JPS6230432Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はケーブルの冷却装置に関するもので
ある。

電力ケーブルは送電に伴う発熱によつて送電容
量が制約されることは周知の通りであり、そのた
め従来から電力ケーブルを種々の方法によつて冷
却しているが、最近では電力ケーブルの大容量化
に伴い冷却システムも大型化しつつある。例えば
水を冷却用熱媒体とし、冷凍機によつて所定温度
以下に冷却した水によつて電力ケーブルを冷却す
る場合、水の顕熱によつて冷却することになるか
ら、たとえ水の比熱が大きいといえども、多量の
水を必要とし、そのため大容量の蓄熱水槽を設け
なければならず、最近の冷却ステーシヨンの立地
難から冷却装置の小型化が望まれるところであ
る。

そこで冷凍機の冷凍能力を大きくし、水を連続
的に冷却し、もつて必要水量を削減することが考
えられるが、このような方法では冷凍機が何らか
の原因で緊急停止した場合や負荷変動がある場
合、直ちに電力ケーブルの冷却を行い得なくなり
もしくは冷却能力が低下し、電力ケーブルの温度
上昇やそれに伴う重大事故を招来するおそれがあ
る。

この考案は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、小型化することができ、しかも冷凍機の故障
等による緊急停止時にも継続して冷却を行うこと
のできる冷却装置を提供することを目的とするも
のである。

以下この考案の実施例を添付の図面を参照して
説明する。

第１図はこの考案の一実施例を示す模式図であ
つて、符号１は貯留槽を示し、貯留槽１は冷却用
熱媒体としての水２を一時貯留するためのもので
あつて、冷水槽３、温水槽４およびこれらの中間
に位置する蓄熱材５との３槽に区画されており、
その蓄熱槽５内に冷却用潜熱蓄熱材６が充填され
ている。潜熱蓄熱材６は、融解もしくは結晶転位
する際の潜熱を外部から吸収する所謂冷却エネル
ギーを蓄えておくものであつて、例えば分子量
400のポリエチレングリコール（凝固点６℃、融
解熱36cal／ｇ、比熱0.49cal／ｇ・℃、比重
1.126）あるいは分子量600のポリエチレングリコ
ール（凝固点20.3℃、融解熱35cal／ｇ、比熱
0.52cal／ｇ．℃、比重1.127）の水溶液あるいは
有機溶媒液からなるものである。また前記蓄熱槽
５内には、冷水槽３内の水２と潜熱蓄熱材６との
間で熱授受させるための伝熱チユーブ７が冷水槽
３から温水槽４に貫通して設けられている。な
お、水２が伝熱チユーブ７を介して冷水槽３と温
水槽４との間を流れるので、伝熱チユーブ７は冷
水槽３と温水槽４との水面を同一レバルに保つた
めの連通管の作用をもなすようになつている。

他方、前記冷水槽３はケーブルそしくはケーブ
ルに対して並列配置した水冷管８の流入部にポン
プ９を介して接続され、かつその水冷管８の流出
部は前記温水槽４に接続されており、したがつて
冷水槽３内の温度の低い水２をポンプ９によつて
水冷管８に送り、ここでケーブルから発した熱を
水２によつて奪い、その結果温度の上昇した水２
を温水槽４に戻すよう構成されている。

さらに温水槽４は他のポンプ１０を介して冷凍
機１１に接続され、温水槽４内の水を冷凍機１１
によつて所定の温度以下に冷却した後、冷水槽３
に供給するようになつている。

