ES2646996A1 - Thermosolar plant of thermosolar concentrators supplying direct heat and operation procedure of said thermosolar plant (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents

Thermosolar plant of thermosolar concentrators supplying direct heat and operation procedure of said thermosolar plant (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) Download PDF

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ES2646996A1 ES201600515A ES201600515A ES2646996A1 ES 2646996 A1 ES2646996 A1 ES 2646996A1 ES 201600515 A ES201600515 A ES 201600515A ES 201600515 A ES201600515 A ES 201600515A ES 2646996 A1 ES2646996 A1 ES 2646996A1
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Abstract

The thermosolar plant concentrating solar thermal concentrators that provide direct heat and the operating procedure of the thermosolar plant consists of a thermal plant that performs the efficient conversion of concentrated solar thermal energy using parabolic-trough, parabolic trough or heliostats fields to energy mechanical and/or electrical by means of one or more double acting actuator cylinders that operate under a thermal cycle nonconventional of high thermal efficiency, where the actuator cylinder rod is articulated to a mechanism of conversion of the reciprocating rectilinear movement to rotary movement capable of actuating an electric generator, which can be applied to generate electric power in the terrestrial as well as in the extra-terrestrial or aerospace industry. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

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PLANTA TERMOSOLAR DE CONCENTRADORES TERMOSOLARES SUMINISTRADORES DE CALOR DIRECTO Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓNTHERMOSOLAR PLANT OF THERMOSOLAR CONCENTRATORS DIRECT HEAT SUPPLIES AND OPERATION PROCEDURE

DE DICHA PLANTA TERMOSOLARSUCH THERMOSOLAR PLANT

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓNTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

La presente invención pertenece al campo técnico de la conversión de energía termo- solar a energía eléctrica vía energía mecánica por medio de máquinas térmicas capaces de aprovechar el calor solar concentrado procedente de concentradores disco-parabólicos o campo de helióstatos.The present invention pertains to the technical field of the conversion of thermo-solar energy to electrical energy via mechanical energy by means of thermal machines capable of harnessing concentrated solar heat from disk-parabolic concentrators or heliostat field.

OBJETIVO DE LA INVENCIÓNOBJECTIVE OF THE INVENTION

La presente invención denominada “PLANTA TERMOSOLAR DE CONCENTRADORES TERMOSOLARES SUMINISTRADORES DE CALOR DIRECTO Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DE DICHA PLANTA TERMOSOLAR”, tiene por objeto la conversión eficiente de la energía termosolar a energía eléctrica vía energía mecánica mediante cilindros actuadores termo mecánicos de doble efecto que operan bajo un ciclo térmico no convencional de alta eficiencia térmica, donde la citada máquina térmica consiste en un cilindro actuador termo mecánico de doble efecto que realiza trabajo tanto por absorción como por rechazo de calor.The present invention called "THERMOSOLAR PLANT OF DIRECT HEAT SUPPLY THERMOSOLAR CONCENTRATORS AND OPERATING PROCEDURE OF SUCH THERMOSOLAR PLANT", aims at the efficient conversion of thermosolar energy to electrical energy via mechanical energy by means of double-acting thermal mechanical actuator cylinders that operate under an unconventional thermal cycle of high thermal efficiency, where the said thermal machine consists of a double-acting thermo-mechanical actuator cylinder that performs work both by absorption and by heat rejection.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION

Las plantas termosolares del tipo disco-parabólico conocidas capturan el calor concentrado en el foco de la parábola mediante una cavidad dentro de la cual existe un absorbedor tradicionalmente compuesto de un relleno absorbedor de calor a base de malla metálica de material de alta capacidad de absorción térmica o espuma cerámica, donde el calor concentrado en el absorbedor es aplicado a un motor Stirling para generar energía eléctrica.The known solar-disk-parabolic type plants capture the heat concentrated in the focus of the parabola by means of a cavity within which there is an absorber traditionally composed of a heat absorbing filler based on metal mesh of high thermal absorption capacity material or ceramic foam, where the heat concentrated in the absorber is applied to a Stirling engine to generate electrical energy.

Otra opción consiste en la utilización de un campo de helióstatos que concentran el calor solar en una cavidad dentro de la cual se halla el absorbedor de calor compuestoAnother option is the use of a field of heliostats that concentrate solar heat in a cavity within which the composite heat absorber is located

por un relleno a base de alambre de acero Inoxidable o espuma cerámica, donde el calor capturado es aplicado a un ciclo Rankine o a un ciclo Brayton Una variante de estas opciones de implementación se halla patentada con el número de solicitud de patente nacional 201230077 caracterizada por una cavidad receptora 5 dotada de una lente que aumenta la concentración de calor y que opera a una presión, que es la del fluido de trabajo del ciclo de Rankine o Brayton.by a filler based on stainless steel wire or ceramic foam, where the captured heat is applied to a Rankine cycle or a Brayton cycle A variant of these implementation options is patented with the national patent application number 201230077 characterized by a receiving cavity 5 equipped with a lens that increases the concentration of heat and operates at a pressure, which is that of the working fluid of the Rankine or Brayton cycle.

