ES2634617T3 - Tubo de recolecta de calor solar - Google Patents

Tubo de recolecta de calor solar Download PDF

Info

Publication number
ES2634617T3
ES2634617T3 ES13825159.0T ES13825159T ES2634617T3 ES 2634617 T3 ES2634617 T3 ES 2634617T3 ES 13825159 T ES13825159 T ES 13825159T ES 2634617 T3 ES2634617 T3 ES 2634617T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
bellows
tube
central metal
metal tube
glass tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES13825159.0T
Other languages
English (en)
Inventor
Norihito Takeuchi
Toshiaki Iwa
Yoshihiro Ogawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Eagle Industry Co Ltd
Original Assignee
Toyota Industries Corp
Eagle Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Industries Corp, Eagle Industry Co Ltd filed Critical Toyota Industries Corp
Application granted granted Critical
Publication of ES2634617T3 publication Critical patent/ES2634617T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/40Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors
    • F24S10/45Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors the enclosure being cylindrical
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L27/00Adjustable joints, Joints allowing movement
    • F16L27/10Adjustable joints, Joints allowing movement comprising a flexible connection only, e.g. for damping vibrations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L51/00Expansion-compensation arrangements for pipe-lines
    • F16L51/02Expansion-compensation arrangements for pipe-lines making use of bellows or an expansible folded or corrugated tube
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L51/00Expansion-compensation arrangements for pipe-lines
    • F16L51/02Expansion-compensation arrangements for pipe-lines making use of bellows or an expansible folded or corrugated tube
    • F16L51/03Expansion-compensation arrangements for pipe-lines making use of bellows or an expansible folded or corrugated tube comprising two or more bellows
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00Thermal insulation in general
    • F16L59/06Arrangements using an air layer or vacuum
    • F16L59/065Arrangements using an air layer or vacuum using vacuum
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00Thermal insulation in general
    • F16L59/12Arrangements for supporting insulation from the wall or body insulated, e.g. by means of spacers between pipe and heat-insulating material; Arrangements specially adapted for supporting insulated bodies
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/70Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S40/00Safety or protection arrangements of solar heat collectors; Preventing malfunction of solar heat collectors
    • F24S40/80Accommodating differential expansion of solar collector elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/70Sealing means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S25/00Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
    • F24S25/60Fixation means, e.g. fasteners, specially adapted for supporting solar heat collector modules
    • F24S2025/6012Joining different materials
    • F24S2025/6013Joining glass with non-glass elements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44Heat exchange systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Joints Allowing Movement (AREA)

Abstract

Un tubo de recolecta de calor solar (11) que comprende: un tubo de metal central (12) que permite que un medio térmico fluya a través del mismo; un tubo de vidrio (14) que cubre una circunferencia exterior del tubo de metal central (12) de tal modo que se forma un hueco anular (13) entre el tubo de metal central (12) y el tubo de vidrio (14); y un absorbedor (15) adaptado para absorber una diferencia en dilatación térmica entre el tubo de metal central (12) y el tubo de vidrio (14), en el que el absorbedor (15) incluye una pluralidad de fuelles (16 - 1, 16 - 2, 16 - 3), caracterizado por que el absorbedor (15) adicionalmente incluye un cilindro de conexión (17) el cual conecta los fuelles (16 - 1, 16 - 2, 16 - 3) en serie, y los fuelles (16 - 1, 16 - 2, 16 - 3) están instalados para solaparse en una dirección radial con el cilindro de conexión (17) colocado entre los fuelles (16 - 1, 16 - 2, 16 - 3).

