前記部分（２０、２９）が熱伝導性材料から構成されるとともに、前記部分（２０、２９）のうち少なくとも一方の前記部分（２０）が、該部分（２０）の前記主半分割連通管(２０４０)に沿って分布配置された複数の開口（２０４６）と流体連通する円筒状の第２の管(２０９)を含むことにより、前記第２の管（２０９）が、前記複数の開口（２０４６）に対して熱交換流体を分配するための分配チャンバを成すことを特徴とする光ファイバ冷却装置。 【選択図】  図２ａ
2013542911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ（１３）のための光ファイバ冷却装置（１、１´、１´´）であって、
該冷却装置（１、１´、１´´）は、半分割連通管（２０４０、２９４０）を夫々配置した受け部表面（２０４、２９４）を夫々少なくとも１有する２つの部分（２０、２９）を含み、該２つの部分（２０、２９）が夫々の前記受け部表面（２０４０、２９４０）の位置において当接することにより、前記光ファイバ（１３）を通過させるための主連通管が形成され、
前記夫々の部分（２０、２９）が熱伝導性材料から構成されるとともに、
前記部分（２０、２９）のうち少なくとも一方の前記部分（２０）が、該部分（２０）の前記主半分割連通管(２０４０)に沿って分布配置された複数の開口（２０４６）と流体連通する円筒状の第２の管(２０９)を含むことにより、前記第２の管（２０９）が、前記複数の開口（２０４６）に対して熱交換流体を分配するための分配チャンバとして構成されることを特徴とする光ファイバ冷却装置。
【請求項２】
前記第２の管(２０９)が、複数の通路（２０９２）を介して前記主連通管と接続され、該通路（２０９２）の夫々は、前記主連通管の前記開口（２０４６）の夫々と接続していることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ冷却装置。
【請求項３】
前記第２の管（２０９）の直径を分子とし、複数の前記開口(２０４６)の直径を分母とする比率は、前記第２の管(２０９)が、前記熱交換流体をすべての前記開口（２０４６）に対して並行して注入することのできる分配チャンバを成すことが可能なように選択されることを特徴とする請求項２に記載の光ファイバ冷却装置。
【請求項４】
前記第２の管（２０９）の前記直径を分子とし、複数の前記開口（２０４６）の前記直径を分母とする前記比率は、３〜３００の範囲内の比率であることを特徴とする請求項２または３に記載の光ファイバ冷却装置。
【請求項５】
前記第２の管（２０９）と流体連通する、前記熱交換流体のための入口（２０８）を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載の光ファイバ冷却装置。
【請求項６】
前記熱伝導性材料が、アルミニウムを含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１に記載の光ファイバ冷却装置。
【請求項７】
前記光ファイバ冷却装置を冷却するための冷却ダクト（２１０ａ、２１０ｂ）をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に記載の光ファイバ冷却装置。
【請求項８】
前記開口（２０４６）は、５〜２００ｍｍの間隔をもって互いに離間していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１に記載の光ファイバ冷却装置。
【請求項９】
前記主連通管の周囲を密閉する少なくとも１のシール（２０７ａ、２０７ｂ）を含むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１に記載の光ファイバ冷却装置。
【請求項１０】
前記主連通管は、放射線吸収層（２０４１）でコーティングされることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１に記載の光ファイバ冷却装置。
【請求項１１】
