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JPS59208349A - レシ−バ装置 - Google Patents

レシ−バ装置

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Publication number
JPS59208349A
JPS59208349A JP59091702A JP9170284A JPS59208349A JP S59208349 A JPS59208349 A JP S59208349A JP 59091702 A JP59091702 A JP 59091702A JP 9170284 A JP9170284 A JP 9170284A JP S59208349 A JPS59208349 A JP S59208349A
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JP
Japan
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receiver device
duct
areas
air
section
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JP59091702A
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JPH0581813B2 (ja
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ハンス・フリツカ−
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Sulzer AG
Original Assignee
Sulzer AG
Gebrueder Sulzer AG
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Publication date
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Publication of JPH0581813B2 publication Critical patent/JPH0581813B2/ja
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    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G6/00—Devices for producing mechanical power from solar energy
    • F03G6/06—Devices for producing mechanical power from solar energy with solar energy concentrating means
    • F03G6/064—Devices for producing mechanical power from solar energy with solar energy concentrating means having a gas turbine cycle, i.e. compressor and gas turbine combination
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/80—Solar heat collectors using working fluids comprising porous material or permeable masses directly contacting the working fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
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  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は集中太陽放射熱エネルギーの変換のためのレシ
ーバ装置に係る。この種レシーバ装置は周知のものであ
り塔上に配置され調整式の鏡により太陽放射熱を受ける
。レシーバ装置には熱受容媒体により内面を冷却した管
の形態をした熱交換表面か設けられている。大きな熱伝
達率にまり管壁は高い温度差をこうむる。管壁の強度な
らびに熱応力を考えると管材料をきわめて高い温度に加
熱するのは不可能とされ、従って冷却媒体も又きわめて
高い温度に加熱できない。このように従来のレシーバ装
置は比較的低効率の太陽エネルギー変換器である。
本発明の目的とする所は冷却媒体を従来可能とされたよ
