專利名稱：太陽光聚光系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽光聚光系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
已知有在立于地上的塔的頂部設(shè)置接收器、在塔周邊的地上設(shè)置跟隨太陽的多個(gè)陽光反射鏡的太陽光聚光系統(tǒng)。由于陽光反射鏡一邊跟隨太陽，一邊向接收器反射太陽光， 從多個(gè)陽光反射鏡反射的太陽光在接收器中聚光，因此接收器變得高溫。在接收器的內(nèi)部設(shè)有加熱流體(例如熔融鹽)流動(dòng)的通路，加熱流體由于通過接收器內(nèi)部而變得高溫。因此，通過使變得高溫的加熱流體循環(huán)至需要熱的地方(例如蒸氣發(fā)生裝置)，能夠經(jīng)由加熱流體而運(yùn)走接收器的熱。例如，作為相關(guān)的專利文獻(xiàn)，有美國專利第4227513號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
但是，對(duì)于這種以往的技術(shù)，由于接收器在高的位置且暴露在外界空氣中，因此接收器的熱多數(shù)被風(fēng)吸收。另外，熱還作為輻射熱而從高溫的接收器輻射。因此，導(dǎo)致熱效率的降低。本發(fā)明著眼于這種以往的技術(shù)，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)熱效率的提高的太陽光聚光系統(tǒng)。解決課題的方法根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)的一個(gè)方面，太陽光聚光系統(tǒng)的特征在于，其為由在規(guī)定的高度設(shè)置的接收器和設(shè)置在接收器的周邊的地上、向接收器反射太陽光的陽光反射鏡構(gòu)成的太陽光聚光系統(tǒng)，所述接收器為在下側(cè)具有太陽光導(dǎo)入用的開口的倒置容器形狀，在該接收器的外側(cè)設(shè)置包圍接收器的開口以外的部分且在與接收器之間形成加熱流體用的空間的外罩。


圖1為表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的太陽光聚光系統(tǒng)的整體斜視圖。圖2為表示太陽光聚光系統(tǒng)的截面圖。圖3為表示接收器的截面圖。圖4為表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的接收器的截面圖。圖5為表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式所涉及的接收器的截面圖。
具體實(shí)施例方式第1實(shí)施例圖1 圖3為表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的圖。在本實(shí)施方式所涉及的太陽光聚光系統(tǒng)的中心設(shè)立具有規(guī)定高度(約IOm)的4根支柱1。在支柱1的周圍設(shè)置多個(gè)一邊跟隨太陽T，一邊面向一點(diǎn)目標(biāo)P而反射太陽光L的陽光反射鏡2。
在4根支柱1的頂部支持接收器3。接收器3形成在下側(cè)具有開口 4、形成規(guī)定的內(nèi)部空間的倒置容器形狀(倒置壺形狀)。接收器3整體為黑色碳材料制，內(nèi)表面被碳化硅膜(SiC)覆蓋。因此，接收器3的內(nèi)表面的顏色為黑色，太陽光L的吸收率非常高。前述陽光反射鏡2的假想目標(biāo)P位于接收器3的開口 4的大致中央附近。在接收器3的周圍形成具有上表面的圓筒形狀的外罩5。外罩5為金屬制，在內(nèi)表面上通過涂漆而形成鏡面涂層6。外罩5和接收器3的下部連接，在兩者間形成使作為加熱流體的空氣A通過的空間S。在外罩5的上表面中央形成筒狀的排煙孔7。該排煙孔7的下端貫通接收器3的頂部，使接收器3的內(nèi)部和外罩5的外部空間連通。該排煙孔7的直徑小，可以將在接收器 3的內(nèi)部產(chǎn)生的煙慢慢地排出至外部，但并非將接收器3內(nèi)部的空氣大量排出至外部的程度的排煙孔。在外罩5的側(cè)面的下部形成空氣A的入口 8，在相對(duì)位置的上部形成出口 9。將通過陽光反射鏡2反射的太陽光L從開口 4導(dǎo)入形成如上結(jié)構(gòu)的接收器3的內(nèi)部。太陽光L先聚光于目標(biāo)P，然后以擴(kuò)散的狀態(tài)打在接收器3的內(nèi)表面上。由于接收器3 的內(nèi)表面為黑色，太陽光L的吸收率高，因此接收器3變得高溫。另外，即使接收器3變得高溫，由于接收器3為用碳化硅膜覆蓋內(nèi)表面的固體的碳材料制，因此耐熱性優(yōu)異，接收器 3不會(huì)因熱而破損。