前記部分（２０、２９）のうち他方の前記部分（２９）を成すブロックもまた、第２の管及び冷却ダクトを含み、該２つの部分（２０、２９）夫々における前記第２の管及び前記冷却ダクトは、該２つの部分（２０、２９）夫々の受け部表面（２０４、２９４）同士の当接面に対して対称であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１に記載の光ファイバ冷却装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１に記載の光ファイバ冷却装置（１、１´、１´´）を少なくとも１含むことを特徴とする前記光ファイバ（１３）を製造するためのタワー（Ｔ）。
【請求項１３】
ａ）前記熱伝導性材料から構成されるとともに少なくとも１の前記受け部表面（２０４）を含む第１のブロック（Ｅ）を形成する工程（工程７０１）と、
ｂ）前記第１のブロック（Ｅ）の平坦な前記受け部表面（２０４）上に、前記半分割主連通管（２０４０）を形成する工程（工程７０２）と、
ｃ）前記第１のブロック（Ｅ）に、円筒状の前記第２の管（２０９）を形成する工程（工程７０３）と、
ｄ）前記第１のブロック（Ｅ）の前記第２の管（２０９）と前記半分割主連管（２０４０）との間に、前記複数の開口（２０４６）を介して前記複数の通路（２０９２）を形成する工程（工程７０４）と、
ｅ）前記第２の管（２０９）のための少なくとも１の入口（２０８）を形成する工程（工程７０５）と、
ｆ）第２のブロック（Ｅ´）を形成し、前記第１のブロック（Ｅ）に対して行われた前記工程のうち、少なくとも前記工程ｂ）を前記第２のブロック（Ｅ´）に対して行う工程（工程７１１）と、
ｇ）組み合わせた前記第１のブロック（Ｅ）及び前記第２のブロック（Ｅ´）の２つの前記主半分割連通管（２０４０、２９４０）により前記主連通管が形成されるように、前記第１のブロック（Ｅ）及び第２のブロック（Ｅ´）を、第１のブロック（Ｅ）及び前記第２のブロック（Ｅ´）夫々の受け部表面（２０４、２９４）を介して当接させる工程（工程７１２）と
を含むことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１に記載の光ファイバ冷却装置の製造方法。
【請求項１４】
前記第２のブロック（Ｅ´）に対して、前記工程ｂ）〜ｅ）を行うことを特徴とする請求項１３に記載の光ファイバ冷却装置の製造方法。
【請求項１５】
前記第１のブロック（Ｅ）及び／あるいは前記第２のブロック（Ｅ´）に、２つの冷却ダクト（２１０ａ、２１０ｂ）を貫設する工程（工程７０６）をさらに含むことを特徴とする請求項１３または１４に記載の光ファイバ冷却装置の製造方法。
【請求項１６】
前記第１のブロック（Ｅ）に、前記第２の管（２０９）が穿孔により設けられることを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１に記載の光ファイバ冷却装置の製造方法。
【請求項１７】
放射線吸収層（２０４１）を形成するための、黒色陽極酸化処理工程をさらに含むことを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれか１に記載の光ファイバ冷却装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ファイバの製造装置に関する。更に詳しくは、光ファイバの製造方法に用いられる光ファイバ冷却装置に関する。
【０００２】
図１ａ（ＵＳ５４１８８８１Ａから流用）を参照すると、従来技術における光ファイバの製造方法は、ガラスを加熱して好ましくは母材（ガラス棒）を製造するための加熱炉１２を含む。加熱炉は一般的には高い位置に、好ましくは一般的に２０〜３５ｍの高さを有するタワーＴの頂部に設けられる。
【０００３】
加熱炉１２は、該加熱炉の下部に設けられタワーの底部と対向する出口開口１２０を有する。この出口開口１２０より部分的に溶融したガラス茎１３が出現する（すなわち該溶融したガラス茎１３が流動性を有することにより、該出口開口より鋳造を行うことが可能となる）。このガラス茎１３が厳密な意味での光ファイバを形成する。
【０００４】
加熱炉の下部には、光ファイバ１３を冷却するための冷却領域１４２が設けられる。好ましくは、冷却領域１４２は光ファイバ１３を冷却するための冷却装置１４を特に含む。この冷却装置に関し、本書にて以下詳述する。
【０００５】
