專利名稱：太陽光線熱轉換裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及太陽光線熱轉換裝置。
背景技術：
公知有下述光束下射(BEAM-DOWN)式太陽聚光裝置利用被稱為定日鏡的多個反射鏡將太陽光線向支撐于高塔的頂部的中心鏡反射，并將從中心鏡向下反射的太陽光線集中到一點而獲得熱量(例如，參照日本國特開平11-119105號公報)。在這種光束下射結構的場合，利用被向下反射的太陽光線直接加熱金屬制的線圈，從而使在線圈的內部循環的水變換為水蒸氣。但是，如以往那樣，在利用太陽光線直接加熱金屬線圈的結構中，由于金屬線圈表面的金屬色反射太陽光線，無法進行高效的熱轉換。由于金屬線圈的表面因太陽光線而成為高溫，所以即使在表面實施黑色涂裝也容易剝落。
發明內容
本發明是著眼于這種現有技術而完成的，其目的在于提供能夠高效地將太陽光線轉換為熱的太陽光線熱轉換裝置。根據本發明的技術方案，太陽光線熱轉換裝置是在上部敞開型的耐熱容器內保持低熔點載熱體并在低熔點載熱體的表面以與低熔點載熱體接觸的狀態支撐受光板的結構， 上述太陽光線熱轉換裝置的特征在于，上述受光板是固體碳化硅制或用碳化硅膜覆蓋全面的固體碳材料制。
圖1是表示本發明的第一實施方式的太陽聚光裝置的整體圖。圖2是表示熱轉換裝置的剖視圖。圖3是表示受光板及耐熱容器的立體圖。圖4是表示受光板及耐熱容器的表面的碳化硅膜的放大剖視圖。圖5是表示本發明的第二實施方式的熱轉換裝置的剖視圖。
具體實施例方式(第一實施方式)圖1 圖4是表示本發明的第一實施方式的圖。符號1是作為中心鏡(七 > 夕一的橢圓鏡，由未圖示的支撐塔以朝下的狀態設置在規定的高度位置。在橢圓鏡1
的中央形成有圓形開口 la。橢圓鏡1的鏡面形狀是橢圓面的一部分，在該橢圓鏡1下方存在第一焦點A和第二焦點B。在該橢圓鏡1的下方設置有用于將太陽光線L轉換為熱能的熱轉換裝置2，在該熱轉換裝置2的上部設置有大致錐形筒狀的聚光鏡3。并且，在熱轉換裝置2的周圍的地面上以包圍橢圓鏡1的狀態設有多個定日鏡4。
各定日鏡4由未圖示的傳感器控制成，被反射后的太陽光線L通過第一焦點A。只要被定日鏡4反射后的太陽光線L通過第一焦點A，則用橢圓鏡1向下反射，一定在第二焦點B聚光，并經過聚光鏡3到達熱轉換裝置2。熱轉換裝置2具備在上部具有開口 5的輕型發泡混凝土(ALC)制的箱6，在開口 5 設置有上述聚光鏡3。在箱6內設有黑碳材料制的耐熱容器7，在該耐熱容器7內保持有作為低熔點載熱體的錫8。在錫8的表面漂浮有黑碳材料制的受光板9。在錫8內以曲折的狀態設有熱轉換用的管10。在管10內，從一側供給作為載熱體的水W，從另一側排出水蒸氣S。耐熱容器7做成具有從圓形的底面向上方擴展的錐形狀的側面部的上部敞開型的形狀。形成該耐熱容器7的黑碳材料的全面由碳化硅膜(Si C) 11覆蓋。浮在錫8的表面的受光板9是圓板形狀，該受光板9也是全面由碳化硅膜11覆蓋的黑碳材料制。由于碳化硅膜11自身是黑色，因此若如果用聚光鏡3聚光后的太陽光線L 與受光板9接觸，則能夠以高吸收率(大約95%)被吸收并轉換為熱。由受光板9轉換后的熱傳遞給錫8，當溫度達到熔點)時，則錫8成為熔融狀態。由于熔融后的錫8以潤濕的狀態與受光板9及管10接觸，因此傳熱效率高，在管10 內通過的水W可靠地被變換為水蒸氣S。由于形成受光板9的黑碳材料的比重比錫8小，因此即使錫8熔融，受光板9也成為浮在其表面的狀態，不會沉入錫8的內部。受光板9的全面用碳化硅膜11覆蓋，由于碳化硅膜11自身具有非常高的耐熱性，并且不會使內部的黑碳材料與空氣接觸，因此即使受光板9變得高溫也不會燃燒。由于耐熱容器7的表面也用碳化硅膜11覆蓋，因此如果太陽光線與露出的部分接觸，則在此太陽光線也被吸收并轉換為熱，有助于錫8的加熱。在從受光板9對錫8加熱的最初階段，錫8以固體原狀被加熱產生熱膨脹。此時， 若錫8和耐熱容器7的內表面的密合性強，則應力集中在錫8及耐熱容器7的一部分，有可能導致局部的變形及破損。但是，在該實施方式中，由于用由碳化硅膜11覆蓋的黑碳材料形成耐熱容器7，因此與用金屬形成耐熱容器7的場合相比，兩者間的接觸力小，錫8相對于耐熱容器7的內表面可容易地滑動。并且，由于耐熱容器7是上方擴展的錐形狀，因此錫8在固體的狀態下容易向上方滑動。因此，在錫8及耐熱容器7上不產生應力集中的部位，不會產生局部的變形或破損。在該實施方式中，使受光板9及耐熱容器7為用碳化硅膜11覆蓋的黑碳材料制， 但也可使整體為碳化硅制。另外，表示了使一張受光板9浮在錫8的表面的例子，但也可以使多張小尺寸的受光板9浮在錫8的表面。