En la invención denominada PLANTA TERMOSOLAR DE CONCENTRADORES TERMOSOLARES SUMINISTRADORES DE CALOR DIRECTO Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DE DICHA PLANTA TERMOSOLAR, se opta por varios sistemas de 10 concentración de energía térmica solar, donde el calor concentrado por cada concentrador disco parabólico para temperaturas medianas o bajas, o un campo de heliostatos para temperaturas altas, es capturado por el módulo captador de energía termosolar concentrada ubicado en el punto focal de cada sistema concentrador, donde cada módulo captador de calor se halla dividido en varias cavidades rellenas de 15 un material absorbedor de calor tal como malla metálica de un material de alta capacidad térmica, espuma cerámica o un fluido térmico gaseoso de trabajo y tintado de oscuro con alta capacidad térmica, y donde el calor capturado por el absorbedor es directamente aplicado mediante un fluido térmico de trabajo gaseoso al cilindro actuador de doble efecto siguiendo un ciclo térmico de alta eficiencia formado por una 20 combinación de procesos abiertos y cerrados.In the invention called THERMOSOLAR PLANT OF THERMOSOLAR CONCENTRATORS DIRECT HEAT SUPPLIES AND OPERATION PROCEDURE OF SUCH THERMOSOLAR PLANT, several systems of 10 concentration of solar thermal energy are chosen, where the heat concentrated by each parabolic disk concentrator for medium or low temperatures, or a field of heliostats for high temperatures, is captured by the concentrated solar thermal energy sensor module located at the focal point of each concentrator system, where each heat sensor module is divided into several cavities filled with a heat absorbing material such as a metal mesh of a high thermal capacity material, ceramic foam or a gaseous working thermal fluid and dark tinting with high thermal capacity, and where the heat captured by the absorber is directly applied by means of a gaseous working thermal fluid to the actuator cylinder double acting following a thermal cycle High efficiency mico formed by a combination of open and closed processes.

En el estado actual de la tecnología no se conocen plantas termosolares de este tipo.In the current state of technology there are no known solar thermal plants of this type.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

25 El invento denominado PLANTA TERMOSOLAR DE CONCENTRADORES TERMOSOLARES SUMINISTRADORES DE CALOR DIRECTO Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DE DICHA PLANTA TERMOSOLAR, está constituida por un cilindro actuador de doble efecto por cada foco de concentración, el cual recibe el calor solar concentrado directamente desde un campo de heliostatos o una parábola de disco, el 30 cual es absorbido por el fluido térmico de trabajo que alimenta al cilindro termo- actuador de doble efecto. Al disponer de dos sistemas de concentración de energía térmica solar (campo de heliostatos o parábolas de disco), el calor concentrado por cada concentrador disco parabólico para temperaturas medianas o bajas, o un campo de heliostatos para temperaturas altas, es capturado por el módulo captador de 35 energía termosolar concentrada ubicado en el punto focal de cada sistemaThe invention called THERMOSOLAR PLANT OF THERMOSOLAR CONCENTRATORS DIRECT HEAT SUPPLIES AND OPERATION PROCEDURE OF SUCH THERMOSOLAR PLANT, is constituted by a double acting actuator cylinder for each concentration focus, which receives the concentrated solar heat directly from a field of heliostats or a disk parabola, which is absorbed by the thermal working fluid that feeds the double acting thermo-actuator cylinder. By having two solar thermal energy concentration systems (field of heliostats or disk parabolas), the heat concentrated by each parabolic disk concentrator for medium or low temperatures, or a heliostat field for high temperatures, is captured by the sensor module of 35 concentrated solar thermal energy located at the focal point of each system

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concentrador, donde cada módulo captador de calor se halla dividido en varias cavidades rellenas de un material absorbedor de calor tal como malla metálica de un material de alta capacidad de absorción térmica, espuma cerámica o un gas tintado de obscuro y donde el calor capturado por el absorbedor es directamente aplicado mediante un fluido térmico de trabajo al cilindro actuador de doble efecto siguiendo un ciclo térmico de alta eficiencia formado por una combinación de procesos abiertos y cerrados.concentrator, where each heat capture module is divided into several cavities filled with a heat absorbing material such as metal mesh of a material with high thermal absorption capacity, ceramic foam or a dark tinted gas and where the heat captured by the Absorber is directly applied by a working thermal fluid to the double acting actuator cylinder following a high efficiency thermal cycle formed by a combination of open and closed processes.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURASDESCRIPTION OF THE FIGURES

En esta sección se describen a modo ilustrativo y no limitativo, los componentes que constituyen la PLANTA TERMOSOLAR DE CONCENTRADORES TERMOSOLARES SUMINISTRADORES DE CALOR DIRECTO Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DE DICHA PLANTA TERMOSOLAR para facilitar la comprensión de la invención en donde de modo no limitativo se hace referencia a las siguientes figuras:This section describes, by way of illustration and non-limitation, the components that constitute the THERMOSOLAR PLANT OF THERMOSOLAR CONCENTRATORS DIRECT HEAT SUPPLIES AND OPERATING PROCEDURE OF THE THERMOSOLAR PLANT to facilitate the understanding of the invention where non-limiting reference is made to the following figures:

La figura 1 muestra esquemáticamente el cilindro termo actuador de doble efecto accionado directamente por calor solar concentrado, procedente tanto de un campo de hellostatos como de concentradores de disco parabólico.Figure 1 schematically shows the double acting thermo-actuator cylinder driven directly by concentrated solar heat, from both a field of hellostats and parabolic disk concentrators.

