Colector solar cilindro-parabólico y proceso para su montaje, del tipo de los constituidos por un tubo central, sobre el que se disponen los correspondientes espejos montados sobre una pluralidad de brazos de chapa metálica y configuración general triangular en cuña de bordes arqueados.

Según la invención cada brazo se constituye por dos piezas, un cuerpo general (1) y un soporte (2) que se fija al tubo central (3). Cada soporte (2) determina en sí mismo unas conformaciones (2.2, 2.3, 2.4 y 2.7) cuya reciprocidad con unas conformaciones (1.11, 1.1, 1.2 y 1.10) del cuerpo general (1), dan lugar a un apoyo guiado de este último, en su correspondiente soporte (2), y le permite ocupar al cuerpo general (1) una posición final estable sobre su soporte (2), hasta su definitivo anclaje en este último, durante su proceso de montaje.

Colector solar cilindro-parabólico y proceso para su montaje.

Sector de la técnica

La presente invención hace referencia a un colector solar cilindro-parabólico. Estos colectores consisten en un concentrador cilindro-parabólico que refleja la radiación del sol, sobre la línea focal de la parábola, en la que se sitúa el correspondiente tubo absor-bedor.

Estado de la técnica

Para construir la estructura de la parábola se utilizan, preferentemente, dos técnicas, una la denominada espacial y la otra de tubo soporte central, también denominada "torque tube".

El colector objeto de la presente invención es del tipo de tubo soporte central o "torque tube", de manera que, a lo largo del colector, se extiende dicho tubo soporte central, al que se unen una pluralidad de brazos que sobresalen de él en voladizo y que están destinados a soportar los correspondientes espejos que han de reflejar los rayos solares.

Dado que cada colector presenta una multiplicidad de brazos soporte, conseguir simplificar su realización, para poder fabricarlos en serie, y simplificar su montaje sobre el tubo central, para reducir los tiempos de montaje, han sido objetivos principales de los diferentes fabricantes de estos colectores. Además estos objetivos se deben conseguir con brazos, en los que la relación peso- robustez sea la adecuada, para que el brazo presente la necesaria rigidez resistente, como para soportar las inclemencias naturales y el peso de los espejos, sin que su peso se incremente indebidamente.

Por la Patente española número 466.393, publicada en 1978, se divulga ya un colector de tubo soporte central o "torque tube", en el que la multiplicidad de sus brazos de soporte de los espejos se determinan mediante chapa metálica estampada o mecanizada, para poder fabricar así estos brazos en gran cantidad, en un proceso en serie que permite optimizar el proceso de fabricación del colector.

La Patente de Estados Unidos número 4.432.343, publicada en 1984 también divulga un colector de este tipo y en ella se describe como los precitados brazos se determinan a partir de una placa de acero de aproximadamente 1 mm de espesor y con las alas dobladas en sus bordes, para obtener la necesaria rigidez resistente, con el menor peso posible. Estos brazos se obtienen también por estampación, para poder fabricarlos en serie.

La Patente alemana DE 19952276, publicada en 1999, también hace referencia a un colector de este tipo, en el que cada uno de sus brazos de soporte tiene una forma triangular en cuña, con su lado superior arco cóncavo, para adaptarse a la forma de los dos espejos que se disponen sobre él, situándose en dicho lado superior arco cóncavo cuatro puntos de apoyo para tales espejos; mientras que el lado inferior es arco convexo y el lado más próximo al tubo central es arco cóncavo, para adaptarse al entorno de dicho tubo central, fijándose estos brazos al tubo central a través de medios de fijación, situados en relación con los vértices más próximos al tubo central.

La Patente del PCT WO 02/103256, publicada en el año 2002, divulga igualmente un colector del tipo "torque tube", en el que sus diferentes brazos presentan también una configuración triangular en cuña, como la anteriormente descrita y se constituyen en chapa metálica, con un galvanizado de protección.

Por último, la Patente española 2.274.710, publicada en el año 2007, tiene por objeto el brazo de un colector de este tipo, brazo este que, al igual que las soluciones anteriormente indicadas, ofrece una configuración triangular en cuña, de lado superior arco cóncavo, con cuatro puntos de apoyo, para los dos espejos, y lado inferior arco convexo, presentando asimismo su tercer lado con una acusada concavidad para liberar al tubo central y reducir peso. En esta Patente, en la que también y al igual que las soluciones anteriores, los brazos se constituyen en chapa metálica estampada con un galvanizado protector, se caracteriza el hecho de que cada brazo presenta una pluralidad de nervaduras que forman una celosía, para darle así la adecuada rigidez resistente al brazo con el menor peso posible.

