Sistema de refrigeración de una máquina superconductora.

Instalacion de maquina superconductora (1) con una maquina (2),

que comprende un rotor (3) que presenta un arrollamiento superconductor, y con un sistema de refrigeracion, que presenta al menos un componente intolerante a la inclinacion, para la refrigeracion del arrollamiento, caracterizada porque el al menos un componente esta retenido por un soporte (12) que compensa una inclinacion de la instalacion de maquina.

Sistema de refrigeracion de una maquina superconductora La invencion se refiere a una instalacion de maquina, que comprende una maquina con un arrollamiento de rotor superconductor y un sistema de refrigeracion para la refrigeracion del arrollamiento de rotor o bien del rotor. Los 5 sistemas de refrigeracion de una instalacion conocidos, por ejemplo, a partir de los documentos DE 100 57 664 A1, DE 103 21 463 A1 y DE 100 39 964 A1 presentan con frecuencia componentes intolerantes a la inclinacion, lo que es problematico en el caso de empleo de buques y plataformas de alta mar. En el caso de compresores lubricados con aceite es necesario, por ejemplo, que la zona de aspiracion del circuito de lubricante esta dispuesta siempre dentro de una reserva de aceite o bien un sumidero de aceite. Por lo tanto, en el caso de posiciones inclinadas 10 extremas hay que temer interrupciones temporales de la lubricacion con las consecuencias negativas que se derivan de ello. Ademas, existe el riesgo de que el gas de trabajo comprimido se contamine con aceite, puesto que los separadores de aceite y los absorbedores de aceite estan concebidos para un funcionamiento vertical. La refrigeracion del abollamiento superconductor se realiza muchas veces a traves de circuitos de refrigeracion accionados por la fuerza de la gravedad, que se basan en el efecto de termosifon. Para la refrigeracion esta 15 presente en el rotor una cavidad que se extiende axialmente, que es cargada con un refrigerante, por ejemplo con neon liquido. A tal fin, en un extremo de arbol del rotor que sobresale desde la maquina esta presente una conexion posicionada coaxialmente, con la que esta conectado, a traves de uno o dos conductos un condensador que se encuentra en un condensador que se encuentra sobre encima de la cavidad del rotor en una posicion que esta dispuesta geodesicamente mas lata, en cuyo condensador se licua el refrigerante. En virtud de su densidad entonces mayor, circula de retorno al rotor, donde absorbe calor cedido por el arrollamiento, en este caso se evapora y se transporta al condensador. Alli se licua de nuevo. Si se emplean ahora instalaciones de maquinas con tales circuitos de refrigeracion en buques o plataformas de alta mar, puede fallar el circuito de refrigeracion accionado por la fuerza de la gravedad, de manera que no se puede garantizar ya una refrigeracion fiable del arrollamiento.

Por lo tanto, el cometido de la invencion es mejorar la instalacion de maquina del tipo mencionado al principio, que comprende una maquina y un sistema de refrigeracion correspondiente, de tal manera que tambien en posiciones inclinadas se garantiza la funcionalidad de componentes intolerancias a la inclinacion del sistema de refrigeracion y, por lo tanto, una refrigeracion fiable del arrollamiento del rotor superconductor.

Este cometido se soluciona de acuerdo con la reivindicacion 1 porque al menos un componente intolerante a la inclinacion del sistema de refrigeracion esta retenido por un soporte que compensa la inclinacion de la instalacion de maquina. A traves de medidas adecuadas se mantiene, por lo tanto, el soporte, que presenta, por ejemplo, una plataforma para el alojamiento de un componente del sistema de refrigeracion, independientemente de la inclinacion de la maquina en una posicion, en la que los componentes trabajan de manera fiable y libre de interferencias. La estabilizacion del soporte se puede realizar, por ejemplo, con la ayuda de actuadores y elementos de control correspondientes. En una variante de realizacion preferida, que requiere un gasto tecnico relativamente reducido, el soporte esta activado por la fuerza de la gravedad. Esto se puede realizar, por ejemplo, porque esta suspendido en cables o cadenas. Pero una configuracion de este tipo solamente es adecuada con condiciones especialmente para el empleo en buques. Por lo tanto, una configuracion preferida de la activacion por la fuerza de la gravedad preve que el soporte este alojado de forma pivotable alrededor de al menos un eje de rotacion que se extiende transversalmente a un eje vertical de la instalacion, de manera que el centro de gravedad del soporte se encuentra por debajo del eje de rotacion. El movimiento de articulacion del soporte se realiza en una direccion univoca predeterminada por el eje de rotacion. Ademas, el alojamiento giratorio se puede configurar de tal manera que el eje de rotacion se encuentra en una posicion definida con relacion a la maquina. En muchos casos, especialmente en el caso de empleo de una instalacion de maquina en buques, es suficiente una capacidad de articulacion del soporte 45 alrededor de un unico eje de rotacion que se extiende en la direccion longitudinal del buque. En efecto, en el caso de fuerte embate de las olas, es problematico principalmente el movimiento de un buque alrededor de su eje longitudinal (balanceo) y menos el movimiento alrededor del eje transversal (cabeceo) .

En casos de aplicacion en los que una direccion de articulacion predeterminada no es suficiente por si misma, puede ser conveniente que este previsto un segundo eje de rotacion, que se extiende aproximadamente transversal al 50 primer eje de rotacion.

