Generador solar y válvula de asiento de regulación hidráulica.

Generador solar (G), con un reflector (Y), en particular un colector solar cilindrico parabólico

(3) con tubo absorbente (4), y un dispositivo de seguimiento de la altura del sol electrohidráulico para el reflector, que presenta al menos un cilindro hidráulico (5), en el quo entre al menos una linea de trabajo (11, 12, 13, 14) del cilindro hidraulico y una fuente de presión (19, 20) está prevista una valvula de asiento de regulación (V), caracterizado porque el reflector (Y) puede seguir continuamente y sin interrupciones de forma sincrona al curso del sol a traves de la válvula de asiento de regulación (V), y porque la válvula de asiento de regulación (V) presenta en una zona de asiento una superficie de asiento (33) y una superficie obturadora (34), quo en una posición de regulación se sitúan una contra otra con un apriete variable sin elevación con retirada, y entre las quo se puede generar un flujo de medio de presión como fuga controlada a fin de suministrar un flujo de medio de presión a al menos un cilindro hidráulico, y porque al menos la superficie obturadora (34) esta hecha de un material deformable bajo el apriete.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12004711.

Solicitante: HAWE HYDRAULIK SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: STREITFELDSTRASSE 25 81673 MUNCHEN ALEMANIA.

Inventor/es: HEUSSER MARTIN, Nocker,Andreas, IMLAUER,MARKUS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION > PRODUCCION O UTILIZACION DEL CALOR NO PREVISTOS EN... > Utilización del calor solar, p. ej. colectores de... > F24J2/54 (especialmente adaptados para el movimiento rotativo)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION > PRODUCCION O UTILIZACION DEL CALOR NO PREVISTOS EN... > Utilización del calor solar, p. ej. colectores de... > F24J2/38 (comportando dispositivos de seguimiento (F24J 2/02, F24J 2/06 tienen prioridad; soportes rotativos o montaje para dichos dispositivos F24J 2/54; estructuras de soporte de módulos fotovoltaicos para producción de energia eléctrica especialmente adaptados para sistemas de seguimiento solar H02S 20/32))
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION > PRODUCCION O UTILIZACION DEL CALOR NO PREVISTOS EN... > Utilización del calor solar, p. ej. colectores de... > F24J2/14 (semicilíndricos o en forma de cilindro parabólico)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > VALVULAS; GRIFOS; COMPUERTAS; FLOTADORES PARA ACCIONAMIENTO;... > Medios de accionamiento; Dispositivos de retorno... > F16K31/06 (utilizando un imán)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > VALVULAS; GRIFOS; COMPUERTAS; FLOTADORES PARA ACCIONAMIENTO;... > Válvulas distribuidoras de fluidos (especialmente... > F16K21/02 (asegurando un débil consumo continuo)

PDF original: ES-2522570_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Generador solar y válvula de asiento de regulación hidráulica

La invención se refiere a un generador solar según el preámbulo de la reivindicación 1 y una válvula de asiento de regulación hidráulica según el preámbulo de la reivindicación 7.

En los generadores solares se ha impuesto un modo de funcionamiento en el que el seguimiento se realiza paso a paso, por ejemplo, en tanto que una válvula de asiento de regulación se controla abriéndose y cerrándose de nuevo respectivamente tras aproximadamente 15 segundos durante pocos segundos o fracciones de segundo con un movimiento de elevación de un componente de válvula. Puesto que una regulación continua fina de un caudal muy pequeño, según se necesitaría para el seguimiento continuo, no ha sido posible hasta ahora con cotes justificables y con larga duración. En el caso de, por ejemplo, un colector solar cilindro parabólico de 200 m de largo como reflector del generador solar con un tubo absorbedor en la zona del foco, el tubo absorbedor se fabrica con un diámetro tan grande (y debido a la presión interior elevada con gran espesor de pared) que pese al movimiento continuo del sol durante el reposo del reflector entre dos pasos de seguimiento siempre queda dentro de la zona del foco y produce una potencia óptima. Durante un paso de seguimiento, el tubo absorbedor se ajusta por así decir ligeramente hacia delante respecto al sol, y el sol circula durante el reposo del tubo absorbedor hasta escasamente el final de la zona del foco, antes de que se realice un nuevo paso de seguimiento. Los costes del tubo absorbedor dominan considerablemente en comparación con los componentes mecánicos e hidráulicos del generador solar. También los cilindros hidráulicos se debe diseñar grandes y fuertes en el seguimiento paso a paso, para poder realizar de forma suficientemente precisa y rápida al menos cada paso de seguimiento, y por ello también son relativamente caros.

