JP4599584B2

JP4599584B2 - 電力ケーブル冷却装置

Info

Publication number: JP4599584B2
Application number: JP2001213207A
Authority: JP
Inventors: 和久宮島; 克己内田; 孝治金井; 稔渡邊; 寛之森田
Original assignee: Nichiyu Giken Kogyo Co Ltd; Chubu Electric Power Co Inc; Nitto Kogyo Corp
Current assignee: Nichiyu Giken Kogyo Co Ltd; Chubu Electric Power Co Inc; Nitto Kogyo Corp
Priority date: 2001-07-13
Filing date: 2001-07-13
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2021-07-13
Also published as: JP2003032865A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電力ケーブルを冷却するための電力ケーブル冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地中送電線の送電容量は許容電流によって定まる。許容電流とは、電力ケーブルに通電したときに生ずる電力損失による導体温度上昇と基底温度との和がケーブル絶縁体の最高許容温度を超えない、電流である。そのため、電力損失による導体温度および基底温度が高くなると送電容量の低減を招来するので、従来、直接冷却あるいは間接冷却によって電力ケーブルを強制冷却する方式がとられている。直接冷却では、例えば、電力ケーブルを収納するパイプに水あるいは油などの冷却媒体を通すことによって、電力ケーブルを冷却するようになっている。間接冷却では、例えば、電力ケーブルに近接して冷却パイプを設け、この冷却パイプに冷却媒体を通すことによって、電力ケーブルを冷却するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の冷却方式によれば、冷却媒体の熱交換設備を含む大規模な冷却設備が必要になるので、電力ケーブルの冷却の容易性を欠くばかりでなく、莫大なコストがかかることとなる。そのため、電力ケーブルの部分冷却を行ないたいような場合、例えば橋梁橋架部に敷設された電力ケーブルなどのように日射による温度上昇が懸念されるような部分を冷却したいような場合に、容易に適用することができないなどの問題がある。
【０００４】
本発明は上記観点に基づいてなされたもので、その目的は、大規模な冷却設備が不要で、電力ケーブルの部分冷却にも容易に適用することができる電力ケーブル冷却装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、電力ケーブルを収納するケーブル収納容器と、冷却源としてペルチェ素子を有し、前記ケーブル収納容器の内部を冷却するように、前記ケーブル収納容器に設けられたペルチェユニットと、前記電力ケーブルが所定の送電容量を維持することができるように、前記ペルチェユニットのペルチェ素子への供給電力を制御する制御手段と、前記ケーブル収納容器の内部温度を検出する温度センサと、前記ケーブル収納容器への日射量を検出する日射センサとを有し、前記制御手段が、前記温度センサからの内部温度および前記日射センサからの日射量に基づいて、前記ペルチェ素子への供給電力を制御する電力ケーブル冷却装置によって、上記目的を達成する。このような構成によれば、ペルチェ素子を冷却源とするペルチェユニットによって電力ケーブルが冷却されるので、大規模な冷却設備を設けることなく電力ケーブルを冷却することができ、また、電力ケーブルの冷却したい部分に容易に適用することができる。そのため、例えば橋梁橋架部に敷設された電力ケーブルなどのように日射による温度上昇が懸念されるような部分に、容易に適用することができる。
【０００６】
