WO2013045720A1 - Procedimiento de trabajo de un sistema de espejado parcial de tubos de vidrio y dicho sistema - Google Patents

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Abengoa Solar New Technologies SA
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Definitions

  • the invention pertains to the sector of glass surface coatings with metals, more specifically it relates to the non-electrolytic mirroring of a glass tube by spray.
  • This glass tube can be part of a receiver tube for solar collector.
  • the general principle of solar thermal technology is based on the concept of the concentration of solar radiation to heat a heat transfer fluid and generate electricity.
  • This heat transfer fluid circulates inside an absorber tube, generally metallic, which is introduced into a glass tube creating a vacuum between them, which reduces thermal losses.
  • the set of both tubes is called the receiver tube.
  • This secondary reconcentrator is a mirror that reflects the sun's rays that escape into the absorber tube. Therefore, the partial mirroring of a glass tube to form the secondary reconcentrator becomes a critical problem to be solved.
  • conventional mirrors are manufactured by a continuous process in which a thin layer of reflective metal is applied on a substrate, usually glass or plastic.
  • the mirroring techniques that currently exist such as that described in WO 2006/121516 A1 by spray have disadvantages for the partial mirroring of a glass tube because generally the entire surface of the substrate to be mirrored would be covered by the reflective layer producing a waste of metal, usually silver, copper or aluminum.
  • Electrolytic techniques such as Sputtering and steam deposition techniques are expensive, require vacuum, an external source of current and the use of ultra-pure metals, as described in US Patent 4,579,107 A by David Deakin. These techniques employ very expensive equipment that involves a high initial investment.
  • EP 0 665 304 A1 of Nissin Electric Company describes a solution for applying a metallic layer to the inside of a very thin tube with a diameter of less than 20 mm.
  • the techniques of sputtering and vapor deposition present difficulties in traveling inside a tube larger than the one mentioned above, since they would need to create a very large magnetic field, and also do not allow a partial mirroring, since the metal necessarily deposits around 360 degrees of its perimeter and are too expensive to be practical.
  • the instability of the deposition baths when metal particles that remain in suspension are added, the limitation at 20 pm thickness per hour of the deposition kinetics, and the limited adhesion of the deposited metal layer.
  • Another alternative, which is also the most optimal in terms of cost, thickness of the deposited metal layer, deposition time, accessibility to the geometry to be mirrored and optical quality of the mirror is the mirroring by the chemical deposition technique by spray.
  • US Patent 4,579,107 A by David Deakin describes a solution for mirroring a semi-tube with thermal spray for use in low concentration solar collectors.
  • WO 2008/097688 A1 of Hing-wah CHAN describes a method for applying a metallic reflective layer to a solid substrate by means of molten metal powder spray.
  • the thermal spray although effective for solar cells, is not for glass tubes since the high speed and temperature of the molten powder applied by the spray would degrade or break the glass tube.
  • Patent WO2010 / 103125 A1 by Samuel STREMSDOERFER describes a method of manufacturing all-metal anti-corrosion mirrors that employ layers of metals, other than silver, to protect the mirror against environmental corrosion.
  • the protections with metallic layers are not valid for the mirroring of the inner surface of a glass tube since these should be deposited before the reflective layer.
  • Simply changing the order of deposition of the layers would also not solve the problem since it would decrease the optical quality of the reflective layer due to the roughness introduced by the metal layers, therefore, it can cause the reconcentrator to deflect the rays out of the desired focus and lose Therefore its functionality.
  • this method would not allow the partial mirroring of a glass tube since the entire surface of the substrate to be mirrored is covered by the metal layers and a waste of metal, usually silver, copper or aluminum, would occur. Description of the invention
  • the present invention relates to the working procedure of a glass tube mirroring system, for the application of a reflective metal layer by chemical deposition with spray on the inner and / or outer surface of the tube.
  • the main application that will be given to the tube is that of the outer tube of a receiver for solar collectors with a built-in secondary reconcentrator.
  • the mirror reflective layer with which part of the tube is to be coated is the secondary reconcentrator.
  • the reflective layer must be deposited along the glass tube and only in half or a part of the perimeter of the tube.
  • the entire tube is not mirrored to allow sunlight to enter through the non-mirrored surface.
  • the reflective surface reflects the concentrated sunrays incidents and redirects them to the absorber tube so that it absorbs a greater amount of concentrated rays, distributed throughout its perimeter, improving the efficiency of the collector.
  • a mirroring system which is formed by a pipe supply system, a mirror chain and a pipe outlet system.
  • the tube supply installation consists of a flat profile structure with a certain inclination, which contains the tubes and a retainer flange. Said inclined structure is aligned with the mirror chain, there is a gap between them where the flange that introduces the tubes at the beginning of the chain is located.
  • the mirror chain consists of a continuous and automated installation comprising two mobile chains that rest on rails fixed to a static bed, with a series of fixed positions or stations where each tube stops to go through the different operations necessary until the mirror is completed. full.
  • Each of these fixed positions has pneumatic cylinder equipment that, at the piston end of each cylinder, has the appropriate tool installed for the task they are going to perform.
  • the glass tube can rotate or the tool can rotate in its advance.
  • the tools to be installed will be:
  • a diffuser nozzle For the washing, sensitization, drying and activation stages (corresponding to the fixed positions 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 10, 11, 14) a diffuser nozzle
  • the piston of the cylinder is located inside the glass tube, with the nozzle facing down, while in the case of the outside mirror, the piston is placed on the glass tube also with the nozzle facing down
  • the working procedure of the partial tube mirroring system comprises the following steps:
  • a sensitization solution preferably an aqueous solution based on tin chloride
  • step of activating the inner and / or outer surface of the glass tube by spraying a trigger solution of an activation solution, preferably an aqueous solution based on palladium chloride,
  • stage of internal and / or external drying of the tube consisting of heating the treated surface with air between 20 and 80 degrees C, by means of a device equal to the cleaning of stage 4.
  • the copper layer is generally used to inhibit the corrosion of the silver layer, retard its blackening and improve the adhesion of the protective paint that will protect against environmental conditions and the physical damage of silver, for example by abrasion, extending life Mirror service.
  • the copper layers also allow the mirror to reflect a greater amount of rays, specifically in the UV range.
  • the method of partial mirroring of the outside of the tube of the present invention comprises the steps from 1 to 18 seen above and in addition:
  • stages 6 and 8 could be carried out in the same position, by using a piston with two nozzles, one for sensitization and one for washing. In this case there would be no stage 7.
  • stages 10 and 12 could be carried out in the same position, by using a piston with two nozzles one for activation and another for washing. In this case, stage 11 would disappear.
  • Stages 14 and 16 could be carried out in the same position, by using a piston with three nozzles two for silver plating and one for washing. In this case, stage 15 would disappear.
  • Stages 20 and 22 could be carried out in the same position, by means of three nozzles two for the copper stage and one for the washing stage and in that case there would be no stage 21.
  • the procedure described in this invention makes use of spray for application of the different layers because this technique has the characteristics of being economical, fast, requiring a low initial investment and allowing the control of the thickness of the deposited layer, allowing homogeneity and consequent saving of material.
  • This system allows partial mirroring of the entire length or a relevant part of the tube by quickly and efficiently spraying the glass surface at the desired angle to control the semi-opening of the mirrored surface.
  • the use of this method allows to mirror the internal or external surface of a tube in a simple and effective way.
  • the method is economically effective since it minimizes the thickness of the deposited metal layer and does not require large initial investments.
  • the method forms a reflective layer with optimal reflectivity and high optical quality for mirrors on glass tube substrate.
  • the method delimits straight lines parallel to the longitudinal axis on both sides of the mirror area.
  • the mirrored glass tube with this method will be free of visual defects such as roughness, splashes, etc.
  • the best advantage as a result of this invention is the integration of a reflective surface with high optical quality in a receiver tube.
  • This reflective surface forms a secondary reconcentrator integrated in the absorber tube allowing to increase the efficiency of the solar collector, and therefore, the efficiency of the solar plant.
  • Figure 1 sectional view of the mirrored glass tube. Both interior and exterior mirrors can be observed
  • Figure 2 Perspective view of a particular embodiment of the pipe supply installation
  • Figure 3 Profile in perspective at the moment the tube passes to the mirror chain
  • Figure 5 Plan view of the mechanism for automating mirroring processes. You can see one of the fixed positions where the glass tube stops to receive the corresponding process by means of a pneumatic cylinder
  • Figure 1 shows a sectional view of the mirrored glass tube (100). Both mirrors can be observed on the inner surface (110) or on the outer surface (120), the absorber tube (30) being inside.