- cilindro termo-actuador de doble efecto (10)- double acting thermo-actuator cylinder (10)

- émbolo del cilindro termo-actuador de doble efecto (11)- double acting thermo-actuator cylinder piston (11)

- vástago del cilindro termo-actuador de doble efecto (12)- double acting thermo-actuator cylinder rod (12)

- enfriador del fluido térmico de trabajo (13)- working thermal fluid cooler (13)

- válvula de comunicación de la cámara B del cilindro termo-actuador de doble efecto- double chamber thermo-actuator cylinder B chamber communication valve

(14) con el enfriador del fluido térmico de trabajo(14) with the working thermal fluid cooler

- válvula de comunicación de la cámara A del cilindro termo-actuador de doble efecto- chamber A communication valve of the double acting thermo-actuator cylinder

(15) con el enfriador del fluido térmico de trabajo(15) with the working thermal fluid cooler

- compresor de circulación del fluido térmico de trabajo (16) del enfriador hacia las cavidades (52) y (53) por medio de la válvula 3/2 (40) y a las cavidades (54) y (55) por medio de la válvula 3/2 (43)- Compressor for circulating the working thermal fluid (16) of the cooler to the cavities (52) and (53) by means of the 3/2 valve (40) and to the cavities (54) and (55) by means of the valve 3/2 (43)

- válvula 3/2 (40) a las cavidades (52) y (53)- 3/2 valve (40) to the cavities (52) and (53)

- válvula de salida de fluido térmico de trabajo (41) de la cavidad (52) hacia le cámara A del cilindro termo-actuador de doble efecto- working thermal fluid outlet valve (41) from the cavity (52) to chamber A of the double acting thermo-actuator cylinder

- válvula de salida de fluido térmico de trabajo (42) de la cavidad (53) hacia le cámara A del cilindro termo-actuador de doble efecto- working thermal fluid outlet valve (42) from the cavity (53) to chamber A of the double acting thermo-actuator cylinder

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- válvula 3/2 (43) a las cavidades (54) y (55)- valve 3/2 (43) to the cavities (54) and (55)

- válvula de salida de fluido térmico de trabajo (44) de la cavidad (55) hacia le cámara B del cilindro termo-actuador de doble efecto- working thermal fluid outlet valve (44) from the cavity (55) to chamber B of the double acting thermo-actuator cylinder

- válvula de salida de fluido térmico de trabajo (45) de la cavidad (54) hacia le cámara B del cilindro termo-actuador de doble efecto- working thermal fluid outlet valve (45) from the cavity (54) to chamber B of the double acting thermo-actuator cylinder

- captador solar de calor directo y concentrado (50) formado por cuatro cavidades- direct and concentrated solar heat collector (50) formed by four cavities

individuales (52), (53), (54) y (55), donde la cara expuesta al calor solar concentrado es transparente para permitir la absorción de calor, y donde las cavidadesindividual (52), (53), (54) and (55), where the face exposed to concentrated solar heat is transparent to allow heat absorption, and where the cavities

mencionadas están rellenadas con un absorbedor tradicional tal como malla metálica de alta capacidad de absorción térmica, espuma cerámica o un fluido térmico gaseoso de trabajo y tintado de oscuro con alta capacidad térmicaThese are filled with a traditional absorber such as metal mesh with high thermal absorption capacity, ceramic foam or a gaseous thermal fluid for work and dark tinting with high thermal capacity

- tapa (51) del captador solar (50) expuesta al calor solar concentrado construida de cristal (o vidrio) transparente resistente a altas temperaturas y a la presión de trabajo.- cover (51) of the solar collector (50) exposed to concentrated solar heat constructed of transparent glass (or glass) resistant to high temperatures and working pressure.

La Figura 2 muestra esquemáticamente el captador solar de calor directo y concentrado formado por cuatro cavidades Individuales (52), (53), (54) y (55).Figure 2 schematically shows the direct and concentrated solar heat collector formed by four Individual cavities (52), (53), (54) and (55).

- captador solar de calor directo y concentrado (50) formado por cuatro cavidades- direct and concentrated solar heat collector (50) formed by four cavities

individuales (52), (53), (54) y (55), donde la cara expuesta al calor solar concentrado es transparente para permitir la absorción de calor, y donde las cavidadesindividual (52), (53), (54) and (55), where the face exposed to concentrated solar heat is transparent to allow heat absorption, and where the cavities

mencionadas están rellenadas con un absorbedor tradicional tal como malla metálica de alta capacidad de absorción térmica, espuma cerámica o un gas tintado oscuro de alta capacidad térmicaThese are filled with a traditional absorber such as metal mesh with high thermal absorption capacity, ceramic foam or a dark tinted gas with high thermal capacity

- tapa (51) del captador solar (50) construida de cristal (o vidrio) transparente- cover (51) of the solar collector (50) constructed of transparent glass (or glass)

resistente a altas temperaturas y a la presión de trabajo expuesta al calor solarresistant to high temperatures and working pressure exposed to solar heat

concentrado.concentrated.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓNDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

La PLANTA TERMOSOLAR DE CONCENTRADORES TERMOSOLARES SUMINISTRADORES DE CALOR DIRECTO Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DE DICHA PLANTA TERMOSOLAR, está constituida por dos partes (50) y (10) implementadas conformando un solo conjunto formado por un captador solar de calor directo y concentrado (50) que proporciona calor a un cilindro termo-actuador de doble efecto (10), y donde el cilindro termo-actuador de doble efecto opera bajo un ciclo térmico no convencional que comprende una combinación de procesosThe THERMOSOLAR PLANT OF THERMOSOLAR CONCENTRATORS DIRECT HEAT SUPPLIES AND OPERATION PROCEDURE OF SUCH THERMOSOLAR PLANT, is constituted by two parts (50) and (10) implemented forming a single set formed by a direct and concentrated solar heat collector (50) that provides heat to a double-acting thermo-actuator cylinder (10), and where the double-acting thermo-actuator cylinder operates under an unconventional thermal cycle comprising a combination of processes

