JPH0322815A - 発熱型ヒートパイプを使用したケーブル冷却方法 - 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、発熱機能を備えたヒートパイプを用いてケ
ーブルを冷却する方法に関するものである。

従来の技術 周知のようにヒートパイプは、適宜に設けた熱源の熱を
一端部から他端部に繰返し輸送することによって他端部
に設けられた適宜の熱媒体等を加熱あるいは冷却するも
のである。

ところで従来からヒートパイブを冷却の際の熱輸送手段
として使用することが行なわれており、例えばケーブル
と共にヒートパイプを洞道内に布設し、そのヒートパイ
プによって洞道内の熱を外部に運んで洞道内すなわちケ
ーブルを冷却することが行？ｊわれでいた。

発明が解決しようとする問題点 しかしながらヒートパイプを洞道内のケーブルと平行に
布設して冷却を行なう方法では、熱を大気に放出するの
で特別な冷却源を必要としないが、前記ケーブルがＯＦ
ケーブルである場合には、０Ｆ油を直接冷却するための
冷却装置を必要とし、したがって冷却エネルギーを相当
消費し、ランニングコストがかかる問題があった。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、ＯＦケ
ーブルの冷却を低コストで行なうことのできる方法を提
供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 この発明は上記の目的を達成すべく以下のようにしてＯ
Ｆケーブルの冷却を行なうものである。

すなわちこの発明のケーブル冷却方法は、薄い溶液を加
熱して吸収剤と冷媒とを分離させる発生器と、吸収剤か
ら分離させた冷媒蒸気を冷却凝縮させる凝縮器と、凝縮
液化した冷媒を吐出させて蒸発させる蒸発器と、冷媒を
分離させて濃縮した吸収剤を吐出させて冷媒蒸気を吸収
させる吸収器とを有する吸収式冷凍機によってＯＦケー
ブルのＯＦ油を冷却するにあたり、前記ＯＦケーブルに
沿わせて配置したヒートパイプの一端部における外装体
もしくはウィックを低キュリー材によって構威し、その
低キュリー材を前記ＯＦケーブルの周囲に生じる磁界に
よって発熱させ、その熱を前記ヒートパイプによって前
記発生器に導いて前記薄い溶液を加熱することを特徴と
するものである。

作　　　　　用 この発明の冷却方法では、ＯＦケーブルの周囲に発生す
る交流磁界によってヒートパイプのうちの一部をなす低
キュリー材の部分が発熱し、その熱がヒートパイプによ
って発生器に運ばれ、ここで薄い溶液が加熱されるので
、溶液の濃縮が行なわれ、その結果、吸収式冷凍機が所
期通りに運転され、ＯＦケーブルの冷却が行なわれる。

実　　施　　例 つぎにこの発明を実施例に基づいて説明する。

先ずこの発明の方法で使用する発熱型のヒー　トパイプ
について説明すると、第１図に示すように、両端が密閉
された円筒状の外装体１と、その外装体１に内蔵された
ウィック２と、さらに外装体１の内部に封入された作動
流体とから構成されたヒートパイブ３であって、その一
端部が作動流体の蒸発する蒸発部４とされ、また他端部
が作動流体の凝縮する凝縮部５とされ、さらにこれら両
者の間が断熱部６とされている。その蒸発部４が低いキ
ュリー点（例えばθ℃〜２０℃）を有する低キュリー材
例えばニッケル３５．２３％、クロムＩＧ．８％、珪素
１．０５％、鉄５２．９２％から構成される四元合金か
ら戊り、さらに凝縮部５および断熱部６は磁場中に設け
てもヒステリシス損等による発熱が小さい材料から構威
されている。またウィック２は例えば合金製ネットから
なり、上記外装体１の凝縮部５および断熱部６と同様に
磁気特性の低い材料から構成されている。

