ES2727788T3 - Dispositivo para la concentración de radiación solar en un absorbedor - Google Patents

Dispositivo para la concentración de radiación solar en un absorbedor Download PDF

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Abstract

Dispositivo (1) para la concentración de radiación solar en un absorbedor (2), con un cojín concentrador hinchable (3) que presenta una ventana de entrada transparente (4) para la entrada de la radiación solar y una lámina reflectante (5) que divide el cojín concentrador (3) en al menos dos cavidades (6, 7), 5 estando diseñada la lámina reflectante (5) para concentrar la radiación solar en un absorbedor (2) que está dispuesto en una cavidad (6) del cojín concentrador (3), y con una estructura de anclaje (8) dispuesta fuera del cojín concentrador (3) para el anclaje del cojín concentrador (3), estando fijado el absorbedor (2) por medio de una suspensión de absorbedor (15) en la estructura de anclaje (8), presentando el cojín concentrador (3) al menos una abertura de fijación (26) sellada por todos los lados para el paso de la suspensión de absorbedor (15), presentando la suspensión de absorbedor (15) un equipo de soporte (16) dispuesto fuera del cojín concentrador (3) que está unido con la estructura de anclaje (8) y un soporte de absorbedor (17) dispuesto dentro del cojín concentrador (3) que está unido con el absorbedor (2), caracterizado por que el equipo de soporte (16) dispuesto fuera del cojín concentrador (3) y el soporte de absorbedor (17) dispuesto dentro del cojín concentrador (3) de la suspensión de absorbedor (15) están unidos entre sí por medio de la al menos una abertura de fijación (26) sellada por todos los lados del cojín concentrador (3) en la ventana de entrada transparente (4).

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo para la concentración de radiación solar en un absorbedor
La invención se refiere a un dispositivo para la concentración de radiación solar en un absorbedor, con un cojín concentrador hinchable que presenta una ventana de entrada transparente para la entrada de la radiación solar y una lámina reflectante que divide el cojín concentrador en al menos dos cavidades, estando diseñada la lámina reflectante para concentrar radiación solar en el absorbedor que está dispuesto en la cavidad del cojín concentrador y con una estructura de anclaje dispuesta fuera del cojín concentrador para el anclaje del cojín concentrador.
Por el documento WO 2009/117840 A2 se conoce un colector solar parabólico con una estructura de soporte que presenta un bastidor rectangular que está alojado en un equipo pivotante. El equipo pivotante posibilita orientar el colector hacia la correspondiente altitud solar. De acuerdo con la forma de realización representada en la figura 5, está prevista una celda de presión con dos espacios de presión que están formados por un concentrador. El concentrador refleja la radiación solar incidente en un concentrador secundario que concentra la radiación preconcentrado de este modo contra una zona de línea focal secundaria en el lugar de un tubo de absorbedor que está dispuesto dentro de la celda de presión. El tubo de absorbedor está apoyado en este sentido por medio de un entramado de soporte en placas de sujeción del bastidor que están sujetas por apriete en el bastidor dispuesto fuera del colector.
El documento US 2010/0229850 A1 describe un colector solar hinchable con una lámina reflectante que divide del colector en dos espacios de presión. El colector está alojado en un bastidor que presenta varios anillos que rodean el colector y que están dispuestos de manera pivotante para la orientación del colector. El absorbedor está dispuesto en este sentido fuera del colector.
Por los documentos CH 699605 A1 y US 2004/0055594 A1, se conocen otros colectores solares hinchables.
En el documento AT 505 075 B1, se describe un colector solar hinchable en forma de un tubo cilíndrico. El tubo, transparente en su lado superior, está dividido por una membrana reflectora en dos cámaras. La membrana reflectora reflejada en su lado superior se extiende esencialmente a lo largo de todo el tubo. Para la transformación de la energía solar, está previsto en la cámara, por encima de la membrana reflectora, un absorbedor dispuesto en dirección longitudinal del colector solar que puede estar realizado, por ejemplo, como tubos recorridos por un medio; alternativamente, el absorbedor puede estar formado por elementos fotovoltaicos. La radiación solar es reflejada por la membrana reflectora en dirección del absorbedor, por medio de lo cual, por ejemplo, se caliente un medio en el absorbedor. Para la obtención de energía terrestre, se dispone el colector solar en una posición favorable respecto a la altitud solar y se orienta al recorrido solar. Para ello, el colector solar es alojado por medio de rodillos de apoyo de manera pivotante en torno a su eje longitudinal. Además, en el colector solar están fijadas bisagras de anclaje.
En las realizaciones conocidas hasta el momento, el absorbedor se fijaba directamente en el colector solar hinchable. En consecuencia, el peso del absorbedor (o de un dispositivo de suspensión unido a él) era soportado exclusivamente por el recubrimiento del colector solar, de tal modo que el recubrimiento se deformaba en la zona de los puntos de fijación del absorbedor en el colector solar. De esta manera, se perjudica la focalización de la radiación solar por medio de la lámina reflectante en el absorbedor. Cuando el cojín concentrador pretensado por medio de aire comprimido soporta el absorbedor, en función de la posición de funcionamiento del cojín concentrador, además, se puede producir desventajosamente un mayor combado del absorbedor; el peso del absorbedor eleva, además, en su conjunto el combado del cojín concentrador entre sus puntos de apoyo. La suspensión del absorbedor en el cojín concentrador tiene, por tanto, el efecto desventajoso de que la radiación solar reflejada por la lámina reflectante no se agrupa de manera exacta en la línea del absorbedor. Por ello, eran inevitables pérdidas en la transformación energética. Este problema aparece más en colectores solares de gran tamaño, ya que la dimensión de la hendidura por la suspensión del absorbedor en el recubrimiento aumenta con el diámetro del recubrimiento.
