WO2011083197A1 - Colector solar cilindro-parabólico y proceso para su montaje - Google Patents

Colector solar cilindro-parabólico y proceso para su montaje Download PDF

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WO2011083197A1
WO2011083197A1 PCT/ES2011/000001 ES2011000001W WO2011083197A1 WO 2011083197 A1 WO2011083197 A1 WO 2011083197A1 ES 2011000001 W ES2011000001 W ES 2011000001W WO 2011083197 A1 WO2011083197 A1 WO 2011083197A1
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support
general body
general
conformations
supports
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PCT/ES2011/000001
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Inventor
Aitor Yarza Lorenzo
Original Assignee
Urssa Energy, S.L.
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Publication of WO2011083197A1 publication Critical patent/WO2011083197A1/es

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • F24S23/74Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with trough-shaped or cylindro-parabolic reflective surfaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S30/40Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement
    • F24S30/42Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement with only one rotation axis
    • F24S30/425Horizontal axis
    • 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
    • Y02E10/47Mountings or tracking

Definitions

  • the present invention refers to a parabolic trough solar collector.
  • These collectors consist of a parabolic trough concentrator, which reflects the sun's radiation on the focal line of the parabola, in which the corresponding absorber tube is located.
  • the collector object of the present invention is of the type of central support tube or "torque tube", so that, along the collector, said central support tube extends, to which a plurality of arms protruding from it are joined in cantilever and that are intended to withstand the corresponding mirrors that must reflect the sun's rays.
  • each manifold has a multiplicity of support arms, it is possible to simplify its implementation, to be able to manufacture them in series, and to simplify its assembly on the central tube, to reduce assembly times, they have been main objectives of the different manufacturers of these collectors. Furthermore, these objectives must be achieved with arms, in which the weight-robustness ratio is the adequate, so that the arm presents the necessary stiffness resistant, as to withstand the natural inclemencies and the weight of the mirrors, without its weight being improperly increased.
  • German Patent DE 19952276 published in 1999, also refers to a collector of this type, in which each of its support arms has a triangular wedge shape, with its upper side concave arch, to adapt to the shape of two mirrors that are arranged on it, with four concave arches located on said upper side for such mirrors; while the lower side is convex arch and the side closest to the central tube is concave arch, to adapt to the environment of said central tube, these arms being fixed to the central tube through means of fixation, located in relation to the vertices closest to the central tube.
  • PCT Patent WO 02/103256 published in 2002, also discloses a "torque tube” type manifold, in which its different arms also have a triangular wedge configuration, such as the one described above and are made of metal sheet , with a galvanized protection.
  • Spanish Patent 2,274,710 published in 2007, is intended for the arm of a collector of this type, this arm which, like the solutions indicated above, offers a triangular wedge configuration, upper side Concave arch, with four support points, for both mirrors, and lower side convex arch, also presenting its third side with a pronounced concavity to release the central tube and reduce weight.
  • the arms are constituted in sheet metal stamped with a protective galvanized, it is characterized the fact that each arm has a plurality of ribs that form a lattice, so as to give it adequate stiffness resistant to the arm with the lowest possible weight.
  • each arm measures a length in the environment of three meters and has a weight that exceeds ten kilograms, which forces it to be handled, generally, by two operators, and assumes that it is very difficult to move it to take it to the position in which the holes in the arm must coincide with the holes in the tongues welded to the central tube.
  • the arm must then be maintained without moving from that positioning, until other operators place and act on the final anchor fixings.
  • each arm is constituted by two clearly differentiated parts, a part defined by the general body of the arm and which we will now identify as a general body, and a second part, located in relation to the rear area of the general body and that fulfills the functions of support and anchorage. This second part will be identified from now on as the general body support.
  • each support of an arm is attached to the central tube, for example, by welding, in a simple and precise process, by the reduced weight and size of this support, and when the different supports are thus arranged in the central tube , It happens to the assembly of the arms.
  • the latter has, at its lower end, a rounded seat, in correspondence with the back of the lower rear part of said general body; so that the support of this part of the general body of the arm on the rounded seat of the support and its subsequent displacement, in turn first and laterally afterwards, until the final mounting position is made possible.
  • This fixing is carried out by means of the corresponding anchoring means, preferably constituted by some rivets, having also provided, alternatively, the use of automatic hooks, of which, at least one of its parts will already be incorporated in the support or in the general body, being able to use even quick anchors formed by a male part and another female part, which are already mounted on the general body and on the support; so that when bringing the general body closer to the support and bringing it to its final position, the coupling between the two parts of each quick anchor is automatically produced.
  • each arm is made of a piece of sheet metal, the thickness of which is at least twice the thickness of the general body of the arm. In this way, the support provides the necessary stiffness conditions for the arm, in the strategic area of its support and connection on the central tube, allowing the general body of the arm to be formed with a sheet of smaller thickness, which reduces the weight of the installation .
  • the general body of the arm is also made of metal sheet, in which, first and by cutting, in a single operation that can be by cutting by means of a die, laser or any conventional cutting process, the shape of the general body of the arm is determined and in said general body, triangular and other arched openings are defined, for at a later stage and also by a single stamping operation or by any other conventional technique, to bend the edges of said openings and the contour of the body general arm towards one of the greater faces of the latter.
