Mejoras en tubos receptores de colectores solares.

Tubo receptor para colectores solares, que contiene uno o más sistemas desgasificadores, comprendiendo cada uno una base

(101; 301; 401; 601), pastillas de materiales desgasificadores (102; 202; 302; 402; 412; 502; 602) dispuestas en dicha base (101; 301; 401; 601) en una o más líneas, y una malla metálica de retención (103; 303; 413; 423; 513; 603) fijada sobre la base y encerrando las pastillas desgasificadoras, dichas pastillas desgasificadoras (102; 202; 302; 402; 412; 502; 602) son uniformes en altura caracterizado porque la altura de dichas pastillas desgasificadoras está comprendida entre 1 y 10 mm, preferentemente entre 2 y 6 mm, dicha malla metálica de retención (103; 303; 413; 423; 513; 603) tiene una altura no uniforme y presenta al menos una depresión (104; 114; 204; 205; 214; 215) definida por una altura mínima y máxima de la malla metálica de retención, en la que la altura mínima de la malla metálica de retención es igual a la altura de las pastillas desgasificadoras y la altura máxima está comprendida entre 1,05 y 2 veces la altura de las pastillas desgasificadoras, preferentemente entre 1,2 y 1,5 veces la altura de las pastillas desgasificadoras.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2013/050575.

Solicitante: SAES GETTERS S.P.A..

Nacionalidad solicitante: Italia.

Dirección: Viale Italia 77 20020 Lainate MI ITALIA.

Inventor/es: CONTE, ANDREA, BRANCALEONI,MAURO, VERONELLI,FRANCO.

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... > F24J2/46 (Partes constitutivas, detalles o accesorios de los colectores de calor solar)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION > PRODUCCION O UTILIZACION DEL CALOR NO PREVISTOS EN... > Utilización del calor solar, p. ej. colectores de... > F24J2/07 (Colectores que trabajan a alta temperatura, p. ej. para centrales solares)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > TUBOS DE DESCARGA ELECTRICA O LAMPARAS DE DESCARGA... > Detalles no previstos en los grupos precedentes H01J... > H01J7/18 (Medios de absorción o adsorción del gas, p. ej. con un desgaseador)

PDF original: ES-2541324_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Mejoras en tubos receptores de colectores solares La presente invención se refiere a mejoras en tubos receptores de colectores solares según el preámbulo de las reivindicaciones independientes. Dicho aparato se da a conocer en el documento U.S.A. 2004/134484.

Los colectores solares se están convirtiendo en una fuente de energía alternativa de importancia creciente. En estos dispositivos, y más específicamente en los tubos receptores de los colectores solares la presencia de hidrógeno es nociva dado que aumenta la conducción del calor desde el cuerpo tubular central, en el que fluye un fluido de extracción del calor, hacia el exterior del tubo receptor, disminuyendo así progresivamente su eficiencia. En este caso los problemas unidos a la presencia de hidrógeno son de especial relevancia dado que el fluido que fluye en el cuerpo central tiende a descomponerse a altas temperaturas generando hidrógeno.

También en los tubos receptores de nueva generación, que emplean un tipo de fluido diferente para la extracción del calor a altas temperaturas, el problema relacionado con la presencia de hidrógeno y el deterioro consiguiente en las características del dispositivo es de particular importancia dado que a dichas altas temperaturas existe una pérdida de hidrógeno más elevada de las partes metálicas del receptor.

En el interior de los tubos receptores también existe un problema adicional relacionado con las elevadas temperaturas internas que sitúa el material desgasificador en condiciones de trabajo no favorables con referencia a la capacidad de hidrógeno, que es inversamente proporcional a la temperatura de funcionamiento.

Por esta razón se han desarrollado algunos recursos técnicos, tales como el dado a conocer en el documento de patente U.S.A. 6832608, que describe una disposición, en forma de trineo (también indicado comúnmente en el sector con el término "puente") , a efectos de posicionar y alojar de manera eficiente el material desgasificador en el interior del tubo receptor, con el propósito de proteger el material desgasificador de la radiación solar y a las partes del colector que alcanzan las temperaturas más elevadas.

