JPH04169669A - 鉄塔雪害防止装置 - 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］ 本発明は、積雪に起因する鉄塔の損傷をヒートパイプを
添設することによって防止し得るように構成された鉄塔
雪害防止装置の改良に関するものである。

［従来の技術］ 大電力を長距離にわたり輸送する架空送電線は、電源の
立地条件か酷しくなるにつれ、気象条件の厳しい急峻な
山岳地帯を通過することか多くなった。この苛酷な気象
条件の一つに積雪があり、降雪地帯においてはこの積雪
による損傷から鉄塔部材を防護することが大きな課題と
なっている。

すなわち、第４図に示すように雪３０が鉄塔立設地に降
り積ると、積雪層は次第に図中白抜矢印のように沈降し
、いわゆる積雪か締まる現象が起る。このときの沈降力
によって雪に埋もれた鉄塔部材例えば具体例として第１
図の斜材２２を例にとって説明すれば、部材２２に下向
きの大きな力が負荷され、そのときの積雪量にもよるか
、場合により約１，０００ｋｇ前後にも達するために、
鉄塔部材である斜材２２に損傷を与える原因となる。

そこで、発明者らは先にヒートパイプを利用した鉄塔雪
害防止装置について提案した。

第３図は、かかる既提案の雪害防止装置を鉄塔２０の各
部材に添設した様子を示す説明図である。

第４図のように鉄塔周辺に積雪があっても、鉄塔部材周
辺の積雪３０を全て融かし去る必要はないのであり、第
５図に示すようにヒートパイプ１および添設されている
鉄塔部材２２の周囲にわすかな空洞３１が形成されるこ
とで足りる。すなわち、空洞３１の形成により鉄塔部材
２２と積雪３０との間の接触が遮断され、それによって
前記積雪の沈降荷重の負荷も遮断されるから、前記１．
０００ｋｇ前後の鉄塔部材２２への負荷をこの空洞３１
の形成によってほぼセロにすることかできるのである。

このような効用を発揮するヒートパイプ１はパイプ状の
密封容器よりなり、内部か密封中空路となっていて、第
１および３図に示す地中の集熱部ＩＡ側に例えはフロン
１１４などの作動液か封入されている。外気温か降雪を
招くほどに低下すると、集熱部ＩＡか地熱を吸熱し、作
動液がそれによって蒸発して蒸気となってパイプの中空
路内を地上の放熱部ＩＢに向って移動して潜熱を放熱凝
縮し、このときの放熱により前述のように周辺の雪３０
を融かすものである。

しかし、長尺のヒートパイプ１を地中に埋設し、しかも
地上で鉄塔部材に添架する作業は容易ではなく、それを
容易にするために出願人らは先に第３図に示すようにヒ
ートパイプ１を放熱部となる鉄塔添架部１Ｂと集熱部と
なる地中埋設部ＩＡとに分離して製造し、中間にヒート
パイプの内部を排気しあるいは作動液の注液か可能であ
ってかつ封止可能なノズルを有する連結管２あるいは本
体より分岐された弁付き管により一体のヒートパイプ１
となるように連結する技術について提案した。

この技術によれば、管の埋設工事と、鉄塔部材への添架
工事とを分離して別々に実施することができるので工事
上の利点が非常に大きい上、万が一５鉄塔雪害防止装置
のヒートパイプ１か外傷を受けたりして作動液か抜けて
機能しなくなりた場合の修復を容易にする上でも意義か
矢きい。

［発明か解決しようとする課８］ 上記第３図に示したヒートパイプ１の添設工事を行なう
には、地中埋設部ＩＡの埋設工事用と、鉄塔部材添架部
ＩＢへの添架工事用とに分離した管を別々に製造し別々
に工事を行なった後、両者を連結管２により連結して一
体化し、連結管２のノズル部２ａを通して内部の排気、
作動液の注入、封止を行ない、ヒートパイプ１に形成す
るいわゆる現地施工となる。

しかしなから、このような現地施工で組立てたヒートパ
イプは、工場などで十分な設備と時間をかけて製造した
ヒートパイプに比べて、どうしても性能的に劣るという
欠点がある。

これを具体的に説明すれば、現地施工では管内部の排気
を完全に行なうことが困難であり、不凝縮性のガスか多
少残存してしまうおそれが大きいのである。

このように不凝縮性のガスが残存し易い理由として二つ
のことか考えられる。一つには、ヒートパイプ用の管か
２０〜３０ｍといった長尺物であるため排気しにくいこ
とか挙げられる。二つ目としては、作業現場が一般に電
気も道路もない山奥となることが多く、人か背負って運
べる程度の小形の発電機と排気ポンプ（真空ポンプ）し
か使えないことが挙げられる。

