JPH0127594Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、地下埋設低温タンク周辺部の土壌中
に熱フエンスを形成する意図で埋設される加熱装
置に関する。

近年、地下埋設低温タンクの周辺部の土壌が当
該低温タンクの冷熱の影響で凍結して周辺の施設
に影響を与えるのを防止する目的で、当該タンク
周辺部の土壌中に一定間隔で加熱装置を埋設して
熱フエンスを形成することが行われている。

第１図は、その一例を示したもので、１は土壌
２に埋設された低温タンクであり、その周辺部の
土壌に対して多数のパイプ４が当該タンク１を囲
むように所定の間隔で埋設配置されており、各パ
イプ４に対して加熱線３が挿入布設され、この加
熱線３を通電により発熱させて、パイプ４を介し
て土壌２を加熱するようにしている。

第２図は、加熱線３の例を示したもので、通電
発熱心線となる抵抗線５の周囲に酸化マグネシウ
ム等の無機絶縁物６を介してステンレス等の金属
シース７を設けて構成した所謂無機絶縁ケーブル
である。

上記のような加熱線３のパイプ４内への施設に
際しては、パイプ４とこの中に挿入した加熱線３
との空隙部を、熱伝達や対流防止の観点から充填
材で埋めたり、加熱線３のパイプ４に対する抜き
差しによる取り替えを考慮してそれらの間の空隙
をそのままにするかまたは不活性ガスなどの気体
や流体を充填したりすることが行われている。

ところで、かかる取り替えを考慮に入れた加熱
装置においては、第３図に示すように、加熱線３
を直線状にして上端を吊止状態にしてパイプ４内
に垂設する方式と、第４図に示すように、加熱線
３を螺旋状にして上端を吊止状態としてパイプ４
内に垂設する方式とが提案されていた。

しかしながら、前者のように加熱線をパイプ内
に直線状に垂設する方式では、加熱線３をパイプ
４の中央軸線に沿つて垂下させるように、加熱線
３自身に所定間隔毎に円板状のスペーサ８を取り
付けて垂設させるものとしているために、次のよ
うな問題点を有していた。

(1) 通電発熱による加熱線の顕著な伸びがパイプ
の軸方向つまり垂直方向に生ずるため、加熱線
がその下端をパイプの底部に到達する状態で施
設されると、加熱の下端がパイプの底部に突き
当たつた上に局部的な屈曲を受け損傷する可能
性があつた。このため、加熱線の垂下長さをパ
イプの亘長よりもかなり小さくして、加熱線の
下端をパイプの底から十分に離しておくことが
必要であるが、特にタンクの冷熱の影響が顕著
に現れ加熱量を多くする必要のあるパイプ底部
付近の加熱が十分に行えない恐れがあつた。

(2) 加熱線３の内部抵抗体の素材状態で抵抗を変
えたものを作らない限り、パイプ内の対流や地
下深く立ち込むパイプの垂直方向における外部
熱抵抗に応じた発熱量を得ることができない
が、そのような抵抗体自身の抵抗変化構造を得
ることは非常に困難である。

(3) 取り替え可能とするため、加熱線自身の重量
が上部の一点吊止支持部分に集中し、局部的に
荷重が加わる。

(4) 加熱線がパイプ内に最も離れた状態で配設さ
れるため、加熱線から空隙部分を介しさらにパ
イプを経由して行われる土壌への熱伝達が良く
ない。

一方、後者のように加熱線を螺旋状にしてパイ
プ内に挿入する方式では、螺旋ピツチの変化によ
りパイプの上下方向での発熱量の変化が可能であ
り、また加熱線がパイプの内壁に接近して熱伝達
効率の向上に寄与するものではあるが、次のよう
な問題を有していた。即ち、 (1) 加熱線がパイプの上端一点で吊止支持されて
パイプ内に螺旋状に垂設されるため、加熱線に
対してその上端吊止部のみならずその下方の中
間部でも不均一な荷重が加わる可能性があり、
局部にストレスが集中する危険性があつた。

(2) 螺旋状にして垂下されているため、長期間安
定した螺旋ピツチを保つことが難しく、伸縮に
より局部にピツチの大きな箇所が発生し、施設
後の実際の使用時において決められた螺旋ピツ
チが大きく乱れて所望の発熱分布を得難い恐れ
がある。

(3) 螺旋状にされたことで可撓性が増して剛性が
小さくなるため、加熱線のパイプ内への挿入垂
設が困難となり、螺旋ピツチを維持してパイプ
内に配設する施工が厄介となる。