  • Figures 2 and 3 show a particular embodiment of the pipe supply installation (300) consisting of a structure of flat profiles with a certain inclination (310), which contains the tubes (200) and a fixed flange (320) smaller than the total length of the tube, so that it acts as a tube retainer, with the central part of the tubes resting on said flange ( 320).
  • Said inclined structure (310) is aligned with the mirror chain (210), there being a gap between them where the flange (320) that introduces the tubes (200) at the beginning of the chain (210) is located.
  • the tubes are inserted into the chain (210), they are fixed to it thanks to four tabs (230 and 231), two of them being taller than the other two.
  • the flanges of greater height (230) located on the two sides of the chain, when arriving at the tube loading area, push the tube (200) by its two ends (where the fixed flange (320) is not), the tube (200) resting on said flanges (230), and raising it above the fixed flange (320). So that the tube is introduced into the chain thanks to the push of the tabs (230).
  • the lower height tabs (231) pass without touching the tube (200).
  • Figure 5 shows the plan view of the mechanism for automating mirroring processes.
  • One of the fixed positions (270) can be observed where the glass tube (200) stops to receive the corresponding process by means of a pneumatic cylinder (280).
  • the mirror chain (210) moves thanks to a motor that stacks the glass tubes (200) at the end of the supply chain.
  • a motor that stacks the glass tubes (200) at the end of the supply chain.
  • the tabs (230, 231) which move in solidarity with the mirror chain, engage the tube (200) retained at the end of the supply installation (300) and immobilize the tube (200) in the position of the mirror chain (210) desired.
  • the tube (200) rests on a chain (290) linked by links.
  • This chain (290) travels on calibrated plates to reduce friction. Said plates are placed on four parallel beams, (220), supported by a fixed bench.
  • the glass tube (200) remains immobile on the chain (290) thanks to the four tabs (230, 231) that are fixed to four holes made on the chain (290) and that ensure the adequate immobilization of the tube (200) during the whole process.
  • the chain (290) travels thanks to a motor-reducer-speed variator assembly (240), which spins a shaft (250) at a constant speed.
  • the shaft (250) is fixed to the system thanks to four bearings (260) that are screwed on the edge of the beams (220).
  • the axle has a toothed wheel that moves the chain (290) to move the glass tube (200) until it stops when a sensor is activated, preferably a photoelectric cell or a pneumatic sensor, located in the fixed position (270) .
  • the fixed positions are arranged along the mirror chain (210), equally spaced, to develop all the steps of the method.
  • Each fixed position is composed of one or two pneumatic cylinders whose piston (280) penetrates in the longitudinal direction of the tube (200), if it is an internal mirror and runs on the tube (200) in the longitudinal direction if it is An external mirror. Internal and / or external cleaning of the glass tube by hot air at 80 degrees C, using the system of a piston (280) that has, at the end that runs through the inner tube and externally, a diffuser nozzle.
  • the glass tube (200) moves the glass tube (200) at a constant speed using the automated mechanism of the mirror chain until it stops at the second fixed position.
  • This step involves spraying a solution onto the surface to be mirrored so that the silver layer is deposited quickly, evenly and adheres strongly.
  • the projected solution may consist of an aqueous solution of tin chloride (SnCI2, 2H20) or a solution of SnS04 / H2S04 / quinol / alcohol.
  • the tin chloride solution with a weight concentration between 0.005 and 0.2% of pure tin chloride and the pH of the solution between 2 and 5 are used, however the sensitization solutions can vary widely in composition and concentration depending, among others. factors, of the time that elapses between its preparation and its application.
  • This sensitization solution is in contact with the substrate long enough for a thin layer of molecules to be absorbed on the surface of the substrate to be mirrored.
  • the time varies according to the concentration employed, but typically it is less than 30 seconds, and preferably less than 20 seconds.
  • two spray diffusers or a double diffuser are installed at the end of the piston (280) facing down.
  • Optional activation or super-sensitization stage consisting of spraying an activation solution, preferably an aqueous solution based on palladium chloride or silver chloride suitable for reacting with Sn2 + and forming nucleation centers on the surface of the substrate that increase the adhesion of the silver metallic layer.
  • an aqueous solution of 0.02% palladium dichloride may be used.
  • the time varies according to the concentration employed, but typically it is less than two minutes, and preferably less than 45 seconds.
  • the silver stage consists in the deposition of a metallic silver layer on the surface of the glass tube (200) to form the reflective layer.
  • a silver solution and a reducing solution are mixed before contacting the substrate to be mirrored by using spray.
  • the ionic silver solution can be any solution in which silver is present in an ionic state and is very soluble in water to facilitate its application by spray and its reaction with the reducing agent. Therefore, the silver solution can be formed with salts or silver complexes.
  • Ammonium is the preferred complex, and is normally used to form solutions of silver nitrate with ammonium.
  • the reducing solution can be formed with invert sugars, N-methylglucamine, D-glucamine, glucono-delta-lactone (GDL) or other compounds known as reducing agents.
  • GDL glucono-delta-lactone
  • one of the solutions is added sodium hydroxide or ammonium hydroxide to create a suitable pH so that the reaction is in optimal conditions.
  • an aqueous formaldehyde-dextrose solution of concentration 0.005 to 5% by weight, preferably 0.008 to 1% by weight, may be used.
  • solution A 6 g of silver nitrate, 12 ml of ammonium and 4 g of sodium hydroxide in 1000 ml of distilled water
  • the contact time of the reducing and silver solutions should be sufficient for a layer of reflective silver to be deposited on the surface of the glass tube between 40 and 140 nm thick, preferably between 80 and 120 nm. Normally this time is less than two minutes and preferably, 100 seconds or less.
  • the reducing and silver solutions can be applied alternatively, or simultaneously by a double diffuser spray or by two sprays projecting at the same time. Simultaneous projection of the solutions is preferable, and if possible the mixing of the projected solutions should occur just before their contact with the glass substrate.
  • the amount of silver deposited according to the method of the present invention is less than 1000 mg / m2, obtaining an optimum optical quality and reflectivity for the silver metallic layer deposited on the surface of the glass tube (200).
  • This deposition step of the copper layer is generally performed by contacting the silver surface to be treated with an aqueous alkaline copper solution containing a water soluble copper salt, a reducing agent, a tartrate salt, an agent that allows control of the pH and a salt of a metal selected from the group consisting of cobalt or nickel.
  • the copper solution is prepared by dissolving in water a copper salt, such as copper sulfate, followed by dissolving a nickel or cobalt salt, such as nickel sulfate or cobalt sulfate, removing the solution when necessary.
  • a commercial aqueous solution of formaldehyde is then added, such as an aqueous solution of 37% by weight of formaldehyde.
  • the reducing solution is prepared with the tartrate salt, such as sodium-potassium tartrate, an agent that controls pH, such as sodium hydroxide, which ensures a basic pH and water.
  • the reducing and copper solutions can be applied alternatively, in other words one after the other, or simultaneously by a double diffuser spray or by two sprays projecting at the same time. Simultaneous projection of the solutions is preferable, and if possible the mixing of the projected solutions should occur just before their contact with the glass substrate.
  • the copper layer has a minimum thickness of 300 mg / m 2.
  • the copper layer is usually covered with one or more layers of protective paint.
  • Said paint may be a lead-free or substantially lead-free paint and may be based on alkyd resin, epoxy, vinyl or polyurethane, known in the state of the art.
  • the chosen protective paint is highly resistant to environmental conditions, light and strong. These layers can be sprayed with a diffuser nozzle facing down.
  • the thickness of the paint layer / s protective may vary over a wide range but preferably will be less than 100 pm.
  • the chosen protective paint is applied that will give the mirror special resistance against corrosion, UV rays and abrasion. These layers will be sprayed with a diffuser nozzle facing down.
  • the thickness of the protective paint layer / s may vary over a wide range but will preferably be less than 100 ⁇ .
  • effluents can be produced that will be properly treated and recycled to be reused and to reduce the ecological impact.
  • This system is specially designed for partial mirroring of solar receiver tubes but its extension to other fields of the industry that require similar characteristics is not ruled out.

