Destilación criogénica que comprende un panel aislante al vacío.

Una instalación de destilación criogénica que comprende:

. por lo menos un elemento del equipo

(2) que se va a aislar térmicamente, siendo dicho elemento una unidad de destilación de aire,

. una estructura (1) para contener dicho por lo menos un elemento del equipo,

. un aislante (3, 13) principal contenido en la estructura, aislante principal que es un aislante de perlita sólida; y

. asociado con este aislante principal, un aislante (5) secundario de menor conductividad térmica que el aislante principal,

en la que el aislante secundario está en la forma de por lo menos un panel aislante al vacío y

(a) el aislante (5) secundario está colocado sobre una envoltura externa de la estructura (1), pero no está en contacto con ningún equipo, estando el espacio entre la estructura y cualquier equipo lleno del aislante principal o

(b) el aislante (5) secundario está colocado sobre una envoltura interna de la estructura (1), pero no está en contacto con ningún equipo, estando el espacio entre el aislante secundario y cualquier equipo lleno del aislante principal o

(c) el aislante (5) secundario está colocado entre el equipo y la estructura pero no está en contacto con ninguno de ellos, estando el espacio entre el aislante secundario y el equipo y el espacio entre el aislante secundario y la estructura llenos del aislante principal.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2007/055980.

Solicitante: L'AIR LIQUIDE, SOCIETE ANONYME POUR L'ETUDE ET L'EXPLOITATION DES PROCEDES GEORGES CLAUDE.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 75, QUAI D'ORSAY 75007 PARIS FRANCIA.

Inventor/es: TRANIER, JEAN-PIERRE, CLODIC, DENIS, DELCORSO,FABRICE, ZICK,GOLO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > REFRIGERACION O ENFRIAMIENTO; SISTEMAS COMBINADOS... > LICUEFACCION, SOLIDIFICACION O SEPARACION DE GASES... > Procedimientos o aparatos para separar los constituyentes... > F25J3/04 (para aire)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > TUBERIAS O TUBOS; EMPALMES U OTROS ACCESORIOS PARA... > Aislamiento térmico en general (aislamiento térmico... > F16L59/14 (Dispositivos para el aislamiento de los tubos o de las tuberías (F16L 59/02 - F16L 59/12 tienen prioridad))

PDF original: ES-2523190_T3.pdf

 

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Ilustración 1 de Destilación criogénica que comprende un panel aislante al vacío.
Ilustración 2 de Destilación criogénica que comprende un panel aislante al vacío.
Ilustración 3 de Destilación criogénica que comprende un panel aislante al vacío.
Ilustración 4 de Destilación criogénica que comprende un panel aislante al vacío.
Destilación criogénica que comprende un panel aislante al vacío.

Fragmento de la descripción:

Destilación criogénica que comprende un panel aislante al vacío

El objetivo de la invención es optimizar el aislamiento térmico de equipo criogénico, por el uso de varias tecnologías de aislamiento sobre el(los) mismo(s) elemento(s) del equipo o sobre el mismo conjunto del equipo.

Para aplicaciones criogénicas, la tecnología de aislamiento que ofrece actualmente la mejor garantía es a menudo la caja fría, como se describe en "Tieftemperaturtechnik [Cryogenics]", 1985, páginas 49-495.

Una caja fría es una estructura (que es generalmente un paralelepípedo) que contiene el equipo que se va a aislar y está llena de un aislante, generalmente en forma de polvo (uno de los aislantes más frecuentemente usados en criogenia es perlita). Este aislante generalmente llena todo el espacio entre los elementos del equipo y todo el espacio entre el equipo y la estructura.

Las principales funciones de la estructura son:

soportar el aislante; y

soportar parcialmente el equipo.

Las principales funciones del aislante son:

limitar las pérdidas de calor entre los elementos del equipo y el exterior; y

limitar el intercambio de calor entre los elementos del equipo.

Cuando se diseña una caja fría, la tecnología de aislamiento escogida es un compromiso entre varias restricciones:

seguridad (compatibilidad del aislante con los productos que se van a aislar, etc.) y el medio ambiente (toxicidad del aislante, fin de la vida útil, reciclado, etc.);

la ausencia o ligera presencia de escarcha, que puede acelerar el desgaste del equipo y presentar problemas de seguridad;

accesibilidad al equipo;

coste de la inversión, y

pérdida de energía, dividida en:

pérdida de calor especificada al exterior

intercambio de calor especificado entre los distintos elementos del equipo en la caja.