  • the arm provides the necessary rigidity, for the subsequent assembly of the mirrors and to be able to withstand all the efforts due to the natural inclemencies that may occur in the place of its installation, but also and as a novelty, facing to the already known embodiments, this solution makes it possible to significantly simplify the assembly of the arms on the central tube.
  • the embodiment object of the present invention allows, in the case of going to a manual assembly process, only one operator, to carry out the assembly of the arms in a fast and safe way , since it is sufficient for this operator to carry the general body of the arm until it meets its corresponding support welded to the central tube, so that, through the combination of forms of the support and the general body, a support is established that allows the body to be carried general arm to position final, this position that is perfectly defined by the encounter between the protrusions of the support and the reciprocal conformations of the general body.
  • the operator can release said general body, since, by the reciprocity of forms between the rear part of the general body and its support, it occupies a perfectly stable position, in which it may remain, without the assistance of any operator or means; so that the same operator who has carried the general body of the arm, can proceed, in a comfortable and fast way, to the final tie between each general body and its support, thus completing the process of assembling an arm.
  • this embodiment of the arm allows automating the entire assembly process, resulting in a completely new manufacturing process.
  • each arm since the general body of each arm remains stably disposed on its support, without the need to proceed with the fixation between the two, this makes it possible to use a robot that moves on corresponding guides, along the central tube, and it is placing each arm on its support, leaving it in this position, so that later and when advancing the robot, another tool, preferably of the same robot, proceeds to the fixation by riveting between the general body of the arm and its support.
  • the robot will be placed in a bridge structure, through which the central tube will be displaced, in order to fix the corresponding supports of the different arms on it.
  • Figures 1 and 2 are perspective views 10 showing the realization of an arm by two pieces, a general body (1) and a support (2).
  • Figure 3 is an enlarged detail of the end of the arm formed by the general body (1) and the support 15 (2).
  • Figures 4, 5 and 6 show, respectively, the partial sections IV-IV, V-V and VI-VI indicated in Figure 3.
  • Figure 7 is a profile view showing two arms already mounted on the central tube (3) and a piece (4), intended to support the corresponding absorber tube.
  • Figures 8 and 9 are perspective views of a support (2).
  • Figures 10, 11 and 12 are the elevational views, profile and top floor of a support (2).
  • Figures 13 and 14 show perspective views of the general body (1).
  • Figure 15 corresponds to the elevation view of the general body (1).
  • Figure 15A is an enlarged detail of an area of the previous figure.
  • Figures 16, 17 and 18 correspond, respectively, to the partial sections XVI-XVI, XVI I -XVI I and XVI I I-XVIII indicated in Figure 15A.
  • Figures 19 and 20 are perspective views of the support (4) of the collector absorber tube.
  • Figure 21 shows in perspective the central tube (3) with the supports (2) mounted on it.
  • Figure 22 corresponds to the profile view of Figure 21.
  • Figures 23 and 24 are the elevational and top plan views of Figure 21.
  • Figures 25 and 26 show in perspective two phases of the assembly of the general bodies (1) in their supports (2) already fixed to the central tube (3).
  • the object of the present invention is a parabolic trough solar collector and its assembly process.
  • each arm of the manifold is constituted by two parts identified in Figures 1, 2 and 3 with the numerical references (1 and 2).
  • the one indicated with the reference (1) constitutes the general body of the arm, which we will call from now on the general body (1); while the other part, identified with the numerical reference (2), is located in relation to the rear part of the general body (1) and fulfills the functions of supporting the latter and anchoring the assembly to the central tube (3) of the collector, called "torque tube", as shown in Figure 7.
  • This second part will be called, from now on, support (2).
  • Each support (2) is constituted, as shown in figures 8 to 10, by a single piece of sheet metal, with a curved edge (2.1) and bent perpendicular to the major faces of the support (2) to adapt to the contour of the central tube (3) and weld to it.
  • a projection (2.2) is defined; while, at the bottom, an arched edge (2.7) is configured. Both the projection (2.2) and the arched edge (2.7) are bent perpendicular to the major faces of the support (2).
  • each support (2) there are oblong deformations (2.3) that, by way of prominences, protrude through one of the faces of the support (2). These deformations will be referred to as oblong prominences (2.3).
  • each support (2) there are a pair of through holes (2.6) and some truncated conical deformations (2.4). These last, also by way of prominences, they protrude on one of the faces of the support (2), as well as oblong prominences (2.3). From now on these deformations (2.4) will be called truncated conical prominences.
  • each general body (1) has a plurality of arched openings (1.4) with bent edges perpendicular to the larger faces of the general body (1), see the section represented in figure 18.
  • each general body (1 ) has triangular openings (1.5) located in the vicinity of the arc-concave edge of the general body (1) which is its upper edge according to its assembly in the central tube (3).
  • These triangular openings (1.5) have their edges folded in perpendicularity with respect to the larger faces of the general body (1), see section of figure 17, and the one closest to the upper edge of the general body (1) rounded, to thus allow that the two operators to handle each general body (1) introduce their hands into these openings triangular (1.5) and can handle and move each general body (1) in a more comfortable and safe way.
