专利名称：可调真空电容器的冷却系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可调真空电容器的冷却系统。
背景技术：
在现有技术中，为了各种目的，使用具有特定电容的固定真空电容器和具有在特 定范围内可调整的电容的可调真空电容器。真空电容器可以用于广播系统、生产平板显示 器或者半导体的系统或者其他工业应用中。作为电介质的真空提供了许多优点。由于高的 介电强度，因此有可能保持很近的极板间隔，且仍然提供具有良好的高压性能的电容器。如 果真空电容器发生击穿，则这通常不导致永久性损害，而对于使用诸如纸张、SF6或者其他 电介质的电容器，这通常将导致永久性损害。可调真空电容器通常包括第一电极，其借助于 金属波纹管而相对于可调真空电容器的外壳的第一部分被可移动地布置。绝缘体紧密地连 接在外壳的第一部分和外壳的第二部分之间。外壳的第二部分包括第二电极。在外壳中建 立了在第一电极和第二电极之间延伸的真空。利用这样的布置建立可调电容器，其中，可调 电容器的电容依赖于第一、可移动地布置的电极与第二电极之间的距离。当这样的可调真 空电容器在使用时，通过外壳的第一部分与第一电极之间的金属波纹管来传送电能。所述 金属波纹管需要足够柔韧以允许第一电极的平滑移动，并且所述金属波纹管也需要是良好 的电导体。但是，难以同时满足这些要求。因此，当在高能应用中使用这样的可调真空电容 器时，可能在金属波纹管中产生过量的热能。在现有技术中，已经使用水冷系统来提供对可 调真空电容器的充分冷却。在文献CH656740中，描述了一种高效的湍流水冷系统。水冷系 统被布置为使得在金属波纹管内引导水流，从而使得能够有效地冷却金属波纹管。水冷系 统的缺点是必须使用蒸馏水或者去离子的水。而且，应当定期地检查水的纯度和流动保护， 以防止过度降级。来自各个冷却系统部件的污染物会使得水的纯度严重降级。例如，冷却 剂中的游离氧和二氧化碳将在表面形成氧化铜，从而降低冷却效率。而且，如果不使用水冷 真空电容器达特定的时段，则需要首先应用复杂的干燥过程，以便避免腐蚀。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于可调真空电容器的新冷却系统，所述冷却系统没有 现有技术的缺陷。特别地，所述新的冷却系统将允许使用常规的工业用水，并且将降低当未 使用可调真空电容器达特定时段时的腐蚀风险。根据通过独立权利要求的元素体现的本发明来实现这些目的。而且，从从属权利 要求和说明书中得到更优选的实施例。 通过本发明来实现上述目的，在本发明中液体被布置在封闭的冷却库中；所述 库的第一部分被设计用于从可调真空电容器的第一波纹管吸收热能，所述第一波纹管负责 将电能传送到所述可调真空电容器的第一电极；所述库的第二部分被设计用于向冷却回路 散发热能；并且在所述库的第一部分和所述库的第二部分之间布置有热管。具体而言，可以 容易地设计所述冷却回路，使得可以使用未经任何净化的常规工业用水。而且，大大地降低了冷却回路中的腐蚀风险。例如，可以以不锈钢材料来制造冷却回路。而且，简化了冷却电 路的干燥过程，例如，借助于高压空气的简单干燥就足够了。在一个实施例变型中，在封闭库内布置的液体包括油。具体而言，这样的实施例变 型具有下述优点可以在冷却库中布置具有适当的热和电特性的较为便宜的液体。在另一个实施例变型中，以不锈钢材料或者以防腐蚀同时能够传导热能的任何其他材料来制造冷却回路。具体而言，这样的实施例变型具有下述优点常规的工业用水可以 用于冷却回路中的热能传送。在另一个实施例变型中，所述冷却回路包括用于向周围散发热能的部件。这样的 部件可以包括任何类型的热交换装置。例如，热交换装置可以包括用于从金属体向空气散 热的多个层压结构。在另一个实施例变型中，在所述库的第一部分和所述库的第二部分之间布置有 孔，用于使得液体能够在库中自由循环。为了实现良好的热能吸收，冷却库的第一部分需要 被布置得靠近产生热能的位置。为了实现良好的热能散发，冷却库的第二部分需要被布置 得靠近容易散发热能的位置。当布置所述库的第一部分和所述库的第二部分时，需要满足 各种结构要求。具体而言，有益的是，当在所述库的第一部分和第二部分之间布置有孔时， 可以建立液体在所述库内的自由循环。在另一个实施例变型中，第二波纹管被布置用于建立所述库的恒定容量。具体而 言，有益的是，通过所述第二波纹管，可以建立可以填满液体的封闭库。在另一个实施例变型中，所述第一波纹管包括金属材料，特别是青铜或者其他合 金。具体而言，有益的是，可以使用具有特别是涉及电能发送的公知特性的材料。在另一个实施例变型中，所述第二波纹管包括塑性材料，特别是橡胶或者其他柔 性材料。具体而言，有益的是，可以使用具有特别是涉及机械柔性的公知特性的材料。