また、本発明においては、内周面が電力ケーブルの外周面と密着する円形断面形状を有し、外周面が複数の平坦面を有する多角形断面形状を有する軸方向に二分割構成の筒状で、蝶番と止め金具とによって前記電力ケーブルの外周面に着脱自在に装着される熱伝導部材と、冷却源としてペルチェ素子を有し、前記熱伝導部材を介して前記電力ケーブルを冷却するように、前記熱伝導部材の平坦な外周面に設けられたペルチェユニットとを有する電力ケーブル冷却装置によって、上記目的を達成する。更に、本発明においては、内周面が電力ケーブルの外周面の一部と密着する略半円形の断面形状を有し、外周面が複数の平坦面を有する角形状のC字状断面形状を有し、圧入によって前記電力ケーブルの外周面に着脱自在に装着される熱伝導部材と、冷却源としてペルチェ素子を有し、前記熱伝導部材を介して前記電力ケーブルを冷却するように、前記熱伝導部材の平坦な外周面に設けられたペルチェユニットとを有する電力ケーブル冷却装置によって、上記目的を達成する。このような構成によれば、ペルチェ素子を冷却源とするペルチェユニットによって電力ケーブルがされるので、上述したように、大規模な冷却設備を設けることなく電力ケーブルを冷却することができ、また、電力ケーブルの冷却したい部分に容易に適用することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態の一例を示す構成図で、１はケーブル収納容器としてのトラフ、２はペルチェユニット、３は制御手段としての制御装置である。
【０００８】
トラフ１は、本例ではＦＲＰ製で、上面開放のトラフ本体１ａとトラフ本体１ａの上面を閉成する蓋体１ｂとを有し、その内部に電力ケーブル４が収納されるようになっている。トラフ１は複数接続されることによって電力ケーブル４を収納するようになっており、本例では、各トラフ１の蓋体１ｂにペルチェユニット２が設けられている。
【０００９】
図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図１のペルチェユニット２の構成を示す斜視図である。
【００１０】
ペルチェユニット２は冷却源としてペルチェ素子５を有している。ペルチェ素子５の発熱面５ａ側には、放熱用ヒートシンク６が設けられている。放熱用ヒートシンク６は、本例では、アルミニウム製で、平板状の基部６ａと基部６ａの一方の面に互いに平行に立設された複数のフィン６ｂとを有し、基部６ａの他方の面がシリコンゴムからなる第１の熱伝導シート７を介してペルチェ素子５の発熱面５ａに密着するように、設けられている。図２に示すように、放熱用ヒートシンク６の基部６ａの面の大きさはペルチェ素子５よりも大で、放熱用ヒートシンク６がペルチェ素子５の発熱面５ａを覆い且つその周囲に張出すようになっており、放熱用ヒートシンク６によってペルチェ素子５の発熱が有効に放熱されるようになっている。
【００１１】
ペルチェ素子５の吸熱面５ｂ側には、熱伝導ブロックとしてのアルミニウムブロック８を介して、吸熱用ヒートシンク９が設けられている。アルミニウムブロック８は、ペルチェ素子５と略同じ大きさで、その一方の面がシリコンゴムからなる第２の熱伝導シート１０を介してペルチェ素子５の吸熱面５ｂに密着し且つ整合するように、設けられている。アルミニウムブロック８は、放熱側から吸熱側への熱の回り込みを抑えるためのもので、後述する第１および第２の断熱部材１２，１３と相俟って熱の回り込みを有効に抑えることができるように肉厚に形成されている。吸熱用ヒートシンク９は、本例では、アルミニウム製で、平板状の基部９ａと基部９ａの一方の面に互いに平行に立設された複数のフィン９ｂとを有し、基部９ａの他方の面がシリコンゴムからなる第３の熱伝導シート１１を介してアルミニウムブロック８の他方の面に密着するように、設けられている。図２に示すように、吸熱用ヒートシンク９の基部９ａの面の大きさは、放熱用ヒートシンク６よりも小で、ペルチェ素子５およびアルミニウムブロック８よりも大に形成されており、アルミニウムブロック８の他方の面を覆い且つその周囲に張出すようになっている。
【００１２】
