專利名稱：太陽光線熱轉(zhuǎn)換裝置用的熱交換結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽光線熱轉(zhuǎn)換裝置用的熱交換結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
作為太陽聚光裝置，已知有如日本特許公開公報特開平11-119105號所例示的太陽聚光裝置，即使用多個被稱作定日鏡的一次鏡子，把太陽光線向著被高塔頂部支撐的二次鏡子反射，從二次鏡子進(jìn)一步向下反射，把太陽光線匯集于地面上的一點的光束向下 (beam down)式太陽聚光裝置。已知在使用這種光束向下結(jié)構(gòu)時，通過把向下反射的太陽光線投射在受光板上， 能夠使受光板達(dá)到1000度以上的高溫。

發(fā)明內(nèi)容
如上所示，通過利用太陽光線來直接加熱受光板，使得受光板達(dá)到非常高的溫度， 因此如果能夠通過熱交換來導(dǎo)出這部分的熱，那么將是非常有用的。但是，由于受光板的溫度太高，所以并不能夠使受光板和熱交換用的流體(水、油等)直接接觸，至今仍然沒有提出有用的熱交換結(jié)構(gòu)。本發(fā)明是著眼于上述現(xiàn)有技術(shù)而完成的，目的在于提供一種能夠和高溫的受光板安全地?zé)峤粨Q的、太陽光線熱轉(zhuǎn)換裝置用的熱交換結(jié)構(gòu)。從本發(fā)明的技術(shù)方面來講，就太陽光線熱轉(zhuǎn)換裝置用的熱交換結(jié)構(gòu)而言，太陽光線熱轉(zhuǎn)換裝置在上部開放型的耐熱容器內(nèi)保持有低熔點金屬，在低熔點金屬的表面上浮有碳材料制的受光板，太陽光線可以從上側(cè)投射在該受光板上；所述熱交換結(jié)構(gòu)的特征在于， 把該太陽光線熱轉(zhuǎn)換裝置收納于絕熱材料制的外殼內(nèi)，在太陽光線熱轉(zhuǎn)換裝置和外殼之間的空間內(nèi)以與太陽光線熱轉(zhuǎn)換裝置不接觸狀態(tài)配置有流動熱交換用流體的管子。


圖I是表示本發(fā)明的一個實施方式的太陽聚光裝置的整體圖；圖2是表示太陽光線熱轉(zhuǎn)換裝置的截面圖；圖3是表示受光板的斜視圖。
具體實施例方式基于圖I 圖3來說明本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式。符號I是作為二次鏡子的橢圓鏡，通過圖中并沒有示出的支撐塔以向下的狀態(tài)設(shè)置在規(guī)定高度的位置上。橢圓鏡I的鏡面形狀是旋轉(zhuǎn)橢圓面的一部分，在旋轉(zhuǎn)橢圓面的長軸方向的下方，存在著作為共焦點的第I 焦點A和第2焦點B。在該橢圓鏡I的下方，設(shè)置有用于把太陽光線L轉(zhuǎn)換為熱能的太陽光線熱轉(zhuǎn)換裝置3。太陽光線熱轉(zhuǎn)換裝置3收納于在上部具有開口 4的、輕質(zhì)加氣混凝土 (ALC)制的外殼5內(nèi)。在外殼5的開口 4處，設(shè)置有大致為錐形筒狀的聚光鏡6。另外，在外殼5的內(nèi)表面上可以涂覆用于反射對外熱輻射的反射膜。在太陽光線熱轉(zhuǎn)換裝置3的周圍的地面上，以包圍橢圓鏡I的狀態(tài)，設(shè)置有多個作為一次鏡子的定日鏡7。各個定日鏡7通過圖中并沒有示出的感應(yīng)器來進(jìn)行控制，以使得被反射的太陽光線L通過第I焦點A。只要定日鏡7反射的太陽光線L通過第I焦點A，則太陽光線被橢圓鏡I向下反射必然聚光于第2焦點B，經(jīng)由聚光鏡6到達(dá)太陽光線熱轉(zhuǎn)換裝置3。在外殼5內(nèi)，以與外殼5之間設(shè)有空間的狀態(tài)設(shè)置有耐熱金屬制的耐熱容器8。耐熱容器8具有上部開放型的形狀，該上部開放型的形狀具有從圓形的底面開始向上變寬的錐狀的側(cè)面部。在耐熱容器8內(nèi)，保持有作為低熔點金屬的錫9。錫9是熔點為32°C、通過接受太陽光線而被加熱就能夠熔融的低熔點金屬。在錫9的表面上浮有受光板10。受光板10是黑色碳材料所制，表面被碳化硅膜(SiC)所覆蓋。該受光板10也具有與耐熱容器8相同的上部開放型的容器形狀。在該實施方式中，耐熱容器8、錫9、受光板10構(gòu)成了太陽光線熱轉(zhuǎn)換裝置3。在耐熱容器8的周圍，熱交換用的管子11以螺旋狀態(tài)配置。管子11與耐熱容器 8以不接觸的方式配置，在兩者之間確保有間隙。在太陽光線熱轉(zhuǎn)換裝置3的上方，螺旋狀地配置有別的管子12。該上側(cè)的管子12， 配置在與從聚光鏡6照射的太陽光線L不相干涉的位置上。而且，下側(cè)的管子11和上側(cè)的管子12通過圖中未示出的柔性管連接，下側(cè)的管子11相對于耐熱容器8能夠上下移動。通過下側(cè)的管子11的上下移動，來改變下側(cè)的管子11和耐熱容器8之間的間隙的間隔。在管子11內(nèi)，流動作為熱交換用的流體的油H。油H的耐熱溫度約為400°C。