JUNTAS DE DILATACIÓN PARA PANELES EN CALDERAS SOLARES.

Caldera para un receptor solar que incluye un primer panel receptor con una pluralidad de tubos de caldera sustancialmente paralelos que establecen una conexión fluídica entre un colector de entrada y un colector de salida.

Un segundo panel receptor presenta una pluralidad de tubos sustancialmente paralelos que establecen una conexión fluídica entre un colector de entrada y un colector de salida. Los tubos del segundo panel son sustancialmente paralelos a los tubos del primer panel. El primer y segundo paneles están separados por un hueco. Una junta de dilatación conectada al primer y segundo paneles a través del hueco. La junta está configurada y adaptada para permitir la dilatación y contracción térmica longitudinal de los paneles a lo largo de los tubos, y para permitir la dilatación y contracción térmica lateral de los paneles aproximándose y alejándose uno de otro, bloqueando la radiación solar a través del hueco.

REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS

La presente solicitud reivindica la prioridad de la solicitud provisional US nº 61/151.984, presentada el 12 de febrero de 2009, de la solicitud provisional US nº 61/152.011, presentada el 12 de febrero de 2009, de la solicitud provisional US nº 61/152.035, presentada el 12 de febrero de 2009, de la solicitud provisional US nº 61/152.049, presentada el 12 de febrero de 2009, de la solicitud provisional Us nº 61/152.077, presentada el 12 de febrero de 2009, de la solicitud provisional US nº 61/152.114, presentada el 12 de febrero de 2009, y de la solicitud provisional US nº 61/152.286, presentada el 13 de febrero de 2009, cada una de las cuales se incorpora a la presente memoria en su totalidad como referencia.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

1. Campo de la invención

La presente invención se refiere a la producción de energía solar, y más particularmente, a paneles receptores solares para su utilización en calderas solares.

2. Descripción de la técnica relacionada

La generación de energía solar se ha considerado una fuente viable para ayudar a responder a las necesidades energéticas en un momento en el que aumenta la conciencia sobre aspectos medioambientales de la producción de energía. La producción de energía solar se basa principalmente en la capacidad para captar y transformar la energía del sol disponible en grandes cantidades, y puede producirse con muy poco impacto sobre el medio ambiente. La energía solar puede utilizarse sin crear residuos radiactivos, como en la producción de energía nuclear, y sin producir emisiones contaminantes incluyendo los gases de efecto invernadero como en la producción de energía a partir de combustibles fósiles. La producción de energía solar es independiente de los costes de combustible fluctuantes y no consume recursos no renovables.

Los generadores de energía solar emplean generalmente campos de espejos controlados, denominados heliostatos, para recoger y concentrar la luz solar sobre un receptor para proporcionar una fuente de calor para la producción de energía. Un receptor solar adopta típicamente la forma de un panel de tubos que transportan un fluido de trabajo a través de los mismos. Los generadores solares previos han utilizado fluidos de trabajo tales como sal fundida porque presenta la capacidad de almacenar energía, permitiendo la generación de energía cuando no hay radiación solar. Los fluidos de trabajo calentados se transportan normalmente hasta un intercambiador de calor en el que ceden el calor a un segundo fluido de trabajo tal como aire, agua, o vapor. La energía se genera conduciendo aire o vapor calentado a través de una turbina que acciona un generador eléctrico.

Más recientemente, se ha determinado que la producción de energía solar puede incrementarse y simplificarse utilizando agua/vapor como único fluido de trabajo en un receptor que es una caldera. Esto puede eliminar la necesidad de un intercambiador de calor ineficaz entre dos fluidos de trabajo diferentes. Este desarrollo ha llevado a nuevos desafíos en la manipulación del calor solar intenso sin daño para el sistema. Un desafío de este tipo implica el hecho de que las calderas tradicionales están constituidas por múltiples paneles de caldera individuales dimensionados para facilitar la fabricación y el mantenimiento. Los flujos de calor intenso en aplicaciones solares pueden ser aproximadamente 2-3 veces mayores que en calderas de combustibles fósiles convencionales. Además, a diferencia de las calderas de combustibles fósiles, las calderas solares funcionan en un ciclo diurno, parando por la noche. Los flujos de calor elevados y la frecuencia de los ciclos de funcionamiento crean desafíos con respecto a la gestión de la dilatación y contracción térmica de los paneles de caldera. Un desafío de este tipo es que los paneles se dilatan verticalmente a lo largo de su longitud así como lateralmente a través de su anchura. Si se utilizan huecos entre paneles para permitir su dilatación térmica, debe tenerse cuidado de proteger las estructuras y los espacios de detrás de los paneles de la radiación solar que pasa a través de los huecos, lo que se conoce como fuga.