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
DESCRIPCION
Tubo de recolecta de calor solar CAMPO TECNICO
La presente invencion se refiere a un tubo de recolecta de calor solar y mas particularmente a un tubo de recolecta de calor solar en el cual un tubo de metal central, a traves del cual fluye un medio termico, y un tubo de vidrio, el cual rodea al tubo de metal central de modo que se forma un hueco anular entre el tubo de metal central y el tubo de vidrio, estan conectados por un absorbedor, el cual absorbe la diferencia en dilatacion termica entre el tubo de metal central y el tubo de vidrio.
ANTECEDENTES TECNICOS
Cuando el medio termico que fluye a traves de un tubo de metal se calienta calentando el tubo de metal con calor solar para utilizar el calor del medio termico, el contacto entre el tubo de metal y la atmosfera transfiere el calor del tubo de metal caliente a la atmosfera. Esto obstaculiza el calentamiento eficaz del medio termico. Por lo tanto, se proporciona un tubo de vidrio para rodear al tubo de metal de modo que se forme un hueco anular entre el tubo de metal y el tubo de vidrio. Esto evita la transferencia de calor a la atmosfera desde el tubo de metal, el cual es calentado por el calor solar. Sin embargo, la diferencia significativa en el porcentaje de variacion de la dilatacion termica entre el tubo de metal y el tubo de vidrio requiere un absorbedor que absorba la diferencia en dilatacion termica entre el tubo de metal y el tubo de vidrio. Puesto que la temperatura del tubo de metal alcanza varios cientos de grados, el absorbedor esta fabricado de metal. Un fuelle tipicamente se utiliza como el absorbedor. Sin embargo, cuando un fuelle de metal y un tubo de vidrio estan directamente conectados, la dilatacion y la contraccion del fuelle pueden danar la parte de conexion entre el tubo de vidrio y el fuelle.
Convencionalmente, como se representa en la figura 6, se ha propuesto una estructura en la cual un tubo de metal central 31 y un tubo de vidrio 32 estan conectados por un fuelle 33 y un elemento de transicion vidrio - metal 34 (vease el documento de patente 1). El fuelle 33 incluye un extremo interior 33a, el cual esta acoplado al tubo de metal central 31 por un elemento de acoplamiento 35 y un extremo exterior 33b, el cual esta conectado al tubo de vidrio 32 por el elemento de transicion vidrio - metal 34.
DOCUMENTOS LA TECNICA ANTERIOR
Documentos de patentes
Documento de patente 1: publicacion de patente japonesa abierta a consulta publica No. 2004 - 251612.
El documento WO 2011/098622 A1 revela un dispositivo de compensacion de la dilatacion para la utilizacion en tubos que reciben energfa solar el cual consta de dos tubos concentricos, por ejemplo un tubo interior fabricado de metal y un tubo exterior fabricado de vidrio. El dispositivo de compensacion de la dilatacion esta formado por dos fuelles que se oponen simetricamente los cuales tienen una distribucion asimetrica de ondas.
RESUMEN DE LA INVENCION
Los problemas que la invencion quiere resolver
De la longitud entera del tubo de recolecta de calor solar, la luz solar es incidente en la seccion del tubo de metal central 31 excluyendo la seccion que esta cubierta por el fuelle 33 y el elemento de transicion vidrio - metal 34. En el documento de patente 1, el elemento de transicion vidrio - metal 34 esta colocado fuera del fuelle 33. Por lo tanto, la luz solar es incidente en la seccion del tubo de metal central 31 excluyendo la seccion que esta cubierta por el fuelle 33. El fuelle 33 tiene una longitud que permite que el fuelle 33 absorba la diferencia maxima en dilatacion termica entre el tubo de metal central 31 y el tubo de vidrio 32.
Sin embargo, cuando la longitud del fuelle antes de la dilatacion y la contraccion es L, el fuelle puede cambiar su longitud en hasta aproximadamente 0,3L por dilatacion y contraccion. La dilatacion o contraccion que exceda de esta longitud causa una deformacion plastica y evita que el fuelle vuelva a la forma original. Puesto que la tecnica convencional incluye un fuelle, el fuelle 33 necesita tener una longitud de 2L cuando la diferencia maxima en dilatacion termica entre el tubo de metal central 31 y el tubo de vidrio 32 es 0,6 L por ejemplo. Esto reduce la relacion del area activa. La relacion del area activa se refiere a la relacion de la longitud del area en el tubo de metal central 31 en el cual es incidente la luz solar con respecto a la longitud entera del tubo de recolecta del calor solar.
Es un objeto de la presente revelacion proporcionar un tubo de recolecta de calor solar capaz de incrementar una relacion del area activa reduciendo la zona en la cual la incidencia del calor solar esta bloqueada por un fuelle que absorbe la diferencia en la dilatacion termica.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Medios para resolver los problemas
Para conseguir el objetivo anterior y segun un aspecto de la presente invencion, se proporciona un tubo de recolecta de calor solar que incluye un tubo de metal central que permite que un medio termico fluya a traves del mismo, un tubo de vidrio que cubre una circunferencia exterior del tubo de metal central de tal modo que se forma un hueco anular entre el tubo de metal central y el tubo de vidrio y un absorbedor adaptado para absorber una diferencia en dilatacion termica entre el tubo de metal central y el tubo de vidrio. El absorbedor incluye un cilindro de conexion y una pluralidad de fuelles de metal. El cilindro de conexion conecta dos fuelles en serie. Los fuelles estan instalados para solaparse en una direccion radial con el cilindro de conexion colocado entre los fuelles.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
La figura 1 es una vista parcial en seccion transversal que muestra un tubo de recolecta de calor solar de una forma de realizacion;
la figura 2A es un diagrama esquematico que muestra el funcionamiento del absorbedor del tubo de recolecta de calor solar de la figura 1;
la figura 2B es un diagrama esquematico que muestra el funcionamiento del absorbedor del tubo de recolecta de calor solar de la figura 1;
