WO2014057149A1 - Captador solar con sobre-calentador con inyectores de fluidos combustibles de diversa densidad - Google Patents

Captador solar con sobre-calentador con inyectores de fluidos combustibles de diversa densidad Download PDF

Info

Publication number
WO2014057149A1
WO2014057149A1 PCT/ES2013/070384 ES2013070384W WO2014057149A1 WO 2014057149 A1 WO2014057149 A1 WO 2014057149A1 ES 2013070384 W ES2013070384 W ES 2013070384W WO 2014057149 A1 WO2014057149 A1 WO 2014057149A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cone
air
solar
injectors
collector
Prior art date
Application number
PCT/ES2013/070384
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2014057149A9 (es
Inventor
Jonás VILLARRUBIA RUIZ
Original Assignee
Villarrubia Ruiz Jonás
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Villarrubia Ruiz Jonás filed Critical Villarrubia Ruiz Jonás
Priority to ES201590006A priority Critical patent/ES2540919B1/es
Publication of WO2014057149A1 publication Critical patent/WO2014057149A1/es
Publication of WO2014057149A9 publication Critical patent/WO2014057149A9/es

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C1/00Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid
    • F02C1/04Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid the working fluid being heated indirectly
    • F02C1/05Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid the working fluid being heated indirectly characterised by the type or source of heat, e.g. using nuclear or solar energy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G6/00Devices for producing mechanical power from solar energy
    • F03G6/06Devices for producing mechanical power from solar energy with solar energy concentrating means
    • F03G6/064Devices for producing mechanical power from solar energy with solar energy concentrating means having a gas turbine cycle, i.e. compressor and gas turbine combination
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/20Solar heat collectors for receiving concentrated solar energy, e.g. receivers for solar power plants
    • 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
    • Y02E10/46Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines