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termodinámicos cerrados y abiertos, y donde el captador solar de calor directo y concentrado (50) está formado por cuatro cavidades individuales (52), (53), (54) y (55), donde la cara expuesta al calor solar concentrado (51) está construida de crista! (o vidrio) transparente para permitir la transferencia de calor, y donde las cavidades mencionadas están rellenadas con un absorbedor tradicional de calor tal como malla metálica de un material de alta capacidad de absorción térmica, espuma cerámica o un gas tintado oscuro de alta capacidad térmica y donde el calor aportado al captador solar de calor directo (50), procede de un concentrador termo solar formado tanto por un campo de heliostatos como por una parábola de disco.closed and open thermodynamics, and where the direct and concentrated solar heat collector (50) is formed by four individual cavities (52), (53), (54) and (55), where the face exposed to concentrated solar heat (51 ) is built of glass! (or glass) transparent to allow heat transfer, and where the mentioned cavities are filled with a traditional heat absorber such as metal mesh of a material of high thermal absorption capacity, ceramic foam or a dark tinted gas of high thermal capacity and where the heat contributed to the direct heat solar collector (50), comes from a thermo solar concentrator formed by both a heliostat field and a disk parabola.

La PLANTA TERMOSOLAR DE CONCENTRADORES TERMOSOLARES SUMINISTRADORES DE CALOR DIRECTO Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DE DICHA PLANTA TERMOSOLAR, configurada de acuerdo con el sistema de aporte directo de calor al cilindro actuador de doble efecto (10) por medio de un captador solar de calor directo y concentrado (50) formado por cuatro cavidades individuales (52), (53), (54) y (55), transparentes por la cara expuesta a los rayos solares, donde cada cavidad está rellenada con un absorbedor de calor tradicional tal como malla metálica de alta capacidad de absorción de calor, espuma cerámica o un gas tintado oscuro de alta capacidad térmica, donde el calor aportado al captador solar de calor directo, procede de un concentrador termo solar formado tanto por un campo de heliostatos como por parábolas de disco, está formada por al menos los siguientes componentes según se muestra en la figura 1:The THERMOSOLAR PLANT OF THERMOSOLAR CONCENTRATORS DIRECT HEAT SUPPLIES AND OPERATION PROCEDURE OF SUCH THERMOSOLAR PLANT, configured according to the direct heat input system to the double acting actuator cylinder (10) by means of a direct and concentrated solar heat collector (50) formed by four individual cavities (52), (53), (54) and (55), transparent on the face exposed to the sun's rays, where each cavity is filled with a traditional heat absorber such as metal mesh of high heat absorption capacity, ceramic foam or a dark tinted gas of high thermal capacity, where the heat contributed to the direct heat solar collector, comes from a thermo-solar concentrator formed by both a heliostat field and disk parabolas. formed by at least the following components as shown in figure 1:

- cilindro termo-actuador de doble efecto, (10)- double acting thermo-actuator cylinder, (10)

- émbolo del cilindro termo-actuador de doble efecto, (11)- double acting thermo-actuator cylinder piston, (11)

- vástago del cilindro termo-actuador de doble efecto, (12)- double acting thermo-actuator cylinder rod, (12)

- enfriador del fluido térmico de trabajo, (13)- working thermal fluid cooler, (13)

- válvula de comunicación de la cámara B del cilindro termo-actuador de doble efecto con el enfriador del fluido térmico de trabajo, (14)- chamber B communication valve of the double acting thermo-actuator cylinder with the working thermal fluid cooler, (14)

- válvula de comunicación de la cámara A del cilindro termo-actuador de doble efecto con el enfriador del fluido térmico de trabajo, (15)- chamber A communication valve of the double acting thermo-actuator cylinder with the working thermal fluid cooler, (15)

- compresor (16) de circulación de! fluido térmico de trabajo del enfriador (13) hacia las cavidades (52) y (53) por medio de la válvula 3/2 (40) y a las cavidades (54) y (55) por medio de la válvula 3/2 (43)- circulation compressor (16) of! thermal fluid working from the cooler (13) to the cavities (52) and (53) by means of the 3/2 valve (40) and to the cavities (54) and (55) by means of the 3/2 valve (43 )

- válvula 3/2 (40) a los cavidades (52) y (53)- valve 3/2 (40) to the cavities (52) and (53)

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- válvula de salida del fluido térmico de trabajo de la cavidad (52) hacia la cámara A del cilindro termo-actuador de doble efecto, (41)- outlet valve of the working thermal fluid from the cavity (52) to the chamber A of the double acting thermo-actuator cylinder, (41)

- válvula de salida del fluido térmico de trabajo de la cavidad (53) hacia la cámara A del cilindro termo-actuador de doble efecto, (42)- outlet valve of the working thermal fluid from the cavity (53) to the chamber A of the double acting thermo-actuator cylinder, (42)

- válvula 3/2 (43) a las cavidades (54) y (55)- valve 3/2 (43) to the cavities (54) and (55)

