專利名稱：集熱器及使用該集熱器的太陽能利用裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及集熱器和作為利用太陽能的熱電聯(lián)供系統(tǒng)的太陽能熱水 器、太陽能發(fā)電裝置等太陽能利用裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的這種太陽能集熱器，如圖28及圖29所示，在剖面呈復合拋物 面(CPC)的落水管型的細長聚光反射鏡501的焦點配置集熱管502而構(gòu)成 集熱部503，將該集熱部503并排多個，由載熱體配管504將各自的集熱管 502連接，形成從載熱體入口 505到載熱體出口 506連成一個的管路。
另外，由光透射體507覆蓋聚光反射鏡501的開口側(cè)，由殼體508覆 蓋其他部分而形成密閉空間，使外部的空氣不與集熱管502接觸。
太陽光穿過光透射體507,被聚光反射鏡501反射，匯集到配置于其焦
點的集熱管502。匯集的太陽光的熱量被集熱管502的表面吸收并轉(zhuǎn)換成旌 量而將其中的載熱體加熱。
即，將/人載熱體入口 505向集熱管502流動的載熱體加熱后從載熱體 出口 506取出。此時，集熱管502成為高溫，因此將熱量向集熱管502周 圍的氣體散熱，但由于內(nèi)部被光透射體507和殼體508密封，故抑制了對 流帶來的向外部的散熱。
另外，通過光透射體507使太陽光幾乎全部透過，并且使從高溫的集 熱管502放射的紅外波長幾乎不向外部透過，由此抑制了向外部的熱放射。
這樣，通過很好地取入太陽能并且抑制轉(zhuǎn)換的熱量向外部的散熱損失， 故構(gòu)成了效率良好的太陽能集熱器(例如參照特開2002-228271號公報)。
在圖28及圖29所示的太陽能集熱器中，在集熱器502中使載熱體流 動并且進行加熱，使溫度逐漸上升，因此集熱管502或其內(nèi)部的載熱體的 溫度隨著從載熱體入口 505側(cè)附近的上游側(cè)到載熱體出口 506附近的下游 側(cè)而逐漸升溫。并且，其周圍的空氣等的溫度也隨著集熱部的溫度而逐漸
升溫o
通過含隔熱件的殼體508和光透射體507構(gòu)成的密封結(jié)構(gòu)等而形成隔 熱結(jié)構(gòu)，但是若內(nèi)部的集熱管502或載熱體的溫度較高，則與外部的溫度 差變大，故從集熱部503向外部的散熱量增加。
但是，在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中，由于從一端的集熱部順序地到相反一端，通過 載熱體配管504將集熱管502順序連接，故溫度最高的載熱體出口 506側(cè) 的集熱部503配置在離外界氣體最近的部位。
因此，接近該溫度最高的載熱體出口 506部分的散熱較大，作為太陽 能集熱器的效率變差，并且載熱體出口 506的溫度降低。
作為這種集熱器的另外一例，形成將集熱部和集熱管一體或者緊密連 接的結(jié)構(gòu)，使載熱體在集熱管循環(huán)并且將載熱體加熱(例如參照特開2003 -161534號7>才艮)。
這種情況下，在設于多個反射鏡下方的各自的集熱部上引繞集熱管， 因此具有由于集熱部的排列而使集熱管的引繞不自如的問題。
另外，若將反射鏡和集熱部小型化，則集熱管相對地增大，不能夠配 置在全部的集熱部上，另外，集熱管也密集配置多根，在集熱管的端部也 需要新的接頭，具有結(jié)構(gòu)復雜、加工成本上升的問題。
另外，作為現(xiàn)有的這種集熱器，在配置于中空箱狀殼體內(nèi)的反射板單 元與殼體的底部和反射板單元之間配置隔熱件(例如參照特開2005 -300138號7>才艮)。
這種情況下，若在熱電聯(lián)供系統(tǒng)中得到使載熱體蒸發(fā)并使蒸氣蝸輪旋 轉(zhuǎn)的高溫和熱量，則來自殼體的散熱損失增大，不能夠得到規(guī)定的溫度和熱量。
另外，以往，作為這種集熱器的反射鏡，具有使用槽狀的長形拋物面 反射鏡的情況，在連接該反射鏡的焦點的焦點軸上固定配置流通受熱流體 的集熱管，將拋物面反射鏡繞與焦點軸一致的旋轉(zhuǎn)軸自如轉(zhuǎn)動地軸支承，
將太陽追蹤裝置共軸地連結(jié)在拋物面反射鏡上(例如參照特開2001 -201187號7>才艮)。
這種情況下，由于是單體的單元，為了使受熱流體的溫度上升而需要 大的拋物面反射鏡，不能如太陽電池板這樣形成薄型結(jié)構(gòu)，因此難以作為 住宅的屋頂材料進行設置，并且有損外觀。
另外，集熱管雖然由真空的透明雙重壁構(gòu)成集熱部分，但是由于其他
路徑不設置特別的隔熱結(jié)構(gòu)，因此具有不能夠提高集熱器的集熱效率的問題。
另一方面，關于聚光，為了有效地將太陽光會聚，需要總是將聚光反 射鏡準確地對準太陽光。
因此，如圖30所示，作為現(xiàn)有的太陽光自動追蹤裝置，公知有如下的 結(jié)構(gòu)由菲涅爾透鏡將太陽光會聚，在該聚光部設置光纖509，將太陽光引 導到使用的位置。在該光纖509的聚光部附近設置有檢測光量的上升用微 調(diào)整傳感器501和下降微調(diào)整傳感器511。
若聚光的太陽光跟隨太陽的移動而從焦點的光纖509偏離并接觸到抵 接上升用微調(diào)整傳感器510或下降微調(diào)整傳感器511，則使微調(diào)整電路動作 來調(diào)整聚光位置，將上升用微調(diào)整傳感器510的輸出與下降微調(diào)整傳感器 511的輸出之差消除而進行動作，能夠?qū)⑻柟獾木酃馕恢每偸蔷酃庠诠饫w 509上(例如參照特開平9 - 229669號公報)。
這種情況下，由聚光反射鏡將太陽光匯集到集熱管并使載熱體流動而 將其加熱，因此可以高溫并有效地匯集熱量，但是隨著太陽的移動，為了 將太陽能有效地聚光而必須將聚光反射鏡總是準確對準太陽。
因此，在聚光部附近設置檢測光量的微調(diào)整傳感器，若會聚的太陽光 從焦點偏離并接觸到微調(diào)整傳感器，則通過每回的移動而調(diào)整，能夠與太 陽的射入方向?qū)R。
但是，暫時多云后等，太陽的方向與菲涅爾透鏡的光軸方向較大不同 時，則不能夠進行追蹤。
另外，使聚光部上下而由微調(diào)整傳感器的輸出變化得知太陽的方向， 因此，為了總是進行追蹤而需要使聚光部總是上下，為了防止該情況的發(fā) 生，以往設置兩個微調(diào)整傳感器而在太陽的方向在其之間移動期間使聚光 部停止。因此，通常，不能夠使聚光方向與太陽的方向一致，聚熱量減少， 作為太陽能集熱器的效率變差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述課題而構(gòu)成的，其目的在于，通過提高集熱器 內(nèi)的光向熱量的轉(zhuǎn)換效率，并且提高載熱體的加熱效率，及/或防止從集熱 器的散熱，有效地回收載熱體的熱量或者有效地形成蒸氣。
更加具體地說，為了解決上述現(xiàn)有問題而提供具有以下結(jié)構(gòu)的集熱器 將具有太陽追蹤裝置的集熱器緊湊地構(gòu)成，不損害作為住宅的屋頂材料的 美觀；能夠總是由受光量傳感器輸出判別反射鏡和太陽的位置方向；通過 在太陽能集熱器的內(nèi)側(cè)設置栽熱體出口 ，能夠降低從高溫部的散熱損失， 將載熱體有效地加熱，并且使出口溫度上升；對多個集熱部不進行復雜的 集熱管引繞，從集熱部有效地回收用于加熱載熱體的熱量；防止從殼體的 散熱，有效地回收形成載熱體蒸氣所需的熱量。
為了解決上述課題，本發(fā)明的集熱器，包括多個反射鏡，其用于會 聚太陽光；集熱部，其設置在所述多個反射鏡的各個上；旋轉(zhuǎn)支承部，其 以所述集熱部為旋轉(zhuǎn)中心而進行固定并且以所述反射鏡能夠旋轉(zhuǎn)的方式支 承其周圍；動作部，其使所述多個反射鏡一體地動作，并且沿各自的集熱 部向同一方向旋轉(zhuǎn)；驅(qū)動部，其與所述動作部連結(jié)；控制部，其用于控制 所述驅(qū)動部；外裝，其用于收納所述多個反射鏡、集熱部、動作部以及驅(qū) 動部。
由此，由于通過分割成多個反射鏡和集熱部而將反射鏡自身減小并且 將旋轉(zhuǎn)范圍縮小，故能夠降低外裝的高度方向并且較薄地形成，容易作為 屋頂材料進行設置。
另外，為了得到高溫的載熱體的蒸氣而將多個反射鏡、集熱部、動作 部和驅(qū)動部收納在外裝內(nèi)，降低從集熱部的散熱并提高集熱效率。
本發(fā)明的集熱器具有太陽追蹤裝置并且緊湊、薄型地構(gòu)成，可作為屋 頂材料進行設置，無損外觀美觀。
另外，防止從集熱部的散熱，有效地回收用于形成高溫栽熱體的蒸氣。
本發(fā)明的第一方面中，通過設置集熱器，可以高效地將太陽光會聚在 集熱部上，所述集熱部具有，反射并會聚太陽光的反射鏡、接受通過該反 射鏡會聚的太陽光的集熱部、評價相對于所述反射鏡的太陽光的方向的判 定裝置以及接受該判定裝置的信號并使所述反射鏡正對地朝向太陽移動的 驅(qū)動部。
在第二方面中，集熱器包括多個反射鏡，其用于會聚太陽光；集熱 部，其設置在所述多個反射鏡的各個上；旋轉(zhuǎn)支承部，其以所述集熱部為 旋轉(zhuǎn)中心而進行固定并且以所述反射鏡能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承其周圍；動作 部，其使所述多個反射鏡一體地動作，并且沿各自的集熱部向同一方向旋
轉(zhuǎn)；驅(qū)動部，其與所述動作部連結(jié)；控制部，其用于控制所述驅(qū)動部；外 裝，其用于收納所述多個反射鏡、集熱部、動作部以及驅(qū)動部，由此，反 射鏡自身減小并且旋轉(zhuǎn)范圍也縮小，故能夠降低外裝的高度方向且較薄地 構(gòu)成，可容易作為屋頂材料進行設置。
另外，由于在外裝內(nèi)收納有多個反射鏡、集熱部、動作部及驅(qū)動部， 故能夠降低散熱并提高集熱效率。
本發(fā)明第三方面，特別是第二方面的集熱部，為了使載熱體在內(nèi)部流 通而將一體的集熱管與多個反射鏡內(nèi)連通，由此，使載熱體被通過各自的
反射鏡集中的太陽光加熱，故能夠?qū)⑤d熱體的溫度維持在高溫并得到規(guī)定 的熱量。
本發(fā)明第四方面，特別是第二方面或第三方面的集熱部，在表面安裝 有吸收紅外線的選擇吸收膜，由此，能夠防止來自集熱部的紅外線放射而 將集熱部的溫度維持在高溫，將其熱量有效地傳導載熱體。
本發(fā)明第五方面，特別是第二方面 第四方面中任一方面的外裝，向 內(nèi)部注入并密封導熱率小的氣體，由此，能夠防止外裝內(nèi)的空氣對流帶來 的散熱，將反射鏡或動作部或驅(qū)動部的動作范圍大而造成的隔熱結(jié)構(gòu)不足 的部分覆蓋，因此能夠降低從外裝的散熱并提高集熱效率。
本發(fā)明第六方面，特別是第二方面 第五方面中任一方面的控制部， 對驅(qū)動部進行控制，以使反射鏡對應于季節(jié)和太陽在一天中的高度而旋轉(zhuǎn)， 由此，與各季節(jié)的日期和時刻的太陽高度對應而旋轉(zhuǎn)反射鏡，故能夠?qū)⒎?br> 射鏡反射的太陽光集中到集熱部，可在全年得到加熱載熱體所需的熱量和溫度。
本發(fā)明第七方面，特別是第二方面 第六方面中任一方面的控制部， 從輸入部輸入設置集熱器的臺架的傾斜角度和設置地點的經(jīng)度及絆度，由 此，與自動地較低地存儲在控制部中的基本數(shù)據(jù)相比，使與從臺架的傾斜 角度和設置地點看到的太陽的動作相對應的程序工作，故能夠獲取設置地 點的一年中最佳的太陽光，并且能夠得到加熱載熱體所需的熱量和溫度。