放熱用ヒートシンク６と吸熱用ヒートシンク９との間には、断熱手段としての第１および第２の断熱部材１２，１３が介装されている。第１の断熱部材１２は、本例ではポリスチレン（発泡スチロール）製で、放熱用ヒートシンク６の基部６ａの面と同じか若しくはそれ以上の大きさを有し、放熱用ヒートシンク６の基部６ａを覆うようになっている。第１の断熱部材１２は、本例では、図２に示すように、二段形成の開口１４を有している。開口１４は、放熱用ヒートシンク６側の面である一方の面１２ａ側がペルチェ素子５およびアルミニウムブロック８の大きさに整合し且つ受容するように形成され、吸熱用ヒートシンク９側の面である他方面１２ｂ側が第２の断熱部材１３および吸熱用ヒートシンク９の基部９ａの大きさに整合し且つ受容するように形成されており、これにより、第１の断熱部材１２が、ペルチェ素子５およびアルミニウムブロック８の側部に密着すると共に、第２の断熱部材１３および吸熱用ヒートシンク９の基部９ａに密着するようになっている。第２の断熱部材１３は、本例ではポリエチレン製で、アルミニウムブロック８の大きさに整合し且つ受容するように形成された開口１５を有すると共に、吸熱用ヒートシンク９の基部９ａの面と同じ大きさを有しており、アルミニウムブロック８の側部および吸熱用ヒートシンク９の基部９ａに密着するようになっている。このような第１および第２の断熱部材１２，１３によって、放熱側から吸熱側への熱の回り込みが抑えられるようになっている。
【００１３】
第１の断熱部材１２には、更に、図３に示すように、リード溝１６が形成されており、このリード溝１６を介してペルチェ素子５のリード線５ｃが外部に引出されるようになっている。第１の断熱部材１２は本例ではポリスチレンで形成されているので、極めて容易にリード溝１６を形成することができる。
【００１４】
このような構成のペルチェユニット２は、図２に示すように、吸熱用ヒートシンク９がトラフ１の蓋体１ｂに形成された開口１７を通してトラフ１の内部に露出し、放熱用ヒートシンク６および第１の断熱部材１２がトラフ１の外部に位置し、第１の断熱部材１２が放熱用ヒートシンク６とトラフ１の蓋体１ｂとによって押圧されるように、トラフ１の蓋体１ｂに取付けられる。第１の断熱部材１２は本例ではポリスチレンで形成されているので弾性があり、放熱用ヒートシンク６とトラフ１の蓋体１ｂとによって押圧されることによって、放熱用ヒートシンク６と第１の断熱部材１２との密着性が高まり、断熱効果を向上させることができる。ペルチェユニット２の取付けは、例えば、放熱用ヒートシンク６の基部６ａに固定部を張出し形成し、この固定部をトラフ１の蓋体１ｂに固定するなどの方法で行なわれる。なお、本例では２種類の断熱部材を用いたが、これに限定するものではなく、１種類の断熱部材でもよいことは勿論である。また、シリコンゴムからなる第１〜第３の熱伝導シート７，１０，１１を用いたが、これらに代えてシリコングリスを塗布するようにしてもよい。更に、放熱用ヒートシンク６と共に第１の断熱部材１２がトラフ１の外部に位置するようにペルチェユニット２をトラフ１の蓋体１ｂに取付けるようにしたが、放熱用ヒートシンク６のみがトラフ１の外部に位置するようにペルチェユニット２をトラフ１に取付けるようにしてもよい。
【００１５】
図１に戻り、制御装置３は、トラフ１の内部温度を検出する温度センサ２０からの温度情報に基づいて、電力ケーブル４が所定の送電容量を維持することができるように、ペルチェユニット２のペルチェ素子５への供給電力を制御する。温度センサ２０は、トラフ１の内部にペルチェユニット２の吸熱の影響を直接的には受けないように設けられ、本例では、図２に示すように、ペルチェユニット２から離れたトラフ１の蓋体１ｂの内面に設けられている。
【００１６】
図４は図１の制御装置の一例を示すブロック図で、制御装置３はマイクロコンピュータ３００，電源回路３０１および電力供給回路３０２を有している。マイクロコンピュータ３００は、温度センサ２０からの内部温度を入力し、後述する図５のフローチャートに従って電力供給回路３０２を制御する。電源回路３０１は、商用電力が印加されることで、マイクロコンピュータ３００および電力供給回路３０２に直流電源を供給する。電力供給回路３０２は、マイクロコンピュータ３００の制御下で、ペルチェユニット２のペルチェ素子５に電力を供給する。
【００１７】