- válvula de salida de fluido térmico de trabajo de la cavidad (55) hacia la cámara B del cilindro termo-actuador de doble efecto, (44)- thermal fluid outlet valve working from the cavity (55) towards chamber B of the double acting thermo-actuator cylinder, (44)

- válvula de salida de fluido térmico de trabajo de la cavidad (54) hacia la cámara B del cilindro termo-actuador de doble efecto, (45)- thermal fluid outlet valve working from the cavity (54) to chamber B of the double acting thermo-actuator cylinder, (45)

- captador solar de calor directo (50) y concentrado formado por cuatro cavidades individuales (52), (53), (54) y (55), donde la cara expuesta al calor solar concentrado es transparente para permitir la absorción de calor, y donde las cavidades mencionadas están rellenadas con un absorbedor tradicional tal como malla metálica fina de un material de alta capacidad de absorción térmica, espuma cerámica o un fluido térmico de trabajo gaseoso tintado de oscuro de alta capacidad térmica- direct heat solar collector (50) and concentrate formed by four individual cavities (52), (53), (54) and (55), where the face exposed to concentrated solar heat is transparent to allow heat absorption, and where the mentioned cavities are filled with a traditional absorber such as fine metal mesh of a material with high thermal absorption capacity, ceramic foam or a dark-tinted gaseous working thermal fluid of high thermal capacity

- tapa (51) del captador solar (50) expuesta al calor solar concentrado, construida de cristal (o vidrio) transparente resistente a altas temperaturas y a la presión de trabajo.- cover (51) of the solar collector (50) exposed to concentrated solar heat, constructed of transparent glass (or glass) resistant to high temperatures and working pressure.

El modo de operación de la PLANTA TERMOSOLAR DE CONCENTRADORES TERMOSOLARES SUMINISTRADORES DE CALOR DIRECTO Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DE DICHA PLANTA TERMOSOLAR es tal que el fluido térmico de transferencia de calor (aire, helio o hidrógeno) es bombeado por medio del compresorThe mode of operation of the THERMOSOLAR PLANT OF THERMOSOLAR CONCENTRATORS DIRECT HEAT SUPPLIES AND OPERATING PROCEDURE OF SUCH THERMOSOLAR PLANT is such that the heat transfer heat fluid (air, helium or hydrogen) is pumped through the compressor

(16), desde el enfriador del fluido térmico de trabajo (13), hasta las cavidades (52) (53) (54) y (55) siguiendo un orden tal que mientras las válvulas 3/2 (40) y (43) permiten el paso del fluido a las cavidades (52) y (55), las válvulas (42) y (14) permanecen abiertas para accionar el embolo (11) debido a la elevada presión de la cámara A en comunicación con la cavidad (53) y permitir la evacuación de la cámara B a través de la válvula (14) hacia el enfriador del fluido térmico de trabajo (13). Cuando el émbolo finaliza su carrera en sentido de izquierda a derecha, se cierran las válvulas (42) y (14) y se cambia el rol de las válvulas 3/2 (40) y (43) permitiendo el paso del fluido a las cavidades (53) y (54), mientras que las válvulas (45) y (15) permanecen abiertas para accionar el embolo (11) debido a la elevada presión desde la cámara B en comunicación con la cavidad (54) y permitir la evacuación de la cámara A a través de la válvula (15) hacia el enfriador del fluido térmico de trabajo (13). Este ciclo se repite de modo que en lugar de utilizar el calor acumulado en las cavidades (52) y (55) por(16), from the working thermal fluid cooler (13), to the cavities (52) (53) (54) and (55) in an order such that while the valves 3/2 (40) and (43) allow the passage of the fluid to the cavities (52) and (55), the valves (42) and (14) remain open to drive the plunger (11) due to the high pressure of the chamber A in communication with the cavity (53 ) and allow the evacuation of chamber B through the valve (14) to the cooler of the thermal working fluid (13). When the piston ends its stroke from left to right, the valves (42) and (14) are closed and the role of the valves 3/2 (40) and (43) is changed allowing the passage of the fluid into the cavities (53) and (54), while the valves (45) and (15) remain open to drive the plunger (11) due to the high pressure from chamber B in communication with the cavity (54) and allow the evacuation of the chamber A through the valve (15) to the cooler of the working thermal fluid (13). This cycle is repeated so that instead of using the heat accumulated in the cavities (52) and (55) by

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medio de las válvulas (41) y (44), se utiliza el calor acumulado en las cavidades (53) y (54) por medio de las válvulas (42) y (45).By means of the valves (41) and (44), the heat accumulated in the cavities (53) and (54) is used by means of the valves (42) and (45).