Definitions

  • the object of the invention refers to a novel system for capturing solar irradiation and converting it into thermal energy.
  • This system also carries a receiver component at the bottom of the conical trunk: a black spherical cap-shaped body for use as a heat exchanger, among other functions, which receives more solar radiation and for which, in inside, the air from a compressor passes, after having been heated by the walls of the double-wall conical trunk receiver, where it is overheated and already passes with great kinetic power to the blades of a turbine to transmit mechanical movement to different equipment such as Electric generators.
  • an electronic circuit detects the variant of pressure, heat or torque and activates the pump or the sluice gate of the gas or other fuel and fills the intermediate chamber, distributing the fuel by All the ducts.
  • the object of the invention is to achieve greater efficiency in the production of energy by the reception and concentration of solar irradiation, and by means of the new component in the background as a black body and its characteristics already described as a fuel injector, to be able to produce energy twenty four hours a day.
  • the present invention uses elements as well known as heliostats or parables of concentration of solar irradiation, these are many and very varied in their different structures which can be used to concentrate radiation in the collector. They are also publicly known solar collectors, direct or reflected by parabolas or heliostats, which convert the heat they receive in the conversion of water or other fluids that circulate inside it into steam or superheated fluids to be used in heat exchangers or other energy exchange techniques. Also known are solar irradiation receivers that heat the air by means of metal spirals, air that circulates inside or through containers in order to reach a large volume and pressure to exert energy on very diverse mechanical elements, such as Patent of the same inventor P201290056. There is also a great diversity of injectors with a wide technical spectrum, as well as electrical and electronic equipment or circuits that are responsible for igniting the fuels that are emitted in the equipment in which they are installed.
  • the meaning of this invention is to improve with new and novel characteristics the types of solar receivers in which the fluid to be heated is the air, and in order to get better use of the solar irradiation of the collector, object of part of the patent P2012290067 of the same inventor and that with this new novelty in the technique that is used in this invention, as indicated, improves the efficiency of the solar irradiation received from its previous inventions derived from the same function of utilization of solar radiation.
  • the present invention relates to a double funnel shaped solar collector in which the inner cone, or of less diameter, is the one that receives the solar rays, and that by means of a crystal, with a central lens, it distributes the radiation received on its surface, whether it is emitted by means of paraboloid bodies or by heliostats, that concentrate the radiation at the entrance of the receiver, to which a system of adaptation has been adapted overheating in the bottom cone or smaller diameter in the shape of a cone trunk, with a spherical cap bottom.
  • This new element that forms this system is a piece with multiple holes or ducts where, thanks to the central lens, it concentrates the greatest amount of solar rays and through which it is forced to pass the air that, coming from the compressor, of the model that However, this air is heated to a greater extent than the one received, so that when it expands, it expels and exerts a kinetic force on a motor turbine and this in turn transmits it to different generators that require mechanical force or electricity generation equipment.
  • the Collector is composed of a double wall that divides the passage of air that receives from the compressor and that forces it to pass between these two walls: the upper wall is an insulated wall in its entire circumference with a ceramic accumulator to maintain the temperature and the lower wall is the one that receives part of the solar irradiation and that in contact with the air heats it in the direction of the motor turbine.
  • This air is forced to pass through the multiple holes of the superheater body, which as we said receives the concentration of solar irradiation to a greater extent, increases the temperature of the air and at higher pressure and temperature is expelled towards the blades of the motor turbine and this converts both energies into kinetic energy and that, with its mechanical movement, transfers it to different services or jobs such as an electric generator.
  • this body that closes the passage to the air, without strangling it, in the lower cone of the bottom and that has multiple holes through which the air passes, has a wrap that surrounds the superheater and that communicates with internal ducts in the over-heater and that flow into some injectors.
  • the envelope has, in addition to the communication with ducts and injectors, an external communication through which it can be fed with different gases or combustible fluids of different density.
  • Said external communication depending on the pressure that is required so that the injection of these gases and combustible fluids is possessed of sufficient precise kilocalories to heat the air that leaves through the holes of the super-heater, while the latter does not receive solar radiation or precise of the external fuels for being interrupted momentarily the solar energy, and to reach in the air the temperature, we said that said external communication would be intercalated, if necessary with a pump in order to reach the pressure of the fuel, on the injectors , which is required to reach the temperature of the air that is required for the work to be done of the mechanical elements to which they are applied.
  • the injectors would be interchangeable in order to adapt to the fluid used in each installation.
  • This invention the equipment described therein, has been developed in order to achieve greater efficiency of solar irradiation received by the collectors, in which the fluid to be heated is the air, either by the means reflectors that are those that are used: heliostats or paraboloid discs, these are used to heat said fluids, expand them by their heat and take advantage of them to convert them into kinetic energy on mechanical equipment such as the blades of a turbine.
  • the solar radiation receiving equipment ceases to be effective as soon as the radiation decreases, when the clouds cover the sun or at night.
  • Figure 01 we can see a cut of the cause object of this invention with all its characteristics.
  • the object and component that has several functions such as receiving the greatest amount of radiation and also receiving and distributing the combustible fluids that are applied in the hours of zero or low solar radiation can be seen more clearly,
  • it is a heat exchanger with injectors included to expel combustible fluids, we will define it in the memory as the object of figure 02. All the equipment is covered within a preferably circular container.
  • the glass developed for pressures and high temperatures (17) tightly closes the collector through which it receives solar irradiation (the horizontal arrows inside (20) and (19) simulate solar radiation) that are projected onto the inner cone (8) , a piece that is preferably circular (but that could be in any way that saves the purpose it is intended), which is a cone of a metal of great thermal transmissibility and resistant to high temperatures, as it could be an example: an alloy of molybdenum, copper and tungsten normally used, which achieves low expansion due to thermal variation.
  • the lens (10) that is attached in the center on the glass that closes the hermetic chamber between (17) and (7), concentrates the solar irradiation, which represents it the arrow (20), over the entire surface of the bottom (14) of the black body of Figure 02, which has the function of acting as an overheater of the air or other fluid that passes through its multiple holes (3).
  • This body of figure 02 is crossed by multiple holes (3) that pass through it from the hermetic chamber formed between the cone (7) and the glass (17) and the outlet of the superheated fluid (11) in the direction of a mechanical element, in this case to the blades of a turbine (12), which we have chosen as an example and that will be applied by means of an axis (13) to a generator or mechanical equipment that requires kinetic energy.
  • the black body of Figure 02 has different ducts (4) that from a common chamber (2), for all ducts (4), projects the fluids that apply with the pump (16) of figure 02 and entering it through the duct (15).
  • the pump (16) only acts in case there is not enough or no solar radiation, which is controlled by the temperature sensor (29), sending the information of the variations to the input (21) of the electronic control module (25) of figure 03.
  • the outer layer which wraps around the entire object, must be made of a sheath of material resistant to the inclement weather of the meteors: water, wind, corrosion and temperatures in environments of high solar radiation or below zero.
  • the interior of this outer envelope should be covered with a layer of insulating material (6) that is immediately followed in another layer of ceramic material (18) suitable for storing the heat that would emit the external sensor (7) that comes from the internal sensor (8) of the air that is conducted through the duct (9).
  • This ceramic material (18) will surround the first layer of the cone-shaped sensor (7) which in its convergent part, said cone (7) extends in a tube until the assembly at the air inlet of a compressor.
  • the air outlet would be evacuated through a circular duct to which mechanical elements that took advantage of the kinetic energy caused by the expansion of the air when heated could be coupled.
  • the cone (7) would close in its entire circumference of a crystal (17). This crystal, so that, the object of figure 02, in its conical trunk cavity receives more solar radiation and reaches a higher temperature, a lens (10) is installed, it could well be a Fresnel type lens.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