りも高い温度に加熱できるようなレシーバ装置の提供に
ある。本発明によれば、上記目的達成のため装置には繊
維状の吸収材で形成され一部放射にさらけ出したゆるみ
構成体がほぼ放射の方向に延びるダクトの入り口部分に
配置されて設けられ、ダクトは冷却媒体として空気を上
記構成体に通すための装置に連通している。
本発明によれは、太陽放射熱は上記構成体に使用する繊
維状材料のかなりの深さに吸収される。
適当な空気速度の下では構成体の比較的細い繊細を介し
てきわめて大きな熱伝達が行われ、各繊維は全部の放射
が入射するダクト入口において４００Ｋ位の温度に冷却
空気と相対的に加熱され、この温度は構成体の深さの増
加にともない即ち空気温度が上昇するにつれゼロに向け
減少する。その結果、構成体材料の最大温度は空気の最
大温度をいちじるしく超え上昇することはない。本発明
のレシーバ装置のもう一つの利点は構成体材料にかかる
機械的応力がきわめて減少する点にある。
本発明のレシーバ装置では１０００℃以上の空気温度が
なんらの目立った材料問題をともなうことなしに容易に
得ることができる。
特許請求の範囲第２項に記載の如く耐熱金属ワイヤは構
成体材料としてきわめて好適である。
請求の範囲第３項記載の如く金属ワイヤを垂直に懸架し
その周りに空気をほゞ水平方向に流す構成により構成体
材料の受ける機械的応力が殆どなくなることが保証され
る。請求の範囲第４項記載の如く、編み金属マットを構
成体材料として使用することにより構成体の振動を大幅
に低減するという利点がもたらされる。
若しダクトの横断面に対し太陽放射が非常に、まちまち
な強度でつき当る場合には、請求の範囲第５項から第７
項に記載の如く比較的に放射密度の大きいダクト横断面
の区域にはその小さい区域よりも大量の空気を流すよう
に異なった制止装置を設けることにより構成体の出口に
おける最終温度がダクト横断面にわたりきわめて均一に
なるようこれを保証できる。
請求の範囲第８項又は第９項に記載の如く、ダクトを空
気流の方向に分割するよう壁を設け、各ダクト区画を通
る空気流を調節式の制止装置で調整できるように構成し
たり、又は構成体を出口で測った空気温度により自動的
に制止装置を調整しその温度を共通の設定値にコントロ
ールするように構成して最終温度を均等化する。
又、請求の範囲第１０項記載の如く少くとも１つの制止
装置を常時完全に開状態に保つようコントロール回路を
形成することにより構成体を通ずる圧力降下がきわめて
低下する。第１１項記載の如く、ダクトの外周域で空気
流の速度成分の大部分が半径方向内方に向かうようそら
せ壁を設けることによっても出口の空気温度の均等化を
計ることができる。
この温度均等化のための上述せる実施可能性のすべては
、構成体内の最高温度は空気の平均の最終温度を越える
こときわめて僅かである点を保証することをその目的と
している。
次に、添付図面にもとづいて本発明の詳細につき下記説
明する。
第１図において、冠頂部３を有する塔２が凹状の特定区
域１上に配置されている。それぞれ１平方メートルの面
積の鏡６が支持具５上に回転できるよう取付けられ支持
具５は塔２と同心伏の円弧上に配置された段丘４上に設
けられている。入射太陽放射エネルギーが冠頂部域の限
定区域に反射されるように鏡６は連続的にサーボモータ
により調整される。この限定区域は頂部壁１１と底部壁
１２と（第１図には見られないが）側壁１３を有するダ
クト１０の入口部分の内側にある。ダクト１０は大気を
吸い込み流れ横断面（図示省略）を通して排出する装置
１５（点線に示す）に延びている。
繊維状吸収材のゆるみ構成体２０がダクト１０の入口部
分におかれている。
この構成体２０は第２図に拡大した水平断面図に示され
ている。構成体２０は耐熱金属より作られ例えば１ｍｍ
の直径を有する垂直に懸架するワイヤ２２を有している
。ワイヤ２２は頂端をダクト壁１１に固定しその底端に
それぞれ下げ振りの形をした円筒形のおもり２４が保持
されている。これらのおもりはダクト壁に上方のつり床
を形成している。横方向に互いに接しているおもり２４
は同時にワイヤ２２を互いにへだてる働きをしている。
おもり２４の前列はおもりと壁１２との間の隙間をつな
ぐ縁部１４に接触している。
第２図に示すように、ワイヤ２２は互いに食い違いにな
つている。しかし、この食い違いは均一でなく、ワイヤ
間にまつすぐな連続した通路が形成されてないようにな
っている。従って、矢印３０で示した方向に構成体２０
上に入射する太陽放射エネルギーは構成体２０に入り込
むことはできてもこれを通り抜げることはできない。
空気が矢印３１に示すように構成体２０に送られ、ワイ
ヤ２２な冷却し加熱される。
第６図において下降カーブ４０は構成体に入る太陽放射
エネルキーの強度を深さｔに対してプロツトしたパター
ンを表わしている。この入射放射エネルギーの強度は漸
近線状に減少する。構成体２０のワイヤ２２を通じて熱
に交換されその結果ワイヤは加熱される。ワイヤな通ず
