Aparato de limpieza para plantas de energía termosolar.

Aparato de limpieza (1) para limpiar superficies de perfil curvo (100') en dirección transversal a la dirección deavance (10),

con

- al menos dos brazos extensibles (2a, b),

- en cuyos extremos libres hay respectivamente un cabezal de limpieza (3a, b)

- con tres cepillos giratorios (8a, b, c) cuyos ejes de rotación (8'a, 8'b, 8'c) son paralelos a la direccióntangencial (12) de la superficie limpiada (100') y están inclinados entre sí,

caracterizado porque

- la posición oblicua del cabezal de limpieza (3a..) se puede graduar respecto al brazo extensible (2a, b) y elcabezal va fijado de forma que puede girar 180º alrededor del eje longitudinal (2') del brazo extensible (2a, b),

- el cepillo medio (8a) va fijado de forma articulada al brazo extensible (2a, b),

- los otros dos cepillos (8b, c) van montados de forma graduable al soporte del cepillo medio (8a) y en voladizopor un lado,

- el cuerpo central (18) de al menos uno de los cepillos exteriores (8b, c) puede girar por la zona de su extremoen un brazo portante (42) o con un brazo portante (42) respecto al cepillo medio (8a).

Aparato de limpieza para plantas de energía termosolar

I. Campo de aplicación La presente invención se refiere a un dispositivo para limpiar los canales de sección parabólica de los reflectores en las plantas de energía solar térmica.

II. Antecedentes técnicos En este tipo de plantas de energía solar térmica hay un tubo central que pasa por el punto focal de los canales parabólicos de los reflectores y absorbe la luz reflejada ahí por ellos, con lo cual el medio de calefacción que fluye por el tubo central – en la mayoría de los casos un aceite – se calienta intensamente y fuera de los canales de los reflectores se usa para generar corriente eléctrica en la propia central energética o para otro vector energético, casi siempre por la clásica vía de evaporar agua y accionar una turbina de vapor.

Como el rendimiento de dichas plantas de energía solar térmica aumenta mucho con la temperatura que puede alcanzar el fluido térmico, estas plantas termosolares funcionan casi exclusivamente en regiones con elevado nivelde temperatura, por ejemplo en la meseta española o en áreas desérticas de Asia o África.

El rendimiento de una planta termosolar de este tipo puede empeorar bastante cuando se menoscaba la capacidad de reflexión de las superficies del reflector, por ejemplo si están algo cubiertas de polvo, lo cual también es aplicable al tubo central que conduce el medio de calefacción y absorbe la radiación solar.

Como en las regiones muy soleadas donde hay centrales de este tipo apenas suele haber vegetación capaz de fijar el polvo, sino que al contrario hay mucho polvo y arena libre, en ellas se forma polvo con gran rapidez y por tanto, sin una limpieza frecuente, las centrales enseguida pueden llegar a tener mermas de rendimiento superiores al 20%.

Hasta la fecha se intentaba evitarlo limpiando a menudo los canales de los reflectores o bien cuando hacía falta:

Estos canales de los reflectores se limpiaban desde un vehículo rociándolos con mangueras dirigidas a mano o desde aspersores curvados por todo el contorno de los canales de los reflectores, en los cuales hay una serie de orificios de salida de agua u otro líquido limpiador, para rociar la superficie de los canales del modo más uniforme y repartido posible.

El segundo problema importante que tiene la instalación de estas plantas termosolares es la casi crónica falta de agua en dichas regiones.

En la mayoría de las plantas termosolares de gran superficie, una limpieza amplia y frecuente de los canales de los reflectores con agua supone enseguida un consumo de muchos metros cúbicos diarios, que a menudo no se puede cubrir localmente o solo a precios muy altos; además debe considerarse que no se puede usar agua subterránea sin tratar, sino agua de lluvia o agua destilada, lo cual dispara aún más los costes.

En este contexto se ha demostrado que los canales solares deben ser rociados con grandes cantidades de agua para conseguir una limpieza duradera, pues, si se usa menos agua, puede suceder que el agua echada por la parte superior del canal del reflector se cargue ahí de suciedad y no llegue al borde inferior, porque la elevada temperatura ambiental más la fuerte radiación solar y sobre todo la propia temperatura superficial del reflector, casi siempre alta, producen la evaporación de al menos una gran parte del agua, con lo cual las partículas de suciedad inicialmente disueltas son transportadas un poco hacia más abajo y se acumulan antes de caer por el borde inferior del canal.