光ファイバ１３は冷却された後、例えば被覆工程等のために設けられたさらなる処理ステーションである１５、１６、１７及び１８へと、下方向へ進行を続ける。最終的に、光ファイバ１３は、一般的に搬送及びその後の使用のために巻き取られる。
【０００６】
図１ｂを参照すると、従来技術により周知の冷却装置は密閉冷却ユニット１４０を含み、
加熱炉を出た光ファイバ１３は該密閉冷却ユニット１４０内を循環することにより冷却される。冷却ユニット内部には冷却液が注入される。この冷却液は、好ましくは光ファイバを劣化させることなく冷却可能な低温ヘリウムである（これに対し、水を注入した場合は光ファイバの劣化が生じるおそれがある）。
【０００７】
ヘリウムの注入は、冷却ユニットの頂部に位置する、すなわち光ファイバ１３の冷却ユニット１４０への入口近傍に位置する入口１４４を介して行われる。ヘリウムが光ファイバ１３と接触することにより光ファイバ１３が冷却され、その後ヘリウムは光ファイバ１３に追い出される形で冷却ユニットから排出される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、この冷却装置に対しては以下の点について課題がある。光ファイバ（加熱炉を出る時の光ファイバの温度は１０００℃にも達する）と接触すると、ヘリウムの温度が急速に上昇するため、結果として光ファイバ１３の冷却は、冷却ユニット１４０の一部においてしか効率的に行われない。
【０００９】
実在の冷却ユニット１４０には、しばしば冷却のために水が用いられる。しかしながら、これについては冷却ユニットからの水漏れのおそれが問題として指摘されている。
【００１０】
したがって、本発明の課題の１つは、装置内を進行する光ファイバと冷却液との間の熱交換率を実質的に上昇させることができるように構成された、特に光ファイバのための冷却装置を提供することである。
【００１１】
本発明の別の課題は、ヘリウムの使用量を最大限節減可能な、特に光ファイバのための冷却装置を提供することである。ヘリウムは有効である一方で高価なガスであるため、光ファイバに対するヘリウムの冷却効果を最大限活用することが求められる。
【００１２】
本発明のさらなる別の課題は、水漏れの問題を回避可能な冷却装置を提供することである。
【００１３】
この目的を達成するために、本発明は、光ファイバのための冷却装置に関し、該冷却装置は、光ファイバを通過させるための主連通管を含む。冷却装置の特徴は、主連通管が該主連通管に沿って分布配置された複数の開口を含む点、及び複数の開口と流体連通する、熱交換流体のための分配チャンバを該冷却装置がさらに含む点である。
【００１４】
好ましくは、光ファイバ冷却装置は、少なくとも１の受け部表面を夫々含む２つの部分を有する。２つの部分が、それら夫々が含む受け部表面の位置において互いに当接すると、光ファイバの通路を収容するための主連通管が形成されるように、２つの部分の夫々の受け部表面上には夫々半分割連通管が配置される。冷却装置の特徴は、２つの部分夫々が熱伝導性材料からなるブロックである点、及び、２つの部分のうち少なくとも一方の部分が、該部分に設けられた半分割連通管に沿って分布配置された複数の開口と流体連通する円筒状の第２の管を含むことにより、該第２の管が、該複数の開口に対して熱交換流体の分配を行う熱交換流体分配チャンバを成す点である。
【００１５】
有利かつ任意には、本発明は以下の特徴のうち少なくとも１を含む。
−装置は、分配チャンバを成す第２の管を含む。第２の管は、複数の通路を介して主連通管と接続され、該複数の通路の夫々は、主連通管の開口夫々と接続されている。
−第２の管の直径を分子とし、複数の開口の直径を分母とする比率は、第２の管が、熱交換流体をすべての開口に対して並行して注入することのできる分配チャンバを成すことが可能なように選択される。
−第２の管の直径を分子、複数の開口の直径を分母とする比率は、３〜３００の範囲内の比率である。
−装置は、第２の管と流体連通する、熱交換流体のための入口を含む。
−装置は、好ましくはアルミニウムを含む熱伝導性材料で構成される。
−装置は、該装置を冷却する冷却ダクトを更に含む。
−開口は、５〜２００ｍｍの間隔をもって互いに離間している。