Para el caso de que el centro de gravedad del soporte equipado con componentes del sistema de refrigeracion se encuentre por encima de su eje de rotacion, en una configuracion preferida esta previsto un desplazamiento estabilizador del centro de gravedad con la ayuda de un contrapeso, de manera que aqui de una manera especialmente conveniente, un componente del sistema de refrigeracion, en particular uno o varios compresores 55 sirven como contra peso.

En otra configuracion preferida, el eje de rotacion del soporte esta alineado con el eje de rotacion del soporte con el eje de rotacion del rotor. La conexion presente en el lado frontal el arbol del rotor y que sirve para la conexion del sistema de refrigeracion no conduce, por lo tanto, frente al eje de rotacion del soporte y frente a un conducto del sistema de refrigeracion conectado con la conexion a ningun movimiento transversal. Por lo tanto, el conducto no esta expuesto a ninguna solicitacion de flexion, que acortaria su duracion de vida util. De esta manera se impide tambien una carga de flexion porque todos los componentes conectados entre si a traves de conductos estan dispuestos sobre el soporte.

El alojamiento pivotable del soporte se puede realizar, por ejemplo, a traves de un eje rigido o giratorio. No obstante, con preferencia esta alojado en una corredera de forma circular. Una corredera de este tipo, configurada, por ejemplo, como cojinete de bolas o rodamiento se puede fijar facilmente en una pared de la carcasa de la maquina que esta atravesada por el arbol del rotor y, en concreto, coaxialmente al eje del rotor, de manera que su eje de rotacion esta alineado con el eje de rotacion del soporte.

A continuacion se explica en detalle la invencion ahora con referencia a los dibujos adjuntos. En este caso:

La figura 1 muestra una vista lateral esquematica de una instalacion de maquina, y La figura 2 muestra una vista en planta superior en la direccion de la flecha II en la figura 1.

La instalacion de maquina 1 mostrada en las figuras comprende una maquina 2 y un sistema de refrigeracion. La maquina es con preferencia un motor sincrono o un generador con un rotor 3 que presenta un arrollamiento superconductor, del que son visibles en las figuras solamente el arbol del rotor 4 o bien sus secciones extremas 5a, 5b, que se proyectan desde las paredes frontales 6a, 6b de la carcasa de la maquina 7. La estructura basica de una maquina con un arrollamiento superconductor se conoce a partir de las publicaciones mencionadas al principio, a las que se hace aqui referencia explicita. En la pared frontal 6a esta dispuesta una corredera 8 de forma circular, en la que esta esta formada, por ejemplo, por un cojinete de bolas o rodamiento. En un bastidor 9 posicionado a distancia de la pared frontal 6a esta fijada una segunda corredera 8, en la que esta puede estar configurada de la misma manera como rodamiento o cojinete de bolas. Las correderas 8 estan dispuestas coaxialmente al eje de rotacion 10 del rotor 3 y sirven para el alojamiento de un soporte 12. En virtud de la disposicion coaxial de las correderas 8 con respecto al eje de rotacion 10 del rotor 3, el soporte 12 es pivotable alrededor de un eje de rotacion 13 que esta alineado con el eje de rotacion 10. Ambos ejes de rotacion 10, 13 se extienden transversalmente a un eje vertical 21 de la maquina 2. Fijo estacionario en el soporte esta fijado el sistema de refrigeracion, que comprende, entre otras cosas, por ejemplo, dos compresores 14 asi como, por ejemplo, dos cabezales de refrigeracion 15. Estos ultimos estan posicionados por... [Seguir leyendo]

1. Instalacion de maquina superconductora (1) con una maquina (2) , que comprende un rotor (3) que presenta un arrollamiento superconductor, y con un sistema de refrigeracion, que presenta al menos un componente intolerante a la inclinacion, para la refrigeracion del arrollamiento, caracterizada porque el al menos un componente esta retenido por un soporte (12) que compensa una inclinacion de la instalacion de maquina.

2. Instalacion de maquina de acuerdo con la reivindicacion 1, con un soporte (12) activado por la fuerza de la gravedad.

3. Instalacion de maquina de acuerdo con la reivindicacion 2, en la que el soporte (12) es pivotable alrededor de al menos un eje de rotacion (13) que se extiende transversalmente a un eje vertical (21) , en la que el centro de 10 gravedad del soporte (12) se encuentra en una posicion que esta colocada debajo de su eje de rotacion.

4. Instalacion de maquina de acuerdo con la reivindicacion 3, en la que la posicion del centro de gravedad se consigue por medio de un contrapeso dispuesto sobre el soporte (12) .

5. Instalacion de maquina de acuerdo con la reivindicacion 4, en la que como contrapeo sirve un componente del sistema de refrigeracion posicionado sobre el soporte.

6. Instalacion de maquina de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en la que el eje de rotacion (13) del soporte (12) esta alineado con el eje de rotacion (10) del rotor (3) .

7. Instalacion de maquina de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en la que todos los componentes conectados entre si a traves de conductos (18, 20) estan dispuestos sobre el soporte (12) .

8. Instalacion de maquina de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 7, en la que el soporte (12) esta alojado 20 en al menos una corredera (8) de forma circular.