Asimismo, los huecos en el área de receptor de una caldera constituyen un área en la que no se captura luz solar disponible de los heliostatos.

Mientras que los sistemas de producción de energía solar conocidos previamente se han considerado generalmente satisfactorios para sus fines previstos, ha permanecido la necesidad en la técnica de receptores solares que puedan mejorar la adaptación de la dilatación térmica y proteger la caldera frente a una fuga de radiación solar. También ha permanecido la necesidad en la técnica de receptores solares de este tipo que sean fáciles de fabricar y utilizar. La presente invención proporciona una solución a estos problemas.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a una caldera nueva y útil para un receptor solar. La caldera incluye un primer panel receptor que presenta una pluralidad de tubos de caldera sustancialmente paralelos que establecen una conexión fluídica entre un colector de entrada del panel y un colector de salida del panel. Un segundo panel receptor presenta una pluralidad de tubos de caldera sustancialmente paralelos que establecen una conexión fluídica entre un colector de entrada del panel y un colector de salida del panel. Los tubos de caldera del segundo panel receptor son sustancialmente paralelos a los tubos de caldera del primer panel receptor. Los paneles receptores primero y segundo están separados por un hueco. Una junta de dilatación de panel se conecta a los paneles receptores primero y segundo a través del hueco, en la que la junta de dilatación de panel está configurada y adaptada para permitir la dilatación y contracción térmica longitudinal de los paneles receptores a lo largo del los tubos de caldera, y para permitir la dilatación y contracción térmica lateral de los paneles receptores aproximándose y alejándose uno de otro, mientras que bloquea la radiación solar a través del hueco.

En determinadas formas de realización, los paneles receptores primero y segundo son sustancialmente coplanares. También se contempla que los paneles receptores primero y segundo puedan ser sustancialmente perpendiculares. La junta de dilatación de panel puede incluir una pantalla de dilatación de panel flexible configurada para bloquear la radiación solar a través del hueco y para flexionarse para permitir la dilatación y contracción térmica lateral de los paneles receptores aproximándose y alejándose uno de otro. La pantalla de dilatación de panel puede definir ranuras alargadas y puede estar unida a los paneles receptores primero y segundo por elementos de sujeción que pasan a través de las ranuras alargadas para adaptarse a la dilatación y la compresión térmica de panel a lo largo de las ranuras.

La invención también incluye una caldera para un receptor solar que incluye conjuntos de barra en T. La caldera incluye un primer panel receptor que presenta una pluralidad de tubos de caldera sustancialmente paralelos que establecen una conexión fluídica entre un colector de entrada del panel y un colector de salida del panel. Un segundo panel receptor presenta una pluralidad de tubos de caldera sustancialmente paralelos que establecen una conexión fluídica entre un colector de entrada del panel y un colector de salida del panel. Los tubos de caldera del segundo panel receptor son sustancialmente paralelos a los tubos de caldera del primer panel receptor. Los paneles receptores primero y segundo están separados por un hueco. Los conjuntos de barra en T primero y segundo están unidos cada uno a un lado posterior de uno respectivo de dichos paneles receptores. Los conjuntos de barra en T conectados de forma deslizante mediante una placa de conexión unida fijamente a uno de los conjuntos de barra en T, y un elemento de sujeción insertado a través de una ranura alargada en dicha placa de conexión y sujeto fijamente al otro de los conjuntos de barra en T. Un tubo situado más en el extremo de cada uno de dichos paneles está unido a un tubo adyacente del panel respectivo mediante una membrana con un ángulo tal que los tubos situados más en el extremo adyacentes están desplazados de un plano definido por los tubos en cada uno del respectivo primer y segundo paneles receptores en direcciones opuestas, de modo que se evita que la radiación solar pase a través del hueco y de modo que se permite la dilatación y la contracción térmica lateral de los paneles receptores aproximándose y alejándose uno de otro por el conector deslizante de los conjuntos de barra en T.

Según determinadas formas de...

