JPH0640512B2 - １次電線撚回、２次渦流発熱鋼管装置 - Google Patents
１次電線撚回、２次渦流発熱鋼管装置Info
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- JPH0640512B2 JPH0640512B2 JP63300294A JP30029488A JPH0640512B2 JP H0640512 B2 JPH0640512 B2 JP H0640512B2 JP 63300294 A JP63300294 A JP 63300294A JP 30029488 A JP30029488 A JP 30029488A JP H0640512 B2 JPH0640512 B2 JP H0640512B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は１次電線撚回、２次渦流発熱鋼管装置に関す
る。
る。
本発明はコンクリート、アスファルトのような完全な電
気的絶縁物でない物質により構造された、主として比較
的長い道路面、レール床面等の凍結防止、融雪に利用さ
れる。
気的絶縁物でない物質により構造された、主として比較
的長い道路面、レール床面等の凍結防止、融雪に利用さ
れる。
［従来の技術とその問題点］ 上述の比較的長い道路面、レール床面等の凍結防止また
は融雪に電熱を利用する場合、構造物であるアスファル
ト、コンクリート等に農業用電熱線を埋設して発熱させ
るか、表皮電流発熱管（電気学会編「電気工学ハンドブ
ック」1978年版1578頁）を用いる等の方法が用いられて
いた。上述の方法に代わるものとして従来の本発明に関
連する下記の公知の発明、或いはその一部も利用でき
る。
は融雪に電熱を利用する場合、構造物であるアスファル
ト、コンクリート等に農業用電熱線を埋設して発熱させ
るか、表皮電流発熱管（電気学会編「電気工学ハンドブ
ック」1978年版1578頁）を用いる等の方法が用いられて
いた。上述の方法に代わるものとして従来の本発明に関
連する下記の公知の発明、或いはその一部も利用でき
る。
(A) 誘導発熱鋼管 特許出願公告 昭48-40492号 （公告 昭和48年11月30日） (B) 可撓発熱体 特許出願公告 昭49-3090 号 （公告 昭和49年１月24日） (C) 誘導発熱管を有する流体加熱装置 特許出願公告 昭52-12420号 （公告 昭和52年４月７日） (D) 交差型誘電電流発熱管 特許出願公告 昭63-10540号 （公告 昭和63年３月８日） これら発明のうち(A) は本発明の基本である２次渦流発
熱鋼管による発熱方式であり、主として路床面加熱を目
的としている。 (B)は同じく、２次渦流発熱鋼管方式で
あるが、発熱体が可撓性をもつことが特徴である。
熱鋼管による発熱方式であり、主として路床面加熱を目
的としている。 (B)は同じく、２次渦流発熱鋼管方式で
あるが、発熱体が可撓性をもつことが特徴である。
(C) は(A)、(B) 同様２次渦流方式であるがパイプライン
を加熱保温する目的に発明されたものである。
を加熱保温する目的に発明されたものである。
(D) は前記(A)、(B)、(C) とは相違して、２次回路は誘導
２次回路であるが、２次回路となる鋼管の肉厚（ｔ）
と、交流電流の表皮の深さ（Ｓ）との間に 0.5Ｓ≦ｔ＜
２Ｓなる関係があることを前提としているため、鋼管の
内外表皮が往復回路となる、すなわち渦流を作ることを
前提とせず、２次誘導電流は主として内表面付近に集中
するが、外表面にも同方向の電界が存在することとな
り、鋼管が長くなると、鋼管外表面電圧が高くなるた
め、本発明はこの鋼管を複数の単位接続し、相隣る鋼管
の外表面電界が相互に逆方向になり、全体としては単位
鋼管の外表面電圧以上にならないように、鋼管に通され
る１次絶縁電線を逐次的に交差するようにすることを特
徴とした。
２次回路であるが、２次回路となる鋼管の肉厚（ｔ）
と、交流電流の表皮の深さ（Ｓ）との間に 0.5Ｓ≦ｔ＜
２Ｓなる関係があることを前提としているため、鋼管の