En consecuencia, el objetivo de la presente invención consiste en crear un dispositivo del tipo mencionado al principio que esté mejorado con respecto a los problemas explicados anteriormente. En consecuencia, el absorbedor debe disponerse en el funcionamiento con gran exactitud en el área focal de la lámina reflectante, debiéndose evitar una deformación del cojín concentrador de manera segura.
Este objetivo se resuelve en el dispositivo del tipo mencionado al principio mediante las características de la parte caracterizadora de la reivindicación 1, según la cual el absorbedor está fijado por medio de una suspensión de absorbedor en la estructura de anclaje, presentando el cojín concentrador en la ventana de entrada transparente al menos una abertura de fijación sellada por todos los lados para el paso de la suspensión de absorbedor, presentando la suspensión de absorbedor un equipo de soporte dispuesto fuera del cojín concentrador que está unido con la estructura de anclaje y un soporte de absorbedor dispuesto dentro del cojín concentrador que está unido con el absorbedor, estando unidos entre sí el equipo de soporte dispuesto fuera del cojín concentrador y el soporte de absorbedor dispuesto dentro del cojín concentrador de la suspensión de absorbedor por medio de la abertura de fijación sellada por todos los lados del cojín concentrador en la ventana de entrada transparente.
En las reivindicaciones dependientes se indican formas de realización preferentes de la invención.
Así, pues, el absorbedor es suspendido por medio de la suspensión de absorbedor en la estructura de anclaje que se encuentra fuera del cojín concentrador, de tal modo que el peso del absorbedor o de la suspensión de absorbedor es soportado en una posición de funcionamiento montada del dispositivo por la estructura de anclaje. Para ello, la estructura de anclaje presenta una rigidez o estabilidad suficiente, lo que se obtiene, por ejemplo, mediante una construcción de metal. Mediante la unión del absorbedor en la estructura de anclaje, se puede prevenir de manera segura una deformación del recubrimiento de concentrador, de tal modo que el absorbedor se puede disponer con gran exactitud en el área focal de la lámina reflectante. De esta manera, puede aumentarse considerablemente la eficiencia en la transformación energética. Cuando se asegura una suspensión uniforme del absorbedor en la estructura de anclaje, se puede reducir, además, un combado del absorbedor bajo su propio peso, de tal modo que el absorbedor está dispuesto en toda su longitud en el foco de la lámina reflectante. De esta manera, se puede elevar aún más el rendimiento energético en el funcionamiento. Utilizándose una estructura de anclaje ya presente adicionalmente para la suspensión del absorbedor, se puede conseguir, además, una realización constructivamente sencilla y con un número de piezas reducido que se caracterizan por costes bajos de construcción.
Para la suspensión estable del absorbedor en la estructura de anclaje, la suspensión de absorbedor presenta un equipo de soporte dispuesto fuera del cojín concentrador que está unido con la estructura de anclaje, y un soporte de absorbedor dispuesto dentro del cojín concentrador que está unido con el absorbedor. Para la unión del equipo de soporte dispuesto fuera del cojín concentrador de la suspensión de absorbedor con el soporte de absorbedor dispuesto dentro del cojín concentrador, el equipo de soporte dispuesto fuera del cojín concentrador de la suspensión de absorbedor y el soporte de absorbedor dispuesto dentro del cojín concentrador de la suspensión de absorbedor están unidos entre sí por medio de una abertura de fijación sellada por todos los lados del cojín concentrador. La abertura de fijación del cojín concentrador está prevista convenientemente en la zona de la ventana de entrada que está formada preferentemente por una lámina (de plástico) transparente. Para ello resulta favorable si la ventana de entrada presenta dos bandas de lámina que transcurran esencialmente paralelas, estando configurada la abertura de fijación entre las bandas de lámina; el soporte de absorbedor está unido en función de la realización a diferentes distancias o en toda la longitud de la suspensión de absorbedor con el equipo de soporte (y, por tanto, con la estructura de anclaje). De esta manera, se puede garantizar un apoyo uniforme del absorbedor a lo largo de su extensión longitudinal.
En una forma de realización preferente de la invención está previsto que la suspensión de absorbedor esté unida con un sistema de orientación de la estructura de anclaje que está diseñado para alojar el cojín concentrador de manera pivotante en torno a al menos un eje. El sistema de orientación de la estructura de anclaje sirve para la orientación del cojín concentrador hacia la trayectoria solar para posicionar el cojín concentrador durante el funcionamiento en una posición favorable con respecto al sol. Para ello resulta favorable si el cojín concentrador está alojado por medio del sistema de orientación de manera pivotante en torno a un eje longitudinal del cojín concentrador.