DESCRIPCIÓN DE REALIZACIONES PREFERENTES DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION

La configuración preferente de la PLANTA TERMOSOLAR DE CONCENTRADORES TERMOSOLARES SUMINISTRADORES DE CALOR DIRECTO Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DE DICHA PLANTA TERMOSOLAR, está constituida por un cilindro actuador de doble efecto que opera bajo un ciclo térmico no convencional que comprende una combinación de procesos termodinámicos cerrados y abiertos, donde el sistema de captura de calor es realizado mediante un captador solar de calor directo y concentrado (50) formado por cuatro cavidades individuales (52), (53), (54) y (55), donde la cara expuesta al calor solar concentrado (51) es transparente para permitir la absorción de calor, y donde las cavidades mencionadas están rellenadas con un absorbedor tradicional de calor tal como malla metálica de un material de alta capacidad de absorción térmica, espuma cerámica o un gas tintado oscuro de alta capacidad térmica y donde el calor aportado al captador solar de calor directo (50), procede de un concentrador termo solar formado por un campo de heliostatos, o procede de un concentrador termo solar formado por una parábola de disco, donde cada parábola de disco alimenta a un cilindro termo actuador de doble efecto, y donde el sistema de captura de calor conformado por un captador solar de calor directo y concentrado (50) forma un conjunto con e! cilindro termo actuador de doble efecto (10). Este conjunto está compuesto de al menos los siguientes componentes según se observa en las figuras 1 y 2:The preferred configuration of the THERMOSOLAR PLANT OF THERMOSOLAR CONCENTRATORS DIRECT HEAT SUPPLIES AND OPERATING PROCEDURE OF THE THERMOSOLAR PLANT, consists of a double acting actuator cylinder that operates under an unconventional thermal cycle comprising a combination of closed and open thermodynamic processes , where the heat capture system is realized by means of a direct and concentrated solar heat collector (50) formed by four individual cavities (52), (53), (54) and (55), where the face exposed to solar heat concentrate (51) is transparent to allow heat absorption, and where the mentioned cavities are filled with a traditional heat absorber such as metal mesh of a material with high thermal absorption capacity, ceramic foam or a high capacity dark tinted gas thermal and where the heat contributed to the direct heat solar collector (50), comes from a solar thermal concentrator f formed by a field of heliostats, or comes from a thermo-solar concentrator formed by a disk parabola, where each disk parabola feeds a double acting thermo-actuating cylinder, and where the heat capture system formed by a solar collector of direct and concentrated heat (50) forms a set with e! double acting thermo actuator cylinder (10). This set is composed of at least the following components as seen in Figures 1 and 2:

- cilindro termo-actuador de doble efecto, (10)- double acting thermo-actuator cylinder, (10)

- émbolo del cilindro termo-actuador de doble efecto, (11)- double acting thermo-actuator cylinder piston, (11)

- vástago del cilindro termo-actuador de doble efecto, (12)- double acting thermo-actuator cylinder rod, (12)

- enfriador del fluido térmico de trabajo, (13)- working thermal fluid cooler, (13)

- válvula de comunicación de la cámara B del cilindro termo-actuador de doble efecto con el enfriador del fluido térmico de trabajo, (14)- chamber B communication valve of the double acting thermo-actuator cylinder with the working thermal fluid cooler, (14)

- válvula de comunicación de la cámara A del cilindro termo-actuador de doble efecto con el enfriador del fluido térmico de trabajo, (15)- chamber A communication valve of the double acting thermo-actuator cylinder with the working thermal fluid cooler, (15)

- compresor de circulación del fluido térmico de trabajo (16) del enfriador (13) hacia los calentadores (52) y (53) por medio de la válvula 3/2 (40) y a las cavidades (54) y (55) por medio de la válvula 3/2 (43)- Compressor for circulating the working thermal fluid (16) of the cooler (13) to the heaters (52) and (53) by means of the 3/2 valve (40) and to the cavities (54) and (55) by means Valve 3/2 (43)

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- válvula 3/2 (40) a las cavidades (52) y (53)- 3/2 valve (40) to the cavities (52) and (53)

- válvula de salida de fluido térmico de trabajo de la cavidad (52) hacia le cámara A del cilindro termo-actuador de doble efecto, (41)- thermal fluid outlet valve working from the cavity (52) to chamber A of the double acting thermo-actuator cylinder, (41)

- válvula de salida de fluido térmico de trabajo de la cavidad (53) hacia le cámara A del cilindro termo-actuador de doble efecto, (42)- thermal fluid outlet valve working from the cavity (53) to chamber A of the double acting thermo-actuator cylinder, (42)

- válvula 3/2 (43) a las cavidades (54) y (55)- valve 3/2 (43) to the cavities (54) and (55)

- válvula de salida de fluido térmico de trabajo de la cavidad (55) hacia le cámara B del cilindro termo-actuador de doble efecto, (44)- thermal fluid outlet valve working from the cavity (55) to chamber B of the double acting thermo-actuator cylinder, (44)

- válvula de salida de fluido térmico de trabajo de la cavidad (54) hacia le cámara B del cilindro termo-actuador de doble efecto, (45)- thermal fluid outlet valve working from the cavity (54) to chamber B of the double acting thermo-actuator cylinder, (45)

- captador solar de calor directo (50) y concentrado formado por cuatro cavidades individuales (52), (53), (54) y (55), donde la cara expuesta al calor solar concentrado es transparente para permitir la absorción de calor, y donde las cavidades mencionadas están rellenadas con un absorbedor tradicional tal como malla metálica fina de alta capacidad de absorción de térmica, espuma cerámica o un fluido térmico de trabajo gaseoso tintado de oscuro de alta capacidad térmica- direct heat solar collector (50) and concentrate formed by four individual cavities (52), (53), (54) and (55), where the face exposed to concentrated solar heat is transparent to allow heat absorption, and where the mentioned cavities are filled with a traditional absorber such as fine metal mesh of high thermal absorption capacity, ceramic foam or a dark-tinted gaseous thermal work fluid of high thermal capacity