la figura 3 es una vista parcial en seccion transversal que muestra un tubo de recolecta de calor solar de otra forma de realizacion;
la figura 4 es una vista parcial en seccion transversal que muestra un tubo de recolecta de calor solar de una forma de realizacion adicional;
la figura 5 es una vista parcial en seccion transversal que muestra un tubo de recolecta de calor solar de una forma de realizacion adicional; y
la figura 6 es una vista parcial en seccion transversal que muestra un tubo de recolecta de calor solar convencional. MODOS DE LLEVAR A CABO LA INVENCION
Una forma de realizacion sera descrita ahora con referencia a las figuras 1 y 2.
Como se representa en la figura 1, un tubo de recolecta de calor solar 11 incluye un tubo de metal central 12, un tubo de vidrio 14 y un absorbedor de metal 15. Un medio termico se permite que fluya a traves del tubo de metal central 12. El tubo de vidrio 14 cubre la circunferencia exterior del tubo de metal central 12 de tal modo que un hueco vacfo anular 13, el cual funciona como un hueco anular, se forma entre el tubo de metal central 12 y el tubo de vidrio 14. El absorbedor 15 absorbe la diferencia en dilatacion termica entre el tubo de metal central 12 y el tubo de vidrio 14. La figura 1 representa una seccion en un extremo del tubo de recolecta de calor solar 11. El tubo de recolecta de calor solar 11 incluye una seccion en el otro extremo que esta estructurada de una manera similar (simetrica).
El tubo de vidrio 14 es mas corto que el tubo de metal central 12. El absorbedor 15 esta colocado entre y conectado a un extremo del tubo de metal central 12 y un extremo del tubo de vidrio 14. El tubo de metal central 12 y el absorbedor 15 estan fabricados de acero inoxidable. El absorbedor 15 incluye una pluralidad de (dos en esta forma de realizacion) fuelles 16 - 1 y 16 - 2, o fuelles primero y segundo 16 - 1 y 16 - 2, los cuales estan conectados en serie por un cilindro de conexion 17. Los fuelles 16 - 1 y 16 - 2 se solapan en la direccion radial con el cilindro de conexion 17 colocado entre los fuelles 16 -1 y 16 - 2. El estado en el cual "los fuelles estan conectados en serie" se refiere a un estado en el cual los fuelles se dilatan y se contraen simultaneamente y la suma de las cantidades de dilatacion o las cantidades de contraccion de los fuelles es igual a la cantidad de dilatacion o a la cantidad de contraccion del absorbedor entero. El cilindro de conexion 17 tiene sustancialmente la misma longitud que los fuelles 16 - 1 y 16 - 2 e incluye una brida exterior 17a en un extremo y una brida interior 17b en el otro extremo. La brida exterior 17a se prolonga radialmente hacia fuera y la brida interior 17b se prolonga radialmente hacia dentro.
Cada uno de los fuelles 16 - 1 y 16 - 2 incluye una parte de acordeon 18 y una primera parte cilmdrica 19a, una segunda parte cilmdrica 19b. Las partes cilmdricas 19a y 19b estan formadas en los extremos opuestos de la parte de acordeon 18. Las partes de acordeon 18 de los fuelles 16 - 1 y 16 - 2 tienen la misma longitud. Las partes cilmdricas primera y segunda 19a y 19b del primer fuelle 16 - 1 en el lado radialmente exterior tienen el mismo diametro que el tubo de vidrio 14. Un anillo kovar 20 conecta la primera parte cilmdrica 19a del primer fuelle 16 -1 al tubo de vidrio 14. Un extremo de la segunda parte cilmdrica 19b del primer fuelle 16 - 1 esta conectada, preferiblemente soldada, a la brida exterior 17a del cilindro de conexion 17. Kovar es una aleacion ferrosa con mquel y cobalto. Entre los metales, el kovar tiene un porcentaje de variacion de la dilatacion termica que es proximo a aquel del vidrio duro.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
La primera parte cilmdrica 19a del segundo fuelle 16 - 2 en el lado radialmente interior esta conectada, preferiblemente soldada, al reborde interior 17b del cilindro de conexion 17. Un extremo de la segunda parte cilmdrica 19b del fuelle 16 - 2 esta conectada, preferiblemente soldada, a la circunferencia exterior de una brida 12a formada en el tubo de metal central 12. La brida 12a esta formada mediante la fijacion de una placa de acero inoxidable anular a la superficie exterior del tubo de metal central 12 por soldadura. Por lo tanto, en el absorbedor 15 de la presente invencion, los fuelles 16 -1 y 16 - 2 estan colocados radialmente hacia dentro del tubo de vidrio 14. El estado de estar "colocado radialmente hacia dentro del tubo de vidrio 14" no esta limitado a un estado en el cual ninguna parte del fuelle radialmente mas exterior (el primer fuelle 16 - 1 en la presente forma de realizacion) esta colocado radialmente hacia fuera del tubo de vidrio 14. En otras palabras, el estado de estar "colocado radialmente hacia dentro del tubo de vidrio 14" incluye un estado en el cual el fuelle radialmente mas exterior (el primer fuelle 16 - 1 en la presente forma de realizacion) esta conectado al tubo de vidrio 14 para estar colocado sustancialmente en la misma posicion radial que el tubo de vidrio 14, mas espedficamente, un estado en el cual el diametro de las partes cilmdricas primera y segunda 19a y 19b del fuelle radialmente mas exterior es sustancialmente el mismo que el diametro del tubo de vidrio 14 (por lo tanto, parte de la parte de acordeon 18 esta colocada radialmente hacia fuera del tubo de vidrio 14).
El funcionamiento del tubo de recolecta de calor solar 11 configurado como se ha descrito antes se describira mas adelante en este documento.
En el tubo de recolecta de calor solar 11, el medio termico introducido en el interior del tubo de metal central 12 a traves de un extremo es calentado antes de ser descargado desde el otro extremo del tubo de metal central 12 mediante el calor transferido desde el tubo de metal central 12. El medio termico calentado se utiliza para un sistema de calefaccion, un calentador de agua y un generador electrico, por ejemplo.