Una de las ventajas de una caja fría es que aísla un conjunto de equipo en general (dentro del contexto de esta patente, el término "equipo" incluye todos los elementos que se van a aislar, incluyendo cualquier conducción) en lugar de tener que aislar los elementos del equipo uno por uno, efectuando por consiguiente un ahorro substancial de tiempo y trabajo con respecto al coste de inversión.

Entre los inconvenientes, se pueden citar los siguientes:

la necesidad de construir una estructura externa para soportar y contener el aislante. Esta estructura es particularmente voluminosa y cara. Su coste es, hasta cierto punto, proporcional a su volumen, dependiendo este último en particular de:

el tamaño del equipo,

el espacio requerido para acomodar el equipo y. el grosor necesario del aislamiento;

la accesibilidad del equipo, que está restringida en funcionamiento (en particular cuando se usa un aislante en forma de polvo). Esto es debido a que, para tener acceso a un elemento individual del equipo, es a menudo necesario drenar una gran cantidad de aislante.

El objetivo de la invención es optimizar el aislamiento térmico del equipo manteniendo el principio de la caja pero combinando con el mismo varias tecnologías de aislamiento.

La invención por lo tanto consiste en una caja que comprende:

elementos de equipo que se van a aislar térmicamente con respecto al exterior y con respecto a otros elementos del equipo;

una estructura que contiene los elementos del equipo y sus aislantes, cuya función es soportar el aislante y soportar parcialmente los elementos del equipo;

un aislante principal; y

aislantes secundarios asociados con este aislante principal.

Un aislante se considera que es secundario si su volumen en menor que el del aislante principal.

Estos aislantes secundarios hacen posible, por acción local, disminuir los inconvenientes de la caja, manteniendo sus ventajas y satisfaciendo las restricciones de diseño.

De este modo, el uso local de un aislante secundario de menor conductividad térmica que el aislante principal hace posible:

reducir el espacio requerido para acomodar el equipo;

reducir el grosor del aislante; y

reducir el tamaño de la estructura para la misma pérdida de calor, y por lo tanto reducir el coste de inversión.

Este aislante secundario debe satisfacer las restricciones generales de diseño del aislamiento.

De este modo, el uso local de un aislante secundario, que sea más fácil de retirar, permitirá un acceso más fácil y más rápido a ciertos elementos del equipo, por ejemplo, a aquellos que requieren mantenimiento frecuente.

El documento JP-A-2516127 describe un depósito de almacenamiento criogénico, usando dos tipos de aislante, uno mejor aislante que el otro. El mejor de los dos aislantes se coloca en contacto con el depósito y una pared circundante, solo en las posiciones en las que el recipiente está más cerca de la pared. El documento JP-A- 2516127 por consiguiente describe una instalación de destilación criogénica que comprende un elemento del equipo que se va a aislar térmicamente, una estructura para contener dicho elemento del equipo, un aislante principal contenido en la estructura, aislante principal que es un aislante sólido de perlita y, asociado con este aislante principal, un aislante secundario de menor conductividad térmica que el aislante principal.

Según un aspecto, se proporciona una instalación de destilación criogénica según la reivindicación 1.

El panel aislante al vacío está hecho de un material aislante colocado en una envoltura impermeable. Antes de cerrar la envoltura, el aislante se somete a una presión reducida, para crear un vació en él.

Los materiales usados comprenden fibra de vidrio, perlita, poli estireno, etc.

La envoltura cerrada se pude formar con placas planas o curvas.