Captador solar con un sobre-calentador del aire con inyectores de fluidos combustibles: Consiste en un captador de la irradiación solar doble, ambos con forma de cono, entre los cuales pasa el aire procedente de un compresor y que desemboca en una cámara estanca, cerrada ésta por el cono superior, envoltura exterior y un cristal, dejando entre el cono exterior y el interior un paso del aire a la zona estanca. El cristal deja pasar la radiación que se proyecta sobre el captador interior que lo calienta, y éste a su vez al aire que pasa procedente del compresor y lo dirige hacia un intercambiador de calor (o sobre-calentador), por el que por unos orificios pasa el aire y le cede las altas temperaturas que recibe de una lente situada en el centro del cristal que concentra en mayor medida la radiación solar sobre el intercambiador de calor en forma tronco cónica. El intercambiador de calor posee diferentes conductos que comunicados con una bomba, o por la misma presión del gas o fluidos combustibles, los dirige a unos inyectores. Esta función, de utilizar algún tipo de combustible, se usa solo en el caso de que, mediante un circuito de control electrónico, éste detecte una disminución de presión volumétrica o bajada de la temperatura.

Description

CAPTADOR SOLAR CON SOBRE-CALENTADOR CON INYECTORES DE FLUIDOS COMBUSTIBLES DE DIVERSA DENSIDAD:
OBJETO DE LA INVENCIÓN
El objeto de la invención, según se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un novedoso sistema para captar la irradiación solar y convertirla en energía térmica. Este sistema lleva así mismo un componente receptor en el fondo del tronco cónico: un cuerpo negro de forma de casquete esférico para su uso como intercambiador de calor, entre otras funciones, el cual recibe en mayor cantidad la radiación solar y por la que, en su interior, transcurre el aire procedente de un compresor, tras haber sido calentado por las paredes del receptor tronco cónico de doble pared, donde se sobrecalienta y pasa ya con gran potencia cinética a los álabes de una turbina para transmitir movimiento mecánico a diferentes equipos como generadores eléctricos. Tiene así mismo el objeto esta inventiva el proporcionar, a través de la pieza con fondo de casquete esférico perforado para su paso del aire, paso a diferentes combustibles, de diferente densidad, tanto fósiles como biocombustibles hacia los inyectores, cuando el sol, por las causas que fueren, deja de irradiar. Para ello un circuito electrónico, de los muchos del mercado aplicables a este fin, detecta la variante de presión, calor o par y acciona la bomba o la esclusa de la espita del gas u otro combustible y llena la cámara intermedia, repartiendo el combustible por todos los conductos. Sea que el objeto de la invención es conseguir mayor eficiencia en la producción de energía por la recepción y concentración de la irradiación solar, y por medio del nuevo componente en el fondo como cuerpo negro y sus características ya descritas como inyector de combustibles, poder producir energía las veinticuatro horas del día.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La presente invención utiliza elementos tan conocidos como son los helióstatos o las parábolas de concentración de la irradiación solar, éstas son muchas y muy variadas en sus diferentes estructuras las que se pueden usar para concentrar la radiación en el captador. También son públicamente conocidos los captadores de los rayos solares, directos o reflejados por parábolas o por helióstatos, los cuales convierten el calor que reciben en la conversión del agua u otros fluidos que circulan por su interior en vapor o fluidos sobrecalentados para ser utilizados en intercambiadores de calor u otras técnicas de intercambio energético. Son igualmente conocidos los receptores de irradiación solar que calientan el aire por medio de espirales de metal, aire que circula por su interior o por recipientes con el fin de alcanzar un gran volumen y presión para ejercer una energía sobre elementos mecánicos muy diversos, como la patente del mismo inventor P201290056. También hay gran diversidad de inyectores de amplio espectro técnico, así como de equipos o circuitos eléctricos y electrónicos que se encargan del encendido de los combustibles que son emitidos en los equipos en que se les instala.
