JPH06181018A

JPH06181018A - 縦型ケーブル冷却装置

Info

Publication number: JPH06181018A
Application number: JP33332992A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kurata; 博司倉田
Original assignee: Showa Electric Wire and Cable Co
Current assignee: SWCC Corp
Priority date: 1992-12-14
Filing date: 1992-12-14
Publication date: 1994-06-28

Abstract

(57)【要約】【目的】冷却管内における冷却水の水位変動を防止
し、安定な製造条件を確保する。【構成】冷却管１の内部の冷却水３の水面を基準位置
に維持するために補助タンク１５を設ける。この補助タ
ンク１５には一定量の冷却水が収容されており、加圧装
置１６によって一定の圧力が加えられている。そして、
冷却管１の内部における冷却水３の水面が基準位置より
低くなろうとすれば、バルブ２２を介して冷却水３が供
給される。補助タンク１５は冷却管１の水面の実効的な
面積を充分広くし、漏水による水位変動を防止する。ま
た、比較的多量の急激な冷却水の漏水に対しては補助タ
ンク１５に設けられた加圧装置１６が冷却管１の内部の
冷却水の水面を押し上げ、その安定化を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＶケーブル絶縁体の
架橋装置等に使用される縦型ケーブル冷却装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ケーブル導体に外径の大きな絶縁体を被
覆するＣＶケーブル製造ライン等においては、押出し被
覆された樹脂を架橋し、これを冷却する装置が垂直方向
に順に設けられる。図３に従来の縦型ケーブル冷却装置
縦断面図を示す。この装置は、図の上方において、図示
しない押出し機により押出し被覆された樹脂が、架橋管
において架橋されるようになっている。その樹脂を冷却
するのが、この縦型ケーブル冷却装置である。

【０００３】図に示す冷却管１には、このような架橋後
のケーブル２が上から下に向かって引き込まれる。冷却
管１の内部には、冷却水３が収容される。パッキング４
は冷却管１の下部から引き出されるケーブル２と冷却管
１との間をシールし、冷却水３の漏水を防止するために
設けられている。レギュレータ５はケーブル２の架橋処
理のためのガス圧を制御するためのもので、このレギュ
レータ５を介して加圧ガスが冷却管１の上部に供給され
る。この加圧ガスによって、冷却管１の上部の架橋管は
予め設定された温度と圧力に保たれる。

【０００４】また、冷却水３は蒸発により、あるいはパ
ッキング４からの漏水によって減少する。この冷却管１
の水位を一定に保持して、一定の製造条件を保つため
に、冷却水３を供給する機構が設けられている。即ち、
冷却管１の下方には貯水タンク７が設けられ、ここには
充分な量の冷却水が蓄えられている。なお、貯水タンク
７には冷却管１から漏洩した冷却水が回収される構成と
なっている。貯水タンク７にはポンプ８が設けられ、バ
ルブ９を介して冷却水が冷却管１に供給される構成とな
っている。バルブ９は水位調節器１０により開閉制御さ
れる。これによって、冷却水３の水位が一定に保たれ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
ケーブルの製造を開始する場合、予めケーブルの先端に
リード線を接続し、図示しない架橋管の中を通過させ冷
却管１に引き込む。この場合、リード線の外径がケーブ
ルの外径に比べて細いため、従来次のような構成のパッ
キングが使用されていた。図４に従来のパッキング周辺
部における装置の縦断面図を示す。図に示すように、ケ
ーブル２の先端にリード線１１を取り付け、これを冷却
管１に引き込む場合には、予め通常のパッキング４の下
側に補助パッキング４−１を取り付ける。この補助パッ
キング４−１は、ちょうどリード線１１を通過させる程
度の穴を有しており、リード線１１が冷却管１を通過す
る間、漏水を防止する。