  • said edge of the triangular openings (1.5) can have a wavy shape, to better adapt to the shape of the fingers.
  • Figure 15 shows how each general body (1) also has openings (1.6 and 1.7), triangular openings (1.8) and a wide opening (1.9).
  • each general body (1) defines in its part closest to the central tube (3), a rounded end (1.10) and, in its part closest to the arc-concave upper edge of the general body (1), an appendix ( 1.11).
  • each general body (1) is perfectly positioned and retained in its support (2), occupying a stable position, in which it can remain as long as necessary until it is permanently tied to the support (2), through the corresponding fixing means.
  • the final mooring can be carried out through rivets; or by means of automatic hooks, of which, at least, one of the parts will already be incorporated in the supports (2), the use of quick anchors having been provided, formed by a male and a female tip fixed, respectively, on the general body (1) and in the support (2); so that, by bringing the general body (1) to its final position in the support (2), automatic engagement between both parts occurs.
  • each general body (1) For the manufacture of each general body (1), it is based on a metal sheet in which, by a single cutting operation, by means of a die, laser or any conventional cutting process, the general shape of said body (1) is determined and Its different openings. At a later stage and also by a single stamping operation or, through any other conventional technique, the corresponding edges of each general body (1) and its openings are folded.
  • feet (5) are also fixed on which parts (4) are tied, which, as can be seen in figures 19 and 20, have openings analogous to those of the general bodies (1).
  • the operator can release said general body (1), since, by the reciprocity of shapes between the rear part of the general body (1) and its support (2) , it occupies a perfectly stable position, in which it can remain, without the assistance of any operator or means; so that the same operator who has carried the general body (1) of the arm, can proceed, in a comfortable and fast way, to the final mooring between each general body (1) and its support (2), thus completing the process One arm mounting.
  • this embodiment of the arm allows to automate the entire assembly process, resulting in a completely new assembly process.

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Abstract

Colector solar cilindro-parabólico y proceso para su montaje, del tipo de los constituidos por un tubo central, sobre el que se disponen los correspondientes espejos montados sobre una pluralidad de brazos de chapa metálica y configuración general triangular en cuña de bordes arqueados. Según la invención cada brazo se constituye por dos piezas, un cuerpo general (1) y un soporte (2) que se fija al tubo central (3). Cada soporte (2) determina en si mismo unas conformaciones (2.2, 2.3, 2.4 y 2.7) cuya reciprocidad con unas conformaciones (1.11, 1.1, 1.2 y 1.10) del cuerpo general (1), dan lugar a un apoyo guiado de este último, en su correspondiente soporte (2), y le permite ocupar al cuerpo general (1) una posición final estable sobre su soporte (2), hasta su definitivo anclaje en este último, durante su proceso de montaje.

Description

COLECTOR SOLAR CILINDRO-PARABÓLICO Y PROCESO PARA SU
MONTAJE
Sector de la técnica
La presente invención hace referencia a un colector solar cilindro-parabólico. Estos colectores consisten en un concentrador cilindro-parabólico, que refleja la radiación del sol sobre la linea focal de la parábola, en la que se sitúa el correspondiente tubo absorbedor .
Estado de la técnica Para construir la estructura de la parábola se utilizan, preferentemente, dos técnicas, una la denominada espacial y la otra de tubo soporte central, también denominada "torque tube". El colector objeto de la presente invención es del tipo de tubo soporte central o "torque tube", de manera que, a lo largo del colector, se extiende dicho tubo soporte central, al que se unen una pluralidad de brazos que sobresalen de él en voladizo y que están destinados a soportar los correspondientes espejos que han de reflejar los rayos solares.
Dado que cada colector presenta una multiplicidad de brazos soporte, conseguir simplificar su realización, para poder fabricarlos en serie, y simplificar su montaje sobre el tubo central, para reducir los tiempos de montaje, han sido objetivos principales de los diferentes fabricantes de estos colectores. Además estos objetivos se deben conseguir con brazos, en los que la relación peso-robustez sea la adecuada, para que el brazo presente la necesaria rigidez resistente, como para soportar las inclemencias naturales y el peso de los espejos, sin que su peso se incremente indebidamente.
Por la Patente española número 466.393, publicada en 1978, se divulga ya un colector de tubo soporte central o "torque tube", en el que la multiplicidad de sus brazos de soporte de los espejos se determinan mediante chapa metálica estampada o mecanizada, para poder fabricar asi estos brazos en gran cantidad, en un proceso en serie que permite optimizar el proceso de fabricación del colector. La Patente de Estados Unidos número 4.432.343, publicada en 1984 también divulga un colector de este tipo y en ella se describe como los precitados brazos se determinan a partir de una placa de acero de aproximadamente 1 mm de espesor y con las alas dobladas en sus bordes, para obtener la necesaria rigidez resistente, con el menor peso posible. Estos brazos se obtienen también por estampación, para poder fabricarlos en serie. La Patente alemana DE 19952276, publicada en 1999, también hace referencia a un colector de este tipo, en el que cada uno de sus brazos de soporte tiene una forma triangular en cuña, con su lado superior arco cóncavo, para adaptarse a la forma de dos espejos que se disponen sobre él, situándose en dicho lado superior arco cóncavo cuatro puntos de apoyo para tales espejos; mientras que el lado inferior es arco convexo y el lado más próximo al tubo central es arco cóncavo, para adaptarse al entorno de dicho tubo central, fijándose estos brazos al tubo central a través de medios de fijación, situados en relación con los vértices más próximos al tubo central.