在本實施方式中，表示了在管10內使水W通過并變為水蒸氣S的例子，但還可以在管10內作為熱移動流體使空氣通過。通過管10后的空氣變成高溫，在其他裝置中循環， 從而能夠將錫8的熱傳導到該裝置。另外，作為低熔點載熱體，代替錫8，也可使用鉛、焊錫等低熔點金屬。(第二實施方式)圖5是表示本發明的第二實施例的圖。另外，本實施方式以后的實施方式具備與上述第一實施方式相同的構成要素。由此，對那些相同的構成要素標注共同的符號，并省略重復的說明。在該實施方式的熱轉換裝置12中，耐熱容器13是不銹鋼制。另外，受光板14是具有從圓形的底面向上方擴展的錐形狀的側面部的上部敞開型。并且，在受光板14和耐熱容器13之間保持有作為低熔點載熱體的熔融鹽15。熔融鹽15是硝酸鉀和硝酸鈉的混合物，在熔點即大約140°C左右為液態。在耐熱容器13的上端固定有從上方按壓因浮力將要上浮的受光板14的凸緣件16。在熔融鹽15內設有管17。根據該實施方式，由于受光板14是上部敞開型的形狀，因此接受太陽光線L的面積大。另外，與熔融鹽15接觸的面積也大。因此，能夠使熔融鹽15盡快成為熔化狀態。另外，由于受光板14及耐熱容器13的側面部傾斜為錐形狀，并且在耐熱容器13的底部周圍熔融鹽15也被加熱，因此熔融后的熔融鹽15容易對流而緩和溫度不均，具有進一步提高熱交換效率的效果。另外，熔融鹽15與錫等相比便宜，有利于節省成本。另外，對于熔融鹽 15，可以只使用其自身，也可以混合即使加熱也不會熔化的固體蓄熱材料地使用。發明效果根據本發明，由于使浮在低熔點載熱體的表面且接受太陽光線的受光板為固體碳化硅制或用碳化硅膜覆蓋全面的固體碳材料制，因此表面為碳化硅膜的黑色，太陽光線的吸收率高。由于受光板至少表面用碳化硅膜形成，因此耐熱性優良。由于低熔點載熱體熔化成為液態的熱源，因此可根據耐熱容器的形狀取得任何方式，從而能夠增大接觸面積并提高熱轉換效率。另外，由于低熔點載熱體是錫、鉛、焊錫中任一種的低熔點金屬，因此可得到溫度高的液態熱源。另外，由于低熔點載熱體是熔融鹽，因此在成本方面是有利的。另外，由于耐熱容器是上方擴展的錐形狀，因此即使低熔點載熱體在加熱時或冷卻時在固體狀態下引起熱膨脹所致的體積變化，低熔點載熱體相對于耐熱容器的內表面可容易地滑動，在低熔點載熱體及耐熱容器上不產生應力集中部位。因此，不會在低熔點載熱體或耐熱容器上產生局部的變形或破損。另外，由于耐熱容器是固體碳化硅制或用碳化硅膜覆蓋全面的固體碳材料制，因此即使是耐熱容器也能夠在露出部吸收太陽光線并轉換為熱。另外，與使耐熱容器為金屬制的場合相比，由于與固體的低熔點載熱體的接觸力(在邊界面的相互作用)小，在低熔點載熱體膨脹時容易滑動，因此能夠減小對耐熱容器的應力。再有，由于受光板是上部敞開型的容器形狀，因此能增大受光面積，并且增加與低熔點載熱體接觸的面積，能夠使低熔點載熱體盡快成為熔化狀態。(美國指定)本國際專利申請涉及美國指定，對于2008年12月M日申請的日本國專利申請第 2008-327647號(2008年12月24日申請)援用基于美國專利法第119條(a)的優先權的利益，并引用該公開內容。
權利要求
1.一種太陽光線熱轉換裝置，是在上部敞開型的耐熱容器內保持低熔點載熱體并在低熔點載熱體的表面以與低熔點載熱體接觸的狀態支撐受光板的結構，上述太陽光線熱轉換裝置的特征在于，上述受光板是固體碳化硅制或用碳化硅膜覆蓋全面的固體碳材料制。
2.根據權利要求1所述的太陽光線熱轉換裝置，其特征在于， 低熔點載熱體是錫、鉛、焊錫中的任一種的低熔點金屬。
3.根據權利要求1所述的太陽光線熱轉換裝置，其特征在于， 低熔點載熱體是熔融鹽。
4.根據權利要求1 3任一項所述的太陽光線熱轉換裝置，其特征在于， 耐熱容器是上方擴展的錐形狀。
5.根據權利要求4所述的太陽光線熱轉換裝置，其特征在于， 耐熱容器是固體碳化硅制或用碳化硅膜覆蓋全面的固體碳材料制。
6.根據權利要求1 5任一項所述的太陽光線熱轉換裝置，其特征在于， 受光板是上部敞開型的容器形狀。
全文摘要
本發明提供一種太陽光線熱轉換裝置。由于使浮在低熔點載熱體即錫(8)的表面并接受太陽光線(L)的受光板(9)為用碳化硅膜(11)覆蓋全面的固體碳材料制，因此表面為碳化硅膜(11)的黑色，太陽光線(L)的吸收率高。并且，由于受光板(9)至少表面用碳化硅膜(11)形成，因此耐熱性優良。
文檔編號F24J2/24GK102257331SQ20098015179
公開日2011年11月23日 申請日期2009年12月24日 優先權日2008年12月24日
發明者中村勝重 申請人:三鷹光器株式會社