尚、第３図及び第４図において、９が加熱線３
をパイプ４の上端に吊止する加熱線引留部を示し
ている。

本考案は、以上の従来技術に鑑みてなされたも
ので、施工が容易で熱効率が良くしかも長期安定
性に優れた、地下埋設低温タンク周辺部の土壌加
熱装置を提供することに目的がある。

即ち、本考案の加熱装置は、第５図乃至第７図
に示した如く、低温タンク周辺部の土壌の中に垂
直に埋設されるパイプ４と、該パイプ４の上端で
一点吊止支持され且つ該パイプ４の中にその中央
軸線に沿つて直線状に垂設され尚且つその垂下長
さを当該パイプ４の亘長よりも少しく短くして下
端がパイプ４の底から若干浮き上がる状態とされ
た支持線１０と、当該パイプ４内で支持線１０を
軸としてその周囲で且つ垂直方向に螺旋状に配設
された加熱線３と、該加熱線３と支持線１０とを
長さ方向の所定間隔毎に連結して当該支持線１０
の周囲に加熱線３が一定の離間状態で取り巻くよ
うに維持するクランプ１１とで構成されているこ
とを特徴とする。

上記において、加熱線３としては、無機絶縁線
（酸化マグネシウム絶縁ステンレスシース）が最
適であるが、これの他に無機絶縁体として三酸化
アルミニウムを使用したものやステンレスシース
に変えて銅シースを使用したものであつても差支
えない。

また、無機絶縁電線のシース外周には、アルミ
ニウムやプラスチツク等による防食層を設けても
良い。

さらに、加熱線における螺旋態様は、発熱量を
多く必要とするパイプ底部側つまり下部において
螺旋ピツチを小さくし、上部は螺旋ピツチを大き
くなるように成形したものが好ましい。

尚さらに、支持線としては、抗張力性能の高い
鋼撚線が適当であるが、それ以外の例えば耐熱性
及び抗張力性能に優れたFRPのようなものも使
用可能である。

第５図乃至第７図は、本考案にかかる加熱装置
の一実施例を示したものであり、加熱線３は無機
絶縁電線を用いていて、挿入開始側つまり下部の
螺旋ピツチが小さく上部の螺旋ピツチが大きくな
るように、上下に螺旋状に成形されている。

１０は、鋼撚線よりなる支持線であつて、螺旋
状に成形された加熱線３に対して、その螺旋の中
央軸線に沿つて直線状に通されており、そして、
上記のような状態で離間しあう支持線４と螺旋状
の加熱線３とが長さ方向所定間隔毎にクランプ１
１で連結され、もつて加熱線３が支持線１０に対
してその周囲に離間状態を維持しつつ螺旋状に取
り巻くものとしている。

このようにして組み合わせられた、支持線１０
と加熱線３とは、第１図のように低温タンク周辺
の土壌２に垂直に埋設されたパイプ４に対して、
その上端の開口よりその中に、支持線１０に支持
された状態で螺旋状に成形された状態を維持しつ
つ挿入されて行き、最終的には第５図のように、
パイプ４内の上下に延びるように配設される。

尚、パイプ４としては、ガス管が使用され、パ
イプ４の底部は水の浸入を防止するために密封さ
れている。

上記のようにして、パイプ４内に挿入された支
持線１０と加熱線３とは、支持線１０の上端をパ
イプ４の上端開口を閉塞する蓋部材を貫通して所
定の引留部１２を構成することで、支持線１０が
当該引留部１２の一点にて吊止支持された状態で
パイプ４内に垂下されるとともに、螺旋状の加熱
線３がクランプ１１を介して当該垂設された支持
線４の支持に与かりながらパイプ４内に一定の螺
旋状態を維持しつつ配設される。

垂設された支持線１０は、加熱線３とはクラン
プ１１を介して離間する状態が維持されているの
で、加熱線からの直接の加熱を受けずに済むが、
パイプ内が加熱線４の通電発熱により昇温された
場合には、熱膨張により長さ方向つまり垂直方向
に多少なりとも伸びるので、垂下長さがパイプ４
の亘長よりも少しく短くしてあり、そして垂下端
がパイプ４の底部から若干浮き上がる状態にし、
もつて支持線１０が伸びてパイプ４の底面に突き
当たり、それにより支持線１０が湾曲して加熱線
３の螺旋態様を崩し、加熱分布を乱すことが無い
ようにしてある。