Otro problema son los soportes de los ejes de giro de los canales de los reflectores, que, al aumentar la pendiente de los canales, rebasan la zona interior del canal del reflector por aberturas distanciadas en dirección longitudinal, dificultando la limpieza; por tanto el canal del reflector no puede limpiarse concretamente en posición vertical, es decir con el borde superior alineado perpendicularmente de forma exacta con el borde inferior, sino solo con el borde superior inclinado hacia atrás respecto al borde inferior.

El problema especial de la limpieza de estos canales parabólicos está descrito en la solicitud de patente española ES 2316317, así como en la patente europea EP 2153914 B1 surgida de ella y en la solicitud de patente alemana DE 10 2004 036 094.

En dicha patente alemana el dispositivo de limpieza no está instalado en un brazo extendido, sino en una posición invariable respecto al vehículo, lo cual obliga a situar éste en una posición exacta respecto al canal parabólico. Por tanto el vehículo va guiado sobre raíles y hay que girar el canal parabólico hacia una posición definida de lavado.

En la patente ES 2316317 los cabezales de limpieza (rociadores o cepillos giratorios curvados respecto al contorno del canal parabólico) van sujetos a una especie de brazo, pero solo hay un cepillo por cada brazo extendido y en consecuencia por cada mitad de canal parabólico, lo cual requiere una construcción relativamente frágil y poco efectiva del soporte flexible del cepillo.

Un avance más reciente del estado técnico es la patente EP 0874086 en forma de un aparato de limpieza para las paredes curvas de los túneles de carreteras. El aparato de limpieza comprende dos brazos extendidos y en cada uno de ellos va sujeto un cabezal que lleva al menos tres cepillos.

La patente española ES 2013032 presenta un aparato similar para la limpieza de túneles que no llega al contenido de lo expuesto para el aparato europeo de limpieza de túneles, pues en la patente española cada brazo extendido lleva un solo cepillo cilíndrico giratorio.

La patente francesa FR 2635024 también presenta un aparato de limpieza de túneles, en el cual el cabezal lleva tres cepillos contiguos que sin embargo no se solapan y por tanto dejan un espacio entre ellos, ya que van montados en una línea continua, incluyendo el de cada extremo.

III. Exposición de la presente invención a) Planteamiento técnico Por consiguiente el objetivo de la presente invención es desarrollar un dispositivo para limpiar canales de sección curva - como, por ejemplo, los canales parabólicos de reflectores - que a pesar de estar construido de forma robusta y económica permita efectuar una limpieza rápida y eficaz con bajo consumo de líquido de limpieza.

b) Resolución del objetivo Este objetivo se resuelve mediante las características establecidas en la reivindicación 1. De las reivindicaciones secundarias se desprenden formas de ejecución ventajosas.

Con el aparato de limpieza provisto de un brazo extendido más largo y otro más corto, de modo que el brazo largo esté más avanzado, sobre todo respecto al brazo corto, las dos zonas del canal opuestas entre sí respecto al tubo central se pueden limpiar simultáneamente en una sola operación.

Con el brazo más largo extendido se limpia la zona superior del canal y el agua de limpieza sucia que fluye hacia 35 abajo puede ser recogida y evacuada por el otro cabezal de limpieza del brazo más corto.

Visto en la dirección de avance de los canales, es decir p.ej. perpendicularmente al eje de rotación de los cabezales de limpieza, cada cabezal tiene un contorno curvo, en concreto convexo, ajustado en cierto modo al contorno cóncavo de las superficies curvas que hay que limpiar.

Los brazos extendidos son telescópicos y constan concretamente de dos o tres partes articuladas telescópicamente.

Los cilindros de ajuste que varían el ángulo entre las partes del brazo se encuentran preferentemente en el lado exterior, es decir en el lado con el mayor ángulo entre los dos brazos parciales, para que el ángulo pequeño quede 45 totalmente libre y no haya que temer en esta zona ningún contacto involuntario entre el brazo extendido y el tubo central susceptible de ser dañado.

Por el extremo libre del brazo extendido el cabezal de limpieza se puede orientar en posición inclinada respecto a la dirección de prolongación de la última parte del brazo y también se puede girar 180º alrededor de dicha dirección.

Lo primero permite posicionar el cabezal de limpieza según la inclinación de la superficie que hay que limpiar. Lo último brinda la posibilidad de mantener la dirección deseada de giro del cabezal de limpieza respecto la dirección de movimiento del vehículo, al variar la dirección de prolongación del brazo extendido – es decir, del lado izquierdo al derecho de un vehículo portador.