る空気流も又ワイヤから熱を除き、ワイヤ２２はカーブ
４１に平均して等しい温度をとる。カーブ４２は構成体
の深さｔに対してプロットした平均の空気温度を表わす
。
第３図から明かな如く、ワイヤ２２の最初の列は通過時
まだ冷却状態の空気で徹底的に冷却されるので比較的低
温度に保たれる。構成体から周囲への再放射もそれに応
じて少く従って本発明によるレシーバ装置の放射エネル
ギー吸収はきわめて大きい。第３図から判るように、ワ
イヤの温度負荷は最大の空気温度近くに保たれ仮にその
温度を超えてもごく僅かである。
第３図には、ワイヤの第１列に要する材料は次の列に用
いられる材料より耐熱性が低くても良い点が示されてい
る。
第４図は構成体２０を完全に横方向一杯に示している。
構成体２０の前におかれたカーブ５０は入射太陽放射エ
ネルギーの強度Ｉのパターンを示している。太陽およひ
鏡の限られた限度ならびに避くべからざる散乱のため、
入射太陽放射エネルギーのパターンは正弦曲線の一部に
類似している。
構成体２０の出口におけるきわめて均一な温度分布を得
るため、ダクト方向に延びる壁５２により第４図に示す
ように構成体２０を分割する。異なった孔断面の孔あき
板５３により各分割ダクトの異なった制止度合いが得ら
れる。中央の分割ダクトには孔あき板がない。
プレート５３の孔あき横断面は、流れ横断面と呼ばれる
空気の集中流がその分割ダクトに入射する放射エネルギ
ー強度に比例するよう構成されている。この特徴により
構成体の出口におけるダクト１０全体の横断面にわたり
温度差が低くおさえられる。勿論、これらの分割ダクト
は単に水平方向に分けられるだけでなく同様に垂直方向
にも分けられる。
第５図は出ロ温度を均一にするもう一つの方法を示して
いる。ワイヤ間のへだたりはダクトの中心におけるより
もダクト壁近くで小さく、そのためダクト縁部における
流れ抵抗は中心部よりも大きい。この場合、ダクト幅単
位当りのワイヤの必要本数がダクトの中心よりその縁部
で少くて済む。
縁部近くの流れ抵抗を増加するため、第６図に示す如く
ダクトの中心におけるよりも太いワイヤを縁部に使用す
ることができる。
ダクト１０の垂直断面を示した第７図において、構成体
２０は垂直にたれたワイヤ２０ａと編み金属マツト２２
ｂとにより形成されている。マット２２ｂは分割ダクト
壁上に支持されている。分割ダクトのすべては中心のも
のを除き調整式の制止装置５５を設けている。本例の場
合フラツプの形態をした制止装置はマツト２２ｂの下流
に位置した温度検出器５６によってコントロールされ、
中央の分割ダクト内で測った空気の出口温度が設定値又
は基準値として役割を果たす。
第８図においては、ダクト１０は構造体２０近くでらつ
ば状にしぼられ、これは最終温度を均一化するにに役立
つもう一つの特徴である。
好適にはワイヤ又は繊維の横方向およびもしくは深さの
分布が空気流れ方向に増加する。
レシーバ装置で発生する高温空気流はプロセス目的に使
用ができる。例えば、加熱で化学的に変える必要のある
粉末状の材料を空気流におき加熱後それを引き離すこと
ができる。空気を構成体に通すための装置は内部で高温
空気の上昇する接続煙突の形態をとることができる。プ
ロセスはかかる煙突又はその上端で実施ができる。処理
すべき粒子物質を煙突を通じ落下したりもしくは流動床
を内部に形成できるのはきわめて好適である。
レシーバ装置からのエネルギーは例えば第９図に図解せ
る如くこれを機械的又は電気的エネルギーに変態するこ
とができる。第９図において、ダクト１０は真空中に延
びるガスタービン６０に接続される。タービン出口はラ
イン６１を介し空気冷却器６２に接続する。この冷却器
内で冷却された大気圧以下の圧力の空気はライン６３を
通りコンプレツサー６４に送られコンプレツサーの出口
は煙突６５に接続している。タービン６０およびコンプ
レツサー６４はゼネレータ６６が配置された共通軸上に
おかれている。空気冷却器６２は内部で冷却した冷却空
気の少くとも一部がダクト１０の流入口に流れ込むよう
におかれている。
圧縮空気は煙突６５にでなくダクト１０の入口に送り込
むことができる。
圧縮空気の廃熱は必要な場合プロセス熱として使用でき
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は太陽エネルギーレシーバ装置の垂直断面図、第
２図は第１図よりはるかに拡大して示した構成体の水平
断面図、第３図は構成体の深さに対してプロツトした放
射エネルギー強度、空気温度および構成体温度のグラフ
、第４図から第６図はダクトの入口部分の水平断面図、
第７図はダクトの入口部分の垂直断面図、第８図はダク
トの入口部分の水平断面図、第９図は集めた太陽エネル
ギーを電気に変換するための装置の概略図解図である。 １０：ダクト；：ゆるみ構成体；２２：耐熱性金属ワイ
ヤ；２２ｂ：編み金属マツト；５２：壁；５３：制止装
置；５５：調整式制止装置代理人　５村ζ