内外表皮が往復回路となる、すなわち渦流を作ることを
前提とせず、２次誘導電流は主として内表面付近に集中
するが、外表面にも同方向の電界が存在することとな
り、鋼管が長くなると、鋼管外表面電圧が高くなるた
め、本発明はこの鋼管を複数の単位接続し、相隣る鋼管
の外表面電界が相互に逆方向になり、全体としては単位
鋼管の外表面電圧以上にならないように、鋼管に通され
る１次絶縁電線を逐次的に交差するようにすることを特
徴とした。
［発明の解決しようとしている問題点］ 前述したように発明(A)、(B)、(C)、(D) は何れも本発明に
関連するが、(A)、(B)、(C) は何れも発熱管が長い場合の
鋼管外表面電圧が高くなることを防止するための手段が
取られていない。発明(D) は１次回路である鋼管に通さ
れた絶縁電線を逐次的に交差するようにして鋼管外表面
電圧を低くする点は本発明と類似するが、本発明と相違
して鋼管の肉厚ｔと交流電流の表皮の深さＳとの関係を
0.5Ｓ≦ｔ＜２Ｓと限定しており、鋼管は全体として２
次誘導回路を作るように電気的に接続されなければなら
ぬため構造が複雑であり、さらにｔ＜２Ｓと限定したた
め同一１次電流に対し単位発熱鋼管長当りの発熱量が発
明(A)、(B)、(C) の場合に比べて50〜60％と小さくなりこ
の点では得策でなかった。
関連するが、(A)、(B)、(C) は何れも発熱管が長い場合の
鋼管外表面電圧が高くなることを防止するための手段が
取られていない。発明(D) は１次回路である鋼管に通さ
れた絶縁電線を逐次的に交差するようにして鋼管外表面
電圧を低くする点は本発明と類似するが、本発明と相違
して鋼管の肉厚ｔと交流電流の表皮の深さＳとの関係を
0.5Ｓ≦ｔ＜２Ｓと限定しており、鋼管は全体として２
次誘導回路を作るように電気的に接続されなければなら
ぬため構造が複雑であり、さらにｔ＜２Ｓと限定したた
め同一１次電流に対し単位発熱鋼管長当りの発熱量が発
明(A)、(B)、(C) の場合に比べて50〜60％と小さくなりこ
の点では得策でなかった。
本発明は前記発明(A)、(B)、(C)、(D) がもっているそれぞ
れの欠点をなくし、それぞれの特徴をとり入れるのみで
なく、更に新しい効果をも得ようとするものである。
れの欠点をなくし、それぞれの特徴をとり入れるのみで
なく、更に新しい効果をも得ようとするものである。
［問題を解決するための手段］ 問題点を一層明らかにするため、図面をもって説明する
と第４図は公知発明(C) に示した２列の発熱鋼管１本そ
れぞれを３本の単位鋼管に分割した場合を示し、電源１
の端子に接続された電線３は単位鋼管２，２，２および
２′，２′，２′を貫通して１次回路を作り、電流４
（i1）を流す。このi1に対応して単位鋼管２には渦流５
（i2）が流れ、単位鋼管２はその肉厚ｔと交流電流の表
皮の深さＳとの間に ｔ＞２Ｓ (1) なる関係があるときは i1≒i2 (2) であることは発明(C) においても明記されている。この
ように３分割して、かつ単位鋼管が２次渦流回路を作る
ようにすれば、単位鋼管外表面の両端間電圧は、３本合
計の長さに相当する１本の鋼管の外表面端間電圧に比べ
て３分の１になる。しかし本発明が主として目的とする
ように路床面加熱装置として鋼管が用いられる場合は、
鋼管は第１図に示すようにコンクリート若しくはアスフ
ァルト13に囲まれている。コンクリート、アスファルト
は金属に比べては電気抵抗率が遥かに高く、絶縁物に近
いが、路床面が融雪の場合のように湿気をもつときは、
絶縁物とは言えず、例え鋼管長を３分割しても、外表面
電圧はコンクリート、アスファルトを通して加算される
危険があり、動植物に対する危険、通信への障害などが
発生するかも知れない。第５図は第４図と同様の場合の
他の配列の例であり、問題は第４図と同様である。
と第４図は公知発明(C) に示した２列の発熱鋼管１本そ
れぞれを３本の単位鋼管に分割した場合を示し、電源１
の端子に接続された電線３は単位鋼管２，２，２および
２′，２′，２′を貫通して１次回路を作り、電流４
（i1）を流す。このi1に対応して単位鋼管２には渦流５