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Abstract

Procedimiento de trabajo de un sistema de espejado parcial de tubos (200) de vidrio y dicho sistema formado por una instalación de suministro de tubos (200), una cadena donde se realiza el espejado en diferentes puestos fijos y una instalación de salida de tubos (200), donde las etapas principales para el espejado parcial son: limpieza del tubo (200) de vidrio, sensibilizar la superficie, lavado, etapa opcional de activación o supersensibilización, lavado, plateado, lavado, secado para el caso de espejado parcial exterior se le añaden las etapas de: depositar capa de cobre, lavado, depositar pintura anti-corrosión; depositar pintura para protección mecánica y UV; curado de la pintura, secado exterior del tubo.

Description

PROCEDIMIENTO DE TRABAJO DE UN SISTEMA DE ESPEJADO PARCIAL DE
TUBOS DE VIDRIO Y DICHO SISTEMA
Sector técnico de la invención
La invención pertenece al sector de los recubrimientos de superficies de vidrio con metales, más concretamente se refiere al espejado, no electrolítico, de un tubo de vidrio mediante spray.
Este tubo de vidrio puede formar parte de un tubo receptor para colector solar.
Antecedentes de la invención
El principio general de la tecnología termosolar está basada en el concepto de la concentración de la radiación solar para calentar un fluido caloportador y generar electricidad.
Ese fluido caloportador circula por el interior de un tubo absorbedor, generalmente metálico, que se introduce dentro de un tubo de vidrio creando vacío entre ellos, lo que disminuye las pérdidas térmicas. El conjunto de ambos tubos se denomina tubo receptor.
Existen varios tipos de tecnologías para plantas termosolares que utilizan tubos receptores pero, en todas ellas, la captación de energía solar y su concentración es uno de los mayores retos.
Para lograr aumentar ambos aspectos se combinan diferentes soluciones (ópticas innovadoras de colectores, reconcentradores secundarios...).
Una de estas soluciones y por la que se crea la necesidad de la actual invención consiste en colocar un reconcentrador secundario en el tubo de vidrio. Este reconcentrador secundario es un espejo que refleja los rayos solares que se escapan hacia el tubo absorbedor. Por ello, el espejado parcial de un tubo de vidrio para conformar el reconcentrador secundario se convierte en un problema crítico a solventar.
En el estado de la técnica existen diferentes opciones para espejar un tubo de vidrio. Algunas formas de espejado de sustrato describen el empleo de films, capas metálicas reflectantes adheridas a un sustrato plástico, pegados al vidrio mediante adhesivos para conformar el reconcentrador. La utilización de esta técnica en nuestra aplicación resulta problemática puesto que al encontrarse el reconcentrador secundario cerca del tubo absorbedor, los adhesivos alcanzarían temperaturas cercanas a los 100 grados C, se degradarían y perderían su funcionalidad. Por lo tanto, las superficies reflectantes formadas por films adheridos al vidrio no tendrían la calidad óptica que requieren este tipo de aplicaciones.
Por otra parte, los espejos convencionales se fabrican mediante un proceso continuo en el que una fina capa de metal reflectante se aplica sobre un sustrato, normalmente vidrio o plástico. Las técnicas de espejado que existen en la actualidad como la descrita en la patente WO 2006/121516 A1 mediante spray presentan inconvenientes para el espejado parcial de un tubo de vidrio debido a que generalmente toda la superficie del sustrato a espejar quedaría cubierta por la capa reflectante produciéndose un malgasto de metal, normalmente, plata, cobre o aluminio.
Existen fundamentalmente dos grupos de técnicas de espejado conocidas en el estado del arte.
Las técnicas electrolíticas, como por ejemplo las técnicas de Sputtering y deposición de vapor son caras, requieren vacío, una fuente externa de corriente y el uso de metales ultra-puros, según se describe en la patente US 4,579,107 A de David Deakin. Estas técnicas emplean un equipamiento muy caro que conlleva una alta inversión inicial. La patente EP 0 665 304 A1 de Nissin Electric Company describe una solución para aplicar una capa metálica al interior de un tubo muy fino de diámetro inferior a 20 mm. Las técnicas de sputtering y deposición de vapor presentan dificultades para recorrer el interior de un tubo de dimensiones mayores a la anteriormente citada, ya que necesitarían crear un campo magnético muy grande, y además no permiten un espejado parcial, ya que el metal necesariamente se deposita alrededor de los 360 grados de su perímetro y son demasiado caras para ser prácticas.
Por otro lado, tenemos las técnicas de deposición química que no requieren una fuente externa de corriente. El método más conocido entre estas técnicas de deposición química consiste en la inmersión de las piezas a espejar en un baño que contiene principalmente tres agentes: una sal metálica, un agente reductor y un agente complejante, que impide la reducción espontánea y precipitación en el baño. Cuando la superficie a tratar entra en el baño, la reacción oxidación-reducción se produce sobre la superficie pre-activada y comienza la deposición metálica sobre la misma. Las ventajas de la simplicidad técnica de inmersión o mojado para el espejado de un tubo de vidrio no compensan las numerosas desventajas que presenta esta técnica. Entre ellas, la inestabilidad de los baños de deposición cuando se añaden partículas metálicas que quedan en suspensión, la limitación a 20 pm de espesor por hora de la cinética de la deposición, y la limitada adherencia de la capa metálica depositada. Otra alternativa, que además es la más óptima en cuanto a coste, espesor de la capa metálica depositada, tiempo de deposición, accesibilidad a la geometría a espejar y calidad óptica del espejo es el espejado mediante la técnica de deposición química mediante spray.
La patente US 4,579,107 A de David Deakin describe una solución para espejar un semitubo con spray térmico para su uso en colectores solares de baja concentración. La patente WO 2008/097688 A1 de Hing-wah CHAN describe un método para aplicar una capa reflectante metálica a un sustrato sólido mediante spray de polvo metálico en estado fundido. Los spray térmicos, aunque efectivos para células solares, no lo son para tubos de vidrio ya que la alta velocidad y temperatura del polvo fundido aplicado por el spray degradaría o rompería el tubo de vidrio.
La patente WO2010/103125 A1 de Samuel STREMSDOERFER describe un método de fabricación de espejos anticorrosión totalmente metálicos que emplean capas de metales, distintos de la plata, para proteger el espejo contra la corrosión ambiental. Las protecciones con capas metálicas no son válidas para el espejado de la superficie interior de un tubo de vidrio ya que éstas deberían depositarse antes que la capa reflectante. Cambiar simplemente el orden de deposición de las capas tampoco solucionaría el problema ya que disminuiría la calidad óptica de la capa reflectante debido a la rugosidad que introducen las capas metálicas, por tanto, puede hacer que el reconcentrador desvíe los rayos fuera del foco deseado y pierda por tanto su funcionalidad. A su vez este método no permitiría el espejado parcial de un tubo de vidrio dado que toda la superficie del sustrato a espejar queda cubierta por las capas metálicas y se produciría un malgasto de metal, normalmente, plata, cobre o aluminio. Descripción de la invención
La presente invención se refiere al procedimiento de trabajo de un sistema de espejado de tubos de vidrio, para la aplicación de una capa metálica reflectante mediante deposición química con spray sobre la superficie interior y/o exterior del tubo. Como se ha comentado anteriormente, la aplicación principal que se le va a dar al tubo es la de tubo exterior de un receptor para colectores solares con reconcentrador secundario incorporado. La capa reflectante de espejo con la que se quiere recubrir parte del tubo es el reconcentrador secundario.
Teniendo en cuenta la función que va a realizar el tubo, la capa reflectante se ha de depositar a lo largo del tubo de vidrio y sólo en la mitad o una parte del perímetro del tubo. No se espeja todo el tubo para permitir la entrada de rayos solares a través de la superficie no espejada. La superficie reflectante refleja los rayos solares concentrados incidentes y los redirige hacia el tubo absorbedor de forma que éste absorbe una mayor cantidad de rayos concentrados, distribuidos en todo su perímetro, mejorando la eficiencia del colector.
Para depositar la capa reflectante es necesario poner en contacto el vidrio con una solución metálica mediante el empleo de un spray, por ser el método óptimo atendiendo a razones de velocidad, coste y calidad óptica de la capa reflectante.
Para ello se hace uso de un sistema de espejado que está formado por una instalación de suministro de tubos, una cadena de espejado y una instalación de salida de los tubos.