如果超過400°C，則油H的物性發(fā)生變化。在不到400°C的情況下，油H被加熱，可以把熱導(dǎo)出到外部。下面說明本實施方式的太陽光線熱轉(zhuǎn)換裝置3的作用。首先，太陽光線L投射在受光板10上，由受光板10轉(zhuǎn)換為熱。由于受光板10為上部開放型的容器形狀，所以與平板相比受光面積增加，可以把受光板加熱到更高的溫度。因為受光板10是由表面被碳化硅膜覆蓋的碳材料所制，所以光吸收性良好，耐熱性也良好。通過受光板10而由光轉(zhuǎn)換而來的熱，傳遞給錫9，當(dāng)溫度達(dá)到熔點時，錫9成為熔融狀態(tài)。熔融之后的錫9存在于受光板10和耐熱容器8之間，對這兩者通過液面來接觸， 所以從受光板10向耐熱容器8的熱傳導(dǎo)良好。因此，由受光板10、錫9、耐熱容器8所構(gòu)成的太陽光線熱轉(zhuǎn)換裝置3整體成為非常高溫的熱源，向周圍放射輻射熱。管子11之中流動的油H，主要以該輻射熱為熱源隔著管子11、12被加溫。由于通過輻射熱來加溫，所以不存在因溫度過高而造成作為熱介質(zhì)的油H的物性遭到破壞這樣的情況。另外，由于靠近太陽光線熱轉(zhuǎn)換裝置3的、輻射熱的加溫效率高的下側(cè)的管子11 可以上下自由移動，所以可以調(diào)整管子11和耐熱容器8之間的間隙。因此，可以調(diào)整對管子11的輻射熱量，能夠最為恰當(dāng)?shù)卣{(diào)整在內(nèi)部流動的油H的溫度。在該實施方式中，受光板10是用碳化硅膜所覆蓋的黑色碳材料所制，也可以整體都用碳化硅制造。另外，作為低熔點金屬，可以使用鉛、軟釬料來代替錫9。
發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，流動熱交換用的流體的管子和包含受光板的太陽光線熱轉(zhuǎn)換裝置并不接觸，通過從太陽光線轉(zhuǎn)換裝置放射的輻射熱來加熱管子內(nèi)的流體，由于具有這樣的結(jié)構(gòu)，所以是安全的。由于太陽光線熱轉(zhuǎn)換裝置處于非常高的溫度，所以即使是輻射熱也可以確實地加熱流體。由于受光板是上部開放型的容器形狀，所以與平板相比受光面積增加，能夠把受光板加熱到更高的溫度。此外，管子相對于太陽光線熱轉(zhuǎn)換裝置是可以上下自由移動的，所以通過調(diào)整管子和太陽光線熱轉(zhuǎn)換裝置之間的間隙，可以調(diào)整作用于管子的輻射熱量。另外，由于受光板是固體的碳化硅所制或者是整個面被碳化硅所覆蓋的固體碳材料所制，所以太陽光線的吸收率高，耐熱性也優(yōu)異。
權(quán)利要求
1.一種太陽光線熱轉(zhuǎn)換裝置用的熱交換結(jié)構(gòu)，其特征在于，太陽光線熱轉(zhuǎn)換裝置在上部開放型的耐熱容器內(nèi)保持有低熔點金屬，在低熔點金屬的表面上浮有碳材料制的受光板，太陽光線從上側(cè)投射在所述受光板上，所述太陽光線熱轉(zhuǎn)換裝置被收納于絕熱材料制的外殼中，在太陽光線熱轉(zhuǎn)換裝置和外殼之間的空間內(nèi)以與太陽光線熱轉(zhuǎn)換裝置不接觸狀態(tài)配置有流動熱交換用流體的管子。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱交換結(jié)構(gòu)，其中，受光板為上部開放型的容器形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的熱交換結(jié)構(gòu)，其中，管子相對于太陽光線熱轉(zhuǎn)換裝置可上下自由移動。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的熱交換結(jié)構(gòu)，其中，受光板是由固體碳化硅所制或者是整個面被碳化硅膜覆蓋的固體的碳材料所制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽光線熱轉(zhuǎn)換裝置用的熱交換結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，流動熱交換用的油H的管子(11)和包含受光板(10)的太陽光線熱轉(zhuǎn)換裝置(3)以不接觸的方式配置，通過由太陽光線熱轉(zhuǎn)換裝置(3)放射的輻射熱對管子(11)內(nèi)的油H進(jìn)行加熱。由于太陽光線熱轉(zhuǎn)換裝置(3)的溫度非常高，所以即使輻射熱也可以確實地加熱油H。由于受光板是上部開放型的容器形狀，所以與平板相比受光面積增加，可以把受光板(10)加熱到更高的溫度。
文檔編號F24J2/04GK102607187SQ20111002775
公開日2012年7月25日 申請日期2011年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月24日
發(fā)明者中村勝重 申請人:三鷹光器株式會社