（i2）が流れ、単位鋼管２はその肉厚ｔと交流電流の表
皮の深さＳとの間に ｔ＞２Ｓ (1) なる関係があるときは i1≒i2 (2) であることは発明(C) においても明記されている。この
ように３分割して、かつ単位鋼管が２次渦流回路を作る
ようにすれば、単位鋼管外表面の両端間電圧は、３本合
計の長さに相当する１本の鋼管の外表面端間電圧に比べ
て３分の１になる。しかし本発明が主として目的とする
ように路床面加熱装置として鋼管が用いられる場合は、
鋼管は第１図に示すようにコンクリート若しくはアスフ
ァルト13に囲まれている。コンクリート、アスファルト
は金属に比べては電気抵抗率が遥かに高く、絶縁物に近
いが、路床面が融雪の場合のように湿気をもつときは、
絶縁物とは言えず、例え鋼管長を３分割しても、外表面
電圧はコンクリート、アスファルトを通して加算される
危険があり、動植物に対する危険、通信への障害などが
発生するかも知れない。第５図は第４図と同様の場合の
他の配列の例であり、問題は第４図と同様である。
本発明はこのような問題を解決するために行なわれた。
まず第２図において本発明を説明すると、１は単相交流
電源、２a ，２b ，２c ，２d は単位鋼管で、長さ方向
に並べられ１列を形成し、２a′，２b′，２c′，２d′
も他列の単位鋼管である。第２図では２列、各列４本の
単位鋼管の場合について示しているが、本発明において
各列は２列に限定されるものではなく、４列、６列等、
単相の場合は偶数列、各列の単位鋼管は２本以上複数本
であれば良く、４本に限定されるものではなくすべて本
発明に含まれるものとする。
電源、２a ，２b ，２c ，２d は単位鋼管で、長さ方向
に並べられ１列を形成し、２a′，２b′，２c′，２d′
も他列の単位鋼管である。第２図では２列、各列４本の
単位鋼管の場合について示しているが、本発明において
各列は２列に限定されるものではなく、４列、６列等、
単相の場合は偶数列、各列の単位鋼管は２本以上複数本
であれば良く、４本に限定されるものではなくすべて本
発明に含まれるものとする。
さらに各単位鋼管には前述の(1) 式で示された条件があ
るものとすると、同時に前述の (2)式の関係も成立し、
各単位鋼管には１次絶縁電線に流れる電流４（i1）にほ
ぼ等しい２次渦流５（i2）が流れ２次鋼管の内表皮の単
位長当りの抵抗Ｒｉは、鋼管の内直径をｄｉ、抵抗をρ
として であり、外表皮の単位長当りの抵抗Ｒｏは外直径をｄｏ
として である。
るものとすると、同時に前述の (2)式の関係も成立し、
各単位鋼管には１次絶縁電線に流れる電流４（i1）にほ
ぼ等しい２次渦流５（i2）が流れ２次鋼管の内表皮の単
位長当りの抵抗Ｒｉは、鋼管の内直径をｄｉ、抵抗をρ
として であり、外表皮の単位長当りの抵抗Ｒｏは外直径をｄｏ
として である。
従って鋼管単位長当りの発熱ｗは ｗ＝（Ｒi＋Ｒo）i2 2 (5) である。
さらに本発明では第２図から明らかなように、公知の第
４図の場合と相違して、１次回路となる絶縁電線３は単
位鋼管２a ，２b …等を貫通する毎に撚回され、他列に
移行しているので単位鋼管外表面の電流方向、すなわち
電界方向は相隣る単位鋼管毎に反対となっている。
４図の場合と相違して、１次回路となる絶縁電線３は単
位鋼管２a ，２b …等を貫通する毎に撚回され、他列に
移行しているので単位鋼管外表面の電流方向、すなわち
電界方向は相隣る単位鋼管毎に反対となっている。
このことは単位鋼管外表面電圧が全体として長さの方向
に加算されることなく、相隣る単位鋼管毎に減算される
ことを意味する。従って、もし各単位鋼管の長さが等し
く、各列の単位鋼管が２以上の偶数の場合は各列最両端
の合計電圧は、仮令各単位鋼管の両端が相隣って接続６
が行われていてもゼロであり、各列の単位鋼管が奇数の
場合はせいぜい１本の電圧しか測定されない。
に加算されることなく、相隣る単位鋼管毎に減算される
ことを意味する。従って、もし各単位鋼管の長さが等し
く、各列の単位鋼管が２以上の偶数の場合は各列最両端
の合計電圧は、仮令各単位鋼管の両端が相隣って接続６