本發(fā)明第八方面，特別是第二方面 第七方面任一方面的集熱器，通 過在內(nèi)部設有位置檢測部，自動計測設置臺架的傾斜角度和設置地點的經(jīng) 度及緯度，將位置檢測部的數(shù)據(jù)與存儲的基本數(shù)據(jù)相比，控制部使與從設 置臺架的傾斜角度或設置地點看到的太陽的動作相對應的程序自動地工
作，能夠獲取設置地點的一年中最佳的太陽光，并且能夠得到加熱載熱體 所需的熱量和溫度。
本發(fā)明第九方面的集熱器，包括反射鏡，其用于會聚太陽光；集熱 部，其設置在所述反射鏡；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部，其以所述集熱部為旋轉(zhuǎn)中心，以 所述反射鏡能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承其周圍；受光量傳感器，其在與所述旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動部的旋轉(zhuǎn)軸垂直的面上設置有多個，所述受光量傳感器的受光面方向 各不相同。
在第九方面中，由于將在垂直于旋轉(zhuǎn)軸的面上設有多個的受光量傳感 器在受光面的方向上較寬廣地設置，故根據(jù)太陽的方向改變各自的受光量 傳感器的輸出值，因此能夠辨別集熱器的方向和太陽的方向，通過繞旋轉(zhuǎn) 軸旋轉(zhuǎn)，能夠使集熱器正向朝向太陽，使集熱量最大，可提高集熱器的效 率，并且能夠謀取集熱器的緊湊化和簡單化。
在第九方面中，集熱器包括反射鏡，其用于會聚太陽光；集熱部， 其設置在所述反射鏡；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部，其以所述集熱部為旋轉(zhuǎn)中心，以所述 反射鏡能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承其周圍；受光量傳感器，其在與所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動 部的旋轉(zhuǎn)軸垂直的面上設置有多個，所述受光量傳感器使受光面的方向傾 斜而構(gòu)成，由此，通過根據(jù)太陽的方向來改變各自的受光量傳感器的輸出 值，能夠辨別集熱器的方向和太陽的方向，通過繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)可使集熱器 正向朝向太陽，使集熱量最大，并且能夠提高集熱器的效率。
即，太陽光被反射鏡反射一次或多次，被集熱部的表面吸收并轉(zhuǎn)換成 熱能，將載熱體配管的載熱體加熱并使載熱體的溫度上升。該熱能由于根 據(jù)射入反射鏡的太陽光的量而增減，故使反射鏡總是正向朝向太陽，其是 得到最大熱量的要點。太陽根據(jù)季節(jié)和時間而改變其高度、方向。
因此，在與旋轉(zhuǎn)軸垂直的面上設置多個受光傳感器，并且在受光面的 方向上較寬地設置，由此在與旋轉(zhuǎn)軸成直角的面上能夠判別太陽的方向和 反射鏡的方向。根據(jù)受光量傳感器的輸出和太陽方向的偏移而變化，使太 陽方向與受光面的方向一致時的受光量傳感器的輸出最大。
因此，由相對于反射鏡的光軸較寬廣地設置的多個受光量傳感器的輸 出值的大小變化，能夠確定太陽相對于反射鏡的方向。能夠使反射鏡總是 朝向太陽動作，使集熱器正向朝向太陽，故能夠使集熱量最大并提高集熱 器的效率。
另外，通過增加聚光量并進一步加熱栽熱體而能夠提高載熱體的溫度， 提高載熱體的出口溫度。因此，可利用提高的性能來將集熱器緊湊化及簡 單化。
本發(fā)明第十方面，設有運算部，其對設置了多個第九方面的受光量傳 感器的輸出進行比較，與反射鏡的光軸和太陽方向一致時的所述受光量傳 感器的輸出值比較，旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部，以使所述輸出值相等，由此， 通過將各自的受光量傳感器的輸出大小的值進行比較，能夠準確地確定太 陽的方向。
即，通過相對反射鏡的光軸將受光量傳感器在受光面方向較寬廣地設 置，在反射鏡的光軸與太陽方向一致時，受光量傳感器的受光面傾斜于太 陽的方向。因此，各受光量傳感器的輸出的大小對應于其傾斜。因此，受 光傳感器和太陽的位置關系固定，判別太陽與反射鏡的位置關系。通過對 應該變化而使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部旋轉(zhuǎn)，能夠依次使反射鏡朝向太陽。
本發(fā)明第十一方面，特別是第九方面的反射鏡，形成為落水管型的拋 物線構(gòu)成的二維曲面，多個受光量傳感器的受光面方向相對于該拋物線的 軸等角度地傾斜，由此，能夠由一方向的動作而可靠地使反射鏡與太陽的 方向一致。
即，通過將反射鏡形成落水管型的拋物線構(gòu)成的二次曲面，太陽光向 與拋物線的軸成直角的方向的落水管方向傾斜射入時，在反射鏡傾斜地折 射并到達集熱部。
因此，通過將太陽的方向與拋物線的軸對齊而能夠?qū)⑻柵c反射鏡正 向，使追蹤機構(gòu)簡單。另外，受光量傳感器的受光面方向相對于該拋物線 的軸等角度地擴展，由此，反射鏡和多個受光量傳感器等間隔地位于太陽 的方向。
由于受光量傳感器的輸出根據(jù)與太陽的方向的傾斜而增加，故在多個 受光量傳感器的輸出相同時，能夠使拋物線的軸與太陽的方向一致。
這樣，總是判明太陽與反射鏡的位置關系，通過使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部旋轉(zhuǎn)， 能夠總是將反射鏡對準太陽。
本發(fā)明第十二方面，設置存儲控制部，其特別是由第九方面的運算部 存儲旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部的旋轉(zhuǎn)動作角度并且計算每單位時間的所述動作角度。所 述存儲控制部根據(jù)每單位時間的所述動作角度值而預先使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部依次
旋轉(zhuǎn)，并且對所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部的旋轉(zhuǎn)進行校正，以使所述受光量傳感器的 輸出值相等，因此，能夠依次追蹤太陽的方向并且降低旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部的旋轉(zhuǎn) 動力。
即， 一天中的太陽的動作大致以一定的速度動作，因此，通過運算部
位時間的變化推定下一個的大致動作量并進行控制，故通過由受光量傳感 器的輸出值進行微調(diào)整而能夠可靠地使反射鏡對準太陽。
因此，能夠減少旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部的旋轉(zhuǎn)動作，提高追蹤動作的可靠性、降 低追蹤動力。
本發(fā)明第十三方面，設置多個第九方面的反射鏡，并且集熱部為了使 載熱體在內(nèi)部流通而將一體的集熱管與多個反射鏡內(nèi)連通配置，由此，載 熱體在通過各自的反射鏡的同時被會聚的太陽光加熱，故能夠?qū)⑤d熱體的 溫度維持在高溫并且能夠得到規(guī)定的熱量。
本發(fā)明第十四方面，尤其是第九方面的集熱部，在表面安裝有吸收紅 外線的選擇吸收膜，由此，能夠防止來自集熱部的紅外線放射，將集熱部 的溫度維持在高溫，將其熱量有效地傳導給載熱體。
本發(fā)明第十五方面，尤其是第九方面的外裝，在內(nèi)部注入并密封有導 熱率小的氣體，由此，能夠?qū)⑼庋b內(nèi)的空氣對流熱傳遞產(chǎn)生的散熱大幅度 地減小，降低從外裝的散熱并提高集熱效率。
本發(fā)明第十六方面的集熱器，在具有流動載熱體的載熱體配管和利用 太陽能加熱載熱體的集熱部的集熱器中，在集熱器的內(nèi)側(cè)設有載熱體出口。 由于出口側(cè)的最高溫的集熱部的周圍成為其他的集熱部，故能夠形成與外 界氣體之間的隔熱層。
在本發(fā)明第十六方面中，由于出口側(cè)的最高溫的集熱部的周圍成為其 他的集熱部，故形成與外界氣體之間的隔熱層。能夠使溫度最高的集熱部 的散熱量降低，提高集熱器的效率，并且使出口溫度上升。
本發(fā)明第十六方面，通過載熱體配管連接利用太陽能加熱載熱體的多
個集熱部，在位于外側(cè)的集熱部i殳有載熱體入口 ，在位于內(nèi)側(cè)的集熱部i殳 有載熱體出口。
由此，由于出口側(cè)的最高溫的集熱部的周圍成為其他的集熱部，故能 夠形成與外界氣體之間的隔熱層。能夠降低溫度最高的集熱部的散熱量，
提高集熱器的效率并且使出口溫度上升。
本發(fā)明第十七方面，通過栽熱體配管將位于左右的集熱部相互連接。 本發(fā)明第十八方面，配置有奇數(shù)個集熱部，在中央的集熱部連接有栽熱體 出口。本發(fā)明第十九方面，通過栽熱體配管將相鄰的集熱部連接后，將位 于左右的集熱部左右相互地連接。本發(fā)明第二十方面，將載熱體配管形成 多通道，使栽熱體出口側(cè)的最下游的集熱部相互接近。
本發(fā)明第二十一方面的集熱器，包括集熱部，其用于會聚太陽能； 集熱開口，其受取由所述集熱部會聚的熱量；熱交換器，其從該集熱開口
向載熱體回收熱量，所述熱交換器由受熱板和通路板構(gòu)成，所述受熱板設 于所述集熱開口側(cè)，呈平板狀，所述通路板夾著間隙與所述受熱板重合并 設有用于在熱交換器上形成載熱體通路的凹凸。
由此，不存在集熱管的復雜引繞，從受熱板整體均勻地向栽熱體進行 熱交換，使熱交換器的散熱面積縮小，提高集熱器的熱效率。
另外，由于無需在多個集熱部引繞集熱管，故不受集熱部的大小及配 列的左右，緊湊地構(gòu)成熱交換器。
另外，因為由受熱板和通路板構(gòu)成熱交換器，故能夠進行簡單化，降 低成本。
在本發(fā)明第二十一方面中，從受熱板整體向載熱體均勻地進行熱交換， 縮小熱交換器的散熱面積，提高集熱器的熱效率。
在第二十一方面中，具有會聚太陽能的集熱部、獲取該集熱部會聚的
熱量的集熱開口以及乂人該集熱開口向載熱體回收熱量的熱交4灸器，該熱交 換器由受熱板和通路板構(gòu)成，所述受熱板設于所述集熱開口側(cè)，呈平板狀， 所述通路板夾著間隙與所述受熱板重合并設有用于形成栽熱體通路的凹 凸，由此，設置通路板，其由集熱部會聚太陽能并將其照射向平板狀的受 熱板，與受熱板一體化而構(gòu)成載熱體通路，能夠相對于集熱開口不復雜地 引繞管狀的熱交換器，將受熱板整體受到的熱量均勻地向載熱體傳遞，并
且能夠縮小熱交換器的散熱面積，提高集熱器的熱效率。
本發(fā)明第二十二方面，特別是在第二十一方面的熱交換器中，通過一
體的受熱板將會聚于多個集熱開口的熱量回收，由此，能夠不受聚光部的 大小和配列的左右，緊湊地構(gòu)成熱交換器。
本發(fā)明第二十三方面，特別是在第二十一方面的熱交換器中，使通路
板的凹凸迂回而成形，構(gòu)成載熱體通路，由此，可由一條連通的通路構(gòu)成 熱交換器中的載熱體通路，能夠提高載熱體的溫度。
本發(fā)明第二十四方面，特別是在第二十一方面的熱交換器中，通過在
通路板內(nèi)也構(gòu)成載熱體通路的頭部分，在熱交換器內(nèi)構(gòu)成全部栽熱體通路， 由此，能夠防止散熱，將受熱板回收的熱量傳遞給載熱體，能夠使載熱體 的溫度上升。
