JPH01253114A - 熱・電気エネルギーの複合輸送管 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、熱エネルギーと電気エネルギーとを複合し
て輸送するための熱・電気エネルギーの複合輸送管に関
する。

［従来の技術］ 多世帯が入居される集合住宅に対しては各戸において使
用される電気エネルギーの供給（以下、「電力供給」と
略称する）と冷房や暖房用等の熱エネルギーの供給（以
下、「熱供給」と略称する）とを行うことが必要であり
、この種の２系統の供給をするために、隠蔽された１つ
のダクトに電力供給のためのケーブルと熱供給のための
例えば往復経路でなる熱（冷）水管とを混在して布設す
ることが考えられるがケーブルと熱水管のそれぞれの直
径が異なる場合が多く、またそれぞれの可撓性が異なる
等の理由により現実には実施されておらず、それぞれの
系統毎に独立したダクトにケーブルと熱水管のそれぞれ
を布設している。

しかし、このような布設では全体装置の冗長性が非常に
大きいので、これに替えて１系統のオープンダクトにケ
ーブルと熱水管のそれぞれを順次に布設することが実施
され、また、１系統のオープンダクトにケーブルと熱水
管のそれぞれを束ねて一体化した状態で同時に布設する
ことが実施されている。

［発明が解決しようとする課題］ 最近、コージェネレーションと称されるシステムの開発
が検討され、電力供給と熱供給の両系統の供給を複合部
材で行うことが考えられている。

この場合、低コスト、布設の容易性、運搬の容易性、実
稼動時の安定性等々を考慮すると後述する（ａ）ないし
くｄ）の項目が必要とされる。

（ａ）電力供給のためのケーブルと熱供給のための熱輸
送管を合せた１本の複合輸送管を形成すること。

（ｂ）電力供給のためのケーブルのクリ−１〜止や配管
の固定支持のための手数がかからない、即ち、管路また
はダク１〜に引入れたままで実用できる。

（Ｃ）複合輸送管をドラム巻きして運搬し、中間接続を
なるべく少なくできる。

（ｄ）実稼動時に生じる熱伸縮を均一に吸収し、端末の
接続機器に過度の応力が加わらない。

そして、以上の各項目を充たすことが望まれている。

そこで、この発明は、長尺状に形成されて熱エネルギー
を輸送する熱輸送部材と、長尺状に形成されて電気エネ
ルギーを輸送する電気輸送部材とを長尺状に一体化する
に際して、実稼動時に生じる熱伸縮による機械的応力を
吸収することができる熱・電気エネルギーの複合輸送管
を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段および作用］この発明は、
長尺状に形成されて熱エネルギーを輸送する少なくとも
１つの熱輸送部材と、長尺状に形成されて電気エネルギ
ーを輸送する少なくとも１つの電気輸送部材とを長尺状
に一体化して形成した複合輸送管であって、この複合輸
送管を形成する複数の輸送部材のそれぞれにおける曲げ
剛性を異ならせて形成したことを特徴とし、熱伸縮時に
上記複合輸送管を屈曲し易くした複合輸送管としたもの
である。

また、この発明は、少なくとも１つの熱輸送部材と、少
なくとも１つの電気輸送部材とを撚り合わせて長尺状に
一体化して形成した複合輸送管とするに際して上記撚り
合わせのピッチを、複合輸送管の保管や運搬用の１つの
巻取ドラムへの巻回長さに対して整数比となるように設
定したことを特徴とし、熱伸縮時に上記複合輸送管を屈
曲し易くした複合輸送管としたものである。

し実　施　例］ 以下、この発明に係る熱・電気エネルギーの複合輸送管
の実施例を添附図面を用いて詳細に説明する。

先ず、第１実施例を第１図に示す断面図を用いて説明す
る。この実施例に係る複合輸送管１００は、その全体形
状が円形断面であり、また、熱輸送部材１０．１０’の
１組と、電気輸送部材としての電カケープル２０と、１
組の制御線部材３０゜３０’　とのそれぞれを一体にし
て長尺状に形成して複合輸送管１００とした例である。

即ち、熱輸送部材１０は熱水を輸送するためのもので、
その中心部に流路１１を有して耐腐蝕性の材質、例えば
プラスチックで熱水管１２が配置され、この熱水管１２
の外周には耐熱性と耐圧力の材料で形成された保護層１
３が形成され、さらにこの保護層１３の外周には断熱層
１４が形成されている。