が行われていてもゼロであり、各列の単位鋼管が奇数の
場合はせいぜい１本の電圧しか測定されない。
それ故に本発明においてはこれら単位鋼管がコンクリー
ト若しくはアスファルトの如き不完全絶縁物中に埋設さ
れ、電気的に絶縁されていても、単位鋼管の長さをその
外表面電圧が危険でない値に限定すれば本発明の装置内
の列の全長が数kmと長くなっても外表面電圧に基づく危
険は全く問題にならない。
ト若しくはアスファルトの如き不完全絶縁物中に埋設さ
れ、電気的に絶縁されていても、単位鋼管の長さをその
外表面電圧が危険でない値に限定すれば本発明の装置内
の列の全長が数kmと長くなっても外表面電圧に基づく危
険は全く問題にならない。
さらに本発明においては絶縁電線３に、第２図に示す位
置に絶縁不良による接地が発生しても、各単位鋼管相互
が結線６によって接続されているか、各単位鋼管に接続
する共通地線６′（点線部分）をもち、さらに各列が、
各列の最両端の何れか一方、好ましくは電源側において
７の接続が行われ、９なる接地リレーが大地10に接続さ
れていることにより容易に該接地を発見し危険防止する
ことができる。すなわち第２図において、もし８で絶縁
不良による短絡が発生すると、接地電流は鋼管２b′の
内表面より、接続６を通り、さらに鋼管２a′の外表面
或いは６′より接地リレー９へ、接地線11電源１、鋼管
２a を貫通する電線３を通って鋼管２b′の内表面８に
至る回路を作る。
置に絶縁不良による接地が発生しても、各単位鋼管相互
が結線６によって接続されているか、各単位鋼管に接続
する共通地線６′（点線部分）をもち、さらに各列が、
各列の最両端の何れか一方、好ましくは電源側において
７の接続が行われ、９なる接地リレーが大地10に接続さ
れていることにより容易に該接地を発見し危険防止する
ことができる。すなわち第２図において、もし８で絶縁
不良による短絡が発生すると、接地電流は鋼管２b′の
内表面より、接続６を通り、さらに鋼管２a′の外表面
或いは６′より接地リレー９へ、接地線11電源１、鋼管
２a を貫通する電線３を通って鋼管２b′の内表面８に
至る回路を作る。
この際、鋼管２a の渦流５（i2）は接地電流に対応して
増加する。
増加する。
もし第２図の例を３相３角結線に応用いたいときは第２
図に説明した回路を３系統３角結線すればよく、本発明
に含まれる。
図に説明した回路を３系統３角結線すればよく、本発明
に含まれる。
次に第３図は、本発明を３相星形結線の場合について例
示した。第３図においても番号は第２図と同じで電線３
は単位鋼管を貫通する毎に撚回、他列の単位鋼管を貫通
するようになっており、電源１と反対側最遠鋼管を出た
ところで３相星形結線12が行われる。
示した。第３図においても番号は第２図と同じで電線３
は単位鋼管を貫通する毎に撚回、他列の単位鋼管を貫通
するようになっており、電源１と反対側最遠鋼管を出た
ところで３相星形結線12が行われる。
この場合は第２図単線の場合と相違して、３列の各列が
各相Ｒ、Ｓ、Ｔ…とベクトル合成されることになるの
で、各列共最高合計電圧は、Ｒ、Ｓ、Ｔ相の各単位鋼管
外表面電圧より高くなることはないが、ゼロにはならな
い。
各相Ｒ、Ｓ、Ｔ…とベクトル合成されることになるの
で、各列共最高合計電圧は、Ｒ、Ｓ、Ｔ相の各単位鋼管
外表面電圧より高くなることはないが、ゼロにはならな
い。
然しながら単位鋼管長を、安全な外表面電圧以下になる
よう限定すれば、第２図同様鋼管がコンクリート若しく
はアスファルト等の不完全絶縁物に埋設されていて、列
の全長が数kmと長くなっても全く問題にならない。
よう限定すれば、第２図同様鋼管がコンクリート若しく
はアスファルト等の不完全絶縁物に埋設されていて、列
の全長が数kmと長くなっても全く問題にならない。
そして接続６、或いは６′および７は第２図の場合と同
じ意味をもつ。
じ意味をもつ。
以上で、単位鋼管を接続６をもって鋼管の長さの方向に
一列としている場合は、代案として長い発熱鋼管一本を
一列とし、単位鋼管の長さに相当して鋼管に孔を明け、
この孔を通して１次回路となる絶縁電線を逐次撚回して
