JPS631007B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は蒸発冷却型の電力ケーブル線路に関す
るものである。

冷媒をケーブル長さ方向に移動させる冷却方式
（たとえば内部油冷式）においては、ケーブルの
長さ方向に温度こう配が生じ、ケーブル終端側の
温度で電流容量が制限される場合が多い。

そこで、冷媒をケーブル長さ方向に移動させな
い蒸発冷却方式が提案されている。

その一つに、水の入つた管内にケーブルを入
れ、真空引きにより管内を飽和蒸気圧以下に保つ
て水を蒸発させ、その潜熱を利用してケーブルを
冷却するものがある（特公昭48−27998号）。この
場合は、蒸発する水と等量の水が外部に放出され
る。水以外の毒性を持つ冷媒は、そのまま大気中
に放出することはできず、回収装置が必要にな
る。また真空ポンプをケーブル布設ルートに沿つ
て適宜配置する必要もある。

本発明は、管内を密閉して冷媒を外部に放出せ
ず、しかも冷媒の蒸発を継続して行なうことがで
きるようにしたものである。

発明の構成 「第１図」に原理的に示すように、 (1) 気密管１０内に蒸発性の冷媒が、液化冷媒１
６と冷媒ガス１６０とが共存する気液２相の状
態で入つていること、 (2) 気密管１０内にケーブル１８が引き入れら
れ、常時液化冷媒１６にひたつていること、 (3) 冷媒ガス１６０中には冷却管２２が配置さ
れ、その中に冷媒２６が循環していること、 が特徴である。

ケーブル１８に電流が流れていないとき、冷媒
ガス１６０は飽和状態にあつて、液化冷媒１６は
蒸発しない。電流が流れてケーブル１８が発熱す
ると、それに接している冷媒１６が蒸発し、ケー
ブルの熱をうばう。

ここでもし冷却管２２が無かつたとすると、冷
媒ガス１６０の圧力が上昇し、冷媒１６の蒸発は
止つてしまう。

しかし実際は、冷媒ガス１６０は冷却管２２の
表面で凝縮して滴下する。蒸発する冷媒と等しい
かあるいはそれ以上の量が凝縮するようにすれば
冷媒１６の蒸発（ケーブルの冷却）を続行させる
ことができる。

冷媒ガス１６０の凝縮熱は冷媒２６によつて気
密管１０の外に運び出される。

気密管１０は使用する冷媒の圧力に耐える程度
の鋼管でよい。

冷媒としては、Ｒ−11、Ｒ−12、Ｒ−114など
の低温で蒸発性の高いフロン冷媒を使用する。水
も使うことができる。これらは、気密管１０内に
ケーブル１８を布設し、真空引きした後に入れら
れる。冷媒１６は、ケーブル長さ方向には移動し
ない。

冷却管２２内に流す冷媒２６には水を使う。た
だし蒸発性液化冷媒を使つて、管２２の表面をよ
り低温に保つようにしてもよい。

実施例 「第２、第３図」のように、気密管１０の外側
に断熱層１２を設ける。また、内側にウイツク１
４の層を設けると、ケーブルルートに高低差のあ
る場合、ウイツク１４の毛細管作用によつて高位
のところまで冷媒１６を上げることができる。

ケーブル１８の外側にもウイツク２０の層を設
けると、ケーブル表面を常に湿つた状態に保つこ
とができる。上記のように布設ルートに高低差の
ある場合、特に効果がある。

また、ケーブルシース１９の表面に「第４図」
のように、くぼみ２１を設けて表面積を増加させ
るとともに、液だめを作り、沸騰熱の伝達の促進
を図るようにしてもよい。その形は、ケーブルの
長さ方向や円周方向のみぞ状、それらの組合せ、
または単独の穴など、任意である。

冷却管２２は、たとえば各ケーブル１８の真上
に配置する。この本数は必要に応じて増やすこと
ができる。管２２に、必要に応じてフイン２４を
設ける。

「第２図」の２８は冷媒２６を循環させるため
のポンプ、３０は熱交換器、３２は冷却塔であ
り、上記系統を通して冷媒２６が循環される。冷
媒２６は管２２内を進むにつれて温度が上昇す
る。それがある程度以上になると、冷媒ガスを凝
縮させる作用が落ちる。ただし、基本的には気液
２相系であるので、凝縮温度が上昇した冷却終端
部では、冷媒ガスの圧力が冷却始端部より高くな
るため、冷媒ガスは冷却始端部側に流れて、一定
温度を維持しようとする。

しかし、更にケーブルルートが長尺の場合は、
「第２図」のようにケーブルルートを適当長さご
とに区切つて、冷媒２６を循環させるようにす
る。

ケーブル１８に発生した熱は、冷媒１６〜冷媒
ガス１６０〜冷却管２２と、ケーブル長さ方向と
直角の方向に流れ、冷媒２６によつて気密管１０
の外に運ばれ、冷却塔３２から放出される。上記
のように冷却管２２をケーブル１８の真上に設け
ているので、凝縮した冷媒がケーブル上に滴下
し、冷却効果を一段と高める。

ケーブル布設ルートに著しい高低差のある場合
は、「第５図」のように隔壁３４を設け、高位の
区間にも適量の液化冷媒１６がたまるようにす
る。

効 果 (1) 冷媒が気液２層状態で気密管１０内に入つて
いるので、圧力、温度ともケーブル長さ方向に
差が生じない。したがつて長尺ケーブルの冷却
に適する。

(2) 冷媒が気密管１０の外に放出されないので、
消耗がない。冷却効果の高い冷媒を選んで使え
る。

(3) 上記のように冷却管２２内の冷媒２６に、長
さ方向の温度こう配ができても気密管内の蒸発
性冷媒には、それほど温度こう配が生じない
し、内冷式のようにケーブル導体内に直接冷媒
を流す場合に比べると非常に小さい。だから長
区間にわたつて高い冷却効果を維持できる。

さらに冷却管２２の本数を増やして冷却効果
をより高めることも容易にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理的説明図、第２図は本発
明実施例の概略説明図、第３図はその−の拡
大断面図、第４図はシースにくぼみを設けること
の説明図、第５図は高低差の著しい場合の説明
図。 １０：気密管、１６：液化冷媒、１６０：冷媒
ガス、１８：ケーブル、２２：冷却管、２６：冷
媒。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 蒸発性冷媒が気液２相状態で入つている気密
   管内に、ケーブルが引き入れられ、かつ常時液状
   の冷媒にひたつているとともに、 気相の冷媒ガス中には冷却管が配置され、その
   中を冷媒が循環していることを特徴とする蒸発冷
   却型電力ケーブル線路。