La instalación de suministro de tubos consiste en una estructura de perfiles planos con cierta inclinación, que contiene los tubos y una pestaña a modo de retenedor. Dicha estructura inclinada se encuentra alineada con la cadena de espejado, existiendo un hueco entre ellas donde se sitúa la pestaña que va introduciendo los tubos al inicio de la cadena.
La cadena de espejado consiste en una instalación continua y automatizada que comprende dos cadenas móviles que apoyan sobre raíles fijados a una bancada estática, con una serie de puestos fijos o estaciones donde se detiene cada tubo para ir haciéndole las distintas operaciones necesarias hasta completar el espejado completo. Cada uno de estos puestos fijos cuenta con equipos de cilindros neumáticos que, en el extremo del pistón de cada cilindro, llevan instalada la herramienta apropiada a la tarea que van a realizar. Opcionalmente, el tubo de vidrio puede rotar o la herramienta puede girar en su avance. Las herramientas a instalar serán:
- Para las etapas de lavado, sensibilización, secado y activación (que corresponden a los puestos fijos 1 , 2, 3, 4, 5, 7, 8, 10, 11 , 14) una boquilla difusora
- Para las etapas de plateado y deposición de cobre (que corresponden a los puestos 6 y 9) al emplear dos líquidos, se usan o bien dos boquillas difusoras de spray o bien una única boquilla con doble difusor
En el caso de que el espejado sea interior, el pistón del cilindro se sitúa en el interior del tubo de vidrio, con la boquilla mirando hacia abajo, mientras que en el caso del espejado exterior, el pistón se sitúa sobre el tubo de vidrio también con la boquilla mirando hacia abajo
El procedimiento de trabajo del sistema de espejado parcial del tubo comprende los siguientes pasos:
1. Posicionar el tubo en el depósito de la instalación de suministro, 2. Posicionar el tubo de vidrio en la cadena de espejado,
3. desplazar el tubo de vidrio a velocidad constante mediante el mecanismo automatizado de la cadena de espejado y parar del tubo en el primer puesto fijo de dicha cadena mediante un sensor o célula fotoeléctrica,
4. limpieza interior y/o exterior del tubo de vidrio mediante aire caliente a 80 grados
C, para eliminar posibles restos de agua absorbida por la superficie interior del vidrio. Esto es importante para la formación precisa de los bordes del espejo. Para ello se vale del sistema de cilindros neumáticos que recorren el tubo interior y exteriormente, con una una boquilla difusora en su extremo,
5. desplazar el tubo de vidrio a velocidad constante mediante el mecanismo automatizado de la cadena de espejado hasta pararlo en el segundo puesto fijo,
6. sensibilizar la superficie interior y/o exterior del tubo de vidrio con la proyección mediante spray de una solución de sensibilización, preferiblemente una solución acuosa a base de cloruro de estaño, llevada a cabo por la boquilla difusora de spray instalada en el mecanismo de cilindros neumáticos del segundo puesto,
7. desplazar el tubo de vidrio a velocidad constante mediante el mecanismo automatizado de la cadena de espejado hasta pararlo en el tercer puesto fijo, realizar un lavado interior y/o exterior del tubo mediante spray por proyección de un líquido de lavado, preferiblemente de agua desmineralizada y se instalan para ello, en el extremo del pistón, una boquilla difusora mirando hacia abajo,
8. desplazar el tubo de vidrio a velocidad constante mediante el mecanismo automatizado de la cadena de espejado hasta pararlo en el cuarto puesto fijo,
9. etapa opcional de activación de la superficie interior y/o exterior del tubo de vidrio mediante la proyección mediante boquilla difusora de spray de una solución de activación, preferiblemente una solución acuosa a base de cloruro de paladio,
10. desplazar el tubo de vidrio a velocidad constante mediante el mecanismo automatizado de la cadena de espejado hasta pararlo en el quinto puesto fijo,
11. realizar un lavado interior y/o exterior del tubo mediante una boquilla difusora por proyección de un líquido de lavado, preferiblemente de agua desmineralizada,
12. desplazar el tubo de vidrio a velocidad constante mediante el mecanismo automatizado de la cadena de espejado hasta pararlo en el sexto puesto fijo,
13. dos etapas de plateado de la superficie interior o exterior del tubo de vidrio mediante dos boquillas difusoras de spray o una boquilla de doble difusor mirando hacia abajo, que proyectan plata en forma catiónica (oxidante) y un agente reductor, capaz de transformar la plata catiónica en metal para depositar la capa reflectante de plata metálica sobre la superficie interior y/o exterior del tubo de vidrio,
14. desplazar el tubo de vidrio a velocidad constante mediante el mecanismo automatizado de la cadena de espejado hasta pararlo en el séptimo puesto fijo,
15. realizar un lavado interior y/o exterior del tubo mediante spray por proyección de un líquido de lavado, preferiblemente de agua desmineralizada y se instala para ello, en el extremo del pistón, una boquilla difusora mirando hacia abajo,
16. desplazar el tubo de vidrio a velocidad constante mediante el mecanismo automatizado de la cadena de espejado hasta pararlo en el octavo puesto fijo,
17. etapa opcional de secado interior y/o exterior del tubo que consiste en calentar la superficie tratada con aire entre 20 y 80 grados C, mediante un dispositivo igual al de limpieza de la etapa 4.
En el caso de tratarse de un espejado interior, saltaría directamente a la última etapa para la extracción del tubo.
Pero si se trata de un espejado exterior, se añaden nuevas etapas al procedimiento las cuales depositan, sobre la capa de plata, una capa de mínimo espesor de cobre y tres capas de pinturas protectoras sobre la capa de cobre. La capa de cobre es generalmente empleada para inhibir la corrosión de la capa de plata, retardar su ennegrecimiento y mejorar la adhesión de la pintura protectora que protegerá contra las condiciones ambientales y el daño físico de la plata, por ejemplo por abrasión, extendiendo la vida de servicio del espejo. Las capas de cobre permiten también que el espejo refleje una mayor cantidad de rayos, específicamente en el rango de rayos UV.
El procedimiento del espejado parcial del exterior del tubo de la presente invención comprende las etapas de la 1 a la 18 vistas anteriormente y además:
19. Desplazar el tubo de vidrio a velocidad constante mediante el mecanismo automatizado de la cadena de espejado hasta pararlo en el noveno puesto fijo,
20. depositar una capa de cobre mediante spray sobre la superficie exterior del tubo de vidrio revestido de plata, empleando al menos un aerosol que proyecta cobre en forma catiónica (oxidante) y al menos un aerosol que proyecta un agente reductor, capaz de transformar el cobre catiónico en metal,
21. desplazar el tubo de vidrio a velocidad constante mediante el mecanismo automatizado de la cadena de espejado hasta pararlo en el décimo puesto fijo, 22. realizar un lavado exterior del tubo mediante spray por proyección de un líquido de lavado, preferiblemente de agua desmineralizada y se instala para ello, en el extremo del pistón, una boquilla difusora mirando hacia abajo,
23. desplazar el tubo de vidrio a velocidad constante mediante el mecanismo automatizado de la cadena de espejado hasta pararlo en el undécimo puesto fijo,
24. depositar una o dos capas de pintura anticorrosión, mediante una boquilla difusora de spray situada en el extremo del pistón y mirando hacia abajo,
25. desplazar el tubo de vidrio a velocidad constante mediante el mecanismo automatizado de la cadena de espejado hasta pararlo en el duodécimo puesto fijo,
26. depositar pintura para protección mecánica y UV, mediante una boquilla difusora de spray situada en el extremo del pistón y mirando hacia abajo
27. desplazar el tubo de vidrio a velocidad constante mediante el mecanismo automatizado de la cadena de espejado hasta pararlo en el decimotercero puesto fijo,
28. curado de la pintura protectora mediante un calentador abierto de IR, a modo de lámpara orientada hacia abajo, colocado encima del puesto para calentamiento de los tubos a temperatura del rango de 130 - 145 grados C,
29. desplazar el tubo de vidrio a velocidad constante mediante el mecanismo automatizado de la cadena de espejado hasta pararlo en el decimocuarto puesto fijo,
30. secado exterior del tubo que consiste en calentar la superficie tratada con aire entre 20 y 80 grados C para eliminar posibles restos de agua absorbida por la superficie interior del vidrio. Esto es importante para la formación precisa de los bordes del espejo. Para ello se vale del sistema de cilindros neumáticos que recorren el tubo interior y exteriormente, con una boquilla difusora en su extremo,
31. extraer el tubo mediante la instalación de salida que será manual o automática dependiendo de las necesidades de cada planta de espejado
El procedimiento así descrito describe las etapas una a una y de forma individualizada, pero existe la posibilidad de agrupar varias de ellas para simplificar. Concretamente, las etapas 6 y 8 se podrían realizar en el mismo puesto, mediante la utilización de un pistón con dos boquillas una para la sensibilización y otra para el lavado. En tal caso no existiría la etapa 7. De la misma forma, las etapas 10 y 12 se podrían realizar en el mismo puesto, mediante la utilización de un pistón con dos boquillas una para la activación y otra para el lavado. En tal caso desaparecería la etapa 11. Las etapas 14 y 16 se podrían realizar en el mismo puesto, mediante la utilización de un pistón con tres boquillas dos para el plateado y otra para el lavado. En tal caso desaparecería la etapa 15. Las etapas 20 y 22 podrían realizarse en el mismo puesto, mediante tres boquillas dos para la etapa de cobre y una para la de lavado y en tal caso no existiría la etapa 21.