も同様の結果が得られる。（第６図参照） ［実施例］ 強磁性発熱鋼管として15A の配管用炭素鋼管を使用する
と、その内径はd＝1.61cm、外径はD＝2.17cm、肉厚t＝
0.28cmである。そしてこのような鋼管の商用周波数にお
ける交流電流の表皮の深さはS＝0.1cm 程度であるから
(1) 式の関係を満足している。
一列としている場合は、代案として長い発熱鋼管一本を
一列とし、単位鋼管の長さに相当して鋼管に孔を明け、
この孔を通して１次回路となる絶縁電線を逐次撚回して
も同様の結果が得られる。（第６図参照） ［実施例］ 強磁性発熱鋼管として15A の配管用炭素鋼管を使用する
と、その内径はd＝1.61cm、外径はD＝2.17cm、肉厚t＝
0.28cmである。そしてこのような鋼管の商用周波数にお
ける交流電流の表皮の深さはS＝0.1cm 程度であるから
(1) 式の関係を満足している。
そこで、鋼管長１m 当りの内表皮抵抗ｉ、外表皮抵抗Ｒ
ｏは鋼管の抵抗率 ρ＝20×10-6Ωcmとして、 である。
ｏは鋼管の抵抗率 ρ＝20×10-6Ωcmとして、 である。
次に鋼管の２次渦流電流i2を60A とすると１m 当りの発
熱Ｑは、 Ｑ＝（Ri＋Ro）i2 2＝24.8w/m 内表皮1,000m長さ当りの電圧Viは渦流力率を0.8 として Ｖｉ＝Rii2×1,000/0.8＝296V/1,000m (9) 外表皮の1,000m長さ当りの電圧Voは Ｖｏ＝Roi2×1,000/0.8＝220V/1,000m (10) となって、無論コンクリート若しくはアスファルト等の
不完全絶縁構造物で、この発熱鋼管が周囲を絶縁された
場合には、人体、動物等に常に安全であるとは言えな
い。
熱Ｑは、 Ｑ＝（Ri＋Ro）i2 2＝24.8w/m 内表皮1,000m長さ当りの電圧Viは渦流力率を0.8 として Ｖｉ＝Rii2×1,000/0.8＝296V/1,000m (9) 外表皮の1,000m長さ当りの電圧Voは Ｖｏ＝Roi2×1,000/0.8＝220V/1,000m (10) となって、無論コンクリート若しくはアスファルト等の
不完全絶縁構造物で、この発熱鋼管が周囲を絶縁された
場合には、人体、動物等に常に安全であるとは言えな
い。
ところが前述した本発明方法により、これを10m 毎の単
位鋼管として100 の偶数に分割し、１次絶縁電線を第２
図のように相隣る単位鋼管間で撚回すれば、単位鋼管列
の最外端間外表面電圧は、撚回しない場合すなわち、上
述のＶｏ＝ 220Ｖに対し０Ｖとなり、単位鋼管の外表面
電圧はその両端で 2.2Ｖとなるにすぎない。
位鋼管として100 の偶数に分割し、１次絶縁電線を第２
図のように相隣る単位鋼管間で撚回すれば、単位鋼管列
の最外端間外表面電圧は、撚回しない場合すなわち、上
述のＶｏ＝ 220Ｖに対し０Ｖとなり、単位鋼管の外表面
電圧はその両端で 2.2Ｖとなるにすぎない。
更に第３図の３相星形結線とすれば、この2.2 Ｖは常に
３相のベクトル和として残るが、何れにせよ、 2.2Ｖ程
度の低電圧では鋼管の周囲がコンクリート若しくはアス
ファルト等の不完全な絶縁物であっても人体、動物に直
接接触したとしても危険ではないし、付近の電導性金属
構造物間で電弧の発生を見ることもなく安全である。
３相のベクトル和として残るが、何れにせよ、 2.2Ｖ程
度の低電圧では鋼管の周囲がコンクリート若しくはアス
ファルト等の不完全な絶縁物であっても人体、動物に直
接接触したとしても危険ではないし、付近の電導性金属
構造物間で電弧の発生を見ることもなく安全である。
そしてもし融雪の発熱量として 250W／m2が必要であれ
ば、10列の単位鋼管列が10cmおきに並べられることとな
る。
ば、10列の単位鋼管列が10cmおきに並べられることとな
る。
尚、以上の計算では単位鋼管中の発熱のみに注目した
が、単位鋼管を貫通する絶縁電線中にも発熱があり、例
えば、電線の導体が８mm2 の銅線とすれば１m 当りの抵
抗Ｒｃ＝2.3 ×10-3Ωであるから、この発熱Ｑｃは Ｑｃ＝2.3 ×10-3×602 ＝8.28W/m (11) となり、前述のQ＝24.8W/m に追加される。
