JP4721462B2 - グラウンド、特にスポーツグラウンドを加熱する装置 - Google Patents

Description

本発明は、グラウンドを加熱するための、特にスポーツグラウンドが凍らないようにするための装置に関するものである。

このような加熱装置は、知られており、これを行うためには、グラウンドに導通ケーブルを埋め、温めるグラウンドの近くの設備室に配置の変圧器を経て、これに電流を流すようにしている。前記グラウンドは、掘られた溝でいくつかに区分されていて、前記変圧器の二次回路に接続の加熱ケーブルが前記溝に配置されている。

この形式のグラウンド加温装置は、変圧器から前記一つの加温すべき区分に電力接続部により電力を送るが、実用上は、一方で電力消費量が極めてコスト高になり、他方では、資材コストが高くなる大きな欠点をもっている。さらには、この設備の形式にあっては、加温するすべての区分は、同じ特性、特に耐久性に関して同じ特性をもっておらず、これらを同じ温度にするには、これらの特性に応じた加熱電力をこれらに付与しなければならない。

結論としては、この形式の設備は、電気安全性について全体的に欠点がある。

かくして本発明の目的は、グラウンド、特にスポーツグラウンドを加温する装置を提供することであって、該装置により、前記グラウンドは、凍結しなくなり、これは、電流を流すことに関して全く安全であると共に他方では電力消費ならびに設備コストの観点からみて、顕著な節減が達成される。本発明の目的は、また、各変圧器が対応する加温すべき領域に合わせて各変圧器に電力を供給するようにすることができる。

かくして本発明の目的は、地面に埋設した電流供給ケーブルによりグラウンド、特にスポーツグラウンドを加温する設備であり、加温されるグラウンドの表面は、いくつかのセクターに区分され、各セクターは、それぞれが同じ変圧器の二次側を構成する少なくとも２本の加熱ラインにより加温されるようになっていることを特徴とする。

前記変圧器は、トーラス形式のものが好ましく、その二次巻線は、加熱ラインの導電性よりも低い導電性の金属で作られている。かくて、前記二次巻線は、銅で作られ、加熱ラインは、アルミニウムで作られている。このような手段においては、前記二次巻線のワイヤの太さと前記加熱ラインのワイヤの太さは、同じ太さになっていて、極めて接続しやすくなっている。

電力線を最大に減らすために、前記変圧器は、地面に接近して、好ましくは、地面に埋設された技術的に工夫された地下通路（回廊）内に配置される。

この発明の特に関心を惹く実施例において、前記変圧器の一次巻線は、金属シート、好ましくは、アルミニウムまたは銅からなる金属シートを備えている。

前記変圧器の二次巻線を形成するケーブルは、互いに捻じり合わせた２本の導電性部材で作られるのが好ましい。

本発明の実施例を添付の図面を参照しながら限定されない実施例として以下に記載する。

凍結しないように加温されるいくつかのセクター、即ち、セクター１ａ，１ｂ，１ｃ．．．１ｎに区分されたスポーツグラウンド１の部分を例えば図１に図示する。

加温装置は、一連の変圧器３ａ，３ｂ，３ｃ．．．３ｎから構成され、これらそれぞれは、決められたグラウンドのセクター１ａ，１ｂ，１ｃ．．．１ｎを加温するようになっている。このように、例えば、変圧器は、決められたセクターの３本の加熱ライン９，９’，９”に電力を供給し、これら３本の加熱ラインは、これらセクターのそれぞれの地面に埋設され、前記複数のセクターのスペース内で均一にまたは不均一に配置されており、この配置は、前記複数のセクターのそれぞれのカロリー需要に応じて配置される。

さらに詳しくは、これら変圧器のそれぞれの一次側５は、二相のラインＬ１，Ｌ１とニュートラルなラインＮにより形成された三相の電線７により電力が共有される。便宜的には、そして、装置をアンバランスにさせないため、前記変圧器３ａ，３ｂ，３ｃの３つの一次巻線は、ラインＬ１−Ｌ２，Ｌ２−ＮおよびＬ１−Ｎそれぞれを越えて電力が供給されるようになっている。

変圧器３ａ，３ｂ，３ｃに関連の３本の加熱ライン９，９’，９”のそれぞれは、後者の二次巻線８，８’，８”に接続している。一次巻線５が巻き付けてあるトーラスコア１０と３本の二次巻線８，８’，８”を備えていることが必須の、このような変圧器は、図２，３に示してある。（図面を明瞭にするために、巻線８のみが図示されている）。各二次巻線は、銅のコンダクタにおいて作られた５回巻のもので、これらは、各端部において接続部１２を介して関連の加熱ライン９，９’，９”に接続しており、これらの長さは、加温すべきセクターの表面の所定の部分をカバーするようになっている。

一次巻線５については、それは、直径が細い多数本の巻線からなり、使用される導電性ワイヤもまた銅からなる。前記導電性ワイヤは、有利には、静電シールドを含み、これは、ワイヤと一体で薄いアルミニウムシートまたは銅シートからなる。

理解される点は、周囲の環境に応じて、加温されるセクタ−１ａ，１ｂ，１ｃ．．．１ｎそれぞれは、隣のセクターとは異なり、これによって、これらそれぞれぞれは、異なる電力を供給することができる加熱ライン９，９’，９”に依存するようになる。

本発明により、使用者には、グラウンドにおいては、各二次巻線により供給される電力を加温すべき土壌の特定の物理的とその特定の加温ニーズとに応じて調節する可能性が確実に与えられるものであり、これは、二次巻線により供給される電圧により変化する。この電力供給電圧は、前記二次巻線の巻回数の巻数を変えることで調節できる。