Cuando hay muchos canales de reflectores en paralelo, esto permite que el vehículo gire al final de un canal y pase a la siguiente vía entre los canales de los receptores, empezando a limpiar enseguida, lo cual requiere sin embargo variar la dirección de prolongación... [Seguir leyendo]

1. Aparato de limpieza (1) para limpiar superficies de perfil curvo (100’) en dirección transversal a la dirección de avance (10) , con

al menos dos brazos extensibles (2a, b) , en cuyos extremos libres hay respectivamente un cabezal de limpieza (3a, b) con tres cepillos giratorios (8a, b, c) cuyos ejes de rotación (8’a, 8’b, 8’c) son paralelos a la dirección

tangencial (12) de la superficie limpiada (100’) y están inclinados entre sí, caracterizado porque la posición oblicua del cabezal de limpieza (3a..) se puede graduar respecto al brazo extensible (2a, b) y el

cabezal va fijado de forma que puede girar 180º alrededor del eje longitudinal (2’) del brazo extensible (2a, b) , el cepillo medio (8a) va fijado de forma articulada al brazo extensible (2a, b) , los otros dos cepillos (8b, c) van montados de forma graduable al soporte del cepillo medio (8a) y en voladizo por un lado, 15 el cuerpo central (18) de al menos uno de los cepillos exteriores (8b, c) puede girar por la zona de su extremo en un brazo portante (42) o con un brazo portante (42) respecto al cepillo medio (8a) .

2. Aparato de limpieza según la reivindicación 1, caracterizado porque la posición angular del cepillo medio (8a) en el brazo extensible (2a) se puede graduar automáticamente durante el funcionamiento.

3. Aparato de limpieza según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque

el brazo extensible (2a, b) es telescópico y consta en particular de dos o tres brazos parciales (5a, b) unidos entre sí de forma articulada, que preferiblemente son telescópicos según la dirección de su prolongación longitudinal, y/o cerca de la articulación (6) entre los brazos parciales (5a, b) hay un cilindro de ajuste (7a...) para graduar la posición angular entre los brazos parciales (5a, b) que se encuentra en el lado exterior, es decir el lado opuesto al ángulo intermedio más pequeño entre los brazos parciales (5a, b) .

4. Aparato de limpieza según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las cerdas (13) de los cepillos (8a, b, c) tienen una longitud mínima del 12%, mejor del 25%, mejor del 30%

de la distancia (14) del fondo del canal al tubo central, y los cepillos (8a, b) se solapan en su dirección de avance.

5. Aparato de limpieza según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque 35 el ángulo intermedio (9) entre los ejes de rotación (8’a, 8’b..) es graduable.

6. Aparato de limpieza según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el brazo portante (42) forma parte de un paralelogramo con los cuatro lados articulados entre sí, en el cual los dos puntos de articulación de uno de sus brazos cortos van fijados de forma giratoria al soporte del cepillo medio (8a) y el lado corto opuesto del paralelogramo está formado por el cuerpo central (18) del cepillo exterior (8b) prolongado más allá del punto de articulación con el brazo portante (42) , el cual se puede regular de forma giratoria mediante un cilindro hidráulico de ajuste (45) que por el otro lado se apoya en el marco soporte (40) del cepillo medio (8a) .

7. Aparato de limpieza según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

por delante de los cepillos (8a, b, c) según la dirección de avance (10) hay un rociador (16) , en concreto un rociador (16) que se extiende a lo ancho de todo el cabezal de limpieza (3) y que tiene una serie de orificios de salida (22a, b..) para el líquido de limpieza, y en particular

durante el movimiento de avance de las cerdas sobre la superficie, los orificios de salida (22a, b..) están dirigidos de manera que el líquido de limpieza rocía las cerdas giratorias, al menos parcialmente, cuando el rociador (16) está situado detrás de los cepillos (8a, b) o la superficie limpiada (100’) cuando el rociador (16) está situado delante de los cepillos (8a, b) según la dirección de avance (10) .

8. Aparato de limpieza según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el brazo extensible (2a, b) va montado en el centro del cabezal de limpieza,

el cuerpo central (18) del cepillo (8) consta de dos piezas (18a, b) unidas entre sí mediante una junta universal (17) y sus extremos están unidos mediante un marco soporte (40) en forma de U, y los extremos del cepillo (8) se pueden regular a la distancia deseada entre ellos mediante un cilindro de ajuste (7b) en el puente.

9. Aparato de limpieza según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cabezal de limpieza (3a...) comprende un labio de arrastre (21) situado tras los cepillos (8a, b) según la dirección de avance (10) , para retirar el líquido de limpieza de la superficie limpiada (100’) , el cual va inclinado respecto a la dirección de avance (10) y en particular con su extremo superior más adelantado que el inferior.