本發(fā)明第二十五方面，尤其是在第二十一方面的受熱板中，通過在集 熱部側(cè)的表面形成有選擇吸收膜，由從聚光開口受到熱量的受熱板表面防 止反射，能夠使受熱板的熱量吸收量增加，防止受熱板的溫度上升時的紅 外線放射，能夠提升受熱板溫度，將載熱體加熱。
本發(fā)明第二十六方面，尤其是在第二十一方面的通路板中，通過經(jīng)由
在受熱板與通路板之間構(gòu)成載熱體通路的襯墊而構(gòu)成為平板狀，襯墊可穿 通平板而構(gòu)成自如的細纟鼓通i 各，能夠也與多個小的集熱開口的配列對應， 促進向載熱體的熱交換。
本發(fā)明的第二十七方面的集熱器，具有集熱部，其用于會聚太陽能； 集熱開口，其受取所述集熱部會聚的熱量；熱交換器，其從所述集熱開口 向載熱體回收熱量；外裝，其收納所述集熱部和熱交換器；隔熱壁，其設 置在該外裝內(nèi)，分隔所述外裝的外裝壁、所述集熱部和熱交換器，在由所 述隔熱壁和外裝壁構(gòu)成的收納室中安裝有真空隔熱件。
由此，為了得到高溫的載熱體蒸氣而使外裝內(nèi)的溫度上升時，也能夠 由隔熱壁防止收納室中的真空隔熱件的溫度上升，故防止真空隔熱件的惡 化，能夠長期降低從外裝的散熱。
在第二十七方面中，使用真空隔熱件防止從外裝的散熱，將用于形成 高溫的載熱體蒸氣的熱量有效地回收。
第二十七方面中，具有會聚太陽能的集熱部、受取所述集熱部會聚的 熱量的集熱開口、從所述集熱開口向載熱體回收熱量的熱交換器、收納所 述集熱部和熱交換器的外裝以及在外裝內(nèi)分隔外裝壁、所述集熱部及熱交 換器的隔熱壁，在由隔熱壁和外裝壁構(gòu)成的收納室中安裝有真空隔熱件， 由此，為了得到高溫的載熱體蒸氣而使外裝內(nèi)的溫度上升時，也能夠由隔 熱壁防止收納室中的真空隔熱件的溫度上升，故防止真空隔熱件的惡化， 能夠長期降低來自外裝的散熱。
本發(fā)明第二十八方面中，尤其是第二十七方面的隔熱壁，安裝有朝向 集熱部和熱交換器反射紅外線的反射材料，由此，將集熱部會聚的熱量獲 取的熱交換器因溫度上升而產(chǎn)生的紅外線被隔熱壁的反射材料反射，用于 熱交換器的再加熱，故能夠防止隔熱壁的溫度上升，防止收納室中的真空 隔熱件的高溫劣化。
在本發(fā)明第二十九方面，特別是第二十七方面的隔熱壁，在集熱部與 熱交換器之間設有空間，由此，來自集熱部和熱交換器的紅外線直接到達 隔熱壁的反射材料，提高反射性能，故而能夠防止真空隔熱件的溫度上升， 防止真空隔熱件的高溫劣化。
在本發(fā)明第三十方面，特別是第二十七方面的隔熱壁，安裝有朝向熱 交換器反射紅外線的反射材料，熱交換器在面向隔熱壁的側(cè)壁表面上安裝 有吸收紅外線的選擇吸收膜，由此，由熱交換器產(chǎn)生的紅外線被隔熱壁的 反射材料反射并被選擇吸收膜吸收，該熱量用于熱交換器的再加熱，故而 能夠防止真空隔熱件的溫度上升，防止真空隔熱件的高溫劣化。
本發(fā)明第三十一方面，特別是在第二十七方面的隔熱壁中，在面向真 空隔熱件的側(cè)壁表面上安裝有吸收紅外線的選擇吸收膜，在真空隔熱件的 表面上安裝有反射紅外線的反射材料，由此，由真空隔熱件的反射材料反 射的紅外線被選擇吸收膜吸收，該熱量返回熱交換器側(cè)，故而能夠防止真 空隔熱件的溫度上升，防止真空隔熱件的高溫劣化。
本發(fā)明第三十二方面，特別是在第二十七方面的隔熱壁中，在安裝于 面對真空隔熱件的側(cè)面表面上的選擇吸收膜與安裝于真空隔熱件的表面上
的反射材料之間設有空間，由此，來自隔熱壁的紅外線直接到達真空隔熱 件的反射材料，反射性能提高，可由選擇吸收膜吸收熱量，防止真空隔熱 件的溫度上升，防止真空隔熱件的高溫劣化。
本發(fā)明第三十三方面，特別是在第二十七方面的隔熱壁，通過在集熱 部與熱交換器側(cè)的空間注入導熱率小的氣體，防止從集熱部和熱交換器向 隔熱壁進行熱傳導，故而能夠防止真空隔熱件的溫度上升，防止真空隔熱 件的高溫劣化。
本發(fā)明第三十四方面，尤其是在第二十七方面-第三十三方面的任一 方面的隔熱壁，通過在與真空隔熱件的反射材料之間設置的空間中注入導 熱率小的氣體，防止從隔熱壁向真空隔熱件進行的熱傳導，故而能夠防止
真空隔熱件的溫度上升，防止真空隔熱件的高溫劣化。
在本發(fā)明中，作為載熱體，考慮R134a或超臨界流體、例如二氧化碳。 另外，通過將本發(fā)明的集熱器搭載在載熱體的加熱所使用的太陽能熱
電聯(lián)供系統(tǒng)，能夠使用太陽能來實現(xiàn)發(fā)電和熱水供給及采暖。
具體而言，本發(fā)明的集熱器可以活用于通過由該集熱器加熱的載熱體
來驅(qū)動發(fā)電機的太陽能發(fā)電裝置，或者活用于由集熱器加熱貯水箱的水的
太陽能熱水器。


圖1是本發(fā)明實施方式1的集熱器的正剖面圖2(a) (b)是本發(fā)明實施方式1的集熱器的驅(qū)動部附近的側(cè)剖面圖3是本發(fā)明實施方式1的集熱器的反射鏡的側(cè)剖面圖4是本發(fā)明實施方式1的集熱器的橫剖面圖5是本發(fā)明實施方式2的另 一集熱器的側(cè)剖面圖6是本發(fā)明實施方式3的另一集熱器的側(cè)剖面圖7是搭載有本發(fā)明實施方式4的太陽能蘭肯系統(tǒng)(，y年y少7于
厶)的熱電聯(lián)供系統(tǒng)的構(gòu)成圖8是搭載有本發(fā)明實施方式5的另一太陽能蘭肯系統(tǒng)的熱電聯(lián)供系
統(tǒng)的構(gòu)成圖9是本發(fā)明實施方式6的另一太陽能蘭肯系統(tǒng)的構(gòu)成圖； 圖10是本發(fā)明實施方式7的太陽能集熱器的剖面圖； 圖11是本發(fā)明實施方式7的太陽能集熱器的主要部分立體圖； 圖12是本發(fā)明實施方式8的太陽能發(fā)電裝置的系統(tǒng)構(gòu)成圖； 圖13是本發(fā)明實施方式8的太陽能集熱器的立體圖； 圖14是本發(fā)明實施方式8的太陽能集熱器的平面電路圖； 圖15是本發(fā)明實施方式9的太陽能集熱器的平面電路圖； 圖16是本發(fā)明實施方式10的太陽能熱水器的系統(tǒng)構(gòu)成圖； 圖17是本發(fā)明實施方式IO的太陽能集熱器的平面電路圖； 圖18是本發(fā)明實施方式11的集熱器的正剖面圖； 圖19是本發(fā)明實施方式11的集熱器的側(cè)剖面圖； 圖20是本發(fā)明實施方式11的集熱器的橫剖面圖21是本發(fā)明實施方式12的集熱器的橫剖面圖22是本發(fā)明實施方式13的集熱器的側(cè)剖面圖23是本發(fā)明實施方式14的集熱器的正剖面圖24是本發(fā)明實施方式14的集熱器的側(cè)剖面圖25是本發(fā)明實施方式14的集熱器的橫剖面圖26是本發(fā)明實施方式15的集熱器的正剖面圖27是本發(fā)明實施方式16的集熱器的正剖面圖28是現(xiàn)有例的太陽能集熱器的立體圖29是現(xiàn)有例的太陽能集熱器的平面電路圖30是其他現(xiàn)有例的太陽能自動追蹤裝置的局部剖面圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。另外，本發(fā)明不限于該 實施方式。
(實施方式1 )
在圖1、圖2、圖3、圖4中，附圖標記1是會聚太陽光的反射鏡，為 了會聚太陽光而形成拋物面狀，構(gòu)成為以該拋物面為剖面的落水管型。使 該落水管型的反射鏡1在方位方向(東西方向)延伸，構(gòu)成一個反射鏡1 的組件。并且，反射鏡l在南北方向上平行地設有多個。
為了提高太陽光的反射率而對反射鏡1的反射面2進行鏡面精加工。 鏡面精加工具有通過構(gòu)成反射鏡1的材料而進行鍍敷、蒸鍍、研磨及涂敷 等方法。
反射鏡1的加工具有對耐熱樹脂(例如、酚醛樹脂、氟樹脂、聚酰亞 胺樹脂等)進行成型的方法、對不銹鋼進行沖壓加工的方法以及鑄鋁鑄塑 成型等方法。另外，也具有將鋁的鏡面精加工板彎曲的方法。
例如，在由耐熱樹脂將反射鏡1成型時，利用鍍敷(蒸鍍)鋁或涂敷 對鏡面進行精加工，形成反射鏡2。特別是，在鋁鍍敷鏡面時，使用聚酰亞 胺樹脂、聚苯硫醚樹脂、或聚酯(求!J7X/P)樹脂、聚酰胺樹脂等。
在對不銹鋼進行沖壓加工時，也通過鋁電解研磨或拋光研磨等形成鏡面。
鑄鋁鑄塑成型時也通過鍍敷等進行鏡面精加工，可防止鑄鋁鑄塑材料
研磨后的氧化敷膜引起的反射率下降。
配置在各反射鏡1的拋物面焦點的集熱部3由銅、不銹鋼、黃銅、鋁 等管構(gòu)成。并且，沿著在東西方向上延伸的多個落水管型的反射鏡1的各 個焦點而配置。
拋物面的反射鏡1的焦點僅對準一個方向的太陽光，因此，為了使太 陽光集中到集熱部3上，需要使太陽光垂直照射到落水管型的反射鏡1或 者使太陽光以與落水管型的方位方向平行的適當角度照射到反射鏡1而被 反射面2反射，并以同一角度在相反側(cè)的集熱部3彈回聚光。
為了與該拋物面的反射鏡1的特性相配合，設定有用于使反射鏡1 在固定的集熱部3周圍旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動部4;通過該驅(qū)動部4而使多個反射鏡1 以同一角度一體地旋轉(zhuǎn)的動作部5。
所述驅(qū)動部4是將電機和齒輪或凸輪組合而構(gòu)成的，使安裝在軸上的 驅(qū)動部動作板6旋轉(zhuǎn)，在該驅(qū)動部動作板6的一部分上安裝有所述棒狀的 動作部5。
另外，驅(qū)動部4使用步進電機，能夠自如地設定角度。
動作部5由銷7軸支承在驅(qū)動部動作部6上，能夠自如地旋轉(zhuǎn)，通過 驅(qū)動部動作板6的旋轉(zhuǎn)而進行按壓、拉拽動作。
在與反射鏡1端部設置的驅(qū)動部動作板6同等形狀的反射鏡動作板8 上，由銷9軸支承動作部5的一個端部，能夠與驅(qū)動部動作板6同樣地自 如旋轉(zhuǎn)，與通過驅(qū)動部動作板6的旋轉(zhuǎn)而按壓、拉拽動作連動而將反射鏡 動作板8按壓、拉拽，反射鏡1以集熱部3為軸而旋轉(zhuǎn)。
在多個反射鏡1上分別設置反射鏡動作板8，其通過一個動作部5而一 體地進行同等的旋轉(zhuǎn)。
反射鏡動作板8固定在反射鏡l兩端部上安裝的端面IO中的任一個端 面(兩端的端面10都可以)上。
端面IO對與反射鏡1同等的材料進行表面處理。在該端面IO上設置 開口 11來插入集熱部3。不與集熱部3接觸地延長端面10的開口 11而設 置筒狀的軸承部12，并在其周圍設有旋轉(zhuǎn)軸承13。
旋轉(zhuǎn)軸承13使用滾珠軸承或非接觸的流體軸承。旋轉(zhuǎn)軸承13中的一 端固定在旋轉(zhuǎn)支承部14上，由此反射鏡1不與集熱部3接觸地獨立設置。
在軸承部12的內(nèi)側(cè)安裝由陶瓷材料(二氧化硅、氧化鋁等)形成的隔
熱筒15，使集熱部3的熱量不經(jīng)軸承部12向旋轉(zhuǎn)軸承13傳遞。在集熱部 3與隔熱筒15之間設置間隙16，使反射鏡1自如旋轉(zhuǎn)。
另外，在隔熱筒15的內(nèi)側(cè)安裝有反射材料17，將來自集熱部3的紅外 線反射并強化隔熱筒15的隔熱性能。
反射材料17由紅外線反射成分的金屬粉末(例如銀、鋁等)、碳化物 粉末(例如氮化硅、碳化硅等)及金屬氧化物(氧化鈦、氧化錫、銻摻雜 (K一7、)氧化錫、錫摻雜氧化銦等)，使用氟化樹脂而在隔熱筒15的表 面形成有敷膜。
另外，反射材料17也沿隔熱筒15而安裝鋁鏡面板等進行了研磨的金屬板。
在集熱部3的表面形成有選擇吸收膜(未圖示)。該選擇吸收膜在集熱 部3的表面進行黑色的黑鉻或無電解鎳的鍍敷處理。 另外，也可代替鍍敷而涂敷錳類的黑色涂料。