また、熱輸送部材１０’　は熱水の戻りまたは冷水を輸
送するもので、上述の熱輸送部材１０と同様の各部、即
ち、流路１１′、冷水管１２′、保護層１３′、断熱層
１４′でもって形成されている。

ざらに、電カケープル２０は、導体２１の外周に絶縁層
２２を形成した電線を３本撚り合わせ、介在物２３を介
してシース２４が形成されている。

さらに、制御線部材３０．３０’のそれぞれは、２本の
制御線を撚り合わせて形成されている。

このような熱輸送部材１０．１０’　と電カケープル２
０は長尺状に形成され介在物１０１を介して制御線部材
３０．３０’　と共に一体化された状態でその外周にシ
ース１０２が形成されている。

ここで、熱輸送部材１０．１０’の曲げ剛性と電カケー
プル２０の曲げ剛性が異なるように設定されていて、も
し熱輸送部材１０．１０’の曲げ剛性を電カケープル２
０より大きくしたい場合には、電カケープル２０の導体
２１としてアルミニウム素線または軟銅線を用い、シー
ス２４としてＥＰゴムまたはネオプレンゴムを用いる必
要がある。逆に、電カケープル２０の曲げ剛性を高める
場合には、導体２１の銅素線を太くし場合によっては硬
銅線に近い素線を使用し、絶縁層２２とシース２４も硬
質のポリエチレン系統の樹脂を使用する必要がある。

また、別の手段としてドラム巻きぐせをつけることも有
効でドラム巻き状態の熱輸送部材１０゜１０’　の流路
１１に高温水を流し冷却することである程度の巻きくせ
がセットできる。

従って、複合輸送管１００を形成する複数の輸送部材（
熱輸送部材１０．１０’　、電カケープル２０＞のそれ
ぞれにおける曲げ剛性をなるべく非対称性が大きくなる
ように異ならせて形成しているので、稼動状態にある場
合に生じる熱伸縮時に屈曲し易くなり、複合輸送管１０
０の端末に設けられた各種機器の接続部分に過度の応力
を与えることが防止される。この効果は、特許請求の範
囲の第２請求項を付加したときにさらに有用になること
も付は加えておく。

次に、この発明の第２実施例を第２図を用いて説明する
。

この実施例は、熱輸送部材１０．１０’　と電カケープ
ル２０と制御線部材３０．３０’　に追加して電カケー
プル２０′を追加したもので、この電カケープル２０′
は、導体２１′と絶縁層２２′で形成される電線を４本
で形成し、これらの電線を介在物２３′を介してシース
２４′で一体化したものでおる。そして、熱輸送部材１
０．１０’と電カケープル２０．２０’　は長尺状に形
成され介在物２０１を介して制御線部材３０．３０’　
と共に一体化された状態でその外周にシース２０２が形
成されることによって複合輸送管２００とされている。

ここで、電カケープル２０の曲げ剛性を高める場合には
、導体２１が太径の素線で硬銅線を用い導体２１とシー
ス２４をポリエチレンとし、一方、電カケープル２０’
の導体２１′は、細径の、軟銅線の集合撚を用い絶縁層
２２′とシース２４′とをＥＰゴムとすれば曲げ剛性の
差が約８倍となる。

さて、この発明に係る複合輸送管は、熱輸送部材と電気
輸送部材（電カケープル）のそれぞれの曲げ剛性を異な
らせる他に、両者の撚り合わせのピッチを、複合輸送管
の保管や運搬用の１つの巻取ドラムへの巻回長ざに対し
て整数比となるように設定して、熱伸縮時に上記複合輸
送管が屈曲し易く形成するようなことを付加してもよい
。

即ち、巻胴全長がＬｌなるドラム５０（第３図と第４図
参照）に示されるように板厚ｔ。で直径Ｄ１を有するフ
ランジ部５１が両端に設けられた巻胴５２の径をり。と
じた場合、この巻１１ｉｉ５２の外周に巻回される直径
ｄ。なる複合輸送管１００の１ターン長さρ。は、（Ｄ
ｏ十ｄ。）πとなる。

