(57)【要約】【課題】光ファイバの冷却効率を向上できる光ファイバ冷却方法、及び、光ファイバ冷却装置を提供する。【解決手段】光ファイバ用母材を軟化して線引きすることにより得られた光ファイバ１０４を、冷却路１１１ａの中を通過させて光ファイバ１０４を冷却する光ファイバ冷却方法であって、光ファイバ１０４の通過する方向とは非平行な気流を、光ファイバ１０４に対して非対称に発生させる。光ファイバ冷却装置１１０は、冷却ガスＧを流すことが可能であって光ファイバ１０４の通過を許容する冷却路１１１ａを具備するとともに、冷却路１１１ａに、光ファイバ１０４の通過する方向とは非平行な冷却ガス流を、光ファイバ１０４に対して非対称に発生させる仕切板１１２が設けられている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ用母材を軟化して線引きすることにより得られた光ファイバを、冷却路の中を通過させて前記光ファイバを冷却する光ファイバ冷却方法であって、前記冷却路の中で前記光ファイバの通過する方向とは非平行な冷却ガス流を、前記光ファイバに対して非対称に発生させる光ファイバ冷却方法。
【請求項２】
前記冷却路中に複数の仕切板を、前記光ファイバの通過をさまたげないように、かつ、前記仕切板を前記光ファイバに対して非対称となるように配置する請求項１に記載の光ファイバ冷却方法。
【請求項３】
前記仕切板を、光ファイバの長手方向に離間配置すると共に、隣り合う仕切板が光ファイバの長手方向に直交する面に対して非対称となるように配置する請求項２に記載の光ファイバ冷却方法。
【請求項４】
互いに点対称となるように光ファイバの長手方向に離間配置された隣り合う一対の仕切板からなる仕切板群を、光ファイバの長手方向に複数群で離間配置するとともに、前記仕切板群を構成する仕切板間の距離が前記仕切板群間の距離より小さくなるように配置する請求項２に記載の光ファイバ冷却方法。
【請求項５】
前記光ファイバの通過を許容する穴を設けた仕切板を前記冷却路中に配置し、前記仕切板の前記穴の中心軸を前記光ファイバに対して傾斜させる請求項１に記載の光ファイバ冷却方法。
【請求項６】
前記仕切板の前記光ファイバを通過させる溝に冷却ガスを光ファイバの通過する方向とは非平行な方向から吹き付ける請求項２〜５のいずれかに記載の光ファイバ冷却方法。
【請求項７】
光ファイバ用母材を軟化して線引きすることにより得られた光ファイバを冷却する光ファイバ冷却装置であって、冷却ガスを流すことが可能であって光ファイバの通過を許容する冷却路を具備するとともに、前記冷却路に、前記光ファイバの通過する方向とは非平行な気流を、前記光ファイバに対して非対称に発生させる仕切板が設けられた光ファイバ冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ冷却方法及び光ファイバ冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光ファイバ用母材を加熱溶融する線引き炉から引き出された光ファイバは、補強のために直ちに樹脂塗布装置に通され、その外周は紫外線硬化型樹脂などで被覆される。線引き炉から引き出された光ファイバは高温になっていることから、冷却して樹脂塗布装置に送り込む必要がある。樹脂塗布装置に送り込まれる光ファイバの温度が高すぎると、樹脂の塗布が困難となることから、通常、線引き炉と樹脂塗布装置との間に、光ファイバを冷却するための冷却装置が備えられている。
【０００３】
このような従来の光ファイバ冷却装置としては、例えば、冷媒で冷却される冷却筒にヘリウムガス等の冷却ガスを供給し、この冷却ガスにより光ファイバを冷却するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、冷却筒内に複数の仕切を設け、光ファイバの走行に伴う随伴流を剥離して熱伝達を促進させるようにしたものが開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−２５９２５４号公報
【特許文献２】
米国特許第４７６１１６８号明細書
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