Por ejemplo, el tubo de recolecta de calor solar 11 esta instalado de tal modo que el tubo de metal central 12 esta colocado en el foco de un espejo concavo concentrador del calor del sol en un punto que tiene una superficie reflectante concava. La temperatura del tubo de metal central 12 aumenta hasta aproximadamente 400 °C y la temperatura del tubo de vidrio 14 aumenta hasta aproximadamente 100 °C, aunque las temperaturas dependen del comportamiento del espejo concavo concentrador del calor del sol en un punto, la temperatura ambiente y la velocidad en que se mueve el medio termico en el tubo de metal central 12, por ejemplo. El tubo de vidrio 14 cubre el tubo de metal central 12 y el hueco vado anular 13 esta colocado entre el tubo de metal central 12 y el tubo de vidrio 14. Por lo tanto, el calor del tubo de metal central 12, el cual es calentado por la luz del sol que es incidente a traves del tubo de vidrio 14, calienta eficazmente el medio termico que fluye a traves del tubo de metal central 12.
El porcentaje de variacion de la dilatacion termica del primer fuelle 16 - 1 el cual esta fabricado de acero inoxidable, difiere de forma significante del porcentaje de variacion de la dilatacion termica del tubo de vidrio 14. Sin embargo, la fuerza generada por la dilatacion y la contraccion del primer fuelle 16 - 1 no es transferida directamente al tubo de vidrio 14 puesto que el primer fuelle 16 -1 esta conectado al tubo de vidrio 14 a traves del anillo kovar 20. Esto limita el dano del tubo de vidrio 14 que podna ser causado por la dilatacion y la contraccion del primer fuelle 16 -1.
El funcionamiento del absorbedor 15 sera descrito ahora. La diferencia en dilatacion termica entre el tubo de metal central 12 y el tubo de vidrio 14, los cuales son calentados por la luz solar, aplica fuerza al absorbedor 15 y de ese modo dilata el absorbedor 15. Las figuras 2A y 2B muestran las relaciones en posicion entre un extremo del tubo de metal central 12 y un extremo del tubo de vidrio 14 antes de la dilatacion termica y despues de la dilatacion termica maxima, respectivamente. Cuando la distancia entre el extremo del tubo de metal central 12 y el extremo del tubo de vidrio 14 antes de la dilatacion termica es S0 como se indica en la figura 2A, y la distancia entre el extremo del tubo de metal central 12 y el extremo del tubo de vidrio 14 despues de la dilatacion termica maxima es S1 como se indica en la figura 2B, el absorbedor 15 necesita absorber el valor "S1 - S0", el cual es la diferencia entre S1 y S0. Cuando la longitud de los fuelles 16 - 1 y 16 - 2 antes de la dilatacion es L, la longitud de los fuelles 16 - 1 y 16 - 2 despues de la dilatacion maxima es 1,3L. La figura 2B representa esquematicamente la relacion en posicion entre los fuelles 16 -1 y 16 - 2 y el cilindro de conexion 17 con referencia al extremo del tubo de vidrio 14. Puesto que la longitud del primer fuelle 16 - 1 es 1,3L, la posicion del cilindro de conexion 17 se mueve en 0,3L hacia la brida 12a desde la posicion antes de la dilatacion del primer fuelle 16 - 1. La posicion de la brida interior 17b antes del movimiento del cilindro de conexion 17 esta indicada por una lmea discontinua doble corta - larga en la figura 2B. La longitud del segundo fuelle 16 - 2 es 1,3L. Como resultado, la longitud del absorbedor 15 aumenta en 0,6 L, lo cual es la suma de la longitud de dilatacion 0,3L de cada uno de los fuelles 16 - 1 y 16 - 2, desde la longitud antes de la dilatacion termica del tubo de metal central 12 y el tubo de vidrio 14. Por lo tanto, cuando la longitud L de los fuelles 16 -1 y 16 - 2 antes de la dilatacion se establece de tal modo que 0,6L es mayor que o igual al valor "S1 - S0", el absorbedor 15 puede absorber la diferencia en la dilatacion termica entre el tubo de metal central 12 y el tubo de vidrio 14 causada por la dilatacion termica del tubo de metal central 12 y el tubo de vidrio 14. La longitud L es la mitad de la longitud de los fuelles en una estructura convencional en la cual se utiliza unicamente un fuelle. En este caso, la dilatacion del cilindro de conexion 17 no se considera.
La presente forma de realizacion consigue las siguientes ventajas.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
(1) El tubo de recolecta de calor solar 11 incluye el tubo de metal central 12, el cual permite que un medio termico fluya a traves del mismo, el tubo de vidrio 14, el cual cubre la circunferencia exterior del tubo de metal central 12 de tal modo que el hueco vado anular 13 se forma entre el tubo de metal central 12 y el tubo de vidrio 14 y el absorbedor 15, el cual absorbe la diferencia en dilatacion termica entre el tubo de metal central 12 y el tubo de vidrio 14. En el absorbedor 15, el cilindro de conexion 17 conecta los dos fuelles de metal 16 -1 y 16 - 2 en serie. Ademas, los fuelles 16 - 1 y 16 - 2 estan instalados para solaparse en la direccion radial con el cilindro de conexion 17 colocado entre los fuelles 16 - 1 y 16 - 2. Por lo tanto, despues de la dilatacion termica, la cantidad de la dilatacion del absorbedor 15 es la suma de la cantidad de la dilatacion de cada uno de los fuelles 16 - 1 y 16 - 2. Adicionalmente, fuelles de la misma longitud se utilizan como los dos fuelles 16 - 1 y 16 - 2 y los dos fuelles estan instalados para solaparse en la direccion radial. Por lo tanto, de la longitud del absorbedor 15, la longitud de la seccion de los fuelles es igual a la longitud de uno de los fuelles. Esto reduce la zona del absorbedor 15 en la cual la incidencia de la luz solar esta bloqueada por los fuelles 16 - 1 y 16 - 2, incrementando de ese modo la relacion del area activa.
(2) Existen dos fuelles16 - 1 y 16 - 2. Esto facilita la fabricacion comparada con una estructura que incluye tres o mas fuelles.
(3) Los fuelles 16 -1 y 16 - 2 estan colocados radialmente hacia dentro del tubo de vidrio 14. El tubo de metal central 12 esta conectado al segundo fuelle radialmente mas interior 16 - 2. Esto permite que el cilindro de conexion 17 se mueva facilmente sin interferir con la brida 12a, la cual conecta el segundo fuelle 16 - 2 al tubo de metal central 12, cuando los fuelles 16 - 1 y 16 - 2 se dilatan y mueven el cilindro de conexion 17. Ademas, el tubo de recolecta de calor solar 11 requiere un espacio instalacion menor que un tubo de recolecta de calor solar 11 que incluya un tubo de vidrio 14 del mismo diametro y fuelles 16 - 1 y 16 - 2 que esten colocados radialmente hacia fuera del tubo de vidrio 14.
