JPH0218006B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔技術分野〕 本発明は、地中ケーブル線路に沿つて布設さ
れ、ケーブルの発熱による温度上昇を抑制する地
中ケーブル線路冷却用ヒートパイプの改良に関す
るものである。 〔従来技術〕 地中に布設されたケーブル（主に電力ケーブ
ル）の冷却方式として、ヒートパイプ冷却方式が
ある。この方式は、ケーブルが引込まれている管
路の近くの管路にヒートパイプを引込み、ケーブ
ルが発生する熱をこのヒートパイプで吸収し、そ
の熱を当該ヒートパイプの放熱部に運んで、そこ
から外部に放熱する仕組である。このヒートパイ
プ冷却方式は、ほかの水冷方式や風冷方式と異な
り、それが正常に作動しているか否かの把握が難
しいという問題がある。 例えばトラフ内間接冷却などに用いられる水循
環冷却方式では、ポンプが回転していれば正常に
作動していることを確認できるし、また風冷方式
ではフアンが回転していれば正常に作動している
ことを確認できる。ところがヒートパイプ冷却方
式の場合は、冷媒が密閉パイプの中を何の動力の
助けも得ずに沸騰→蒸気移動→凝縮→還流をくり
返すだけなので、正常に作動しているか否かが判
らず、使用者、設備保守者に不安を与える。例え
ばパイプが損傷して内部の冷媒がなくなつている
のにそれを感知せずにいると、ケーブルの負荷が
増大した時にヒートパイプによる熱除去ができな
くなるため、異常温度上昇を来し、絶縁破壊に至
るおそれがある。このためピンホールや外傷等に
よるヒートパイプ内の冷媒の消失をすみやかに検
知することは、システムの信頼性を確保する上で
欠かせないことである。 一般に地中ケーブル線路冷却用ヒートパイプに
はフロン系の冷媒を用いている。フロンガスのリ
ークを検知するものとしてはフロンデイテクタが
知られている。しかし長尺なヒートパイプのどこ
にリーク点が生ずるか分らないこと、あるいは漏
れても風で飛散してしまうことなどを考えると、
フロンデイテクタの使用は適当とはいえない。 このほかヒートパイプの作動を確認する手段と
しては次の２つがある。放熱部にのぞき窓を設
け、保守員が適当なインターバルで冷媒の凝縮、
滴下する様子を観察し、冷媒が滴下していなけれ
ばヒートパイプが作動していないと判断する。
ヒートパイプの長手方向の等温性を利用し、ヒー
トパイプの長手方向の温度分布が一様でなくなつ
たとき、例えば放熱部の温度が吸熱部（ケーブル
に沿う部分）の温度より数℃以上高くなつたとき
に警報を発するようにしておく。 しかしながらの方法は、のぞき窓を設けると
フランジ、パツキンによるシール箇所が増え、冷
媒リークの点で信頼性が低下すること、ケーブル
の負荷が無もしくは微小なときはヒートパイプが
正常でも冷媒の凝縮量は無もしくは微少であるた
め、検知を誤まる可能性があること、そして直接
見なければ作動を確認できないので不便であるこ
と、などの点で問題がある。またの方法は、ケ
ーブルの負荷が小さく外気温が高いときは、例え
ば地中にある吸熱部が20℃で、外気にさらされる
放熱部が32℃というようなことがあり、誤動作が
発生する、という問題がある。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、上記のような従来技術の問題
点に鑑み、負荷の大小あるいは外気温の高低にか
かわらず、正常に作動しているか否かを確実に検
知することのできる地中ケーブル線路冷却用ヒー
トパイプを提供することにある。 〔発明の構成〕 上記目的を達成する本発明の地中ケーブル線路
冷却用ヒートパイプは、土壌基底温度における蒸
気圧が常に大気圧より高い冷媒が封入され、管内
の圧力が大気圧と同等になつたとき作動する圧力
検出器が取付けてあることを特徴とするものであ
る。 〔実施例〕 図面は本発明の一実施例に係るヒートパイプと