Estado de la técnica: el documento EP 2 455 685 da a conocer un generador solar según el preámbulo de la reivindicación 1.

Los documentos EP 226 592 A, US 4 178 913 A, WO 2009/087257 A, DE 10 2008 050 250 A, DE 10 2006 040 962 A y WO 96/29745 A dan a conocer otros dispositivos relevantes.

La invención tiene el objetivo de configurar un generador solar del tipo mencionado al inicio de forma más segura funcionalmente y sin embargo más económica que hasta ahora, y crear una válvula de asiento de regulación, que posibilite por un lado un seguimiento continuo síncrono del reflector con un caudal regulado muy pequeño, y por otro lado, como ¡dea autónoma de la invención, reine una regulación fina de un caudal muy pequeño de, por ejemplo, menos de 1,5 l/min para consumidores hidráulicos cualesquiera.

El objetivo presentado se resuelve con las características de la reivindicación 1 y las características de la reivindicación 7.

Dado que en el generador solar el reflector sigue de forma síncrona el curso del sol y de forma correspondientemente lenta, siempre se garantiza un rendimiento energético óptimo. En este caso sólo circula un caudal muy pequeño. Su regulación se realiza, según es habitual en esta tecnología, mediante las relaciones del curso o altura del sol conocidas y asociadas a la posición geográfica del generador solar como especificación de consigna, y por ejemplo supervisado con medición de la posición real del reflector. Aquí se puede usar, por ejemplo, un control SPS habitual en el mercado, a fin de accionar la válvula de asiento de regulación de forma electromagnético, eventualmente con precontrol hidráulico, en el que está programada la regulación en el software. En el dispositivo de seguimiento es económica la válvula de asiento de regulación con el control, debido al caudal pequeño se construye muy pequeña y es fija. El medio de presión para el movimiento de seguimiento se puede tomar sin problemas de un acumulador de presión, lo que ahorra ciclos de encendido intensivos en potencia de la fuente de presión, y reduce la frecuencia de encendido. El al menos un cilindro hidráulico se puede diseñar más pequeño y se mueve para otros movimientos de ajuste del reflector (retorno a la posición de mañanas, ajuste de una posición de parada o posición de mantenimiento o posición de tormenta), eventualmente sin la válvula de asiento de regulación de otra manera con caudales mayores. Por la válvula de asiento de regulación se obtiene una ventaja considerable en el caso de un colector solar cilindro parabólico, ya que el tubo absorbedor, como equipamiento especialmente caro, se puede fabricar menor ante todo en el diámetro exterior (y el espesor de pared) y por consiguiente considerablemente más económico, ya que debido al seguimiento continuo del reflector siempre está colocado en el foco.

No obstante, la válvula de asiento, según un aspecto autónomo de la invención, es un componente hidráulico económico también para otros casos de uso, en los que se necesita un caudal continuo y regulado, muy pequeño, pudiéndose realizar el control, por ejemplo, eléctrico a través de un imán de forma sencilla técnicamente y por consiguiente económica. Incluso es posible un accionamiento mecánico y/o hidráulico de la válvula de asiento de regulación para deformar correspondientemente la superficie obturadora. La superficie obturadora y la superficie de asiento son planas, presentando la superficie de asiento una rugosidad predeterminada con estrías finas, que cruzan al menos parcialmente el paso. La superficie obturadora, que presenta una planicidad predeterminada en un estado no deformado, por ejemplo está mecanizada por torneado, se puede deformar bajo el apriete en las estrías a fin de

controlar y regular la fuga en la zona de asiento. El hecho de que el caudal pequeño sólo se regule mediante deformación mecánica de la superficie de obturación contra la superficie de asiento sin movimiento de elevación real y ante todo sin elevación con retirada, minimiza el desgaste mecánico y garantiza una duración elevada de la válvula de asiento de regulación. La válvula de asiento de regulación se acciona mediante un imán proporcional que, dado que no debe realizar al menos esencialmente ningún movimiento de elevación, se puede adaptar en su comportamiento de funcionamiento de forma muy precisa al objetivo de una deformación variable de la superficie obturadora, y en este caso sólo tiene un bajo consumo de energía.