Para la unión de la suspensión de absorbedor con el sistema de orientación de la estructura de anclaje, es favorable si la suspensión de absorbedor está unida con al menos un anillo de orientación que rodea el cojín concentrador, preferentemente con varios anillos de orientación dispuestos distanciados en dirección longitudinal del cojín concentrador. En la posición de funcionamiento del dispositivo, el absorbedor es soportado a través de la suspensión de absorbedor por el al menos un anillo de orientación del sistema de orientación que rodea el cojín concentrador al menos parcialmente. Para conseguir una suspensión uniforme del absorbedor, están previstos preferentemente varios anillos de orientación dispuestos de manera distribuida por la longitud del cojín concentrador que estén unidos en cada caso por medio de la suspensión de absorbedor con el absorbedor. Cada anillo de orientación puede estar compuesto a este respecto de varios anillos individuales, por medio de lo cual se obtiene una construcción particularmente estable y de bajo peso. Para la orientación automática del cojín concentrador hacia la trayectoria solar es ventajoso si los anillos de orientación están alojados de manera giratoria por medio de un accionamiento en torno a su eje central, que preferentemente en lo esencial coincide con el eje longitudinal del cojín concentrador.
Para poder compensar cambios de longitud de la suspensión de absorbedor relativamente a la estructura de anclaje, es ventajoso si la suspensión de absorbedor está alojada, de manera desplazable en dirección longitudinal del absorbedor, en la estructura de anclaje, en particular en el anillo de orientación. Durante el funcionamiento del dispositivo, la suspensión de absorbedor puede estar sometida a dilataciones lineales distintas que la estructura de anclaje. Una causa de ello consiste en que las dilataciones lineales térmicas pueden actuar en la suspensión de absorbedor o en la estructura de anclaje en diferentes direcciones. Además, pueden producirse diferencias de temperatura locales que influyan en la magnitud de los cambios lineales en la zona de la estructura de anclaje o de la suspensión de absorbedor. Las divergencias entre los cambios longitudinales que se generan durante el funcionamiento pueden tomarse en consideración mediante un desplazamiento relativo de la suspensión de absorbedor con respecto a la estructura de anclaje.
Respecto al alojamiento desplazable de la suspensión de absorbedor en la estructura de anclaje, es favorable si, entre el sistema de orientación y la suspensión de absorbedor está configurado un cojinete de deslizamiento lineal que presente un carro fijado en la estructura de anclaje o en la suspensión de absorbedor y un correspondiente raíl guía fijado en la suspensión de absorbedor o en el sistema de orientación. En función de la realización, por tanto, también es posible una disposición inversa de carro y raíl guía en la suspensión de absorbedor o en la estructura de anclaje. Alternativamente, también pueden estar previstos otros tipos de alojamiento, por ejemplo, un cojinete de rodillos.
Para la suspensión uniforme, estable, del absorbedor en la longitud del absorbedor es favorable si el equipo de soporte de la suspensión de absorbedor presenta al menos un elemento de soporte con forma tubular, en particular varios elementos de soporte con forma tubular encajados entre sí en cada caso en sus zonas finales. Elementos de soporte con forma tubular se caracterizan por una elevada rigidez con poco peso. La rigidez de un elemento de soporte de este tipo con forma tubular es además independiente de la dirección, de tal modo que, en cada posición del cojín concentrador, que depende en particular de la altitud solar, se produce una flexión mínima de la suspensión de absorbedor.
Dado que el equipo de soporte de la suspensión de absorbedor y el soporte de absorbedor pueden estar expuestos durante el funcionamiento a diferentes temperaturas y, por tanto, pueden presentar distintas dilataciones térmicas, es favorable si el equipo de soporte dispuesto fuera del cojín concentrador y el equipo de sujeción dispuesto dentro del cojín concentrador de la suspensión de absorbedor están alojados de manera desplazable entre sí por medio de una guía lineal, en particular un cojinete de deslizamiento lineal, en dirección longitudinal del absorbedor.
Para el sellado de la abertura de fijación del cojín concentrador está previsto preferentemente un sistema de burletes. De acuerdo con una realización preferente, en este sentido, las secciones adyacentes a la abertura de fijación del cojín concentrador están dobladas en torno a un burlete y fijadas por medio de placas de apriete de la suspensión de absorbedor dispuestas interior o exteriormente en el cojín concentrador. De acuerdo con una realización alternativa preferente, el sistema de burletes presenta un elemento de perfil que se extiende a lo largo de la abertura de fijación. Los burletes están dispuestos en este sentido dentro del elemento de perfil, que presenta aberturas laterales para el paso de las zonas marginales del cojín concentrador que limitan con la abertura de fijación. Al hincharse el cojín concentrador, los burletes son presionados contra las superficies interiores laterales del elemento de perfil, por medio de lo cual la abertura de fijación es sellada hacia fuera. Con ello, se puede obtener ventajosamente el sellado de la abertura de fijación sin esfuerzo de montaje adicional.
Para el sellado de la abertura de fijación del cojín concentrador es favorable si está previsto un elemento de apriete que actúe entre placas de sujeción de la suspensión de absorbedor, en particular un tornillo, para la aplicación de una fuerza de apriete entre las placas de sujeción. Además, puede ser ventajoso si, en la zona de las secciones dobladas del cojín concentrador, están previstos cordones de adhesivo que mantengan el sistema de burletes de manera segura en la posición prevista.