附圖標記18是控制驅(qū)動部4的動作的控制部，以微機中存儲的太陽一 年中的動作為基準而對應于季節(jié)或一天中太陽的高度，使驅(qū)動部4動作， 并使動作部5動作而使多個反射鏡1旋轉(zhuǎn)，對應于當日當時的太陽日射成 為最大的高度地支承多個反射鏡1 。
由此，被反射鏡1反射的太陽光以集熱部3為焦點而集中，集熱部3 的溫度上升成高溫。
附圖標記19是供給集熱部3內(nèi)部的載熱體，使用替代氟利昂(HFC: Hydrogenemted Fluoro Carbon)的134A或二氧化碳(C02 )。
使該載熱體19的流通不受阻力地將集熱部3的管外徑縮小構(gòu)成，能夠 將太陽光較多地集中到集熱部3。管外徑越小，聚光比(太陽光的入射面積 除以焦點面積的值，在落水管型中，是反射鏡的開口寬度除以焦點的管外 徑的值)越高，使集熱部3成為高溫。
附圖標記20是收納有多個反射鏡1、集熱部3、動作部5以及驅(qū)動部4 的外裝，構(gòu)成為上部設有透射體21的開口的箱狀。
外裝20由腐蝕性小的不銹鋼或耐用性好的樹脂材料(例如聚酯樹脂、 聚碳酸酯樹脂等)構(gòu)成。外裝20的內(nèi)部沿外裝的內(nèi)壁填充外裝隔熱件22， 使外裝隔熱件22覆蓋多個反射鏡1或集熱部3的周圍。
外裝隔熱件22由耐熱性好的礦棉、玻璃棉等構(gòu)成。使外裝隔熱件22
的表面硬化，而由此構(gòu)成壁面或者利用板增強內(nèi)面而構(gòu)成壁面。
在外裝20中，在多個反射鏡l的焦點配置集熱部3，集熱部3作為與 從外裝20外方設置的該集熱入口部23 —體連通的管，在反射鏡1的內(nèi)部 平行配置，在反射鏡1的外部彎曲并連接，整體為迂回的結(jié)構(gòu)，與外裝20 外的集熱出口部24連接。
透射體21設置在多個反射鏡1的上部，防止雨水或塵埃侵入到用于獲 取太陽光的反射鏡1的內(nèi)部。透射體21為了使太陽光通過而使用透射率高 的透明玻璃(這種透明玻璃的日照透射率約為90% )。
使外裝隔熱件22朝向該透射體21而傾斜并向上方擴展，對應于太陽 的高度而使反射鏡獲取更多的太陽光。
附圖標記25表示集熱器，其利用外裝隔熱件22包圍并收納多個反射 鏡1和集熱部3，并且由在透射體21開口的外裝20構(gòu)成反射鏡1的上部。
附圖標記26是載熱體19的循環(huán)泵，27是載熱體19流動的回路，28 是將來自載熱體19的高溫熱量蓄積起來的蓄熱槽。
以下對上述構(gòu)成的集熱器的動作、作用進行說明
首先，控制部18使循環(huán)泵26動作而使熱載體19在回路27中循環(huán)并 向集熱器25送出。
在集熱器25,與控制部18的微機等中存儲的當日的太陽高度數(shù)據(jù)相對 應，使驅(qū)動部4旋轉(zhuǎn)并使動作部5動作，使反射鏡1在集熱部3的周圍旋 轉(zhuǎn)并使太陽光朝向垂直照射反射鏡1的位置。
例如，若太陽在正南，則太陽光在高度、方位上無論從何角度照射都 與反射鏡1的反射面2成直角，使太陽光集中在集熱部3而使集熱部3的 溫度上升。
即使由于圖2(a)、 (b)那樣不同的太陽高度，太陽光的射入方向不同， 通過反射鏡1的旋轉(zhuǎn)也能夠使太陽光垂直照射到反射鏡1。
通過安裝在集熱部3表面的選擇吸收膜，集熱部3能夠吸收大約90% 的太陽光，集熱部3的溫度上升。
送給該集熱部3的載熱體19形成高溫的液體或蒸氣(或者液體或液體 與蒸氣的混合物等)后送往蓄熱槽28。
由蓄熱槽28接受該液體或蒸氣而蓄積20(TC左右的熱量。
載熱體19的液體或蒸氣在蓄熱槽28凝結(jié)而成為液體。通過循環(huán)泵26
被再次送往集熱器25并被加熱。
該動作在能夠供給太陽能期間反復進行，由此在蓄熱槽28中維持必要
的熱量。
此時，控制器18對應于太陽的高度動作而隨時地使反射鏡1動作，即 使太陽從正南變化方位，通過控制驅(qū)動部4，也能夠使反射鏡1追蹤太陽光， 使集熱部3總是處于焦點上。
以上，在本實施方式中，包括多個反射鏡l，其用于會聚太陽光；集 熱部3，其設置在反射鏡1的各個上；旋轉(zhuǎn)支承部14，其以集熱部3為旋 轉(zhuǎn)中心而進行固定并且以反射鏡1能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承其周圍；動作部5， 其使多個反射鏡1 一體地動作，并且沿各自的集熱部3向同一方向旋轉(zhuǎn)； 驅(qū)動部4，其與動作部5連結(jié)；控制部18，其用于控制驅(qū)動部4;外裝20， 其用于收納多個反射鏡l、集熱部3、動作部5以及驅(qū)動部4，因此，反射 鏡l自身變小且旋轉(zhuǎn)范圍也減小，故能夠?qū)⑼庋b20的高度方向也降低且較 薄地構(gòu)成，可作為屋頂件而容易設置。
除此之外，還起到如下的效果。
(1) 由于在外裝20中收納有多個反射鏡1、集熱部3、動作部5及驅(qū) 動部4,故能夠降低散熱并提高集熱效率。
(2) 集熱部3為了使載熱體19在內(nèi)部流通而將一體的集熱管在多個 反射鏡l內(nèi)連通而配置，由此，載熱體19在通過各自的反射鏡1的同時被 集中的太陽光加熱，故能夠?qū)⑤d熱體19的溫度維持在高溫，并且得到規(guī)定 的熱量。
(3) 集熱部3在表面安裝有吸收紅外線的選擇吸收膜，由此，防止來 自集熱部3的紅外線放射，能夠?qū)⒓療岵?的溫度維持在高溫，并且有效 地將該熱量向載熱體19傳導。
(4) 控制部18以太陽一年中的動作為基準而對應于季節(jié)或一天中太 陽的高度，使驅(qū)動部4動作并使動作部5動作來旋轉(zhuǎn)多個反射鏡1，與當日 當時的太陽照射成為最大的高度相對應地支承多個反射鏡1，由此，被反射 鏡1反射的太陽光以集熱部3為焦點而集中，能夠使集熱部3的溫度上升
成高溫，并能夠使用一年中的長期間、 一天中的多個時間帶來向栽熱體19
傳導高溫的熱量。
(5) 由于反射鏡l由拋物面鏡構(gòu)成，故能夠使太陽光集中在拋物面鏡
的焦點，能夠由能量密度低的太陽光得到必要的熱量和溫度。
(6) 通過將集熱部3配置在由拋物面鏡構(gòu)成的反射鏡1的焦點，能夠 使集熱部3的溫度上升成高溫并且能夠?qū)⑵錈崃坑行У貍鲗Ыo載熱體19。
(7) 外裝20在多個反射鏡1開口的一側(cè)安裝有透射體21，由此，雨 水或灰塵不堆積到外裝20中，能夠長期良好地維持集熱效率。
(8) 由于在軸承部12的內(nèi)側(cè)安裝有由陶瓷材料(二氧化硅、鋁等) 形成的隔熱筒15，故集熱部3的高溫不傳給旋轉(zhuǎn)軸承13，能夠防止旋轉(zhuǎn)軸 承13的溫度上升，可防止旋轉(zhuǎn)軸承13的高溫劣化。另外，能夠防止從集 熱部3向旋轉(zhuǎn)軸承13傳導的散熱損失。
(9) 由于在隔熱筒15的內(nèi)側(cè)安裝有反射材料n,故能夠反射來自集 熱部3的紅外線并且強化隔熱筒15的隔熱性能。
(10) 透射體21由具有旋轉(zhuǎn)透過性能的耐熱性、耐用性優(yōu)良的樹脂材 料(例如聚碳酸酯等)構(gòu)成，因此，能夠進行集熱器25的輕型化和低成本 化。
(11 )反射鏡1通過使用復合拋物面聚光器(CPC: Compound Parabolic Concentrator)的反射鏡，相對于太陽光的規(guī)定傾斜角度(例如，太陽可射 入的角度若從天頂為30。左右，聚光比擴大到約3倍。若可射入的角度縮 小到20°左右，則聚光比擴大到約7倍。由于聚光比越大，太陽光越會聚， 故由集熱開口 3照射的熱量集中，溫度上升。但是，若擴大聚光比則太陽 光可射入的角度以天頂為基準而縮小，故在聚光部的聚光時間、設置場所 等的制約增多，需要對此進行考慮。)能夠集中在集熱部3,因此，相對于 太陽的高度能夠縮小使反射鏡1旋轉(zhuǎn)的范圍或者無需旋轉(zhuǎn)，通過構(gòu)成零件 或控制簡略化而謀求成本降低。
(12) 外裝20在內(nèi)部注入并密封導熱率小的氣體(例如氪氣)，因此， 防止外裝20中用于反射鏡1的可達部分的空間的空氣對流而引起的散熱， 故能夠降低從外裝20的散熱并提高集熱效率。另外，通過惰性氣體，提高 覆蓋高溫的集熱部3的安全性，防止外裝隔熱件22的劣化，可長期使用。
(13) 集熱器25將太陽的高度方向固定(使多個反射鏡1的排列在南 北方向上對齊，例如，設置臺架的傾斜角度設置成使春分或秋分時的正南 的太陽光垂直照射到反射鏡l的角度)，相對于太陽的方位動作而使多個反 射鏡1旋轉(zhuǎn)，由此也能夠由一天中太陽的動作而將更多的太陽光集中到集
熱部3。
(14 )集熱部3在外裝20中將集熱部3配置在多個反射鏡1的焦點并 且從自外部設于外裝20上的集熱入口部23向外裝20中設置頭部而與多個 集熱部3連通，在反射鏡1的內(nèi)部平行地配置各個集熱部3，在反射鏡1的 外部與頭部連接，作為整體使栽熱體19均勻分流，以該結(jié)構(gòu)與外裝20外 的集熱出口部24連接，由于，作為集熱器25而形成均勻的溫度分布，故 而能夠容易形成隔熱結(jié)構(gòu)，提高隔熱性能。
(實施方式2)
圖5表示實施方式2，對進行與實施方式1相同的作用動作的結(jié)構(gòu)標注 同一符號并且具體說明引用實施方式1的說明。
實施方式2與實施方式1不同之處在于，在控制部18設有給予指示的 輸入部29。
由該輸入部29進行臺架傾斜角度(或者屋頂?shù)膬A斜角度)或集熱器25 的設置地點的經(jīng)度和綿度的輸入?？刂撇?8將該輸入與存儲的基本數(shù)據(jù)進 行比較，進行與臺架的傾斜角度或從設置的地點所看到的太陽的動作相對 應的程序。
在以上的結(jié)構(gòu)中，設置集熱器25時，為了最有效地回收太陽光，而決 定集熱器25的設置臺架的傾斜(考慮屋頂?shù)膬A斜而與設置地點的春分(或 秋分)時的太陽正南高度相對應使集熱器25面對太陽光)。
若通過輸入部29輸入集熱器25的設置地點的經(jīng)度和緯度，或輸入屋 頂?shù)膬A斜或考慮屋頂?shù)膬A斜而輸入規(guī)定的傾斜角度(以春分或秋分時太陽 高度為基準的角度)，則控制部18自動地判斷而控制多個反射鏡l的旋轉(zhuǎn)， 使反射鏡1朝向設置地點的當季當日的太陽光的方向，總將太陽光會聚到 集熱部3而對載熱體19進4亍加熱。
因此，無論在全國的何處地點設置集熱器25,都能夠獲取該地點的最 佳太陽光。
另外，在本實施方式中，由于通過控制部18自動地控制反射鏡1，故 即使在垂直的壁面或水平的臺架上設置集熱器25，也能夠追蹤太陽光而獲 取其地點的最佳的太陽光。
另外，也能夠從本實施例的輸入部29輸入太陽動作氣象上的修正或在 北半球、南半球的設置場所的變更，由此無論在世界的任何角落都能夠容易地設置集熱器25。 (實施方式3)
圖6表示實施方式3,對于進行與實施方式1同樣的作用動作的結(jié)構(gòu)標 注同一符號并且其具體說明引用實施方式1的說明。
實施方式3與實施方式1的不同之處在于，在集熱器25的內(nèi)部設有位 置檢測部30。
該位置檢測部30由傾斜傳感器(由內(nèi)部的液面斜度來測定傾斜)和 GPS (全球定位系統(tǒng))功能部構(gòu)成。控制部18將來自位置檢測部30的數(shù)據(jù) 與存儲的基本數(shù)據(jù)進行比較，自動地進行與臺架的傾斜角度或從設置的地 點所看到的太陽的動作相對應的程序。
在以上的結(jié)構(gòu)中，設置集熱器25時，通過位置檢測部30的傾斜傳感 器自動地計測集熱器25的設置臺架的傾斜或設置的屋頂?shù)膬A斜，獲取其數(shù) 據(jù)，由控制部18評價與規(guī)定的傾斜角度(以春分或秋分時太陽高度為基準 的角度)之差，控制多個反射鏡1的旋轉(zhuǎn)。