La Patente del PCT WO 02/103256, publicada en el año 2002, divulga igualmente un colector del tipo "torque tube", en el que sus diferentes brazos presentan también una configuración triangular en cuña, como la anteriormente descrita y se constituyen en chapa metálica, con un galvanizado de protección.
Por último, la Patente española 2.274.710, publicada en el año 2007, tiene por objeto el brazo de un colector de este tipo, brazo este que, al igual que las soluciones anteriormente indicadas, ofrece una configuración triangular en cuña, de lado superior arco cóncavo, con cuatro puntos de apoyo, para los dos espejos, y lado inferior arco convexo, presentando asimismo su tercer lado con una acusada concavidad para liberar al tubo central y reducir peso. En esta Patente, en la que también y al igual que las soluciones anteriores, los brazos se constituyen en chapa metálica estampada con un galvanizado protector, se caracteriza el hecho de que cada brazo presenta una pluralidad de nervaduras que forman una celosía, para darle así la adecuada rigidez resistente al brazo con el menor peso posible.
En lo que respecta al proceso de montaje de los brazos sobre el tubo central, con las realizaciones hasta ahora conocidas, era necesario llevar cada brazo hasta el tubo central y hacer coincidir unos orificios de la parte trasera de cada brazo, con unos orificios de unas lengüetas soldadas al tubo central y una vez que se alcanzaba esta posición, totalmente inestable, lo que suponía ya de por si un proceso engorroso y lento, había que hacer pasar, por estos orificios, las correspondientes fijaciones y proceder al anclaje final; de manera que, hasta alcanzar dicho anclaje final, era necesario seguir manteniendo cada brazo en esa posición.
Hay que tener en cuenta que cada brazo mide una longitud en el entorno de los tres metros y tiene un peso que supera los diez kilogramos, lo que obliga a manejarlo, generalmente, por dos operarios, y supone que sea muy dificultoso moverlo hasta llevarlo a la posición en la que deben coincidir los agujeros del brazo con los agujeros de las lengüetas soldadas al tubo central. Además, después hay que mantener al brazo sin moverse de ese posicionamiento, hasta que otros operarios colocan y actúan sobre las fijaciones de anclaje final.
Objeto de la invención
De acuerdo con la presente invención, cada brazo se constituye por dos partes claramente diferenciadas, una parte definida por el cuerpo general del brazo y que identificaremos a partir de ahora como cuerpo general, y una segunda parte, situada en relación con la zona trasera del cuerpo general y que cumple las funciones de soporte y anclaje. A esta segunda parte se la identificará a partir de ahora como el soporte del cuerpo general.
Con esta constitución, cada soporte de un brazo se une al tubo central, por ejemplo, mediante soldadura, en un proceso sencillo y preciso, por el reducido peso y tamaño de este soporte, y cuando en el tubo central quedan así dispuestos los diferentes soportes, se pasa al montaje de los brazos.
En el caso de que dicho montaje sea manual, un operario toma el cuerpo general de cada brazo, que mide una longitud en el entorno de los tres metros, y apoya la parte trasera de dicho cuerpo general sobre su respectivo soporte, quedando, sin más, dicho cuerpo general dispuesto en su ubicación definitiva y ocupando una posición estable; de manera que el operario puede soltar al cuerpo general, que de esta forma se mantiene por si mismo y sin más, en su soporte. Con el cuerpo general asi dispuesto se puede pasar a la fase final de montaje del brazo, consistente en el amarre definitivo entre dicho cuerpo general y su correspondiente soporte.
Para coadyuvar en el posicionamiento del cuerpo general respecto del soporte, este último presenta, en su extremo inferior, un asiento redondeado, en correspondencia con el remate de la parte inferior trasera de dicho cuerpo general; de manera que se posibilita asi el apoyo de esta parte del cuerpo general del brazo sobre el asiento redondeado del soporte y su posterior desplazamiento, en giro primero y lateralmente después, hasta la posición definitiva de montaje.
Unas prominencias oblongas, definidas en el soporte, pasan a través de unas aberturas reciprocas definidas en la parte trasera del cuerpo general del brazo, lo que establece la delimitación de un correcto posicionamiento entre ambas partes y a la vez coadyuva en la fijación del cuerpo general respecto de su soporte trasero. Esta fijación se lleva a cabo mediante los correspondientes medios de anclaje, preferentemente constituidos por unos remaches, habiéndose previsto también, alternativamente, la utilización de unos enganches automáticos, de los cuales, al menos una de su partes irá ya incorporada en el soporte o en el cuerpo general, pudiendo utilizar incluso anclajes rápidos formados por una parte macho y otra parte hembra, que vayan ya montadas en el cuerpo general y en el soporte; de manera que al acercar el cuerpo general al soporte y llevarlo a su posición final, automáticamente se produzca el enganche entre las dos partes de cada anclaje rápido.