Para reducir aún más o impedir por completo el combado de la suspensión de absorbedor entre anillos de orientación adyacentes del equipo de orientación, es favorable si, entre la estructura de anclaje y la suspensión de absorbedor, en particular en una zona fuera de las uniones con la estructura de anclaje, está dispuesto un sistema de apoyo o de sujeción. Para ello es en particular ventajoso si el sistema de apoyo o sujeción presenta al menos un elemento de sujeción, en particular con forma de cable cuyos extremos estén fijados en la suspensión de absorbedor o en la estructura de anclaje, en particular en un elemento de apoyo unido con el anillo de orientación.
La invención se explica más a continuación con ayuda de ejemplos de realización representados en las figuras a los que, sin embargo, no se restringe esta. En cada caso, muestran en el dibujo:
la Figura 1, una vista ilustrativa de un dispositivo de acuerdo con la invención para la concentración de radiación solar en un absorbedor por medio de un cojín concentrador, estando fijado el absorbedor por medio de una suspensión de absorbedor en una estructura de anclaje;
la Figura 2, un fragmento del cojín concentrador que se puede apreciar en la figura 1, que presenta una ventana de entrada transparente y una lámina reflectante que divide el cojín concentrador en al menos dos cavidades;
la Figura 3, una vista de fragmento esquemática del dispositivo concentrador representado en la figura 1, estando unida la suspensión de absorbedor con un anillo de orientación para la orientación del cojín concentrador a la trayectoria solar;
la Figura 4, una vista ilustrativa de un cojinete de deslizamiento lineal entre la suspensión de absorbedor y el anillo de orientación (véase la figura 3);
la Figura 5, una vista ilustrativa de un equipo de soporte de la suspensión de absorbedor que se puede disponer fuera del cojín concentrador de acuerdo con la figura 3, que está compuesto de varios elementos de soporte con forma tubular que están encajados entre sí en sus zonas finales;
la Figura 6, una vista de fragmento del equipo de soporte representado en la figura 5 en la zona de unión de dos elementos de soporte con forma tubular adyacentes, pudiéndose apreciar la estructura modular del equipo de soporte;
la Figura 7, una vista ilustrativa del dispositivo concentrador de acuerdo con la invención en la zona de una abertura de fijación sellada por todos los lados del cojín concentrador para la unión de la suspensión de absorbedor;
la Figura 8, una vista de una realización alternativa para el cierre estanco de la abertura de fijación del cojín concentrador;
la Figura 9a y la Figura 9b, en cada caso, sistemas de apoyo o sujeción para el apoyo de la suspensión de absorbedor entre anillos de orientación adyacentes;
la Figura 10, esquemáticamente, el paso del absorbedor a través de una abertura de paso ovalada o similar a una elipse en una zona final frontal del cojín concentrador, estando sellada la abertura de paso por medio de un equipo de sellado;
la Figura 11, una vista del equipo de sellado de acuerdo con la figura 10, que presenta una pieza de apriete y una pieza moldeada (representadas una junta a otra);
la Figura 12, una sección transversal a través del equipo de sellado a lo largo de la línea XII-XII de la figura 11;
la Figura 13, una vista correspondiente a la figura 11 de una realización alternativa del equipo de sellado con una sección de lengüeta desplazable en dirección longitudinal;
la Figura 14, una sección longitudinal del dispositivo concentrador de acuerdo con la invención en la zona de la abertura de paso frontal para el absorbedor; y
la Figura 15, una vista ilustrativa de otra forma de realización del dispositivo concentrador.
La figura 1 muestra un dispositivo 1 para la concentración de radiación solar en un absorbedor 2. El dispositivo 1 presenta un cojín concentrador 3 hinchable cuya estructura puede apreciarse a partir de la figura 2. Así, pues, el cojín concentrador 3 presenta un recubrimiento esencialmente cilíndrico o con forma tubular con una ventana de entrada transparente 4 para la entrada de la radiación solar. El recubrimiento es dividido por medio de una lámina reflectante 5 en al menos dos cavidades 6, 7 separadas que están cerradas en cada caso de manera hermética al aire. La lámina reflectante 5 presenta una superficie de espejo 5' que agrupa la radiación solar entrante en dirección del absorbedor 2. El absorbedor 2 o el panel solar se encuentra en el área focal de la superficie de espejo 5' dentro de la cavidad 6 del cojín concentrador 3 que sigue a la ventana de entrada 4. Como absorbedor 2 puede estar previsto en particular un tubo 2' recorrido por un medio (véase la figura 14) o un elemento fotovoltaico. El concentrador 1 puede utilizarse tanto para fotovoltaica concentrada (CPV = Concentrated Photo-voltaics), como para energía solar térmica concentrada (CSP = Thermal Concentrated Solar Power). Durante el funcionamiento del concentrador 1, se configura en las cavidades 6, 7 una diferencia de presión, por medio de lo cual la lámina reflectante 5 se abomba uniformemente de manera cóncava, de tal modo que la radiación solar que ha entrado es focalizada por la superficie de espejo 5' en el absorbedor 2. El cojín concentrador 3 con aire comprimido en las cavidades 6, 7 está diseñado básicamente de manera autoportante, de tal modo que, con respecto a concentradores solares convencionales, se puede realizar un peso considerablemente menor. Como resulta evidente a partir de la figura 2, el cojín concentrador 3 está compuesto de láminas (de plástico) individuales de pared fina; para la ventana de entrada 4, está prevista una lámina transparente.