が、単位鋼管を貫通する絶縁電線中にも発熱があり、例
えば、電線の導体が８mm2 の銅線とすれば１m 当りの抵
抗Ｒｃ＝2.3 ×10-3Ωであるから、この発熱Ｑｃは Ｑｃ＝2.3 ×10-3×602 ＝8.28W/m (11) となり、前述のQ＝24.8W/m に追加される。
さらに前述したように発熱管の列の中心間隔がG＝10cm
であれば、そのインダクタンスＬは であるからD＝2.17cm G＝10cm を代入すると Ｌ＝4.44×10-7 H/m (12′) であるから鋼管長10m 当りの電圧ｖ１は Ｖ１＝2πfLi2＝2π×50×4.44×10-7×60×10V ＝0.084V ＜＜ Vo (13) となって、鋼管外表面電圧への影響は殆ど無視できる。
であれば、そのインダクタンスＬは であるからD＝2.17cm G＝10cm を代入すると Ｌ＝4.44×10-7 H/m (12′) であるから鋼管長10m 当りの電圧ｖ１は Ｖ１＝2πfLi2＝2π×50×4.44×10-7×60×10V ＝0.084V ＜＜ Vo (13) となって、鋼管外表面電圧への影響は殆ど無視できる。
尚(10)式で単位鋼管の外表面電圧ｖｏを下げる方法の１
例として、i2を小さくすれば当然鋼管内の渦流による発
熱も減少し、１次電流i1も減少するから、電線、鋼管を
含めた単位長当りの発熱を等しくするために絶縁電線の
抵抗率を高くすることが考えられる。しかし絶縁電線の
絶縁物の耐熱温度が同じで、導体断面寸法が同じ８mm2
であれば(11)式の Ｑｃは8.28W/m を超えることは出来ない。しかし全体と
してＱ＋Ｑc＝24.8+8.28＝33.08 W/m を保つためにはＱ
の減少をＱｃの増加で補う以外になく、Ｑｃを8.28W/m
より大きくすれば当然電線導体の温度上昇はより高くな
り、より耐熱温度の高い絶縁物を要求されることになり
経済的でない。
例として、i2を小さくすれば当然鋼管内の渦流による発
熱も減少し、１次電流i1も減少するから、電線、鋼管を
含めた単位長当りの発熱を等しくするために絶縁電線の
抵抗率を高くすることが考えられる。しかし絶縁電線の
絶縁物の耐熱温度が同じで、導体断面寸法が同じ８mm2
であれば(11)式の Ｑｃは8.28W/m を超えることは出来ない。しかし全体と
してＱ＋Ｑc＝24.8+8.28＝33.08 W/m を保つためにはＱ
の減少をＱｃの増加で補う以外になく、Ｑｃを8.28W/m
より大きくすれば当然電線導体の温度上昇はより高くな
り、より耐熱温度の高い絶縁物を要求されることになり
経済的でない。
当然の事であるが本発明においては１次絶縁電線の導体
を銅、アルミニウム等に限定するものではなく、銅ニッ
ケル等の合金線でも良いことはこれまでの説明で自明で
ある。この絶縁電線と発熱の関係は例えば 安藤政夫 著 工業電熱設計 116 〜120 頁 日刊工業新聞社 昭和44年 に詳述されている。
を銅、アルミニウム等に限定するものではなく、銅ニッ
ケル等の合金線でも良いことはこれまでの説明で自明で
ある。この絶縁電線と発熱の関係は例えば 安藤政夫 著 工業電熱設計 116 〜120 頁 日刊工業新聞社 昭和44年 に詳述されている。
［作用］ 前述［問題を解決する手段］と［実施例］で詳述したよ
うに、本発明による管に貫通する１次絶縁電線の相隣る
単位鋼管毎の撚回によって、多数の単位鋼管が１列に並
べられ、相互に接続されても、相隣る鋼管の外表面電圧
が、単相の場合には相殺されるが、３相の場合はベクト
ル和となることによって、発熱鋼管列の最外端管の外表
面の電圧は単位鋼管の外表面電圧を超えることはない。
うに、本発明による管に貫通する１次絶縁電線の相隣る
単位鋼管毎の撚回によって、多数の単位鋼管が１列に並
べられ、相互に接続されても、相隣る鋼管の外表面電圧
が、単相の場合には相殺されるが、３相の場合はベクト
ル和となることによって、発熱鋼管列の最外端管の外表
面の電圧は単位鋼管の外表面電圧を超えることはない。
［発明の効果］ 原理的には［問題を解決するための手段］、数値的には
［実施例］で詳述したように本発明によれば、公知の発