Es de señalar que en el cuerpo general del brazo se han definido unas aberturas triangulares, algunas de las cuales se sitúan estratégicamente en la proximidad del borde mayor arco-cóncavo del brazo, para definir asi unas ventanas de entrada para la mano de los operarios, a fin de facilitar el trasporte del cuerpo general del brazo hasta su montaje en el soporte.
Estas aberturas triangulares tienen sus bordes doblados, para mejorar el agarre por parte del operario, habiéndose previsto incluso el conformarlas con un perfil ondulado que se adapte anatómicamente a la forma de los dedos de los operarios.
El soporte trasero de cada brazo se constituye en una pieza de chapa, cuyo grosor es, al menos, el doble del grosor del cuerpo general del brazo. De esta forma el soporte aporta las necesarias condiciones de rigidez para el brazo, en la zona estratégica de su apoyo y unión sobre el tubo central, permitiendo constituir el cuerpo general del brazo con chapa de menor espesor, lo que reduce el peso de la instalación. El cuerpo general del brazo se constituye asimismo en chapa metálica, en la que, primero y mediante corte, en una sola operación que puede ser por corte mediante troquel, láser o cualquier proceso de corte convencional, se determina la forma del cuerpo general del brazo y se definen, en dicho cuerpo general, unas aberturas triangulares y otras arqueadas, para en una fase posterior e igualmente mediante una única operación de conformado por estampación o a través de cualquier otra técnica convencional, doblar los bordes de dichas aberturas y del contorno del cuerpo general del brazo hacia una de las caras mayores de este último . Con la realización ahora preconizada, el brazo aporta la necesaria rigidez, para el posterior montaje de los espejos y para poder soportar todos los esfuerzos debidos a las inclemencias naturales que se puedan producir en el lugar de su instalación, pero además y como novedad, frente a las realizaciones ya conocidas, esta solución permite simplificar sensiblemente el montaje de los brazos sobre el tubo central . En efecto, frente a estas soluciones convencionales, la realización objeto de la presente invención permite que, en el caso de acudir a un proceso de montaje manual, tan solo un operario, lleve a cabo el montaje de los brazos de una forma rápida y segura, ya que es suficiente con que este operario lleve el cuerpo general del brazo hasta su encuentro con su correspondiente soporte soldado al tubo central, para que, mediante la conjunción de formas del soporte y del cuerpo general se establezca un apoyo que permite llevar al cuerpo general del brazo hasta su posición final, posición ésta que queda perfectamente delimitada por el encuentro entre los salientes del soporte y las conformaciones reciprocas del cuerpo general. Cuando el cuerpo general del brazo alcanza su posición final, el operario puede soltar a dicho cuerpo general, ya que, por la reciprocidad de formas entre la parte trasera del cuerpo general y su soporte, aquel ocupa una posición perfectamente estable, en la que se puede quedar, sin el concurso de ningún operario o medio; de manera que el mismo operario que ha llevado el cuerpo general del brazo, puede proceder, de una forma cómoda y rápida, al amarre final entre cada cuerpo general y su soporte, quedando asi finalizado el proceso de montaje de un brazo.
Pero es que, además, esta realización del brazo permite automatizar todo el proceso de montaje, dando como resultado un procedimiento de fabricación totalmente novedoso.
En efecto, al quedar el cuerpo general de cada brazo dispuesto de forma estable sobre su soporte, sin necesidad de proceder a la fijación entre ambos, esto posibilita utilizar un robot que se va desplazando sobre unas correspondientes guias, a lo largo del tubo central, y va situando cada brazo sobre su soporte, dejándolo en esta posición, para que posteriormente y al avanzar el robot, otra herramienta, preferentemente del mismo robot, proceda a la fijación por remachado entre el cuerpo general del brazo y su soporte.
De igual manera el montaje del soporte de cada brazo sobre el tubo central, se lleva a efecto por soldadura, mediante un proceso totalmente automatizado, W
- 9 - a través del correspondiente robot. En este caso el robot se situará en una estructura en puente, por el interior de la cual se hará desplazar al tubo central, a fin de ir fijando sobre él los correspondientes 5 soportes de los diferentes brazos.
Descripción de las figuras
Las figuras 1 y 2 son sendas vistas en perspectiva 10 que muestran la realización de un brazo por dos piezas, un cuerpo general (1) y un soporte (2) .
La figura 3 es un detalle ampliado del extremo del brazo formado por el cuerpo general (1) y el soporte 15 (2) .
Las figuras 4, 5 y 6 muestran, respectivamente, las secciones parciales IV-IV, V-V y VI-VI que se indican en la figura 3.
20
La figura 7 es una vista en perfil que muestra a dos brazos ya montados en el tubo central (3) y a una pieza (4), destinados a soportar el correspondiente tubo absorbedor.
25
Las figuras 8 y 9 son sendas vistas en perspectiva de un soporte (2 ) .
Las figuras 10, 11 y 12 son las vistas en alzado, 30 perfil y planta superior de un soporte (2) .
Las figuras 13 y 14 muestran sendas vistas en perspectiva del cuerpo general (1) .