Como resulta evidente, además, a partir de la figura 1, para el anclaje del cojín concentrador 3, está prevista una estructura de anclaje 8 dispuesta fuera del mismo para la fijación del cojín concentrador 3 en una posición predefinida. La estructura de anclaje 8 presenta preferentemente un sistema de orientación 9 para orientar el cojín concentrador 3 durante el funcionamiento hacia la trayectoria solar. Para ello, el sistema de orientación 9 está diseñado para alojar el cojín concentrador 3 de manera pivotante en torno a al menos un eje del cojín concentrador 3, en este caso en particular el eje longitudinal del cojín concentrador 3. El sistema de orientación 9 de la estructura de anclaje 8 presenta varios anillos de orientación 10 dispuestos distanciadamente en dirección del eje longitudinal 3' del cojín concentrador 3 que rodean el cojín concentrador 3. Cada anillo de orientación 10 se compone de varios anillos individuales 10' (en el ejemplo de realización mostrado en cada caso tres) que están alojados de manera giratoria por medio de dispositivos de rodillo 11. Para ello, el dispositivo de rodillo 11 presenta en los anillos 10' rodillos rodantes 12. Para el pivotado del anillo de orientación 10, está previsto un accionamiento (no representado). Para ello, el anillo de orientación 10 puede estar unido con una correa dentada que sea movida por un motor (no mostrado). Para el anclaje en la base, están previstos diferentes elementos de anclaje 13.
En realizaciones conocidas de tales dispositivos concentradores 1, el absorbedor 2 se suspendía directamente en el cojín concentrador 3. La suspensión del absorbedor 2 en el cojín concentrador 3 provoca, sin embargo, desventajosamente una deformación del cojín concentrador 3 en los puntos de fijación; provocando, además, el propio peso del absorbedor 2 que el absorbedor 2 se combe en el cojín concentrador 3. Esto tiene el efecto desventajoso de que el absorbedor 2 no se dispone durante el funcionamiento exactamente en el área focal de la lámina reflectante 5, por medio de lo cual se perjudica la eficiencia de la transformación energética.
Como resulta evidente a partir de la figura 3, en el dispositivo concentrador 1 mostrado está previsto para solucionar este problema que el absorbedor 2 esté fijado por medio de una suspensión de absorbedor 15 en la estructura de anclaje 8, de tal modo que el peso del absorbedor 2 o de la suspensión de absorbedor 15 sea soportado por la estructura de anclaje 8 esencialmente rígida. De esta manera, se puede prevenir de manera segura una deformación del cojín concentrador 3 y, por tanto, una insuficiente focalización de la radiación solar entrante en el absorbedor 2. En consecuencia, se puede aumentar considerablemente el grado de eficacia en la transformación de la energía solar. En el ejemplo de realización mostrado, la unión de la suspensión de absorbedor 15 con la estructura de anclaje 8 se efectúa por medio de los anillos de orientación 10 del sistema de orientación 9, que presenta para ello agentes de unión adecuados (uniones roscadas, soldadas, de perno, etc.).
Como resulta evidente, además, a partir de la figura 3, la suspensión de absorbedor 15 presenta un equipo de soporte 16 dispuesto fuera del cojín concentrador 3 que está unido con la estructura de anclaje 8, en este caso con el anillo de orientación 10. La suspensión de absorbedor 15 presenta, además, un soporte de absorbedor 17 dispuesto dentro del cojín concentrador 3, en la cavidad 6, que está unido con el absorbedor 2. Para ello, el soporte de absorbedor 17 presenta al menos un anillo de soporte 18 que rodea el absorbedor 2 (no mostrado en la figura 3). El anillo de soporte 18 se compone de dos mitades 19 que están unidas entre sí por medio de agentes de fijación 20 apropiados (tornillos, pernos, etc.).
Como resulta evidente, además, a partir de la figura 3, el equipo de soporte 16 unido con la estructura de anclaje 8 presenta al menos un elemento de soporte 21 con forma tubular que se caracteriza por unos elevados valores de rigidez y un bajo peso.
Como resulta evidente, además, a partir de la figura 3, entre el sistema de orientación 9 y la suspensión de absorbedor 15, está configurado un cojinete de deslizamiento lineal 22 de tal modo que la suspensión de absorbedor 15 está alojada, de manera desplazable en dirección longitudinal del absorbedor 2, en la estructura de anclaje 9 o en el anillo de orientación 10. De esta manera, pueden compensarse cambios longitudinales dependientes de la temperatura entre la suspensión de absorbedor 15 y la estructura de anclaje 8, en este caso el anillo de orientación 10.