另外，通過位置檢測部30的GPS功能部來計測設置地點的經(jīng)度和煒 度，獲取其數(shù)據(jù)，由控制部18評價其設置地點一年中的太陽動作(特別是 太陽高度)，使反射鏡l朝向設置地點當季當日的太陽光的方向，將太陽光 總是會聚到集熱部3，加熱載熱體19。 (實施方式4)
圖7表示本發(fā)明實施方式4的集熱器和太陽能蘭肯系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
附圖標記25是獲取并回收太陽能的集熱器，為了將該集熱器25的熱 量向蓄熱槽28傳導而設有中途設置循環(huán)泵26的回路27 (閉回路)。
在回路25中循環(huán)的載熱體19由替代氟利昂或水這樣的液體構(gòu)成。另 外，載熱體19也使用超臨界狀態(tài)的C02或液態(tài)空氣。
載熱體19被集熱器25加熱而成為蒸氣并被送往蓄熱槽28,因此，通 過熱交換而凝結(jié)并成為液體。通過循環(huán)泵26將該載熱體19再次送往集熱 器25。通過反復進行該動作而將熱量蓄積在蓄熱槽28中。
蓄熱槽28通過使用利用融點高的融溶鹽的相變化的潛熱型或使用融溶 鹽或油等的顯熱型或以壓力水的形式蓄積蒸氣的蒸氣儲能器等而蓄積100 。以上的高溫熱量。
附圖標記31是將利用蓄熱槽28的熱量形成的載熱體32的蒸氣供給蒸
氣蝸輪33的供給泵，設置在將從蒸氣蝸輪33排出的栽熱體32再次送給蓄 熱槽28的回路34 (閉回路)的中途。
在該回路34中循環(huán)的載熱體32由替代氟利昂或水這樣的液體及其蒸 氣構(gòu)成。另外，載熱體32也使用超臨界狀態(tài)的C02或液態(tài)空氣。
另外，在回路34的蒸氣蝸輪33和供給泵31的途中設有貯水罐35,利 用對蒸氣蝸輪33賦予動能后的高溫蒸氣的熱量，將熱水貯存在貯水罐35 中。
載熱體32在向該貯水罐35傳導熱量時凝結(jié)而成為液體，被再次送往 蓄熱槽28并被加熱，形成載熱體32的蒸氣。通過反復進行該動作，通過 設于蒸氣蝸輪33上的發(fā)電機36進行發(fā)電，并且將熱水貯存在貯水罐35中。
貯存于貯水罐35中的熱水通過供水泵37而供給作熱水供給用或采暖用。
這樣，構(gòu)成利用集熱器25回收的熱量使蒸氣蝸輪33旋轉(zhuǎn)的太陽能蘭 肯系統(tǒng)38， 4荅載該系統(tǒng)并組合用于供給熱水或進行采暖的回路而構(gòu)成熱電 聯(lián)供系統(tǒng)39。
關于搭載有以上構(gòu)成的太陽能蘭肯系統(tǒng)的熱電聯(lián)供系統(tǒng)中，首先，為 了形成向蒸氣蝸輪33供給的載熱體32的蒸氣，而使循環(huán)泵26動作并使載 熱體19在回路27中循環(huán)，被獲取太陽能的集熱器25加熱，形成高溫的蒸 氣(或者液體或蒸氣與液體的混合物等)，送往蓄熱槽28。
在蓄熱槽28獲取該蒸氣而蓄積200。C左右的熱量。載熱體19的蒸氣在 蓄熱槽28凝集而成為液體，通過循環(huán)泵26而再次送給集熱器25并被加熱。
通過使該動作在能夠供給太陽能期間反復進行，可在蓄熱槽28中維持 必要的熱量。
若在蓄熱槽28中蓄積規(guī)定的熱量，則由回路34上設置的循環(huán)泵31使 載熱體32循環(huán)并在蓄熱槽28中形成200。C左右的載熱體32蒸氣，供給蒸 氣蝸輪33。通過該蒸氣的動能而使發(fā)電機36旋轉(zhuǎn)進行發(fā)電。
從蒸氣蝸輪33排出的載熱體32的蒸氣被送給貯水罐35，與水進行熱 交換，其熱量作為熱水而貯存在貯水罐35中。載熱體32的蒸氣在!i&水罐 35中凝結(jié)并成為液體，通過供給泵31送給蓄熱槽28并再次被加熱而形成 蒸氣。
通過反復進行該動作，由蒸氣蝸輪33進行發(fā)電的同時在貯水罐35中
貯存熱水，在供給熱水或采暖的必要時刻使供水泵37動作，通過使用熱水 而構(gòu)成熱電聯(lián)供系統(tǒng)39。
以上，在本實施方式中，包括多個反射鏡l,其用于將太陽光會聚于 集熱器25;集熱部3，其設置在反射鏡1的各個上；旋轉(zhuǎn)支承部14，其以 集熱部3為旋轉(zhuǎn)中心而進行固定并且以反射鏡1能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承其周 圍；動作部5，其使多個反射鏡1 一體地動作，并且沿各自的集熱部3向同 一方向旋轉(zhuǎn)；驅(qū)動部4，其與動作部5連結(jié)；控制部18，其用于控制驅(qū)動 部4;外裝20，其用于收納多個反射鏡l、集熱部3、動作部5以及驅(qū)動部 4,因此，反射鏡l自身變小且旋轉(zhuǎn)范圍也減小，故能夠提供如下的熱電聯(lián) 供系統(tǒng)39,其將外裝20的高度方向也降低且較薄地構(gòu)成，可作為屋頂件而 容易設置。除此之外，還具有如下的特征。
(1) 由于在外裝20中收納有多個反射鏡1、集熱部3、動作部5及驅(qū) 動部4,故能夠降低散熱并提高集熱效率，可提高熱電聯(lián)供系統(tǒng)39所必須 的載熱體19的力。熱。
(2) 由于構(gòu)成獨立的集熱用回路27,能夠與蒸氣蝸輪33的動作無關 地將集熱器25獲得的太陽能總是蓄積并維持在蓄熱槽28中，故可以需要 發(fā)電時由蒸氣蝸輪33隨時取出必要的載熱體32的蒸氣。
(3) 由于能夠與蒸氣蝸輪33的動作無關地將集熱器25獲得的太陽能 總是蓄積并維持在蓄熱槽28中，故可以在一年中日照強的時間(例如夏至 時分)的集熱溫度上升時，不進行發(fā)電或?qū)l(fā)電抑制得較小時，由蓄熱槽 28吸收載熱體19的蒸氣具有的過剩熱量，因此，可防止集熱器25的溫度 異常上升。
(4) 由于在回路34的中途設有貯水罐35，故能夠與發(fā)電無關地將蓄 熱槽28的熱量作為熱水而貯存在貯水罐35中，能夠隨時地取出供給熱水 或采暖所必須的熱水。
(5 )由于利用太陽能形成載熱體32的蒸氣并使蒸氣蝸輪33旋轉(zhuǎn)而進 行發(fā)電，故能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)電和供給熱水、采暖的熱電聯(lián)供系統(tǒng)39，可活用太 陽能這樣的自然能源并得到促進節(jié)省能源和減少C02排放的有效方法。
(實施方式5)
圖8是表示本發(fā)明實施方式5的集熱器和太陽能蘭肯系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。 在回路27 (閉回路)中通過循環(huán)泵26將集熱器25形成的栽熱體19
的蒸氣直接送給蒸氣蝸輪33，使蒸氣蝸輪33旋轉(zhuǎn)而通過發(fā)電機36進行發(fā) 電，另外，在回路27的蒸氣蝸輪33和循環(huán)泵26的途中設置貯水罐35，利 用對蒸氣蝸輪33賦予動能后的高溫蒸氣的熱量而將熱水貯存在貯水罐35 中。
在以上的結(jié)構(gòu)中，載熱體19在將熱量向該貯水罐35傳導時凝結(jié)而成 為液體，；陂再次送往集熱器25并^皮加熱，形成蒸氣。通過反復進行該動作 而通過設于蒸氣蝸輪33上的發(fā)電機36來進行發(fā)電，并且將熱水貯存在貯 水罐35中。貯存于貯水罐35中的熱水通過供水泵37而作為熱水供給用。
以上，在本實施方式中，由于將熱電聯(lián)供系統(tǒng)簡單化，故能夠謀求系 統(tǒng)的低成本化。
另外，由于與蒸氣蝸輪33的動作無關地將集熱器25得到的太陽能總 是作為熱水貯存在貯水罐35中，故可以在一年中日照強的時間(例如夏至 時分)的集熱溫度上升時，不進行發(fā)電或?qū)l(fā)電抑制得較小時，由貯水罐 35吸收載熱體19的蒸氣具有的過剩熱量，因此，可防止集熱器25的溫度 異常上升。
(實施方式6)
圖9表示本發(fā)明實施方式6的集熱器和太陽能蘭肯系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
在回路27 (閉回路)中通過循環(huán)泵26將集熱器25形成的載熱體19 的蒸氣直接送給蒸氣蝸輪33,使蒸氣蝸輪33旋轉(zhuǎn)而通過發(fā)電機36僅進行 發(fā)電，發(fā)電產(chǎn)生的電力對電池40進行充電。電池40由鉛電池、鎳氫電池、 鋰離子電池、電容器等構(gòu)成。
在以上的結(jié)構(gòu)中，載熱體19的蒸氣在對蒸氣蝸輪33賦予動能后凝結(jié) 而成為液體，被再次送給集熱器25并被加熱，形成蒸氣。通過反復進行該 動作，通過蒸氣蝸輪33上設置的發(fā)電機36進行發(fā)電。發(fā)電機35發(fā)電而產(chǎn) 生的電力對電池40進行充電，即使在集熱器25的集熱溫度根據(jù)天氣氣候 而反生變動時也能夠得到穩(wěn)定的輸出。
如上所述，在本實施方式中，由于構(gòu)成將集熱器25和循環(huán)泵26和蒸 氣蝸輪33簡單化了的系統(tǒng)，故設置容易且能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化。
另外，由于電池40中蓄積發(fā)電產(chǎn)生的電力，故在一年中日照強時(例 如夏至時分)發(fā)電量增加，也能夠由電池40吸收，可使集熱器25和蒸氣 蝸輪33的運轉(zhuǎn)持續(xù)，提高使用便利性。
如上所述，上述實施方式1-實施方式6所述的集熱器可防止外裝散 熱，并且能夠從能量密度低的太陽光回收熱量而有效地進行熱交換來加熱 載熱體，故能夠適用于住宅的熱水供給或用于發(fā)電的加熱裝置。 (實施方式7)
在圖10、圖11中，附圖標記101是會聚太陽能的反射鏡，其形狀如下 剖面形成為由拋物線構(gòu)成的二次曲面形狀而將太陽能會聚到集熱部102上， 并且縱向構(gòu)成落水管型。即，使該落水管型的反射鏡101在方位方向(東 西方向)上延伸而構(gòu)成一個反射鏡單元。
為了提高對太陽能的反射率而對反射鏡101的反射面103進行鏡面精 加工。反射面103的鏡面精加工通過構(gòu)成反射鏡101的材料以鍍敷、蒸鍍、 研磨、涂敷等方法而形成反射層。
反射鏡101的加工有耐熱性的樹脂(例如酚醛樹脂、氟樹脂、聚酰亞 胺樹脂)的成型、不銹鋼的沖壓加工、鑄鋁鑄塑成型等方法。
另外，也有將鋁的鏡面精加工板彎曲的方法。例如，在由耐熱樹脂將 反射鏡101成型時，通過鍍鋁(蒸鍍)或涂敷等對鏡面進行精加工而形成 反射面103。尤其是，在對鏡面鍍鋁時，使用聚酰亞胺樹脂、聚苯硫醚樹脂 或聚酯樹脂、聚酰胺樹脂等。
在對不銹鋼進行沖壓加工時，也由鋁電解研磨或拋光研磨等而形成鏡 面。在鑄鋁鑄塑的成型中也通過鍍敷等進行鏡面精加工，防止由鑄鋁鑄塑 材料研磨后的氧化敷膜？ 1起的反射率的下降。
集熱部102配置在反射鏡1的拋物面焦點上，由管(銅管或不銹鋼管 或黃銅管或鋁管等)構(gòu)成。
拋物面的反射鏡101的焦點僅與一方向的太陽光連接，因此，為了使 太陽能集中在集熱部102而需要太陽光垂直照射落水管型的反射鏡1。為了 對應于該拋物面反射鏡101的特性，設有用于使該反射鏡101在固定的集 熱部102的周圍旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部104。
旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部104組合電機和齒輪或凸輪而使安裝在軸上的驅(qū)動部動作 板旋轉(zhuǎn)，將反射鏡101與該驅(qū)動部動作板一體化而使其與集熱管102同軸 地旋轉(zhuǎn)。另外，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部104使用步進電機而自如地設定角度。
附圖標記105、 106是根據(jù)太陽光量的多少而增減其輸出的受光量傳感 器，設置在垂直于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部104的旋轉(zhuǎn)軸的面、即反射鏡101的兩端，
使這些受光面的方向向外地傾斜。
在本實施方式中，相對于與垂直于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部104的旋轉(zhuǎn)軸的面、即 反射鏡101的光軸107平行的直線，受光量傳感器105向外傾斜角度a,受 光量傳感器106向外傾斜角度p。
另外，設有對受光量傳感器105、 106的輸出進行比較的運算部108。 運算部108對反射鏡101的光軸與太陽方向一致時受光量傳感器105、 106 的輸出值進行比較，使該值相等地旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部104。
設有存儲控制部109，其通過運算部108存儲旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部104旋轉(zhuǎn)的動 作角度，并且計算每單位時間的所述動作角度。該存儲控制部109根據(jù)該 每單位時間的所述動作角度值預先依次使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部104旋轉(zhuǎn)，并且對旋 轉(zhuǎn)驅(qū)動部104的旋轉(zhuǎn)進行校正，以使受光量傳感器105、 106的輸出值相等。
附圖標記IIO是供給集熱部102內(nèi)部的載熱體，使用替代氟利昂(HFC: Hydrogenerated Fluoro Carbon)的134a或二氧化碳(C02),或者使用酒精 類。
使該載熱體110的流通不受阻力地減小集熱部102的管外徑，使太陽 光能夠較多地集中在集熱部102。管外徑越小，聚光比(太陽光的射入面積 除以焦點面積的數(shù)值、在落水管型中是反射鏡的開口寬度除以焦點的管外 徑的數(shù)值)越高，可使集熱部102成為高溫。
在集熱部102的表面形成有選擇吸收膜(未圖示)。選擇吸收膜是在集 熱部102的表面進行黑色的黑鉻或無電解鎳的鍍敷處理而得到的。顯然， 可以代替鍍敷而涂敷錳類的黑色涂料。
附圖標記111是收納反射鏡101和集熱部102的外裝，在上部設有透 射體112。外裝111由腐蝕小的不銹鋼或具有耐用性的樹脂材料(例如聚酯 樹脂、聚碳酸脂等)構(gòu)成。在外裝111的內(nèi)部填充有外裝隔熱件113。
該外裝隔熱件113由耐熱性的礦棉、玻璃綿等構(gòu)成，使其表面硬化， 相應地構(gòu)成壁面或由板加強內(nèi)面而構(gòu)成。
在反射鏡101的上部設置透射體112，獲取太陽光并防止雨水或灰塵侵 入到反射鏡101的內(nèi)部，為了使太陽光通過而使用透射率高的透明玻璃(這 樣的透明玻璃的日照透射率約為90% )。
以向上方擴展的方式^1夸反射101朝向該透射體112彎曲構(gòu)成，對應于 太陽的高度而獲取較多的太陽光。
附圖標記114是載熱體110的循環(huán)泵，115是載熱體110流通的回路， 116是蓄積載熱體110的高溫熱量的蓄熱槽。 以下，在上述結(jié)構(gòu)中說明其動作、作用。
使循環(huán)泵114動作并使載熱體110在回路115中循環(huán)，將其送至集熱 部102。太陽光被反射鏡101的反射面103反射而集中在集熱部102，使其 溫度上升。通過安裝在集熱部102表面的選擇吸收膜，集熱部102吸收大 約90%的太陽光，集熱部102的溫度上升。送至集熱部102的載熱體110 形成高溫的液體或液體(或者液體或蒸氣和液體的混合物等)而送至蓄熱 槽116。
在蓄熱槽116獲取該液體或蒸氣而蓄積200。C左右的熱量。載熱體116 的液體或蒸氣在蓄熱槽116凝結(jié)而成為液體，通過循環(huán)泵114再次送往集熱 部102并^皮加熱。
通過在能夠供給太陽能期間反復進行該動作，將必要的熱量蓄積在蓄 熱槽116中。
集熱器的集熱量較大地影響射入反射鏡101的太陽光的光量，在反射 鏡101的方向與太陽光的方向一致時集熱量最大，在傾斜時，與其投影面 積、成比例。
因此，通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部104進行支承，以使能夠以集熱部102為旋轉(zhuǎn) 中心旋轉(zhuǎn)反射鏡101。并且，在垂直于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部104的旋轉(zhuǎn)軸的面上設有 多個的受光量傳感器105、 106改變其受光面的方向，因此，才艮據(jù)太陽的方 向改變各自的輸出值。
因此，能夠判別集熱器的方向和太陽方向，通過旋轉(zhuǎn)反射鏡101可使 集熱器正對太陽，可使集熱量最大并提高太陽能集熱器的效率。
即，太陽光被反射鏡101 —次反射或多次反射而被集熱部102的表面 吸收并轉(zhuǎn)換成熱能，將載熱體配管的載熱體IIO加熱并使其溫度上升。
該熱量由于根據(jù)射入反射鏡110的太陽光的光量而增減，故反射鏡101
總是正對太陽，能夠得到最大的熱量。
太陽根據(jù)季節(jié)和時間而改變其高度和方向。因此，在與旋轉(zhuǎn)軸垂直的
面上設置多個受光量傳感器105、 106，并且使受光面的方向相對于旋轉(zhuǎn)軸 的角度分別傾斜a、 (3,故在垂直于旋轉(zhuǎn)軸的面上可判別太陽的方向和反射 鏡101的方向。
受光量傳感器105、 106的輸出根據(jù)太陽的方向偏移而變化，在太陽方 向與受光面方向一致時，輸出最大。
因此，由于相對于反射鏡101的光軸傾斜設置的多個受光量傳感器 105、 106的輸出值的大小變化，故能夠確定太陽相對于反射鏡101的方向。
結(jié)果，反射鏡101能夠總是朝向太陽動作，能夠使集熱器正對太陽， 故可使集熱量最大并提高太陽能集熱器的效率。
另外，由于聚光量增加而能夠更多地加熱載熱體110，故能夠提高載熱 體110的溫度并使其出口溫度上升。由此，可利用提高的性能將太陽能集 熱器小型化或簡單化，可通過結(jié)構(gòu)零件或控制的簡單化而謀求成本的降低。
運算部108對反射鏡101的光軸與太陽方向一致時受光量傳感器105、 106的輸出值進行比較而使其值相等地旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部104，由此，能夠?qū)?受光量傳感器105、 106的輸出大小的值進行比較，可準確地確定太陽的方 向。
即，通過使受光量傳感器105、 106的受光面方向相對于反射鏡101的 光軸傾斜，在反射鏡1的光軸與太陽方向一致時，受光量傳感器105、 106 的受光面與太陽方向傾斜設置。因此，受光量傳感器105、 106的輸出大小 對應于其傾斜度。
由此，將受光量傳感器105、 106與太陽的位置關系固定，判斷太陽與 反射鏡101的位置關系。通過根據(jù)該變化來旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部104,能夠依次 使反射鏡101朝向太陽。
另外，反射鏡101形成由落水管型的拋物線構(gòu)成的二次曲面，多個受 光量傳感器105、 106的受光面方向相對于該拋物線的軸等角度地擴展而構(gòu) 成(例如01 =卩)，由此，能夠由一方向的動作可靠地使反射鏡1與太陽方向 一致。即，通過將反射鏡101形成為由落水管型的拋物線構(gòu)成的二次曲面， 在太陽相對于拋物線的軸向直角方向即落水管方向傾斜射入時， 一邊傾斜 地在反射鏡101中折射一邊到達集熱部102。
因此，通過使太陽方向與拋物線的軸對齊，能夠使太陽與反射鏡正對， 使追蹤結(jié)構(gòu)簡單。
另外，受光量傳感器105、 106的受光面方向相對于該拋物線的軸等角 度地擴展而構(gòu)成，由此反射鏡101和受光量傳感器105、 106以適當間隔位 于太陽的方向上。受光量傳感器105、 106的輸出才艮據(jù)與太陽方向的夾角而
增減，因此，受光量傳感器105和受光量傳感器106的輸出相同的時刻即 為拋物線的軸與太陽方向一致的時刻。這樣，總是判斷太陽與反射鏡101 的位置關系，通過旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部104而能夠使反射鏡101總是朝向太陽。
另外，在由運算部108存儲使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部104旋轉(zhuǎn)的動作角度并且計 算每單位時間的動作角度的存儲控制部109，根據(jù)該每單位時間的所述動作 角度值而預先依次旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部104,并且對旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部104的旋轉(zhuǎn)進行 校正，以使受光量傳感器105、 106的輸出值相等。
由此，能夠一邊依次追蹤太陽的方向一邊降低旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部104的旋轉(zhuǎn) 動力。即， 一天中太陽的動作大致以一定的速度進行，故可由運算部108 存儲對應于太陽的動作而使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部104旋轉(zhuǎn)的動作變化角度并由每單 位時間的變化推定下一個的大致動作量并進行控制。
因此，通過由受光量傳感器105、 106的輸出值進行微調(diào)整，能夠使反 射鏡101準確地與太陽對齊。因此，能夠減少旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部104的旋轉(zhuǎn)動作 并提高追蹤動作的可靠性，降低追蹤動力。
另外，在本實施方式中，反射鏡IOI、集熱部102僅為一個，但在設置 多個反射4竟101的同時，集熱部102為了使載熱體IIO在內(nèi)部流通而將一 體的集熱管在多個反射鏡內(nèi)連通配置(未圖示)，由此，載熱體110在通過 各自的反射鏡101的同時被集中的太陽光加熱，故能夠?qū)⑤d熱體的溫度維 持在高溫并可得到規(guī)定的熱量。
另外，集熱部102通過在表面安裝由具有選擇透射性能的耐熱性、耐 用性優(yōu)良的樹脂材料(例如聚碳酸酯等)構(gòu)成的吸收紅外線的選擇吸收膜， 能夠防止來自集熱部102的紅外線放射并且能夠?qū)⒓療岵?03的溫度維持 在高溫，可將其熱量向載熱體110有效地傳導，并且能夠進行輕型化和低 成本化。
另外，外裝111由透射體112封口，在內(nèi)部注入并密封有導熱率小的 氣體(例如氪氣)。由此，能夠大幅度降低外裝lll中的空氣對流熱傳遞導 致的散熱，并可以降低從外裝111的散熱，提高集熱效率。