−装置は、主連通管の周囲を密閉する少なくとも１のシールを含む。
−主連通管は、放射線吸収層でコーティングされる。
−２つの部分のうち、他方の部分を成すブロックもまた、第２の管及び冷却ダクトを含み、該２つの部分における第２の管及び冷却ダクトは、該２つの部分の夫々の受け部表面同士の当接面に対して対称である。
【００１６】
本発明はさらに、光ファイバ製造のためのタワーに関し、該タワーは、本発明の冷却装置を少なくとも１つ含む。
【００１７】
本発明はさらに、本発明の冷却装置を製造する方法に関し、該方法は以下の工程を含むことを特徴とする。
ａ）熱伝導性材料から構成され、少なくとも１の受け部表面を含む第１のブロックを提供する工程。
ｂ）第１のブロックの平坦な受け部表面上に、半分割主連通管を形成する工程。
ｃ）第１のブロックに、好ましくは円筒状の第２の管を形成する工程。
ｄ）第１のブロックの第２の管と半分割主連管との間に、複数の通路を形成する工程。
ｅ）第２の管のための少なくとも１の入口を形成する工程。
ｆ）第２のブロックを形成し、第１のブロックに対して行われた上記工程のうち、少なくとも工程ｂを第２のブロックに対して行う工程。
ｇ）組み合わせた第１のブロック及び第２のブロックの２つの主半分割連通管が主連通管を形成するように、第１のブロック及び第２のブロックを、第１のブロック及び第２のブロックの夫々の受け部表面を介して当接させる工程。
【００１８】
有利かつ任意には、本発明の方法は以下のうち少なくとも１の工程を含む。
−第２のブロックに対して上記工程ｂ）〜ｅ）を行う工程。
−第１のブロック（Ｅ）及び／あるいは第２のブロック（Ｅ´）に２つの冷却ダクト（２１０ａ、２１０ｂ）夫々を貫設する工程（工程７０６）。
【００１９】
有利には、第２の管を第１のブロックに穿孔により設ける（穿設する）ことで、該第２の管は滑らかな内表面を有し、それにより乱流発生を促進することが可能となる。
【００２０】
さらに有利には、本発明の方法は、放射線吸収層を形成するための黒色陽極酸化処理工程を更に含む。
【００２１】
本発明の他の特徴、課題及び利点は、以下に述べる非制限例の詳細な説明によって明らかになる。非制限例としての実施形態は以下の図面を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１ａ】図１ａは、従来技術による光ファイバの製造タワーを示す概略図である。
【図１ｂ】図１ｂは、従来技術による光ファイバ冷却装置の概略図である。
【図２ａ】図２ａは、本発明の１実施形態による光ファイバ冷却装置を示すカバリエ投影図である。
【図２ｂ】図２ｂは、本発明の１実施形態による光ファイバ冷却装置を示すカバリエ投影図である。
【図２ｃ】図２ｃは、本発明の１実施形態による光ファイバ冷却装置のシールの断面図である。
【図３】図３は、本発明の１実施形態による光ファイバ冷却装置の一部分を示す。
【図４】図４は、図３に示す本発明の１実施形態による光ファイバ冷却装置の一部分の、ＶＩ−ＶＩ面に沿ったカバリエ投影図である。
【図５ａ】図５ａは、本発明の１実施形態による、開放位置にある光ファイバ冷却装置の概略図である。
【図５ｂ】図５ｂは、本発明の１実施形態による、閉鎖位置にある光ファイバ冷却装置の概略図である。
【図６】図６は、本発明の１実施形態による光ファイバの製造タワーの概略図である。
【図７】図７は、本発明の１実施形態による光ファイバ冷却装置の製造方法を示す機能グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図２ａ及び図２ｂを参照すると、本発明の１実施形態による特に光ファイバのための冷却装置２は、２つの部分２０及び２９から構成される光ファイバ受け部エレメントを含む。該２つの部分は、ある平面に対して全体的に対称であるとともに、互いに対向して配置される。
【００２４】
本発明の１実施形態によると、一方の部分２０は、熱伝導性材料からなるブロックＥから、好ましくは（”Zicral”、”Ergal”及び”Fortal Constructal”という商品名で知られる）７０７５アルミニウム合金から形成される。
【００２５】