En lo que respecta al proceso de montaje de los brazos sobre el tubo central, con las realizaciones hasta ahora conocidas, era necesario llevar cada brazo hasta el tubo central y hacer coincidir unos orificios de la parte trasera de cada brazo, con unos orificios de unas lengüetas soldadas al tubo central y una vez que se alcanzaba esta posición, totalmente inestable, lo que suponía ya de por sí un proceso engorroso y lento, había que hacer pasar, por estos orificios, las correspondientes fijaciones y proceder al anclaje final; de manera que, hasta alcanzar dicho anclaje final, era necesario seguir manteniendo cada brazo en esa posición.

Hay que tener en cuenta que cada brazo mide una longitud en el entorno de los tres metros y tiene un peso que supera los diez kilogramos, lo que obliga a manejarlo, generalmente, por dos operarios, y supone que sea muy dificultoso moverlo hasta llevarlo a la posición en la que deben coincidir los agujeros del brazo con los agujeros de las lengüetas soldadas al tubo central. Además, después hay que mantener al brazo sin moverse de ese posicionamiento, hasta que otros operarios colocan y actúan sobre las fijaciones de anclaje final.

Objeto de la invención

De acuerdo con la presente invención, cada brazo se constituye por dos partes claramente diferenciadas, una parte definida por el cuerpo general del brazo y que identificaremos a partir de ahora como cuerpo general, y una segunda parte, situada en relación con la zona trasera del cuerpo general y que cumple las funciones de soporte y anclaje. A esta segunda parte se la identificará a partir de ahora como el soporte del cuerpo general.

Con esta constitución, cada soporte de un brazo se une al tubo central, por ejemplo, mediante soldadura, en un proceso sencillo y preciso, por el reducido peso y tamaño de este soporte, y cuando en el tubo central quedan así dispuestos los diferentes soportes, se pasa al montaje de los brazos.

En el caso de que dicho montaje sea manual, un operario toma el cuerpo general de cada brazo, que mide una longitud en el entorno de los tres metros, y apoya la parte trasera de dicho cuerpo general sobre su respectivo soporte, quedando, sin más, dicho cuerpo general dispuesto en su ubicación definitiva y ocupando una posición estable; de manera que el operario puede soltar al cuerpo general, que de esta forma se mantiene por sí mismo y sin más, en su soporte. Con el cuerpo general así dispuesto se puede pasar a la fase final de montaje del brazo, consistente en el amarre definitivo entre dicho cuerpo general y su correspondiente soporte.

Para coadyuvar en el posicionamiento del cuerpo general respecto del soporte, este último presenta, en su extremo inferior, un asiento redondeado, en correspondencia con el remate de la parte inferior trasera de dicho cuerpo general; de manera que se posibilita así el apoyo de esta parte del cuerpo general del brazo sobre el asiento redondeado del soporte y su posterior desplazamiento, en giro primero y lateralmente después, hasta la posición definitiva de montaje.

Unas prominencias oblongas, definidas en el soporte, pasan a través de unas aberturas reciprocas definidas en la parte trasera del cuerpo general del brazo, lo que establece la delimitación de un correcto posicionamiento entre ambas partes y a la vez coadyuva en la fijación del cuerpo general respecto de su soporte trasero. Esta fijación se lleva a cabo mediante los correspondientes medios de anclaje, preferentemente constituidos por unos remaches, habiéndose previsto también, alternativamente, la utilización de unos enganches automáticos, de los cuales, al menos una de su partes irá ya incorporada en el soporte o en el cuerpo general, pudiendo utilizar incluso anclajes rápidos formados por una parte macho y otra hembra que vayan ya montadas en el cuerpo general y en el soporte; de manera que al acercar el cuerpo general al soporte y llevarlo a su posición final, automáticamente se produzca el enganche entre las dos partes de cada anclaje rápido.

Es de señalar que en el cuerpo general del brazo se han definido unas aberturas triangulares, algunas de las cuales se sitúan estratégicamente en la proximidad del borde mayor arco-cóncavo del brazo, para definir así unas ventanas de entrada para la mano de los operarios, a fin de facilitar el trasporte del cuerpo general del brazo hasta su montaje en el soporte.

Estas...