Este tipo de disposición tiene algunos inconvenientes, dado que habitualmente el material desgasificador se utiliza en la forma de pastillas de polvos comprimidos que tienen un tamaño estándar, es decir, con un diámetro de 10 mm, que implica que a efectos de poder introducir en el tubo receptor la cantidad suficiente de material desgasificador, para asegurar un funcionamiento adecuado del dispositivo durante 20 a 30 años, cada trineo debe alojar dos líneas de pastillas y habitualmente en cada tubo receptor se alojan dos trineos.

Esto conlleva dos problemas de diferente naturaleza, por un lado una mayor dificultad en la carga del material desgasificador, en la forma de dos líneas de pastillas desgasificadoras adyacentes entre sí y, por otro lado, en un mayor número de puntos de contacto de las pastillas, que están en contacto entre sí y con las paredes del trineo.

Estos puntos de contacto crean algunas zonas con una fragilidad preferencial con la consiguiente generación de polvo. La generación y consiguiente separación de los polvos de las pastillas es un fenómeno a reducir tanto como sea posible, incluso cuando dichos polvos están confinados por medio de mallas metálicas de retención adecuadas. Este polvo suelto crea problemas no sólo de naturaleza estética sino también de naturaleza funcional (por ejemplo, disminuyendo la transparencia de la superficie expuesta a la radiación y consecuentemente la eficiencia térmica del tubo receptor) .

Estos problemas ya fueron abordados en el documento WO 2012/016865 a nombre del solicitante, que explica como minimizarlos situando las pastillas de tamaño adecuado en una única línea en un trineo que incluye opcionalmente, como mejoras adicionales, elementos de retención de las pastillas tales como elementos elásticos. Los problemas mencionados anteriormente se solucionan con un tubo receptor para colectores solares según las características de las reivindicaciones independientes.

El propósito de la presente invención es reducir la intensidad del fenómeno de generación de polvo y conseguir mejoras adicionales con respecto a la disposición conocida en la técnica y en un primer aspecto de la misma consiste en un tubo receptor de un colector solar que contiene uno o más sistemas de desgasificación que comprenden una base, pastillas de materiales desgasificadores dispuestos en dicha base en una o más líneas y una malla metálica de retención fijada a la base y que encierra las pastillas desgasificadoras, en los que dichas pastillas desgasificadoras son uniformes en altura y comprendidas entre 1 y 10 mm, dicha malla metálica de retención tiene una altura no uniforme y presenta al menos una depresión definida por una altura mínima y máxima de la malla de retención metálica, siendo la altura mínima de la malla de retención metálica igual a la altura de las pastillas desgasificadoras y estando comprendida su altura máxima entre 1, 05 y 2 veces la altura de las pastillas desgasificadoras.

Preferentemente la altura uniforme de las pastillas desgasificadoras en el sistema desgasificador está comprendida entre 2 y 6 mm, y la altura máxima de la malla de retención, que rodea y por tanto retiene las pastillas desgasificadoras en el sistema desgasificador, está comprendida entre 1, 2 y 1, 5 veces la altura de las pastillas

desgasificadoras.

Se debe subrayar que la definición geométrica anterior del sistema desgasificador y sus componentes, con especial referencia a la malla metálica de retención, se refiere al sistema una vez montado. De hecho es particularmente útil utilizar una malla metálica de retención preformada que presenta una altura mínima menor que la altura de las pastillas desgasificadoras a utilizar en el sistema desgasificador, permitiendo la elasticidad de la malla metálica su utilización eficaz y útil y proporcionando ventajas en términos de una mejor retención de las pastillas desgasificadoras en el interior del montaje del sistema desgasificador.

La expresión "las pastillas desgasificadoras son de altura uniforme" significa que la altura de las pastillas desgasificadoras puede ser mínimamente diferente de pastilla a pastilla, habitualmente de unas pocas décimas de mm, debido a la variabilidad del proceso de fabricación de las pastillas desgasificadoras, que consiste habitualmente en prensar los polvos desgasificadores en un molde adecuado.

