Procedimiento y dispositivo para fabricar unidades de espejos para heliostatos.

Dispositivo para fabricar unidades de espejos para heliostatos con un cuerpo de base actuante como soporte de una superficie especular,

con una cureña de inmovilización actuante como garante de un montaje sin tensiones del cuerpo de base durante la fabricación y con las características siguientes:

a) una alimentación de cuerpos de base (13) por medio de una alimentación (3) de suministro de portaespejos,

b) una alimentación de cureñas de inmovilización (2) por medio de carriles de rodadura (4), presentando las cureñas de inmovilización (2) en cada lado transversal unos medios para realizar un montaje de dos puntos de un cuerpo de base (13) y quedando así garantizado un montaje exento de tensiones,

c) un dispositivo para convertir un cuerpo de base (13) en una cureña de inmovilización,

d) una alimentación (8) de espejos,

e) un dispositivo de pegado (5),

f) un dispositivo para unir a presión un cuerpo de base (13) con una pluralidad de espejos (11) y

g) un dispositivo de medida (9) para comprobar tolerancias relevantes del proceso de fabricación.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/DE2012/000760.

Solicitante: GRENZEBACH MASCHINENBAU GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Albanusstrasse 1-3 86663 Asbach-Baeumenheim ALEMANIA.

Inventor/es: HERRE, ERWIN, VOGT, BERND.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F24J2/10 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F24 CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION.F24J PRODUCCION O UTILIZACION DEL CALOR NO PREVISTOS EN OTROS LUGARES (sustancias a este efecto C09K 5/00; motores u otros mecanismos para producir una potencia mecánica a partir del calor, véanse las clases apropiadas, p. ej. F03G para utilización del calor natural). › F24J 2/00 Utilización del calor solar, p. ej. colectores de calor solar (destilación o evaporación del agua utilizando calor solar C02F 1/14; aspectos de la cubierta del tejado relativos a los dispositivos colectores de energía E04D 13/18; dispositivos que producen una potencia mecánica a partir de energía solar F03G 6/00; dispositivos semiconductores especialmente adaptados para convertir la energía solar en energía eléctrica H01L 31/00; células fotovoltaicas [FV] que incluyen medios directamente asociados con la célula FV para utilizar energía calorífica H01L 31/0525; módulos FV que incluyen medios asociados con el módulo FV para utilizar la energía calorífica H02S 40/44). › teniendo reflectores como elementos de concentración.
  • F24J2/16 F24J 2/00 […] › con superficies planas.
  • F24J2/52 F24J 2/00 […] › Disposición de los montajes o soportes.

PDF original: ES-2542251_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Procedimiento y dispositivo para fabricar unidades de espejos para heliostatos.

La presente invención se refiere a la fabricación de unidades de espejos de heliostatos.

Un heliostato es un dispositivo mecánico con una superficie especular que, independientemente de la variación de la posición del sol en el cielo diurno, refleja siempre la luz del sol sobre un mismo punto estacionario.

La mención presumiblemente más temprana del heliostato se encuentra en un libro del físico holandés Willem J. Gravesande del año 1742.

Se conoce por el documento DE 20 2007 008 593 U1 un heliostato para centrales eléctricas de torre solar con un pedestal y un dispositivo de soporte dispuesto en éste, que recibe un reflector, de modo que el reflector es variable en su posición con respecto a la altura del sol alrededor de un eje de giro y un eje de basculación.

En este dispositivo se pretende resolver el problema de crear un heliostato en el que sean pequeños los costes de fabricación, sean bajos los costes de explotación permanentes y se haga posible una activación exacta del reflector.

Este problema se resuelve según las características de la parte caracterizadora de la reivindicación 1 por el hecho de que está previsto el ajuste de la posición del reflector con una unidad de accionamiento hidráulica y de que la unidad de accionamiento eléctrica comprende al menos un cilindro elevador hidráulico para iniciar un movimiento de giro y al menos un cilindro elevador hidráulico para iniciar un movimiento de basculación. Además, está previsto en este caso que la unidad de accionamiento hidráulica presente un grupo de bomba y al menos un acumulador hidráulico para activar los cilindros elevadores hidráulicos conectados a ella, así como que el acumulador hidráulico sea solicitado con una sobrepresión.

Se considera también como ventaja en esta solución el hecho de que, al producirse un fallo de la corriente, los reflectores pueden ser movidos rápidamente hacia fuera del foco por medio del sistema hidráulico pretensado a fin de evitar un sobrecalentamiento o una destrucción del absorbedor. Sin embargo, debido al gran número de placas de pestaña aplicadas al respectivo reflector y de puntos de fijación unidos con éstas en el bastidor de soporte no es posible un ajuste exacto de los reflectores respecto del bombeado en dirección al absorbedor de la central eléctrica de torre solar, ya que el consumo de tiempo para ello sería inmenso. Por tanto, se produce una disminución del rendimiento, pero ésta se ha aceptado hasta ahora debido al enorme consumo de tiempo para el ajuste. En algunos grupos de reflectores en un campo de heliostatos de una instalación de heliostatos de esta clase se realiza un abombamiento del reflector. Debido a la firme sujeción del reflector al bastidor de soporte y a la tensión generada en el reflector después del ajuste del bombeado se puede producir una destrucción del reflector a consecuencia de influencias externas, tales como golpes de piedras o ráfagas tormentosas. Las diferentes dilataciones térmicas de la carcasa del reflector y del bastidor de soporte aumentan entonces aún más el peligro de roturas.