No obstante, el sentido de esta invención es mejorar con nuevas y novedosas características los tipos de receptores solares en el que el fluido a calentar es el aire, y con el fin de conseguir mejor aprovechamiento de la irradiación solar del captador, objeto de parte de la patente P2012290067 del mismo inventor y que con esta nueva novedad en la técnica que se emplea en esta invención, como indicaba, mejora la eficiencia de la irradiación solar recibida de sus anteriores invenciones derivadas a la misma función de aprovechamiento de la radiación solar.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
CAPTADOR SOLAR CON SOBRE-CALENTADOR CON INYECTORES DE FLUIDOS COMBUSTIBLES DE DIVERSA DENSIDAD: La presente invención se refiere a un captador solar con forma de doble embudo en el que el cono interior, o de menos diámetro, es el que recibe los rayos solares, y que mediante un cristal, con una lente central, distribuye la radiación recibida sobre su superficie, ya ésta sea emitida por medio de cuerpos paraboloides o por heliostatos, que concentren la radiación a la entrada del receptor, al que se le ha adaptado un sistema de sobrecalentamiento en el cono del fondo o de menor diámetro en forma de tronco de cono, con fondo de casquete esférico. Este nuevo elemento que conforma dicho sistema es una pieza con múltiples orificios o conductos donde, gracias a la lente central, concentra la mayor cantidad de rayos solares y por el que se le obliga a pasar el aire que, proveniente del compresor, del modelo que fuere, éste aire se calienta en mayor medida de la recibida, para que al expandirse expulse y ejerza una fuerza cinética sobre una turbina motora y ésta a su vez la transmita a diferentes generadores que precisen de fuerza mecánica o a equipos de generación de electricidad. El Captador se compone de una doble pared que divide el paso del aire que recibe del compresor y que le obliga a pasar entre esas dos paredes: la pared superior es una pared aislada en toda su circunferencia con un acumulador cerámico para mantener la temperatura y la pared inferior es la que recibe parte de la irradiación solar y que en contacto con el aire calienta éste en dirección a la turbina motora. Este aire, ya a elevada temperatura, se ve obligado a pasar por los múltiples orificios del cuerpo del sobre- calentador, que como decíamos recibe en mayor medida la concentración de la irradiación solar, aumenta la temperatura del aire y a mayor presión y temperatura es expulsada hacia los álabes de la turbina motora y ésta convierte ambas energías en energía cinética y que con su movimiento mecánico lo traslada a diferentes servicios o trabajos como pudiera ser el de un generador eléctrico. Es novedad que este cuerpo que cierra el paso al aire, sin estrangularlo, en el cono menor del fondo y que posee múltiples orificios por el que pasa el aire, posee una envoltura que rodea al sobre- calentador y que se comunica con unos conductos interiores en el sobre-calentador y que desembocan en unos inyectores. La envoltura tiene, además de la comunicación con conductos e inyectores, una comunicación exterior por el cual se le puede alimentar con diferentes gases o fluidos combustibles de diversa densidad. Dicha comunicación exterior, dependiendo de la presión que se precise para que la inyección de estos gases y fluidos combustibles sea poseedora de las suficientes kilocalorías precisas para calentar el aire que sale por los orificios del sobre-calentador, mientras éste no recibe la radiación solar o precisa de los combustibles exteriores por ser interrumpida de forma momentánea la energía solar, y alcanzar en el aire la temperatura, decíamos que dicha comunicación exterior estaría intercalada, si fuera preciso con una bomba con el fin de alcanzar la presión del combustible, sobre los inyectores, que se precise para alcanzar la temperatura del aire que se requiera para el trabajo a efectuar de los elementos mecánicos a los que se les aplique. Los inyectores serian intercambiables con el fin de adaptarse al fluido que se use en cada instalación.
PROBLEMA TÉCNICO A SOLUCIONAR
Esta invención, el equipo que en ella se describe en esta memoria descriptiva, se ha desarrollado con el fin de conseguir una mayor eficiencia de la irradiación solar que recibe los captadores, en el que el fluido a calentar es el aire, sea por los medios reflejantes que fueren aquellos que se utilicen: helióstatos o discos paraboloides, estos son utilizados para calentar dichos fluidos, expandirlos por su calor y aprovecharlos para convertirlos en energía cinética sobre equipos mecánicos como pudieran ser los álabes de una turbina. Los equipos receptores de radiación solar dejan de tener efectividad en cuanto la radiación disminuye, cuando cubren el sol las nubes o en las horas nocturnas. Este equipo lo que hace es resolver ese problema técnico ya que está preparado para, con una gran efectividad, seguir proporcionando energía calorífica durante esas horas sin radiación solar con combustibles de diferentes densidad con la mayor efectividad posible, así mismo mejorar la eficiencia de la convección de la radiación solar en su conversión a energía calorífica. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
