Criostato para acondicionadote de potencia eléctrica, que comprende:

al menos una pared exterior (1, 3, 11); al menos una pared interior (2, 12, 13) que define un volumen que debe refrigerarse, y un intersticio de aislamiento térmico (4, 14) formado entre la al menos una pared exterior y la al menos una pared interior, en el que al menos una parte de la al menos una pared exterior (1, 3, 11) y/o al menos una parte de la al menos una pared interior (2, 12, 13) comprende una estructura de capas (5, 6, 7), en el que la estructura de capas comprende una capa continua (5, 15) y una capa discontinua (6, 16), caracterizado porque la capa continua (5, 15) comprende metal; y tiene una forma ondulada o una forma de zigzag o una forma de meandro o cualquier combinación de al menos dos de ellas

Criostato para un acondicionador de potencia eléctrica

Campo técnico

La invención se refiere a una disposición de criostato para un acondicionador de potencia eléctrica, más particularmente, a un criostato para uso con transformadores supraconductores, limitadores supraconductores de corriente de fallo, dispositivos supraconductores de potencia para corrección de fases, etc.

Antecedentes Se conocen criostatos para acondicionadores de potencia eléctrica que pueden ser provistos en una de las dos variantes siguientes: (i) un criostato que no comprende ningún orificio para el alojamiento de un brazo ferromagnético, y (ii) un criostato con uno o más orificios para el alojamiento de uno o más brazos ferromagnéticos.

Un criostato para un acondicionador de potencia eléctrica del tipo (i) se describe, por ejemplo, en el documento EP 1 544 873 A2. El criostato comprende paredes externas en contacto con un medio ambiente, paredes internas con un medio refrigerado, un intersticio de aislamiento térmico formado entre las paredes externas y las paredes internas, comprendiendo el intersticio de aislamiento un aislamiento térmico. El aislamiento térmico es proporcionado en esta solución técnica por vacío; el intersticio de aislamiento está evacuado.

Las paredes externas comprenden una pared cilíndrica y dos paredes lisas; una primera pared externa desde la parte superior (en la pestaña de la tapa) y una segunda pared externa desde la parte inferior. De la misma manera, las paredes internas comprenden una pared cilíndrica y dos paredes lisas; una primera pared interna desde la parte superior (en la pestaña de la tapa) y una segunda pared interna desde la parte inferior. El criostato comprende también medios para formar un líquido a partir de un gas.

Tanto las paredes externas como también las paredes internas comprenden una estructura uniforme y están fabricadas de un a lámina metálica homogénea.

Una construcción similar de un criostato para acondicionadores de potencia eléctrica se describe en el documento WO 94 003 955 A1. El criostato comprende prácticamente las mismas características que en el documento EP 1 544 873 A2 con la diferencia de que la pestaña de la tapa está convertida en una pared externa superior y una pared interna superior.

Un criostato con un orificio axial central se describe también en el documento US 5 847 633 A, que tiene características similares a otros criostatos descritos anteriormente.

Un criostato para acondicionadores de potencia eléctrica del tipo (ii) , es decir, con un orificio interno para un brazo ferromagnético, se describe en el documento US 5 107 240 A, por ejemplo. El criostato comprende paredes externas en contacto con un medio ambiente, paredes internas en contacto con un medio refrigerado y un intersticio de aislamiento térmico formado entre las paredes externas y las paredes internas. El intersticio de aislamiento térmico comprende un aislamiento térmico proporcionado por vacío.

Las paredes externas comprenden dos paredes cilíndricas y dos paredes lisas; una primera pared lisa externa forma el lado superior (en la pestaña de la tapa) y una segunda pared lisa externa forma el lado inferior. Las paredes internas comprenden dos paredes cilíndricas y una pared lisa forma el lado inferior.

Las paredes externas y las paredes internas comprenden una estructura uniforme y están formadas a partir de una resina de poliéster de vinilo homogénea reforzada con fibra de vidrio (FRP) . Como se ha mencionado anteriormente, se crea un vacío entre estas paredes de FRP para proporcionar el aislamiento térmico.

El medio ambiente en este criostato es proporcionado por una carcasa ferromagnética que sirve para guiar un flujo magnético. Este material se mantiene prácticamente a temperatura ambiente por medio de intercambio de calor natural o forzado. La carcasa ferromagnética puede jugar también un papel de un dispositivo de montaje para las paredes externas. Este dispositivo de montaje puede proporcionar una estabilización mecánica externa del criostato (por ejemplo, en el caso de fuerzas electromagnéticas) y puede permitir, a pesar de todo compensar fuerzas causadas por la presencia del vacío entre las paredes externas y las paredes internas.

Con el fin de proporcionar tal compensación en el criostato para el acondicionador de potencia eléctrica descrito en el documento US 6 324 851 B1, se llena el intersticio de aislamiento térmico, al menos en parte, con un aislante térmico sólido. El criostato comprende paredes externas que están en contacto con un medio amiente, paredes internas que están en contacto con un medio refrigerado, un intersticio de aislamiento térmico formado entre las paredes externas y las paredes internas, comprendiendo el intersticio de aislamiento un aislamiento térmico.

En la disposición descrita en el documento US 6 324 851 B1, el aislamiento térmico es proporcionado, en parte, por

el aislamiento térmico sólido y, en parte, por un vacío.

Las paredes externas comprenden una pluralidad de paredes laterales que definen una pluralidad de orificios, cada uno de los cuales puede alojar un brazo ferromagnético y dos paredes lisas. Las paredes internas comprenden también una pluralidad de paredes laterales y dos paredes lisas. Además, el criostato comprende medios para rellenar con un gas licuado y/o medios para la licuación del gas.