かくて、平均の電力供給電圧は、所定の巻数（例えば５回巻き）で得られるものであるが、この点は、使用者に任されていて、前記電圧を下げようとするときには、巻数を１回または２回に抑え、前記電圧を上げようとするときには、巻数を２回足すようにすることができるようになっている。

かくて、図４に示すように、複数の変圧器３を例えばグラウンドの縁にそって地面に掘られた塹壕内の技術的に工夫された地下通路（回廊）１６に配置される。

この目的のために、前記変圧器は、例えば、樹脂からなる製品で磁気回路を被覆することにより全体的に密閉される。

前記変圧器の二次巻線におけるジュール作用による損失を最低にするためには、二次巻線を形成する巻数とグラウンドに埋設される加熱ワイヤの性質を異なるものにしておくことができる。かくて、二次巻線の巻線を前記変圧器の二次側の加熱温度を最大に下げる極めて導電性がよい金属で作り、前記変圧器の二次側の加熱温度を最大に下げ、より強い抵抗性の金属で加熱ライン９，９’，９”を作ることができる。

前記二次巻線と加熱ライン９，９’，９”との接続具合を最良にし、接続を容易にするために、これらの部材は、直径が等しくなっているものが好ましい。したがって理解される点は、これら部材の両者の抵抗における相違が前記二次巻線と加熱部材を形成するために選択されたそれぞれの素材の間の抵抗性における相違のみによる点である。前記巻線を銅で作り、加熱ケーブルをアルミニウムで作ることで、満足な導電比率が得られ、そのような解決策になっていた。（アルミニウムの導電性に対する銅の導電性の比率は、実際に１．６である）。

好ましくは、前記加熱ケーブルは、実際には、互いに縒り合わせた二つの部材で作られていて、これにより、加温すべきグラウンド一帯に、これらケーブルにより誘導される磁界が発生しないようになっている。

前記変圧器の二次回路の出力は、４０〜５０ボルトのオーダーであり、前記加熱ライン９，９’，９”による抵抗値は、０．５〜０．８Ωであり、ついで、前記変圧器の巻線それぞれの二次回路による出力は、２０ｋＶＡのオーダーである。

前記変圧器の一次側による導電ケーブルを図６に断面で示す。この一次コンダクタは、内側から外側へかけて、アルミニウムの導電ワイヤ１８、例えば塩化ポリビニルからなる絶縁層２０、シールドを形成する銅シート２２、そして最後に例えば塩化ポリビニルからなる絶縁・密閉外側層２４で構成されている。

一例として、本発明による設備は、外気温−１０℃の状態における６，０００ｍ^２のスポーツグラウンドを加温でき、温度５℃で凍結防止できることが確立されている。このためには、２４基の変圧器を必要とし、１基の出力が２０ｋＶＡで、合計電圧４８０ｋＶＡを供給する前記変圧器を地面内に埋設の技術的に工夫された地下通路（回廊）内にそって前記グラウンドに配置する。これら変圧器の二次側は、５つの巻線を含み、それぞれが４ｋＶＡ出力を提供し、前記加熱ライン９の抵抗値は、０．６Ωのオーダーであった。

本発明による加熱装置の略図。 本発明による加熱装置に使用の変圧器の平面図。 図１のIII−III線にそう図１の変圧器の断面図。 加温すべきグラウンドに近接して設けられた地下通路（回廊）を示す断面略図。 本発明による加熱装置により加温されるフットボール競技場の平面略図。 本発明による加熱装置に使用の一次巻線ケーブルの断面図。

符号の説明

１ａ，１ｂ，１ｃ．．．１ｎ 二次側セクターの各々
３ａ，３ｂ，３ｃ 共通の変圧器の各々
９，９’，９” 加熱ケーブル・ラインの各々

Claims (11)

1. 地面に埋設した電流供給ケーブルによりグラウンドを加温する加熱装置であって、加温すべきグラウンドの表面がいくつかのセクターに区分され、該各セクターにはそれぞれ変圧器が配置されると共に、該同じ変圧器の各二次側を構成する前記各セクターを少なくとも２本の加熱ラインにより加温することを特徴とするグラウンド加熱装置。
2. 前記変圧器は、トーラスタイプであって、その二次巻線は、前記加熱ラインの導電性よりも低い導電性の金属で作られていることを特徴とする請求項１に記載のグラウンド加熱装置。
3. 前記二次巻線は、銅で作られていて、前記加熱ラインは、アルミニウムで作られていることを特徴とする請求項２に記載のグラウンド加熱装置。
4. 前記二次巻線の太さと前記加熱ラインの太さは、実質的に同一であることを特徴とする請求項３に記載のグラウンド加熱装置。
5. 前記変圧器は、グラウンドに近接配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のグラウンド加熱装置。
6. 前記変圧器は、前記地面に埋設された地下通路内に配置されていることを特徴とする請求項５に記載のグラウンド加熱装置。
7. 前記変圧器の一次巻線は、金属シートからなるシールドを備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のグラウンド加熱装置。
8. 前記シールドは、アルミニウムまたは銅からなることを特徴とする請求項７に記載のグラウンド加熱装置。
9. 前記変圧器の二次巻線を形成するケーブルは、互いに縒り合わされた２本の導電性部材で作られていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のグラウンド加熱装置。
10. 前記変圧器の二次側のオープン回路電圧は、５０ボルトのオーダーであることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のグラウンド加熱装置。
11. 前記変圧器の磁気回路が、樹脂の手段で絶縁されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のグラウンド加熱装置。

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