JPH09510573A - ケーブル用除氷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ケーブルの除氷を行う除氷装置を開示する。除氷装置はケーブルに結合され、かつ同ケーブルに沿って螺旋状に巻かれた一対の導電ワイヤを有する。対をなす２本の導電ワイヤは一端が同ワイヤ内に電磁パルスを形成するパルス発生装置にそれぞれ接続され、かつ他端が互いに結合されている。ワイヤ内に電磁パルスが伝搬された際、２本のワイヤ間には斥力が形成され、同斥力はワイヤを振動させ、かつケーブル上に付着した氷を破壊する。

Description

【発明の詳細な説明】 ケーブル用除氷装置 発明の背景 ａ）発明の分野 本発明は改良型除氷装置、より詳細にはケーブル用自動除氷装置に関する。 ｂ）関連技術の簡単な説明 米国特許第４，６９０，３５３号（ハスリム他）は表面上の全ての個体を除去 する電気的排除分離システム（Electro-expulsive separation system）を開示 している。同システムは折り曲げられ、かつ弾性材料内に埋め込まれ、さらには 表面上に設置された１つ以上のオーバーラップ・コンダクタからなる。更に、シ ステムは大きな電流パルスを形成する蓄電ユニットを有する。電流パルスはコン ダクタ内を伝搬され、かつ各コンダクタの複数の折曲げ部分の間に斥力を形成す る。斥力は複数の折曲げ部分を互いに離間させ、かつ弾性材料を膨張させる。こ れは弾性材料表面上の全ての個体を除去する傾向にある。 米国特許第５，１４３，３２５号（ズィーブ他）は航空機または他の物体の表 面から氷等の汚染物質を除去する電磁斥力システムを開示している。斥力システ ムは航空機表面及び外側シート間に配置された複数の比較的薄く、かつ平坦なコ イルからなる。コイルを通じて上昇電流（Rising current）を加えることにより 、コイル及び航空機表面の間に斥力が形成され、同斥力は外側シートから氷を除 去する。 米国特許第３，８３５，２６９号（レビン他）はワイヤ表面の除氷を行う除氷 装置を開示している。同装置はワイヤに隣接して配置された電磁パルス発生器か らなる。電磁パルスは装置及びワイヤ間に斥力を形成する。電磁パルス発生器は 除氷するワイヤに沿って装置を搬送するために可動式搬送車両に固定された支持 体上に固定されている。 更に、米国特許第４，１９０，１３７号（シマダ他）はトロリ線の除氷を行う 装置を開示している。同装置はトロリ線に接続されたスルータイプ電流変成器か らなる。電流編成器はトロリ線に沿って氷を溶融するジュール熱を形成する。 また、米国特許第４，２１２，３７８号（ロバット）は電力ケーブルの除氷を 行う装置を開示している。同装置はケーブルに沿ってローリングすべく取付けら れた車輪付きドーリー（wheeled dolly）からなる。ドーリーは風によって揺動 され、かつケーブル上に形成された氷を解離させるケーブルの捻れを形成すべく 不均一な重量を有する。 発明の概要 本発明の目的は設置及び取扱いが容易であり、かつ全自動運転が可能なケーブ ル用除氷装置を提供することにある。 本発明の目的は本発明のケーブル用除氷装置によって実現される。除氷装置は ケーブルに結合され、かつ同ケーブルに沿って螺旋状に巻かれた少なくとも一対 の導電ワイヤと、各対をなす２本の導電ワイヤは互いに電気的に絶縁され、かつ 一端がそれぞれ互いに結合されていることと、導電ワイヤ内に電磁パルスを形成 すべく各対の導電ワイヤに接続されたパルス発生手段とを有し、電磁パルスが形 成され、かつ導電ワイヤ内を伝搬された際に各対をなす２本の導電ワイヤ間に斥 力を形成し、同斥力は導電ワイヤを振動させ、かつケーブル上に付着した氷を破 壊する。 各対をなす２本の導電ワイヤは互いに隣接して配置することが好ましい。更に 、除氷装置はケーブル上の氷を検出し、かつ氷が検出された際に警告信号を送信 する検出手段と、警告信号が送信された際にパルス発生手段を駆動する駆動手段 とを有し得る。 図面の簡単な説明 本発明の目的等の実現の完全な理解を得るべく、本発明の好ましい実施の形態 を添付図面に基づいて以下に詳述する。 