ES2337121A1

ES2337121A1 - Colectores solares cilindro-parabolicos equilibrados con tubo absorbedor fijo.

Info

Publication number: ES2337121A1
Application number: ES200801909A
Authority: ES
Inventors: Jose Maria Martinez-Val Peñalosa; Mireia Piera Carrete
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-06-26
Filing date: 2008-06-26
Publication date: 2010-04-20
Anticipated expiration: 2028-06-26
Also published as: ES2337121B1

Abstract

Colectores solares cilindro-parabólicos equilibrados con tubo absorbedor fijo que hacen coincidir el centro de gravedad del conjunto giratorio del colector con su eje de giro, tanto en el global del colector como en cada tramo longitudinal que quepa identificar en el mismo; coincidiendo además el eje de giro con el eje imaginario del tubo absorbedor de radiación, que se mantiene fijo.

Description

Colectores solares cilindro-parabólicos equilibrados con tubo absorbedor fijo.

Campo de la invención

La invención se encuadra en el campo de la energía solar térmica, particularmente la que utiliza concentración de la radiación originaria para alcanzar alta temperatura en el bien útil, que generalmente se materializa en un fluido calorífero que transporta el calor solar absorbido hasta un ciclo termodinámico. Dentro de este campo se encuentran los colectores cilindro-parabólicos, que concentran la radiación solar en un eje focal longitudinal en el cual se ubica un tubo absorbedor, por dentro del cual circula el fluido calorífero. Dichos colectores se conectan entre sí tanto en serie como en paralelo, por lo que respecta a la circulación del fluido, para conformar lo que se denomina campo solar, donde se emplazan estos colectores para aprovechamiento de la radiación del sol.

Este es uno de los procedimientos que hoy día ya se instalan para conseguir altas temperaturas en un fluido calorífero, a partir de la radiación solar, y se basa en el uso de estos colectores cilindro-parabólicos que montan, en su eje focal parabólico, un tubo coaxial, o casi coaxial, con dicho eje focal del cilindro parabólico. Tal es el caso de la central solar térmica SEGS de California (www.fplenergy.com/portfolio/contents/segs_viii.shtml) y de varios montajes existentes en la Plataforma Solar de Almería (www.psa.es) así como en centrales en construcción en España (Andasol, www.flagsol.com/andasol).

Estado de la técnica

Actualmente existen varios Colectores Cilindro-parabólicos (CCP) comercializados, que son los usados en las plantas y plataformas que se están construyendo, y entre los cuales se pueden citar, por ser marcas muy recientes, los CCP SKAL-Eurotrough y SENERTROUGH.

Estos colectores han de girar sobre su eje de sujeción, que habitualmente coincide, o casi, con el ápice de la parábola (en cada sección recta) por lo que es una línea paralela al eje focal, situada a una distancia de 1 ó 2 metros según el tamaño de los colectores, que vienen a tener una apertura óptica de unos 6 metros, entre los extremos de la parábola que conforma su sección recta.

En estos colectores, el tubo por el que circula el fluido calorífero está solidariamente unido al cuerpo cilindro-parabólico del colector, pues ha de estar siempre en su eje focal. Ello provoca que el tubo se desplace en un movimiento giratorio de traslación respecto del eje de sujeción del conjunto, a medida que todo el cilindro parabólico ha de girar para estar siempre orientado al sol, de tal modo que los rayos de éste sean reflejados hacia el eje focal del cilindro parabólico. A medida que el sol se mueve en su trayectoria diurna, el cuerpo del cilindro, con el tubo solidario a él en su eje focal, ha de girar, para mantener el enfoque adecuado. Si el montaje de los colectores es según el meridiano (norte-sur) el giro es de aproximadamente 180º (grados sexagesimales), desde el amanecer a la puesta de sol, restituyéndose luego el colector a la posición de amanecer. Si el montaje es este-oeste (línea del paralelo) el movimiento giratorio no es tan amplio, pues va desde 0º (horizontal local) hasta la altura del sol en su cénit. En todo caso, el colector ha de girar notoriamente cada día, y por ende hay el mismo problema que en el caso anterior, pues el tubo ha de girar en movimiento de traslación alrededor del eje de sujeción, que es el fijo respecto del suelo, y por tanto respecto de las instalaciones fijas, entre las cuales estará la que se usa para convertir en energía útil el calor absorbido en el tubo por el fluido calorífero. Esa instalación podrá ser una caldera o generador de vapor, y su turbina correspondiente, o la turbina directamente si el fluido es un vapor o un gas a alta presión.