光ファイバが高速で線引きされると、光ファイバの走行に伴って光ファイバの周囲のガス（空気、窒素ガスなど）が、随伴流となって光ファイバとともに流れ、光ファイバ冷却装置に流入する。随伴流は、光ファイバと冷却ガスとの直接接触を阻止し、光ファイバの冷却を阻害する一要因になっているものと考えられている。
【０００７】
ところで、近年、生産性向上の目的から、線引き速度のさらなる高速化に対する要求が強い。
【０００８】
線引き速度を高速化させるためには、光ファイバを確実に冷却するために冷却筒を長くする必要が生じ、光ファイバ冷却装置に対して広い設置空間を要するという問題があった。実際には設置空間には制限があることが多く、これに伴う線引き速度に対する制限は、生産性向上の阻害要因となっていた。これに伴い、冷却効率の更なる向上が熱望されている。
【０００９】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光ファイバの冷却効率を向上できる光ファイバ冷却方法、及び、光ファイバ冷却装置を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光ファイバ冷却方法は、光ファイバ用母材を軟化して線引きすることにより得られた光ファイバを、冷却路の中を通過させて光ファイバを冷却する光ファイバ冷却方法であって、冷却路の中で光ファイバの通過する方向とは非平行な冷却ガス流を、光ファイバに対して非対称に発生させる。ここで、冷却路には冷却ガスが流れている。
【００１１】
好ましくは、冷却路中に複数の仕切板を、光ファイバの通過をさまたげないように、かつ、仕切板が前記光ファイバに対して非対称となるように配置する。
【００１２】
好ましくは、複数の仕切板を、光ファイバの長手方向に離間配置すると共に、隣り合う仕切板が光ファイバの長手方向に直交する面に対して非対称となるように配置する。
【００１３】
また好ましくは、互いに点対称となるように光ファイバの長手方向に離間配置された一対の仕切板からなる仕切板群を、光ファイバの長手方向に複数群で離間配置するとともに、仕切板群を構成する仕切板間の距離が仕切板群間の距離より小さくなるように配置する。
【００１４】
また好ましくは、光ファイバの通過を許容する穴を設けた仕切板を冷却路中に配置し、仕切板の穴の中心軸を光ファイバに対して傾斜させる。
【００１５】
また好ましくは、仕切板の光ファイバを通過させる溝に冷却ガスを光ファイバの通過する方向とは非平行な方向から吹き付ける。
【００１６】
本発明に係る光ファイバ冷却装置は、光ファイバ用母材を軟化して線引きすることにより得られた光ファイバを冷却する光ファイバ冷却装置であって、冷却ガスを流すことが可能であって光ファイバの通過を許容する冷却路を具備するとともに、冷却路に、光ファイバの通過する方向とは非平行な気流を、光ファイバに対して非対称に発生させる仕切板が設けられている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明に係る光ファイバ冷却方法は、冷却路の中で光ファイバの通過する方向とは非平行な冷却ガス流を、光ファイバに対して非対称に発生させることを特徴としている。このような方法によれば、光ファイバの随伴流を冷却ガス流によって効率良く剥離できるので、冷却ガスを光ファイバに確実に接触させて、光ファイバを効率良く冷却できる。これにより、例えば、光ファイバ冷却装置を小型化することができる。また、例えば、光ファイバ冷却装置を大型化することなく、光ファイバの線引きの高速化が可能となる。
【００１８】
本発明に係る光ファイバの冷却方法は、本発明に係る光ファイバ冷却装置を用いて好適に実施できる。
すなわち、本発明に係る光ファイバ冷却装置は、光ファイバ用母材を軟化して線引きすることにより得られた光ファイバを冷却する光ファイバ冷却装置であって、冷却ガスを流すことが可能であって光ファイバの通過を許容する冷却路を具備するとともに、冷却路に、光ファイバの通過する方向とは非平行な気流を、光ファイバに対して非対称に発生させる仕切板が設けられている。
【００１９】
先ず、本発明に係る光ファイバ冷却装置を用いた光ファイバ線引き方法の概要を図１を参照して説明する。なお、図１に示す光ファイバ線引き方法は、以下に説明する各実施形態に共通する装置である。
【００２０】