図１はケーブル上に設置された本発明の第１の実施の形態に基づく除氷装置の 側面図である。 図２は図１のII−II線における横断面図である。 図３は本発明の第２の実施の形態に基づく除氷装置の側面図である。 図４は図３のIV−IV線における横断面図である。 以下の説明及び添付図面において、同一符合は同一部材を示す。 好ましい実施の形態の説明 図１はケーブル３上に設置された本発明の第１の実施の形態に基づく除氷装置 １を示す。除氷装置１は任意のケーブル上へ設置し得る。しかし、同除氷装置１ は同軸ケーブル、ストランデッド・ケーブル（Stranded cable）、ワイヤ・ケー ブル、電力ケーブル、被覆付きケーブル（Sheathed cable）及び強化ケーブルの うちのいづれか１つに代表される電気ケーブル上へ設置することが好ましい。 少なくとも一対の導電ワイヤ５が電気ケーブル３に沿って螺旋状に巻かれてい る。この際、各対をなす２本の導電ワイヤ５は図２に示すように互いに隣接して 配置される。更に、各対のワイヤ５はケーブル３の周囲へ左右対称に配置するこ とが好ましい。導電ワイヤ５は銅ワイヤまたはアルミニウム・ワイヤ等から形成 し得る。ケーブル３の周囲における導電ワイヤ５の適切な巻付けを維持すべく絶 縁リング（図示略）または類似する手段を使用し得る。 パルス発生手段７とともに閉鎖回路を形成すべく、対をなす２本の導電ワイヤ ５の一端はパルス発生手段７にそれぞれ接続され、さらに他方の自由端は互いに 結合されている。 ケーブル３及び導電ワイヤ５間の干渉を回避すべく、導電ワイヤ５をケーブル ３から電気的に絶縁することが好ましい。このような絶縁は導電ワイヤ５を絶縁 材料で被覆することにより達成し得る。図２は導電ワイヤ５を被覆する絶縁体被 覆材（Insulator sheathing）１５を示す。 パルス発生手段７は必要に応じて１つの電気的衝撃（Electrical impulsion） ま たは一連の複数の電気的衝撃を形成し得る。電気的衝撃は電圧、電流及び継続時 間の３つのパラメータによって特徴づけられる。パルス発生手段７を調整するこ とにより、これら３つのパラメータの各値を変更し得る。 パルス発生手段７は更に高い効果を実現すべく、導電ワイヤ５が形成する内部 インピーダンスに類似する内部インピーダンスを有する。パルス発生手段７は電 磁パルス発生装置（Electromagnetic pulse generator）であることが好ましい 。 電気的衝撃は各対の一方の導電ワイヤ５内を伝搬される。ワイヤ５内を電気的 衝撃が伝搬された際、斥力が対をなす２本の導電ワイヤ５間に形成される。斥力 はワイヤ５を振動させ、同振動はケーブル３を被覆する氷を破壊する。 例えば、３ミリメートルの氷によって被覆された１メートルのケーブルの除氷 を行うために、パルス発生装置７は１００ジュールのエネルギーに対応する６０ ボルトの電圧と、３０００アンペアの電流と、１００ミリ秒未満の継続時間とを 有する１つの電気的衝撃を形成し得る。 検出手段９はケーブル３上における氷の存在の検出に使用できる。検出手段９ は氷表示装置（Ice indicator）であり得る。しかし、同検出手段９はローズマ ウント社（Rosemount Inc.）が開発した“ローズマウント氷検出装置（Rosemoun t Ice Detector）”等の自動氷検出装置が好ましい。検出手段９は氷の検出後、 警告信号を送信する。 検出手段９が送信した警告信号は駆動手段１１が受信する。駆動手段１１を検 出手段９に対して物理的に接続するか、または遠隔アクチュエータ（Remote act uator）から形成し得る。駆動手段１１は警告信号の受信後、電気的衝撃を形成 すべくパルス発生手段７を駆動する。 また、必要に応じてパルス発生手段７を手動で作動させることにより、除氷装 置１を手動モードで使用し得る。 図３及び図４に示す本発明の第２の実施の形態において、除氷装置１はストラ ンデッド・ケーブル３上に設置されている。本実施の形態において、各対の導電 ワイヤ５は図４に示すようにケーブル３の少なくとも２本の撚り線と置換されて いる。各導電ワイヤ５は絶縁手段によって被覆されている。