El antedicho movimiento de traslación del tubo (asociado al del cilindro en un todo) comporta un problema: debe disponerse de un acoplamiento rotativo desde los extremos del tubo absorbedor a los tubos fijos de conexión con la instalación de conversión de energía, o con los tubos fijos de la red de colectores y distribuidores del fluido calorífero. Ello se hace actualmente mediante un tubo radial, que va de la línea del eje de sujeción (que es el fijo) al eje focal, o viceversa (según entre o salga el fluido del colector), teniendo que estar dicho tubo radial conectado al tubo del eje focal mediante una pieza tubular en forma de codo, que en un extremo tiene una junta rotativa para conectar con el tubo del eje parabólico. A su vez, una pieza en codo similar, con junta rotativa, hace falta para conectar el tubo radial con el tubo fijo que conecta con la instalación fija, generalmente a través de una red de tubos fijos, pues en una central hay habitualmente una batería de colectores en serie y paralelo, y se precisa de esa red de tubos para interconexión entre ellos y con la instalación de conversión de energía.

Ello quiere decir que en una central solar térmica de colectores cilindro-parabólicos hay decenas de juntas rotativas. Éstas suelen dar buenas prestaciones cuando la presión es baja y la temperatura moderadamente alta. Cuando la presión y/o la temperatura suben, por ser beneficioso para el rendimiento general de la central, las juntas rotativas no son tan fiables, y se pierde estanqueidad, dándose o pudiéndose dar fugas del fluido calorífero, lo cual no es sólo malo económicamente para la instalación en sí, sino que además puede tener repercusiones medioambientales y de seguridad. En todo caso, incluso si se trata de un fluido inerte, lo que queda claro es que la planta deja de funcionar en sus condiciones nominales, por pérdida de presión y de caudal, y las repercusiones económicas negativas pueden llegar a ser insoportables.

Ello evidencia una notable carencia en el estado del arte, y resulta procedente encontrar un montaje en el cual el tubo del fluido calorífero esté fijo, y a su vez esté siempre en el eje focal. Así no habría necesidad de juntas rotativas. Todas las uniones entre tubos podrían ser fijas y soldadas, con la enorme garantía que da este tipo de uniones para preservar la estanqueidad, incluso a alta presión y alta temperatura, como es en las centrales nucleares, centrales de combustión de gas natural, o refinerías de petróleo.

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Antecedentes de la invención

Para superar el problema evidenciado, y disponer de colectores cilindro-parabólicos sin juntas rotativas en las uniones de sus extremos, se ha presentado recientemente la solicitud de patente P200800440, "Colectores cilindro-parabólicos de energía solar térmica con tubo absorbedor fijo", que se basa en una doble reflexión concentradora de la radiación solar.

A su vez, como antecedentes incompletos de esa solicitud, con propuestas mecánicas distintas, aunque con configuraciones ópticas comunes a la geometría parabólica general, se encuentran las patentes United State Patent 4038972 de 1977 "Solar energy collector apparatus" y la patente W097/13104 de 1977 "Concentrating optical system and concentrated light utilizing apparatus".

Los antecedentes antedichos tienen un grave problema para ser aplicables con las mejores prestaciones, y es que el centro de gravedad del conjunto rotativo del espejo y su armazón, no coincide con el eje de giro (a su vez eje focal) por lo cual el sistema trabajará en general con fuertes solicitaciones mecánicas, que dificultarán además notablemente el enfoque óptico del conjunto. En ninguno de los documentos citados se aborda este problema, que sin embargo es crucial para unas buenas prestaciones del colector concentrador.

El problema a resolver es, pues, hacer coincidir, para cada montaje, el centro de gravedad de la parte giratoria con el centro de giro, en cada sección (o en cada porción longitudinal del colector, que sea asimilable a una distribución de pesos longitudinalmente uniforme).

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Explicación de la invención

La invención consiste en equilibrar las masas del colector para que el centro de gravedad de la parte móvil rotatoria coincida con el eje de giro, que a su vez coincide con el eje imaginario del tubo absorbedor fijo.