明例(A)、(B)、(C)、(D) 等の２次渦流又は誘導電流による
発熱管方式に比較して、本発明では多数の単位鋼管を一
列に相互に接続しても、鋼管外表面電圧の総和を一本の
単位鋼管の外表面電圧以下とすることができ、作用上安
全である。しかも本発明では発熱量は単位長当り、内表
皮のみを発熱部とする場合に比べ70％以上も発熱量を増
加させることができ、かつ単位鋼管を貫通する１次回路
となる絶縁電線の耐熱温度を高くする必要のないという
効果が得られる。
［実施例］で詳述したように本発明によれば、公知の発
明例(A)、(B)、(C)、(D) 等の２次渦流又は誘導電流による
発熱管方式に比較して、本発明では多数の単位鋼管を一
列に相互に接続しても、鋼管外表面電圧の総和を一本の
単位鋼管の外表面電圧以下とすることができ、作用上安
全である。しかも本発明では発熱量は単位長当り、内表
皮のみを発熱部とする場合に比べ70％以上も発熱量を増
加させることができ、かつ単位鋼管を貫通する１次回路
となる絶縁電線の耐熱温度を高くする必要のないという
効果が得られる。
第１図は本発明の装置がコンクリート若しくはアスファ
ルト等の構造物中に埋設された一例の垂直断面図であ
り、 第２図は本発明の装置の電源が単相交流の場合の結線略
図、第３図は本発明３相交流星形結線の場合の結線略図
である。 また第４図、第５図は従来の技術の問題点を説明するた
めのものであり、第６図は、第２図の単位鋼管に代えて
長尺の有孔管を使用した場合を示す。 これらの各図において、 １：単相、又は３相交流電源；２、２a 、２b、２c 、
２′、２a′、２b′、２c′：単位鋼管（発熱管とな
る）； ３：鋼管に通される１次絶縁電線； ４（i1）：１次電流； ５（i2）：２次渦流； ６：単位鋼管相互の接続電線； ６′：各単位鋼管に接続された共通電線（点線部分）； ７：列間の接続電線； ８：絶縁不良による短路； ９：接地リレー； 10：接地； 11：接地線； 12：星形接続点； 13：コンクリート又はアスファルト又は相当物質； 14：長尺鋼管にあけられた絶縁電線撚回用の孔である。
ルト等の構造物中に埋設された一例の垂直断面図であ
り、 第２図は本発明の装置の電源が単相交流の場合の結線略
図、第３図は本発明３相交流星形結線の場合の結線略図
である。 また第４図、第５図は従来の技術の問題点を説明するた
めのものであり、第６図は、第２図の単位鋼管に代えて
長尺の有孔管を使用した場合を示す。 これらの各図において、 １：単相、又は３相交流電源；２、２a 、２b、２c 、
２′、２a′、２b′、２c′：単位鋼管（発熱管とな
る）； ３：鋼管に通される１次絶縁電線； ４（i1）：１次電流； ５（i2）：２次渦流； ６：単位鋼管相互の接続電線； ６′：各単位鋼管に接続された共通電線（点線部分）； ７：列間の接続電線； ８：絶縁不良による短路； ９：接地リレー； 10：接地； 11：接地線； 12：星形接続点； 13：コンクリート又はアスファルト又は相当物質； 14：長尺鋼管にあけられた絶縁電線撚回用の孔である。
Claims (4)
- 【請求項１】電源が単相交流で、２次渦流発熱鋼管とな
る単位鋼管の２本以上が、単位鋼管の長さ方向に２列に
並べられ、各列の単位鋼管の両端は相隣る単位鋼管と電
気的に接続され、さらに２列の単位鋼管群はそれぞれの
最端部、好ましくは電源側においてのみ電気的に接続さ
れるか、或いは各単位鋼管に接続する共通電線をもち、
前記単相交流電源に接続された２本の１次回路となる絶
縁電線は前記単位鋼管を貫通する毎に相隣る単位鋼管間
で撚回し、他列単位鋼管に逐次的に移行貫通するように
し、電源と最遠端側において接続され、さらに各単位鋼
管の肉厚をも、交流電流の単位鋼管中における表皮の深
さをＳとしたとき、ｔとＳの間に ｔ＞２Ｓ なる関係があり、すべての単位鋼管は少なくともアスフ
ァルト、コンクリート以上の電気絶縁性の高い物質で包
まれ、大地より絶縁されていることを特徴とする１次電
線撚回、２次渦流発熱鋼管装置。 - 【請求項２】電源が３相交流で、２次渦流発熱鋼管とな