このブロックＥは、好ましくは主軸Ａを有する直角の平行６面体形状である。ブロックＥは、軸Ａに沿って４つの長手方向表面を含む。該４つの表面は、２０１、２０２、２０３及び２０４であり、これらは軸Ａに対して垂直な２つの表面２０５及び２０６によって画定される。（軸Ａに沿った）ブロックＥの長さは、好ましくは２６００〜３０００ｍｍであるが、特にこれに限定されるものではない。
【００２６】
表面２０４は、より光ファイバを受けることに特化された表面である。この点に関し、表面２０４は、半円形断面を有する半円筒状に形成された主溝２０４０を含む。該主溝として形成された主半分割連通管２０４０は、主軸Ａと平行に配置され、好ましくはブロックＥの表面２０４の中心線上に配置される。
【００２７】
ブロックＥ´を含むもう一方の部分２９は、表面２０４と平行な平面に対して、ブロックＥと対称である。これにより、光ファイバのための夫々の受け部表面（部分２０においては２０４、部分２９においては２９４）が対向配置される。受け部表面２９４もまた、長手方向の主半分割連通管２９４０を含み、この主半分割連通管２９４０は前述の主半分割連通管２０４０と対称である。この構成により、光ファイバのための通路が、軸Ａに平行でありかつ円形断面を有する円筒状の主連通管Ｃとして画定される。該主連通管Ｃは冷却装置２の中心に位置し、２つの主半分割連通管２０４０及び２９４０により形成される。主連通管は、該連通管内にて光ファイバを冷却するために、光ファイバを該連通管内で循環させる目的において形成されるものである。したがって、主連通管の直径は光ファイバの直径より大きい必要があり、好ましくは（光ファイバの直径が１２５μｍである場合）５〜２０ｍｍである。
【００２８】
光ファイバの受け部表面２０４は、主半分割連通管２０４０の両側に配置され、かつ該主半分割連通管と平行に配置された２つの第２の長手方向溝２０４２及び２０４４を更に含む。これらの第２の溝２０４２及び２０４４は、受け部表面２９４上に対向配置された、該第２の溝２０４２及び２０４４の対称物とともに、シール２０７ａ及び２０７ｂを受け部するように構成され、受け部表面２０４及び２９４が当接すると、主連通管Ｃの外周と、冷却装置の外側のうち表面２０１、２０２及び２０３（及びもう一方の部分２９における、該表面２０１、２０２及び２０３の対称相当物）との間を密封することができる。尚、主連通管は両端が開放状態の連通管であるため、主連通管Ｃの入口及び出口が配置される表面２０５及び２０６（及びもう一方の部分２９における、該表面２０５及び２０６の対称相当物）は密閉されない。
【００２９】
図２ｃを参照すると、シール２０７ａは（及びシール２０７ｂも同様に）、円形断面及び長手方向突起２０７２を有する円筒状部分２０７０を含む。長手方向突起２０７２は円筒状部分２０７０の外表面に対して垂直に延在し、長手方向突起２０７２の主軸は、円筒状部分２０７０の主軸と平行である。この長手方向突起２０７２は、好ましくは長方形板状であり、該長方形板の長い側が円筒状部分２０７０と当接する。長手方向突起２０７２はさらに、該長手方向突起２０７２における互いに反対側にある２つの表面上に配置された複数のフィン２０７３を含む。
【００３０】
図２ａ及び図２ｂを再び参照すると、シール２０７ａは長手方向突起２０７２の位置において第２の溝２０４２に挿入されている。該第２の溝２０４２は狭い幅（好ましくは３．８ｍｍ）及び長手方向突起２０７２の高さ（好ましくは６ｍｍ）よりも大きい奥行き（好ましくは８ｍｍ）を有する。長手方向突起２０７２のフィン２０７３が第２の溝２０４２の壁と当接することにより、シール２０７ａが第２の溝２０４２の位置に固定される。部分２９の受け部表面２９４における第２の溝２９４２は、第２の溝２０４２と対向しており、好ましくは対向する該第２の溝２０４２よりも浅い奥行きを有するが、一方で該第２の溝２０４２よりも広い幅を有する。第２の溝２９４２は、部分２０の受け部表面２０４における第２の溝２０４４と同形状を有する。したがって、受け部表面２０４と２９４が当接した時、第２の溝２０４２から突出しているシール２０７ａの円筒状部分２０７０は、第２の溝２９４２内で圧縮される。この圧縮中に、シール２０７ａの円筒状部分２０７０は第２の溝２９４２の輪郭形状に沿って変形する傾向があるため、前述したように冷却装置の外側との間に密閉状態が形成される。好ましくは、第２の溝２０４４及び２９４４（夫々受け部表面２０４及び２９４に含まれ、互いに対向するよう配置される）は、第２の溝２０４２及び２９４２の反転相当物である。この構成によりシール２０７ｂが長手方向突起２０７２の位置において第２の溝２９４４に挿入され、該シール２０７ｂの円筒状部分２０７０が受け部表面２０４における第２の溝２０４４内で圧縮される。したがって、受け部表面２０４と２９４との当接表面に対するブロックＥとブロックＥ´との対称性は、互いに対向配置された第２の溝の形状に関しては適用されない。