雖然在接收器3的內(nèi)表面上還有一部分被反射的太陽光，但由于接收器3的開口 4的直徑小于內(nèi)部空間的直徑，從內(nèi)表面的各入射位置望向開口 4的立體角小，因此難以從開口 4排出至外部。因此，在接收器3的內(nèi)表面上散射的成分大部分進(jìn)一步朝著內(nèi)部空間的深處打在內(nèi)表面上而被吸收。由于接收器3的內(nèi)部變得高溫，因此有時(shí)在內(nèi)部產(chǎn)生煙，但由于可以從排煙孔7排出至外部，因此在接收器3的內(nèi)部不存在遮擋太陽光L的煙，太陽光 L確實(shí)地到達(dá)接收器3的內(nèi)表面。由于在吸收太陽光L而變得高溫的接收器3的外側(cè)存在空間S，并且作為熱介質(zhì)的空氣A流動(dòng)，因此空氣A與接收器3的外表面接觸而變成被加熱的空氣A，從出口 9循環(huán)至需要熱的地方。根據(jù)該實(shí)施方式，接收器3的外側(cè)被外罩5覆蓋，接收器3不暴露在外界空氣中， 不會(huì)因?yàn)榕c風(fēng)的接觸而導(dǎo)致熱散失，因此能夠?qū)崿F(xiàn)熱效率的提高。即使接收器3的外側(cè)被外罩5覆蓋，由于在下側(cè)具有開口 4，因此也能夠?qū)⑼ㄟ^陽光反射鏡2反射的太陽光L從開口 4導(dǎo)入接收器3的內(nèi)部，從而能夠在接收器3的內(nèi)表面上確實(shí)地吸收太陽光。由于接收器3為在下側(cè)具有開口 4的倒置容器形狀，因此在接收器3的內(nèi)部被加熱的空氣A滯留在接收器3的內(nèi)部，起到維持接收器3的高溫的作用。也就是說，由于被加熱的空氣A會(huì)上升，因此如果形成在上側(cè)具有開口 4的反向的形狀，則接收器3內(nèi)的被加熱的空氣A變成上升氣流而逃逸，取而代之的是冷空氣A進(jìn)入接收器3內(nèi)，因此冷卻接收器3 而導(dǎo)致熱效率的降低，但在本實(shí)施方式中，并非如此。另外，由于在外罩5的內(nèi)表面上形成了利用鏡面涂層6的反射面，因此能夠?qū)⒃醋愿邷氐慕邮掌?的輻射熱再次反射至接收器3側(cè)，防止源自接收器3的熱的輻射。另外，以上的實(shí)施方式表示用碳化硅膜(SiC)僅形成接收器3的內(nèi)表面的例子，但也可以使接收器3的整體為碳化硅膜(SiC)制。另外，為了增大與空間S內(nèi)的空氣A的接觸面積，可以將接收器3的外表面形成凹凸形狀。第2實(shí)施方式圖4為表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的圖。本實(shí)施方式具備與前述第1實(shí)施方式同樣的構(gòu)成要素。因此，關(guān)于同樣的構(gòu)成要素，賦予共同的符號(hào)并省略重復(fù)說明。在該實(shí)施方式中，將接收器10的形狀形成與外罩5同樣具有上表面的圓筒形狀。 由于接收器10為具有上表面的圓筒形狀，因此接收器10的成型容易。由于開口 11的直徑大于之前的實(shí)施方式，因此通過反射而向外部飛出的太陽光L的成分有一些增加，但在開口 11變大的情況下，即使來自陽光反射鏡的太陽光L的聚光精度下降，也能夠進(jìn)入開口 11 內(nèi)。另外，通過使接收器10的圓筒形狀的高度變大，從內(nèi)表面的入射位置望向開口 11的立體角變小，因此在內(nèi)表面上散射的太陽光L進(jìn)一步朝向內(nèi)部空間的深處，從而提高太陽光L 的吸收效率。第3實(shí)施方式圖5為表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式的圖。本實(shí)施方式具備與前述實(shí)施方式同樣的構(gòu)成要素。因此，關(guān)于同樣的構(gòu)成要素，賦予共同的符號(hào)并省略重復(fù)說明。該實(shí)施方式表示將接收器12與外罩13 —體地形成的例子。外罩13被分割成上側(cè)構(gòu)件14和下側(cè)構(gòu)件15，并通過周邊的凸緣14f、15f而相互焊接。接收器12與前述第1 實(shí)施方式同樣地為開口 16狹窄的類型的倒置容器形狀，利用相同的材料、以連續(xù)的狀態(tài)由下側(cè)構(gòu)件15的底面一體地成型。排煙孔7由上側(cè)構(gòu)件14形成，以與接收器12的上部貫通的狀態(tài)進(jìn)行焊接。在該實(shí)施方式中，流過作為加熱流體的水W。在使水W從入口 8進(jìn)入，并通過空間 S內(nèi)的期間，水W與接收器12接觸而被加熱，變成熱水W從出口 9取出。該實(shí)施方式中，由外罩13的一部分一體形成接收器12，因此在兩者間不會(huì)產(chǎn)生間隙，在流過水W這樣的液體作為加熱流體的情況下是適宜的。該實(shí)施方式中以水W作為加熱流體為例，但也可以為油等液體。