并且，外裝111通過將透射體112安裝在反射鏡101開口的一側(cè)而使 雨水或灰塵不堆積在外裝lll中，能夠長期維持良好的集熱效率。并且，提 高覆蓋高溫的集熱部102的安全性，防止外裝隔熱件113的惡化，可長期 使用。另外，在本實施方式中受光量傳感器的個數(shù)表示為兩個，但其個數(shù)可
以為多個，例如為4個、6個。受光量傳感器的個數(shù)越多，越細致地進行控 制，可謀求可靠性的提高。另外，受光量傳感器的位置也可不在反射鏡101 的兩端，只要維持受光面的角度而緊密設置，則可得到相同的性能，容易 將受光量傳感器一體安裝，可實現(xiàn)低成本化。
以上，實施方式7的集熱器追蹤太陽光，以使反射鏡總是正對太陽光， 從能量密度低的太陽光回收熱量而進行有效的熱交換，可將栽熱體加熱， 因此能夠適用于住宅的熱水供給或發(fā)電用的加熱裝置。
以下，參照

本發(fā)明的實施方式。 (實施方式8)
圖12所示的太陽能發(fā)電裝置包括太陽能集熱器221,其將具有太陽 光的能量轉(zhuǎn)換成熱量而加熱載熱體；發(fā)電機222，其將高溫高壓的載熱體所 具有的能量轉(zhuǎn)換成動能而取出，進行發(fā)電；散熱器223,其對通過該發(fā)電機 222后的載熱體所具有的熱量進行散熱；對載熱體進行加壓的加壓泵224， 通過流通載熱體的配管將它們連接成環(huán)狀而構(gòu)成。
通過加壓泵224對載熱體進行加壓，由太陽能集熱器221進行加熱， 使載熱體成為高溫高壓，通過發(fā)電機222將其能量作為電能而取出，形成 由散熱器223進行散熱的蘭肯循環(huán)。
作為該裝置的蘭肯循環(huán)的動作載熱體，使用R134a。作為循環(huán)的運轉(zhuǎn) 條件，在加壓泵224中對R134a進行加壓，形成約2MPa的高壓并向太陽 能集熱器221送出。
并且，由太陽能集熱器221加熱到約160°C。 ^火渦輪流出后的R134a 的狀態(tài)成為約IO(TC的氣體。使用該R134a所具有的熱量在散熱器223進行 該高溫的氣體散熱。
散熱器223與供給水的供水管225連接，通過流過散熱器223的R134a 而將水加熱。被加熱的水為60 9(TC左右的溫度，作為熱水而通過熱水供 給管226進行供給。
加壓泵224的加壓如下進行若R134a為液體，則體積變化小，加壓 所需的能量小即可，故使R134a的溫度降低到供水溫度即20。C左右，使其 成為液體地由散熱器223進行散熱。
電與熱的熱電聯(lián)供系統(tǒng)為通過持續(xù)進行這樣的循環(huán)，將獲取的太陽
能的 一部分轉(zhuǎn)換成電能，并且作為熱能利用于熱水供給。
圖13、 14表示所述太陽能集熱器221的結(jié)構(gòu)，首先說明該太陽能集熱 器的基本結(jié)構(gòu)。以復合拋物線為剖面，在落水管型地二維構(gòu)成的聚光反射 鏡227的焦點上配置集熱管228而構(gòu)成集熱部229，然后，將這樣的結(jié)構(gòu)的 集熱部229排列多個配置。
所述聚光反射鏡227的采光面是光透射體230，其他部分分別被具有隔 熱件構(gòu)成的隔熱層的殼體231覆蓋。
聚光反射鏡227的表面為了反射太陽光而旋涂敷高反射涂料，將從開 口部射入的太陽光有效地向配置于其焦點的集熱管228反射。另外，這些 基體材料為導熱率較低的樹脂。
集熱管228為中空管，其內(nèi)部流通有載熱體，在其表面涂敷有太陽光 吸收率高且放射率低的選擇吸收膜。
光透射體230既可以有效地獲取太陽光也可以將集熱的熱量與外部隔 斷，故可由透射太陽光、難以透射從集熱管228放射的紅外波長的玻璃材 料構(gòu)成。
并且，在最右側(cè)的集熱部229的集熱管228下側(cè)連接有載熱體入口 232， 通過載熱體配管233將該集熱部229的集熱管228的上側(cè)與最左側(cè)的集熱 部229的集熱管228的上側(cè)連接。
通過載熱體配管233將所述最左側(cè)的集熱部229的集熱管228的下側(cè) 與從右側(cè)數(shù)第二個集熱部229的集熱管228的下側(cè)連接。這樣，以從七個 集熱部229的外側(cè)的集熱部229開始依次由載熱體配管233左右交替地連 接集熱管228，并且在中央的集熱部229的集熱管228的上側(cè)連接載熱體出 口 234，構(gòu)成一條載熱體流通的流路。
在這樣將最高溫的集熱部229形成在太陽能集熱器221的內(nèi)側(cè)且配置 在中心部的同時，使最低溫的、與載熱體入口 232連接的集熱部229位于 最外側(cè)，從外側(cè)依次連接包含上述集熱部的其他的集熱部229。
對上述結(jié)構(gòu)的太陽能集熱器201的集熱時的動作、作用進行說明。
從光透射體230獲取太陽光并且在各自的集熱部229由聚光反射鏡227 反射該太陽光并會聚到集熱管228。由集熱管228的表面吸收太陽光并轉(zhuǎn)換 成熱量。通過該熱量加熱在集熱管228內(nèi)部流通的載熱體。這樣，將太陽 光光具有的能量轉(zhuǎn)換成熱量并對載熱體進行加熱。
此時，栽熱體在通過集熱管228期間被從太陽能集熱器的入口的約20 。C加熱到出口的約160°C。由此，入口附近的集熱管228的溫度低至20°C 左右，出口附近的集熱管228的溫度高至160。C左右。
由于集熱管228自身不暴露于外界氣體中，故雖然并非直接向外界氣 體散熱，但由集熱管228的溫度的影響周邊的空氣溫度也升高，向接觸空 氣的殼體231或光透射體230傳導并向外部散出的熱量增多。
在上述結(jié)構(gòu)中，通過將與高溫的載熱體出口 234連接的集熱部229配 置在太陽能集熱器221的中心，從該中心的集熱部229來看，其他集熱部 229起到隔熱層的作用，能夠降低從中心集熱部229的散熱。另外，通過將 連接載熱體入口 232的集熱部229配置在最外側(cè)，能夠?qū)囟茸畹偷募療?部229配置在距離外界氣體最近的位置。
與外界氣體的溫差最小的部件是連接該載熱體入口 332的集熱部229， 通過將該集熱部229配置在最外側(cè)，能夠降低該部分產(chǎn)生的、從太陽能集 熱器221向外部的散熱。
另外，通過依次從連接載熱體入口 232的最外側(cè)的集熱部229連接到 配置于中心的集熱部229，能夠盡可能地減小相鄰集熱部229相互的溫差， 可減少各集熱部229之間的熱量的移動量。
作為整體來看，通過降低從配置于中心的連接載熱體出口的最高溫集 熱部229向外部的熱量的移動量，能夠降低作為太陽能集熱器221向外部 的散熱量，并且可降低從最高溫的集熱部229的散熱量，能夠提高該集熱 部加熱的栽熱體的溫度。
這樣，根據(jù)實施方式8，將載熱體出口 234與配置于太陽能集熱器221 中心的集熱部229連接，將載熱體入口 232與最外側(cè)的集熱部229連接， 從連接載熱體入口的集熱部229開始依次連接包含上述兩集熱部在內(nèi)的集 熱部229,由此，能夠降低來自太陽能集熱器221的散熱并且能夠?qū)⑤d熱體 出口 234處的栽熱體的溫度保持在高溫，故可形成集熱效率高、載熱體加 熱溫度高的太陽能集熱器221。并且，通過使用該太陽能集熱器221可形成 能量利用率高的太陽能發(fā)電裝置。
另外，運轉(zhuǎn)條件、載熱體、材質(zhì)等只是一個例子。例如，雖然載熱體 采用R134a,但通過使用超臨界的二氧化碳，可由密度大的超臨界流體進行 有效的集熱，另外，即使萬一載熱體向大氣放出時，也能夠形成臭氧破壞
系數(shù)為0，溫暖化系數(shù)為1這樣環(huán)境負荷極小的裝置。 (實施方式9)
圖15所示的實施方式9的太陽能集熱器與實施方式8同樣，將連接載 熱體出口 234的最高溫的集熱部229配置在中心，將連接載熱體入口 232 的最低溫的集熱部229配置在最外側(cè)。
不同的是，這些集熱部229的栽熱體配管的連接順序。即，通過栽熱 體配管233將連接載熱體入口 232的最右側(cè)集熱部229的上側(cè)與最左側(cè)的 集熱部229的上側(cè)連接，并且將最左側(cè)的集熱部229的下側(cè)與其相鄰的左 側(cè)數(shù)第二個集熱部229的下側(cè)連接。
這樣，在上側(cè)連接時，將左右的分離的集熱部229相互連接，并且在 下側(cè)連接時，與相鄰的內(nèi)側(cè)的集熱部229連接，由此形成載熱體的流路。 通過這樣的連接能夠縮短下側(cè)的載熱體配管233，可降低該部分的栽熱體配 管233所需的空間，并且能夠降低從該部分的無用的散熱。即使在形成這 樣的連接的情況下，也能夠確保相鄰的集熱部229之間較小的溫差。
由此，根據(jù)實施方式9，載熱體配管232對集熱部229的連接如下進行 在一側(cè)將相鄰的集熱部229連接，在相反側(cè)將分離的集熱部229連接，由 此，能夠縮短一側(cè)的載熱體配管223連接的部分形成小型的結(jié)構(gòu)，并且能 夠降低該部分的無用的散熱，形成效率好的太陽能集熱器。 (實施方式10)
圖16、 17表示太陽能熱水器，在太陽能集熱器221中加熱的栽熱體為 水。另外，對于與實施方式8、 9相同作用的結(jié)構(gòu)標注同一附圖標記，其詳 細說明援用實施方式8、 9的說明。
在本實施方式中，具有用于對加熱的水進行貯存的貯水罐235,通過循 環(huán)泵236從其下部將水送至太陽能集熱器221并由太陽能加熱，使其向貯 水罐235的上部循環(huán)，向貯水罐235中供水。
另外，在!^水罐235的下部連接供水管225，在上部連接熱水供給管 226，在熱水供給時，以供水管225的水壓將貯水罐235中的熱水向熱水供 給管226送出來供給熱水。
成為如下的熱水齡存式供給機白天，在太陽光照射時通過由太陽熱
集熱器221加熱水而將熱水貯存在貯水罐234中，在需要供給熱水時，利 用其貯存的熱水來供給熱水。
并且，本實施方式的太陽能集熱器221與實施方式8、 9不同之處在于 將載熱體的流路形成兩個。即，從載熱體入口 232將載熱體的流路分支為 兩條，將其分別與左右最外側(cè)的集熱部229連接。并且，在每個載熱體流 路上，通過栽熱體配管233從外側(cè)依次連接相鄰的集熱部229。經(jīng)由載熱體 配管233使太陽能集熱器221中央的兩個集熱部229的出口在載熱體出口 234合流。
在這樣構(gòu)成的太陽能熱水器中，通過由太陽能集熱器211獲取太陽光 并加熱貯水罐235中的水，使其溫度升高，成為大約60-90。C的熱水。此 時，太陽能熱水器221的入口側(cè)、左右最外側(cè)的集熱管228大約為水溫， 處于中央的兩個出口從的集熱管228成為大約60 9(TC的高溫，在集熱管 228的上游和下游產(chǎn)生溫差。
因此，含有集熱管228的集熱部229整體的溫度也在上游和下游產(chǎn)生 溫差。顯然，含有溫度最低的最下游集熱管228在內(nèi)的集熱部229的溫度 最高。
由于該最下游的集熱部229與外部的溫差變大，故由散熱面來看變得 最為不利，通過將這些最高溫的集熱部229配置在太陽能集熱器221的最 內(nèi)側(cè)，從該中心的集熱部229來看，其他的集熱部229起到隔熱層的作用， 能夠降低從中心的集熱部229的散熱，并且可使其溫度成為高溫。
另外，由于使載熱體的流路成為兩條并且使最高溫的集熱部229相互 在太陽能集熱器221的中心接觸，故能夠不向最高溫的集熱部229彼此接 觸的一側(cè)散熱。