絶縁手段は導電ワイ ヤ５及びケーブル３の間の全ての干渉を回避すべく絶縁体被覆材１５であること が好ましい。 あらゆる実施の形態において、ケーブル３及び巻かれた導電ワイヤ５を図４に 示すように更に保護被覆材１３で被覆し得る。 本発明の除氷装置は設置が容易であり、かつ全自動で動作するうえ、ケーブル の除氷に必要な通常の操作を軽減する。更に、除氷装置はケーブル内における伝 搬には全く影響を及ぼすことがない。 以上、本発明を好ましい実施の形態に基づいて詳述したが、本発明の請求の範 囲内における実施の形態の全ての変更は本発明の性質及び範囲を変更するもので はない。

【手続補正書】特許法第１８４条の７第１項 【提出日】１９９５年８月３１日 【補正内容】 １．導電材料からなる複数の螺旋状に巻かれた撚り線を含むケーブル（３）のた めの除氷装置（１）であって、 少なくとも一対の導電ワイヤ（５）と、前記少なくとも一対の導電ワイヤの一 端はそれぞれ互いに結合されていることと、 前記導電ワイヤ内に電磁パルスを形成すべく前記少なくとも一対の導電ワイヤ （５）の他端にそれぞれ接続されたパルス発生手段（７）と を有する除氷装置（１）において、 前記少なくとも一対の導電ワイヤ（５）はケーブル（３）内の少なくとも２本 の撚り線と置換されていることと、 前記装置はケーブルの残りの撚り線を前記少なくとも一対の導電ワイヤ（５） の各対をなす導電ワイヤから電気的に絶縁すべく絶縁手段（１５）を有すること を含み、前記パルス発生手段（７）が電磁パルスを形成した際に同パルスは前記 少なくとも一対の導電ワイヤ（５）内を伝搬され、さらには各対をなす複数の導 電ワイヤ間に斥力を形成し、同斥力は導電ワイヤを振動させ、かつケーブル上に 付着した氷を破壊する除氷装置。 ２．前記ケーブル（３）上の氷を検出し、かつ同氷が検出された際に警告信号を 送信する検出手段（９）を有する請求項１に記載の除氷装置。 ３．前記警告信号が送信された際にパルス発生手段（７）を駆動する駆動手段（ １１）を有する請求項２に記載の除氷装置。 ４．前記絶縁手段（１５）は前記少なくとも一対の各導電ワイヤ（５）に沿って 巻き付けられている請求項１乃至３のいづれか一項に記載の除氷装置。 ５．前記少なくとも一対の導電ワイヤ（５）のうちの１つを有する請求項４に記 載の除氷装置。 ６．前記撚り線及び導電ワイヤ（５）を被覆する保護被覆材（１３）を有する請 求項５に記載の除氷装置。 【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年１０月１３日 【補正内容】 ケーブル用除氷装置 発明の背景 ａ）発明の分野 本発明は改良型除氷装置、より詳細にはケーブル用自動除氷装置に関する。 ｂ）関連技術の簡単な説明 米国特許第４，６９０，３５３号（ハスリム他）は表面上の全ての個体を除去 する電気的排除分離システム（Electro-expulsive separation system）を開示 している。同システムは折り曲げられ、かつ弾性材料内に埋め込まれ、さらには 表面上に設置された１つ以上のオーバーラップ・コンダクタからなる。更に、シ ステムは大きな電流パルスを形成する蓄電ユニットを有する。電流パルスはコン ダクタ内を伝搬され、かつ各コンダクタの複数の折曲げ部分の間に斥力を形成す る。斥力は複数の折曲げ部分を互いに離間させ、かつ弾性材料を膨張させる。こ れは弾性材料表面上の全ての個体を除去する傾向にある。 米国特許第５，１４３，３２５号（ズィーブ他）は航空機または他の物体の表 面から氷等の汚染物質を除去する電磁斥力システムを開示している。斥力システ ムは航空機表面及び外側シート間に配置された複数の比較的薄く、かっ平坦なコ イルからなる。コイルを通じて上昇電流（Rising current）を加えることにより 、コイル及び航空機表面の間に斥力が形成され、同斥力は外側シートから氷を除 去する。 米国特許第３，８３５，２６９号（レビン他）はワイヤ表面の除氷を行う除氷 装置を開示している。同装置はワイヤに隣接して配置された電磁パルス発生器か らなる。電磁パルスは装置及びワイヤ間に斥力を形成する。