Para materializar la invención hace falta por tanto analizar la ubicación del centro de gravedad de la parte móvil del colector, para lo cual hay que comenzar señalando que una fracción de la parte móvil tendrá su masa distribuida según la propia parábola que configura la sección recta del espejo o espejos, así como las cuadernas (de forma parabólica), y otra parte estará compuesta de componentes geométricamente bien definidos, lineales en general.

Tanto la estructura como la parábola serán simétricas respecto del plano de simetría del cilindro parabólico, en el cual se encuentra el eje focal del mismo.

Definimos un sistema de coordenadas con origen en el ápice o punto mínimo de la parábola, que se considera abierta hacia arriba, de tal modo que ese punto tendrá como coordenadas:

(1)x = y = 0

Se toma como ordenada "y" la altura en el eje de simetría de la parábola, y "x" es la coordenada perpendicular, o abscisa. El centro de gravedad se encontrará en las coordenadas (0,c) siendo

(2)x = 0

(3)y = c

donde el valor de c está dado por la siguiente ecuación

(4)c(E+w) = wc_{p} + Ec_{e}

donde w es el peso repartido según la línea de la parábola, y E el de la estructura que no va proporcionalmente a la parábola, y siendo c_{p} la ordenada del centro de gravedad de la parte parabólica y c_{e} la ordenada del centro de gravedad de la estructura adicional.

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La parábola en general se define como

(5)y = ax^{2}

o alternativamente como

(6)x^{2} = 2py

El foco de la parábola se encuentra en el punto

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Para calcular c_{p} se ha de integrar a lo largo de una rama de la parábola, ponderando la longitud diferencial de arco que llamaremos ds, con la altura a la que está dicho arco, y dividiendo luego esa integral por la integral de la longitud de la parábola, estando la longitud determinada según el valor del arco total de la rama de la parábola, llamado s_{0}. Es decir

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Se ha denominado I_{n} a la integral del numerador e I_{d} a la integral del denominador.

Para efectuar la integración conviene expresar las integrales en función de x, teniendo en cuenta que el diferencial de arco, ds, se define en función de la primera derivada, o tangente, de la curva, que llamamos y', lo que lleva a

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En tal caso, el límite de integración será la abscisa en la que termine la parábola, que llamaremos x_{s}.

Así pues, las dos integrales I_{n} (numerador) e I_{d} (denominador) antedichas son

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Para efectuar ambas integrales se recurre a la llamada Primera sustitución de Euler, que es el cambio de variable

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que conduce a

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por lo que

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\newpage

El integrando de I_{d} pasa a ser

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Y la integral queda definida no entre x = 0 y x = x_{s}; sino entre t_{0} y t_{s}, que son:

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por lo que queda

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Para la integral I_{n} hay que incluir en el integrando el valor

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Por lo que la integral queda

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El análisis anterior cabe ilustrarlo con un ejemplo, tomando un valor del parámetro definidor de la parabóla.

Por ejemplo, a = 1

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Es decir, 13

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De lo que se deduce la ordenada del foco, que es

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El foco es independiente de donde se corte la parábola (x_{s}) y sólo depende de a. Si la parábola se corta en

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los límites de las integrales anteriores (21) y (22) quedan

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lógicamente queda por debajo de y = 1, que es el límite superior en este ejemplo. También queda algo por debajo de 0,5 que es la mitad de la cota superior del extremo de la parábola (como intuitivamente debe ser).

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El análisis anterior expone el método de cálculo para calcular el centro de gravedad de cada componente de la parte giratoria del colector. En el caso del armazón, éste estará compuesto por segmentos de tipo parabólico, que por tanto están contemplados en el análisis anterior, o por piezas rectas, generalmente delgadas.

En todo caso, se puede formular la expresión general de situación del centro de gravedad de un conjunto de masas asimilables a puntos, de mesa m_{i}, que respecto del eje focal (y centro de giro) están a distancia \overline{r_{i}} , siendo \overline{r_{i}} el vector desde dicho centro, que tomamos ahora como origen en la representación de la sección recta en cuestión, hasta el punto cuya masa es m_{i}.

Denominamos M a la masa total, siendo ésta M

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que corresponde al sumatorio de todas las masas elementales, m_{i}.

El vector \overline{r_{g}} posición del centro de gravedad queda definido por la ecuación

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En el caso de que sea preferible representar las partes materiales en cuestión mediante figuras continuas, la expresión anterior pasa a ser una integral, como suma de infinitos infinitésimos.