Como resulta evidente a partir de la figura 3 y en el fragmento aumentado de la figura 4, para el alojamiento desplazable entre suspensión de absorbedor 15 y sistema de orientación 9, está previsto un carro 23 fijado en la estructura de anclaje 8 (en el ejemplo de realización, en el anillo de orientación 10) que está alojado de manera desplazable con respecto a un correspondiente raíl guía 24 fijado en el equipo de soporte 16 de la suspensión de absorbedor 15. El raíl guía 24 presenta un perfil de sección transversal esencialmente concordante con una entalladura en el carro guía 23.
Dado que el soporte de absorbedor 17 y el equipo de soporte 16 pueden experimentar durante el funcionamiento del dispositivo 1 diferentes dilataciones longitudinales a consecuencia de fluctuaciones térmicas, está previsto otro cojinete de deslizamiento lineal 22' que aloje el equipo de soporte 16 y el soporte de absorbedor 17 de manera desplazable entre sí. El cojinete de deslizamiento lineal 22' puede estar configurado correspondientemente al cojinete de deslizamiento lineal 22 entre el equipo de soporte 16 y el sistema de orientación 9 (véase la figura 4). Para ello, el otro cojinete de deslizamiento lineal 22 presenta un carro guía 23' fijado en el soporte de absorbedor 17 que está alojado de manera desplazable con respecto a un raíl guía 24'.
La figura 5 muestra una vista de fragmento del equipo de soporte 16 de la suspensión de absorbedor 15 con el cojinete de deslizamiento lineal 22, compuesto de carro 23 y raíl guía 24. Además, el equipo de soporte 16 presenta en cada caso varios elementos de soporte 21 con forma tubular encajados entre sí en sus zonas finales. Para ello, los elementos de soporte 21 adyacentes presentan un diámetro diferente, de tal modo que los elementos de soporte 21 quepan unos dentro de otros.
Como resulta evidente a partir de la figura 6, los elementos de soporte 21 con forma tubular están unidos entre sí de manera desmontable, de tal modo que es posible una estructura modular del equipo de soporte 16. En función de la longitud del cojín concentrador 3, pueden unirse entre sí, por tanto, un correspondiente número de elementos de soporte 21 con forma tubular. Para la unión desmontable de los elementos de soporte 21 con forma tubular, pueden estar previstas, por ejemplo, uniones roscadas 25.
Como resulta evidente a partir de la figura 7, el cojín concentrador 3 presenta para la unión del absorbedor 2 con la estructura de anclaje 8 una abertura de fijación 26 que, en el ejemplo de realización mostrado, se encuentra en la zona de la ventana de entrada 4 del cojín concentrador 3. El equipo de soporte 16 y el soporte de absorbedor 17 están unidos entre sí a través de la abertura de fijación 26. Para evitar una salida de aire de la cavidad 6 del cojín concentrador 3, la abertura de fijación 26 está sellada por todos los lados. Para ello, en la realización de acuerdo con la figura 7, está previsto un sistema de burletes 27. El sistema de burletes 27 presenta burletes 28 dispuestos adyacentemente a la abertura de fijación 26. Los bordes de la membrana transparente del cojín concentrador 3 están doblados alrededor de los burletes 28, de tal modo que se forman viras de burlete 29. Las viras de burlete 29 están fijadas en cada caso por medio de una cinta adhesiva 30, preferentemente de un material de espuma, entre las secciones dobladas de la membrana transparente. Además, las viras de burlete 29 facilitan el agarre y la manipulación de la lámina transparente durante la operación de montaje, en particular al posicionar el burlete entre las dos placas de apriete 31, 32.
Como resulta evidente, además, a partir de la figura 7, las viras de burlete 29 están sujetas por apriete entre placas de apriete 31 (véase también la figura 3) de la suspensión de absorbedor 15. Las placas de apriete 31,32 están unidas con el equipo de soporte 16 o con el soporte de absorbedor 17. Para la aplicación de una fuerza de apriete apropiada entre las placas de apriete 31, 32, está previsto un elemento de apriete en forma de un tornillo 33 que sobresale a través del elemento de soporte 21 y las placas de apriete 31,32 y que está apretado correspondientemente en función de la fuerza de apriete. Para impedir un deslizamiento del sistema de burlete 27 entre las placas de apriete 31, 32, están previstos, además, a ambos lados de la abertura de fijación 26 cordones de adhesivo 34 que están dispuestos, por ejemplo, en el lado interior de la placa de apriete inferior 31 unida con el soporte de absorbedor 17.
En la figura 8 se muestra una realización alternativa para el cierre estanco de la abertura de fijación 26 en la ventana de entrada transparente 4 del cojín concentrador 3. Como resulta evidente a partir de la figura 8, en los bordes de la lámina transparente de la ventana de entrada 4, están previstos orificios en los que están suspendidos agentes de fijación 35 (por ejemplo, tornillos o pernos) unidos con una placa 31' de la suspensión de absorbedor 15. Las secciones perforadas de la ventana de entrada 4 se sellan mediante interposición de juntas y se fijan por medio de tuercas 36.
La unión del absorbedor 2 con la estructura de anclaje 8 se efectúa preferentemente en cada anillo de orientación 10 dispuesto distanciadamente en dirección longitudinal del cojín concentrador 3, estando prevista en cada caso una abertura de fijación 26 sellada por todos los lados (en particular de acuerdo con la figura 7 o la figura 8) en el cojín concentrador 3 para unir el soporte de absorbedor 17 dispuesto dentro del cojín concentrador 3 con el equipo de soporte 16 dispuesto fuera del cojín concentrador 3.
