Sistema de soporte de espejos longitudinales horizontales con apoyos de rodadura libre.

Sistema de soporte de espejos longitudinales horizontales con apoyos de rodadura libre.

Se soporta el espejo en una cercha tridimensional compuesta de largueros longitudinales y al menos tres celosías transversales, de las cuales una se ubica en el plano de mitad del módulo y se inscribe en una semi-rueda que tiene de diámetro la envergadura transversal del módulo de espejo, quedando suspendida la cercha, y el espejo que soporta, por los extremos del larguero central superior, que apoya en cada extremo en el interior del cabezal en U que remata por arriba al apoyo firme vertical correspondiente, y apoyando a su vez la semi-rueda solidaria a la celosía transversal central sobre una rueda rígida de giro libre, cuyo eje es soportado por un caballete asentado en el terreno.

Sistema de soporte de espejos longitudinales horizontales con apoyos de rodadura libre.

SECTOR DE LA TÉCNICA

La invención se encuadra en el campo de los colectores de energía solar que usan espejos longitudinales cuyos ejes más largos son horizontales o levemente inclinados, pudiendo corresponder los espejos a una misma parábola en su sección recta, por lo que se denominan cilindro-parabólicos; o pudiendo fraccionarse el campo de espejos en un conjunto de franjas longitudinales cada una de las cuales corresponde a un perfil parabólico distinto, teniendo todos los espejos o franjas de espejos una misma línea focal, que es donde se sitúa el receptor de la radiación concentrada. De manera particularmente útil se aplica la invención a este último caso, de franjas de espejos que se denominan Fresnel de reflexión. Dichos espejos son giratorios alrededor de su eje longitudinal, pero deben mantener su forma y rigidez en cualquier posición de trabajo, o giro alrededor de su eje.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Hay un alto número d documentos, tanto científicos como de propiedad industrial, que divulgan montajes de concentradores de espejos orientables con configuración longitudinal, pero como antecedentes directos existen una serie de documentos elaborados por el propio inventor de esta solicitud, que a su vez contienen referencias a otros documentos que describen el estado del arte. En primer lugar se ha de mencionar la patente ES2345427B2 (P201000644) que divulga un dispositivo concentrador de la radiación tipo Fresnel de reflexión.

Igualmente hay que reseñar el documento ES2396666 A1 (P201201260) que divulga unos apoyos específicos también para concentradores de la radiación tipo Fresnel de reflexión.

Por último se ha de citar la ES2356221 B2 (P201001579) que presenta una metodología de enfoque de los espejos que aprovecha las propiedades de la óptica de reflexión Fresnel, que también son la base de esta invención, que en forma y funcionalidad es totalmente distinta.

PROBLEMA TÉCNICO A RESOLVER

El problema consiste en configurar un sistema mecánico estructural de soporte de los espejos que sea rígido en cualquiera de suposiciones de funcionamiento, y que sea barato, lo cual ingenierilmente se concreta en tres principios de diseño: que requiera poco material, que éste tenga precios unitarios bajos, y que sea fácil de ensamblar o montar.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La invención consiste en soportar el módulo de espejo en una cercha tridimensional compuesta de largueros longitudinales, de entre los cuales se distingue el larguero central superior, y al menos tres celosías transversales bidimensionales, de las cuales dos se ubican en cada extremo del módulo, y la tercera se ubica en el plano transversal central que está en la mitad del módulo, estando esta celosía central compuesta de traveseros que se inscriben en una semi-rueda que tiene de diámetro la envergadura transversal del módulo de espejo, y coincide con el semicírculo inferior de la circunferencia virtual descrita por los extremos del espejo en su giro alrededor de su eje, quedando suspendida la cercha, y su módulo de espejo que soporta, por los extremos del larguero central superior, que apoya en cada extremo en el interior del cabezal en U que remata por arriba al apoyo firme vertical correspondiente, y apoyando a su vez la semi-rueda solidaria a la celosía transversal central sobre una rueda rígida de giro libre, cuyo eje es soportado por un caballete asentado en el terreno.