El procedimiento descrito en esta invención hace uso de spray para aplicación de las diferentes capas debido a que esta técnica presenta las características de ser económica, rápida, requerir una baja inversión inicial y permitir el control del espesor de la capa depositada, permitiendo homogeneidad y el consiguiente ahorro de material.
Este sistema permite el espejado parcial de toda la longitud o una parte relevante del tubo rociando de una forma rápida y eficaz la superficie del vidrio en el ángulo deseado para controlar la semiapertura de la superficie espejada.
El uso de este método permite espejar la superficie interna o externa de un tubo de una forma simple y eficaz. El método es económicamente efectivo ya que minimiza el espesor de la capa metálica depositada y no requiere grandes inversiones iniciales. El método forma una capa reflectante con reflectividad óptima y alta calidad óptica para espejos sobre sustrato de tubos de vidrio. Además, el método delimita con rectas paralelas al eje longitudinal ambos lados de la zona espejada. El tubo de vidrio espejado con este método estará libre de defectos visuales como rugosidades, salpicaduras, etc.
La mejor ventaja como resultado de esta invención es la integración de una superficie reflectante con alta calidad óptica en un tubo receptor. Esta superficie reflectante conforma un reconcentrador secundario integrado en el tubo absorbedor permitiendo aumentar la eficiencia del colector solar, y por tanto, la eficiencia de la planta solar. Descripción de los dibujos
Para completar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de la invención, se acompaña un juego de dibujos donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
Figura 1 : vista en sección del tubo de vidrio espejado. Se pueden observar ambos espejados interior y exterior
Figura 2: Vista en perspectiva de una realización particular de la instalación de suministro de tubos Figura 3: Perfil en perspectiva en el instante en que el tubo pasa a la cadena de espejado
Figura 4: Detalle del tubo pasando a la cadena de espejado
Figura 5: vista en planta del mecanismo de automatización de los procesos de espejado. Se puede observar uno de los puestos fijos donde el tubo de vidrio se detiene para que reciba el proceso correspondiente por medio de un cilindro neumático
Las referencias corresponden a:
(100) Tubo de vidrio
(110) Espejado interior
(120) Espejado exterior
(130) Tubo absorbedor
(200) Tubo a espejar
(210) Cadena de espejado
(220) Vigas
(230) Pestaña alta
(231) Pestaña baja
(240) Motor-reductor-variador
(250) Eje
(260) Rodamientos
(270) Puesto fijo
(280) Pistón
(290) Cadenas
(300) Instalación de suministro de tubos
(310) Estructura de perfiles planos con inclinación
(320) Pestaña
Realización preferente de la invención
Para lograr una mayor comprensión de la invención a continuación se va a describir el procedimiento de trabajo de un sistema de espejado parcial de tubos de vidrio según una realización preferente.
La figura 1 muestra una vista en sección del tubo de vidrio (100) espejado. Se pueden observar ambos espejados en superficie interior (110) o bien en la superficie exterior (120), encontrándose en su interior el tubo absorbedor ( 30).
Las figuras 2 y 3 muestran una realización particular de la instalación de suministro de tubos (300) que consiste en una estructura de perfiles planos con cierta inclinación (310), que contiene los tubos (200) y una pestaña fija (320) de menor tamaño que la longitud total del tubo, de manera, que actúa como retenedor de los tubos, apoyándose la parte central de los tubos en dicha pestaña (320). Dicha estructura inclinada (310) se encuentra alineada con la cadena de espejado (210), existiendo un hueco entre ellas donde se sitúa la pestaña (320) que va introduciendo los tubos (200) al inicio de la cadena (210).
Los tubos una vez están introducidos en la cadena (210), quedan fijados a esta gracias a cuatro pestañas (230 y 231) siendo dos de ellas de mayor altura que las otras dos. Para introducir los tubos (200) en la cadena de espejado (210) las pestañas de mayor altura (230), situadas en los dos laterales de la cadena, al llegar a la zona de carga de tubo, empujan al tubo (200) por sus dos extremos (donde no está la pestaña fija (320)), apoyándose el tubo (200) sobre dichas pestañas (230), y lo elevan por encima de la pestaña fija (320). De manera que el tubo se introduce en la cadena gracias al empuje de las pestañas (230). Las pestañas de menor altura (231) pasan sin tocar el tubo (200).
El detalle del paso de un tubo (200) de la instalación de suministro a la cadena de espejado aparece en la figura 4.
En la figura 5 se observa la vista en planta del mecanismo de automatización de los procesos de espejado. Se puede observar uno de los puestos fijos (270) donde el tubo de vidrio (200) se detiene para que reciba el proceso correspondiente por medio de un cilindro neumático (280).
El procedimiento sería el siguiente:
1. Introducir el tubo (200) en la instalación de suministro, ya sea manualmente o o por medio de dispositivos automáticos de carga.
2. Posicionar el tubo (200) en la cadena de espejado (210) mediante la instalación de suministro (300) la cual se compone de una estructura de perfiles planos con cierta inclinación (310), por la que ruedan los tubos (200) y una pestaña fija (320) que los retiene al final. Dicha estructura inclinada (310) se encuentra alineada con la cadena de espejado (210), existiendo un hueco entre ellas donde se sitúa la pestaña (320) que va introduciendo los tubos (200) al inicio de la cadena
(210). Para introducir los tubos (200) en la cadena de espejado (210) existen cuatro pestañas (230, 231), siendo dos de ellas de mayor altura que las otras dos y que se ubican en los extremos laterales de la cadena. Las pestañas de mayor altura (230), al llegar a la zona de carga de tubo, empujan al tubo (200) por sus dos extremos (donde no está la pestaña fija (320)), apoyándose el tubo (200) sobre dichas pestañas (230), y elevándolo por encima de la pestaña fija (320). De manera que el tubo se introduce en la cadena gracias al empuje de las pestañas (230). Las pestañas de menor altura (231) pasan sin tocar el tubo (200).
La cadena de espejado (210) se mueve gracias a un motor que apila los tubos de vidrio (200) en el extremo final de la cadena de suministro. Para introducir los tubos de vidrio ordenadamente en la cadena de espejado (210) es necesario retener los tubos de vidrio (200) situados en el extremo de la instalación de suministro (300) y que éstos entren en la posición deseada de la cadena de espejado (210), inmovilizados por las pestañas (230, 231). Las pestañas (230, 231), que se mueven solidarias a la cadena de espejado, enganchan el tubo (200) retenido al final de la instalación de suministro (300) e inmovilizan el tubo (200) en la posición de la cadena de espejado (210) deseada.
Desplazar el tubo de vidrio (200), ya introducido en la cadena de espejado (210) por medio de la instalación de suministro. El tubo (200) se apoya sobre una cadena (290) unida por eslabones. Esta cadena (290) se desplaza sobre pletinas calibradas para reducir el roce. Dichas pletinas se sitúan sobre cuatro vigas paralelas, (220), soportadas por una bancada fija. El tubo de vidrio (200) permanece inmóvil sobre la cadena (290) gracias a las cuatro pestañas (230, 231) que están fijadas a cuatro taladros hechos sobre la cadena (290) y que aseguran la adecuada inmovilización del tubo (200) durante todo el proceso. La cadena (290) se desplaza gracias a un conjunto motor-reductor-variador de velocidad, (240), que hace girar un eje (250) a velocidad constante. El eje (250) está fijado al sistema gracias a cuatro rodamientos (260) que están atornillados sobre el canto de las vigas (220). El eje tiene una rueda dentada que hace mover la cadena (290) para desplazar el tubo de vidrio (200) hasta que éste se detiene al activar un sensor, preferiblemente una célula fotoeléctrica o un sensor neumático, situado en el puesto fijo (270). Los puestos fijos están dispuestos a lo largo de la cadena de espejado (210), equiespaciados, para desarrollar todas las etapas que tiene el método. Cada puesto fijo se compone de uno o dos cilindros neumáticos cuyo pistón (280) penetra en la dirección longitudinal del tubo (200), si se trata de un espejado interior y discurre sobre el tubo (200) en la dirección longitudinal si se trata de un espejado externo. Limpieza interior y/o exterior del tubo de vidrio mediante aire caliente a 80 grados C, valiéndose del sistema de un pistón (280) que tiene, en el extremo que recorre el tubo interior y exteriormente, una boquilla difusora.