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siendo \overline{r}(m) la función vectorial de distribución de la masa. Ahora bien, habida cuenta de lo extendido que está el cálculo numérico, basado en ordenadas discretas o en elementos finitos, la aproximación por sumatorio será en general la utilizada, y da suficiente aproximación, dentro de las tolerancias aceptables en el cálculo estructural. Más aún, el cálculo así planteado tendría que aplicarse a las infinitas secciones rectas sucesivas de un colector, lo cual es lógicamente inviable. En realidad, el equilibrado másico se ha de hacer en trozos finitos de colector, en sentido longitudinal, comprendidos entre dos secciones rectas, de tal modo que en dicho trozo las distribuciones de masas sean relativamente uniformes.

Junto a la condición anterior, que es la esencial para el equilibrado, resulta asimismo útil para la movilidad de giro del colector, que éste tenga el menor momento de inercia central posible, respecto del eje de giro (que coincide con el centro de gravedad) con la condición de que la distribución de masas sea compatible con el propio movimiento de giro que se ha de efectuar, para que no choquen unas partes con otras.

El momento central se define como

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habiéndose expresado en la versión discretizada, que como se ha dicho es la habitual para el cálculo numérico actual.

Con estas premisas se llega a conseguir que el centro de gravedad coincida con el eje del tubo fijo absorbedor, lo cual en la práctica se obtiene manteniendo la simetría del sistema respecto del plano del eje focal de la parábola, lo cual produce automáticamente la condición x = 0 de la ecuación (2), y distribuyendo unos contrapesos, también simétricos respecto de dicho plano, y distribuidos de tal forma que la ordenada y = c de la ecuación (3) coincida con la ordenada del eje imaginario del tubo absorbedor, que es el eje de giro. Para determinar dicho valor de c hay que determinar por un lado el peso w que corresponde a lo que esté repartido según la línea de la parábola, y al cual corresponderá un centro de gravedad c_{p}, ya determinado según el procedimiento expuesto, añadiendo la ponderación del resto del peso E, al cual corresponderá un centro de gravedad c_{e}. Este último se ha de determinar en función de las ecuaciones anteriores, (31) ó (32) siendo E la suma de las diversas masas M que aparecen en dichas ecuaciones. En caso de que las masas M obedezcan a una distribución simple, solo haría falta un cálculo que englobaría todas las masas de forma no parabólica; pero en general, la masa total no parabólica E se habrá de fraccionar en diversas masas M, que a su vez tendrán una distribución espacial m_{i}, y cuyo centro de gravedad tendrá que determinarse por separado, obteniéndose al final la ecuación

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siendo c_{g} la ordenada del vector r_{g} de las ecuaciones (31) ó (32) correspondiente a cada distribución de masas M. La ecuación (34) sirve para determinar el valor de c en la ecuación (4).

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 muestra un corte transversal de un colector cilindro parabólico convencional, de tubo absorbedor no fijo, con juntas rotativas.

La figura 2 está recogida de la solicitud de patente P200800440 y muestra un colector de doble reflexión parabólica, con tubo fijo.

La figura 3 muestra el mismo tipo de colector en enfoque al sol fuera del cénit, evidenciándose un par de vuelco del espejo.

La figura 4 muestra una parábola, cuyo ápice se toma como referencia para definir el sistema de coordenadas con el que se determina el centro de gravedad de la parte parabólica.

La figura 5 muestra un colector de doble reflexión, con tubo fijo, equilibrado en masa por los contrapesos inferiores.

La figura 6 muestra los sistemas de soporte del colector de la figura anterior, y del tubo fijo, la solicitud de patente P200800440.

La figura 7 muestra un alzado lateral de este tipo de colectores, incluyendo los contrapesos de equilibrado.

Modos preferentes de realización de la invención

Para mejor comprensión del problema existente, se presentan a continuación varias figuras relativas a la práctica habitual en los CCP, y los antecedentes de la invención.

1.: Tubo del eje focal, en el cual se recibe la radiación reflejada por las paredes interiores del cilindro parabólico, 2, que son muy reflectivas.

2.: Espejo cilindro parabólico. Su sección recta en un plano perpendicular al eje focal, es una parábola con foco en el eje del tubo 1.

3.: Eje de sujeción del cuerpo cilindro-parabólico que es a su vez eje de giro para enfocar al sol.

4.: Tirantes de sujeción firme del tubo del eje focal al cuerpo del CCP.

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5.: Largueros longitudinales que confirman parte del armazón estructural del conjunto.