つぎに上記のように構成した装置の作用につい
て説明すると、水２を前記潜熱蓄熱材６の凝固点
以下（分子量400のポリエチレングリコールの場
合は、６℃以下、分子量600のポリエチレングリ
コールの場合は20.3℃以下）に冷凍機１１によつ
て冷却すると、潜熱蓄熱材６は水２に熱を奪われ
て凝固する。その状態で冷水槽３内の水２をポン
プ９によつて水冷管８に送ると、ケーブルから発
した熱を水冷管８内を流れる水２が奪い、すなわ
ちケーブルを冷却し、その結果温度の上昇した水
２は温水槽４に戻る。そして温水槽４内の温度の
上昇した水２はポンプ１０によつて冷凍機１１に
送られ、ここで所期の温度まで冷却された後、冷
水槽３に送られる。したがつて通常時は水２が冷
水槽３→水冷管８→温水槽４→冷凍機１１→冷水
槽３の順に循環することにより、ケーブルが冷却
される。そして何らかの原因で冷凍機１１が停止
すると、ポンプ１０も同時に停止し、その結果温
水槽４内の水２が前記伝熱チユーブ７を介して水
槽３に流れる。その場合、温水槽４内の温度の上
昇した水２は、伝熱チユーブ７内を流れる間に、
潜熱蓄熱材６によつて熱を奪われて冷却され、し
かる後その冷却された水２はポンプ９によつて水
冷管８に送られる。したがつて上記の装置では、
冷凍機１１が停止した場合であつてもケーブルを
継続して冷却することができる。なおその場合、
潜熱蓄熱材６は顕熱および潜熱として冷却エネル
ギーを蓄えているから、小容量で長時間に亘つて
ケーブルを冷却することができる。

ここで、潜熱蓄熱材として分子量400のポリエ
チレングリコールを用いた場合と、従来のように
水を用いた場合との必要容量を比較すると、分子
量400のポリエチレングリコールは融解熱が
36cal／ｇであり、比熱が0.49cal／ｇ．℃である
から、例えば５℃から15℃に上昇する間に単位重
量当りＱ＝（15−５）×0.49＋36＝40.9calの熱を吸
収し、これを単位容量当りに直せば、比重が
1.126であるから、約46cal／mlの熱量を吸収す
る。これに対し、水は比熱が1cal／ｇ・℃であつ
て、顕熱として吸収するから、５℃から15℃に上
昇する間に単位容量当り10cal／mlしか吸収しな
い。このように分子量400のポリエチレングリコ
ールを潜熱蓄熱材として用いた場合には、同一の
冷却エネルギーを蓄えるにも水と比較して１／
4.6の容積で良いことになる。このような事情
は、潜熱として冷却エネルギーを蓄える他の物質
を潜熱蓄熱材６に用いた場合も同様であり、した
がつて上記の装置では全体の構成を従来よりも大
幅に小型化することができる。

第２図はこの考案の他の実施例を示すもので、
ここに示す冷却装置は、第１図に示す冷却装置に
おける伝熱チユーブ７をヒートパイプ１２に変
え、それに伴い冷水槽３と温水槽４とをつなぐ連
通管１３を設けたものである。すなわちヒートパ
イプ１２は第２図に示すように、一端部が蓄熱槽
５内の潜熱蓄熱材６中に挿入されるとともに、他
端部が冷却槽３内に突出させられており、そのヒ
ートパイプ１２を介して冷水槽３内の水２と潜熱
蓄熱材６との間で熱授受させるよう構成されてお
り、また蓄熱槽５の底部に冷水槽３と温水槽４と
をつなぐ連通管１３が設けられている。

したがつて第２図に示す冷却装置においても、
第１図に示す冷却装置と同様に、通常時は各ポン
プ９，１０によつて水２を冷水槽３→水冷管８→
温水槽４→冷凍機１１→冷水槽３の順に循環させ
ることにより、ケーブルを冷却することができ、
また冷凍機１１が停止した場合は、冷水槽３内の
水２がヒートパイプ１２を介して潜熱蓄熱材６に
よつて冷却されるから、ケーブルを継続して冷却
することができる。さらに第２図に示す冷却装置
においても、冷却エネルギーを潜熱蓄熱材６にそ
の潜熱として蓄える構成であるから、装置全体を
従来のものに比べて大幅に小型化することができ
る。