図５は図４のマイクロコンピュータ３００の制御フローチャートで、マイクロコンピュータ３００は電源回路３０１から電源が供給されることで図５の制御フローを開始する。先ずステップ２１で温度センサ２０からトラフ１の内部温度を入力し、次のステップ２２で、内部温度が所定の設定温度よりも大か否かを判断する。設定温度は、電力ケーブル４が所定の送電容量を維持することができるか否かに基づいて定められる。トラフ１の内部温度が設定温度よりも高ければ、ステップ２２からステップ２３に入り、トラフ１の内部温度とトラフ１内を設定温度以下にするための供給電力との関係を表わすマップに従って、ペルチェ素子５への供給電力を演算する。このマップは、トラフ１の内部温度と、トラフ１内を設定温度以下にするためのペルチェ素子５への供給電力とに基づいて、実験的に定められる。その後、ステップ２４で、演算された供給電力をペルチェ素子５に与えるように電力供給回路３０２を制御した後、ステップ２１に戻る。一方、ステップ２２においてトラフ１の内部温度が設定温度よりも低くなれば、ステップ２３および２４に入ることなく、ステップ２２からステップ２１に戻る。この場合、ペルチェ素子５への供給電力は従前の供給電力が維持されることとなる。このような制御により、トラフ１内の温度が大きく上昇する夏季であれば、ペルチェ素子５への供給電力が大になることによってトラフ１内が設定温度以下に制御され、トラフ１内の温度上昇が小さい冬季であれば、ペルチェ素子５への供給電力が小になることによってトラフ１内が設定温度以下に制御される。
【００１８】
図６は本発明の実施の形態の別の例を示す構成図であり、図７は図６の構成に適用される制御装置の一例を示すブロック図である。
【００１９】
本例では、ペルチェユニット２の放熱用ヒートシンク６を冷却する冷却ファン３０と、ペルチェユニット２の吸熱用ヒートシンク９にトラフ１内の空気を送風する送風ファン３１とが設けられている。冷却ファン３０は、冷却ファン用保持部材３２を介して、ペルチェユニット２の放熱用ヒートシンク６の上方に設けられている。冷却ファン用保持部材３２は、保持部３２ａと脚部３２ｂ，３２ｃとを有するコ字状の部材で正面および背面が開放されており、脚部３２ｂ，３２ｃがトラフ１の蓋体１ｂの外面に固定されるようになっている。冷却ファン３０は、冷却ファン用保持部材３２の保持部３２ａに保持され、保持部３２ａに形成された開口３２ｄを介して冷却風を放熱用ヒートシンク６に与えるようになっている。送風ファン３１は、送風ファン用保持部材３３を介して、ペルチェユニット２の吸熱用ヒートシンク９の下方に設けられている。送風ファン用保持部材３３は、保持部３３ａと脚部３３ｂ，３３ｃとを有するコ字状の部材で正面および背面が開放されており、脚部３３ｂ，３３ｃがトラフ１の蓋体１ｂの内面に固定されるようになっている。送風ファン３１は、送風ファン用保持部材３３の保持部３３ａに保持され、保持部３３ａに形成された開口３３ｄを介してトラフ１内の空気を吸熱用ヒートシンク９に与えるようになっている。その他の構成は図２で述べた通りである。
【００２０】
本例では制御装置３に代えて制御装置３５が設けられる。制御装置３５は、制御装置３において述べたマイクロコンピュータ３００および電力供給回路３０２を有すると共に、制御装置３の電源回路３０１に代えて電源回路３５１を有している。電源回路３５１は、商用電力が印加されることで、マイクロコンピュータ３００および電力供給回路３０２に直流電源を供給すると共に、冷却ファン３０および送風ファン３１に直流電源を供給して駆動するようになっている。前述したように、マイクロコンピュータ３００は図５のフローチャートに従って電力供給回路３０２を制御し、電力供給回路３０２はマイクロコンピュータ３００の制御下でペルチェユニット２のペルチェ素子５に電力を供給する。その他の構成および動作は先の例で述べた通りである。
【００２１】
本例によれば、ペルチェユニット２の放熱用ヒートシンク６が冷却ファン３０によって強制冷却されるので、ペルチェ素子５によるトラフ１内の冷却効率をより一層向上させることができる。また、ペルチェユニット２の吸熱用ヒートシンク９に送風ファン３１からトラフ１内の空気が送風されるので、空気の対流によってトラフ１内の冷気が平均化され、電力ケーブル４の冷却効果を向上させることができる。なお、本例では送風ファン３１をペルチェユニット２の吸熱用ヒートシンク９の下方に設けることとしたが、これに限定するものではなく、送風ファン３１に送風を与えるようにトラフ１の内側壁等に設けるようにすることもできる。
【００２２】
図８は図６の構成に適用される制御装置の別の例を示すブロック図である。
【００２３】