Como variante de la invención, para dar mayor estabilidad al apoyo de rueda libre, dicha rueda se sustituye por dos, dispuestas simétricamente respecto de su punto de apoyo, de tal manera que la semi-rueda solidaria a la celosía transversal central apoya en dos ruedas de giro libre, unidas en tándem, siendo sus respectivos puntos de apoyo simétricos respecto de la línea vertical que pasa por el centro de giro de dicha semi-rueda.

La invención se aplica igualmente a un conjunto de franjas de espejos paralelos como a un colector único, sea del tipo que sea la forma geométrica de la sección recta de su espejo.

Cuando el montaje de los espejos es un conjunto de franjas longitudinales de módulos sucesivos, en la celosía transversal central se incorporan unos bulones giratorios, que por su exterior van fijos en una barra transversal de arrastre de giro, desplazándose dicha barra paralela a sí misma cuando giran los módulos de los espejos, pues todos giran con la misma velocidad en su seguimiento del sol, aunque con distinta fase; extendiéndose dicha barra de arrastre de giro por todas las franjas de espejos que van desplegados longitudinalmente en paralelo, teniendo la barra un anclaje con cada celosía transversal central mediante un bulón giratorio, y teniendo apoyo de la semi-rueda en la rueda de giro libre al menos en dos de las celosías de las franjas en cuestión, apoyando el resto de las franjas directamente sobre la barra de arrastre de giro, la cual transmite los esfuerzos verticales a los apoyos de rueda de giro libre, a través de las semi-ruedas que, por montaje, son solidarias a la barra de arrastre.

La invención es aplicable a cualquier montaje de espejos con eje longitudinal, tanto si los ejes van en sentido Este-Oeste como Norte-Sur.

La invención se aplica cuando los ejes de los espejos configuran virtualmente un plano horizontal, y también es aplicable cuando la disposición de los ejes de los espejos tiene inclinación, tanto si es longitudinal, como transversal, o ambas.

EXPLICACIÓN DE LAS FIGURAS

Las figuras, en general, no están a escala, pues los tamaños relativos de los elementos son muy dispares; pero son representativas de la invención y de sus principios de funcionamiento.

La figura 1 muestra un esquema, en sección recta, del dispositivo de concentración mediante franjas de espejos, o montaje Fresnel de reflexión.

La figura 2 muestra el esquema de giro de los espejos, soportados por una estructura en celosía, todo ello en sección recta transversal.

La figura 3 es una representación longitudinal donde se aprecian los dos tipos de apoyos alternados que son esencia de la invención.

La figura 4 muestra un corte transversal del apoyo con rodadura (no desplazable) e incluyendo la barra de tracción de giro, siendo derivada de la figura 2.

La figura 5 es similar a la 4, pero representando el conjunto de giro (espejo y celosía más semicircunferencia) en una posición diferente.

La figura 6 es similar a la 5, pero representando la semi-rueda de un módulo apoyada en un tándem de ruedas de giro libre.

La figura 7 es una sección recta esquemática de un apoyo firme, con la celosía del extremo del módulo de espejo, más el propio espejo con sus flejes de sujeción (y un eventual contrapeso superior de equilibrado) .

MODO DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN

Para facilitar la comprensión de las figuras de la invención, y de sus modos de realización, a continuación se relacionan los elementos relevantes de la misma:

1. Receptor de la radiación solar, que en este caso mira al semi-espacio de la derecha del campo de espejos.

2. Receptor de la radiación solar, que en este caso mira al semi-espacio de la izquierda del campo de espejos.

3. Báculo de sujeción del receptor.

4. Radiación solar directa.

5. Espejos longitudinales que reflejan la radiación solar original sobre el receptor.

6. Radiación solar reflejada por los espejos (5) .

7. Rectas normales a los espejos en sus puntos centrales en la sección recta.

8. Sujeción del eje de giro de los espejos (5) .

9. Pilares bajos que mantienen en su altura y posición a los ejes de los espejos, y son los apoyos firmes.

10. Terreno (horizontal en este caso) .

11. Círculo virtual de giro de los espejos (que no lo barren completamente en su funcionamiento; barren como mucho 90º en los montajes con eje en dirección Norte-Sur, y unos 25º en los Este-Oeste) .