35 La figura 15 corresponde a la vista en alzado del cuerpo general (1) .
La figura 15A es un detalle ampliado de una zona de la figura anterior.
Las figuras 16, 17 y 18 corresponden, respectivamente, a las secciones parciales XVI-XVI, XVI I -XVI I y XVI I I-XVIII indicadas en la figura 15A. Las figuras 19 y 20 son sendas vistas en perspectiva del soporte (4) del tubo absorbedor del colector .
La figura 21 muestra en perspectiva el tubo central (3) con los soportes (2) montados sobre él.
La figura 22 corresponde a la vista en perfil de la figura 21. Las figuras 23 y 24 son las vistas en alzado y planta superior de la figura 21.
Las figuras 25 y 26 muestran en perspectiva sendas fases del montaje de los cuerpos generales (1) en sus soportes (2) ya fijados al tubo central (3) .
Descripción detallada de la invención
El objeto de la presente invención es un colector solar cilindro-parabólico y su proceso de montaje.
De acuerdo con la presente invención, cada brazo del colector se constituye por dos partes identificadas en las figuras 1, 2 y 3 con las referencias numéricas (1 y 2) . De estas dos partes, la señalada con la referencia (1) constituye el cuerpo general del brazo, que denominaremos a partir de ahora cuerpo general (1); mientras que la otra parte, identificada con la referencia numérica (2), se ubica en relación con la parte trasera del cuerpo general (1) y cumple las funciones de soporte de este último y de anclaje del conjunto al tubo central (3) del colector, denominado "torque tube", tal y como se representa en la figura 7. Esta segunda parte se denominará, a partir de ahora, soporte (2 ) .
Cada soporte (2) se constituye, tal y como se representa en las figuras 8 a 10, por una monopieza de chapa metálica, con un borde (2.1) curvado y doblado en perpendicularidad respecto de la caras mayores del soporte (2) para adaptarse al contorno del tubo central (3) y unirse por soldadura a él.
En el extremo de cada soporte (2) que según su montaje en el tubo central (3) queda en la parte superior, se define un saliente (2.2); mientras que, en la parte inferior se configura un borde arqueado (2.7) . Tanto el saliente (2.2), como el borde arqueado (2.7) están doblados en perpendicularidad respecto de las caras mayores del soporte (2) .
En el cuerpo de cada soporte (2) existen unas deformaciones oblongas (2.3) que, a modo de prominencias, sobresalen por una de las caras del soporte (2) . Estas deformaciones se denominarán a partir de ahora prominencias oblongas (2.3) .
También, y en el cuerpo de cada soporte (2), existen una pareja de orificios pasantes (2.6) y unas deformaciones troncocónicas (2.4) . Estas últimas, también a modo de prominencias, sobresalen por una de las caras del soporte (2), al igual que las prominencias oblongas (2.3) . A partir de ahora estas deformaciones (2.4) se denominarán prominencias troncocónicas .
En el vértice de cada prominencia troncocónica (2.4) hay un orificio pasante (2.5) . En las figuras 13 a 18 se puede apreciar la constitución de cada cuerpo general (1) que también se determina en chapa metálica pero de menor grosor que el de los soportes (2), del orden de la mitad de grosor. Cada cuerpo general (1) presenta sendas ranuras pasantes oblongas (1.1) y sendas conformaciones troncocónicas (1.2) con un orificio central (1.3) cada una de ellas.
Asimismo, cada cuerpo general (1) presenta una pluralidad de aberturas arqueadas (1.4) de bordes doblados en perpendicularidad respecto de las caras mayores del cuerpo general (1), ver la sección representada en la figura 18. También, cada cuerpo general (1) presenta unas aberturas triangulares (1.5) situadas en la proximidad del borde arco-cóncavo del cuerpo general (1) que es su borde superior según su montaje en el tubo central (3) . Estas aberturas triangulares (1.5), presentan sus bordes doblados en perpendicularidad respecto de las caras mayores del cuerpo general (1), ver sección de la figura 17, y el más próximo al borde superior del cuerpo general (1) redondeado, para permitir asi que los dos operarios que han de manejar cada cuerpo general (1) introduzcan sus manos en estas aberturas triangulares (1.5) y puedan manipular y mover cada cuerpo general (1) de manera más cómoda y segura. En este sentido, se ha previsto que dicho borde de las aberturas triangulares (1.5) pueda presentar una conformación ondulada, para adaptarse mejor a la forma de los dedos.
En la figura 15 se aprecia cómo cada cuerpo general (1) presenta también unas aberturas (1.6 y 1.7), unas aberturas triangulares (1.8) y una amplia abertura (1.9) . Asimismo, cada cuerpo general (1) define en su parte más próxima al tubo central (3), un extremo redondeado (1.10) y, en su parte más próxima al borde superior arco-cóncavo del cuerpo general (1), un apéndice (1.11) .