以上のように構成されたヒートパイプ３の低キスリー材
から成る蒸発部４の温度が前記キュリー点以下の場合、
ヒートパイプ３を磁場中に設置すると、キュリー点以下
の状態にある低キュリー材は、強磁性体となるため、蒸
発部４が交流磁界によって発熱し、その結果ヒートパイ
プ３がその熱の輸送を行なう。すなわち蒸発部４が発熱
することによりウィック２に浸透した液相の作動流体が
蒸発して気相作動流体となり、その気相作動流体がウイ
ック２内部の圧力差によって蒸発部４から断熱部６を経
て凝縮部５に到達し、凝縮部５に設けられた適宜の冷却
源（図示せず）に気相作動流体の潜熱が奪われる。その
結果気相作動流体が外装体１の内壁に液相作動流体とな
って凝縮付着し、、その凝縮した液相作動流体が凝縮部
５に内蔵されたウイック２に浸透するとともに、ウイッ
ク２の毛細管現象により凝縮部５から蒸発部４ヘウィッ
ク２内を還流し、再び蒸発部４の熱によって液相作動流
体が蒸発して気相作動流体となって熱を運ぶ。こうして
交流磁界による低キュリー材からなる蒸発部４の熱が凝
縮部５に設けた適宜の冷却源に繰返し輸送される。さら
に外装体１の蒸発部４の温度がキュリー点以上になると
低キュリー材の磁気特性が低下するため、磁場中に在っ
ても蒸発部４が発熱しないのでヒートパイブの熱輸送が
停止する。

なお、上記の例では外装体の蒸発部を低キュリー材で構
成したが、外装体もしくはウィックの少なくとも一部が
低キュリー材で構成されていればよい。

第２図は第工図に示すヒートパイプ３を用いてこの発明
を実施するための装置の模式図であり、ＯＦケーブル１
０のＯＦ油を冷却するための吸収冷凍機１１において、
必要な加熱エネルギーを上述したヒートパイプ３を介し
て得るもので、第１図に示す部品と同じ部品には同一符
号を付して説明を省略する。

吸収冷凍機１１の循環サイクルは以下の如く構成されて
いる。すなわち、冷媒例えばアンモニアが溶けた吸収剤
いわゆる溶媒例えば水を満たした発生器１２には気化し
た冷媒を冷却凝縮させるための凝縮器１３が接続されて
いるとともに、その凝縮器１３には液化した冷媒を断熱
膨張させる膨張弁１４の入口側が連結され、さらに膨張
弁１４の出口側には断熱膨張された冷媒によって熱輸送
媒体を冷却するための蒸発器１５が接続され、またその
蒸発器１５には蒸発器１５から送り出される冷媒を溶媒
に吸収させるための吸収器１６が接続されている。また
さらに吸収器１６には溶媒を冷却する冷却源１７が溶媒
中に設けられているとともに、前記発生器１２と吸収器
１６との間で溶媒を循環させるための並列した第ｌおよ
び第２の流路が形成されている。すなわち第１の流路は
吸収器１６にボンプ１８を介して第ｌの熱交換器１９に
接続しかつその第１の熱交換器ｌ９が発生器１２に接続
した構戊とされている。また第２の流路は吸収器１６に
前記第１の熱交換器１９を接続しかつその第１の熱交換
器１９に発生器１２を接続した構成とされている。以上
のように構威された吸収式冷凍機１１において、発生器
１２の溶媒中にヒートパイブ３の凝縮部５が配置されて
いるとともに、蒸発部４がＯＦケーブル１０に隣接して
交流磁界中に配設されている。さらに蒸発器ｌ５にはＯ
Ｆケーブル１０のＯＦ油と蒸発器１５において冷却され
た熱輸送媒体との間で熱授受させるための第２の熱交換
器２０が接続され、その第２の熱交換器２０にはＯＦ油
をボンプ２ｌにて循環させるための流路が連結されてい
る。