6.: Cuadernas transversales del armazón estructural. Cada diseño comercial existente tiene una forma peculiar en este armazón, que admite una infinidad de configuraciones.

7.: Soportes de los CCP, solidario con los cuales va el actuador, que por mecanismo de cremallera, de cadena o de tornillo sinfín, hace girar todo el cuerpo del CCP para que enfoque al sol. Otra alternativa es que el actuador sea de tipo hidráulico, con los correspondientes pistones y bielas.

8.: Tubo fijo que se acopla a la instalación de conversión de energía, o a la red de tubos fijos de la central. No está en el mismo corte o sección que los otros elementos, sino fuera del CCP. En la conexión con el CCP, debe corresponder su eje con el eje de giro, aunque luego el tubo fijo adopte la geometría que convenga a la configuración de la instalación.

9.: Piezas tubulares en forma de codo, para acoplar los tubos radíales con los tubos horizontales.

10.: Tubos radiales que comunican los tubos giratorios absorbedores de la radiación, 1, con los tubos fijos 8.

11.: Juntas rotativas de conexión de las piezas acodadas con los tubos horizontales, bien fijos (8), bien en el eje focal (1), y por ende, giratorios

12.: Tubo absorbedor (fijo, no rotativo ni trasladable)

13.: Radiación solar directa.

14.: Espejo cilindro-parabólico primario.

15.: Radiación reflejada por el espejo 14, convergente hacia su eje focal.

16.: Segundo espejo de reflexión de la radiación

17.: Radiación, concentrada, reflejada por el espejo 16.

18.: Tirantes de sujeción del espejo 16 al 14. Ambos espejos son solidarios.

19.: Armazón del espejo 14.

20.: Carcasa que soporta el armazón 19, y cuelga de unos soportes verticales (no representados en esta figura).

21.: Pies derechos de soporte de tubo fijo

22.: Tornillo sinfín engranado a una parte, dentada, de la superficie exterior de la carcasa 20.

23.: Actuador del tornillo sinfín (motor eléctrico, aunque también pudiera ser un actuador hidráulico)

24.: Centro de gravedad de la masa rotante en esa sección del colector.

25.: Peso de dicha masa rotante.

33.: Foco de la parábola, que siempre estará, por simetría, en el eje de ordenadas según la representación adoptada, estando en este caso en la ordenada 2,5.

34.: Extremos físicos (simétricos) de la parábola que configura el espejo

49.: Tirantes para aguantar contrapesos.

50.: Contrapesos de equilibrado

51.: Abrazaderas del tubo fijo, que se asientan en los pies derechos 21

52.: Holgura entre el tubo fijo y la pieza tubular 49

53.: Pieza tubular solidaria a la carcasa 20, sobre la que se asienta rígida y solidariamente el armazón 19 del espejo cilindro-parabólico 14

54.: Cojinete en el que se asienta la pieza tubular 49, que a su vez asienta en el ojal horizontal del soporte 51.

55.: Soporte o pilar que aguanta todo el peso del colector cilindro-parabólico y su armazón, pero no el tubo absorbedor, 12.

56.: Pies derechos de apoyo del tornillo sinfín, 22

57.: Cara exterior de parte de la carcasa, 20, a su vez solidaria con la pieza tubular 49, y dentada en su exterior para engranarse al tornillo sinfín, 22.

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En la figura 3 se esquematiza un caso general, donde el centro de gravedad (de esa sección recta del colector) está representado por el punto imaginario 24, del que pende todo el peso de la estructura rotante, representado por el vector 25. Ello provocaría un par de vuelco, que tendría que estar permanentemente compensado por la reacción del sistema de sujeción, lo cual representa un importante inconveniente mecánico y una gran dificultad para mantener el enfoque óptico. La situación ideal para eliminar ese par de vuelco en todo momento, es hacer coincidir, en cada sección, el centro de gravedad con el centro de giro, esto es, el eje imaginario del tubo absorbedor (el cual no forma parte de la parte móvil del colector, que es para la cual se ha de cumplir la antedicha prescripción, de coincidir su centro de gravedad con el centro de giro).

La figura 5 muestra un corte trasversal del colector representado en la figura 2, con los añadidos necesarios de contrapesos, en este caso en la parte inferior del espejo parabólico, que corresponden a las piezas 49 y 50.