第３図はこの考案の更に他の実施例を示す略解
図であつて、貯留槽２０は上下に２分割され、下
槽は前述したと同様な潜熱蓄熱材２１を充填した
蓄熱槽２２とされ、また上槽は冷却用熱媒体とし
ての水２３を貯留する水槽２４とされている。こ
れら蓄熱槽２２と水槽２４との間には、下端部を
潜熱蓄熱材２１中に挿入し、かつ上端部を水槽２
４内の水２３中に突出させた複数本のヒートパイ
プ２５が配置されており、そのヒートパイプ２５
を介して潜熱蓄熱材２１と水２３との間で熱授受
させるよう構成されている。また前記水槽２４は
ケーブルもしくはケーブルに対し並列配置した水
冷管２６にポンプ２７を介して連通される一方、
水槽２４は冷凍機２８に水２３を循環供給するよ
うポンプ２９を介して接続されている。

したがつて第３図に示す冷却装置では、水槽２
４内の水２３を潜熱蓄熱材２１の凝固点以下に冷
凍機２８によつて冷却しつつ、その水２３を水冷
管２６に循環供給すれば、ケーブルを冷却するこ
とができると同時に、潜熱蓄熱材２１を凝固させ
て冷却エネルギーを蓄えておくことができる。そ
して何らかの原因で冷凍機２８が停止した場合、
潜熱蓄熱材２１が融解潜熱を水２３からヒートパ
イプ２５を介して吸収するので、水２３が冷却さ
れ、その結果ケーブルの冷却を継続して行うこと
ができる。

しかして第３図に示す構成の冷却装置では、前
述した各実施例におけると同様な効果に加え、設
置スペース上の制約から貯留槽２０をたて長に形
成した場合であつても、ヒートパイプ２５によつ
て潜熱蓄熱材２１の深奥部から冷却エネルギーを
取出すことができ、したがつて潜熱蓄熱材２１に
よる水２３の冷却を良好に行うことができる。

なお、この考案における冷却用熱媒体は水に限
らず、油等の他の流体であつてもよい。

またこの考案における潜熱蓄熱材は分子量400
もしくは600のポリエチレングリコールの単体か
らなるものに限定されるものではなく、適宜の分
子量のポリエチレングリコールを適当な割合で混
合したものであつてもよい。すなわちポリエチレ
ングリコールは分子量が大きくなるに従つて凝固
点が高くなるから、適宜の分子量のポリエチレン
グリコールを適当な割合で混合すれば、任意の凝
固点の潜熱蓄熱材を得ることができ、しかもこの
ような潜熱蓄熱材はポリエチレングリコール同士
を混合したものであるから、非常に良く混合し、
また二相分離が生じるなどのこともない。したが
つて凝固点もしくは融点７〜10℃程度に設定する
場合には、分子量が440〜480程度のポリエチレン
グリコールを単体でもしくは混合して用いること
が好ましい。

以上の説明から明らかなようにこの考案の冷却
装置によれば、冷却エネルギーを蓄えるために潜
熱蓄熱材を用い、その潜熱蓄熱材を冷却用熱媒体
との間で熱授受するよう構成したから、水を蓄熱
材とした従来の装置に比べて蓄熱材の容量が大幅
に少なくてよく、その結果装置全体を小型化で
き、ひいては設置スペースの削減を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図にはそれぞれこの考案の実
施例を示す略解図である。 １，２０……貯留槽、２，２３……水、６，２
１……潜熱蓄熱材、７……伝熱チユーブ、８……
水冷管、１１，２８……冷凍機、１２，２５……
ヒートパイプ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 冷却用熱媒体を貯留槽とケーブルもしくはケー
   ブルに対し並列配置した冷却管との間で循環させ
   る一方、貯留槽内の冷却用熱媒体を冷却器によつ
   て冷却するよう構成した冷却装置において、前記
   貯留槽内の冷却用熱媒体との間で熱授受させる冷
   却用潜熱蓄熱材を設けてなるケーブル冷却装置。