その使用状態を示す。１は土壌、２Ａ，２Ｂは地
中に埋設された管路、３は管路２Ａ中に引込まれ
た電力ケーブルである。４は本発明の一実施例に
係るヒートパイプで、その吸熱部５は管路１Ｂ中
に引込まれ、放熱部６は大気中に設置されてい
る。 ケーブル３で発生した熱は管路２Ａを介して土
壌１を加熱し、さらに管路２Ｂを介してヒートパ
イプ４の吸熱部５を加熱する。ヒートパイプ４内
ではこの熱で封入されている冷媒が気化する。気
化した冷媒は放熱部６に移動し、そこで冷却され
て凝縮する。凝縮した冷媒は管内面のウイツクを
通つて吸熱部５に還流する。このようにして吸熱
部５で吸収した熱は放熱部６に運ばれ、放熱部６
で外部に放熱されるわけである。 ヒートパイプ４の放熱部６には警報接点付圧力
計７が取付けてある。この圧力計７は、ヒートパ
イプ４内の圧力を検出し、管内圧力が大気圧と同
等になつたときつまり大気圧との差が所定値以下
になつたときに接点閉じ（または開き）、例えば
警報ランプ８を点灯させる。警報ランプ８の代り
に、ブザーあるいは接点閉成の信号を受けて動作
する制御器を設けてもよい。 ヒートパイプ４内には土壌基底温度における蒸
気圧が常に大気圧より高い冷媒が封入されてい
る。土壌基底温度は通常17〜25℃であり、ケーブ
ル３が無負荷の場合、ヒートパイプの吸熱部５の
周囲温度は、この程度になる。冷媒の蒸気圧は温
度の低下にしたがつて低くなる。もし土壌底温度
付近で蒸気圧が大気圧またはそれ以下になる場合
は、上記の警報接点付圧力計７は、管内圧力が冷
媒リークのために大気圧になつたのか、温度低下
のために大気圧になつたのかが判別できない。こ
のためヒートパイプ４内に封入する冷媒は土壌基
底温度における蒸気圧が常に大気圧より高いもの
（土壌基底温度より高い温度では蒸気圧はさらに
高くなる）を使用するのである。 通常、地中ケーブル線路冷却用ヒートパイプは
30〜50℃で作動するように設計され、冷媒には、
ヒートパイプ管材との適合性がよく、動作温度範
囲で蒸気圧が安全な圧力範囲にあるものとして、
フロン１１が用いられている。しかしフロン１１
は沸点が23.8℃であるから、土壌基底温度付近で
は蒸気圧が大気圧と同等またはそれより低くな
る。したがつてフロン１１の使用は適当ではな
い。 次の表は、フロン１１と本発明のヒートパイプ
に用いることのできる冷媒の蒸気圧を示す。単位
はKg／cm²Ｇ（ゲージ圧）である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、冷媒のリ
ークが発生したときのみ管内が大気圧になり、そ
れを圧力検出器で検出するようにしたので、ケー
ブル負荷の大小あるいは外気温の高低にかかわら
ず、ヒートパイプが正常に動作しているか否かを
確実に検知することができ、地中ケーブル線路シ
ステムの信頼性向上に寄与する効果は大である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例に係る地中ケーブル線
路冷却用ヒートパイプとその使用状態を示す断面
図である。 １……土壌、２Ａ，２Ｂ……管路、３……ケー
ブル、４……ヒートパイプ、５……吸熱部、６…
…放熱部、７……警報接点付圧力計、８……警報
ランプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 土壌基底温度における蒸気圧が常に大気圧よ
   り高い冷媒が封入され、管内の圧力が大気圧と同
   等になつたとき作動する圧力検出器が取付けてあ
   ることを特徴とする地中ケーブル線路冷却用ヒー
   トパイプ。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のヒートパイプで
   あつて、上記圧力検出器はヒートパイプの放熱部
   に取付けてあるもの。