La deformación mecánica de la superficie obturadora sobre la superficie de asiento no se puede comparar con la deformación de una junta de estanqueidad elástica de un elastómero o goma, que se usa en algunas válvulas de asiento para presiones de funcionamiento más bajas. Dado que una junta de estanqueidad elástica semejante bloquea completamente durante el apriete correspondiente, pero abre repentinamente en caso de descarga o una elevación con retirada de modo que no es posible una regulación fina.

Una válvula de asiento semejante, que presenta un imán proporcional, se conoce por el documento EP 1 914 458 A1, que da a conocer una válvula de asiento de regulación hidráulica según el preámbulo de la reivindicación 7. Un cuerpo obturador en forma de disco de un material flexible o elastomérico está colocado en el extremo inferior de una armadura del imán proporcional. Una superficie obturadora plana en el cuerpo obturador se comprime por un resorte de discos anulares que acomete en la armadura, y eventualmente un resorte de regulación colocado detrás de la armadura, sobre el plano toroidal, una superficie de asiento que rodea el paso, a fin de ajustar la posición de bloqueo en el caso del imán proporcional sin corriente. La superficie de la superficie de asiento sólo es una fracción de la superficie de la superficie... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1Generador solar (G), con un reflector (Y), en particular un colector solar cilindrico parabólico (3) con tubo absorbente (4), y un dispositivo de seguimiento de la altura del sol electrohidráulico para el reflector, que presenta al menos un cilindro hidráulico (5), en el que entre al menos una línea de trabajo (11, 12, 13, 14) del cilindro hidráulico y una fuente de presión (19, 20) está prevista una válvula de asiento de regulación (V), caracterizado porque el reflector (Y) puede seguir continuamente y sin interrupciones de forma síncrona al curso del sol a través de la válvula de asiento de regulación (V), y porque la válvula de asiento de regulación (V) presenta en una zona de asiento una superficie de asiento (33) y una superficie obturadora (34), que en una posición de regulación se sitúan una contra otra con un apriete variable sin elevación con retirada, y entre las que se puede generar un flujo de medio de presión como fuga controlada a fin de suministrar un flujo de medio de presión a al menos un cilindro hidráulico, y porque al menos la superficie obturadora (34) está hecha de un material deformable bajo el apriete.

2.- Generador solar según la reivindicación 1, caracterizado porque la superficie obturadora (34) se puede apretar al menos esencialmente sin un movimiento de elevación mediante un imán proporcional (24), el cual presenta una armadura (35) alojada en un tubo de armadura (27) que contiene un aislamiento (28) y un núcleo polar (36), y la superficie obturadora presiona en la dirección de cierre a través de un empujador (37) no magnético, que pasa el núcleo polar, y porque un extremo de presión (43) de la armadura está posicionado en la zona del aislamiento y una densidad de flujo magnético máxima en el núcleo polar.

3.- Generador según la reivindicación 1, caracterizado porque la superficie de asiento (33) está hecha de acero y la superficie obturadora (34) de plástico, metal no ferroso, una aleación metálica, metal ligero o una aleación de metal ligero.

4.- Generador solar según la reivindicación 2, caracterizado porque el núcleo polar (36) descansa en un casquillo roscado (29), que presenta la superficie obturadora (34) en un cuerpo de cierre (38) y está provisto de un tope para el posicionamiento de un asiento (30), el cual presenta la superficie de asiento (33) y un paso (32), preferentemente de acero, en un orificio de recepción (44) que contiene los canales conectados con una línea de presión (31, 17) y una línea de trabajo (11,12, 13,14).

5.- Generador solar según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque entre la fuente de presión (19, 20), preferentemente una bomba constante (19) operable en un funcionamiento intermitente y un acumulador de presión (20), y una línea de presión (17) conectada con las líneas de trabajo (11,12,13,14) a través de válvulas de control direccionales (15, 16, 15a, 15b, 16a, 16b) está prevista en paralelo respecto a la válvula de asiento de regulación (V) una válvula de asiento de 2/2 vías (23) con accionamiento magnético todo o nada (25).