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）集中せる太陽放射エネルギーを変換するためのレ
    シーバ装置にして、繊維状の吸収材料により形成され放
    射エネルギーに部分的にさらけ出されたゆるみ構成体が
    ほゞ放射エネルギーの方向に延びるダクトの入口部分に
    配置され、ダクトは空気を冷却媒体として構成体を通じ
    送るための装置に連通することを特徴とするレシーバ装
    置。
  2. （２）構成体は耐熱金属ワイヤにより形成されることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項によるレシーバ装置。
  3. （３）金属ワイヤは垂直にたれ下がりその周りをほぼ水
    平に空気が流れることを特徴とする特許請求の範囲第２
    項によるレシーバ装置。
  4. （４）構成体は編み金属マットを有することを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項から第３項のいづれか一つの項
    によるレシーバ装置。
  5. （５）比較的高い放射濃度の区域に比較的低い放射濃度
    の区域におけるよりも大量の空気流が発生するようにダ
    クトの横断面上特に放射の影部に異なれる制止装置が配
    置されることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第
    ４項のいづれか一つの項によるレシーバ装置。
  6. （６）ダクト横断面上の構成体の配置の濃度は、比較的
    高い放射濃度の区域に比較的低い放射濃度の区域におけ
    るよりも大量の空気流が発生するように入射する放射エ
    ネルギーに適合していることを特徴とする特許請求の範
    囲第１項から第５項のいづれか一つの項によるレシーバ
    装置。
  7. （７）吸収材料は比較的高い放射濃度の区域において比
    較的低い放射濃度の区域におけるよりも細い横断面を有
    していることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第
    ６項のいづれか一つの項によるレシーバ装置。
  8. （８）空気の流れ方回に延びる壁によりダクトが細分割
    され、それにより形成される要素ダクトを通る空気流は
    構成体の放射の影部に配置せる調整式の制止装置により
    調整できることを特徴とする特許請求の範囲第１項から
    第７項のいづれか一つの項によるレシーバ装置。
  9. （９）構成体の後方で測定される空気温度にもとづいて
    制止装置を自動的に調整し該温度な共通の設定値にコン
    トロールすることを特徴とする特許請求の範囲第８項に
    よるレシーバ装置。
  10. （１０）コントロール回路構成は少くとも１つの制止装
    置が常に完全に開いているような周知の方法によること
    を特徴とする特許請求の範囲第８項によるレシーバ装置
    。
  11. （１１）外周区域における空気流がダクトに対し半径方
    向内方に向けられたかなりの速度成分を有するようそら
    せ壁がダクト内に配置されることを特徴とする特許請求
    の範囲第１項から第１０項のいづれか一つの項によるレ
    シーバ装置。
JP59091702A 1983-05-09 1984-05-08 レシ−バ装置 Granted JPS59208349A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH2515/83-3 1983-05-09
CH2515/83A CH661976A5 (de) 1983-05-09 1983-05-09 Empfaenger zur nutzung von sonnenenergie.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59208349A true JPS59208349A (ja) 1984-11-26
JPH0581813B2 JPH0581813B2 (ja) 1993-11-16

Family

ID=4235517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59091702A Granted JPS59208349A (ja) 1983-05-09 1984-05-08 レシ−バ装置

Country Status (9)

Country Link
US (2) US4683872A (ja)
EP (1) EP0124769B1 (ja)
JP (1) JPS59208349A (ja)
AU (1) AU567343B2 (ja)
CH (1) CH661976A5 (ja)
DE (1) DE3473338D1 (ja)
ES (1) ES531998A0 (ja)
IN (1) IN160459B (ja)
ZA (1) ZA843308B (ja)

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