Dispositivo de sustentación y aislamiento de cable superconductor.

Dispositivo de sustentación y aislamiento de cable superconductor.

El cable

(2) de material superconductor está alojado en un tubo o conducción sólida (1) a cuya superficie interior está unida por sus patas una pieza longitudinal de material no superconductor, denominada pieza somier (3), que presenta una concavidad hacia arriba, que es donde se ubica el cable, que en caso de no estar bajo tensión y corriente descansa sobre dicha pieza somier, debajo de la cual y sin tener contacto directo entre ellas, se halla otra pieza independiente, asimismo longitudinal alargada, a seleccionar entre continua o discontinua, hecha de material conductor metálico de alta reflectividad a la radiación electromagnética, o de características superconductoras (4), pero que nunca se conecta a la corriente eléctrica exterior; a la cual corriente sí se conecta el cable.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201530141.

Solicitante: UNIVERSIDAD POLITECNICA DE MADRID.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: MARTINEZ-VAL PENALOSA,JOSE MARIA.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > CABLES; CONDUCTORES; AISLADORES; ,o EMPLEO DE MATERIALES... > Conductores, cables o líneas de transmisión superconductores... > H01B12/14 (caracterizados por la disposición del aislamiento térmico)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > CABLES; CONDUCTORES; AISLADORES; ,o EMPLEO DE MATERIALES... > Conductores, cables o líneas de transmisión superconductores... > H01B12/12 (Conductores huecos)
google+ twitter facebookPin it
Dispositivo de sustentación y aislamiento de cable superconductor.

Descripción:

DISPOSITIVO DE SUSTENTACIÓN Y AISLAMIENTO DE CABLE SUPERCONDUCTOR

SECTOR DE LA TÉCNICA

La invención se encuadra en el campo de la Electrotecnia de la superconducción, que utiliza cables de materiales superconductores, que deben estar a temperaturas muy bajas, por debajo de su temperatura crítica; por lo cual deben estar en un fuerte aislamiento térmico, para no calentarse desde el 10 exterior.

PROBLEMA TÉCNICO A RESOLVER .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El problema es evitar el contacto físico entre el cable y la materia inmediatamente vecina a él. 15

Existe copiosa documentación sobre el efecto de levitación magnética, o efecto Meisner, aplicado al transporte, especialmente el ferrocarril; pero el solicitante desconoce montajes de levitación aplicados a cables. En todo caso, téngase en cuenta que el efecto Meisner es un fenómeno absolutamente inherente a la 20 superconductividad, y cabe definirlo así: en un conductor, en su interior el campo eléctrico es nulo; en un superconductor, además de ser nulo el campo eléctrico, lo es el campo magnético. Para mantener esa propiedad, un superconductor reacciona separándose de las zonas de alto campo magnético, incluso realizando un trabajo mecánico como es levantar un peso, pues siente ese 25 empuje del campo magnético como una presión de valor proporcional al cuadrado de la intensidad de dicho campo magnético.

Respecto de cables superconductores, hay varios documentos, como el US2002098985, que exponen formas de constitución interior del cable; otros que 30 tratan de las uniones entre cables, como el FR20080052541; y otros que tratan el problema de dilataciones y contracciones, al variar la temperatura, cual es el caso del documento CA2715417.

Ninguno de esos documentos puede considerarse, a juicio del solicitante, precedente de la invención aquí presentada.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La invención consiste en ubicar un cable superconductor dentro de un tubo o conducción sólida a cuya superficie interior está unida por sus patas una pieza longitudinal de material no superconductor, denominada pieza somier, que presenta una concavidad hacia arriba, que es donde se ubica el cable, que en 10 caso de no estar bajo tensión y corriente descansa sobre dicha pieza somier, debajo de la cual y sin tener contacto directo entre ellas, se halla otra pieza independiente, asimismo longitudinal alargada, a seleccionar entre continua o discontinua, hecha de material conductor metálico de alta reflectividad a la radiación electromagnética, o de características superconductoras, pero que 15 nunca se conecta a la corriente eléctrica exterior; a la cual corriente sí se conecta el cable que ocupa la zona central del tubo o conducción.