ここで、例えば、ｄｏ＝０．１５　（ｍ）とし、Ｄｏ＝
１．５　（ｍ＞とすれば、この巻胴５２の１ターン長さ
ρ。は約５．１８　（ｍ）となる。

従って、複合輸送管１００の撚り合わせピッチは、上記
ρ。の値の１／２である２、５９　（ｍ）。

１／３の１．７３　（ｍ）、１／４の’１．２９５（ｍ
〉、・・・・・・・・・というように巻胴５２の１ター
ン長さｐ。に対して整数比となるようにすれば、複合輸
送管の稼動時に生・じる熱伸縮に苅して屈曲し易くなる
のである。

一方、巻ｆｌｌｉｉ１５２の外周部に巻回される複合輸
送管１００の巻回ターン数Ｔ。は、 Ｔｏ＝　（Ｌｌ−２ｔｏ）／ｄｏであるので、例えば、
Ｌ１＝２．５　（ｍ＞とし、ｔｏ＝０．１２５（ｍ＞と
すれば王。＝１５となる。

よって、巻胴５２の外周部に複合輸送管１００が１５タ
ーンに亘って巻回できることになるので、ドラム５０へ
の巻回全長ｐ。′は１．ｌ！ｏ−Ｔｏとなり、約７７．
８ｍとなる。

また、巻胴全長がＬ２の長円状のドラム６０（第５図と
第６図参照）に示されるように板厚がｔｌで長円の直径
Ｄ３と長さＤ５を有するフランジ部６１が両端に設けら
れた、長円の直径Ｄ２と長さＤ４を有する巻Ｊ１ｉｉ６
２の場合には、この巻胴６２の外周部に巻回される、直
径ｄ１なる複合輸送管１００の１ターン長ざρ１は、 （Ｄ２＋ｄ１）π＋２（Ｄ４−Ｄ２）となる。

ここで、Ｄ＝１．５（ｍ）とし、ｄ１＝０゜１５（ｍ＞
とし、ｏ４＝４．０９　（ｍ＞とした場合には、長円状
のドラム６０の巻胴６２の１ターン長ざρ１は約１０．
３６　（ｍ）となる。

一方、巻胴６２の外周部に巻回される複合輸送管１００
の巻回ターン数Ｔ１は、 Ｔ１＝　（Ｌ２−２ｔ１）／ｄ１であるので、例えば、
Ｌ２＝２．５　（ｍ＞とし、ｔ１＝０．１２５（ｍ）と
すればＴ１＝１５となる。よって、巻胴６２の外周部に
複合輸送管１００が１５ターンに亘って巻回できること
になるので、ドラム６０への巻回全長１１′は、ρ１　
・Ｔ１となり約１５５゜４（ｍ）となって上述の円形の
ドラム５０の場合に比べて約２倍の巻回量になり、この
長さが中継等の接続なしで布設できることになる。

なお、１つのドラムに複合輸送管を巻回して一般の通路
を運搬する場合の最大の巻回全長について第３図と第４
図に示す円形のドラム５０の場合を例にして考えると、
一般の道路を運搬する場合のフランジ部５１の直径Ｄ１
は約４（ｍ）が限度である。また、巻胴５２の最小巻径
を複合輸送管１００の直径ｄ。の１０倍と仮定し、フラ
ンジ部５１の外周端と複合輸送管１００との間隙をＳと
すれば、Ｄ。＝１０ｄｏという条件とＤＱ＝４−２　（
ｄ□　＋Ｓ）という２つの条件が成立つことが必要とさ
れる。

従って、間隙Ｓを０．０５　（ｍ＞とすれば、ｄｏ＝０
．３２５　（ｍ）で、Ｄ。＝３．２５　（ｍ）となる。

よって、この場合の１ターン長さρ。は、（Ｄ□　＋ｄ
□　）πであるので、１１．２３　（ｍ＞になる。また
、フランジ部５１の厚ざｔ。を含む長さＬｌが２．５　
（ｍ＞までならばトラックに積込めるとすれば、この場
合の巻胴５２の外周部に巻回される複合輸送管１００の
巻回ターン数Ｔ。

は、上述のようにＴ。＝　（Ｌｉ−２ｔｏ）／ｄ。

であるので、ｔｏ＝０．１１２５　（ｍ＞とすればＴｏ
＝７となる。

よって、巻胴５２の外周部に複合輸送管１００が７ター
ンに亘って巻回できることになるので、ドラム５０への
巻回全長ｆｌｏ′は、’Ｏ’ＴＯとなり、約７８．６ｍ
となる。