(4) El tubo de metal central 12 esta fabricado de acero inoxidable y puede estar conectado por soldadura. Por lo tanto, se puede conseguir facilmente un cierre hermetico al aire en la seccion de conexion, asegurando de ese modo el vado en el hueco vado anular 13. Ademas, los tubos de acero inoxidable tienen una elevada resistencia a la corrosion y fortaleza y se utilizan en diversos campos. Los tubos de acero inoxidable estan facilmente disponibles y son economicos.
(5) El segundo fuelle de metal 16 - 2 esta soldado a la brida 12a del tubo de metal central 12. La parte de acordeon 18 del segundo fuelle 16 - 2 tiene un diametro mayor que el tubo de metal central 12. Por lo tanto, uno del segundo fuelle 16 - 2 y del tubo de metal central 12 necesita incluir una brida de modo que este soldada una a la otra. En la presente forma de realizacion, el extremo de metal central 12 incluye la brida 12a. Esto facilita la instalacion de la brida 12a comparada con una estructura en la cual el segundo fuelle 16 - 2 incluye la brida 12a.
(6) El cilindro de conexion 17 esta instalado entre el primer fuelle 16 -1 y el segundo fuelle 16 - 2. Esto permite que los fuelles 16 -1 y 16 - 2 se dilaten y se contraigan sin que sus partes de acordeon 18 interfieran una con la otra.
La presente invencion no esta limitada a la forma de realizacion descrita antes, sino que se puede realizar como sigue a continuacion, por ejemplo.
En el absorbedor 15, los fuelles 16 -1 y 16 - 2 pueden estar colocados radialmente hacia fuera del tubo de vidrio 14. El estado de estar "colocado radialmente hacia fuera del tubo de vidrio 14" no esta limitado a un estado en el cual ninguna parte del fuelle radialmente mas interior (el primer fuelle 16 - 1 en la presente estructura) esta colocada radialmente hacia dentro del tubo de vidrio 14. En otras palabras, el estado de estar "colocado radialmente hacia fuera del tubo de vidrio 14" incluye un estado en el cual el fuelle radialmente mas interior (el primer fuelle 16 -1 en la presente estructura) esta conectado al tubo de vidrio 14 para estar colocado sustancialmente en la misma posicion radial que el tubo de vidrio 14, mas espedficamente, un estado en el cual las partes cilmdricas primera y segunda 19a y 19b del fuelle radialmente mas interior tienen sustancialmente el mismo diametro que el tubo de vidrio 14 (por lo tanto, parte de la parte de acordeon 18 esta colocada radialmente hacia dentro del tubo de vidrio 14). Espedficamente, como se representa en la figura 3, el primer fuelle 16 - 1, el cual esta conectado al tubo de vidrio 14 por el anillo kovar 20, esta colocado en el lado radialmente interior y el segundo fue 16 - 2, el cual esta conectado al tubo de metal central 12, esta colocado en el lado radialmente exterior. En esta estructura, incluso aunque existan muchos fuelles, un numero deseado de fuelles se pueden instalar facilmente sin incrementar la diferencia en diametro entre el tubo de vidrio 14 y el tubo de metal central 12.
Fuelles de diferentes longitudes pueden ser utilizados como los fuelles 16 - 1 y 16 - 2 del absorbedor 15. Por ejemplo, como se representa en la figura 4, el fuelle radialmente exterior 16 - 1 puede ser mas largo que el fuelle radialmente interior 16 - 2. Cuando una pluralidad de fuelles estan instalados para solaparse en la direccion radial, los fuelles radialmente exteriores, esto es, los fuelles que tienen un diametro mayor, tienen una alta resistencia y una gran cantidad de dilatacion y contraccion. Por lo tanto, el incremento en la longitud del fuelle radialmente exterior 16 - 1 para que sea mayor que la longitud del fuelle radialmente interior 16- 2 mejora la capacidad de absorcion de la dilatacion termica del absorbedor 15 sin cambiar la longitud del absorbedor 15.
5
10
15
20
25
30
El numero de fuelles del absorbedor 15 no esta limitado a dos y puede ser tres o mas. Por ejemplo, cuando se utilizan tres fuelles 16 - 1, 16 - 2 y 16 - 3, los tres fuelles 16 -1, 16 - 2y 16 - 3y dos cilindros de conexion 17 estan instalados para solaparse alternativamente como se representa en la figura 5. En esta estructura, la cantidad de dilatacion y contraccion del absorbedor 15 es la suma de las cantidades de dilatacion y contraccion de los fuelles 16 - 1, 16 - 2 y 16 - 3. Por lo tanto, el absorbente 15 que incluye la longitud de un fuelle consigue tres veces tanta cantidad de dilatacion y contraccion como un fuelle.
En cada uno de los tres fuelles 16 - 1, 16 - 2 y 16 - 3, el diametro de las partes cilmdricas primera y segunda 19a y 19b no tiene que ser igual al diametro del punto medio entre un pico y un valle de la parte de acordeon 18 y puede ser mas largo o mas corto.
En cada uno de los tres fuelles 16 - 1, 16 - 2 y 16 - 3, las partes cilmdricas primera y segunda 19a y 19b no tienen que ser iguales en diametro. La primera parte cilmdrica 19a puede tener un diametro mayor o menor que la segunda parte cilmdrica 19b.
En cada uno de los tres fuelles 16 - 1, 16 - 2 y 16 - 3, los pliegues de la parte de acordeon 18 no estan limitados a que tengan una forma de V y pueden tener una forma de U.
En lugar de la formacion de la brida 12a en el tubo de metal central 12 para conectar los fuelles 16 - 1 y 16 - 2 y el tubo de metal central 12, las segundas partes cilmdricas 19b de los fuelles 16 - 1 y 16 - 2 pueden incluir una brida que este conectada (preferiblemente soldada) a un extremo del tubo de metal central 12.
El tubo de metal central 12, los fuelles 16 -1, 16 - 2 y 16 - 3 y el cilindro de conexion 17 pueden estar fabricados de metales distintos del acero inoxidable.
El hueco anular no esta limitado al hueco vado anular 13. Por ejemplo, el hueco anular puede estar lleno con un gas que tenga una conductividad del calor menor que el aire a una presion que sea mayor que o igual a presion atmosferica normal. Esto proporciona el mismo grado de conductividad del calor que un hueco vado. El termino "hueco vado" no esta limitado a un hueco vado perfecto e incluye un hueco que este lleno con un gas que tenga una presion inferior que la presion atmosferica normal.