Desplazar el tubo de vidrio (200) a velocidad constante mediante el mecanismo automatizado de la cadena de espejado hasta pararlo en el segundo puesto fijo. Sensibilizar la superficie interior y/o exterior del tubo de vidrio (200) con la proyección mediante spray de una solución de sensibilización. Este paso consiste en proyectar con un spray una solución sobre la superficie a espejar para que la capa de plata se deposite de forma rápida, uniforme y se adhiera fuertemente. La solución proyectada puede consistir en una solución acuosa de cloruro de estaño (SnCI2, 2H20) o en una solución de SnS04 / H2S04 / quinol / alcohol. Típicamente se utiliza la solución de cloruro de estaño con concentración en peso entre 0.005 y 0.2 % de cloruro de estaño puro y el pH de la solución entre 2 y 5 sin embargo las soluciones de sensibilización pueden variar ampliamente en composición y concentración dependiendo, entre otros factores, del tiempo que trascurra entre su preparación y su aplicación. Esta solución de sensibilización está en contacto con el sustrato el tiempo suficiente para que se absorba una fina capa de moléculas en la superficie del sustrato a espejar. El tiempo varía según la concentración empleada, pero típicamente es menos de 30 segundos, y preferiblemente menos de 20 segundos. Para llevar a cabo esta operación, se instala en el extremo del pistón (280) dos difusores de spray o un difusor doble mirando hacia abajo.
Desplazar el tubo de vidrio (200) a velocidad constante mediante el mecanismo automatizado de la cadena de espejado (210) hasta pararlo en el tercer puesto fijo.
Realizar un lavado interior o exterior del tubo (200) que consiste en contactar toda o parte de la superficie a espejar con una o varias fuentes líquidas de lavado. Este proceso, que se repetirá en diferentes momentos del método de la presente invención, se realiza por proyección mediante spray de un líquido de lavado, preferiblemente de agua desmineralizada y se instalan para ello, en el extremo del pistón (280), dos difusores o un difusor doble mirando hacia abajo. Desplazar el tubo de vidrio (200) a velocidad constante mediante el mecanismo automatizado de la cadena de espejado (210) hasta pararlo en el cuarto puesto fijo. Etapa opcional de activación o supersensibilización que consiste en la proyección mediante spray de una solución de activación, preferiblemente una solución acuosa a base de cloruro de paladio o cloruro de plata apta para reaccionar con el Sn2+ y formar centros de nucleación en la superficie del sustrato que aumenten la adhesión de la capa metálica de plata. Típicamente, podrá emplearse una solución acuosa de bicloruro de paladio de 0.02%. El tiempo varía según la concentración empleada, pero típicamente es menos de dos minutos, y preferiblemente menos de 45 segundos.
Desplazar el tubo de vidrio (200) a velocidad constante mediante el mecanismo automatizado de la cadena de espejado (210) hasta pararlo en el quinto puesto fijo.
Realizar un lavado interior y/o exterior del tubo (200) igual que el anterior (etapa 8).
Desplazar el tubo de vidrio (200) a velocidad constante mediante el mecanismo automatizado de la cadena de espejado (210) hasta pararlo en el sexto puesto fijo.
La etapa de plateado consiste en la deposición de una capa metálica de plata sobre la superficie del tubo de vidrio (200) para formar la capa reflectante. Básicamente, una solución de plata y una solución reductora se mezclan antes de contactar con el sustrato a espejar mediante el uso de spray. La solución iónica de plata puede ser cualquier solución en al que la plata se presente en estado iónico y sea muy soluble en agua para facilitar su aplicación mediante spray y su reacción con el agente reductor. Por lo tanto, la solución de plata puede formarse con sales o complejos de plata. El amonio es el complejo preferido, y normalmente se utiliza para formar soluciones de nitrato de plata con amonio. La solución reductora puede formarse con azúcares invertidos, N- metilglucamina, D-glucamina, glucono-delta-lactona (GDL) u otros compuestos conocidos como agentes reductores. Normalmente, a una de las soluciones se le añade hidróxido de sodio o hidróxido de amonio para crear un pH adecuado para que la reacción se de en condiciones óptimas. Típicamente, podrá emplearse una solución acuosa de formaldehído-dextrosa de concentración 0.005 a 5 % en peso, preferiblemente de 0.008 a 1 % en peso. Una posible forma de preparar la solución de plata (solución A) y la solución reductora (solución B) se detalla a continuación: - Solución A: 6 g de nitrato de plata, 12 mi de amonio y 4 g de hidróxido de sodio en 1000 mi de agua destilada
- Solución B: 10 g de detroxa y 0.2 mi de formaldehído en 1000 mi de agua destilada
El tiempo de contacto de las soluciones reductora y de plata debe ser el suficiente para que se deposite una capa de plata reflectante sobre la superficie del tubo de vidrio de espesor entre 40 y 140 nm, preferiblemente entre 80 y 120 nm. Normalmente este tiempo es inferior a dos minutos y preferiblemente, de 100 segundos o menos. Las soluciones reductora y de plata pueden aplicarse alternativamente, o simultáneamente mediante un spray de doble difusor o mediante dos sprays proyectando a la vez. La proyección simultánea de las soluciones es preferible, y a ser posible la mezcla de las soluciones proyectadas debe producirse justo antes del contacto de las mismas con el sustrato de vidrio. La cantidad de plata depositada según el método de la presente invención es menor a 1000 mg/m2, obteniéndose una calidad óptica y reflectividad óptima para la capa metálica de plata depositada sobre la superficie del tubo de vidrio (200).
16. Desplazar el tubo de vidrio (200) a velocidad constante mediante el mecanismo automatizado de la cadena de espejado (210) hasta pararlo en el séptimo puesto fijo.
7. Realizar un lavado interior y/o exterior del tubo (200) como los anteriores.
18. Desplazar el tubo de vidrio (200) a velocidad constante mediante el mecanismo automatizado de la cadena de espejado (210) hasta pararlo en el octavo puesto fijo.
19. Realizar un secado interior y/o exterior del tubo (200) que consiste en calentar la superficie tratada con aire entre 20 y 80 grados C. Este proceso se realiza para la evacuación del agua y vapor de la superficie tratada y así aumentar la adhesión de la capa metálica y la eficiencia final de la capa reflectante, mediante un dispositivo igual al de la limpieza de la etapa 4.
Si se trata de un espejado interior, pasaría directamente a la última etapa, de extracción del tubo (200), pero si lo que se lleva a cabo es el espejado exterior se le añaden una serie de etapas después del secado (etapa 18) que son:
20. Desplazar el tubo de vidrio (200) a velocidad constante mediante el mecanismo automatizado de la cadena de espejado (210) hasta pararlo en el noveno puesto fijo. 1. Depositar capa de cobre. Esta etapa de deposición de la capa de cobre generalmente se realiza contactando la superficie plateada a tratar con una solución acuosa alcalina de cobre que contiene una sal de cobre soluble en agua, un agente reductor, una sal de tartrato, un agente que permita el control del pH y una sal de un metal seleccionado del grupo consistente en cobalto o níquel. La solución de cobre se prepara disolviendo en agua una sal de cobre, como sulfato de cobre, seguida de disolver una sal de níquel o cobalto, como sulfato de níquel o sulfato de cobalto, removiendo la solución cuando sea necesario. A continuación se le añade una solución acuosa comercial de formaldehído, como una solución acuosa de 37% en peso de formaldehído. Por otro lado, la solución reductora se prepara con la sal de tartrato, como tartrato de sodio-potasio, un agente que controla el pH, como el hidróxido de sodio, que asegura un pH básico y agua. Las soluciones reductora y de cobre pueden aplicarse alternativamente, en otras palabras una tras otra, o simultáneamente mediante un spray de doble difusor o mediante dos sprays proyectando a la vez. La proyección simultánea de las soluciones es preferible, y a ser posible la mezcla de las soluciones proyectadas debe producirse justo antes del contacto de las mismas con el sustrato de vidrio. En una realización particular la capa de cobre presenta un espesor mínimo de 300 mg/mA2.