下面参考示例来描述本发明的实施例。所述实施例的示例由图1和图2图示图1示出了本发明的第一实施例。图2示意性地示出了根据本发明的可调真空电容器。
具体实施例方式在图1中，标号1表示可调真空电容器。具体而言，所述可调真空电容器包括两个 电极，它们借助于绝缘体而电隔离，并且它们被布置在真空内。在图1中，未示出所述电极。 在图1中，示出了可调真空电容器1的冷却系统。在图1中，标号2表示冷却回路。冷却回 路2被布置在可调真空电容器1的外部。冷却回路2可以是高压冷却回路。冷却回路2可 以被设计用于将热能从可调真空电容器的外部传送走。可以借助于适当的水传送来加强热 能的传送。然而，也可以使用用于将热能从可调真空电容器的外部传送走的任何其他部件。 这样的其他部件可以包括例如在可调真空电容器1的表面上布置的多个堆叠结构。在现有 技术中，已知用于传送热能的许多解决方案。当使用循环水来加强热能传送时，可能发生与 材料的腐蚀相关的问题。通常，为了避免与腐蚀相关的问题，需要满足水纯度要求，并且需 要特别小心地注意处理所涉及的装置。但是，如果可以小心地选择所涉及的材料，如对于根据图1的可调真空电容器1那样，则水纯度要求可能变得不太重要，并且可以减少对于处理所涉及的装置的注意。例如，这样的材料可以包含不锈钢或者对于与水的接触呈惰性并提 供良好的热能传送的其他材料。在现有技术中，对于可调真空电容器，使用了基于可调真空 电容器的波纹管内的水循环的冷却回路。但是，这样的冷却回路具有下述缺点水纯度要求 很高，并且必须小心地处理所涉及的装置。在图1中，标号3表示冷却库。在图1中，标号6表示第一波纹管。具体而言，可 以用金属材料制造第一波纹管6。冷却库3被布置在可调真空电容器1的金属波纹管6内。 电容器的金属波纹管6用于向电容器的电极之一传送电能。另外，金属波纹管6具有在电 容器内部的真空和电容器外部的空气之间提供分隔面的功能。而且，金属波纹管6需要足 够柔韧，以便附接到金属波纹管6的电极可以相应地移动。可以以例如青铜材料来制造金 属波纹管6。当移动电极时，金属波纹管6的容量改变。在冷却库3内，可以布置液体。这 样的液体可以包括任何适当的油。例如，可以在冷却库3中布置具有良好的热能传送性能 和良好的电性能的合成油。在图3中，标号5表示第二波纹管。第二波纹管5可以包括塑 料或者橡胶材料。例如，可以由橡胶材料制造第二波纹管。金属波纹管6被布置为使得在 库3与可调真空电容器的外部之间有闭合的表面。因此，如图3中所示，冷却库3包括靠近 金属波纹管6布置的第一部分和靠近橡胶波纹管5布置的第二部分。如图1中所示，在金 属波纹管6的中心和橡胶波纹管5的中心布置部件，使得附接到金属波纹管6的电极可以 相应地移动。这样的部件实质上可以包括通过可调真空电容器的开口引导的杆。可调真空 电容器的开口可以包括用于引导所述杆的底座。所述底座可以包括孔，以便布置在库3中 的液体自由移动和自由循环。利用这样的库3，可以将金属波纹管6中产生的热能吸收到布 置在库中的液体中。可以向橡胶波纹管5传送热能，并且还可以通过冷却回路2来吸收该 被传送的热能。在图1中，标号4表示热管。热管4可以包括密封的导管，所述导管包含工作液 体及其蒸汽；以及毛细管芯内衬系统。热管可以被认为是超级热导体，并且可以提供能够从 一端向另一端传送大量热能的热能传送系统。热管4被布置为使得通过底座从库3的位于 金属波纹管6附近的部分向库3的位于橡胶波纹管5附近的部分传送热能。借助于热管4， 可以从金属波纹管6附近的区域向橡胶波纹管5附近的区域吸收大量热能。在图2中，标号1. 0表示可调真空电容器的绝缘体。例如，绝缘体1. 0由陶瓷材料 或者任何其他绝缘材料制造。在第一端，绝缘体1.0附接到可调真空电容器的外壳的第一 部分1.1。在第二端，绝缘体1.0附接到可调真空电容器的外壳的第二部分1.2。在外壳 1. 