Según otros aspectos opcionales:

la conductividad térmica del aislante secundario es por lo menos dos veces más baja que la del aislante principal;

el aislante principal está en forma de polvo,

el aislante secundario se coloca sobre una abertura en la envoltura exterior;

el aislante secundario se pone en su lugar sobre el equipo que se va a aislar;

la estructura es una caja fría;

el aislante secundario se incorpora en la envoltura exterior o interior de la estructura y/o sobre el equipo, en particular por unión o estratificación;

el equipo que se va a aislar está a una distancia x del punto más cercano sobre la estructura, que constituye un primer punto, y un segundo punto sobre la estructura está separado del equipo más cercano que se va a aislar una distancia nx, siendo n mayor de 5, o incluso 1, y no comprendiendo el espacio entre el segundo punto y el equipo un panel aislante al vacío;

el segundo aislante está sobre la envoltura exterior de la estructura;

el segundo aislante está localizado sobre por lo menos una parte prominente de la estructura de la caja fría, por ejemplo sobre soportes, o vigas o secciones angulares;

el segundo aislante está Instalado preferentemente justo sobre por lo menos una región de la estructura que se encuentra a una distancia del equipo por debajo de un umbral dado;

el segundo aislante se instala sobre toda la región de la estructura que se encuentra a una distancia del equipo por debajo de un umbral dado;

toda la región de la estructura que se encuentra a una distancia del punto más cercano sobre el equipo por debajo de un umbral dado está aislada por medio un segundo aislante;

el equipo está situado en una reglón dentro de la estructura, estando cerrado un lado de esta reglón por al menos un panel aislante al vacio y estando aislada la reglón del resto del Interior de la estructura por una barrera;

la reglón... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una instalación de destilación criogénica que comprende:

por lo menos un elemento del equipo (2) que se va a aislar térmicamente, siendo dicho elemento una unidad de destilación de aire,

una estructura (1) para contener dicho por lo menos un elemento del equipo,

un aislante (3, 13) principal contenido en la estructura, aislante principal que es un aislante de perlita sólida; y

asociado con este aislante principal, un aislante (5) secundario de menor conductividad térmica que el aislante principal,

en la que el aislante secundario está en la forma de por lo menos un panel aislante al vacío y

(a) el aislante (5) secundario está colocado sobre una envoltura externa de la estructura (1), pero no está en contacto con ningún equipo, estando el espacio entre la estructura y cualquier equipo lleno del aislante principal o

(b) el aislante (5) secundario está colocado sobre una envoltura interna de la estructura (1), pero no está en contacto con ningún equipo, estando el espacio entre el aislante secundario y cualquier equipo lleno del aislante principal o

(c) el aislante (5) secundario está colocado entre el equipo y la estructura pero no está en contacto con ninguno de ellos, estando el espacio entre el aislante secundario y el equipo y el espacio entre el aislante secundario y la estructura llenos del aislante principal.

2. Una instalación según la reivindicación 1, en la que la conductividad térmica del aislante (5) secundario es por lo menos dos veces tan baja como la del aislante (3) principal.

3. Una instalación según la reivindicación 1 o 2, en la que por lo menos un elemento del equipo (2) que se va a aislar contiene, en funcionamiento, por lo menos un fluido a una temperatura criogénica.

4. Una instalación según una de las reivindicaciones precedentes, en la que el aislante (5) secundario está colocado sobre una abertura en la estructura (1).

5. Una instalación según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes cuando depende de la reivindicación 1, variante c) o según la reivindicación 1, variante c, en la que el equipo 2 que se va a aislar está a una distancia x del punto más cercano sobre la estructura (1), que constituye un primer punto, y un segundo punto sobre la estructura está separado del equipo más cercano que se va a aislar una distancia nx, siendo n mayor de 2, y no comprendiendo el espacio entre el segundo punto y el equipo un panel aislante al vacío.

6. Una instalación según una de las reivindicaciones precedentes, cuando depende de la reivindicación 1, variante a) o b) o según la reivindicación 1 variante a) o b), en la que el aislante (5) secundario está localizado sobre por lo menos una parte prominente de la estructura (1), por ejemplo, sobre soportes, o vigas o secciones angulares.

7. Una instalación según una de las reivindicaciones precedentes, cuando depende de la reivindicación 1, variante a) o b) o según la reivindicación 1 vanante a) o b), en la que el aislante (5) secundario está solo instalado sobre por lo menos una reglón de la estructura (1) que se encuentra a una distancia del equipo por debajo de un umbral dado.

8. Una Instalación según la reivindicación 7, en la que el aislante (5) secundario está instalado sobre toda la reglón de la estructura (1) que se encuentra a una distancia del equipo por debajo de un umbral dado.

9. Una Instalación según la reivindicación 8, en la que toda la reglón de la estructura que se encuentra a una distancia del punto más cercano sobre el equipo por debajo de un umbral dado está aislada por medio de un aislante (5) secundarlo.