【００３１】
好ましくは、表面２０１、２０２及び２０３（及びもう一方の部分２９における、該表面２０１、２０２及び２０３の対称相当物）は絶縁層２１１によってコーティングされている。この絶縁体により、水滴をともなう結露が装置の外表面に生じるのを防ぐことができる。こうした水滴が何らかの部材に滴下した場合、あるいは該水滴が光ファイバと接触した場合、水滴と接触した部材または光ファイバの劣化を引き起こすおそれがあるため、一般的には該水滴の発生を防ぐのが望ましい。
【００３２】
また、好ましくは、受け部表面２０４及び２９４の夫々の半分割連通管は、加熱炉を出た光ファイバから発せられる放射線を吸収するための放射線吸収層２０４でコーティングされている。該コーティングは、例として黒色陽極酸化処理により行われる。放射線を光ファイバに対して反射させることなく吸収することにより、光ファイバの冷却が改善される。
【００３３】
装置の形成にアルミニウム製のブロックを用いることにより、黒色陽極酸化処理を容易な方法、例えばこれらのブロックを適切な電解槽に浸す方法により行うことができるという格別の利点が生じる。
【００３４】
本発明の主な１特徴によると、冷却装置の主半分割連通管２０４０は、該半分割連通管２０４０に沿って分布配置された複数の開口２０４６を含む。該装置はさらに、複数の開口２０４６と流体連通する、熱交換流体のための入口２０８を含む。
【００３５】
好ましくは、開口２０４６は５〜２００ｍｍの間隔をもって互いに離間しており、０．２〜２ｍｍの直径を有する。開口は、特に同一間隔をもって離間しているか、あるいは逆に開口間の間隔は可変であるように規定される。
【００３６】
図３及び図４を参照すると、装置の部分２０を成すブロックＥは、主半分割連通管２０４０と平行に位置する第２の管２０９を含む。主半分割連通管２０４０と第２の管２０９とは、夫々主半分割連通管２０４０の開口２０４６に接続した複数の通路２０９２によって接続されている。第２の管２０９は、該第２の管２０９の主軸がブロックＥの主軸Ａと一致するように配置される。第２の管２０９は円形断面を有する円筒状に形成され、６〜２０ｍｍの直径、好ましくは１３ｍｍの直径を有する。通路２０９２は、好ましくは軸Ａに対して垂直であり、主半分割連通管２０４０の正中面に配置される。
【００３７】
ブロックＥはまた、熱交換流体のための少なくとも１の入口２０８を含む。入口２０８は、軸Ａに対して垂直な通路２０９４を介して第２の管２０９と流体連通している。入口２０８はしたがって、複数の開口２０４６とも流体連通している。入口２０８には、図２ａに示すように空気圧式の接続部材が設けられる。好ましくは、ブロックＥは、第２の管２０９の２つの端部に配置された２つの入口２０８ａ及び２０８ｂを含む。
【００３８】
したがって、第２の管２０９は、複数の開口２０４６のための、熱交換流体分配チャンバを成す。分配チャンバを成す第２の管２０９の内部にまず流体が注入されるということは、すなわちすべての開口２０４６に対して並行して流体が注入可能であることを意味する。したがって、流体が主連通管の長さ全体に亘って光ファイバと接触し、これにより流体と光ファイバとの熱交換表面が増大する。第２の管２０９の直径を分子、複数の開口２０４６の直径を分母とする比率は、分配チャンバ効果を発揮可能な比率であり、好ましくは３〜３００の比率である。第２の管及び開口の相対的寸法により、光ファイバに対してヘリウムを均一かつ連続的に分布することのできる分布チャンバの形成が可能となり、また夫々の開口における流速が同一となる。さらに、この夫々の開口における流速は、ヘリウムの供給速度に影響を受けることがない。
【００３９】