1、1.2和绝缘体1.0的内部，布置有两个电极。第一电极8附接到外壳的第一部分1. 1。 金属波纹管6在一端附接到外壳的第二部分1. 2。第二电极7附接到金属波纹管6的另一 端。在可调真空电容器内产生真空，使得在第一节点8和第二电极7之间存在真空。借助于 波纹管6、外壳的第二部分1. 2、绝缘体1. 0以及外壳的第一部分1. 1来将所述真空与可调 真空电容器的外部分隔开。在图2中，标号9表示杆。杆9被布置在金属波纹管6的内部， 使得通过外力可以将第二电极7向第一电极8移动或者从第二电极7移开。电极之间的距 离的改变导致可调真空电容器的电容的改变。通过外壳的第一部分1. 1从一侧向第一电极 8馈电，并且通过外壳的第二部分1. 2和金属波纹管6向第二电极7馈电。在图2中，标号 2表示冷却回路。冷却回路2可以包括管道，水可以通过所述管道来循环。因此，可以从布置了冷却回路2的区域将热能传送走。在图2中，标号3.1表示库的第一部分。库的第一 部分3.1被布置得靠近金属波纹管6。在图2中，标号3. 2表示库的第二部分。库的第二部 分3. 2被布置得靠近冷却回路2。库的第一部分3. 1和库的第二部分3. 2填充有液体，例 如，填充有油或者具有良好的热传导性能和适当的电特性的任何其他液体。在库的第一部 分3. 1和库的第二部分3. 2之间可以布置孔，使得库中的液体可以在库的两个部分之间自 由地循环。在图2中，标号5表示橡胶波纹管。橡胶波纹管5可以在一侧附接到可调真空 电容器的外部，并且在另一侧附接到杆9。通过橡胶波纹管5，形成封闭的库。当在一个或 者另一个方向上移动杆9时，通过在库的两个部分之间的孔来传送液体。在图2中，标号4 表示热管。根据公知技术来制造热管4，并且热管4能够传送大量的热能。如图2中所示， 可以布置多个热管4。热管4被布置为使得热能从库的第一部分3. 1传送到库的第二部分 3. 2。根据本发明的冷却系统基于通过具有液体的库3. 1,3. 2的热传导、通过热管4的热传 导和通过冷却回路2的热传导。库3. 1和3. 2可以被制造为封闭的库，其不需要任何维护。 可以将冷却回路2制造为使得可以使用普通工业用水作为冷却介质.
权利要求
一种可调真空电容器的冷却系统，其特征在于，在冷却库(3)内布置有液体；所述库的第一部分(3.1)被设计用于从所述可调真空电容器的第一波纹管(6)吸收热能，所述第一波纹管(6)负责将电能传送到所述可调真空电容器的第二电极(7)；所述库的第二部分(3.2)被设计用于向冷却回路(2)散发热能；并且在所述库的第一部分(3.1)和所述库的第二部分(3.2)之间布置有热管(4)。
2.根据权利要求1的冷却系统，其特征在于，布置在所述封闭库(3)内的液体包括油。
3.根据权利要求1-2之一的冷却系统，其特征在于，以不锈钢材料或者以防腐蚀同时 能够传导热能的任何其他材料来制造所述冷却回路(2)。
4.根据权利要求1-3之一的冷却系统，其特征在于，所述冷却回路(2)包括用于向周围 散发热能的部件。
5.根据权利要求1-4之一的冷却系统，其特征在于，在所述库的第一部分(3.1)和所述 库的第二部分(3.2)之间布置有孔，用于使所述液体能够在所述库(3)中自由循环。
6.根据权利要求1-5之一的冷却系统，其特征在于，第二波纹管(5)被布置用于建立所 述库(3)的恒定容量。
7.根据权利要求1-6之一的冷却系统，其特征在于，所述第一波纹管(6)包括金属材 料，特别是青铜或者其他合金。
8.根据权利要求6-7之一的冷却系统，其特征在于，所述第二波纹管(5)包括塑性材 料，特别是橡胶或者其他柔性材料。
全文摘要
本发明涉及一种可调真空电容器的冷却系统。液体被布置在冷却库(3)内；所述库的第一部分(3.1)被设计用于从所述可调真空电容器的第一波纹管(6)吸收热能，所述第一波纹管(6)负责将电能传送到所述可调真空电容器的第二电极(7)；所述库的第二部分(3.2)被设计用于向冷却回路(2)散发热能；并且在所述库的第一部分(3.1)和所述库的第二部分(3.2)之间布置有热管(4)。
文档编号H01G5/01GK101802945SQ200780100530
公开日2010年8月11日 申请日期2007年9月10日 优先权日2007年9月10日
发明者曼努埃尔·扎吉, 沃尔特·比格勒 申请人:康姆艾德公司