Claims (5)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    REIVINDICACIONES
    1. Un tubo de recolecta de calor solar (11) que comprende:
    un tubo de metal central (12) que permite que un medio termico fluya a traves del mismo;
    un tubo de vidrio (14) que cubre una circunferencia exterior del tubo de metal central (12) de tal modo que se forma un hueco anular (13) entre el tubo de metal central (12) y el tubo de vidrio (14); y un absorbedor (15) adaptado para absorber una diferencia en dilatacion termica entre el tubo de metal central (12) y el tubo de vidrio (14), en el que
    el absorbedor (15) incluye una pluralidad de fuelles (16 -1, 16 - 2, 16 - 3),
    caracterizado por que el absorbedor (15) adicionalmente incluye un cilindro de conexion (17) el cual conecta los fuelles (16 - 1, 16 - 2, 16 - 3) en serie, y los fuelles (16 - 1, 16 - 2, 16 - 3) estan instalados para solaparse en una direccion radial con el cilindro de conexion (17) colocado entre los fuelles (16 -1, 16 - 2, 16 - 3).
  2. 2. El tubo de recolecta de calor solar (11) segun la reivindicacion 1 en el que la pluralidad de fuelles son dos fuelles (16 - 1, 16 - 2).
  3. 3. El tubo de recolecta de calor solar (11) segun la reivindicacion 1 o 2 en el que los fuelles (16 - 1, 16 - 2, 16 - 3) estan colocados radialmente hacia dentro del tubo de vidrio (14).
  4. 4. El tubo de recolecta de calor solar (11) segun la reivindicacion 1 o 2 en el que los fuelles (16 - 1, 16 - 2, 16 - 3) estan colocados radialmente hacia fuera del tubo de vidrio (14).
  5. 5. El tubo de recolecta de calor solar (11) segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 en el que uno de los fuelles (16 -1, 16 - 2, 16 - 3) que esta colocado en un lado radialmente exterior es mas largo que otro de los fuelles (16 -1, 16 - 2, 16 - 3) que esta colocado en un lado radialmente interior.
ES13825159.0T 2012-08-01 2013-07-22 Tubo de recolecta de calor solar Active ES2634617T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012171290 2012-08-01
JP2012171290A JP6043535B2 (ja) 2012-08-01 2012-08-01 太陽熱集熱管
PCT/JP2013/069780 WO2014021127A1 (ja) 2012-08-01 2013-07-22 太陽熱集熱管