上記のようにして不凝縮性のガスか残存状態のままで動
作させると、内部作動液の蒸気流のために不凝縮性ガス
は次第に放熱部の先端に追いやられ、作動液蒸気か到達
せずに熱か伝わらない部分か先端部の例えば０．３〜１
ｍ位の長さの所に生しることになる。この先端部では、
積雪を融かすことができず、積雪の沈降により下向きに
前述した大きな力を受け、ヒートパイプの先端が下向き
に折れ曲がると共にヒートパイプ全体にも大きな下向き
の力が加わり、ヒートパイプが破損したり、機能しなく
なったりするおそれが大きくなる。

本発明の目的は、上記したような従来技術の問題点を解
消し、万が一不凝縮性ガスか残存してもヒートパイプと
しての機能を損なうことのない新規な鉄塔雪害防止装置
を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、鉄塔部材にヒートパイプを添設し、該ヒート
パイプの一端側を地中に埋設して地熱を集熱し、当該熱
をヒートパイプの他端側に移送することにより前記鉄塔
部材周囲の雪を融かし得るように構成してなる装置にお
いて、ヒートパイプを地中側パイプと鉄塔側パイプに分
割し、その間を排気および注液か可能であってかっ封止
可能なノズルを有する連結管あるいは本体より分岐され
た弁付き管により一体のヒートパイプとして連結し、上
記鉄塔側パイプの先端を上方に折曲げ状態に設置するこ
とを主要な要旨とするものである。

［作用］ ヒートパイプを中間で分割し連結管で連結する構成とし
、ヒートパイプを現地合せて取付け、地上側の先端を上
方に折曲げておけば内部に不凝縮性ガスか残存しても、
当該不凝縮性ガスは作動液の蒸気移動により鉄塔側パイ
プ先端の前記上方に折曲げられた部分に溜ることとなり
、その結果その部分が発熱作用を有さすとも垂直部材で
あるため雪の下方に向う沈降力の影響をはとんと受ける
ことかない。

［実施例］ 以下に、本発明について実施例図面を参照し説明する。

第１図は、本発明に係る鉄塔雪害防止装置を鉄塔部材に
添架した様子を示す説明図である。

ヒートパイプ１は、集熱部として地中に埋設する地中埋
設部ＩＡと、鉄塔２０の例えば斜材２２あるいは水平材
２３に沿って添架し放熱部として構成せしめる鉄塔添架
部ＩＢの二つに２分割された状態で製造され現地に搬入
される。

かくして地中埋設部ＩＡ側は地面ＧＬより地中に図のよ
うに埋設され、一方、鉄塔添架部ＩＢは図のように斜材
２２あるいは水平材２３に沿って図のように添架され、
そのようにして地中埋設および鉄塔部材への添架が行な
われたら、そのおのおのの端末を連結管２によって連結
し内部の中空相互か連通状態となるようにして一体のヒ
ートペイプ１に構成する。

このようにして、地中埋設部ＩＡと鉄塔添架部ＩＢが連
結管２によって一体のヒートパイプ１に連結されたら、
前述のように連結管２に形成されているノズル２ａより
排気しヒートパイプ１の内部を真空状態とし、然る後、
先に説明したフロンの如き作動液を当該ノズルを通じて
注入し、必要量を注入したら当該ノズル２ａを密封しビ
ートパイプとしての動作を行ない得る状態に構成する。

上記埋設および添架されるヒートパイプ１は通常鋼管に
よって作られており、鉄塔雪害防止用としては例えば内
径１４．５ｍｍ、外径１５．９ｍｍの鋼管に厚さ２　ｍ
ｍのポリエチレンシースを被覆させ、全長において１５
〜３０ｍ程度の長さに構成して使用される。

このようにして鉄塔２０の各部材に添架されたヒートパ
イプ１の作動及びその融雪効果、それによる鉄塔部材の
保護作用なとについては、先に詳細に説明したのでここ
においては省略するか、上記のようにして密封中空パイ
プよりなるヒートパイプｌ内に封入された作動液は、外
気温か低下し　−地中温度側が総体的に高くなるとヒー
トパイプとしての動作を初め地中の熱を集熱部ＩＡにお
いて集熱し、作動液を蒸気として蒸発させ、当該蒸気は
放熱部である鉄塔添架部ＩＢに急速に移動してそこで凝
縮液化し、その際に放熱が生じ周囲の雪を融かして先に
説明した空洞３１を形成し、積雪層の強大な沈降圧か鉄
塔を構成している斜材２２や水平材２３に負荷されるの
を解消せしめ、鉄塔を雪害より防止するものである。