Como resulta evidente a partir de las figuras 9a y 9b, además, puede estar previsto un sistema de apoyo o sujeción 37 para reducir la deformación provocada por el propio peso de la suspensión de absorbedor 15 o el combado entre anillos de orientación 10 adyacentes. Para ello, el sistema de apoyo o sujeción 37 presenta varios elementos de sujeción 38 con forma de cable cuyos extremos libres están fijados en cada caso en la suspensión de absorbedor 15 o un elemento de apoyo 39 de la estructura de anclaje 8.
De acuerdo con la figura 9a, están previstos elementos de apoyo 39 dispuestos de manera esencialmente vertical que están fijados en los anillos de orientación 10. Los extremos libres de los elementos de sujeción 38 con forma de cable están unidos con los extremos libres de los elementos de apoyo 39 o con la suspensión de absorbedor 15 (preferentemente en una zona central entre anillos de orientación 10 adyacentes).
De acuerdo con el ejemplo de realización representado en la figura 9b, elementos de apoyo 39 dispuestos esencialmente de manera horizontal están fijados en los anillos de orientación 10 que apoyan la suspensión de absorbedor 15 transversalmente a la dirección longitudinal del absorbedor 2.
Para el acoplamiento de unidades periféricas como, por ejemplo, vaporizadores, turbinas de vapor o similares, el absorbedor 2 es guiado en las zonas finales frontales del cojín concentrador 3 fuera de la cavidad del cojín concentrador 3. Para ello, hasta ahora se utilizaban aberturas esencialmente circulares en el cojín concentrador 3 que eran selladas por medio de un paño de plástico, por medio de lo cual, sin embargo, únicamente se puede obtener un sellado deficiente del cojín concentrador 3.
Como resulta evidente a partir las figuras 10 a 14, el cojín concentrador 3 presenta en la realización mostrada en al menos una zona final frontal una abertura de paso 40 ovalada o con forma aproximadamente elíptica para el paso del tubo de absorbedor 2' (véase la figura 14). Para impedir una salida de aire en la zona de la abertura de paso 40, está previsto un equipo de sellado 41. Como resulta evidente a partir de la figura 10, el equipo de sellado 41 presenta un tubo de paso 41' fabricado en particular de un material de plástico a través del cual el tubo de absorbedor 2' (no mostrado en la figura 10) es guiado hacia fuera de la cavidad 6 del cojín concentrador 3.
Como resulta evidente a partir de la figura 11, el equipo de sellado 41 presenta una pieza de apriete exterior 42 y una pieza moldeada interior 43 que está unida con el tubo de paso 41' (véase la figura 14) no mostrado en la figura 11. La pieza de apriete 42 y la pieza moldeada 43 presentan en cada caso una sección ovalada 42' o 43' con la abertura de paso 40, que se prolonga en una sección de lengüeta 42'' o 43'' extendida longitudinalmente. La abertura de paso 40 en la pieza moldeada 43 está reducida correspondientemente a su disposición por debajo de la pieza de apriete 42 (véase la figura 12).
Como resulta evidente a partir de la figura 12, para el sellado de la abertura de paso 40 por medio del equipo de sellado 41, la lámina transparente de la ventana de entrada 4 está sujetada por apriete en la zona marginal entre la pieza moldeada 43 y la pieza de apriete 42. Para mejorar el efecto estanqueizante, están previstos a ambos lados de un roscado 44 que sobresale entre la pieza moldeada 43 y la pieza de apriete 42 elementos de sellado 45.
Como resulta evidente, esquemáticamente, a partir de la figura 13, la sección ovalada 42' o 43' y la sección de lengüeta 42'', 43'' de la pieza de apriete 42 o de la pieza moldeada 43 pueden estar formadas por elementos individuales (fabricados en particular de un material de plástico, por ejemplo, policarbonato) que se puedan desplazar en una posición de montaje provisional entre sí en dirección longitudinal (véase flecha 46). Esto tiene la ventana de que pueden compensarse tolerancias condicionadas por la fabricación en la zona de la abertura de paso 40. Después de que las secciones ovaladas 42', 43' y las secciones de lengüeta 42'', 43'' hayan sido llevadas a la posición deseada, la pieza de apriete 42 o la pieza moldeada 43 se fijan por medio de una pieza de unión 48' o 48'' (véase flecha 49) en la posición de montaje definitiva.
En la figura 14 se muestra una sección longitudinal a través del cojín concentrador 3 en la zona de la salida de absorbedor. Debido a las elevadas temperaturas en el tubo de absorbedor 2', pueden producirse considerables cambios longitudinales durante el funcionamiento que pongan en peligro el cierre estanco al aire del cojín concentrador 3. Para diseñar el paso del absorbedor 2 a través de la abertura de paso 40 lo más estanco posible al aire, fuera del cojín concentrador 3 está previsto un fuelle 50 que esté fijado, por ejemplo, por medio de abrazaderas metálicas 51 en el equipo de sellado 41 (en este caso en el tubo de paso 41' unido con la pieza moldeada 43) o en el absorbedor 2 (en este caso en el tubo de absorbedor 2'). El fuelle 50 se adapta durante el funcionamiento a los cambios longitudinales del absorbedor 2, de tal modo que se impide de manera segura una salida de aire.