R E I V I N D I C A C I ON E S

1. Caldera para un receptor solar que comprende:

a) un primer panel receptor que presenta una pluralidad de tubos de caldera sustancialmente paralelos que establecen una conexión fluídica entre un colector de entrada del panel y un colector de salida del panel;

b) un segundo panel receptor que presenta una pluralidad de tubos de caldera sustancialmente paralelos que establecen una conexión fluídica entre un colector de entrada del panel y un colector de salida del panel, en la que los tubos de caldera del segundo panel receptor son sustancialmente paralelos a los tubos de caldera del primer panel receptor, y en la que el primer y segundo paneles receptores están separados por un hueco;

c) una junta de dilatación de panel conectada al primer y segundo paneles receptores a través del hueco, en la que la junta de dilatación de panel está configurada y adaptada para permitir la dilatación y contracción térmica longitudinal de los paneles receptores a lo largo del los tubos de caldera, y para permitir la dilatación y contracción térmica lateral de los paneles receptores aproximándose y alejándose uno de otro, al tiempo que bloquea la radiación solar a través del hueco.

2. Caldera para un receptor solar según la reivindicación 1, en la que el primer y segundo paneles receptores son sustancialmente coplanares.

3. Caldera para un receptor solar según la reivindicación 1, en la que el primer y segundo paneles receptores son sustancialmente perpendiculares.

4. Caldera para un receptor solar según la reivindicación 1, en la que la junta de dilatación de panel incluye una pantalla de dilatación de panel flexible configurada para bloquear la radiación solar a través del hueco y para flexionarse con el fin de permitir la dilatación y contracción térmica lateral de los paneles receptores aproximándose y alejándose uno de otro.

5. Caldera para un receptor solar según la reivindicación 4, en la que la pantalla de dilatación de panel define unas ranuras alargadas y está unida al primer y segundo paneles receptores mediante unos elementos de sujeción que pasan a través de las ranuras alargadas para adaptarse a la dilatación y la compresión térmica de panel a lo largo de las ranuras.

6. Caldera para un receptor solar según la reivindicación 1, en la que la junta de dilatación de panel incluye un primer y segundo conjuntos de barra en T, cada uno unido al lado posterior de uno respectivo de dichos paneles receptores, estando conectados los conjuntos de barra en T de forma deslizante mediante una placa de conexión unida fijamente a uno de los conjuntos de barra en T, y un elemento de sujeción insertado a través de una ranura alargada en dicha placa de conexión y sujeto fijamente al otro de los conjuntos de barra en T.

7. Caldera para un receptor solar que comprende:

a) un primer panel receptor que presenta una pluralidad de tubos de caldera sustancialmente paralelos que establecen una conexión fluídica entre un colector de entrada del panel y un colector de salida del panel;

b) un segundo panel receptor que presenta una pluralidad de tubos de caldera sustancialmente paralelos que establecen una conexión fluídica entre un colector de entrada del panel y un colector de salida del panel, en la que los tubos de caldera del segundo panel receptor son sustancialmente paralelos a los tubos de caldera del primer panel receptor, estando separados el primer y segundo paneles receptores por un hueco; y

c) un primer y segundo conjuntos de barra en T, cada uno unido a un lado posterior de uno respectivo de dichos paneles receptores, estando conectados los conjuntos de barra en T de forma deslizante mediante una placa de conexión unida fijamente a uno de los conjuntos de barra en T, y un elemento de sujeción insertado a través de una ranura alargada en dicha placa de conexión y sujeto fijamente al otro de los conjuntos de barra en T,

en la que un tubo situado más en el extremo de cada uno de dichos paneles está unido a un tubo adyacente del panel respectivo mediante una membrana con un ángulo tal que los tubos situados más en el extremo adyacentes están desplazados de un plano definido por los tubos en cada uno del respectivo primer y segundo paneles receptores en direcciones opuestas, de modo que se evita que la radiación solar pase a través del hueco y de modo que se permite la dilatación y la contracción térmica lateral de los paneles receptores aproximándose y alejándose uno de otro por el conector deslizable de los conjuntos de barra en T.

8. Caldera según la reivindicación 7, en la que los paneles forman una esquina entre sí, y en la que cada uno de los tubos más en el extremo en la esquina está conectado rígidamente por una membrana con un ángulo de aproximadamente 45º con respecto a cada uno de los paneles receptores.