En la figura 01 podemos apreciar un corte del objeto causa de esta invención con todas sus características. En la figura 02 se aprecia con mayor nitidez el objeto y componente que tiene varias funciones como la de recibir la mayor cantidad de radiación y también la de recibir y distribuir los fluidos combustibles que se le aplican en las horas de nula o baja radiación solar, en definitiva es un intercambiador de calor con inyectores incluidos para expulsar fluidos combustibles, le definiremos en la memoria como objeto de la figura 02. Todo el equipo está cobijado dentro de un recipiente preferiblemente circular. El cristal desarrollado para presiones y altas temperaturas (17) cierra herméticamente el captador por el que recibe la irradiación solar (las flechas horizontales del interior (20) y (19) simulan la radiación solar) que se proyectan sobre el cono interior (8), una pieza que se presenta preferentemente circular (pero que pudiera ser de cualquier forma que guardara el fin a que se destina), que es un cono de un metal de gran transmisibilidad térmica y resistente a las altas temperaturas, como pudiera ser un ejemplo: una aleación de molibdeno, cobre y tungsteno usadas normalmente, de la que se consigue baja dilatación por la variación térmica. Estas paredes del cono (8) que percibe la radiación solar, que lo representan las flechas (19), se calientan y transmiten su temperatura por convención al aire que procedente de un compresor circula por un conducto (9), conducto que rodea a toda la cavidad desde el compresor que se acople, hasta la salida al cono (8), donde el aire ya a lata temperatura desemboca en la cámara hermética formada por las paredes del cono superior (7) y el cristal frontal (17). Las paredes del cono (7) están forradas de un material cerámico (18) que hacen de acumulador de calor con el fin de evitar variaciones bruscas de temperatura. Sobre el material cerámico (18), en toda su circunferencia y cerrando todo su conjunto se encuentra un aislante (6) que evita las pérdidas de calor al exterior que sucedería, si el material cerámico (18) estuviera en contacto con el aire del ambiente. Con el fin de conseguir mayor temperatura en el centro convergente del cono que lo forman las paredes del mismo (8) y (7), donde en su fondo del cono interior (8) se encuentra un cuerpo negro visible con más detalle en la figura 02, con forma de casquete esférico en su cavidad (14), la lente (10) que está adherida en el centro sobre el cristal que cierra la cámara hermética entre (17) y (7), concentra la irradiación solar, que la representa la flecha (20), sobre toda la superficie del fondo (14) del cuerpo negro de la figura 02 que tiene la función de actuar como un sobre-calentador del aire u otro fluido que le atraviese por sus múltiples orificios (3). Este cuerpo de la figura 02 está atravesado por múltiples orificios (3) que le atraviesan desde la cámara hermética formada entre el cono (7) y el cristal (17) y la salida del fluido sobrecalentado (11) en dirección a un elemento mecánico, en este caso a los álabes de una turbina (12), que hemos escogido como ejemplo y que aplicará mediante un eje (13) a un generador o equipo mecánico que precise de energía cinética.
Con el fin de su uso en horas sin radiación, el cuerpo negro de la figura 02 de la posee diferentes conductos (4) que desde una cámara común (2), para todos los conductos (4), proyecta los fluidos que le apliquen con la bomba (16) de la figura 02 y que le entran por el conducto (15). La bomba (16) solo actúa en caso de no haber suficiente o nula radiación solar, que es controlada su temperatura por el sensor (29), enviando la información de las variaciones a la entrada (21) del modulo electrónico de control (25) de la figura 03. A través de la conexión (23) del modulo (25) se envía energía eléctrica a los cables (27) para la puesta en marcha de la bomba (16), y a su vez por la conexión (24) del modulo electrónico (25) a la llave o válvula eléctrica (26), ésta abre la entrada de fluido combustible que dirige por los conductos (1), la cámara común (2) que desemboca en los conductos (4) y los dirige hacia los inyectores (5); es entonces cuando es originada la ignición del fluido combustible por el circuito (28) que proporciona un arco eléctrico, energía que proviene del modulo (25) a través de (22).. El aire procedente de los múltiples orificios (3), conductores del aire que le llega desde un compresor externo por el conducto (9) sale entre el cono exterior (7) y el cono interior (8) a la cámara hermética formada por el cono exterior (7) y el cristal que cierra la cámara (17), se calienta a una muy alta temperatura y que su expansión es aprovechada por algún elemento mecánico, en este caso se da como ejemplo el de una turbina motora (12) para ejercer un trabajo mecánico. DESCRIPCIÓN DE UNA FORMA DE REALIZACIÓN PREFERIDA
Para la realización del captador o cono (8) y del intercambiador de la figura 02 que se encuentra en el fondo convergente del cono interior (8), hay que utilizar materiales de una aleación bien definida para que soporte grandes temperaturas, prácticamente nula oxidación en combinación con el aire y baja dilatación ante las variaciones de las altas temperaturas. La temperatura del cono interior (8) podría llegar a soportar temperaturas de mil cien grados centígrados de media. Dichos materiales precisan de gran conductividad térmica como es el cobre, que soporte gran temperatura como el Molibdeno y el wolframio, pero ante la poca efectividad a las temperaturas del cobre y la oxidación del molibdeno a gran temperatura en contacto con el oxigeno, es preciso realizar un material en el que se combine en su justa medida los tres componentes. La composición general de la figura del objeto que se describe en esta memoria, sería preferentemente circular. La capa exterior, que envuelve todo el objeto, ha de ser de una envoltura de material resistente a las inclemencias de los meteoros: agua, viento, corrosión y temperaturas en ambientes de altas radiación solar o bajo cero. El interior de esta envoltura exterior, habría que estar cubierta de una capa de material aislante (6) que es inmediatamente seguido en otra capa de material cerámico (18) apto para almacenar el calor que despediría el captador exterior (7) que le llega del captador interior (8) del aire que se conduce por el conducto (9). Este material cerámico (18) rodeará a la primera capa del captador (7) en forma de cono que en su parte convergente, dicho cono (7) se extiende en tubo hasta el ensamble a la entrada de aire de un compresor. Todo lo expuesto, en su interior, se colocaría el cono interior (8) dejando un espacio (9) entre el cono exterior (7) y el cono interior (8). En el interior del cono (8), en la parte convergente, es donde se instalaría el objeto de la figura 02. Este objeto estaría conformado con diversas cámaras y conductos: Entrada de gases o líquidos combustibles (1), la cámara común (2) por donde comunicaría por todos los conductos interiores (4) que desembocarían en los inyectores (5). El objeto de la figura 02 de forma tronco cónica (14) estaría atravesado por multitud de orificios (3), los suficientes para que el aire sobrecalentado circulara libremente por ellos, pero en estrecho contacto para que, por convección el calor recibido del objeto de la figura 02, pasara al aire que es conducido por dichos orificios (3). La salida del aire estaría evacuada por un conducto circular al que se podría acoplar elementos mecánicos que aprovecharan la energía cinética provocada por la expansión del aire al ser calentado. Para crear un espacio estanco que obligara a conducir el aire que proviene de un compresor por los conductos (9) al objeto de la figura 02, el cono (7) se cerraría en toda su circunferencia de un cristal (17). Este cristal, para que, el objeto de la figura 02, en su cavidad tronco cónica reciba mayor cantidad de radiación solar y alcance mayor temperatura, se le instala una lente (10), bien pudiera ser una lente tipo Fresnel. Como final, para las horas nocturnas o sin radiación solar suficiente que detectaría la bajada de radiación el sensor de temperatura o volumétrica que se le instalaría en (29) gobernados por el modulo electrónico (25) de la figura 03, una bomba (16) bombearía, dependiendo de qué fluido inflamable se alimente, con una presión definida el combustible a los inyectores (5). Que su ignición sería a cargo también del modulo electrónico (25) provocando un arco en (28)