電磁パルス発生器は 除氷するワイヤに沿って装置を搬送するために可動式搬送車両に固定された支持 体上に固定されている。 更に、米国特許第４，１９０，１３７号（シマダ他）はトロリ線の除氷を行う 装置を開示している。同装置はトロリ線に接続されたスルータイプ電流変成器か らなる。電流編成器はトロリ線に沿って氷を溶融するジユール熱を形成する。 また、米国特許第４，２１２，３７８号（ロバット）は電力ケーブルの除氷を 行う装置を開示している。同装置はケーブルに沿ってローリングすべく取付けら れた車輪付きドーリー（wheeled dolly）からなる。ドーリーは風によって揺動 され、かつケーブル上に形成された氷を解離させるケーブルの捻れを形成すべく 不均一な重量を有する。 １９８９年７月に発行された“送電に関するＩＥＥ会報”第４刊第３号の１８ ５５〜１８６１頁に記載されているロバート・アイ．エグバート他による“電力 線の除氷方法に関する調査報告”と称される文献はケーブルの短い距離を除氷す る装置を開示している。同装置はケーブルの外周上に螺旋状に巻付けられた一対 の銅リボン・ワイヤを含む。対をなす２本のワイヤは互いに電気的に絶縁され、 かつ一端において互いに直列に接続されている。パルス発生手段は約５００ボル トの電磁パルスをワイヤ内に形成すべく対をなす２本のワイヤの他端へそれぞれ 接続されている。各パルスはワイヤ間に斥力を形成し、かつケーブル及びワイヤ を被覆する１２ｍｍの氷を破壊した。更に、同文献は装置がケーブル上の氷を検 出し、かつ同氷が検出された際に警告信号を送信する検出手段を有し得ることを 開示している。しかし、同文献の末尾において、著者は実用的な長さの除氷を行 うために高電圧を必要とするため、このような装置が非実用的であることを結論 づけている。更に、銅リボン・ワイヤをケーブルに対して非常にきつく巻付ける 必要がある。これは同発明の最も大きな問題点といえる。 発明の概要 本発明の目的は設置及び取扱いが容易であり、かつ全自動運転が可能なケーブ ル用除氷装置を提供することにある。 本発明の目的は本発明のケーブル用除氷装置によって実現される。除氷装置は ケーブルの少なくとも２本の撚り線と置換された少なくとも一対の導電ワイヤと 、 各対をなす２本の導電ワイヤは互いに電気的に絶縁され、かつ一端が互いに結合 されていることと、導電ワイヤ内に電磁パルスを形成するために各対の導電ワイ ヤの他端にそれぞれ接続されたパルス発生手段とを有し、電磁パルスが形成され 、かっ導電ワイヤ内を伝搬された際に各対をなす２本の導電ワイヤ間に斥力を形 成し、同斥力は導電ワイヤを振動させ、かつケーブル上に付着した氷を破壊する 。 各対をなす２本の導電ワイヤは互いに隣接して配置することが好ましい。更に 、除氷装置はケーブル上の氷を検出し、かつ氷が検出された際に警告信号を送信 する検出手段と、警告信号が送信された際にパルス発生手段を駆動する駆動手段 とを有し得る。 図面の簡単な説明 本発明の目的等の実現の完全な理解を得るべく、本発明の好ましい実施の形態 を添付図面に基づいて以下に詳述する。 図１は本発明に基づく除氷装置の側面図である。 図２は図１のII−II線における横断面図である。 以下の説明及び添付図面において、同一符合は同一部材を示す。 好ましい実施の形態の説明 図１はケーブル３上に設置された本発明の好ましい実施の形態に基づく除氷装 置１を示す。 除氷装置１はストランデッド・ケーブル（Stranded cable）３上へ設置され、 かつ少なくとも一対の導電ワイヤ５を有する。図２に示すように、各対の導電ワ イヤもはケーブル３内の少なくとも２本の撚り線と置換されている。各導電ワイ ヤ５は導電ワイヤ５及びケーブル間の全ての干渉を回避すべく絶縁手段によって 被覆されている。絶縁手段は絶縁体被覆材（Insulator sheathing）１５である ことが好ましい。 図２に示すように、ケーブル３及び巻かれた導電ワイヤ５は更に保護被覆材１ ３で被覆し得る。 パルス発生手段７とともに閉鎖回路を形成すべく、対をなす２本の導電ワイヤ ５の一端はパルス発生手段７にそれぞれ接続され、さらに他方の自由端は互いに 結合されている。 