12. Línea virtual lugar geométrico de los puntos que son ejes de giro en esa sección recta.

13. Travesero superior de la celosía del extremo del módulo de espejo.

14. Travesero inferior de la celosía del extremo del módulo de espejo.

15. Travesero lateral de la celosía del extremo del módulo de espejo.

16. Secciones rectas de los largueros de la cercha que soporta el módulo de espejo.

17. Larguero superior de la cercha longitudinal que soporta al módulo de espejo (25) .

18. Larguero inferior de la cercha longitudinal que soporta al módulo (25) .

19. Larguero intermedio de la cercha longitudinal...

– Sistema de soporte de espejos longitudinales horizontales con apoyos de rodadura libre, estando dichos espejos divididos en módulos consecutivos, caracterizado por que cada módulo de espejo (25) se soporta en una cercha tridimensional compuesta de largueros longitudinales (17, 18, 19) , de entre los cuales se distingue el larguero central superior (30) , y al menos tres celosías transversales bidimensionales, de las cuales dos se ubican en cada extremo del módulo, y la tercera se ubica en el plano transversal central que está en la mitad del módulo, estando esta celosía central (20) compuesta de traveseros que se inscriben en una semi-rueda (22) que tiene de diámetro la envergadura transversal del módulo de espejo, y coincide con el semicírculo inferior de la circunferencia virtual descrita por los extremos del espejo en su giro alrededor de su eje (26) , quedando suspendida la cercha, y su módulo de espejo que soporta, por los extremos del larguero central superior, que apoya en cada extremo en el interior del cabezal (31) en U que remata por arriba al apoyo firme vertical (9) correspondiente, y apoyando a su vez la semi-rueda (22) solidaria a la celosía transversal central sobre una rueda rígida de giro libre (23) , cuyo eje es soportado por un caballete (24) asentado en el terreno.

– Sistema de soporte de espejos longitudinales horizontales con apoyos de rodadura libre, según reivindicación primera, caracterizado por que la semi-rueda (22) solidaria a la celosía transversal central (20) apoya en dos ruedas de giro libre, unidas en tándem (33) , siendo sus respectivos puntos de apoyo simétricos respecto de la línea vertical que pasa por el centro de giro de dicha semi-rueda.

– Sistema de soporte de espejos longitudinales horizontales con apoyos de rodadura libre, según reivindicación primera o segunda, caracterizado por que la invención se aplica igualmente a un colector único o a una pluralidad de franjas de espejos paralelos, sea del tipo que sea la forma geométrica de la sección recta de su espejo (5) .

– Sistema de soporte de espejos longitudinales horizontales con apoyos de rodadura libre, según reivindicaciones primera a tercera, caracterizado porque cuando el montaje de los espejos es un conjunto de franjas longitudinales de módulos sucesivos, en la celosía transversal central (20) se incorporan unos bulones giratorios (27) , que por su exterior van fijos en una barra transversal (21) de arrastre de giro, desplazándose dicha barra paralela a sí misma cuando giran los módulos de los espejos (25) , pues todos giran con la misma velocidad en su seguimiento del sol, aunque con distinta fase; extendiéndose dicha barra de arrastre de giro por todas las franjas de espejos que van desplegados longitudinalmente en paralelo, teniendo la barra un anclaje con cada celosía transversal central mediante un bulón giratorio, y teniendo apoyo al terreno a través de al menos dos semi-ruedas (22) solidarias a la barra (21) a través de la celosía correspondiente y su bulón giratorio, apoyándose el resto de las franjas directamente sobre la barra de arrastre de giro, la cual transmite los esfuerzos verticales a los apoyos de rueda de giro libre (23, 33) , a través de las semi-ruedas que, por montaje, son solidarias a la barra de arrastre.

- Sistema de soporte de espejos longitudinales horizontales con apoyos de rodadura libre, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la invención es aplicable a cualquier montaje de espejos con eje longitudinal, tanto si los ejes van en sentido Este-Oeste como Norte-Sur.

-Sistema de soporte de espejos longitudinales horizontales con apoyos de rodadura libre, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la invención se aplica cuando los ejes de los espejos configuran virtualmente un plano horizontal, y también se aplica cuando la disposición de los ejes de los espejos tiene inclinación, tanto si es longitudinal, como transversal, o ambas.

Figura 1 Figura 2 Figura 3 Figura 4 Figura 5 Figura 6 Figura 7