尚、加熱線１０の上端は、パイプ４の上端開口
を塞ぐ蓋板を貫通して外部に引き出され、外部の
電源に導かれる。

以上、説明してきて明らかな通り、本考案の加
熱装置によれば、地下深くまで立ち込められるパ
イプに対して加熱線を螺旋状にして挿入配置させ
ることを基本とするが、その場合、螺旋状に成形
して配設することによる問題が十分に解決するこ
とができる。即ち、 (1) 螺旋状に成形された加熱線の螺旋軸に沿つて
支持線が直線状に延ばし、両者を所定間隔毎に
クランプで連結一体化しているので、螺旋状に
される加熱線自身では剛性が小さくなるが、支
持線の直線方向の添加により剛性が増し、垂直
に埋設されるパイプに対してその上端開口より
中に挿入垂設する作業が容易に而も加熱線の螺
旋態様を崩すことなく行え、旋設作業が容易と
なる。

(2) 垂直に埋設されているパイプ内に垂設される
加熱線がその垂直方向で所定の間隔で支持線に
クランプで連結支持されており、そして支持線
が上端で一点吊止支持されることから、加熱線
には局部にストレスが集中することなく、加熱
線自身の全荷重が分散して支持線に与けられ、
従つて、加熱線を安全に垂下支持することがで
きる。

(3) パイプ内でその中央軸線に沿つて垂下された
支持線を軸として周囲に螺旋状にし、而も支持
線の長さ方向（垂直方向）で所定間隔毎にクラ
ンプを介して当該支持線から離間する状態を維
持しつつ配設されることから、加熱線の通電発
熱による伸びが螺旋部分のスムーズな膨らみ変
位により吸収することができ、加熱線の螺旋状
部分が膨張或いは収縮を生ずる過程で、極端に
変形して支持線に絡まつたりして損傷を受ける
恐れがなくなる。

(4) 螺旋状にされた加熱線では、螺旋ピツチを変
えることにより垂直方向の発熱量分布を変える
ことができ、その場合、螺旋部が所定間隔おき
に支持線にクランプで連結支持されるので、決
められた螺旋態様を長期間にわたつて維持して
土壌の熱分布に合つた加熱を確実に行うことが
できる。

(5) 加熱線を螺旋状とすることによつて、該加熱
線がパイプの内壁に近接して良好な熱伝達が可
能となり、その場合、加熱線を支持する支持線
はクランプを介して連結されることで離間され
ているので、支持線側への熱の逃げがそれ程大
きくならず、従つて、加熱線の通電発熱による
パイプ延いては土壌への熱伝達効率の向上に資
する。

(6) 支持線の垂下長さをパイプの亘長よりも少し
く短くしてそれ自身の下端をパイプの底部から
若干浮き上がるようにしているので、加熱線の
通電発熱によりパイプ内が温められることで支
持線が伸びても、該支持線がパイプの底部に突
き当たつて湾曲することにより加熱線の螺旋態
様を崩す恐れがない。

以上のことから、本考案の加熱装置によれば、
地下埋設低温タンク周辺部の土壌を加熱するもの
として、施工が容易で熱効率が良くしかも長期安
定性に優れたものを提供するという所期の目的は
十分に達成され、実用上の効果は大きいものとい
える。

【図面の簡単な説明】

第１図は地下埋設低温タンク周辺部の土壌加熱
方式の例を示す説明図、第２図は同加熱方式にお
いて用いられる加熱線の例を示す横断面説明図、
第３図及び第４図は従来の加熱装置の例を示す説
明図、第５図は本考案による加熱装置の一実施例
を示す全体説明図、第６図は同装置の加熱線と支
持線との組み合わせ状況を拡大して示す説明図、
第７図は同装置の上端部を拡大して示す説明図で
ある。 図中、１は地下埋設低温タンク、２は土壌、３
は加熱線、４はパイプ、５は抵抗線、６は無機絶
縁体層、７はステンレスシース、８はスペーサ、
９は加熱線引留部、１０は支持線、１１はクラン
プ、１２は支持線の一点吊止支持部を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 地下埋設低温タンク周辺部の土壌に埋設して熱
   フエンスを形成する加熱装置であつて、当該低温
   タンク周辺部の土壌の中に垂直に埋設されるパイ
   プと、該パイプの上端で一点吊止支持され且つ該
   パイプの中にその中央軸線に沿つて直線状に垂設
   され尚且つその垂下長さを当該パイプの亘長より
   も少しく短くして下端がパイプの底から若干浮き
   上がる状態とされた支持線と、当該パイプ内で支
   持線を軸としてその周囲で且つ垂直方向に螺旋状
   に配設された加熱線と、該加熱線と支持線とを長
   さ方向の所定間隔毎に連結して当該支持線の周囲
   に加熱線が一定の離間状態で取り巻くように維持
   するクランプとで構成されていることを特徴とす
   る地下埋設低温タンク周辺部の土壌加熱装置。