【０００６】しかしながら、ケーブル２は通常、リード
線１１とのつなぎ目で、直ちに基準の外形になることは
なく、図のように次第に基準の外形に近づく。従って、
パッキング４の部分をケーブル２の本体部分が通過する
際に、補助パッキング４−１を取り外すと、一時的に比
較的多量の漏水が生じる。このとき、図３に示すポンプ
８の揚水能力の飽和や揚水の遅れによって、冷却管１の
内部の冷却水３の水位が低下し、更にガス圧が低下する
場合もある。このような場合、既に架橋処理が進み冷却
管１に浸入するケーブルの一部が、特性不良となること
もある。従って、ケーブルの製造開始直後の部分につい
て、比較的長い製品ロスが生じるという問題があった。

【０００７】また、パッキング４はケーブル２の絶縁体
に傷をつけることがないように、あまりケーブルを締め
付けることがないような貫通孔を設けている。従って、
ケーブル２の製造中その外径変動によって漏水量が増加
し、ケーブルの品質に影響するような冷却水３の水位変
動を生じる場合もある。本発明は以上の点に着目してな
されたもので、上記のような冷却管内における冷却水の
水位変動を防止し、安定な製造条件を確保する縦型ケー
ブル冷却装置を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の縦型ケーブル冷
却装置は、上方から下方に引き取られるケーブルの中間
部において、前記ケーブルを包囲する冷却管と、この冷
却管内部に収容された冷却媒体と、前記冷却管内の前記
冷却媒体の液面を基準位置に維持するために、前記冷却
媒体を前記冷却管に供給する補助タンクと、この補助タ
ンク内の前記冷却媒体を加圧する加圧装置とから成るこ
とを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】この装置は、冷却管の内部の冷却水の水面を基
準位置に維持するために補助タンクを設ける。この補助
タンクには一定量の冷却水が収容されており、加圧装置
によって一定の圧力が加えられている。そして、冷却管
の内部における冷却水の水面が基準位置より低くなろう
とすれば、バルブを介して冷却水が供給される。補助タ
ンクは冷却管の水面の実効的な面積を充分広くし、漏水
による水位変動を防止する。また、比較的多量の急激な
冷却水の漏水に対しては、補助タンクに設けられた加圧
装置が冷却管の内部の冷却水の水面を押し上げ、その安
定化を図る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を図の実施例を用いて詳細に説
明する。図１は本発明の縦型ケーブル冷却装置実施例を
示す縦断面図である。この装置は、冷却管１の内部に冷
却水３を収容し、図示しない押出し機により絶縁体を押
出し被覆され、架橋管の内部で架橋処理をしたケーブル
２が引き込まれる構成のものである。冷却管１の下部に
は、パッキング４が取り付けられている。また、このパ
ッキング４から漏れ出した冷却水３は、貯水タンク７に
より回収される構成となっている。

【００１１】ここで、本発明の装置には、このような冷
却管１の内部の冷却水３の水面を基準位置に維持するた
めに、補助タンク１５が設けられている。この補助タン
ク１５には、一定量の冷却水３が収容され、更にその水
面上方には加圧装置１６が配置されている。この加圧装
置１６にはレギュレータ１７を介して加圧ガスが供給さ
れ、補助タンク１５の内部の冷却水３に一定量の圧力が
加えられている。また、補助タンク１５の内部の冷却水
を予め設定された量に維持するために、ポンプ１８とバ
ルブ１９が設けられている。即ち、ポンプ１８は貯水タ
ンク７から冷却水をくみ出して、バルブ１９を介して補
助タンク１５に冷却水を供給する構成となっている。補
助タンク水位調整器２１は、補助タンク１５の水位を検
出し、ポンプ１８を駆動し、あるいはバルブ１９を開閉
制御して、補助タンク１５の中の冷却水水面位置を一定
に保つように動作する機構となっている。また、補助タ
ンク１５は、バルブ２２を介して冷却管１と連結されて
いる。このバルブ２２は冷却管水位調整器２３によって
開閉される構成となっている。