光ファイバ母材１０１が送り込まれる線引き炉１０２の下方には、光ファイバ冷却装置１０３が配置される。線引き炉１０２内で加熱溶融され光ファイバ母材１０１の下端部から引き出された高温の光ファイバ１０４が光ファイバ冷却装置１０３により室温〜５０℃程度にまで冷却されるようになっている。
【００２１】
光ファイバ冷却装置１０３の下方には、光ファイバ１０４の外周面に紫外線硬化型樹脂などを少なくとも１層以上被覆するための樹脂塗布装置１０５が設けられている。光ファイバ１０４が樹脂塗布装置１０５を通過する間に、樹脂塗布装置１０５に貯留されていた樹脂１０６が光ファイバ１０４の外周面に所定の厚みで塗布されるようになっている。
【００２２】
樹脂塗布装置１０５の下方には、塗布された樹脂１０６を硬化させるための樹脂硬化装置１０７が設けられている。したがって、樹脂塗布装置１０５から送り出された光ファイバ１０４が樹脂硬化装置１０７を通過する間に光ファイバ１０４の外周面に塗布された樹脂１０６が硬化し、光ファイバ１０４に対して樹脂１０６が一体的に接合される。その後、巻取り装置（図示せず）によって巻き取られて樹脂被覆光ファイバが製造される。
【００２３】
次に、光ファイバ冷却装置１０３の各実施形態について以下に説明する。以下の実施形態は、光ファイバ冷却装置の冷却路中に、光ファイバの通過をさまたげないように、かつ、複数の仕切板を前記光ファイバに対して非対称となるように配置することにより、光ファイバの通過する方向とは非平行な気流を、光ファイバに対して非対称に確実かつ容易に発生できる点で共通している。
【００２４】
（第１実施形態）
先ず、本発明の光ファイバ冷却装置の第１実施形態を図２及び図３を参照して説明する。図２は本発明に係る光ファイバ冷却装置の第１実施形態の構成を示す縦断面図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視横断面図である。
【００２５】
図２及び図３に示すように、第１実施形態の光ファイバ冷却装置１１０は、冷却筒１１１と、複数の仕切板１１２とを備えている。冷却筒１１１は、例えば長さ４ｍの冷却路１１１ａが形成された金属製の筒であり、例えば内径３０ｍｍ程度の円筒となっている。冷却筒１１１の側面には、冷却ガスＧを冷却路１１１ａに吐出するためのノズル穴１１１ｂが所定の間隔で複数個設けられている。また、冷却筒１１１の上下端には、中心に貫通穴１１３ａが設けられた蓋体１１３がそれぞれ配置されている。
【００２６】
線引き炉（図示せず）から引き出された光ファイバ１０４は、上端の蓋体１１３の貫通穴１１３ａから光ファイバ冷却装置１１０の冷却路１１１ａ内に導入され、冷却路１１１ａ内を走行して冷却された後、下端の蓋体１１３の貫通穴１１３ａから引き出されて樹脂塗布装置（図示せず）に供給されるようになっている。
【００２７】
図３に示すように、仕切板１１２は、冷却路１１１ａの横断面形状を半分に割った形状の外形を有し、例えば厚さ５ｍｍ程度の板状部材であり、冷却路１１１ａに取り付けたとき中心となる側に半円形の溝１１２ａが形成されている。
【００２８】
冷却筒１１１の内周面には、複数の仕切板１１２が、円周方向位相が１８０度ずつ交互にずれるように、光ファイバ１０４の長手方向に所定の間隔で離間して固定されているので、冷却路１１１ａ中に仕切板１１２が光ファイバに対して非対称となるように配置されることになる。そして長手方向に隣り合う仕切板１１２が光ファイバ１０４の長手方向に直交する面に対して非対称となるように配置されている。すなわち、仕切板１１２は、半円形の溝１１２ａが互いに冷却路１１１ａの中心に向いて配置され、上方から見たとき（図３参照）半円形の溝１１２ａが合わさって円形に見えるように配置されている。光ファイバ１０４は、半円形の溝１１２ａの曲率中心（上方から見たとき円形の中心）を通って走行するように配置されている。
【００２９】
以上に説明した光ファイバ冷却装置１１０の冷却路１１１ａ中に、冷却筒１１１の側面に形成されたノズル穴１１１ｂから冷却ガスＧを吐出させながら、光ファイバ１０４を通過させる。冷却ガスＧが、複数の仕切板１１２に遮られながら流れるが、隣り合う仕切板１１２が光ファイバ１０４の長手方向に直交する面に対して非対称となっていることから、矢印Ａ又はＢ方向に屈曲しながら進行する。これによって、光ファイバ１０４の通過する方向とは非平行な気流が、光ファイバ１０４に対して非対称に発生する。この気流は光ファイバを横切る方向の流れの成分を有する。この流れ成分によって、光ファイバ１０４の走行に伴って発生する随伴流の剥離が促進され、冷却ガスＧが光ファイバ１０４に直接接触して効率よく光ファイバ１０４が冷却される。