- tapa (51) del captador solar (50) expuesta al calor solar concentrado, construida de cristal (o vidrio) transparente resistente a altas temperaturas y a la presión de trabajo,- cover (51) of the solar collector (50) exposed to concentrated solar heat, constructed of transparent glass (or glass) resistant to high temperatures and working pressure,

y cuyo modo de operación es tal que el fluido térmico de transferencia de calor (aire, helio o hidrógeno) es bombeado por medio del compresor (16), desde el enfriador del fluido térmico de trabajo (13), hasta las cavidades (52) (53) (54) y (55) siguiendo un orden tal que mientras las válvulas 3/2 (40) y (43) permiten el paso del fluido a las cavidades (52) y (55), las válvulas (42) y (14) permanecen abiertas para accionar e! embolo (11) debido a la elevada presión de la cámara A en comunicación con la cavidad (53) y permitir la evacuación de la cámara B a través de la válvula (14) hacia el enfriador del fluido térmico de trabajo (13), Cuando el émbolo finaliza su carrera en sentido de izquierda a derecha, se cierran las válvulas (42) y (14) y se cambia el rol de las válvulas 3/2 (40) y (43) permitiendo el paso del fluido a las cavidades (53) y (54), mientras que las válvulas (45) y (15) permanecen abiertas para accionar el embolo (11) debido a la elevada presión desde la cámara B en comunicación con la cavidad (54) y permitir la evacuación de ia cámara A a través de la válvula (15) hacia el enfriador del fluido térmico de trabajo (13). Este ciclo se repite de modo que en lugar de utilizar el calor acumulado en las cavidades (52) y (55) por medio de las válvulas (41) y (44), se utiliza el calor acumulado en las cavidades (53) y (54) por medio de las válvulas (42) y (45).and whose mode of operation is such that the heat transfer heat fluid (air, helium or hydrogen) is pumped through the compressor (16), from the cooler of the working thermal fluid (13), to the cavities (52) (53) (54) and (55) in an order such that while valves 3/2 (40) and (43) allow the passage of fluid to the cavities (52) and (55), the valves (42) and (14) remain open to activate e! plunger (11) due to the high pressure of the chamber A in communication with the cavity (53) and allowing the evacuation of the chamber B through the valve (14) towards the cooler of the thermal working fluid (13), when The piston ends its stroke from left to right, the valves (42) and (14) are closed and the role of the 3/2 (40) and (43) valves is changed allowing the passage of the fluid into the cavities ( 53) and (54), while the valves (45) and (15) remain open to drive the plunger (11) due to the high pressure from chamber B in communication with the cavity (54) and allow the evacuation of ia chamber A through the valve (15) to the working thermal fluid cooler (13). This cycle is repeated so that instead of using the heat accumulated in the cavities (52) and (55) by means of the valves (41) and (44), the heat accumulated in the cavities (53) and ( 54) by means of valves (42) and (45).

Claims (1)