Se conocen por el documento DE 31 33 906 A1 una construcción de apoyo de reflectores de radiación y un procedimiento para su fabricación que, entre otras cosas, está pensado también para su utilización en colectores solares. Los colectores de sol o colectores solares de la clase aquí considerada pueden estar configurados en forma de paraboloides de revolución que se denominan frecuentemente coquillas planas que enfocan la luz solar reflejada sobre un único foco que se mueve con la coquilla plana. Asimismo, se habla aquí de que unos heliostatos de dos ejes pueden enfocar la luz solar reflejada sobre un foco fijo en la punta de una torre y, como alternativa, tales superficies de reflexión pueden tener forma de cubeta con sección transversal parabólica, enfocándose la luz sobre un foco lineal.

En el documento DE 31 33 906 A1 se pretende la creación de una construcción de apoyo trasera mejorada para superficies de reflexión de, entre otros, reflectores solares, debiendo poder fabricarse la construcción de apoyo a base de materiales de construcción baratos que, no obstante, cumplen con su finalidad en grado suficiente.

Para resolver este problema se propone según la reivindicación 14 un reflector solar de formar de cubeta con un reflector en forma de una cubeta parabólica dotada de un eje de simetría longitudinal para la reflexión de luz solar y para el enfoque de la luz solar reflejada sobre un foco lineal con una construcción de apoyo trasera, presentando esta construcción de apoyo las características siguientes:

1) una delgada capa de hormigón reforzado con fibra de vidrio aplicada de forma adherente sobre la superficie trasera del reflector, 2) un soporte de par de giro monolíticamente colado sobre esta capa, el cual discurre paralelamente al eje longitudinal del reflector y está situado en un plano bisector del reflector, y 3) una pluralidad de nervios transversales que discurren desde el soporte de par de giro hacia fuera hasta ambos bordes del reflector,

teniendo el soporte de par de giro y los nervios transversales una forma tubular y presentando cada uno de ellos una forma revestida con una delgada capa de hormigón reforzado con fibra de vidrio.

En el documento DE-A-3134690 se describe también una placa de reflector de energía solar y un procedimiento para su fabricación.

El problema de la presente invención consiste en crear un dispositivo y un procedimiento para fabricar unidades de espejos para heliostatos que garanticen una producción precisa y exenta de tensiones.

Según la invención, este problema se resuelve respecto del dispositivo con las características de la reivindicación 1 y respecto del procedimiento con las medidas de la reivindicación 8.

En las reivindicaciones subordinadas se caracteriza otras ejecuciones ventajosas de la invención.

Esta solución consiste sustancialmente en que se consigue por medio de medidas constructivas el montaje y emplazamiento exentos de tensiones de los espejos empleados sobre el cuerpo de base a una alta cadencia de producción de unidades de espejos.

En lo que sigue se describe con más detalle el dispositivo según la invención. Muestran en particular:

La figura 1, una vista en planta de la instalación de producción, La figura 2, una sección transversal del cuerpo de base de la unidad de espejos, La figura 3, una vista en planta de una unidad de espejos, La figura 4, una vista en perspectiva de la zona de recepción de una cureña de inmovilización, La figura 5, una sección A-A de la zona de inmovilización y giro, La figura 6, una vista en perspectiva de la zona de inmovilización de una cureña de inmovilización y La figura 7, una sección transversal de la zona de apriete de la unidad de espejos.

La figura 1 muestra una vista en planta de la instalación de producción según la invención de unidades 1 de espejos de heliostato, constituidas por cinco espejos yuxtapuestos 11, pero que aquí no han sido designados en aras de una mayor claridad. Esta unidad 1 de espejos de heliostato está montada en una cureña de inmovilización 2.

En la zona izquierda de la figura 1 se representa aquí un dispositivo de medida 9 en el que se efectúa la comprobación de calidad de las unidades 1 de espejos de heliostato suministradas por la línea de producción. Se explica más adelante su funcionamiento. Se vigilan aquí todos los campos de tolerancia de la masa de producción relevante y, cuando sea necesario, se segregan ejemplares defectuosos.

La unidad 1 de espejos de heliostato aquí mostrada identifica con su posición la línea de producción central a cuya zona se suministran desde ambos lados las piezas de trabajo necesarias y en la cual se producen accesos a las piezas de trabajo que están en proceso de producción.