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2634617T3 true ES2634617T3 (es) 2017-09-28

Family

ID=50027807

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES13825159.0T Active ES2634617T3 (es) 2012-08-01 2013-07-22 Tubo de recolecta de calor solar

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9903612B2 (es)
EP (1) EP2881681B1 (es)
JP (1) JP6043535B2 (es)
CN (1) CN104508396B (es)
ES (1) ES2634617T3 (es)
WO (1) WO2014021127A1 (es)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6260409B2 (ja) * 2014-03-31 2018-01-17 株式会社豊田自動織機 太陽熱集熱装置の製造方法
CN107003034A (zh) * 2014-11-25 2017-08-01 沙特基础工业全球技术有限公司 包括丙烯酸类盖板的太阳能收集器及其制造和使用方法
JP6566691B2 (ja) * 2015-04-02 2019-08-28 入江工研株式会社 複合型ベローズ
CN105650396B (zh) * 2016-04-06 2018-02-02 中科合成油工程股份有限公司 一种直管压力平衡型波纹膨胀节
US10190692B2 (en) 2016-12-29 2019-01-29 Senior Ip Gmbh Flexible metal seal assembly
CN106839461A (zh) * 2017-03-08 2017-06-13 沧州天瑞星光热技术有限公司 一种太阳能集热管专用波纹管
CN110410607B (zh) * 2019-08-07 2023-01-17 江苏晨鑫波纹管有限公司 一种环保波纹膨胀节
WO2022152100A1 (zh) * 2021-01-14 2022-07-21 上海兴邺材料科技有限公司 真空管