【００１２】上記のような構成の本発明の縦型ケーブル
冷却装置は、まず補助タンク１５にちょうど冷却管１の
水面が基準位置になるように、その基準位置と等しい高
さまで冷却水３を収容しておく。この状態でバルブ１９
が閉じられており、バルブ２２が解放されていると、冷
却管１の下部から冷却水３が漏水した場合、その水面の
下降速度は補助タンク１５が無い場合に比べて充分遅く
なる。水面の下降速度は冷却管１の水面の面積が広いほ
ど遅くなる。従って、補助タンク水位調整器２１がポン
プ１８とバルブ１９を制御し、補助タンク１５の内部の
冷却水の水面を基準位置に維持していれば、冷却管１の
水面を安定に基準位置に維持できる。この場合、図３に
示す従来装置よりもポンプ１８の応答が遅れても、比較
的安定な制御が可能である。

【００１３】また、加圧装置１６によって補助タンク１
５の内部の冷却水３に対し一定の圧力を加えるようにす
れば、その力は冷却管１の内部の冷却水３の水面を押し
上げるように働く。従って、もし冷却管１の下部におい
て急激に多量の漏水が生じたような場合、たとえ補助タ
ンク１５の内部の冷却水量が基準位置より減少しても、
加圧装置１６の加圧によって冷却管１の内部の水面を押
し上げて基準位置に保つことができる。即ちこの場合に
は、補助タンク１５の水面は冷却管１の水面より低い位
置にあってもよいことになる。

【００１４】図２を用いて補助タンク１５と冷却管１と
をつなぐ配管の長さや断面積等の選定方法を説明する。
図２に示すように、この配管の断面積をＡ、配管の長さ
をＬ、冷却管１の断面積をＢ、冷却管１内のガス圧力を
Ｐ_k、補助タンク１５内のガス圧力をＰ_H、冷却水３の
密度をρ、配管中の冷却水３の流速をｖとする。また、
補助タンク１５の断面積は冷却管１の断面積Ｂに比べ充
分に大きいものとする。

【００１５】ここで、定常状態では冷却管１と補助タン
ク１５の水位の差は０とし、急激な漏水が生じた場合の
この水位差をｈとする。また、定常状態における補助タ
ンク１５への冷却水３の供給量をＱ、冷却管からの冷却
水３の漏出量を同じくＱとし、この漏出量と供給量のバ
ランスが保てなくなった場合の冷却水３の供給量をＱ＋
ｑ_i、流出量をＱ＋ｑ₀とする。

【００１６】上記のように各値を設定した時、配管の左
右における水圧のバランスに着目すると次のような式が
得られる。Ｌ・Ａ・ρ・（ｄｖ／ｄｔ）＝（Ｐ_H−ｈ・ρ・ｇ−Ｐ_K）Ａ …（１）なお、上記（１）式の左辺のＬ・Ａ・ρは配管中の水の
重さを示し、ｄｖ／ｄｔは配管中の水に加わる加速度を
示している。また右辺は配管の左右の圧力差を示してい
る。この（１）式において、冷却水の密度であるρを１
とし、式の変形を行なうと、次の（２）式に示すように
なる。（Ｌ／Ａ）（ｄ／ｄｔ）（Ｑ＋ｑ_i）＝Ｐ_H−Ｐ_k−ｈｇ …（２）

【００１７】更にＱ＋ｑ_iの時間変化は即ちｑ_iの時間
変化に等しい。従って、（２）式は次の（３）式に示す
ように変形される。（Ｌ／Ａ）（ｄｑ_i／ｄｔ）＝Ｐ_H−Ｐ_k−ｈｇ …（３）一方、配管に流れる冷却水の流量のバランスから次の
（４）式が導かれる。（Ｑ＋ｑ_i）−（Ｑ＋ｑ₀）＝Ｂ・（ｄｈ／ｄｔ） …（４）この式は流入量と流出量の差による冷却管中の水面の高
さ変化を考慮した式である。