ブロックＥはまた、軸Ａに平行かつ第２の管２０９の両側に位置するダクト２１０ａ及び２１０ｂを含む。この構成により、第２の管２０９の主軸と、ダクト２１０ａ及び２１０ｂの主軸とが、軸Ａを含むとともに受け部表面２０４と平行な同一の平面に含まれる。ダクト２１０ａ及び２１０ｂは、好ましくは第２の管２０９と同一の形状及び直径を有する。尚、異なる部材同士を区別するために夫々別の用語を用いてはいるものの、「管」と「ダクト」は類似の技術的意義を示すものである。
【００４０】
ダクト２１０ａ及び２１０ｂは、該ダクト２１０ａ及び２１０ｂを通過する熱交換流体（例えば冷却水）を用いてブロックＥの冷却を行う冷却回路として用いられる。
【００４１】
有利には、２つのダクトは、夫々のダクトの一端においてチャンネル部材により接続されており、それにより熱交換流体の入口及び出口がブロックＥの同一表面上に配置される。図２ａに示すように、ダクト２１０ａ及び２１０ｂには接続部材も設けられている。
【００４２】
好ましくは、部分２９のブロックＥ´もまた第２の管及び冷却ダクトを含み、該ブロックＥ´における該第２の管及び該冷却ダクトは、前述の部分２０のブロックＥにおける第２の管及び冷却ダクトと、受け部表面２０４及び２９４の当接面に対して対称である。
【００４３】
装置の製造に非中空のブロックを使用することにより、特に熱応力等の様々な応力に起因する変形を抑えることが可能となる。この構成は、流体循環管を形成するように配置された１組の平板から構成されるシステムと比較すると特に有利である。
【００４４】
図７を参照すると、本発明の１実施形態による冷却装置の製造方法は、以下の工程を含むことが分かる。
ａ．（工程７０１）ブロックＥを熱伝導性材料、好ましくは７０７５アルミニウム合金で形成する工程。ブロックＥは、少なくとも１の平坦な受け部表面２０４を含む。
ｂ．（工程７０２）ブロックＥの平坦な受け部表面２０４上に、例えば球状の掘削器具を用いて主半分割連通管２０４０を形成する工程。
ｃ．（工程７０３）ブロックＥに第２の管２０９を貫設あるいは穿設する工程。
ｄ．（工程７０４）ブロックＥにおける第２の管２０９と主半分割連通管２０４０との間に、複数の通路２０９２を貫設あるいは穿設する工程。
ｅ．（工程７０５）第２の管２０９のための少なくとも１の入口２０８を穿設する工程。
ｆ．（工程７０６）ブロックＥに２つの冷却ダクト２１０ａ及び２１０ｂを貫設あるいは穿設する工程。
ｇ．（工程７０７）受け部表面２０４の主半分割連通管２０４０の両側に、２つの第２の溝２０４２及び２０４４を形成する工程。
ｈ．（工程７０８）第２の管２０９の両端を密閉し、少なくとも１の入口２０８と、複数の開口２０４６との間に密閉流体回路を形成する工程。
ｉ．（工程７０９）必要に応じて、入口２０８、冷却ダクト２１０ａ及び２１０ｂに接続部材を配置する工程。
ｊ．（工程７１０）ブロックＥにおいて、主半分割連通管２０４０が設けられた受け部表面２０４以外の少なくとも１の表面上に、絶縁層を配置する工程。
ｋ．（工程７１１）第２のブロックＥ´を設け、該ブロックＥ´に対して、少なくとも前記工程ｂを、好ましくは前記工程ｂ〜ｊすべてを行う工程。
ｌ．（工程７１２）２つのブロックＥ及びＥ´を、該ブロックＥ及びＥ´夫々の受け部表面２０４及び２９４を介して当接させ、組み合わせた該ブロックＥ及びＥ´の２つの主半分割連通管（２０４０及び２９４０夫々）により主連通管を形成する工程。
【００４５】
非中空の夫々のブロックに形成される夫々の管、ダクト及び開口は、好ましくは穿孔によって形成（穿設）される。この製造技術を用いることにより、応力の集中により装置に損傷を与える可能性がある非対称性を排除した、完全な円状の管を形成することが可能となる。
【００４６】
加えて、穿孔技術により得られた円状の管の内表面は、押出成形された管と比較して、より少ない欠陥を有する。この特徴により、ヘリウムを供給する第２の管内におけるヘリウム乱流システムの発生を促進することができる。
【００４７】
図５ａ及び図５ｂを参照すると、ブロックＥとブロックＥ´との当接（工程７１２）が、以下の方法で行われることが分かる。
【００４８】