冷却ガスＧは、冷却筒１１１の上下端に設けられた貫通穴１１３ａから流出される。冷却ガスＧは、熱伝達係数が大きいヘリウムガスを用いるのが好ましく、更に冷却ガスＧを室温以下に冷却して供給するのが望ましい。
【００３０】
光ファイバ冷却装置１１０においては、複数の仕切板１１２が、円周方向位相が１８０度ずつ交互にずれる形態を例示したが、これに限るものではなく、隣り合う仕切板１１２が光ファイバ１０４の長手方向に直交する面に対して非対称となるように配置されていれば、前述の効果を発現できる。
【００３１】
（第２実施形態）
次に、本発明の光ファイバ冷却装置の第２実施形態を図４を参照して説明する。図４は本発明に係る光ファイバ冷却装置の第２実施形態の構成を示す縦断面図である。なお、以下に説明する各実施形態において、既に説明した同一部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
【００３２】
図４に示すように、第２実施形態の光ファイバ冷却装置１２０は、冷却筒１１１、仕切板１１２及び蓋体１１３は、共に第１実施形態の光ファイバ冷却装置１１０と同様であり、仕切板１１２の光ファイバ１０４の長手方向の間隔が下記のようになっている。
【００３３】
すなわち、冷却筒１１１の内周面には、互いに点対称となるように光ファイバ１０４の長手方向に離間配置された隣り合う一対の仕切板１１２からなる仕切板群１１４が、光ファイバ１０４の長手方向に複数群で離間配置されるとともに、前記仕切板群１１４を構成する仕切板１１２間の距離Ｌ１が前記仕切板群１１４間の距離Ｌ２より小さくなるように配置されている。複数の仕切板１１２を、第１実施形態と同様に、冷却筒１１１の内周面に、円周方向位相が１８０度ずつ交互にずれるように、光ファイバ１０４の長手方向に離間して固定することから、仕切板群１１４を構成する一対の仕切板１１２は、点対称の関係となっている。
【００３４】
このように、第２実施形態である光ファイバ冷却装置１２０は、仕切板１１２が狭い間隔Ｌ１及び広い間隔Ｌ２で交互に冷却路１１１ａ内に固定されている。従って、ノズル穴１１１ｂから冷却路１１１ａに吐出された冷却ガスＧは、狭い間隔Ｌ１を有する仕切板群１１４を通過する場合は、矢印Ｃ方向のように光ファイバ１０４の通過方向に対して急激に方向を変えながら高流速で進行し、また広い間隔Ｌ２を有する仕切板群１１４間の領域を通過する場合は、矢印Ｄ方向のように緩やかに方向を変えながら低流速で進行する。よって、光ファイバ１０４の通過する方向とは非平行な気流を、光ファイバ１０４に対して非対称であるとともに強い流れとして発生させることができる。これにより、この気流によって、光ファイバ１０４の走行に伴って発生する随伴流の剥離が促進され、特に仕切板群１１４を構成する仕切板１１２間の強い流れによって随伴流の剥離がさらに促進され、冷却ガスＧが光ファイバ１０４に直接接触して効率よく光ファイバ１０４が冷却される。
【００３５】
（第３実施形態）
次に、本発明の光ファイバ冷却装置の第３実施形態を図５及び図６を参照して説明する。図５は本発明に係る光ファイバ冷却装置の第３実施形態の構成を示す縦断面図、図６は図５のＶＩ−ＶＩ矢視横断面図である。
【００３６】
図５及び図６に示すように、第３実施形態の光ファイバ冷却装置１３０は、第２実施形態の仕切板１１２から構成された仕切板群１１４を、仕切板１３１から構成された仕切板群１３４に代えた以外は、第２実施形態の光ファイバ冷却装置１１０と同様である。
【００３７】
図６に示すように、第３実施形態の光ファイバ冷却装置１３０の仕切板１３１は、冷却路１１１ａの横断面形状と同一形状の外形を有し、例えば厚さ５ｍｍ程度の板状部材であり、中心から周辺に向かって半径方向にＵ字型の長溝１３１ａが形成されており、これにより、冷却路１１１ａ中に仕切板１１２が光ファイバに対して非対称となるように配置されることになる。
【００３８】
冷却筒１１１の内周面には、複数の仕切板１３１が、長溝１３１ａの円周方向位相が互いに１８０度ずつずれるように光ファイバ１０４の長手方向に一定の間隔で離間して固定されており、隣り合う仕切板１１２が光ファイバ１０４の長手方向に直交する面に対して非対称となるように配置されている。