En la zona derecha de la instalación mostrada en la figura 1 se muestra una alimentación 3 de suministro de portaespejos que se aportan a la línea de producción central. Un portaespejos está constituido por un cuerpo moldeado alargado que termina en punta en los dos lados longitudinales y cuya longitud corresponde aproximadamente a la longitud de cinco espejos 11 colocados uno al lado de otro. Su sección transversal se ha designado en la figura 2 con la designación de cuerpo de base 13. Éste se describe allí con más detalle. Un portaespejos se coloca dentro de una respectiva cureña de inmovilización 2 y se le inmoviliza allí sin tensiones de la manera preconizada por la invención, tal como se describe más adelante. Las cureñas de inmovilización... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo para fabricar unidades de espejos para heliostatos con un cuerpo de base actuante como soporte de una superficie especular, con una cureña de inmovilización actuante como garante de un montaje sin tensiones del cuerpo de base durante la fabricación y con las características siguientes:

a) una alimentación de cuerpos de base (13) por medio de una alimentación (3) de suministro de portaespejos, b) una alimentación de cureñas de inmovilización (2) por medio de carriles de rodadura (4) , presentando las cureñas de inmovilización (2) en cada lado transversal unos medios para realizar un montaje de dos puntos de un cuerpo de base (13) y quedando así garantizado un montaje exento de tensiones, c) un dispositivo para convertir un cuerpo de base (13) en una cureña de inmovilización, d) una alimentación (8) de espejos, e) un dispositivo de pegado (5) , f) un dispositivo para unir a presión un cuerpo de base (13) con una pluralidad de espejos (11) y g) un dispositivo de medida (9) para comprobar tolerancias relevantes del proceso de fabricación.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por que cada cureña de inmovilización (2) presenta en sus dos lados transversales opuestos unas placas de recepción (18, 28) que garantizan cada una de ellas la sujeción de un cuerpo de base (13) por medio de un montaje de dos puntos, pudiendo accionarse neumáticamente ambas placas de recepción (18, 28) y admitiendo adicionalmente una placa de recepción (18) en uno de los lados un ligero del cuerpo de base (13) a través de un dispositivo de giro e inmovilización (17, 21) , e inmovilizándose dicha placa de recepción sin tensiones por medio de un freno de bloqueo.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que la señal de salida del sensor de ángulo de giro se emplea para el control de calidad.

4. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el cuerpo de base (13) está provisto de unos puntos de fijación laterales (14) .

5. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se aplican al mismo tiempo por medio del dispositivo de pegado (5) varios cordones de pegado paralelos (10) de espesor diferente.

6. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo de unión a presión de un cuerpo de base (13) con una pluralidad de espejos (11) presenta una placa de presión (29) que es rígida a la flexión en toda las direcciones y presenta en su superficie activa un bombeado ajustable que corresponde al bombeado deseado de las superficies de espejo.

7. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo de medida

(9) presenta unos medios para comprobar todos los parámetros relevantes que pueden presentar tolerancias de producción.

8. Procedimiento para fabricar unidades de espejos para heliostatos con un dispositivo según la reivindicación 1, cuyo procedimiento comprende las características siguientes:

a) se alimentan cuerpos de base (13) a una línea de producción por medio de una alimentación (3) de suministro de portaespejos fabricándose estos cuerpos in situ a base de chapas con ayuda de medios de unión o suministrándoseles en forma terminada, b) se alimentan cureñas de inmovilización (2) a la línea de producción por medio de carriles de rodadura (4) , presentando estas cureñas en cada lado transversal unos medios para realizar un montaje de dos puntos de un cuerpo de base (13) y quedando garantizada por un montaje sin holgura del cuerpo de base (13) en uno de los dos lados una sujeción sin tensiones por medio de un equipo de giro e inmovilización (17, 21) , captándose por medio de un sensor un eventual giro resultante del cuerpo de base (13) , c) se pone cada cuerpo de base (13) en una cureña de inmovilización (2) por medio de un equipo de agarre y se le inmoviliza sin tensiones con ayuda de medios neumáticos, d) se aplican simultáneamente por medio de un dispositivo de pegado (5) varios cordones de pegado paralelos (10) de espesor diferente, e) a través de una alimentación (8) de espejos se extrae un respectivo espejo (10) de un depósito por medio de un equipo de agarre y se le coloca sobre la superficie del cuerpo de base (13) provista de adhesivo, terminándose este 6

proceso cuando toda la superficie prevista esté cubierta con espejos (10) , f) se alimenta el cuerpo de base (13) así cubierto de espejos (10) a un dispositivo de unión a presión de los espejos (10) con el cuerpo de base (13) por medio de una placa de presión (29) , y g) después de la terminación del proceso de pegado se alimenta la cureña de inmovilización (2) a un dispositivo de 5 medida (9) en el que se comprueban las tolerancias admisibles de todos los parámetros relevantes del proceso de fabricación.

9. Programa informático con un código de programa para realizar los pasos del procedimiento según la reivindicación 8 cuando se ejecuta el programa en un ordenador.

10. Soporte legible a máquina con el código de un programa informático para realizar el procedimiento según la 10 reivindicación 8 cuando se ejecuta el programa en un ordenador.


 

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