De esta forma, una vez fijados los soportes (2) sobre el tubo central (3), se toma el cuerpo general (1) de cada soporte (2) y se dispone a dicho cuerpo general (1) apoyando por su extremo redondeado (1.10) sobre el borde arqueado (2.7) de su soporte (2) , definiendo un apoyo puntual respecto de cual se puede girar el cuerpo general (1) y desplazarlo lateralmente hasta que se cumplan las siguientes coincidencias:
- Que las dos prominencias oblongas (2.3) de cada soporte (2) pasen a través de las dos ranuras oblongas (1.1) del cuerpo general. - Que las dos prominencias troncocónicas (2.4) de cada soporte (2) encajen dentro de las dos conformaciones troncocónicas (1.2) del cuerpo general (1) . Es de señalar que la reciprocidad de formas troncocónicas establece un guiado que ayuda a posicionar correctamente al cuerpo general (1) sobre su soporte (2) . También es de señalar que una vez producido dicho encaje, los orificios (1.3) del cuerpo general coinciden con los orificios (2.5) de su soporte (2) .
- Que el saliente (2.2) de cada soporte (2) quede acaballado sobre el apéndice (1.11) de su cuerpo general . De esta forma, cada cuerpo general (1) queda perfectamente posicionado y retenido en su soporte (2), ocupando una posición estable, en la que puede permanecer todo el tiempo necesario hasta ser amarrado definitivamente al soporte (2), a través de los correspondientes medios de fijación.
El amarre final puede llevarse a cabo a través de unos remaches; o bien mediante unos enganches automáticos, de los cuales, al menos, una de las partes irá ya incorporada en los soportes (2), habiéndose previsto el uso de anclajes rápidos, formados por una punta macho y otra hembra fijadas, respectivamente, en el cuerpo general (1) y en el soporte (2); de manera que, al llevar al cuerpo general (1) hasta su posición final en el soporte (2), se produzca el enganche automático entre ambas partes.
Con esta realización de los brazos del colector, éstos aportan una gran rigidez que permite poder soportar perfectamente todos los esfuerzos que se producen en el montaje del colector en su lugar de instalación, incluidas las inclemencias naturales. Además, con esta ejecución de cada brazo en dos piezas, se simplifica sensiblemente el proceso de montaje, pudiendo incluso automatizarlo, tal y como se verá después; a la vez que los encajes por reciprocidad de formas entre cada cuerpo general (1) y su soporte (2), permite un enganche reciproco estable entre ellas, lo que también facilita el montaje como se verá posteriormente.
Para la fabricación de cada cuerpo general (1) se parte de una chapa metálica en la que, mediante una sola operación de corte, mediante troquel, láser o cualquier proceso de corte convencional, se determina la forma general de dicho cuerpo (1) y sus diferentes aberturas. En una fase posterior e igualmente mediante una única operación de conformado por estampación o, a través de cualquier otra técnica convencional, se doblan los correspondientes bordes de cada cuerpo general (1) y de sus aberturas.
Tal y como se aprecia en la figura 7, sobre el tubo central (3) se fijan también unos pies (5) sobre los que se amarran unas piezas (4) que, tal y como se aprecia en las figuras 19 y 20, presentan unas aberturas análogas a las de los cuerpos generales (1) .
Estas piezas (4) están destinadas a soportar al correspondiente tubo absorbedor, situado en la linea focal de la parábola definida por los espejos, no representados, que se montan sobre los cuerpos generales ( 1 ) . En cuanto al proceso de montaje del colector, en el caso de acudir a un proceso de montaje manual, solo un operario solo puede llevar a cabo el montaje de los brazos de una forma rápida y segura, ya que es suficiente con que este operario traslade el cuerpo general (1) de cada brazo hasta su encuentro con su correspondiente soporte (2) soldado al tubo central (3), para que, mediante la conjunción de formas entre las conformaciones (2.2, 2.3, 2.4 y 2.7) del soporte (2) y las conformaciones (1.11, 1.1, 1.2 y 1.10) del cuerpo general (1) , se establezca un apoyo que permite llevar al cuerpo general (1) hasta su posición final.
Cuando el cuerpo general (1) del brazo alcanza su posición final, el operario puede soltar a dicho cuerpo general (1), ya que, por la reciprocidad de formas entre la parte trasera del cuerpo general (1) y su soporte (2), aquél ocupa una posición perfectamente estable, en la que se puede quedar, sin el concurso de ningún operario o medio; de manera que el mismo operario que ha llevado el cuerpo general (1) del brazo, pueden proceder, de una forma cómoda y rápida, al amarre final entre cada cuerpo general (1) y su soporte (2), quedando asi finalizado el proceso de montaje de un brazo.
Pero es que, además, esta realización del brazo permite automatizar todo el proceso de montaje, dando como resultado un proceso de montaje totalmente novedoso .
En efecto, el montaje del soporte (2) de cada brazo sobre el tubo central (3), se lleva a cabo por soldadura, mediante un proceso totalmente automatizado a través de un correspondiente robot convencional (no representado) . El robot se situará en una estructura en puente, por el interior de la cual se hará desplazar al tubo central (3), a fin de ir fijando sobre él los correspondientes soportes (2) de los cuerpos generales (1) de los diferentes brazos. En las figuras 21 a 24 se aprecia un tubo central (3) sobre el que se han fijado ya, mediante soldadura, los soportes ( 2 ) . Para el montaje de los cuerpos generales (1) sobre sus soportes (2) también se puede recurrir a un robot.