本例では制御装置３５に代えて制御装置４０が設けられる。制御装置４０は、制御装置３において述べたマイクロコンピュータ３００および電力供給回路３０２を有すると共に、制御装置３の電源回路３０１に代えて第１電源回路４０１および第２電源回路４０２を有し、更に、切換回路４０３を備えている。第１電源回路４０１は、商用電力が印加されることで、直流電源を切換回路４０３に与える。第２電源回路４０２は、太陽電池４１からの出力を入力し、これを直流電源として切換回路４０３に与える。切換回路４０３は、太陽電池４１の出力である第２電源回路４０２から与えられる直流電源が所定値以上か否かを監視し、所定値以上の場合に、第２電源回路４０２の直流電源をマイクロコンピュータ３００，電力供給回路３０２，冷却ファン３０および送風ファン３１に供給する。一方、第２電源回路４０２の直流電源が所定値以下の場合には、切換回路４０３は、第２電源回路４０２に代えて、商用電力を入力する第１電源回路４０１の直流電源をマイクロコンピュータ３００，電力供給回路３０２，冷却ファン３０および送風ファン３１に供給する。所定値は、ペルチェ素子５の供給電力制御ならびに冷却ファン３０および送風ファン３１の駆動が可能か否かに基づいて、実験的に定められる。太陽電池４１は、例えば日射による温度上昇が問題となる橋梁橋架部のトラフなどの場合、トラフに設けることで遮光板としても機能させることができる。なお、マイクロコンピュータ３００が図５のフローチャートに従って電力供給回路３０２を制御し、電力供給回路３０２がマイクロコンピュータ３００の制御下でペルチェユニット２のペルチェ素子５に電力を供給することは、前述した通りである。その他の構成および動作は先の例で述べた通りである。
【００２４】
本例によれば、商用電力と太陽電池とが切換え使用されるので、省エネを図ることができる。なお、本例では冷却ファン３０および送風ファン３１を有する図６の構成に適用する場合について述べたが、図１の構成にも適用することができることは勿論である。
【００２５】
図９は図６の構成に適用される制御装置の更に別の例を示すブロック図である。
【００２６】
本例では制御装置３５に代えて制御装置５０が設けられる。制御装置５０は、マイクロコンピュータ５００，電源回路５０１および電力供給回路５０２を有している。マイクロコンピュータ５００は、温度センサ２０からトラフ１の内部温度を入力すると共に、日射センサ５１からトラフ１への日射量を入力し、後述する図１０のフローチャートに従って電力供給回路５０２を制御する。電源回路５０１は、商用電力が印加されることで、マイクロコンピュータ５００，電力供給回路５０２，冷却ファン３０および送風ファン３１に直流電源を供給する。電力供給回路５０２は、マイクロコンピュータ５００の制御下で、ペルチェユニット２のペルチェ素子５に電力を供給する。日射センサ５１は、トラフ１への日射量を検出するもので、例えばトラフ１の蓋体１ｂの外表面に設けられている。
【００２７】
図１０は図９のマイクロコンピュータ５００の制御フローチャートである。マイクロコンピュータ５００は、電源回路５０１から電源が供給されることで図１０の制御フローを開始する。先ず、ステップ６０で温度センサ２０からトラフ１の内部温度Ｔおよび日射センサ５１からトラフ１への日射量Ｓを入力し、次のステップ６１で、内部温度Ｔが設定温度Ｔ_０よりも大か否かを判断する。設定温度Ｔ_０は、例えば、電力ケーブル４が所定の送電容量を維持することができるか否かに基づいて定められる。
【００２８】
トラフ１の内部温度Ｔが設定温度Ｔ_０よりも高ければ、ステップ６１からステップ６２に入り、トラフ１への日射量Ｓが第１の設定日射量Ｓ_１よりも大か否かを判断する。第１の設定日射量Ｓ_１は、例えば、夏季におけるトラフ１への日射量に基づいて設定される。トラフ１への日射量Ｓが第１の設定日射量Ｓ_１よりも大であれば、ステップ６２からステップ６３に入り、トラフ１内の温度が極めて高いと認識して、ペルチェユニット２のペルチェ素子５に最大供給電力である第１の電力Ｗ_１を供給するように電力供給回路５０２を制御し、その後ステップ６０に戻る。トラフ１への日射量Ｓが第１の設定日射量Ｓ_１よりも小であれば、ステップ６２からステップ６４に入り、最大供給電力である第１の電力Ｗ_１ほど大きい電力は必要ないと認識して、ペルチェユニット２のペルチェ素子５に第１の電力Ｗ_１よりも低い第２の電力Ｗ_２を供給するように電力供給回路５０２を制御し、その後ステップ６０に戻る。このような制御により、夏季の晴れた日の昼間のような場合にはペルチェ素子５に最大供給電力である第１の電力Ｗ_１が供給され、夏季の日の夜間などのように日射量が低減することで第１の電力Ｗ_１よりも低い第２の電力Ｗ_２が供給されるようになっている。