En una realización aún más preferente, las pastillas desgasificadoras en el interior del sistema desgasificador tienen un diámetro comprendido entre 15 y 35 mm y su proporción diámetro/altura está comprendida entre 2 y 8. Con dichas características dimensionales de las pastillas es posible utilizar un único sistema desgasificador para asegurar la duración adecuada de un tubo receptor de un colector solar.

La presente invención se describe a continuación con la ayuda de las siguientes figuras, en las que:

· las figuras 1A y 1B muestran secciones transversales de los sistemas desgasificadores de tubos receptores según la presente invención, · las figuras 2A y 2B muestran secciones transversales de otras realizaciones alternativas de sistemas desgasificadores de tubos receptores según la presente invención, · la figura 3A muestra una vista en planta de un sistema desgasificador de tubos receptores según la presente invención y la figura 3B muestra una vista en sección tomada a lo largo de la línea A-A de la figura 3A, · la figura 4A muestra una vista en planta de una realización alternativa de un sistema desgasificador de tubos receptores según la presente invención y las figuras 4B... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Tubo receptor para colectores solares, que contiene uno o más sistemas desgasificadores, comprendiendo cada uno una base (101; 301; 401; 601) , pastillas de materiales desgasificadores (102; 202; 302; 402; 412; 502; 602) dispuestas en dicha base (101; 301; 401; 601) en una o más líneas, y una malla metálica de retención (103; 303; 413; 423; 513; 603) fijada sobre la base y encerrando las pastillas desgasificadoras, dichas pastillas desgasificadoras (102; 202; 302; 402; 412; 502; 602) son uniformes en altura caracterizado porque la altura de dichas pastillas desgasificadoras está comprendida entre 1 y 10 mm, preferentemente entre 2 y 6 mm, dicha malla metálica de retención (103; 303; 413; 423; 513; 603) tiene una altura no uniforme y presenta al menos una depresión (104; 114; 204; 205; 214; 215) definida por una altura mínima y máxima de la malla metálica de retención, en la que la altura mínima de la malla metálica de retención es igual a la altura de las pastillas desgasificadoras y la altura máxima está comprendida entre 1, 05 y 2 veces la altura de las pastillas desgasificadoras, preferentemente entre 1, 2 y 1, 5 veces la altura de las pastillas desgasificadoras.

2. Tubo receptor para colectores solares, que contiene uno o más sistemas desgasificadores, según la reivindicación 1, en el que el diámetro de las pastillas desgasificadoras está comprendido entre 15 y 35 mm, preferentemente entre 18 y 25 mm, y su proporción diámetro/altura está comprendida entre 2 y 8, preferentemente entre 3 y 6.

3. Tubo receptor para colectores solares, que contiene uno o más sistemas desgasificadores según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha base (301, 401) está dotada de salientes (304, 305; 405; 604) para separar las pastillas desgasificadoras.

4. Tubo receptor para colectores solares, que contiene uno o más sistemas desgasificadores, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la malla metálica de retención (513) tiene forma ondulada lateralmente a efectos de tener un mayor tamaño transversal para concordar con el diámetro de las pastillas y un menor tamaño transversal en la parte entre pastillas adyacentes.

5. Tubo receptor para colectores solares, que contiene uno o más sistemas desgasificadores, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la malla metálica de retención tiene aberturas comprendidas entre 10 y 500 µm, preferentemente entre 20 y 300 µm.

6. Tubo receptor para colectores solares, que contiene uno o más sistemas desgasificadores, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la malla metálica de retención está formada por una serie de alambres entrelazados que tienen un diámetro comprendido entre 0, 05 y 0, 3 mm.

7. Tubo receptor para colectores solares, que contiene uno o más sistemas desgasificadores, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la malla metálica de retención está fabricada con un material elegido entre aleaciones de base níquel, acero inoxidable AISI 304 o AISI 316, titanio, níquel o hierro niquelado.

8. Método para realizar un tubo receptor para colectores solares, que contiene uno o más sistemas desgasificadores, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque incluye las etapas de situar las pastillas desgasificadoras en una malla metálica de retención preformada o sobre la base del sistema desgasificador y uniendo después dicha malla metálica de retención a dicha base del sistema desgasificador.