La figura 6 muestra el esquema de sujeción de dicho colector, en uno de sus extremos, asentado en el pilar 55, provisto de un orificio horizontal en su cabezal, u ojal, dentro del cual se asienta un cojinete 54, que a su vez soporta a la pieza tubular 53, solidaria con la carcasa 20 que soporta el armazón 19 del espejo cilindro-parabólico. Asimismo se aprecia la rueda dentada del mecanismo de giro 57, engranado al tornillo sinfín 22, que se mantiene sobre unos soportes 56, distintos a los pies derechos, 21, que mantienen fijo al tubo absorbedor, 12.

En la figura 7 aparece un módulo de colector completo, entre dos soportes, 55, que son los apoyos de la parte rotatoria del colector en su conjunto, apareciendo también la serie de pies derechos, 21, que soportan fijamente el tubo absorbedor, 12, separadas entre sí la distancia que soporte la cubierta de vidrio del tubo fijo absorbedor, 12. En la tecnología actual esta distancia es de unos 4 metros. En el espacio comprendido entre dos pies derechos consecutivos, se disponen los contrapesos 50, suspendidos de los tirantes 49. Los contrapesos 50 deben cubrir prácticamente todo el espacio longitudinal disponible, salvo la holgura dejada para que no haya interferencia, al rotar la parte móvil cilindro-parabólica a la que pertenecen, con los pies derechos 21, del tubo fijo.

Los citados tirantes 49 van solidarios al armazón 19 que soporta al espejo cilindro-parabólico, tal como se aprecia, en sección recta, en la figura 11; aunque hay que advertir que hay un problema de superposición visual en esa figura, y los citados tirantes 49 no van directamente unidos a la carcasa 20, aunque giran con ella, sino al armazón 19, que está soportado por la carcasa 20, siendo todo el conjunto mecánicamente solidario y rotatorio.

De la manera descrita, estos colectores cilindro-parabólicos de doble reflexión quedan equilibrados en peso, y su centro de gravedad, en cada tramo de colector, se sitúa en el eje de giro, que es a su vez el eje imaginario del tubo fijo absorbedor, 12.

Se construyen estos colectores solares cilindro-parabólicos equilibrados, con tubo absorbedor fijo, con un montaje basado en concentración de la radiación solar por doble reflexión en espejos cilindro-parabólicos contrapuestos, 14 y 16, que se mueven solidariamente, girando con todo su armazón alrededor de un eje de giro que coincide con el eje imaginario del tubo fijo absorbedor de radiación, 12, efectuándose el giro de la parte rotatoria del colector mediante la actuación de un tornillo sinfín, 22, sobre el engranaje de la cara exterior de una parte de la carcasa, 20, sobre la que se asienta el armazón, 19, del espejo cilindro-parabólico primario, que a su vez sustenta al espejo secundario a través de los tirantes 18, estando a su vez soportada toda la parte rotatoria del colector en unos pilares ubicados en sus extremos longitudinales, y no así el tubo fijo, que se soporta en un conjunto de pies derechos, 21. En la invención, al armazón 19 se le cuelgan unos tirantes 49, de los que penden unos contrapesos, 50, de forma longitudinal paralela al eje de giro, y pasando éstos tirantes y estos contrapesos a formar parte de la parte rotatoria del colector, pues quedan unidos solidaria y rígidamente a su armazón, 19.

Los tirantes 49 y contrapesos 50 se fijan al armazón de tal forma que el centro de gravedad de la parte rotatoria del colector se asienta sobre el eje de giro, e igualmente se asientan en dicho eje los centros de gravedad de los tramos longitudinales que quepa identificar en dicha parte rotatoria, habiéndose de cumplir el procedimiento de equilibrado, definido por la condición

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siendo m_{i} las masas individuales o discretizadas que puedan distinguirse en la parte rotatoria del colector, o en cada uno de sus tramos identificativos, y \overline{r_{i}} el vector de posición radial de las masas m_{i} respecto del eje de giro, que a su vez es el eje imaginario del tubo fijo, por propiedad geométrica de su montaje.

El armazón 19 de sustentación de los espejos primario y secundario, incorpora solidariamente los tirantes 49 y contrapesos, 50, quedando todo suspendido merced a que el armazón 19 se asienta a su vez solidaria y rígidamente con la carcasa 20, a su vez solidaria con la pieza tubular 53 que se asienta sobre los cojinetes 54 que se alojan en los ojales de los pilares 55 que en definitiva soportan toda la parte rotatoria del colector, y no así el tubo fijo 12 absorbedor de la radiación solar, que está zunchado por los aros 51 que lo asientan en los pies derechos 21, quedando el tubo fijo coaxial con la pieza tubular giratoria 53, por cuyo interior pasa sin rozar.