【００２９】
一方、ステップ６１においてトラフ１の内部温度Ｔが設定温度Ｔ_０よりも高くなければ、ステップ６１からステップ６５に入り、トラフ１への日射量Ｓが第２の設定日射量Ｓ_２よりも大か否かを判断する。第２の設定日射量Ｓ_２は、第１の設定日射量Ｓ_１よりも小で、例えば冬季におけるトラフ１への日射量に基づいて設定される。トラフ１への日射量Ｓが第２の設定日射量Ｓ_２よりも大であれば、ステップ６５からステップ６６に入り、第２の電力Ｗ_２ほど大きい電力は必要ないと認識して、ペルチェユニット２のペルチェ素子５に第２の電力Ｗ_２よりも低い第３の電力Ｗ_３を供給するように電力供給回路５０２を制御し、その後ステップ６０に戻る。トラフ１への日射量Ｓが第２の設定日射量Ｓ_２よりも小であれば、ステップ６５からステップ６７に入り、第３の電力Ｗ_３ほど大きい電力は必要ないと認識して、ペルチェユニット２のペルチェ素子５に第３の電力Ｗ_３よりも低い第４の電力Ｗ_４を供給するように電力供給回路５０２を制御し、その後ステップ６０に戻る。このような制御により、冬季の晴れの日の昼間のような場合にはペルチェ素子５に第２の電力Ｗ_２よりも低い第３の電力Ｗ_３が供給され、冬季の日の夜間などのように日射量が低減することで第３の電力Ｗ_３よりも低い第４の電力Ｗ_４が供給されるようになっている。
【００３０】
本例では冷却ファン３０および送風ファン３１を有する図６の構成に適用する場合について述べたが、図１の構成にも適用することができることは勿論である。また、本例に、図８で述べた商用電力と太陽電池との切換え使用を適用するようにしてもよい。
【００３１】
図１１は本発明の実施の形態の更に別の例を示す構成図、図１２は図１１のＢ−Ｂ断面図で、７０は電力ケーブル、７１は熱伝導部材、７２はペルチェユニットである。
【００３２】
熱伝導部材７１は、熱伝導性の良い例えばアルミニウムあるいはステンレスなどで形成された筒状で、内周面７１ａが電力ケーブル７０の外周面と密着する円形断面を有し、外周面７１ｂが多角形断面を有するように形成されている。本例では、外周面７１ｂは六角形断面を有している。熱伝導部材７１は上部７３と下部７４とを有する二分割構成で、上部７３と下部７４とが一側部において蝶番７５で結合され、開閉自在になるように構成されている。また、熱伝導部材７１の上部７３と下部７４には、蝶番７５と反対側の側部に止め金具７６が設けられており、止め金具７６で上部７３と下部７４とを止めることによって電力ケーブル７０に着脱自在に装着されるようになっている。
【００３３】
ペルチェユニット７２は、熱伝導部材７１を介して電力ケーブル７０を冷却するように、熱伝導部材７１の外周面７１ｂの平坦面に設けられている。ペルチェユニット７２は冷却源としてペルチェ素子７７を有している。ペルチェ素子７７の発熱面側には、放熱用ヒートシンク７８が設けられている。放熱用ヒートシンク７８は、アルミニウム製で、平板状の基部７８ａと基部７８ａの一方の面に互いに平行に立設された複数のフィン７８ｂとを有し、基部７８ａの他方の面がシリコンゴムからなる第１の熱伝導シート７９を介してペルチェ素子７７の発熱面に密着するように、設けられている。放熱用ヒートシンク７８はペルチェ素子７７よりも大で、放熱用ヒートシンク７８がペルチェ素子７７の発熱面を覆い且つその周囲に張出すようになっており、放熱用ヒートシンク７８によってペルチェ素子７７の発熱が有効に放熱されるようになっている。
【００３４】
ペルチェ素子７７の吸熱面側には、熱伝導ブロックとしてのアルミニウムブロック８０が設けられている。アルミニウムブロック８０は、ペルチェ素子７７と略同じ大きさで、その一方の面がシリコンゴムからなる第２の熱伝導シート８１を介してペルチェ素子７７の吸熱面に密着し且つ整合するように、設けられている。アルミニウムブロック８０は、放熱側から吸熱側への熱の回り込みを抑えるためのもので、後述する断熱部材８３と相俟って熱の回り込みを有効に抑えることができるように肉厚に形成されている。アルミニウムブロック８０の他方の面は、シリコンゴムからなる第３の熱伝導シート８２を介して、熱伝導部材７１の外表面７１ｂに密着するように接合されている。
【００３５】