9. Caldera según la reivindicación 7, en la que cada uno de los conjuntos de barra en T comprende: unos clips de tubo superior e inferior soldados a uno de cada dos tubos de caldera de cada uno de dichos paneles; una primera placa insertada en los clips de tubo superior e inferior, recorriendo la primera placa la anchura de cada panel;

una placa de soporte insertada detrás de la primera placa en los clips de tubo superior e inferior, que se apoya sobre la abrazadera de tubo inferior y recorre la anchura de cada panel y que presenta un espacio entre la placa de soporte y los clips de tubo superior para permitir la dilatación térmica; y

una barra en T soldada a la placa de soporte para cada panel de tal manera que está dispuesta de forma sustancialmente perpendicular a la placa de soporte, en la que la placa de conexión conecta de manera deslizante unas barras en T contiguas en el hueco del panel.

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

N.º solicitud: 201190057

ESPAÑA

Fecha de presentación de la solicitud: 09.02.2010

Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

51 Int. Cl. : Ver Hoja Adicional

DOCUMENTOS RELEVANTES

Categoría 56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas

A US 2004112374 A1 (LITWIN ROBERT Z) 17/06/2004, párrafos [0001], [0007], [0018], [0019], [0021]; figuras. 1-9

A US 4653470 A (CARLI GIOVANNI ET AL.) 31/03/1987, columna 3, líne.

6. columna 5, línea 37; figuras. 1-9

A ES 2272194 A1 (UNIVERSIDAD POLITECNICA DE MADRID) 16/04/2007, columna 1, línea.

5. 14; columna 3, líne.

48. columna 4, línea 2; columna 4, línea.

23. 42; columna 4, líne.

60. columna 5, línea 18; figuras. 1-9

A US 2004108099 A1 (LITWIN ROBERT ZACHARY) 10/06/2004, párrafos [0001], [0020] [0023]; figuras 1 -3. 1-9

Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud

El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:

Fecha de realización del informe 07.06.2013 Examinador A. Rodríguez Cogolludo Página 1/4

INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

Nº de solicitud: 201190057

CLASIFICACIÓN OBJETO DE LA SOLICITUD F24J2/04 (2006.01)

F24J2/24 (2006.01) F24J2/46 (2006.01) Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación)

F24J

Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC

Informe del Estado de la Técnica Página 2/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 201190057

Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 07.06.2013

Declaración

Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986) Reivindicaciones Reivindicaciones 1-9 SI NO

Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986) Reivindicaciones Reivindicaciones 1-9 SI NO

Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986) .

Base de la Opinión.

La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

Informe del Estado de la Técnica Página 3/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 201190057

1. Documentos considerados.

A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

Documento Número Publicación o Identificación Fecha Publicación

D01 US 2004112374 A1 (LITWIN ROBERT Z) 17.06.2004

D02 US 4653470 A (CARLI GIOVANNI et al.) 31.03.1987

D03 ES 2272194 A1 (UNIVERSIDAD POLITECNICA DE MADRID) 16.04.2007

D04 US 2004108099 A1 (LITWIN ROBERT ZACHARY) 10.06.2004

2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración La reivindicación 1 de la solicitud se refiere a una caldera solar con una pluralidad de paneles receptores entre los cuales se dispone una junta para permitir la dilatación y contracción térmica de los mismos, al tiempo que se evita el paso de la radiación solar por el hueco existente entre los paneles.

En otra forma de realización de la invención, recogida en la reivindicación 7, se emplean barras en forma de T unidas a los paneles solares. Dichas barras están conectadas entre sí por medio de una placa y de un elemento insertado transversalmente en ella, de forma que es posible su deslizamiento y, con él, la dilatación y contracción térmica lateral de los paneles.

Los documentos del estado de la técnica citados en el informe muestran diversas disposiciones destinadas a acomodar las expansiones y contracciones térmicas de los tubos de una caldera solar. No obstante, no se considera obvio para una persona experta en la materia llegar a la invención tal y como se recoge en las reivindicaciones independientes 1 y 7 de la solicitud a partir de la información contenida en esos documentos.

Por tanto, el objeto de las reivindicaciones 1 y 7 cumpliría los requisitos de novedad y actividad inventiva de acuerdo con la Ley 11/1986 de Patentes (arts. 6.1 y 8.1) .

Las reivindicaciones 2-6, 8 y 9, al ser dependientes, cumplirían igualmente dichos requisitos.

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