55 1010 15fifteen 20twenty 2525 3030 3535 1a. PLANTA TERMOSOLAR DE CONCENTRADORES TERMOSOLARES SUMINISTRADORES DE CALOR DIRECTO, caracterizada por estar constituida por dos partes (50) y (10) implementadas conformando un solo conjunto formado por un captador solar de calor directo y concentrado (50) que proporciona calor a un cilindro termo-actuador de doble efecto (10),1st. THERMOSOLAR PLANT OF DIRECT HEAT SUPPLY THERMOSOLAR CONCENTRATORS, characterized by being constituted by two parts (50) and (10) implemented forming a single set formed by a direct and concentrated solar heat collector (50) that provides heat to a thermo-thermal cylinder double acting actuator (10), y donde el cilindro termo-actuador de doble efecto opera bajo un ciclo térmico no convencional que comprende una combinación de procesos termodinámicos cerrados y abiertos,and where the double acting thermo-actuator cylinder operates under an unconventional thermal cycle comprising a combination of closed and open thermodynamic processes, y donde el captador solar de calor directo y concentrado (50) está formado por cuatro cavidades individuales (52), (53), (54) y (55), donde la cara expuesta al calor solar concentrado (51) está construida de cristal (o vidrio) transparente para permitir la transferencia de calor,and where the direct and concentrated solar heat collector (50) is formed by four individual cavities (52), (53), (54) and (55), where the face exposed to concentrated solar heat (51) is constructed of glass (or glass) transparent to allow heat transfer, y donde las cavidades mencionadas (52), (53), (54) y (55), están rellenadas con un absorbedor tradicional de calor tal como malla metálica fina de un material de alta capacidad de absorción térmica, espuma cerámica o un gas tintado oscuro de alta capacidad térmica y donde el calor aportado al captador solar de calor directo (50), procede de un concentrador termo solar formado tanto por un campo de heliostatos como por una parábola de disco,and where the mentioned cavities (52), (53), (54) and (55), are filled with a traditional heat absorber such as fine metal mesh of a material with high thermal absorption capacity, ceramic foam or a tinted gas dark of high thermal capacity and where the heat contributed to the direct heat solar collector (50), comes from a thermo solar concentrator formed by both a heliostat field and a disk parabola, y donde el citado conjunto está constituido por los siguientes elementos:and where said set is constituted by the following elements: - cilindro termo-actuador de doble efecto, (10)- double acting thermo-actuator cylinder, (10) - émbolo del cilindro termo-actuador de doble efecto, (11)- double acting thermo-actuator cylinder piston, (11) - vástago del cilindro termo-actuador de doble efecto, (12)- double acting thermo-actuator cylinder rod, (12) - enfriador del fluido térmico de trabajo, (13)- working thermal fluid cooler, (13) - válvula de comunicación de la cámara B del cilindro termo-actuador de doble efecto con el enfriador del fluido térmico de trabajo, (14)- chamber B communication valve of the double acting thermo-actuator cylinder with the working thermal fluid cooler, (14) - válvula de comunicación de la cámara A del cilindro termo-actuador de doble efecto con el enfriador del fluido térmico de trabajo, (15)- chamber A communication valve of the double acting thermo-actuator cylinder with the working thermal fluid cooler, (15) - compresor de circulación del fluido térmico de trabajo (16) del enfriador (13) hacia las cavidades (52) y (53) por medio de la válvula 3/2 (40) y a las cavidades (54) y (55) por medio de la válvula 3/2 (43)- circulation compressor of the working thermal fluid (16) of the cooler (13) to the cavities (52) and (53) by means of the 3/2 valve (40) and to the cavities (54) and (55) by means Valve 3/2 (43) - válvula 3/2 (40) a las cavidades (52) y (53)- 3/2 valve (40) to the cavities (52) and (53) - válvula de salida de fluido térmico de trabajo de la cavidad (52) hacia le cámara A del cilindro termo-actuador de doble efecto, (41)- thermal fluid outlet valve working from the cavity (52) to chamber A of the double acting thermo-actuator cylinder, (41) - válvula de salida de fluido térmico de trabajo la cavidad (53) hacia le cámara A del cilindro termo-actuador de doble efecto, (42)- thermal fluid outlet valve working the cavity (53) towards the chamber A of the double acting thermo-actuator cylinder, (42) - válvula 3/2 (43) a las cavidades (54) y (55)- valve 3/2 (43) to the cavities (54) and (55) - válvula de salida de fluido térmico de trabajo la cavidad (55) hacia le cámara B del 5 cilindro termo-actuador de doble efecto, (44)- working thermal fluid outlet valve cavity (55) towards chamber B of the 5 double acting thermo-actuator cylinder, (44) - válvula de salida de fluido térmico de trabajo la cavidad (54) hacia le cámara B del cilindro termo-actuador de doble efecto, (45)- thermal fluid outlet valve working the cavity (54) towards the chamber B of the double acting thermo-actuator cylinder, (45) - tapa (51) del captador solar (50) expuesta al calor solar concentrado, construida de cristal (o vidrio) transparente resistente a altas temperaturas y a la presión de trabajo.- cover (51) of the solar collector (50) exposed to concentrated solar heat, constructed of transparent glass (or glass) resistant to high temperatures and working pressure. 1010 2a. PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DE UNA PLANTA TERMOSOLAR DE CONCENTRADORES TERMOSOLARES SUMINISTRADORES DE CALOR DIRECTO, según reivindicación 1a caracterizado por que el fluido térmico de transferencia de calor (aire, helio o hidrógeno) es bombeado por medio del compresor 15 (16), desde el enfriador del fluido térmico de trabajo (13), hasta las cavidades (52) (53)2nd. OPERATING PROCEDURE OF A THERMOSOLAR PLANT OF DIRECT HEAT SUPPLY THERMOSOLAR CONCENTRATORS, according to claim 1 characterized in that the heat transfer heat fluid (air, helium or hydrogen) is pumped by means of the compressor 15 (16), from the cooler of the thermal work fluid (13), to cavities (52) (53) (54) y (55) siguiendo un orden tal que mientras las válvulas 3/2 (40) y (43) permiten el paso del fluido a las cavidades (52) y (55), las válvulas (42) y (14) permanecen abiertas para accionar el embolo (11) debido a la elevada presión de la cámara A en comunicación con la cavidad (53) y permitir la evacuación de la cámara B a través de 20 la válvula (14) hacia el enfriador del fluido térmico de trabajo (13). Cuando el émbolo finaliza su carrera en sentido de izquierda a derecha, se cierran las válvulas (42) y (14) y se cambia el rol de las válvulas 3/2 (40) y (43) permitiendo el paso del fluido a las cavidades (53) y (54), mientras que las válvulas (45) y (15) permanecen abiertas para accionar el embolo (11) debido a la elevada presión desde la cámara B en 25 comunicación con la cavidad (54) y permitir la evacuación de la cámara A a través de la válvula (15) hacia el enfriador del fluido térmico de trabajo (13), Este ciclo se repite de modo que en lugar de utilizar el calor acumulado en las cavidades (52) y (55) por medio de las válvulas (41) y (44), se utiliza el calor acumulado en las cavidades (53) y (54) por medio de las válvulas (42) y (45).(54) and (55) in an order such that while the 3/2 valves (40) and (43) allow the passage of fluid to the cavities (52) and (55), the valves (42) and (14) they remain open to drive the plunger (11) due to the high pressure of the chamber A in communication with the cavity (53) and allow the evacuation of the chamber B through the valve (14) towards the thermal fluid cooler of work (13). When the piston ends its stroke from left to right, the valves (42) and (14) are closed and the role of the valves 3/2 (40) and (43) is changed allowing the passage of the fluid into the cavities (53) and (54), while the valves (45) and (15) remain open to drive the plunger (11) due to the high pressure from chamber B in communication with the cavity (54) and allow evacuation from chamber A through the valve (15) to the working thermal fluid cooler (13), This cycle is repeated so that instead of using the heat accumulated in the cavities (52) and (55) by means of the valves (41) and (44), the heat accumulated in the cavities (53) and (54) is used by means of the valves (42) and (45). imagen1image 1 FIGURA 1FIGURE 1
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