【００１８】ここで、Ｃを流量係数とすれば、上記
（４）式より次の（５）（６）式が得られる。ｑ₀＝ｃｈ …（５）ｑ_i＝Ｂ・（ｄｈ／ｄｔ）＋ｃｈ …（６）更に上記（３）式と（６）式によって次の（７）式が導
かれる。（Ｂ／Ａ）・Ｌ・（ｄ²ｈ／ｄｔ²）＋（Ｃ／Ａ）・Ｌ・（ｄｈ／ｄｔ）＋ｈｇ＝Ｐ_H−Ｐ_K …（７）この（７）式におけるｄ²ｈ／ｄｔ²は冷却管１中の冷
却水３の水面変化の加速度を示し、ｄｈ／ｄｔは水面の
高さの時間的な変化を示す。従ってｄ²ｈ／ｄｔ²が大
きい急激な水漏れに対しては、ステップ応答を考慮して
補助タンク１５や配管の断面積を決定し、ｄｈ／ｄｔの
大きな周期的な水漏れ変動に対しては、周波数応答を考
慮して配管の断面積や長さ、その他の常数を決定する。
これらによって、より具体的に安定な水面管理のできる
縦型ケーブル冷却装置を提供することが可能になる。

【００１９】本発明は以上の実施例に限定されない。補
助タンクの形状、加圧装置の加圧手段の構成、補助タン
クの数、冷却管の接続方法、補助タンクの水位調整機構
等は同様の機能を持つ各種の構成の装置に置き換えるこ
とが可能である。また冷却管１は必ずしも垂直に配置さ
れているものでなく、例えば斜めに傾斜して配置されて
いるものでもよい。また、この装置は架橋のための冷却
装置でなく、単なる押出し被覆された樹脂の冷却装置等
に使用しても差し支えない。従って、冷却管１に収容さ
れた冷却媒体は必ずしも冷却水でなく、その他の冷却用
の液体であって差し支えない。

【００２０】

【発明の効果】以上説明した本発明の縦型ケーブル冷却
装置は、冷却管内の冷却媒体の水面を基準位置に維持す
るために、冷却媒体を冷却管に供給する補助タンクを設
け、この補助タンク内の冷却媒体を加圧する加圧装置を
設けるようにしたので、冷却管内の冷却水の液面が冷却
水の漏洩によっても急激に変動することがなく、ケーブ
ルの品質を安定に維持することができる。また、ケーブ
ルの先端を冷却管の下部のパッキングから引き出す場合
に大量の漏水が生じても、その水面が基準位置に維持で
きるため、ケーブルの製造時における先端部分のロスを
充分短くし、コストダウンを図ることができる。更に、
通常の場合にも水位の安定性が向上し、品質向上が期待
できる。また、補助タンクに冷却水を供給するポンプの
能力は、必ずしも、急激な漏水時にも充分冷却水を高速
で供給できるようなものにする必要はなくなり、ポンプ
等の水位調整器の設備コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の縦型ケーブル冷却装置実施例を示す縦
断面図である。

【図２】本発明の装置の具体的な設計方法を説明する説
明図である。

【図３】従来の縦型ケーブル冷却装置を示す縦断面図で
ある。

【図４】従来の縦型ケーブル冷却装置の主要部縦断面図
である。

【符号の説明】

１冷却管２ケーブル３冷却水４パッキング５レギュレータ７貯水タンク１５補助タンク１６加圧装置１８ポンプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上方から下方に引き取られるケーブルの
中間部において、前記ケーブルを包囲する冷却管と、この冷却管内部に収容された冷却媒体と、前記冷却管内の前記冷却媒体の液面を基準位置に維持す
るために、前記冷却媒体を前記冷却管に供給する補助タ
ンクと、この補助タンク内の前記冷却媒体を加圧する加圧装置と
から成ることを特徴とする縦型ケーブル冷却装置。