JPH083997Y2 - ケーブル導体溶接用ヒートパイプ式冷却治具 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は主として電力ケーブルの大サイズ導体の溶接
接続に際し、溶接熱による絶縁体の熱劣化を防止するケ
ーブル導体溶接用ヒートパイプ式冷却治具に関する。

〔従来の技術〕

従来、溶接により電力ケーブルの導体を接続するに際
して、導体に被覆された絶縁体の過熱を防ぐためには、
第一に導体の一定箇所をファン等の送風機によって直接
空冷する手段や、第二に導体の冷却すべき部分に冷媒通
路を有する治具を取付け、水等の冷媒を流して導体を冷
却する手段等が講じられていた。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のような各手段において、第一の
直接空冷手段では導体と冷却装置とのシールが困難で、
エア漏れによる溶接障害を発生し易い問題があり、また
第二の間接水冷手段では冷媒として水を使用するので、
水まわりの処理が必要で、万一水漏れが生じると、ケー
ブルへ多大な影響を及ぼす問題がある。さらに、直接空
冷手段は送風機及びその電源を、間接水冷手段は水を循
環させるポンプ及びその電源を各々必要とし、そのた
め、両者共冷却装置が大掛かりになり、装置が大規模に
なるわりには望ましい冷却効率が得られず、加えて施工
場所が限定されてしまうという問題点がある。

そこで、本考案は上記事情を考慮してなされたもの
で、その目的とするところは、大サイズ導体でも効率よ
く導体の溶接接続を可能とすると共に、駆動源等を不要
としたケーブル導体溶接用ヒートパイプ式冷却治具を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本考案にあっては、凹
面形状の内面を形成し、内部に作動液が密封された流路
を有する蒸発部と、この蒸発部の外面と流路を通して密
封接続された断熱部と、上記蒸発部の反対端に形成され
た凝縮部とを設けたことを特徴とする。

〔作用〕

上記の構成を有する本考案においては、導体を溶接接
続すべく加熱すると、導体の温度が上昇する。導体に密
着して取付けられた冷却治具の蒸発部が熱せられて同治
具の内部の作動流体が蒸発して圧力の低い断熱部から凝
縮部へと移動する。凝縮部においてこれと接している外
気によって冷やされると、この蒸気は凝縮液化して、一
種のボトムヒートとして下方の蒸発部に落下する。その
後、上記と同様のサイクルを繰り返して導体を必要温度
に冷却する。これによって、導体に被覆した絶縁体の過
熱が防止され熱劣化を生じさせない。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。第
１図に本考案の一実施例によるヒートパイプ式冷却治具
を示す。同図に示すように、冷却治具１はヒートパイプ
機能により、溶接接続すべく導体の必要部分を冷却す
る。冷却治具１は二つ割り構造とし、各々蒸発部11,中
間断熱部12及び凝縮部13により形成されている。蒸発部
11は半円弧状に形成されその内部に作動液が密封された
流路を有し、そして径方向両端部には外側に放射状に延
びる取付フランジ11aが設けられ、このフランジ11aの長
手方向に所定間隔をおいて取付孔11bが穿設され、第１
図に示すように二つの蒸発部11の径方向両端部を突合わ
せた後に、各フランジ11aの取付孔11bにボルト15を通し
てナット16で締め付けることにより、蒸発部11が一体化
して円筒状になるようにしている。

中間断熱部12は蒸発部11の外面と流路を通して密封接
続され、外部との熱授受を可及的に少なくするため、熱
伝導率の低い材料からなっている。凝縮部13は中空パイ
プ部分からなり、蒸発部11の反対端に形成されると共
に、フィン14が取付けられて放熱面積を大きくしてい
る。ここで、凝縮部13は第１図に示すように折曲部分を
有していても直線状であってもよい。そして、蒸発部11
及び凝縮部13は外部との熱授受を良好にするために熱伝
導率の高い材料からなっている。作動液としては目的と
する温度で蒸発及び凝縮する水等の凝縮性流体を用いる
ことができる。

また、溶接すべき電力ケーブル２は、例えば第３図に
示すように銅素線を撚合せた導体21と、この導体21に被
覆された絶縁体22と、この絶縁体22の外周に設けられた
シース23とからなる。