Cuando la corriente pasa por el interior del cable superconductor, genera a su alrededor un intenso campo magnético, el cual choca, electromagnéticamente 20 hablando, con la prensa electromagnética que hace, al menos parcialmente, de pared de Faraday por la que no pasan las señales electromagnéticas, por lo cual las líneas del campo magnético creado por el cable superconductor se estratifican y aprietan entre el cable superconductor y la prensa, generando una presión magnética que es proporcional a la intensidad al cuadrado del campo 25 magnético, que no puede ser sino de valor nulo en el interior del cable superconductor, lo cual hace que haya una repulsión entre la acumulación de líneas de campo entre el cable y el colchón, y el propio cable, que queda levitando en el aire, mientras pase corriente eléctrica por él. Cuando deja de pasar corriente, ese efecto de presión electromagnética, o efecto Meisner, 30 desaparece, y el cable superconductor baja a reposar sobre el somier, que nunca está en contacto con la prensa eléctrica.

EXPLICACIÓN DE LAS FIGURAS

La figura 1 muestra la sección recta transversal del dispositivo de la invención, con el tubo externo, el cable, el somier y la prensa electromagnética.

Para facilitar la comprensión de la figura de la invención, y de sus modos de realización, a continuación se relacionan los elementos relevantes de la misma:

1. Tubo o conducción que rigidiza y da forma física al tendido del cable y canaliza el flujo de fluido refrigerante criogénico que mantiene al conjunto del dispositivo a una temperatura inferior a la temperatura crítica del 10 cable superconductor.

2. Cable superconductor.

3. Somier de material aislante en el que descansa el cable cuando no pasa corriente por él.

4. Prensa o pieza pasiva de material conductor, y eventualmente 15 superconductor, que deforma el campo magnético creado por el cable, creando así una zona de alta presión magnética.

MODO DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN

La invención parte de disponer de un cable superconductor (2) , tal de materiales 20 tales como el diboruro de magnesio, MgB2 entre los no-metálicos, o cobre (Cu) entre los metálicos; siendo dicho cable (2) una sustancia inerte que reposa sobre el somier (3) de un material, como puede ser un polímero plástico covalente. Dicho somier puede tener forma de enrejado, o de tabla longitudinal, a lo largo del cable, con patas del mismo material que se fijan en el interior de un tubo o 25 conducción (1) cuya pared interna, pues puede tener varias capas, está hecha también de material aislante, si bien puede tener por el exterior un refuerzo metálico.

Debajo de dicho somier (3) , se dispone otra pieza longitudinal (4) , que se 30 denomina prensa en esta invención, hecha de material como el propio superconductor del cable, o un material de muy alta conductividad, como es el Cu; ocupando dicha prensa transversalmente una zona del tubo de conducción (1) que es superior al diámetro del cable, presentando asimismo una superficie cóncava hacia el cable; no estando dicha prensa sometida a corriente eléctrica exterior, pudiendo seleccionarse su configuración longitudinal entre continua o 5 discontinua, midiendo las discontinuidades lo que la anchura de la propia prensa electromagnética.

Una vez descrita de forma clara la invención, se hace constar que las realizaciones particulares anteriormente descritas son susceptibles de 10 modificaciones de detalle siempre que no alteren el principio fundamental y la esencia de la invención.


 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo de sustentación y aislamiento de cable superconductor, caracterizado por que el cable de material superconductor (2) está alojado en un tubo o conducción sólida (1) a cuya superficie interior está 5 unida por sus patas una pieza longitudinal de material no superconductor, denominada pieza somier (3) , que presenta una concavidad hacia arriba, que es donde se ubica el cable, que en caso de no estar bajo tensión y corriente descansa sobre dicha pieza somier, debajo de la cual y sin tener contacto directo entre ellas, se halla otra pieza independiente o 10 prensa electromagnética (4) , asimismo longitudinal alargada, a seleccionar entre continua o discontinua, hecha de material conductor metálico de alta reflectividad a la radiación electromagnética, o de características superconductoras, pero que nunca se conecta a la corriente eléctrica exterior; a la cual corriente sí se conecta el cable que 15 ocupa la zona central del tubo o conducción.

2. Dispositivo de sustentación y aislamiento de cable superconductor, según reivindicación primera, caracterizado por que la pieza longitudinal prensa electromagnética (4) , hecha de material como el propio superconductor 20 del cable, o un material de muy alta conductividad, como es el cobre, ocupa transversalmente una zona del interior del tubo de conducción (1) que es superior al diámetro del cable, presentando asimismo una superficie cóncava hacia el cable; no estando dicha prensa sometida a corriente eléctrica exterior, pudiendo seleccionarse su configuración 25 longitudinal entre continua o discontinua.