另外，可以在接收器12的內(nèi)表面上實(shí)施具有耐熱性的黑色涂漆。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，由于接收器的外側(cè)被外罩覆蓋，接收器不暴露在外界空氣中，不會(huì)因?yàn)榕c風(fēng)的接觸而導(dǎo)致熱散失，因此能夠?qū)崿F(xiàn)熱效率的提高。即使接收器的外側(cè)被外罩覆蓋， 由于在下側(cè)具有開口，因此也能夠?qū)⑼ㄟ^陽光反射鏡反射的太陽光從開口導(dǎo)入接收器的內(nèi)部，從而能夠在接收器的內(nèi)表面上確實(shí)地接收太陽光。由于在接收器與外罩之間形成加熱流體的空間，因此如果在該空間中導(dǎo)入加熱流體，則加熱流體與接收器的外表面接觸而被加熱。另外，由于接收器為在下側(cè)具有開口的倒置容器形狀，因此在接收器的內(nèi)部被加熱的空氣滯留在接收器的內(nèi)部，起到維持接收器的高溫的作用。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，由于接收器的開口的直徑小于內(nèi)部的直徑，立體角小，因此導(dǎo)入接收器內(nèi)的太陽光即使在接收器的內(nèi)表面上被反射，從開口朝向外部的成分也很少。另外，由于接收器為固體的碳化硅制或用碳化硅膜覆蓋整個(gè)表面的固體的碳材料制，因此接收器的內(nèi)表面為碳化硅膜的黑色，太陽光的吸收率高。另外，由于接收器至少表面由碳化硅膜形成，因此耐熱性優(yōu)異。另外，由于在外罩的內(nèi)表面上形成鏡面涂層，因此在加熱流體為空氣等透明氣體的情況下，能夠?qū)⒃醋愿邷氐慕邮掌鞯妮椛錈嵩俅畏瓷渲两邮掌鱾?cè)，防止源自接收器的熱的輻射。另外，由于由外罩的一部分一體形成接收器，因此在兩者間不會(huì)產(chǎn)生間隙，在流過液體作為加熱流體的情況下是適宜的。美國指定本國際專利申請(qǐng)涉及美國指定，關(guān)于2009年4月16日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)第 2009-99980號(hào)(2009年4月16日申請(qǐng))，基于美國專利法第119條(a)，援引優(yōu)先權(quán)的利益，引用該公開內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種太陽光聚光系統(tǒng)，其為由在規(guī)定的高度設(shè)置的接收器和設(shè)置在接收器的周邊的地上、向接收器反射太陽光的陽光反射鏡構(gòu)成的太陽光聚光系統(tǒng)，其特征在于，所述接收器為在下側(cè)具有太陽光導(dǎo)入用的開口的倒置容器形狀，在所述接收器的外側(cè)設(shè)置包圍接收器的開口以外的部分且在與所述接收器之間形成加熱流體用的空間的外罩。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽光聚光系統(tǒng)，其特征在于，所述接收器的開口的直徑小于內(nèi)部的直徑。
3.如權(quán)利要求1或2所述的太陽光聚光系統(tǒng)，其特征在于，所述接收器由固體的碳化硅制成或由碳化硅膜覆蓋整個(gè)表面的固體碳材料制成。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的太陽光聚光系統(tǒng)，其特征在于，在所述外罩的內(nèi)表面上形成鏡面涂層。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的太陽光聚光系統(tǒng)，其特征在于，所述接收器由與外罩相同的材料、以從外罩連續(xù)的狀態(tài)與外罩一體形成。
全文摘要
由于接收器(3)的外側(cè)被外罩(5)覆蓋，接收器(3)不暴露在外界空氣中，不會(huì)因?yàn)榕c風(fēng)的接觸而導(dǎo)致熱散失，因此能夠?qū)崿F(xiàn)熱效率的提高。即使接收器(3)的外側(cè)被外罩(5)覆蓋，由于在下側(cè)具有開口(4)，因此也能夠?qū)⑼ㄟ^陽光反射鏡(2)反射的太陽光(L)從開口(4)導(dǎo)入接收器(3)的內(nèi)部，從而能夠在接收器(3)的內(nèi)表面上確實(shí)地接收太陽光。
文檔編號(hào)G02B5/08GK102362130SQ20108001309
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2010年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月16日
發(fā)明者中村勝重 申請(qǐng)人:三鷹光器株式會(huì)社