En efecto, al quedar el cuerpo general (1) de cada brazo dispuesto de forma estable sobre su soporte (2), sin necesidad de proceder a la fijación entre ambos, esto posibilita utilizar un robot convencional (no representado) , que se vaya desplazando sobre las correspondientes guias, a lo largo del tubo central (3), y vaya situando cada cuerpo general (1) sobre su soporte (2), dejándolo en esta posición, para que posteriormente y al avanzar el robot, otra herramienta, preferentemente del mismo robot, proceda a la fijación por remachado entre el cuerpo general (1) de cada brazo y su soporte ( 2 ) .

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Colector solar cilindro-parabólico, del tipo de los constituidos por un tubo central, sobre el que se disponen los correspondientes espejos montados sobre una pluralidad de brazos de chapa metálica y configuración general triangular en cuña de bordes arqueados; caracterizado en que cada brazo se constituye por dos piezas, un cuerpo general (1) y un soporte (2); porque cada soporte (2), que se fija al tubo central (3) , determina en si mismo unas conformaciones (2.2, 2.3, 2.4 y 2.7) cuya reciprocidad con unas conformaciones (1.11, 1.1, 1.2 y 1.10) del cuerpo general (1), dan lugar a un apoyo guiado de este último en su correspondiente soporte (2), y le permite ocupar al cuerpo general (1) una posición final estable sobre su soporte (2), hasta su definitivo anclaje en este último. 2.- Colector solar cilindro-parabólico, de acuerdo con la anterior reivindicación, caracterizado en que las conformaciones (2.
2) de los soportes (2) son unos salientes que se extienden en perpendicularidad respecto de las caras mayores del soporte (2) y que quedan acaballados sobre las conformaciones (1.11) de los cuerpos generales (1) .
3.- Colector solar cilindro-parabólico, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado en que las conformaciones (2.3) de los soportes (2), son unas prominencias oblongas que sobresalen por una de las caras de los soportes (2), en correspondencia con las conformaciones (1.1) de los cuerpos generales (1), definidas estas últimas por unas ranuras pasantes.
4. - Colector solar cilindro-parabólico, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado en que las conformaciones (2.4) de los soportes (2) son unas prominencias troncocónicas que sobresalen por una de las caras de los soportes (2), en correspondencia con las conformaciones (1.2), también troncocónicas, de los cuerpos generales (1) .
5. - Colector solar cilindro-parabólico, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado en que las conformaciones (2.7) de los soportes (2) se definen por un borde arqueado de cada soporte (2) que se extiende en perpendicularidad respecto de las caras mayores del soporte (2); y porque dichas conformaciones (2.7) guardan, correspondencia con la conformación (1.10) de los cuerpos generales (1) .
6. - Colector solar cilindro-parabólico, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado en que cada cuerpo general (1) presenta, en la proximidad de su borde mayor arco-cóncavo, unas aberturas triangulares (1.5), de bordes doblados en perpendicularidad respecto de las caras mayores del cuerpo general (1) , para permitir el posicionado en estas aberturas triangulares (1.5) de las manos de los operarios que han de manipular dicho cuerpo general (1) ·
7. - Proceso de montaje de un colector solar cilindrico-parabólico realizado según las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado en que en una primera fase se montan los soportes (2) en el tubo central (3) y en una fase posterior se toma cada cuerpo general (1) y se aproxima a su soporte (2); de manera que por la reciprocidad de formas entre unas conformaciones (2.2, 2.3, 2.4 y 2.7) de cada soporte y unas conformaciones (1.11), 1.1, 1.2 y 1.10) de cada cuerpo general (1), se establece un apoyo guiado del cuerpo general (1) sobre el soporte (2) y un acoplamiento en encaje que mantienen al cuerpo general
(1) sobre el soporte (2) de manera estable y sin necesidad de otros medios de fijación.
8. - Proceso de montaje, de acuerdo con la séptima reivindicación, caracterizado en que en el montaje de cada cuerpo general (1) en su soporte (2), las prominencias oblongas (2.3) pasan a través de las ranuras pasantes (1.1) ; las prominencias troncocónicas (2.4) se encajan en las conformaciones troncocónicas (1.2) y los salientes vueltos (2.2) se disponen acaballados sobre los apéndices (2.2), lo que establece un guiado en el montaje del cuerpo general (1) y un encaje retenedor de cada cuerpo general (1) en su soporte ( 2 ) .
9. - Proceso de montaje, de acuerdo con la séptima reivindicación, caracterizado en que se ha previsto que el montaje de los soportes (2) en el tubo central (3) se lleve a cabo mediante un proceso automatizado, en el que un robot montado en una estructura puente se desplaza a lo largo del tubo central (3) fijando sobre él a los soportes (2) .
10. - Proceso de montaje, de acuerdo con la séptima reivindicación, caracterizado en que se ha previsto que el montaje de los cuerpos generales (1) en sus soportes
(2) se lleve a cabo de manera automática, mediante el empleo de un robot que se desplace a lo largo de unas guias dispuestas a lo largo del tubo central (3) disponiendo a cada cuerpo general (1) sobre cada soporte (2) y dejándolo en esa posición estable, para, posteriormente, amarrar de forma definitiva cada cuerpo general (1) a su soporte (2) .
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