Las paredes externas y las paredes internas comprenden una estructura uniforme. Las paredes externas están fabricadas de lámina de metal. Las paredes internas están fabricadas de un material compuesto de fibras que comprende propiedades de un aislante eléctrico.

El aislante térmico sólido juega un papel de un espaciador y tiene capacidad de soporte de carga. El aislante térmico sólido es capaz de transmitir la presión interna que actúa sobre las paredes internas hasta las paredes externas. La conductividad térmica del aislante térmico sólido (por ejemplo, de 2mW/ (Kxm) es relativamente baja, pero, a pesar de todo, no es suficientemente baja en comparación del aislamiento de vacío.

El documento US 6 157 276 A describe el preámbulo de la reivindicación 1 y un conjunto magnético MR con un recipiente cilíndrico para el alojamiento de un imán superconductor y que tiene un vacío entre su pared interior y sus paredes exteriores. La pared interior comprende una capa de aislamiento formada por arrollamiento de tela de vidrio y resina epoxi alrededor de un mandril cilíndrico. Luego se arrollan una lámina de acero inoxidable y una tela de vidrio al mismo tiempo alrededor del mandril de una manera solapada.

Comparando diferentes soluciones técnicas del estado actual de la técnica se puede concluir que existe un dilema obvio: (a) emplear un criostato con las paredes metálicas que puede proporcionar un aislamiento de vacío excelente y de largo vida y que no necesita prácticamente ningún mantenimiento, pero que provoca altas corrientes parásitas y, por lo tanto, conduce a pérdidas de refrigeración elevadas, o (b) emplear un criostato con paredes aislantes (es decir, las paredes sin pérdidas de corrientes parásitas) que son mucho menos herméticas a vacío y, como resultado, el criostato debe ser bombeado periódicamente con el fin de mantener un vacío suficiente. Por lo tanto, en el último caso, se necesitan un mantenimiento periódico adicional y medios especiales de servicio, al mismo tiempo que se reduce el tiempo de vida útil del criostato.

Además, son deseables mejoras en las disposiciones de criostatos para uso en acondicionadores de potencia eléctrica que solucionen al menos algunos de estoa inconvenientes.

Por lo tanto, un objeto de la invención es proporcionar un criostato mejorado, como se define en la reivindicación 1, para uso en acondicionadores de potencia eléctrica, que evita al menos algunos de estos inconvenientes.

Sumario Se proporciona un criostato para un acondicionador de potencia eléctrica, que comprende al menos una pared externa, al menos una parte interna que define un volumen a refrigerar y un intersticio de aislamiento térmico formado entre la al menos una pared externa y la al menos una pared interna. En funcionamiento, la pared externa está en contacto con un medio ambiente y la pared interna está en contacto con un medio refrigerado. De acuerdo con la invención, al menos una parte de la al menos una pared externa y/o al menos una parte de la al menos una pared interna comprenden una... [Seguir leyendo]

1. Criostato para acondicionadote de potencia eléctrica, que comprende:

al menos una pared exterior (1, 3, 11) ; al menos una pared interior (2, 12, 13) que define un volumen que debe refrigerarse, y un intersticio de aislamiento térmico (4, 14) formado entre la al menos una pared exterior y la al menos una pared interior, en el que al menos una parte de la al menos una pared exterior (1, 3, 11) y/o al menos una parte de la al menos una 10 pared interior (2, 12, 13) comprende una estructura de capas (5, 6, 7) , en el que la estructura de capas comprende una capa continua (5, 15) y una capa discontinua (6, 16) , caracterizado porque la capa continua (5, 15) comprende metal; y tiene una forma ondulada o una forma de zigzag o una forma de meandro o cualquier combinación de al menos dos de ellas.

1.

2. Criostato para acondicionadores de potencia eléctrica de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la estructura de capas comprende una pluralidad de canales (9, 19) que se extienden entre un espacio libre (8, 18) posicionado entre la capa continua (5, 15) y la capa discontinua (6, 16) y el intersticio de aislamiento térmico (4, 14) .

3. Criostato para acondicionadores de potencia eléctrica de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que la capa continua (5, 15) está formada con un exceso en una longitud en al menos una dirección longitudinal.

4. Criostato para acondicionadores de potencia eléctrica de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la capa continua (5, 15) es flexible.

2.

5. Criostato para acondicionadores de potencia eléctrica de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la capa discontinua (6, 16) comprende al menos un segmento (60) , que comprende un material de aislamiento eléctrico, estando posicionado el segmento (60) para impedir el flujo de una corriente circular alrededor de dicha capa discontinua (6, 16) .

3.

6. Criostato para acondicionadores de potencia eléctrica de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la capa discontinua (6, 16) comprende un metal.

7. Criostato para acondicionadores de potencia eléctrica de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que 35 la capa discontinua (6, 16) comprende un estabilizador mecánico (40) acoplado mecánicamente a la capa continua (5, 15) .

8. Criostato para acondicionadores de potencia eléctrica de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la capa discontinua (6, 16) comprende un estabilizador mecánico (41, 42, 51) y formadores (40, 50) que proporcionar 40 contacto mecánico al menos parcial con la capa continua (5, 15) a través de la capa de aislamiento (7, 17) .

9. Criostato para acondicionadores de potencia eléctrica de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el espesor (t) de la capa continua (5, 15) es 45 t =