Los contrapesos longitudinales 50, con sus tirantes 49, se fijan al armazón 19 de manera no continuada, sino dejando huelgos en las partes que coinciden con los pies derechos 21 que soportan al tubo fijo, teniendo esos huelgos de separación entre contrapesos 50 consecutivos, una anchura igual a la anchura de los pies derechos 21, más un centímetro por cada lado, como tolerancia para evitar roces o choques de los contrapesos con los pies derechos 21, e igualmente con los pilares soporte, 55, de los extremos del colector, y con los soportes 56 de los tornillos sinfín 22 que se engranan a las caras dentadas 57 de las carcasas 20 solidarias al armazón 19.

Claims

1. Colectores solares cilindro-parabólicos equilibrados, con tubo absorbedor fijo, con montaje basado en concentración de la radiación solar por doble reflexión en espejos cilindro-parabólicos contrapuestos, 14 y 16, que se mueven solidariamente, girando con todo su armazón alrededor de un eje de giro que coincide con el eje imaginario del tubo fijo absorbedor de radiación, 12, efectuándose el giro de la parte rotatoria del colector mediante la actuación de un tornillo sinfín, 22, sobre el engranaje de la cara exterior de una parte de la carcasa, 20, sobre la que se asienta el armazón, 19, del espejo cilindro- parabólico primario, que a su vez sustenta al espejo secundario a través de los tirantes 18, estando a su vez soportada toda la parte rotatoria del colector en unos pilares ubicados en sus extremos longitudinales, y no así el tubo fijo, que se soporta en un conjunto de pies derechos, 21, caracterizados tales colectores por que al armazón 19 se le cuelgan unos tirantes 49, de los que penden unos contrapesos, 50, de forma longitudinal paralela al eje de giro, y pasando éstos tirantes y estos contrapesos a formar parte de la parte rotatoria del colector, pues quedan unidos solidaria y rígidamente a su armazón, 19.

2. Colectores solares cilindro-parabólicos equilibrados, con tubo absorbedor fijo, según reivindicación primera, caracterizados por que tales tirantes 49 y contrapesos 50 se fijan al armazón de tal forma que el centro de gravedad de la parte rotatoria del colector se asienta sobre el eje de giro, e igualmente se asientan en dicho eje los centros de gravedad de los tramos longitudinales que quepa identificar en dicha parte rotatoria, habiéndose de cumplir el procedimiento de equilibrado, definido por la condición

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3. Colectores solares cilindro-parabólicos equilibrados, con tubo absorbedor fijo, según reivindicaciones anteriores, caracterizados por que el armazón 19 de sustentación de los espejos primario y secundario, incorpora solidariamente los tirantes 49 y contrapesos, 50, quedando todo suspendido merced a que el armazón 19 se asienta a su vez solidaria y rígidamente con la carcasa 20, a su vez solidaria con la pieza tubular 53 que se asienta sobre los cojinetes 54 que se alojan en los ojales de los pilares 53 que en definitiva soportan toda la parte rotatoria del colector, y no así el tubo fijo 12 absorbedor de la radiación solar, que está zunchado por los aros 51 que lo asientan en los pies derechos 21, quedando el tubo fijo coaxial con la pieza tubular giratoria 53, por cuyo interior pasa sin rozar.

4. Colectores solares cilindro-parabólicos equilibrados, con tubo absorbedor fijo, según reivindicaciones anteriores, caracterizados por que los contrapesos longitudinales 50, con sus tirantes 49, se fijan al armazón 19 de manera no continuada, sino dejando huelgos en las partes que coinciden con los pies derechos 21 que soportan al tubo fijo, teniendo esos huelgos de separación entre contrapesos 50 consecutivos, una anchura igual a la anchura de los pies derechos 21, más un centímetro por cada lado, como tolerancia para evitar roces o choques de los contrapesos con los pies derechos 21, e igualmente con los pilares soporte, 55, de los extremos del colector, y con los soportes 56 de los tornillos sinfín 22 que se engranan a las caras dentadas 57 de las carcasas 20 solidarias al armazón 19.