【００３９】
第３実施形態によれば、前述した第２実施形態の効果に加え、冷却ガスＧの流路が、仕切板１３１の長溝１３１ａによって狭められているので、冷却ガスＧが仕切板１３１の長溝１３１ａを通過するとき冷却ガスＧの流速が速くなり、随伴流のガラスファイバ１０４からの剥離が更に促進される。従って、冷却ガスＧが光ファイバ１０４に直接接触して効率よく光ファイバ１０４が冷却される。
【００４０】
（第４実施形態）
次に、本発明の光ファイバ冷却装置の第４実施形態を図７及び図８を参照して説明する。図７は本発明に係る光ファイバ冷却装置の第４実施形態の構成を示す縦断面図、図８は図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視横断面図である。
【００４１】
図７及び図８に示すように、第４実施形態の光ファイバ冷却装置１４０の仕切板１４１は、冷却路１１１ａの横断面形状と同一形状の外形を有し、例えば厚さ１０ｍｍ程度の板状部材であり、中心から周辺に向かって半径方向に長穴１４１ａが形成されており、これにより、冷却路１１１ａ中に仕切板１１２が光ファイバに対して非対称となるように配置されることになる。ここで、長穴１４１ａを構成する周面は、仕切板１４１の厚さ方向に傾斜しており、長穴１４１ａの中心軸が光ファイバ１０４に対して傾斜している。
【００４２】
冷却筒１１１の内周面には、複数の仕切板１４１が、その長穴１４１ａの円周方向位相が互いに１８０度ずつずれるように、光ファイバ１０４の長手方向に所定の間隔で離間して固定されている。
【００４３】
第４実施形態によれば、ノズル穴１１１ｂから冷却路１１１ａに吐出された冷却ガスＧは、仕切板１４１の長穴１４１ａを通過するとき、光ファイバ１０４に対して傾斜する矢印Ｈ又はＪ方向に交互に誘導され、光ファイバ１０４の通過方向とは非平行な成分を持つ流れが光ファイバ１０４に対して非対称に発生する。これにより、光ファイバ１０４の走行に伴って発生する随伴流が乱され、随伴流の剥離が促進される。
長穴１４１ａを構成する周面の仕切板１４１の厚さ方向に対する角度は、５°〜８５°が好ましい。前記角度が５°未満であると、仕切板１４１の厚さを非常に薄くする必要が生じ、仕切板１４１の発現する効果が不十分になりやすい。また、このような仕切板１４１を製造するのは、加工技術上、難しい。一方、前記角度が８５°を超えると、光ファイバ１０４の通過方向とは非平行な成分を持つ流れが発生しにくくなる。前記角度が３０°〜６０°であるとさらに好ましい。
【００４４】
また、冷却ガスＧは、仕切板１４１の長穴１４１ａを通過するとき冷却ガスＧの流速が速くなり、随伴流の光ファイバ１０４からの剥離がより促進される。従って、冷却ガスＧが光ファイバ１０４に直接接触して効率よく光ファイバ１０４が冷却される。
【００４５】
（第５実施形態）
次に、本発明の光ファイバ冷却装置の第５実施形態を図９及び図１０を参照して説明する。図９は本発明に係る光ファイバ冷却装置の第５実施形態の構成を示す縦断面図、図１０は図９のＸ−Ｘ矢視横断面図である。
【００４６】
図９及び図１０に示すように、第５実施形態の光ファイバ冷却装置１５０の仕切板１５１は、冷却路１１１ａの横断面形状と同一形状の外形を有し、例えば厚さ１０ｍｍ程度の板状部材であり、中心から周辺に向かって半径方向にＵ字型の長溝１５１ａが形成されており、これにより、冷却路１１１ａ中に仕切板１５１が光ファイバに対して非対称となるように配置されることになる。ここで、仕切板１５１には、長溝１５１ａの光ファイバ１０４に対面する側面には、一端が開口する吐出穴１５１ｂが設けられている。
【００４７】
冷却筒１１１の内周面には、複数枚の仕切板１５１が、その長溝１５１ａの円周方向位相が互いに１８０度ずつずれるように、光ファイバ１０４の長手方向に一定の間隔で離間して固定されている。そして、吐出穴１５１ｂからヘリウムガス等の冷却ガスＧを冷却路１１１ａ内に吐出させることにより、長溝１５１ａに光ファイバの通過する方向とは非平行な方向から冷却ガスＧを吹き付けることができるようになっている。
【００４８】