6.- Generador solar según la reivindicación 5, caracterizado porque las válvulas de control direccionales son dos válvulas de compuerta de 4/3 vías (15, 16) o cuatro válvulas de asiento de 3/2 vías (15a, 15b, 16a, 16b), respectivamente con accionamiento magnético.

7.- Válvula de asiento de regulación hidráulica (V) para el control de velocidad continuo de al menos un cilindro hidráulico (5), en particular un dispositivo de seguimiento de la altura del sol electrohidráulico de un generador solar (G), con una superficie de asiento (33) plana en la válvula de asiento de regulación hidráulica (V) de al menos un material esencialmente no deformable para la cooperación con una superficie obturadora (34) plana apretable contra la superficie de asiento de un material deformable respecto a la superficie de asiento, en la que la superficie obturadora o la superficie de asiento rodea un paso en una zona de obturación de la válvula de asiento de regulación hidráulica (V), caracterizada porque la superficie obturadora (34) y la superficie de asiento (33) están comprimidas una contra otra de forma permanente en una posición de regulación de la válvula de asiento de regulación hidráulica (V), y se puede generar una fuga regulada controlada a través de la zona de obturación exclusivamente mediante una deformación del material de la superficie obturadora (34), que se puede ajustar a través de un apriete variable de la superficie obturadora (34) al menos esencialmente sin un movimiento de elevación con retirada, porque la superficie de asiento (33) presenta una rugosidad predeterminada con estrías (39) que cruzan al menos parcialmente el paso (32) y porque la superficie obturadora (34) que presenta una planicidad predeterminada en el estado no deformado se puede deformar bajo el apriete en las estrías (39).

8.- Válvula de asiento de regulación según la reivindicación 7, caracterizada porque la superficie obturadora (34) está prevista en un cuerpo de cierre (38), preferentemente un cilindro circular macizo, que está hecho al menos predominantemente de un material (M) deformable en relación a la superficie de asiento (33), preferentemente de plástico, metal no ferroso, una aleación metálica, un metal ligero, una aleación de metal ligero.

9.- Válvula de asiento de regulación según la reivindicación 7, caracterizada porque la superficie de asiento (33) presenta un contorno redondo, el paso (32) como orificio en el centro y una superficie predeterminada, y porque la superficie de la superficie obturadora (34) se corresponde al menos con la superficie predeterminada de la superficie de asiento (33).

10.- Válvula de asiento de regulación según la reivindicación 7, caracterizada porque la superficie obturadora (34) está hecha de un plástico, como por ejemplo PTE o poliamida reforzada con fibras de vidrio, y porque la superficie de asiento (33) está hecha de acero y presenta una rugosidad con un índice de rugosidad entre aproximadamente Rz 1 a Rz 5.

11.- Válvula de asiento de regulación según la reivindicación 10, caracterizada porque la superficie obturadora (34)

está mecanizada por torneado y la superficie de asiento (33) está endurecida y rectificada, preferentemente con una granulación de herramienta de rectificado predeterminada, en un número de pasadas de rectificado predeterminado y una única dirección de pasadas de rectificado.

12.- Válvula de asiento de regulación según al menos una de las reivindicaciones 7 a 11, caracterizada porque están 10 adaptadas entre sí la superficie de asiento (33) en su tamaño de superficie y rugosidad, la superficie obturadora (34) en

su comportamiento de deformación y el apriete en un rango de variación predeterminado, de modo que el caudal se puede regular en un rango de presión inicial entre aproximadamente 100 hasta aproximadamente 300 bares, entre 0,001 a 0,15 l/min, preferentemente entre 0,05 a 0,1 l/min.

13.- Válvula de asiento de regulación según al menos una de las reivindicaciones 7 a 12, caracterizada porque la 15 superficie obturadora (34) se puede apretar mediante un imán proporcional (24), cuya armadura (35) se puede accionar

al menos esencialmente sin movimiento de elevación en la dirección de cierre de la superficie obturadora (34) y está posicionado con un extremo de presión (43) en relación a un núcleo polar (36) en la zona de una densidad de flujo magnético máxima.