る単位鋼管の２本以上が、単位鋼管の長さ方向に３列に
並べられ、各列の単位鋼管の両端は相隣る単位鋼管と電
気的に接続され、３列の単位鋼管群はそれぞれの最端
部、好ましくは電源側においてのみ電気的に接続される
か、或いは各単位鋼管に接続する共通電線をもち、前記
３相交流電源に接続された３本の１次回路となる絶縁電
線は前記単位鋼管を貫通する毎に、相隣る単位鋼管間で
撚回し、他列単位鋼管に逐次的に移行貫通するように
し、電源と最遠端側において星形接続され、さらに各単
位鋼管の肉厚をｔ、交流電流の単位鋼管中における表皮
の深さをＳとしたとき、ｔとＳの間に ｔ＞２Ｓ なる関係があり、すべての単位鋼管は少なくともアスフ
ァルト、コンクリート以上の電気絶縁性の高い物質で包
まれ、大地より絶縁されていることを特徴とする１次電
線撚回、２次渦流発熱鋼管装置。 - 【請求項３】各列の最端部を接続する接続線と大地間に
接地リレーを接続することを特徴とする特許請求の範囲
第(1) 、(2) 項のいづれか一項に記載の１次電線撚回、
２次渦流発熱鋼管装置。 - 【請求項４】各列の全長に相当した長さをもち、単相の
場合は２本並列、３相の場合は３本並列又はその整数倍
の列で、各列が単位鋼管の長さに相当した位置に開口部
をもち、この開口部で１次絶縁電線が撚回され、他列に
逐次的に移行貫通することを特徴とする特許請求の範囲
第(1)、(2)、または(3) 項のいづれか一項に記載の１次
電線撚回、２次渦流発熱鋼管装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63300294A JPH0640512B2 (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | １次電線撚回、２次渦流発熱鋼管装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63300294A JPH0640512B2 (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | １次電線撚回、２次渦流発熱鋼管装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02148592A JPH02148592A (ja) | 1990-06-07 |
| JPH0640512B2 true JPH0640512B2 (ja) | 1994-05-25 |
Family
ID=17883055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63300294A Expired - Lifetime JPH0640512B2 (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | １次電線撚回、２次渦流発熱鋼管装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0640512B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4840492A (ja) * | 1971-09-21 | 1973-06-14 | ||
| JPS60138295U (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-12 | 高周波熱錬株式会社 | 誘導加熱におけるコイルタツチ検出装置 |
| JPS6310540A (ja) * | 1986-07-02 | 1988-01-18 | Hitachi Ltd | 回転試料台 |
-
1988
- 1988-11-28 JP JP63300294A patent/JPH0640512B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02148592A (ja) | 1990-06-07 |
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