第５実施形態によれば、光ファイバ冷却装置１５０の冷却路１１１ａ中に、吐出穴１５１ｂからヘリウムガス等の冷却ガスＧを矢印Ｋ方向に吐出させながら、光ファイバ１０４を通過させることによって、光ファイバ１０４を横切る方向の流れ成分を有する冷却ガスＧを吹き付けることができる。これにより、光ファイバ１０４の走行に伴って発生する随伴流を乱して効率よく剥離することができる。このとき、冷却ガスＧを他から供給して冷却路１１１ａ内で上方又は下方に向けて流してもよく、また流さなくてもよい。
なお、本実施形態のような冷却ガスＧが仕切板の内部から供給される場合のみならず、仕切板の近傍から冷却ガスＧが供給されることによって、冷却ガスＧが仕切板に案内されて、仕切板の面方向に供給される形態であっても良い。
【００４９】
以上に説明した各実施形態においては、冷却路１１１ａ内の冷却ガスＧの流れは、下方に流れるものとして説明したが、下方から上方に流れるようにしてもよい。
さらに、上述した各実施形態において、仕切板の外形は円周に沿った形状としたが、これに限定されるものではなく、冷却路１１１ａの横断面形状に応じて、多角形に沿った形状などとされても良い。
【００５０】
【実施例】
光ファイバ冷却方法の実施例と比較例について説明する。実施例及び比較例ともに、下記に示す共通条件で行う。
【００５１】
（共通条件）
冷却に供される光ファイバの温度：１０００℃
光ファイバの走行速度：１２００ｍ／分
冷却筒の長さ：４ｍ
冷却筒の内径：３０ｍｍ
光ファイバが通過する穴の径：６ｍｍ
冷却筒の壁温度：２０℃
ヘリウムガス供給量の総量：２０Ｌ／分
【００５２】
（実施例１）
第１実施形態の光ファイバ冷却装置１１０を用い、厚さ５ｍｍの仕切板１１２を５ｃｍ間隔で８０枚設置する。また、ヘリウムガス（冷却ガス）は、５０ｃｍ間隔で冷却筒１１１に配置した８ヶ所のノズル穴１１１ｂからそれぞれ２．５Ｌ／分、合計２０Ｌ／分で供給する。両端の２個のノズル穴は、それぞれ、冷却筒１１１の両端から２５ｃｍ離れた位置に設けられている。
【００５３】
（実施例２）
第２実施形態の光ファイバ冷却装置１２０を用い、厚さ５ｍｍの仕切板１１２を間隔１ｃｍ及び９ｃｍで交互に８０枚設置する。また、ヘリウムガスは、５０ｃｍ間隔で冷却筒１１１に配置した８ヶ所のノズル穴１１１ｂからそれぞれ２．５Ｌ／分、合計２０Ｌ／分で供給する。両端の２個のノズル穴は、それぞれ、冷却筒１１１の両端から２５ｃｍ離れた位置に設けられている。
【００５４】
（実施例３）
第３実施形態の光ファイバ冷却装置１３０を用い、厚さ５ｍｍの仕切板１３１を間隔１ｃｍ及び９ｃｍで交互に８０枚設置する。また、ヘリウムガスは、５０ｃｍ間隔で冷却筒１１１に配置した８ヶ所のノズル穴１１１ｂからそれぞれ２．５Ｌ／分、合計２０Ｌ／分で供給する。両端の２個のノズル穴は、それぞれ、冷却筒１１１の両端から２５ｃｍ離れた位置に設けられている。
【００５５】
（実施例４）
第４実施形態の光ファイバ冷却装置１４０を用い、厚さ１０ｍｍの仕切板１４１（長穴１４１ａを構成する周面の仕切板１４１の厚さ方向に対する角度：３０°）を１０ｃｍ間隔で４０枚設置する。また、ヘリウムガスは、５０ｃｍ間隔で冷却筒１１１に配置した８ヶ所のノズル穴１１１ｂからそれぞれ２．５Ｌ／分、合計２０Ｌ／分で供給する。両端の２個のノズル穴は、それぞれ、冷却筒１１１の両端から２５ｃｍ離れた位置に設けられている。
【００５６】
（実施例５）
第５実施形態の光ファイバ冷却装置１５０を用い、厚さ１０ｍｍ、吐出穴の直径３ｍｍの仕切板１５１を２０ｃｍ間隔で２０枚設置する。また、ヘリウムガスは、それぞれの吐出穴１５１ｂからそれぞれ１Ｌ／分、合計２０Ｌ／分で供給する。
【００５７】
（比較例）
比較例は、冷却筒１１１の内周面に、一対の仕切板１１２が同一高さに対向する仕切板群１１５を、光ファイバ１０４の長手方向に４０群で５０ｃｍ間隔で配置してなる光ファイバ冷却装置を用いる（図１１参照）。ヘリウムガスは、冷却筒１１１に配置した８ヶ所のノズル穴１１１ｂからそれぞれ２．５Ｌ／分、合計２０Ｌ／分で供給する。
【００５８】
上述した条件で光ファイバを、実施例１〜５及び比較例の各光ファイバ冷却装置に通し、光ファイバ冷却装置から出た直後の光ファイバの温度をＰｅａｋの式により計算した。
【００５９】
【表１】
2004250291.tif 000003
【００６０】