22. Desplazar el tubo de vidrio (200) a velocidad constante mediante el mecanismo automatizado de la cadena de espejado (210) hasta pararlo en el décimo puesto fijo.
23. Realizar un lavado exterior del tubo mediante spray por proyección de un líquido de lavado, preferiblemente de agua desmineralizada y se instala para ello, en el extremo del pistón, una boquilla difusora mirando hacia abajo.
24. Desplazar el tubo de vidrio a velocidad constante mediante el mecanismo automatizado de la cadena de espejado hasta pararlo en el undécimo puesto fijo.
25. Depositar una o dos capas de pintura anticorrosión. La capa de cobre generalmente se cubre con una o más capas de pintura protectora. Dicha pintura puede ser una pintura libre o sustancialmente libre de plomo y puede basarse en resina alquídica, epoxi, vinilo o poliuretano, conocidas en el estado del arte. La pintura protectora elegida es altamente resistente a las condiciones ambientales, ligera y fuerte. Estas capas pueden ser proyectadas con spray mediante una boquilla difusora mirando hacia abajo. El espesor de la/s capa/s de pintura protectora puede variar en un rango amplio pero preferiblemente será menor de 100 pm.
26. Desplazar el tubo de vidrio (200) a velocidad constante mediante el mecanismo automatizado de la cadena de espejado (210) hasta pararlo en el duodécimo puesto fijo.
27. Depositar pintura para protección mecánica y UV. Adicionalmente a la capa de pintura anticorrosión, se aplica la pintura protectora elegida que concederá al espejo especial resistencia contra la corrosión, rayos UV y abrasión. Estas capas serán proyectadas con spray mediante una boquilla difusora mirando hacia abajo. El espesor de la/s capa/s de pintura protectora puede variar en un rango amplio pero preferiblemente será menor de 100 μιη.
28. Desplazar el tubo de vidrio (200) a velocidad constante mediante el mecanismo automatizado de la cadena de espejado (210) hasta pararlo en el decimotercero puesto fijo.
29. Curado de la pintura protectora mediante horno infrarrojo a temperatura del rango de 130 - 145 grados C.
30. Desplazar el tubo de vidrio (200) a velocidad constante mediante el mecanismo automatizado de la cadena de espejado (210) hasta pararlo en el decimocuarto puesto fijo.
31. Secado exterior del tubo (200) que consiste en calentar la superficie tratada con aire entre 20 y 80 grados C.
32. Extraer el tubo (200) mediante la instalación de salida que será manual o automática dependiendo de las necesidades de cada planta de espejado.
Durante las diferentes etapas de la presente invención pueden producirse efluentes que serán adecuadamente tratados y reciclados para ser reutilizados y para reducir el impacto ecológico.
Este sistema está diseñado especialmente para el espejado parcial de tubos receptores solares pero no se descarta su extensión a otros campos de la industria que requieran características similares.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento de trabajo de un sistema de espejado parcial de tubos de vidrio de los que incluyen una instalación para el suministro de los tubos, una cadena de espejado con diferentes puestos fijos donde se realizan las distintas etapas para el espejado parcial del tubo encontrándose en cada puesto fijo al menos un sensor y al me-nos un cilindro neumático (270) que tiene en su extremo instalada la herramienta correspondiente y recorre el tubo (200) longitudinalmente y una instalación de salida de tubos, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:
(1) Posicionar el tubo (200) en la instalación de suministro,
(2) colocar el tubo (200) en la cadena de espejado (210) mediante la instalación de suministro,
(3) desplazar el tubo de vidrio (200) situado en la cadena de espejado (210) hasta el primer puesto fijo (270),
(4) limpieza interior y/o exterior del tubo de vidrio (200) mediante aire,
(5) desplazar el tubo de vidrio (200) mediante la cadena de espejado (210) hasta el segundo puesto fijo,
(6) sensibilizar la superficie interior y/o exterior del tubo de vidrio (200) con la proyección de una solución de sensibilización;
(7) desplazar el tubo de vidrio (200) mediante la cadena de espejado (210) hasta el tercer puesto fijo,
(8) realizar un lavado interior y/o exterior del tubo (200), que consiste en contactar toda o parte de la superficie a espejar con una o varias fuentes líquidas de lavado, preferiblemente agua desmineralizada, mediante difusor,
(9) desplazar el tubo de vidrio (200) mediante la cadena de espejado (210) hasta el cuarto puesto fijo,
(10) etapa opcional de activación o súper-sensibilización mediante proyección con spray de una solución de activación,
(11) desplazar el tubo de vidrio (200) mediante la cadena de espejado (210) hasta el quinto puesto fijo,
(12) realizar un lavado interior y/o exterior del tubo (200) igual que el de la etapa 8,
(13) desplazar el tubo de vidrio (200) mediante la cadena de espejado (210) hasta el sexto puesto fijo, (14) realizar el plateado o deposición de una capa metálica de plata sobre la superficie del tubo de vidrio (200) para formar la capa reflectante mediante difusor;
(15) desplazar el tubo de vidrio (200) mediante la cadena de espejado (210) hasta el séptimo puesto fijo,
(16) realizar un lavado interior y/o exterior del tubo (200) igual que el de la etapa 8,
(17) desplazar el tubo de vidrio (200) mediante la cadena de espejado (210) hasta el octavo puesto fijo,
(18) realizar un secado interior y/o exterior del tubo (200) que consiste en calentar la superficie tratada con aire entre 20 y 80 grados C,
para el caso de espejado parcial exterior se le añaden las etapas de:
(19) desplazar el tubo de vidrio mediante la cadena de espejado hasta el noveno puesto fijo,
(20) depositar capa de cobre mediante al menos un spray,
(21) desplazar el tubo de vidrio (200) mediante la cadena de espejado (210) hasta el décimo puesto fijo,
(22) realizar un lavado exterior del tubo (200) mediante spray por proyección de un líquido de lavado, preferiblemente de agua desmineralizada,
(23) desplazar el tubo de vidrio (200) mediante la cadena de espejado (210) hasta el undécimo puesto fijo,
(24) depositar una o dos capas de pintura anti-corrosión mediante spray,
(25) desplazar el tubo de vidrio (200) mediante la cadena de espejado (210) hasta el duodécimo puesto fijo,
(26) depositar pintura para protección mecánica y UV mediante spray,
(27) desplazar el tubo de vidrio (200) mediante la cadena de espejado hasta el decimotercer puesto fijo,
(28) etapa optativa de curado de la pintura protectora mediante horno infrarrojo,
(29) desplazar el tubo de vidrio (200) mediante la cadena de espejado (210) hasta el decimocuarto puesto fijo,
(30) secado exterior del tubo que consiste en calentar la superficie tratada con aire entre 20 y 80 °C,
(31) extraer el tubo mediante la instalación de salida que puede ser manual o automática.