放熱用ヒートシンク７８と熱伝導部材７１の外表面７１ｂとの間には、放熱用ヒートシンク７８に密着するように断熱部材８３が介装されている。断熱部材８３は、放熱用ヒートシンク７８と同じか若しくはそれ以上の大きさを有し、放熱用ヒートシンク７８の基部７８ａを覆うようになっている。断熱部材８３は、ペルチェ素子７７およびアルミニウムブロック８０の大きさに整合し且つ受容するように形成された開口８３ａを有し、ペルチェ素子７７およびアルミニウムブロック８０の側部に密着するようになっている。
【００３６】
このような構成で、商用電力を受ける電源回路８４から直流電源がペルチェ素子７７に供給されることで、熱伝導部材７１を介して電力ケーブル７０が冷却されることとなる。このような冷却装置を適当な間隔で電力ケーブル７０に複数設けることによって、電力ケーブル７０の任意の長さを冷却することができる。
【００３７】
図１３は図１１における熱伝導部材の別の例を示す断面図である。本例では、熱伝導部材９０が、Ｃ字状の断面形状を有し、圧入によって電力ケーブル７０に着脱自在に装着されるようになっている。その他の構成は図１２で述べた通りである。本例によれば、蝶番および止め金具などを用いる必要がないので、部品点数の低減および製造の容易性を図ることができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電力ケーブルが収納されたケーブル収納容器の内部を冷却するように、冷却源としてペルチェ素子を有するペルチェユニットをケーブル収納容器に設け、電力ケーブルが所定の送電容量を維持することができるように、制御手段によってペルチェ素子への供給電力を制御するようにしたので、大規模な冷却設備を設けることなく電力ケーブルを冷却することができ、また、電力ケーブルの冷却したい部分に容易に適用することができ、例えば橋梁橋架部に敷設された電力ケーブルなどのように日射による温度上昇が懸念されるような部分にも容易に適用することができる。
【００３９】
また、断熱手段に加えてペルチェ素子の吸熱側に肉厚の熱伝導ブロックを設けることとしたので、断熱手段と相俟って放熱側から吸熱側への熱の回り込みをより有効に抑えることができる。
【００４０】
また、ペルチェユニットの放熱用ヒートシンクを冷却する冷却ファンを設けることとしたので、放熱用ヒートシンクが強制冷却され、ペルチェ素子によるケーブル収納容器内の冷却効率をより一層向上させることができる。
【００４１】
また、ペルチェユニットの吸熱用ヒートシンクに空気を送風する送風ファンを設けることとしたので、ペルチェユニットの吸熱用ヒートシンクへの空気の送風でケーブル収納容器内の冷気を平均化することができ、電力ケーブルの冷却効果を向上させることができる。
【００４２】
また、ケーブル収納容器の内部温度を検出する温度センサからの内部温度に基づいて、ペルチェ素子への供給電力を制御するようにしたので、ケーブル収納容器内の温度を所望温度に制御することができる。
【００４３】
また、ケーブル収納容器の内部温度を検出する温度センサからの内部温度に加えて、ケーブル収納容器への日射量を検出する日射センサからの日射量に基づいてペルチェ素子への供給電力を制御するようにしたので、ケーブル収納容器への日射量に応じた温度制御を行なうことができる。
【００４４】
また、電源として商用電源と太陽電池とを有し、太陽電池の出力に基づいて電源を商用電源または太陽電池に切換えるようにしたので、省エネを図ることができる。
【００４５】
更に、電力ケーブルの外周面に着脱自在に装着される熱伝導部材に冷却源としてペルチェ素子を有するペルチェユニットを設け、熱伝導部材を介して電力ケーブルを冷却するように構成したので、より簡単な構成で電力ケーブルを冷却することができると共に、極めて容易に電力ケーブルの部分冷却を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態の一例を示す構成図である。
【図２】図２は図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図３は図１のペルチェユニットの構成を示す斜視図である。
【図４】図４は図１の制御装置の一例を示すブロック図である。
【図５】図５は図４のマイクロコンピュータの制御フローチャートである。
【図６】図６は本発明の実施の形態の別の例を示す構成図である。
【図７】図７は図６の構成に適用される制御装置の一例を示すブロック図である。