熱伝達係数ｈは、下記式にそれぞれの数値を代入することにより求められる（文献「Ｕ．Ｃ．Ｐｅａｋ  ｅｔ．ａｌ．，  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｔｈｅ  Ａｍｅｒｅｉｃａｎ  Ｃａｒａｍｉｃ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  Ｖｏｌ．５８，  Ｎｏ．７−８，  ｐｐ．３３０−３３５」を参照）。
【００６１】
θ＝ｅｘｐ［−［（４ｈ）／（ρＣｐｄ）］ｔ］
θ＝（Ｔ−Ｔｏ）／（Ｔｓ−Ｔｏ）
ここで、ρは密度、Ｃｐは比熱、ｄは光ファイバの直径、ｔは経過時間、Ｔは温度、Ｔｏは雰囲気温度、Ｔｓは初期温度である。
θ＝１にて、Ｔ＝Ｔｓ（初期温度）となり、θ＝０にて、Ｔ＝Ｔｏ（雰囲気温度）となるから、θは、温度差が初期状態の何倍になっているかを示す。
【００６２】
表１に示すように、実施例１〜５においては、冷却装置出口での光ファイバの温度は５０℃以下であるのに対し、比較例では５０℃を超えている。実施例１〜５の熱伝達係数ｈは、３００ｃａｌ／ｍ２Ｋ以上の高い値を示している。
光ファイバを５０℃まで冷却するのに必要な冷却筒の長さは、実施例１では、４ｍである。また、仕切板の間隔を変えて配置し、冷却ガスの横方向（光ファイバの長手方向に直交する方向）の流れを強くした実施例２では、３．５ｍである。Ｕ字形の長溝により冷却ガスの横方向の流速を早めた実施例３では、３．２ｍである。冷却ガスの横方向の流速を早めると共に長溝を傾斜させた実施例４では、３．７ｍである。また、冷却ガスを光ファイバの横３ｍｍの位置から流速２．４ｍ／ｓで吹き付けた実施例５では、３．２ｍと短くすることができる。
【００６３】
比較例における光ファイバを５０℃まで冷却するのに必要な冷却筒の長さは、４．６ｍであり、実施例と比較して最も長くなっている。
【００６４】
以上の結果から、光ファイバの通過する方向とは非平行な気流を、光ファイバに対して非対称に発生させる実施例によれば、光ファイバの冷却効率を、最低１５％、最大４５％向上させることができる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、光ファイバの冷却効率を向上できる光ファイバの冷却方法、及び、光ファイバ冷却装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る光ファイバ冷却装置を具備する光ファイバ線引き装置の概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る光ファイバ冷却装置の縦断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視横断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る光ファイバ冷却装置の縦断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る光ファイバ冷却装置の縦断面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ矢視横断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る光ファイバ冷却装置の縦断面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視横断面図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係る光ファイバ冷却装置の縦断面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ矢視横断面図である。
【図１１】比較例の光ファイバ冷却装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１０１  光ファイバ用母材
１０４  光ファイバ
１０３，１１０，１２０，１３０，１４０，１５０  光ファイバ冷却装置
１１１ａ  冷却路
１１２，１３１，１４１，１５１  仕切板
１１４，１１５，１３４  仕切板群
１４１ａ  長穴（穴）
Ｇ  冷却ガス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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