ここにおいて連結管２のノズル２ａ（これはかかるノズ
ルの代わりに開閉可能なバルブを側方に突出設置したも
のであっても差支えはない）より排気し不凝縮性ガス、
すなわちここでは空気を排気するか、前述のように山間
僻地に搬入できる排気相の真空ポンプは小形軽量なもの
とならざるを得す、排気能力も小さなものしか使用てき
ないために、前記不凝縮性ガスとなって多少ヒートパイ
プ１の内部に残存する。この不凝縮性ガスはヒートパイ
プｌか動作するにつれ、作動液の蒸気流に押しやられて
、先に説明したように鉄塔添架部ＩＢの先端部分に集ま
るようになる。

本発明においては、係る不凝縮性ガスの集合する部分、
すなわち前述した作動液が到達せず温度上昇が起らない
部分となる先端部を上方に折曲せしめ、上方折曲部１Ｃ
となすものである。

この発熱の生じない不凝縮性ガスの集まる曲折部分ＩＣ
の長さは、ヒートパイプ全長の２〜５％、長さにして０
．５〜１ｍ程度となるのが通常であるから、このような
上方に折曲げる上方折曲部ＩＣの長さ部分をヒートパイ
プ全長の２〜１０％の範囲となるように選択すれば十分
てあり、このように上方に折曲げられた上方折曲部ＩＣ
は全体か上向きに立ち上げられた状態となっているため
に、先に説明した積雪による圧力をはとんと受けない状
態となり、たとえこの部分に不凝縮性ガスが溜り発熱か
生じなくとも、直接大きな雪の沈降圧を受けることかな
いから、結局従来例におけるようにヒートパイプの先端
部分か下方に折れ曲がったり他の融雪機能を発揮してい
る部分の機能を損なわせたりするおそれはない。

なお、雪の沈降圧を受ける量か非常に少ないとはいえ、
セロとはいえないからこの上方に折曲せしめた上方折曲
部ＩＣの位置は例えば第１図に示したように、雪害より
保護する必要のない鉄塔２０の主柱２１の近傍などに設
置するように設計することか望ましい。

また、この上方折曲部ＩＣについては、第２図に示すよ
うに他の鉄塔添架部ＩＢの内径よりもその内径か大にな
るように構成することも望ましい。

そのように上方折曲部１ｃの内径を大きく構成すれは、
不凝縮性ガスが溜りヒートパイプとして機能しない部分
の長さを短くすることができ、配置される位置的関係か
ら上方に折曲げ得る部分を長くとれない場合なとには非
常に有効である。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明に係る鉄塔雪害防止装置によれば、
ヒートパイプとして機能しない不凝縮性ガスか残存し溜
る部分を上方に折曲げ、積雪圧を受ける受圧面積を大巾
に小さなものにてきるから、ヒートパイプ内部の排気か
不十分てあっても積雪圧によりヒートパイプ先端が下方
に折れ曲がったりその結果として融雪機能部分までをも
破損せしめたりするおそれが十分に解消できる。ヒート
パイプを主柱埋設部と鉄塔添架部とに分離して製造しか
つ分離して施工しこれを現地で連結し、排気ならびに作
動液の注入を行なっても支障の生するおそれかなくなれ
ば、現地施工に従来付随していた不安か完全に解消され
、今後現地施工を高い信頼性をもって実施し得ることと
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る鉄塔雪害防止装置を鉄塔に装着し
た様子を示す説明図、第２図はヒートパイプ先端の上方
折曲部の別な実施例を示す説明見取図、第３図は従来の
鉄塔雪害防止装置の装着状況を示す説明図、第４図は鉄
塔部材近傍における積雪層の様子を示す説明図、第５図
はヒートパイプの添架により鉄塔部材を保護し得る様子
を示す説明図である。 １：ヒートパイプ、 １人・地中埋設部（集熱部）、 １Ｂ、鉄塔添架部（放熱部）、 ２、連結管、 ２ａ：ノズル、 ２０、鉄塔、 ２１：主柱、 ２２：斜材、 ２３、水平材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鉄塔部材にヒートパイプを添設し、該ヒートパイプ
   の一端側を地中に埋設して地熱を集熱し、当該熱をヒー
   トパイプの他端側に移送することにより前記鉄塔部材周
   囲の雪を融かし得ように構成してなる装置において、ヒ
   ートパイプを地中側パイプと鉄塔側パイプに分割し、そ
   の間を排気および注液が可能であってかつ封止可能なノ
   ズルを有する連結管あるいは本体より分岐された弁付き
   管により一体のヒートパイプとして連結し、上記鉄塔側
   パイプの先端を上方に折曲げてなる鉄塔雪害防止装置。 ２、鉄塔側パイプの上方に折曲げられた長さ部分を全長
   の２〜１０％の範囲としてなる請求項１記載の鉄塔雪害
   防止装置。 ３、上方に折曲げられた部分の全体又は一部を、それ以
   外の部分より内径が大となるように構成してなる請求項
   １又は２記載の鉄塔雪害防止装置。