紡糸工程のヘリウム回収再生システム

回収再生により高価なヘリウム消費量を抑制

　Rosendahl Nextrom(ネクストロム)は、EVONIK Industriesと共同で光ファイバ製造における紡糸工程で発生するヘリウムガスを回収・洗浄・再利用するシステムを開発した。今回のFOEではそのシステムと巻取機とスクリーニング装置を紹介する。
　石英ファイバの紡糸において、冷却プロセスは益々重要な位置を占めるようになっている。コストメリットを出すためにファイバ製造の現場では高い紡糸タワーと高速の線引きが求められるが、線引きの際に空気によって冷却されるファイバの冷却効率を向上させるために、近年ヘリウムベースの冷却プロセスが良く用いられるようになった。その導入が進んだこともあって、ヘリウムガスの価格が2000年の約3$/㎥から一気に12$/㎥以上に跳ね上がっている。ヘリウムの消費量は製造速度と比例して増加するので、ヘリウム価格はファイバ製造コストに重くのしかかっているのが現状だ。ファイバ1kmc当たりの適正なヘリウムコストは0.05-1$の範囲で、高騰するヘリウムと下落するファイバ価格の現況を考慮すれば、ヘリウム消費量を最適化することはファイバ製造の重要な課題と言える。
　同社が開発したヘリウムガスの回収・洗浄・再利用システムでは、精製したヘリウムをバッファやストックすることはない。紡糸作業のオンラインでヘリウムの回収及び再利用を行う、シンプルかつコストパフォーマンスに優れた方式だ。同社が自社の研究用紡糸タワーを用いて行ったシミュレーションテストでは、ヘリウムガスの回収、浄化及びリサイクルの後に高品質の再生ヘリウムガスを冷却システムへ戻す際に、ヘリウム回収再生レートでは90％以上という成果を記録した。投資のリターンについては、ヘリウムガス消費量と価格によるものの、1,800m/分の紡糸タワーの場合では約一年で回収再生システムの投資額はペイバックされるという。

長尺用ファイバ巻取機とスクリーニング装置

　光ファイバ用自動デュアル巻取機「DFT2500」は、動作制御ロジックを備えたACサーボ駆動などの最新コントロール技術を搭載している、長尺用線引きタワーに付随する製品。Typicalのボビンサイズはファイバ長300～1,500kmで巻取スピードは毎分3,000mの高速なので線引き速度を落とす必要がない。スクリーニング装置「OFC35」は、1％ずつファイバを延伸することで毎分3,000mの速さでテストされ、さらに25km或いは50kmの配送ボビンに巻きつけられてパッキングされる。

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