一方、複合輸送管１００の直径ｄ。＠０．２３（ｍ＞と
し、これに対して１５倍の直径を有するように巻胴５２
の直径Ｄｏを設定、即ち、Ｄｏを３．４５　（ｍ）に設
定すれば、１ターン長さρ０は、（Ｄ□　＋ｄ□　）π
であるので、１１．５６（ｍ＞になる。また、フランジ
部５１の厚ざｔ。

を含む長ざＬｌが２．５　（ｍ）であるならば、この場
合の巻Ｉｖ４５２の外周部に巻回される複合輸送管１０
０の巻回ターン数Ｔｏは、上述と同様に（Ｌ　　−２ｔ
ｏ）／ｄｏであるので、１ｏ＝０゜１（ｍ）とすれば王
。＝１０となる。

よって、巻胴５２の外周部に複合輸送管１００が１０タ
ーンに亘って巻回できることになるので、ドラム５０へ
の巻回全長、１１゜’は、ρＯ”ＴＯとなり、約１１５
．６ｍとなる。

他方、第５図と第６図に示すドラム６０の場合には、上
述のドラム５０の場合に比べて約２倍の巻回量とするこ
とができる。

［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように、この発明に係る熱・電気
エネルギーの複合輸送管によれば、複合輸送管を形成す
る複数の輸送部材のそれぞれにおける曲げ剛性をなるべ
く非対称性が大きくなるように異ならせて形成したり、
また、これらの撚り合わせのピッチを、複合輸送管の保
管や運搬用の１つの巻取ドラムへの巻回長ざに対して整
数比となるように設定しているので、熱伸縮時に複合輸
送管が屈曲し易くなって熱・電気エネルギーの複合輸送
管の寿命が長くなりと共に、端部側に設置された器に対
する突き出し応力が緩和される。

また、この発明に係る複合輸送管は電力供給と熱供給と
が完全に一体化され、かつ例えば１００ｍを越える長さ
のものが製作できるので、−回のダクト引入れで布設が
完了するので布設費用を大幅に低減でき、コージェネレ
ーションシステムのコストを大幅に低下できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る熱・電気エネルギーの複合輸
送管の第１実施例を示す断面図、第２図は、同じく第２
実施例を示す断面図、第３図は、この発明に係る熱・電
気エネルギーの複合輸送管が巻回されるドラムの一例を
示す側面図、 第４図は、第３図に示されるドラムの正面図、第５図は
、この発明に係る熱・電気エネルギーの複合輸送管が巻
回されるドラムの他の例を示す側面図、 第６図は、第５図に示されるドラムの正面図である。 １Ｑ、’ｊＱ’・・・・・・熱輸送部材２０．２０’・
・・・・・電カケープル（電気輸送部材）３０・・・・
・・制御線部材 ５０．６０・・・・・・ドラム ５１．６１・・・・・・フランジ部 ５２．６２・・・・・・巻胴 １００．２００・・・・・・複合輸送管１０１．２０１
・・・・・・介在物 １０２．２０２・・・・・・シース 特許出願人　　　日立電線株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、長尺状に形成されて熱エネルギーを輸送する熱輸送
   部材と、 長尺状に形成されて電気エネルギーを輸送する電気輸送
   部材と、 少なくとも１つの上記熱輸送部材と少なくとも１つの上
   記電気輸送部材とを長尺状に一体化して形成した複合輸
   送管であって、 この複合輸送管を形成する複数の輸送部材のそれぞれに
   おける曲げ剛性を異ならせて形成して、熱伸縮時に上記
   複合輸送管が屈曲し易くした ことを特徴とする熱・電気エネルギーの複合輸送管。 ２、少なくとも１つの熱輸送部材と少なくとも１つの電
   気輸送部材とを撚り合わせて長尺状に一体化して形成さ
   れた複合輸送管であって、上記撚り合わせのピッチを、
   複合輸送管の保管や運搬用の１つの巻取ドラムへの巻回
   長さに対して整数比となるように設定して、熱伸縮時に
   上記複合輸送管が屈曲し易く形成した ことを特徴とする請求項１記載の熱・電気エネルギーの
   複合輸送管。