1. Colector solar cilindro-parabólico, del tipo de los constituidos por un tubo central, sobre el que se disponen los correspondientes espejos montados sobre una pluralidad de brazos de chapa metálica y configuración general triangular en cuña de bordes arqueados; caracterizado porque cada brazo se constituye por dos piezas, un cuerpo general (1) y un soporte (2); porque cada soporte (2), que se fija al tubo central (3), determina en sí mismo unas conformaciones (2.2, 2.3, 2.4 y 2.7) cuya reciprocidad con unas conformaciones (1.11, 1.1, 1.2 y 1.10) del cuerpo general (1), dan lugar a un apoyo guiado de este último en su correspondiente soporte (2), y le permite ocupar al cuerpo general (1) una posición final estable sobre su soporte (2), hasta su definitivo anclaje en este último.

2. Colector solar cilindro-parabólico, en todo de acuerdo con la anterior reivindicación, caracterizado porque las conformaciones (2.2) de los soportes (2) son unos salientes que se extienden en perpendicularidad respecto de las caras mayores del soporte (2) y que quedan acaballados sobre las conformaciones (1.11) de los cuerpos generales (1).

3. Colector solar cilindro-parabólico, en todo de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque las conformaciones (2.3) de los soportes (2), son unas prominencias oblongas que sobresalen por una de las caras de los soportes (2), en correspondencia con las conformaciones (1.1) de los cuerpos generales (1), definidas estas últimas por unas ranuras pasantes.

4. Colector solar cilindro-parabólico, en todo de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque las conformaciones (2.4) de los soportes (2) son unas prominencias troncocónicas que sobresalen por una de las caras de los soportes (2), en correspondencia con las conformaciones (1.2), también troncocónicas, de los cuerpos generales (1).

5. Colector solar cilindro-parabólico, en todo de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque las conformaciones (2.7) de los soportes (2) se definen por un borde arqueado de cada soporte (2) que se extiende en perpendicularidad respecto de las caras mayores del soporte (2); y porque dichas conformaciones (2.7) guardan, correspondencia con la conformación (1.10) de los cuerpos generales (1).

6. Colector solar cilindro-parabólico, en todo de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque cada cuerpo general (1) presenta, en la proximidad de su borde mayor arco-cóncavo, unas aberturas triangulares (1.5), de bordes doblados en perpendicularidad respecto de las caras mayores del cuerpo general (1), para permitir el posicionado en estas aberturas triangulares (1.5) de las manos de los operarios que han de manipular dicho cuerpo general (1).

7. Proceso de montaje de un colector solar cilíndrico-parabólico realizado según las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque en una primera fase se montan los soportes (2) en el tubo central (3) y en una fase posterior se toma cada cuerpo general (1) y se aproxima a su soporte (2); de manera que por la reciprocidad de formas entre las conformaciones (2.2, 2.3, 2.4 y 2.7) de cada soporte y las conformaciones (1.11), 1.1, 1.2 y 1.10) de cada cuerpo general (1), se establece un apoyo guiado del cuerpo general (1) sobre el soporte (2) y un acoplamiento en encaje que mantienen al cuerpo general (1) sobre el soporte (2) de manera estable y sin necesidad de otros medios de fijación.

8. Proceso de montaje, en todo de acuerdo con la séptima reivindicación, caracterizado porque en el montaje de cada cuerpo general (1) en su soporte (2), las prominencias oblongas (2.3) pasan a través de las ranuras pasantes (1.1); las prominencias troncocónicas (2.4) se encajan en las conformaciones troncocónicas (1.2) y los salientes vueltos (2.2) se disponen acaballados sobre los apéndices (2.2), lo que establece un guiado en el montaje del cuerpo general (1) y un encaje retenedor de cada cuerpo general (1) en su soporte (2).

9. Proceso de montaje, en todo de acuerdo con la séptima reivindicación, caracterizado porque se ha previsto que el montaje de los soportes (2) en el tubo central (3) se lleve a cabo mediante un proceso automatizado, en el que un robot montado en una estructura puente se desplaza a lo largo del tubo central (3) fijando sobre él a los soportes (2).

10. Proceso de montaje, en todo de acuerdo con la séptima reivindicación, caracterizado porque se ha previsto que el montaje de los cuerpos generales (1) en sus soportes (2) se lleve a cabo de manera automática, mediante el empleo de un robot que se desplace a lo largo de unas guías dispuestas a lo largo del tubo central (3) disponiendo a cada cuerpo general (1) sobre cada soporte (2) y dejándolo en esa posición estable, para, posteriormente, amarrar de forma definitiva cada cuerpo general (1) a su soporte (2).