バルス発生手段７は必要に応じて１つの電気的衝撃（Electrical impulsion） または一連の複数の電気的衝撃を形成し得る。電気的衝撃は電圧、電流及び継続 時間の３つのパラメータによって特徴づけられる。パルス発生手段７を調整する ことにより、これら３つのパラメータの各値を変更し得る。 パルス発生手段７は更に高い効果を実現すべく、導電ワイヤ５が形成する内部 インピーダンスに類似する内部インピーダンスを有する。パルス発生手段７は電 磁パルス発生装置（Electromagnetic pulse generator）であることが好ましい 。 電気的衝撃は各対の一方の導電ワイヤ５内を伝搬される。ワイヤ５内を電気的 衝撃が伝搬された際、斥力が対をなす２本の導電ワイヤ５間に形成される。斥力 はワイヤ５を振動させ、同振動はケーブル３を被覆する氷を破壊する。 例えば、３ミリメートルの氷によって被覆された１メートルのケーブルの除氷 を行うために、パルス発生装置７は１００ジュールのエネルギーに対応する６０ ボルトの電圧と、３０００アンペアの電流と、１００ミリ秒未満の継続時間とを 有する１つの電気的衝撃を形成し得る。 検出手段９はケーブル３上における氷の存在の検出に使用できる。検出手段９ は氷表示装置（Ice indicator）であり得る。しかし、同検出手段９はローズマ ウント社（Rosemount Inc.）が開発した“ローズマウント氷検出装置（Rosemoun t Ice Detector）”等の自動氷検出装置が好ましい。検出手段９は氷の検出後、 警告信号を送信する。 検出手段９が送信した警告信号は駆動手段１１が受信する。駆動手段１１を検 出手段９に対して物理的に接続するか、または遠隔アクチュエータ（Remote act uator）から形成し得る。駆動手段１１は警告信号の受信後、電気的衝撃を形成 すべくパルス発生手段７を駆動する。 また、必要に応じてパルス発生手段７を手動で作動させることにより、除氷装 置１を手動モードで使用し得る。 本発明の除氷装置は設置が容易であり、かつ全自動で動作するうえ、ケーブル の除氷に必要な通常の操作を軽減する。更に、除氷装置はケーブル内における伝 搬には全く影響を及ぼすことがない。 以上、本発明を好ましい実施の形態に基づいて詳述したが、本発明の請求の範 囲内における本実施の形態の全ての変更は本発明の性質及び範囲を変更するもの ではない。 【図１】 【図２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ， ＶＮ (72)発明者 ファーザネ、マスー カナダ国 Ｇ７Ｈ ３Ｐ６ ケベック州 シクーティミ ペール シャンパーニャ 868

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．導電材料からなる複数の螺旋状に巻かれた撚り線を含むケーブルのための除 氷装置であって、 前記ケーブル内の少なくとも２本の撚り線と置換した少なくとも一対の導電ワ イヤと、前記対をなす各導電ワイヤの一端はそれぞれ互いに結合されていること と、 前記少なくとも一対の導電ワイヤから撚り線を電気的に絶縁する絶縁手段と、 導電ワイヤ内において電磁パルスを形成すべく前記少なくとも一対の導電ワイ ヤの他端にそれぞれ接続されたパルス発生手段と を有し、前記パルス発生手段が電磁パルスを形成した際に同パルスは前記少なく とも一対の導電ワイヤ内を伝搬され、さらには各対をなす複数の導電ワイヤ間に 斥力を形成し、同斥力はワイヤを振動させ、かつケーブル上に付着した氷を破壊 する除氷装置。 ２．前記ケーブル上の氷を検出し、かつ同氷が検出された際に警告信号を送信す る検出手段を有する請求項１に記載の除氷装置。 ３．前記警告信号が送信された際にパルス発生手段を駆動する駆動手段を有する 請求項２に記載の除氷装置。 ４．前記絶縁手段は前記少なくとも一対の各導電ワイヤに沿って巻き付けられて いる請求項１に記載の除氷装置。 ５．前記少なくとも一対の導電ワイヤのうちの１つを有する請求項４に記載の除 氷装置。 ６．前記撚り線及び導電ワイヤを被覆する保護被覆材を有する請求項５に記載の 除氷装置。