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3241868A (en) * 1963-07-19 1966-03-22 D K Mfg Company Pressure compensated bellows joints
DE1264897B (de) * 1964-07-28 1968-03-28 Ind Und Kraftwerksrohrleitunge Entlasteter Dehnungsausgleicher
JPS6051017B2 (ja) * 1982-03-31 1985-11-12 工業技術院長 太陽熱集熱装置
FR2548851B1 (fr) 1983-07-07 1986-11-14 Electricite De France Procede et installation d'analyse et de restitution de signal a echantillonnage et interpolation
JPS60137248U (ja) * 1984-02-24 1985-09-11 トヨタ自動車株式会社 空気ばね
JPS62100389U (es) * 1985-12-14 1987-06-26
JPS63312502A (ja) * 1987-06-12 1988-12-21 Okuda Yasuyuki 多重シ−ルベロ−ズによる移動機構
DE10231467B4 (de) 2002-07-08 2004-05-27 Schott Glas Absorberrohr für solarthermische Anwendungen
DE102005022183B3 (de) * 2005-05-09 2006-08-03 Schott Ag Absorberrohr
JP2009174604A (ja) * 2008-01-23 2009-08-06 Jeol Ltd 除振機構
CN101307957A (zh) * 2008-07-03 2008-11-19 北京桑达太阳能技术有限公司 一种直通式真空太阳能集热管
US20100205963A1 (en) * 2008-08-26 2010-08-19 Ammar Danny F Concentrated solar power generation system with distributed generation
ES2361103B1 (es) 2009-10-05 2012-03-23 Abengoa Solar New Technologies, S.A. Método de fabricación de un tubo receptor de energía solar y tubo así fabricado.
ES2360326B1 (es) 2009-10-05 2012-03-30 Abengoa Solar New Technologies, S.A. Sistema de afinador de vac�?o o getter no evaporable.
JP5615526B2 (ja) * 2009-10-09 2014-10-29 株式会社ミラプロ 断熱二重管
ES2359560B1 (es) 2009-11-12 2011-12-13 Abengoa Soalr New Technologies, S.A. Nuevo dispositivo compensador de expansión y procedimiento de fabricación del mismo.
ES2370327B1 (es) 2009-11-12 2012-09-27 Abengoa Solar New Technologies, S.A. Elemento aislante del dispositivo de compensación de expansión y procedimiento de fabricación del mismo.
JP5666275B2 (ja) * 2010-12-09 2015-02-12 株式会社日立製作所 太陽光集光集熱レシーバ
CN202254427U (zh) * 2011-09-16 2012-05-30 张建城 一种槽式太阳能热发电集热管
CN102393093B (zh) * 2011-11-22 2014-07-02 张建城 设置复合消气装置的线聚焦太阳能强化集热管
CN102563930B (zh) * 2012-02-24 2013-05-15 中国西电集团公司 一种膨胀节外置式太阳能发电高温真空集热管

Also Published As

Publication number Publication date
US20150300690A1 (en) 2015-10-22
CN104508396B (zh) 2017-07-18
WO2014021127A1 (ja) 2014-02-06
JP2014031909A (ja) 2014-02-20
EP2881681B1 (en) 2017-06-14
EP2881681A1 (en) 2015-06-10
JP6043535B2 (ja) 2016-12-14
US9903612B2 (en) 2018-02-27
EP2881681A4 (en) 2015-07-29
CN104508396A (zh) 2015-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2634617T3 (es) Tubo de recolecta de calor solar
ES2369013T3 (es) Intercambiador de calor con tubo de vacio.
ES2372827B1 (es) Estructura mejorada aplicable a colectores de energía solar cilindro-parabólicos.
ES2352939B1 (es) Colector solar de tubos de vacío con protección de sobrecalentamiento por medio de reflector giratorio.
ES2378198B1 (es) Nueva disposición de getter no evaporable para tubo colector solar.
ES1064680U (es) Estructura portante de receptor.
ES2375887B1 (es) Estructura con vigas de sujeción de reflector primario.
ES2302485B1 (es) Colectores cilindro-parabolicos de energia solar termica con tubo fijo no rotativo.
ES2370327B1 (es) Elemento aislante del dispositivo de compensación de expansión y procedimiento de fabricación del mismo.
ES2362764A1 (es) Sistema de soporte de indicador de vacío o getter evaporable.
KR830004572A (ko) 전자 에너지 흡수장치
WO2014002643A1 (ja) 太陽熱集熱管
ES2525196A1 (es) Receptor solar de torre tubular aislado a las pérdidas energéticas por radiación
ES2421205B1 (es) Colector solar
ES1066443U (es) "tuberia colectora de calor solar de tipo tubo en forma de u".
ES2557735T3 (es) Receptor para central solar con vida útil alargada
ES2701232T3 (es) Receptor solar central de concentración
WO2014102405A1 (es) Dispositivo de unión entre tubos receptores solares contiguos
ES2390554A1 (es) Dispositivo de fijacion de los soportes del espejo cilindro-parabolico a la viga de un colector solar
ES2381698B1 (es) Colector solar con receptor multitubular, plantas termosolares que contienen dicho colector y método de operación de dichas plantas.
KR200273927Y1 (ko) 진공관식 나선형 태양열 집열관
ES2768998T3 (es) Dispositivo para conectar una conexión a un tubo de absorción de una central eléctrica termosolar, una central eléctrica termosolar y procedimiento para convertir energía solar en energía térmica
ES2713274B2 (es) Cubierta para una junta rotativa de una conduccion termica
WO2022096963A1 (en) A solar energy collector
ES2738656T3 (es) Dispositivo de almacenamiento de calor