互いに対向する受け部表面２０４及び２９４を夫々含むブロックＥ及びＥ´は、円筒状のアーム３ａ及び３ｂ夫々に配置される。２つの円筒状のアームが同一のフレーム３ｃに配置される。該構成により、円筒状のアーム３ａ及び３ｂが延長位置にある場合、２つのブロックＥ及びＥ´は並進することにより、該ブロックＥ及びＥ´夫々の平坦な受け部表面２０４及び２９４を介して互いに当接する。この当接により、組み合わせたブロックＥ及びＥ´における２つの主半分割連通管（２０４０及び２９４０夫々）が主連通管を形成する。円筒状のアーム３ａ及び３ｂが後退位置にある場合には、２つのブロックブロックＥ及びＥ´は並進することにより、２つの光ファイバ受け部表面２０４及び２９４の平行状態を維持したまま互いに離間する。また、受け部表面２０４及び２９４を滑らかに形成することにより、該受け部表面の清掃が容易となる。
【００４９】
上記以外の他の当接方法、例えば、１の受け部表面をもう一方の受け部表面に対して相対回転させる方法、あるいは回転及び並進を組み合わせた方法等を適用することも可能であることは明らかである。
【００５０】
図６を参照すると、光ファイバ１３を製造するためのタワーＴは、光ファイバの出現元である加熱炉（不図示）の下流に冷却領域Ｚを有する。該冷却領域Ｚは、例えば前述したような冷却装置を３つ（１、１´及び１´´）含む。光ファイバは夫々の冷却装置１、１´及び１´´の主連通管内を循環することにより、冷却される。
【００５１】
再度図４を参照すると、光ファイバが矢印Ｆの方向に主連通管内を循環する時、ヘリウムＨ（ヘリウムＨの流路は黒色の矢印で示されている）が入口２０８から注入され、第２の管２０９を介して主連通管のすべての開口２０４６へと分配される。
【００５２】
開口２０４６を主連通管に沿って互いに離間して配置することにより、ヘリウムＨは乱流システム内に直ちに投じられた後、光ファイバの数箇所と同時に熱的に接触する。ヘリウム乱流システム、及び複数の開口へのヘリウムの同時注入により、低温ヘリウムと光ファイバとの間の熱交換表面が増大する。この構成により、従来技術の装置と比較してより効率的に光ファイバの冷却を行うことができる。
【００５３】
さらに、ブロックＥ及びＥ´を熱伝導性材料で構成すること、及び主連通管をシール２０７ａ及び２０７ｂにより密閉することにより、ヘリウムは開口２０４６以外の場所からは流出せず、したがってヘリウムを効率的に使用することができる。
【００５４】
特に黒色陽極酸化処理によって主連通管に放射線吸収層を設けることにより、加熱炉を出た後の光ファイバが発する放射線を吸収することができる。それに加えて、装置を形成するブロックＥ及びＥ´の材料によって収集された熱エネルギーは、冷却水等の熱交換流体が内部を循環する冷却ダクトを介して、除去可能である。
【００５５】
尚、行われた研究により、以下のデータが得られた。
−冷却領域に入る時点での光ファイバ１３の温度は、１０００℃である。
−冷却領域を出る時点での光ファイバの温度は、３５〜５０℃である。
−光ファイバの直径は、１２５μｍである。
−冷却水の吸入時温度は、１５〜１８℃である。
−冷却領域における冷却装置の数は、２〜３である。
−冷却装置のブロックの長さは、２６００〜３０００ｍｍである。
−冷却装置のブロックは、黒色陽極酸化処理された７０７５アルミニウム合金である。
【図１ａ】
2013542911.tif 000003
【図１ｂ】
2013542911.tif 000004
【図２ａ】
2013542911.tif 000005
【図２ｂ】
2013542911.tif 000006
【図２ｃ】
2013542911.tif 000007
【図３】
2013542911.tif 000008
【図４】
2013542911.tif 000009
【図５ａ】
2013542911.tif 000010
【図５ｂ】
2013542911.tif 000011
【図６】
2013542911.tif 000012
【図７】
2013542911.tif 000013
【国際調査報告】
2013542911.tif 000014
2013542911.tif 000015
2013542911.tif 000016
2013542911.tif 000017
2013542911.tif 000018
2013542911.tif 000019