Claims

REIVINDICACIONES
Ia.- CAPTADOR SOLAR CON SOBRE-CALENTADOR CON INYECTORES DE FLUIDOS COMBUSTIBLES DE DIVERSA DENSIDAD:
caracterizado por
- incorporar dos elementos captadores en forma de cono: cono exterior (7) y cono interior (8), uno dentro del otro dejando un espacio entre ambos por donde podría pasar un fluido. Ambos conos estarían conectados formando un conducto (9) por donde recibiría aire a presión calculada en virtud de la potencia cinética a generar, de un compresor. Este conducto (9), es, preferiblemente en forma de tubo, desde la parte convergente del cono exterior (7) hasta la entrada del compresor. El conducto estaría formado por el cono exterior (7) y la prolongación del cono interior (8) que en la parte convergente se une a una pared de un cilindro que rodea y que cierra herméticamente el paso, obligando a pasar los fluidos, como es el aire, por un intercambiador de calor o sobre-calentador del aire.
-incorporar al captador en la entrada de radiación solar una lente de cristal (17) que cerraría el paso al aire exterior y cerraría herméticamente la cámara interior que la formarían el cristal (17) con el cono captador exterior (7). El cristal (17), en su centro tiene instalada una lente (10) para que una mayor parte de la irradiación solar se dirija al centro donde converge la pared del cono captador interior (8).
-incorporar en toda la periferia exterior del cono captador exterior (7) un acumulador cerámico (18) seguido en su exterior del acumulador (18) de una capa de aislante (6) que le protege de la huida o pérdida de calor al exterior 2a CAPTADOR SOLAR CON SOBRE-CALENTADOR CON INYECTORES
DE FLUIDOS COMBUSTIBLES DE DIVERSA DENSIDAD:
Según reivindicación Ia caracterizado por
-incorporar al fondo del cono del captador interior (8) un intercambiador de calor o sobre-calentador formado por: un conducto receptor de fluidos combustibles (1), por una cámara intermedia (2) que iguale la presión del fluido sobre los conductos (4) para que desemboquen en los inyectores (5) a la misma presión, estos son intercambiables dependiendo del fluido a inyectar. Este intercambiador recibiría la irradiación solar, como un cuerpo negro, en el seno (14). En toda la cara (14) que conforma la forma tronco cónica estaría atravesada por orificios (3) que lo atravesarían de la cara con forma tronco cónica a la cámara (11), por donde pasarían los fluidos a alta temperatura que recibirían el calor por convección.
-incorporar al captador solar una bomba (16), alimentada por la salida de corriente (23) del modulo (25), que bombea el fluido o fluidos combustible dependiendo de las necesidades energéticas.
-incorporar al captador solar un modulo electrónico de control (25) que a través del sensor (29) sobre la entrada (21) informa al modulo electrónico de control que actúa aplicando, a falta de una temperatura uniforme o de una presión calculada, corriente a la bomba (16) por la entrada de corriente (27), así como por la salida del modulo electrónico (24) y con la apertura de la válvula de paso (26), abre el paso al fluido combustible, y que una vez iniciada la inyección del combustible por los conductos (1) a la cámara intermedia (2), a los conductos (4) para terminar en los inyectores (5). Por la salida de tensión (22) el modulo de control electrónico actúa sobre un circuito (28) que produce un arco que inicia la ignición; el sensor (29) indica al modulo (25) si la presión se iguala, tras haberse producido el encendido del gas, sirviendo a su vez de circuito de seguridad en caso de avería cerrando entonces el paso del gas y la alimentación a la bomba.
PCT/ES2013/070384 2012-10-12 2013-06-13 Captador solar con sobre-calentador con inyectores de fluidos combustibles de diversa densidad WO2014057149A1 (es)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201590006A ES2540919B1 (es) 2012-10-12 2013-06-13 Captador solar con sobre-calentador con inyectores de fluidos combustibles de diversa densidad

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201231061U ES1077936Y (es) 2012-10-12 2012-10-12 Captador solar con sobre-calentador con inyectores de fluidos combustibles de diversa densidad
ESU201231061 2012-10-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2014057149A1 true WO2014057149A1 (es) 2014-04-17
WO2014057149A9 WO2014057149A9 (es) 2014-06-26

Family

ID=47010086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/ES2013/070384 WO2014057149A1 (es) 2012-10-12 2013-06-13 Captador solar con sobre-calentador con inyectores de fluidos combustibles de diversa densidad