La figura 15 muestra otra forma de realización del dispositivo 1 que se diferencia con respecto a la estructura de la suspensión de absorbedor 15, así como el sellado de la abertura de fijación 26, de los anteriores ejemplos de realización. De acuerdo con la figura 15, el equipo de soporte 16 de la suspensión de absorbedor 15 presenta varios soportes longitudinales 52, en la realización mostrada cuatro, que discurren en dirección longitudinal del cojín concentrador 3 y que están unidos entre sí por medio de soportes transversales 53 a modo de entramado. El sistema de burletes 27 presenta de acuerdo con la figura 15 un elemento de perfil 53 que se extiende a lo largo de la abertura de fijación 26. Los burletes 28 están alojados en este sentido dentro del elemento de perfil 53 que presenta aberturas laterales 54 para el paso de las viras de burlete 29. Al hincharse el cojín concentrador 3, los burletes 28 son presionados contra las superficies interiores laterales del elemento de perfil 53, por medio de lo cual la abertura de fijación 26 es sellada hacia fuera.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo (1) para la concentración de radiación solar en un absorbedor (2), con un cojín concentrador hinchable (3) que presenta una ventana de entrada transparente (4) para la entrada de la radiación solar y una lámina reflectante (5) que divide el cojín concentrador (3) en al menos dos cavidades (6, 7), estando diseñada la lámina reflectante (5) para concentrar la radiación solar en un absorbedor (2) que está dispuesto en una cavidad (6) del cojín concentrador (3), y con una estructura de anclaje (8) dispuesta fuera del cojín concentrador (3) para el anclaje del cojín concentrador (3), estando fijado el absorbedor (2) por medio de una suspensión de absorbedor (15) en la estructura de anclaje (8), presentando el cojín concentrador (3) al menos una abertura de fijación (26) sellada por todos los lados para el paso de la suspensión de absorbedor (15), presentando la suspensión de absorbedor (15) un equipo de soporte (16) dispuesto fuera del cojín concentrador (3) que está unido con la estructura de anclaje (8) y un soporte de absorbedor (17) dispuesto dentro del cojín concentrador (3) que está unido con el absorbedor (2), caracterizado por que el equipo de soporte (16) dispuesto fuera del cojín concentrador (3) y el soporte de absorbedor (17) dispuesto dentro del cojín concentrador (3) de la suspensión de absorbedor (15) están unidos entre sí por medio de la al menos una abertura de fijación (26) sellada por todos los lados del cojín concentrador (3) en la ventana de entrada transparente (4).
2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por que la suspensión de absorbedor (15) está unida con un sistema de orientación (9) de la estructura de anclaje (8) que está diseñado para alojar el cojín concentrador (3) de manera pivotante en torno a al menos un eje.
3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado por que la suspensión de absorbedor (15) está unida con al menos un anillo de orientación (10) que rodea el cojín concentrador (3), preferentemente con varios anillos de orientación (10) dispuestos distanciados en dirección longitudinal del cojín concentrador (3).
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la suspensión de absorbedor (15) está alojada, de manera desplazable en dirección longitudinal del absorbedor (2), en la estructura de anclaje (8), en particular en el anillo de orientación (10).
5. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado por que, entre el sistema de orientación (9) y la suspensión de absorbedor (15) está configurado un cojinete de deslizamiento lineal (22) que presenta un carro (23) fijado en la estructura de anclaje (8) o en la suspensión de absorbedor (15) y un correspondiente raíl guía (24) fijado en la suspensión de absorbedor o en el sistema de orientación.
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el equipo de soporte (16) de la suspensión de absorbedor (15) presenta al menos un elemento de soporte (21) con forma tubular, en particular varios elementos de soporte (21) con forma tubular encajados entre sí en cada caso en sus zonas finales.
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el equipo de soporte (16) dispuesto fuera del cojín concentrador (3) y el soporte de absorbedor (17) dispuesto dentro del cojín concentrador (3) de la suspensión de absorbedor (15) están alojados de manera desplazable entre sí por medio de una guía lineal, en particular un cojinete de deslizamiento lineal (22), en dirección longitudinal del absorbedor (2).
8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que, para el sellado de la abertura de fijación (26) del cojín concentrador (3), está previsto un sistema de burletes (27).
9. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado por que está previsto un elemento de apriete que actúa entre placas de sujeción (31, 32) de la suspensión de absorbedor (15), en particular un tornillo (33), para la aplicación de una fuerza de apriete entre las placas de sujeción (31, 32).
10. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que, entre la estructura de anclaje (8) y la suspensión de absorbedor (15), en particular en una zona fuera de las uniones con la estructura de anclaje (8), está dispuesto un sistema de apoyo o de sujeción (37).
11. Dispositivo según la reivindicación 10, caracterizado por que el sistema de apoyo o sujeción (37) presenta al menos un elemento de sujeción (38) en particular con forma de cable cuyos extremos están fijados en la suspensión de absorbedor (15) o en la estructura de anclaje (8), en particular en un elemento de apoyo (39) unido con el anillo de orientación (10).
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