【図８】図８は図６の構成に適用される制御装置の別の例を示すブロック図である。
【図９】図９は図６の構成に適用される制御装置の更に別の例を示すブロック図である。
【図１０】図１０は図９のマイクロコンピュータの制御フローチャートである。
【図１１】図１１は本発明の実施の形態の更に別の例を示す構成図である。
【図１２】図１２は図１１のＢ−Ｂ断面図である。
【図１３】図１３は図１１における熱伝導部材の別の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１トラフ（ケーブル収納容器）
２，７２ペルチェユニット
３，３５，４０，５０制御装置（制御手段）
４，７０電力ケーブル
５，７７ペルチェ素子
６，７８放熱用ヒートシンク
８，８０アルミニウムブロック（熱伝導ブロック）
９吸熱用ヒートシンク
１２第１の断熱部材（断熱手段）
１３第２の断熱部材（断熱手段）
２０温度センサ
３０冷却ファン
３１送風ファン
４１太陽電池
５１日射センサ
８２断熱部材
７１，９０熱伝導部材

Claims

電力ケーブルを収納するケーブル収納容器と、
冷却源としてペルチェ素子を有し、前記ケーブル収納容器の内部を冷却するように、前記ケーブル収納容器に設けられたペルチェユニットと、
前記電力ケーブルが所定の送電容量を維持することができるように、前記ペルチェユニットのペルチェ素子への供給電力を制御する制御手段と、
前記ケーブル収納容器の内部温度を検出する温度センサと、
前記ケーブル収納容器への日射量を検出する日射センサとを有し、
前記制御手段が、前記温度センサからの内部温度および前記日射センサからの日射量に基づいて、前記ペルチェ素子への供給電力を制御する電力ケーブル冷却装置。
前記ペルチェユニットが、
前記ペルチェ素子の発熱側に設けられた放熱用ヒートシンクと、
前記ペルチェ素子の吸熱側に設けられた肉厚の熱伝導ブロックと、
前記熱伝導ブロックを介して前記ペルチェ素子の吸熱側に設けられた吸熱用ヒートシンクと、
前記放熱用ヒートシンクと前記吸熱用ヒートシンクとの間に介装された断熱手段とを有し、
前記吸熱用ヒートシンクが前記ケーブル収納容器の内部に露出し、少なくとも前記放熱用ヒートシンクが前記ケーブル収納容器の外部に位置するように設けられた請求項１に記載の電力ケーブル冷却装置。
前記放熱用ヒートシンクを冷却する冷却ファンを前記ケーブル収納容器の外部に設け、前記ペルチェ素子への電力供給と共に前記冷却ファンを駆動するようにした請求項２に記載の電力ケーブル冷却装置。
前記吸熱用ヒートシンクに空気を送風する送風ファンを前記ケーブル収納容器の内部に設け、前記ペルチェ素子への電力供給と共に前記送風ファンを駆動するようにした請求項２又は３に記載の電力ケーブル冷却装置。
前記制御手段が、
前記温度センサからの前記内部温度が所定の設定温度よりも高い場合に、前記日射センサからの前記日射量が第１の設定日射量よりも高いか否かを判断し、
前記温度センサからの前記内部温度が前記設定温度よりも低い場合に、前記日射センサからの前記日射量が前記第１の設定日射量よりも小さい第２の設定日射量よりも高いか否かを判断し、
各判断結果に応じて前記ペルチェ素子への供給電力を制御するようにした請求項１に記載の電力ケーブル冷却装置。
電源として商用電源と太陽電池とを有し、
前記制御手段が、前記太陽電池の出力に基づいて、電源を前記商用電源または前記太陽電池に切換えるようにした請求項５に記載の電力ケーブル冷却装置。
内周面が電力ケーブルの外周面と密着する円形断面形状を有し、外周面が複数の平坦面を有する多角形断面形状を有する軸方向に二分割構成の筒状で、蝶番と止め金具とによって前記電力ケーブルの外周面に着脱自在に装着される熱伝導部材と、
冷却源としてペルチェ素子を有し、前記熱伝導部材を介して前記電力ケーブルを冷却するように、前記熱伝導部材の平坦な外周面に設けられたペルチェユニットとを有する電力ケーブル冷却装置。
内周面が電力ケーブルの外周面の一部と密着する略半円形の断面形状を有し、外周面が複数の平坦面を有する角形状のC字状断面形状を有し、圧入によって前記電力ケーブルの外周面に着脱自在に装着される熱伝導部材と、
冷却源としてペルチェ素子を有し、前記熱伝導部材を介して前記電力ケーブルを冷却するように、前記熱伝導部材の平坦な外周面に設けられたペルチェユニットとを有する電力ケーブル冷却装置。