10. Aparato de limpieza según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los ejes de rotación (8’a, b...) de los cepillos (8a...) están inclinados en la dirección de avance (10) , en particular con el extremo superior más adelantado que el inferior.

11. Aparato de limpieza según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cabezal (3a...) presenta un dispositivo de limpieza para un tubo central (101) separado de los canales de perfil curvo, y en particular el rociador (16) presenta al menos un orificio de salida (22x) para el líquido de limpieza, dirigido hacia el tubo central (101) .

12. Aparato de limpieza según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cuerpo central (18) del cepillo (8a) es de forma redonda visto de lado y el conjunto de cerdas tiene la forma de una cinta (19) flexible a la cual van sujetas las cerdas y que está enrollada y fijada, sobre todo atornillada, en espiral alrededor del cuerpo central (18) , o los cepillos (8a..) son de forma cilíndrica con cerdas de longitud igual o variable a lo largo de su recorrido.

13. Aparato de limpieza según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada cabezal de limpieza (3a) presenta al menos un sensor (20) en dirección transversal (11) , mejor dos separados, para rastrear sin contacto un contorno marcadamente longitudinal, sobre todo los bordes exteriores de la superficie que debe limpiarse.

14. Aparato de limpieza según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el aparato de limpieza (1) lleva un sensor (20c) en la base que soporta los brazos extensibles (2a, b) , para rastrear la distancia del aparato de limpieza (1) al borde de la superficie que debe limpiarse.

15. Aparato de limpieza según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada cabezal de limpieza (3) presenta una unidad para realizar una ligera limpieza previa (23) , que dispone de orificios de salida de aire comprimido (24) o de orificios de aspiración de aire (25) o de vibradores, en particular de vibradores de ultrasonidos (26) , y especialmente los orificios de entrada de aire (25) tienen eyectores de aire comprimido como fuente de aire de aspiración

16. Aparato de limpieza según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos el cabezal de limpieza (3b) que trabaja más abajo presenta un dispositivo colector (28) para el fluido de limpieza que cae del borde inferior de la superficie limpiada, el cual comprende una canaleta colectora (29) y sobre todo también una conexión a presión reducida en la canaleta (29) y en particular el aparato de limpieza (1) presenta una unidad de reciclaje (32) del líquido de lavado sucio, que en concreto comprende un filtro de suciedad (33) y un depósito intermedio (34) para el líquido de limpieza ensuciado.

17. Aparato de limpieza según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el aparato de limpieza (1) comprende una regulación (35) que controla automáticamente la prolongación telescópica y la posición inclinada de los brazos extensibles (3a, b) y/o la posición inclinada de los cabezales de limpieza (3a...) ,

así como la distancia (14) de éstos a la superficie limpiada (100’) , según las señales de los sensores (20a, b...) .

18. Aparato de limpieza según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el aparato de limpieza (1) , en concreto cada cabezal de limpieza (3) , presenta un generador de campo eléctrico (30) que genera un campo de al menos 50 voltios por metro, mejor de 200 voltios por metro, a fin de 45 reducir la tensión superficial del líquido de limpieza empleado, sobre todo del agua, y en particular el generador de campo eléctrico (30) comprende al menos una bobina Tesla (36) , así como un radiador (37) unido eléctricamente con el extremo caliente de la bobina Tesla (36) , sobre todo un radiador esférico.

19. Aparato de limpieza según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque 50 el generador de campo eléctrico (30) está situado cerca de las tuberías de alimentación (31) del líquido de limpieza a los cabezales de limpieza (3a, b) , en particular como suplemento de un generador de campo eléctrico (30) colocado en los cabezales de limpieza, y la tubería de alimentación (31) de líquido de limpieza atraviesa el núcleo de la bobina Tesla (36) .

20. Aparato de limpieza según una de las reivindicaciones anteriores que incluye un vehículo (50) , caracterizado porque, disponiendo de dos brazos extensibles (2a, b) montados uno tras otro en la dirección de avance (10) , el brazo (2a) , especialmente largo, que trabaja por delante está situado en la parte frontal del vehículo (50) y el brazo (2b) , especialmente más corto, que trabaja por detrás está situado tras la cabina (51) del conductor, en la parte trasera del vehículo de limpieza (50) ,

el vehículo de limpieza (50) comprende un dispositivo que sirve para bloquear la suspensión en al menos un lado del mismo, particularmente en forma de un marco adicional de torsión (53) bloqueable o de un soporte vertical bloqueable en el eje suelto.

ºbrazo telescópico ºbrazo telescópico º telescópico