次に、本実施例の作用を説明する。

２つの電力ケーブル2,2を溶接しようとする場合に
は、第３図に示すようにシース23及び絶縁体22を順次取
除いて導体21を一定長露出し、二つ割りした冷却治具１
の蒸発部11を絶縁体22の近傍における導体21に密着させ
る。即ち、二つの蒸発部11の径方向両端部を突合わせた
後に、各フランジ11aの取付孔11bにボルト15を通してナ
ット16で締め付けることにより、蒸発部11を一体化し、
導体21に密着させて取付ける。

次いで、導体21を溶接接続すべくその溶接部21aを加
熱すると、導体21の温度上昇に伴って、導体21の熱伝導
によって導体21に密着して取付けられた冷却治具１の蒸
発部11が熱せられて治具１の内部の作動流体が蒸発して
圧力の低い断熱部12から凝縮部13へと移動する。そし
て、この凝縮部13においてフィン14と接している外気に
よって冷やされると、この蒸気は凝縮液化して、一種の
ボトムヒートとして下方の蒸発部11に落下する。その
後、上記と同様のサイクルを繰り返して導体21を必要温
度に冷却する。これによって、導体21に被覆した絶縁体
22の過熱が防止されると共に、熱劣化を生じることがな
くなる。

ここで、作動流体が蒸発及び凝縮を行って循環流動し
ている間において、中間断熱部12においては、外部との
熱授受が生じないので、作動流体の蒸発や凝縮が起き
ず、従って入熱のほぼ全量が凝縮部13に運ばれ、且つ蒸
発部11に対しては作動液が充分還流する。

尚、本考案は上記実施例に限らず種々の変更が可能で
ある。例えば上記実施例では二つ割りした冷却治具１の
蒸発部11を導体21に取付ける場合に各フランジ11aの取
付孔11bにボルト15を通してナット16で締め付けること
により固定したが、これに限らず例えばトグル継手を蒸
発部11に設けるようにすれば、導体21への着脱が容易に
なり、作業性が大幅に向上する。

また、上記実施例において蒸発部11の導体21と接触す
る内面形状は平滑な円弧面でも、導体を表面形状に合致
させて凹凸を形成したものでもよく、要するに蒸発部11
の内面を凹面形状に形成したものであればよい。

さらに、上記実施例において冷却治具１の取付位置は
絶縁体の熱劣化を防止するために、導体上の絶縁体に可
及的に近接していることが望ましい。

さらにまた、上記実施例において冷却治具１は気液分
離用のバッファ等を設けるようにしてもよい。そして、
冷却治具１の内部に毛細管圧力を生じさせるウィックを
設ければ、凝縮部13を水平方向に配置することができ
る。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、凹面形状の内
面を形成し、内部に作動液が密封された流路を有する蒸
発部と、この蒸発部の外面と流路を通して密封接続され
た断熱部と、上記蒸発部の反対端に形成された凝縮部と
を設けたので、冷却能力を任意に設計でき、冷却効率が
向上する。また、完全密閉構造からなっているため、従
来の冷却手段のように漏れによる障害が生じることがな
く、溶接作業の安全性を維持できる。加えて、エア，水
排出がないため、施工場所が限定されることなく、いか
なる場所でも電力ケーブルの溶接施工が可能となる。

さらに、駆動源や電源等が不要になるので、冷却手段
の軽量、コンパクト化が図られるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るケーブル導体溶接用ヒートパイプ
式冷却治具の一実施例を示す分解斜視図、 第２図は同実施例のヒートパイプ式冷却治具の正面図、 第３図は同実施例のヒートパイプ式冷却治具の導体への
取付状態を示す側面図である。 １……ヒートパイプ式冷却治具、２……電力ケーブル、
11……蒸発部、12……中間断熱部、13……凝縮部、21…
…導体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】凹面形状の内面を形成し、内部に作動液が
   密封された流路を有する蒸発部と、この蒸発部の外面と
   流路を通して密封接続された断熱部と、上記蒸発部の反
   対端に形成された凝縮部とを設けたことを特徴とするケ
   ーブル導体溶接用ヒートパイプ式冷却治具。