2. Procedimiento de trabajo de un sistema de espejado parcial de tubos de vidrio de los que incluyen una instalación para el suministro de los tubos, una cadena de espejado con diferentes puestos fijos donde se realizan las distintas etapas para el espejado parcial del tubo encontrándose en cada puesto fijo al menos un sensor y al me-nos un cilindro neumático (270) que tiene en su extremo instalada la herramienta correspondiente y recorre el tubo (200) longitudinalmente y una instalación de salida de tubos, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:
(1) Posicionar el tubo (200) en la instalación de suministro,
(2) colocar el tubo (200) en la cadena de espejado (210) mediante la instalación de suministro,
(3) desplazar el tubo de vidrio (200) situado en la cadena de espejado (210) hasta el primer puesto fijo (270),
(4) limpieza interior y/o exterior del tubo de vidrio (200) mediante aire,
(5) desplazar el tubo de vidrio (200) mediante la cadena de espejado (210) hasta el segundo puesto fijo,
(6) sensibilizar la superficie interior y/o exterior del tubo de vidrio (200) con la proyección mediante spray de una solución de sensibilización y realizar un lavado interior y/o exterior del tubo (200), que consiste en contactar toda o parte de la superficie a espejar con una o varias fuentes líquidas de lavado, preferiblemente-te agua desmineralizada, mediante difusor,
(7) desplazar el tubo de vidrio (200) mediante la cadena de espejado (210) hasta el tercer puesto fijo,
(8) etapa opcional de activación o súper-sensibilización mediante proyección con spray y realizar un lavado interior y/o exterior del tubo (200) igual que el de la etapa 6,
(9) desplazar el tubo de vidrio (200) mediante la cadena de espejado (210) hasta el cuarto puesto fijo,
(10) realizar el plateado o deposición de una capa metálica de plata sobre la superficie del tubo de vidrio (200) para formar la capa reflectante mediante difusor de y realizar un lavado interior y/o exterior del tubo (200) igual que el de la etapa 6,
(11) desplazar el tubo de vidrio (200) mediante la cadena de espejado (210) hasta el quinto puesto fijo,
(12) realizar un secado interior y/o exterior del tubo (200) que consiste en calentar la superficie tratada con aire entre 20 y 80 grados C, mediante un dispositivo igual al de la limpieza de la etapa 4,
para el caso de espejado parcial exterior se le añaden las etapas de: (19) desplazar el tubo de vidrio mediante la cadena de espejado hasta el sexto puesto fijo,
(20) depositar capa de cobre mediante spray y realizar un lavado exterior del tubo (200) mediante spray por proyección de un líquido de lavado, preferiblemente de agua desmineralizada,
(21) desplazar el tubo de vidrio (200) mediante la cadena de espejado (210) hasta el séptimo puesto fijo,
(22) depositar una o dos capas de pintura anti-corrosión mediante spray ,
(23) desplazar el tubo de vidrio (200) a velocidad constante mediante la cadena de espejado (210) hasta el octavo puesto fijo,
(24) depositar pintura para protección mecánica y UV mediante spray,
(25) desplazar el tubo de vidrio mediante la cadena de espejado hasta el noveno puesto fijo,
(26) etapa optativa de curado de la pintura protectora mediante horno infrarrojo, (27) desplazar el tubo de vidrio (200) mediante la cadena de espejado (210) hasta el décimo puesto fijo,
(28) secado exterior del tubo que consiste en calentar la superficie tratada con aire entre 20 y 80 °C,
(29) extraer el tubo mediante la instalación de salida que puede ser manual o automática.
3. Procedimiento según reivindicación 1 ó 2 caracterizado porque el lavado se realiza con aire caliente a 80 °C.
4. Procedimiento según reivindicación 1 ó 2 caracterizado porque la etapa de sensibilización consiste en proyectar con un spray una solución acuosa de cloruro de estaño (SnCI2, 2H20) o una solución de SnS04 / H2S04 / quinol / alcohol, donde la solución de cloruro de estaño tiene una concentración en peso entre 0.005 y 0.2 % de cloruro de estaño puro y el pH de la solución se encuentra entre 2 y 5; estando en contacto con el sustrato a espejar un tiempo que varía según la concentración empleada pero siempre menor de 30 segundos.
5. Procedimiento según reivindicación 1 ó 2 caracterizado porque la etapa de supersensibilización comprende la proyección mediante spray de una solución acuosa a base de cloruro de paladio o cloruro de plata apta para reaccionar con el Sn2+; donde el tiempo es menor de dos minutos.
6. Procedimiento según reivindicación 5 caracterizado porque la solución es una solución acuosa de bicloruro de paladio de 0.02%.
7. Procedimiento según reivindicación 1 ó 2 caracterizado porque en la etapa de plateado se mezclan una solución de plata y una solución reductora antes de contactar con el sustrato; a una de las soluciones se le añade hidróxido de sodio o hidróxido de amonio para crear un pH adecuado; el tiempo de contacto de las soluciones reductora y de plata es inferior a dos minutos; la capa de plata reflectante depositada sobre la superficie del tubo de vidrio es de espesor entre 40 y 140 nm; las soluciones reductora y de plata pueden aplicarse alternativamente o simultáneamente y si es simultánea, la mezcla de las soluciones proyectadas debe producirse justo antes del contacto de las mismas con el sustrato de vidrio.
8. Procedimiento según reivindicación 7 caracterizado porque la solución iónica de plata es una solución en la que la plata se presenta en estado iónico y es muy soluble en agua, como el nitrato de plata con amonio y la solución reductora se forma con azúcares invertidos, N-metilglucamina, D-glucamina, glucono-delta-lactona (GDL) u otros compuestos conocidos como agentes reductores.
9. Procedimiento según reivindicación 8 caracterizado porque en la etapa de plateado la solución de plata (solución A) y la solución reductora (solución B) se componen por:
Solución A: 6 g de nitrato de plata, 12 mi de amonio y 4 g de hidróxido de sodio en 1000 mi de agua destilada
- Solución B: 10 g de detroxa y 0.2 mi de formaldehído en 1000 mi de agua destilada.
10. Procedimiento según reivindicación 7 caracterizado porque las soluciones reductora y de plata se aplican alternativamente.
11. Procedimiento según reivindicación 7 caracterizado porque las soluciones reductora y de plata se aplican simultáneamente siendo la mezcla de las soluciones proyectadas producida justo antes del contacto de las mismas con el sustrato de vidrio.
12. Procedimiento según reivindicación 1 ó 2 caracterizado porque la deposición de cobre se realiza contactando la superficie plateada a tratar con una solución acuosa alcalina de cobre que contiene una sal de cobre soluble en agua, un agente reductor, una sal de tartrato, un agente que permita el control del pH y una sal de un metal seleccionado del grupo consistente en cobalto o níquel; se prepara la solución de cobre disolviendo en agua una sal de cobre, como sulfato de cobre, con una sal de níquel o cobalto, como sulfato de níquel o sulfato de cobalto, removiendo la solución; a continuación se le añade una solución acuosa comercial de formaldehído; por otro lado, la solución reductora se prepara con la sal de tartrato, como tartrato de sodio- potasio, un agente que controla el pH, como el hidróxido de sodio, que asegura un pH básico y agua.
13. Procedimiento según reivindicación 12 caracterizado porque las soluciones reductora y de cobre se aplican alternativamente.
14. Procedimiento según reivindicación 12 caracterizado porque las soluciones reductora y de cobre se aplican simultáneamente.
15. Procedimiento según reivindicación 1 ó 2 caracterizado porque la aplicación de la pintura anticorrosión se realiza en capas de espesor menor de 100 μιτι siendo la pintura libre o sustancialmente libre de plomo basada en resina alquídica, epoxi, vinilo o poliuretano.
16. Sistema de espejado parcial de tubos de vidrio apropiado para llevar a cabo el procedimiento descrito en las reivindicaciones anteriores caracterizado porque incluye una instalación para el suministro de los tubos, una cadena de espejado con diferentes puestos fijos donde se realizan las distintas etapas para el espejado parcial del tubo encontrándose en cada puesto fijo al menos un sensor y al menos un cilindro neumático (270) que tiene en su extremo instalada la herramienta correspondiente y recorre el tubo (200) longitudinalmente y una instalación de salida de tubos.
17. Sistema de espejado parcial de tubos de vidrio según reivindicación 16 donde la instalación de suministro de tubos comprende una estructura de perfiles planos con cierta inclinación (310) por donde ruedan los tubos (200) y una pestaña fija (320) que los retiene al final y los va introduciendo al inicio de la cadena (2 0).
18. Sistema de espejado parcial de tubos de vidrio según reivindicación 16 caracterizado porque la cadena de espejado (210) comprende la cadena (290) propia-mente dicha formada de eslabones, y que se desplaza sobre pletinas calibradas las cuales se sitúan sobre cuatro vigas paralelas (220), soportadas por una bancada fija, cuatro pestañas (230, 231) siendo dos de ellas de mayor altura (230) que las otras dos (231) y que están fijadas en los extremos laterales de la cadena (210), un conjunto motor-reductor-variador de velocidad (240) que hace girar un eje (250) fijado al sistema gracias a cuatro rodamientos (260) que están fija-dos al canto de las vigas (220), donde el eje (250) tiene una rueda dentada que hace mover la cadena (210).
19. Sistema de espejado parcial de tubos de vidrio según reivindicación 16 caracterizado porque la herramienta es una boquilla difusora o bien dos boquillas difusoras de spray o bien una única boquilla con doble difusor, mirando hacia abajo.
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