Country Status (3)

Country Link
AR (1) AR092771A4 (es)
ES (2) ES1077936Y (es)
WO (1) WO2014057149A1 (es)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019058148A3 (en) * 2017-08-01 2019-05-02 Fakon Vállalkozási Kft. HIGH EFFICIENCY APPARATUS AND METHOD FOR UTILIZING SOLAR ENERGY, ESPECIALLY FOR WATER TANK

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4509333A (en) * 1983-04-15 1985-04-09 Sanders Associates, Inc. Brayton engine burner
ES2081847T3 (es) * 1988-09-19 1996-03-16 Ormat Inc Metodo y aparato para producir energia utilizando aire comprimido.
DE20303679U1 (de) * 2003-03-03 2003-10-02 Tevkuer Talip Strömungskraftmaschine
WO2011077248A2 (en) * 2009-12-23 2011-06-30 Goebel, Olaf Combined cycle solar power generation
WO2012017078A2 (en) * 2010-08-06 2012-02-09 Alstom Technology Ltd Solar tower with integrated gas turbine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4509333A (en) * 1983-04-15 1985-04-09 Sanders Associates, Inc. Brayton engine burner
ES2081847T3 (es) * 1988-09-19 1996-03-16 Ormat Inc Metodo y aparato para producir energia utilizando aire comprimido.
DE20303679U1 (de) * 2003-03-03 2003-10-02 Tevkuer Talip Strömungskraftmaschine
WO2011077248A2 (en) * 2009-12-23 2011-06-30 Goebel, Olaf Combined cycle solar power generation
WO2012017078A2 (en) * 2010-08-06 2012-02-09 Alstom Technology Ltd Solar tower with integrated gas turbine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019058148A3 (en) * 2017-08-01 2019-05-02 Fakon Vállalkozási Kft. HIGH EFFICIENCY APPARATUS AND METHOD FOR UTILIZING SOLAR ENERGY, ESPECIALLY FOR WATER TANK

Also Published As

Publication number Publication date
ES2540919B1 (es) 2016-04-26
ES1077936Y (es) 2013-01-29
WO2014057149A9 (es) 2014-06-26
AR092771A4 (es) 2015-04-29
ES1077936U (es) 2012-10-30
ES2540919A1 (es) 2015-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2638858T3 (es) Captador solar
US7856974B2 (en) Solar chimney with internal solar collector
CN101562414B (zh) 太阳能真空集热板温差发电与集热装置
ES2410329B1 (es) Captador solar con turbina solar o con turbocompresor
CN102817799B (zh) 塔式特斯拉涡轮太阳能发电装置
ES2299374B1 (es) Turbina solar a reaccion.
CN102135334A (zh) 一种太阳能热发电站用石英玻璃管束式空气吸热器
US7854224B2 (en) Solar chimney with internal and external solar collectors
ES2540919B1 (es) Captador solar con sobre-calentador con inyectores de fluidos combustibles de diversa densidad
WO2011144779A1 (es) Torre solar generadora de electricidad y agua potable de la humedad del aire atmosférico
ES2966702T3 (es) Receptor de calor para energía solar concentrada urbana
CN104314780A (zh) 一种新型太阳能热量转换蒸汽热能的发电系统
KR100818335B1 (ko) 태양에너지플랜트용 태양열리시버
CN202851279U (zh) 塔式特斯拉涡轮太阳能发电装置
US20080156316A1 (en) Solar chimney with external solar collector
CN100573920C (zh) 一种太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件
WO2018062985A2 (es) Sistema de concentración, almacenamiento y administración de energía solar
CN107882700A (zh) 发电系统及发电方法
US20140238386A1 (en) Radiation absorbing metal pipe
ES2951421T3 (es) Procedimiento para transferir el calor contenido en un gas e intercambiador de calor para este fin
ES2761564T3 (es) Tubo receptor de calor, procedimiento para fabricar el tubo receptor de calor, colector solar con el tubo receptor de calor y procedimiento para producir electricidad usando el colector solar
CN203349527U (zh) 入口配置有加热盘管的集热器
WO2013034783A1 (es) Captador solar de alto rendimiento para turbina de gas modificada
CN103256727A (zh) 利用太阳能光热的装置
CN111981710A (zh) 具有储热能力的塔式太阳能吸热器

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13844653

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: P201590006

Country of ref document: ES

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13844653

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1