JPS6096124A - 地中ケ−ブル線路冷却用ヒ−トパイプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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って布設され、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（主に環カケーブル）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
式と婬フェリ、それが正常に作動しているか否かの把握
か蝋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は正常に作動しているこ
とを４ｉ（ｆ＝詔できるし、また）虱冷方式ではファン
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→
凝絹→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っているの
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ノミイブ内の冷媒
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ィ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、フロンディテクタの使用番ま適当とはいえ
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。（り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ノミイブが作動し
ていないと判断する。（２）ヒートパイプの長手方向の
等温性を利用し、ヒートノミイブ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（なった
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４ｉ自認できないので不
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。

し発明の目的〕 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Ｋ
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、土壌基底温度以上の温度で常に大気圧よ
り１謳い蒸気圧を有する冷媒が封入され、管内の圧力が
大気圧と同等になったとき作動する圧力検出器が取付け
であることを特徴とするものである。

〔実権例〕

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。ｌは土壌、２Ａ、２Ｂは地中に埋設された
管路、３は管路２人中に引込まれた′成カケーブルであ
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ｆｄｓ　５は管路ｌＢ中に引込まれ、放熱部６は大
気中に設置ａ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￥’ＡＳ　
６に移動し、そこで冷却されて凝縮する。凝縮した冷媒
は管内面のウィックを通って吸熱部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で外部に放散されるわけである。

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
付けである。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ったときつまり
大気圧との差が所定値以下になったときに接点が閉じ（
または開き）、例えば特報ランプ８を点灯させる。ガ報
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、土壊基底温度以上の温度で常に
大気圧より商い蒸気圧を有する冷媒が封入されている。

土壌基底温度は通常１７〜２５°Ｃ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
、この程度の温度になる。冷媒の蒸気圧は温度の低下に
したがって低（なる。もし土壌基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
ったのか、温度低下のために大気圧になったのかが判別
できない。このためヒー）／ξイブ４内に封入する冷媒
は土壌基底温度以上の温度で常に大気圧より旨い蒸気圧
を有するもの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３０〜５
０℃で作動するように設Ｈ１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（なる。したがってフロン１１の使用は適当
ではない。

次の表は、７０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（単位はｋｇ／ｃ司ａｂｓ　
）を示す。

これらのデータによると、７０ン１１にフロン１２を混
合してフロン１２の比率を５〜３　ｏｗ１％とした冷媒
は、土壊基底温度以上の温度で常に大気圧より高い蒸気
圧を有し、また最高動作温度の５０℃付近でも極端に高
い圧力になることがない。

また７０ン１１４単独あるいは７０ン１１４と７０ン１
２を混合して７０ン１２の比率を２０％以下とした冷媒
も同様である。

このような冷媒を使用すると、ケーブルの負荷がほとん
どなく、ヒートパイプ４の周囲温度が土壌基底温度程度
になった場合でも、ヒートパイプ４が正常である限り、
管内圧力は大気圧より高くなる。したがって管内圧力が
大気圧と同等になっていることを上記の警報接点付圧力
計７が検出すれば、それは冷媒が漏れてヒートパイプ４
が正常に作動してないことを示すことになる。

警報接点付圧力計は耐久性にすぐれ、ヒートパイプへの
接続は溶接によって行うことができる。

このためこの圧力計を取付けることによる冷媒リーク発
生のおそれはない。

なお上記実施例では、圧力検出器として警報接点付圧力
計を使用したが、これは管内圧力が大気圧と同等になっ
たことを検知できるものであれば何でもよい。

〔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１寵例に係る地中ケープノシ月尿路
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・・・・・・ヒートノミイブ
、５・・・・・・吸熱部、６・・・・・・放熱部、７・
・・・・・警報接点付圧力計、８・・・・・・臀報ラン
プ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）土壌基底温度以上の温度で常に大気圧より高い蒸
   気圧を有する冷媒が封入され、管内の圧力が大気圧と同
   等になったとき作動する圧力検出器が取付けであること
   を特徴とする地中ケーブル線路冷却用ヒートパイプ。
2. （２）　特許請求の範囲第１項記載のヒートパイプであ
   って、上記圧力検出器はヒートパイプの放熱部に取付け
   であるもの。