以上の構成からＯＦケーブル１０の冷却は、ＯＦケーブ
ル１０の交流磁界によるヒートパイプ３の低キュリー材
からなる蒸発部４の発熱の熱を吸収式冷凍機１１を構成
する発生器１２中の溶媒に輸送することに基づいて冷却
エネルギーを得て冷却を行なう。すなわち所定の低いキ
ュリー点を有する低キュリー材“からなる蒸発部４の温
度がキュリー点以下の場合、低キュリー材が強磁性体と
なるため、ＯＦケーブル１０の交流磁界によってヒート
パイブ３の蒸発部４が発熱し、ウイック２に浸透した液
相作動流体が蒸発して気相作動流体となり、ウイック２
内部の圧力差によって気相作動流体が蒸発部４から凝縮
部５へ流れ、その結果気相作動流体の潜熱を発生器１２
内の溶媒に放出して溶媒を加熱する。そして溶媒の加熱
によって溶媒中に含まれる冷媒が蒸発し、その気化した
冷媒を凝縮器１３に送って液化させた後、膨張弁ｉ４に
送給して冷媒を断熱膨張させることにより冷媒の温度を
下げる。その低温の冷媒を蒸発器１５に送ることによっ
て蒸発器１５内の熱輸送媒体を冷却するとともに、その
熱輸送媒体をボンブ２１によって第２の熱交換器２０に
供給して熱輸送媒体とＯＦ油との間で熱授受を行なって
ＯＦ油を冷却し、その冷却されたＯＦ油をＯＦケーブル
１０に循環させることによってＯＦケーブル１０を冷却
する。また蒸発器ｉ５にて温度上昇した冷媒を吸収器１
６に送ると、吸収器１６における溶媒が冷却源１７によ
って冷却されるので低温の溶媒に冷媒が溶け易くなるた
め、多量の冷媒が溶媒に溶ける。こうして多量の冷媒を
含む溶媒をボンプ１８によって第ｌの熱交換器１９を経
て発生器１２に送るとともに、発生器１２にて冷媒を分
離した溶媒を第工の熱交換器１９を介して吸収器１６に
供給する。その際、第１の熱交換器１９において、発生
器１２から送られてくる溶媒が高温であるため、吸収器
１６から送られてくる低温の溶媒と発生器１２から送ら
れてくる溶媒との間で熱授受させることにより、発生器
１２から送られてくる溶媒を冷却し、比較的低温の溶媒
を吸収器ｌ６に送る。こうして発生器１２の溶媒は絶え
ず多量の冷媒を含むことになる。

第３図には、この発明の方法で使用されるヒートパイブ
３の他の例を示す。なお第１図に示されるヒートパイプ
３と同じ部分については同一の符号を付す。

第３図に示されるヒートパイブ３においては、低キュリ
ー材からなる蒸発部４がフレキシブルな管、例えばコル
ゲート管等によって構威されている。したがって第３図
に示されるヒートパイプ３においては蒸発部４がフレキ
シブルであるから、その蒸発部４をＯＦケーブル１０に
巻付けることができ、ＯＦケーブル１０の周囲の交流磁
界を効率良く利用することができる。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、この発明によれば、ヒ
ートパイプの低キュリー材からなる一端部をケーブルの
磁場中に設けることによって、ケーブルの交流磁界によ
り低キュリー材の一端部を発熱させ、その熱をヒートパ
イプによって吸収式冷凍機を構成する発生器に輸送する
構成としたので、発生器にヒートパイプ本体とは別個の
加熱源を用いた場合と比べて、ランニングコストが低下
する等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明で使用するヒートパイブの基，本構或
を示す断面図、第２図はこの発明を実施するための装置
を示す系統図、第３図はこの発明で使用するヒートパイ
ブの他の例を示す断面図である。 １・・・外装体．　　２・・・ウイック、　　３・・・
ヒートパイプ、　１０・・・ＯＦケーブル、　１１・・
・吸収式冷凍機、　１２・・・発生器、　１３・・・凝
縮器、　１４・・・膨張弁、　１５・・・蒸発器、　１
６・・・吸収器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 薄い溶液を加熱して吸収剤と冷媒とを分離させる発生器
   と、吸収剤から分離させた冷媒蒸気を冷却凝縮させる凝
   縮器と、凝縮液化した冷媒を吐出させて蒸発させる蒸発
   器と、冷媒を分離させて濃縮した吸収剤を吐出させて冷
   媒蒸気を吸収させる吸収器とを有する吸収式冷凍機によ
   ってＯＦケーブルのＯＦ油を冷却するにあたり、前記Ｏ
   Ｆケーブルに沿わせて配置したヒートパイプの一端部に
   おける外装体もしくはウイックを低キュリー材によって
   構成し、その低キュリー材を前記ＯＦケーブルの周囲に
   生じる磁界によって発熱させ、その熱を前記ヒートパイ
   プによって前記発生器に導いて前記薄い溶液を加熱する
   ことを特徴とする発熱型ヒートパイプを使用したケーブ
   ル冷却方法。