另外，將距離載熱體入口 232最近且溫度最低的集熱部229配置在距 離最外側(cè)的外界氣體最近的位置上。與外界氣體的溫差最小的部件是距離 該載熱體入口 232最近的集熱部229，栽熱體的流路為兩條。通過將該集熱 部229配置在兩側(cè)的最外側(cè)，盡可能減小太陽能集熱器221的兩側(cè)與外側(cè) 的溫差，可降低太陽能集熱器221向外部的散熱。
而且，通過依次從連接載熱體入口 232的最外側(cè)的集熱部229 —直連 接到配置于中心的集熱部229,能夠盡可能減小相鄰的集熱部229彼此的溫 差且可減小各集熱部229之間的熱量的移動量。
從整體來看，通過降低從連接載熱體出口的、配置于中心的最高溫集 熱部229向外部的熱量的移動量，能夠降低作為太陽能集熱器221的向外
部的散熱量，并且能夠使來自最高溫的集熱部229的散熱降低，提高該集 熱部加熱的載熱體的溫度。
以上，根據(jù)實施方式10，通過將載熱體的流路分支成兩條，將最外側(cè) 的集熱部229作為溫度最低的集熱部229,在最內(nèi)側(cè)使溫度最高的集熱部 229彼此接觸配置，兩條載熱體的流路都從各自的外側(cè)的集熱部229依次向 內(nèi)側(cè)連接，由此，抑制從最高溫的集熱部229向其他部分的散熱，并且抑 制從太陽能集熱器221整體向外部的散熱自身，故而能夠構(gòu)成提高載熱體 的加熱溫度并且降低散熱損失，提高集熱效率的太陽能熱交換器221。
通過使用該太陽能集熱器221可形成能量利用率高的太陽能熱水器。 另外，通過提高太陽能集熱器221的加熱溫度，可提高高溫水向貯水罐235 的蓄熱密度，可由小的貯水罐235貯存更多的高溫水。
另外，可將上述實施方式l、 2、 3、 7所示的集熱器適用于這樣的太陽 能熱水器。
另外，本發(fā)明不限于上述實施方式，尤其是裝置的運轉(zhuǎn)條件及各結(jié)構(gòu) 要素的材料等只不過是一例，不脫離本發(fā)明范圍的前提下可進行各種變形 或》務正。
以上，實施方式8-實施方式IO記載的集熱器通過抑制從高溫的集熱 部向外部的散熱，能夠減小散熱損失，并且可提高集熱效率。這樣的結(jié)構(gòu) 在實施方式所列舉的太陽能發(fā)電裝置或太陽能熱水裝置以外，還可利用于 利用太陽能對載熱體加熱的設備。例如，可應用于作為冷凍循環(huán)或加熱泵 的蒸發(fā)器而使用太陽能集熱器的空調(diào)或加熱泵熱水機等。 (實施方式11 )
在上述實施方式1~10中，反射鏡采用如下的結(jié)構(gòu)將剖面形成二次 曲面形狀而將熱量會聚到集熱部，并且縱向構(gòu)成落水管型。在以下的實施 方式中，作為反射部，使用利用三次曲面的復合拋物面聚光器(CPC: Compound parabolic concentrator)的反射鏡。
參照圖18-20說明第十一實施方式的集熱器。
在圖18-圖20中，附圖標記301是會聚太陽能的集熱部，由反射太陽 能而會聚的反射部302和照射該反射部302會聚的太陽能的集熱開口 303構(gòu)成。
為了會聚太陽能，反射部302的形狀采用復合拋物面聚光器(CPC:
Compound parabolic concentrator)的反射鏡。CPC對應于一年中以及一天中 的太陽的動作(高度和方位)而設定成太陽能的射入角度和集光比(進入 集熱部301的太陽熱射線的開口面積/集熱開口 303的開口面積)的最佳值。 例如，若太陽能可射入的角度為來自天空30°左右，則集光比擴大到 約3倍的集熱，若可射入的角度縮小到20°左右，則集光比擴大到約7倍。 由于集光比越大，太陽能越會聚，故在集熱開口 303照射的熱量增加，溫 度上升。
但是，由于集光比擴大則太陽能可射入的角度以天空為基準縮小，故 在集熱部的集熱時間、設置場所等的制約變多，需要對此進行考慮。
集熱部301可設置多個，此時的設計尺寸為相似形狀。無論將細微的 集熱部301如何多個排列，都能夠確保一定的集光比和入射角度。將集光 比和射入角度最佳化時，將CPC形成為三維(3D)的杯狀為有效的。
為了提高太陽能的反射率而對反射部302進行鏡面精加工。該反射部 302的鏡面精加工有如下方法通過構(gòu)成反射鏡101的材料進行鍍敷、蒸鍍、 研磨、涂敷等。
集熱部301的加工有耐熱的樹脂(例如酚醛樹脂、氟樹脂、聚酰亞胺 樹脂)的成型、不銹鋼的沖壓加工、鑄鋁鑄塑成型等方法。
另外，也有將鋁精加工板彎曲的方法。例如，在由耐熱樹脂將集熱部 301成型時，通過鍍鋁(蒸鍍)或涂敷等對鏡面進行拋光而形成反射部302。
尤其是，在對鏡面鍍鋁時，使用聚酰亞胺樹脂、聚苯硫醚樹脂或聚酯 樹脂、聚酰胺樹脂等。
另外，在對不銹鋼進行沖壓加工時，也由鋁電解研磨或拋光研磨等形 成鏡面。在鑄鋁鑄塑的成型中也通過鍍敷等進行鏡面精加工，防止由鑄鋁 鑄塑材料研磨后的氧化膜S1起的反射率的下降。
多個集熱部301所構(gòu)成的間隙304凈皮隔熱件305填充并且不形成空氣層。
所述隔熱件305由耐熱的樹脂材料(例如酚醛樹脂、氟樹脂等)或陶 瓷材料(二氧化硅、氧化鋁等)形成。另外，由樹脂將多個集熱部301 — 體成型時，由該樹脂材料填充各集熱部的間隙而形成。
附圖標記306是設于集熱部301下方的熱交換器，在集熱部301的集 熱開口 303側(cè)設置平板狀的受熱板307,在其下部構(gòu)成與該受熱板307接合 的通路板308。
所述受熱板307和通路板308由導熱率大的銅板或鋁板形成，以溶接、 高溫焊接、注入防水填縫材料而將端部鉚接等方法密封，使載熱體9不泄漏。
通路板308對平板沖壓加工而設置凹凸，與平板狀的受熱板307 —同 形成載熱體通路310。在該載熱體通路310上使載熱體309的入口管311和 出口管312連通。
通路板308將凹凸的形狀加工成彎曲迂回狀，將一體的載熱體通路310 沿著受熱板307引繞。載熱體通路310的剖面形狀形成扁平狀，以消除受 熱板307與通路板308的間隙，增大載熱體309和受熱板307的內(nèi)壁接觸 的面積，促進熱交換。
載熱體309使用代替氟利昂(HFC: Hydrogenerated Fluoro Carbon)的 134A或二氧化碳(C02)。
在從受熱板307的集熱開口 303獲取太陽光照射的一側(cè)的表面安裝有 用于吸收太陽能并防止熱量從受熱板307放射的選擇吸收膜313。
選擇吸收膜313通過在受熱板307的表面進行黑色的黑鉻或無電解鎳 的鍍敷處理而構(gòu)成。另外，也可代替鍍敷而涂敷錳類的黑色涂料。
在集熱部301和受熱板307之間安裝有耐熱性的隔熱片314，以使集熱 部301的集熱開口 303周圍的構(gòu)成部分(例如由樹脂等形成集熱開口 303 的邊緣的部分或集熱部301時其底的部分或填充到各集熱部301周圍的隔 熱件305等)不直接與受熱板307接觸。
隔熱片314由樹脂材料(例如酚醛樹脂、氟樹脂等)或陶瓷材料(二 氧化硅、氧化鋁等)形成，設置比集熱開口 303大的開口，向受熱板307 的表面照射太陽。
附圖標記315是設于集熱部301的上部的透射體，獲取太陽能并防止 雨水或灰塵侵入集熱部301的內(nèi)部。
該透射體315為了使太陽光透射而采用透射率大的透明玻璃(這樣的 透明玻璃的日照透射率約為90% )。
在集熱部301和透射體315之間安裝有耐熱性的吸熱片316,以使集熱 部301的上部開口部分的周圍結(jié)構(gòu)部分(例如開口的邊緣部分或集熱部301 由樹脂等形成時的上部的部分等)不與透射體315接觸。
吸熱片316在導熱率大的銅或鋁薄板上涂敷金屬的黑色或灰色的與反 射少的選擇吸收膜313相同的材料，防止太陽能從集熱部301的上部開口 部分的周圍構(gòu)成部分向透射體315反射，使熱量滯留在透射體315的下方。
附圖標記317是收納集熱部301或熱交換器306并在上部設有透射體 315的開口的箱型外裝，由腐蝕性小的不銹鋼或具有耐用性的樹脂材料(例 如聚脂樹脂、聚碳酸酯樹脂等)構(gòu)成。
在外裝317的內(nèi)部填充有覆蓋多個集熱部301或熱交換器306的周圍 的外裝隔熱件318。外裝隔熱件318由耐熱性的礦棉、玻璃綿等構(gòu)成。
附圖標記319是集熱器，其通過外裝隔熱件318僅包圍并收納與多個 集熱部310 —體構(gòu)成的熱交換器306，并且通過在透射體315上開口的外裝 317構(gòu)成集熱部301的上部。
附圖標記320是載熱體309的循環(huán)泵，321是載熱體309流動的回路， 322是蓄積來自載熱體309的高溫熱量的蓄熱槽。
以下，說明以上結(jié)構(gòu)的集熱器的動作、作用。
首先，使循環(huán)泵320動作并使載熱體309在回路321中循環(huán)，將其送 至集熱器319。在集熱器319中，太陽光被集熱部301的CPC反射部302 反射并會聚，從集熱開口 303向熱交換器306的受熱板307照射。通過安 裝在受熱板307表面的選擇吸收膜313,大約90%的太陽能被受熱板307 吸收并使熱交換器306的溫度上升。
若將載熱體309送至熱交換器306上設置的載熱體通路310，則獲取來 自受熱板307的熱量，載熱體309形成高溫的蒸氣(或者液體或蒸氣和液 體的混合物等)而送至蓄熱槽322。
在蓄熱槽322中獲取該蒸氣而蓄積20(TC左右的熱量。載熱體309的蒸 氣在蓄熱槽322凝結(jié)而成為液體，通過循環(huán)泵320再次送往集熱器319并 被加熱。通過在能夠供給太陽能期間反復進行該動作，將必要的熱量蓄積 在蓄熱槽322中。
以上，在本實施方式中，由多個集熱部301會聚太陽光并從集熱開口 303向熱交換器306的平板狀的受熱板307照射，并且設置與受熱板307 — 體化而構(gòu)成栽熱體通路310的通路板308,因此，管狀的熱交換器相對集熱 開口 303不進行復雜地引繞，能夠?qū)⑹軣岚?07整體獲取的熱量向載熱體 309均勻傳遞，可縮小熱交換器306的散熱面積并提高集熱器319的熱效率。
另外，在本實施方式中，由一體的受熱板307回收會聚在多個集熱開 口 303的熱量并無需引繞管狀的熱交換器，故能夠不被聚光部301的大小 或排列所左右而緊湊地構(gòu)成熱交換器306，可將集熱器319小型化(構(gòu)成薄型)。
另夕卜，在本實施方式中，由于利用受熱寺反307和通路板308兩塊板構(gòu) 成熱交換器306,故能夠簡單化并降低成本。
在本實施方式中，熱交換器306使通路板308的凹凸迂回而成型并構(gòu) 成載熱體通路310，因此，由一條連通的通路構(gòu)成熱交換器306中的載熱體 通路310,可使全部的熱量到達載熱體309而提升溫度。
在本實施方式中，由于受熱板307在集熱部301側(cè)的表面形成選擇吸 收膜313，故能夠防止從集熱開口 303獲取的熱量在受熱板307的表面反射 并且能夠增加受熱板307對熱量的吸收量，防止受熱板307的溫度上升時 紅外線的放射，可使受熱板307的溫度上升并促進栽熱體309的加熱。
另外，在本實施方式中，載熱體通路310的斷面形狀形成為將受熱板 307和通路板308的間隙減小的扁平狀，增大載熱體309和受熱板307內(nèi)壁 接觸的面積，故載熱體309沿受熱板307的內(nèi)壁擴展，可促進熱交換。
另外，在本實施方式中，在集熱部301和受熱板307之間安裝有耐熱 性的隔熱片314，因此，可以防止從受熱板307向集熱部301的熱傳導引起 的散熱，可以提高熱效率。
另外，由于防止從高溫的受熱板307向集熱部301的熱傳導，故能夠 長期防止集熱部301 (尤其是通過耐熱性樹脂對集熱部301成型時等)的變 形或反射部302的鏡面劣化。
在本實施方式中，由于在集熱部301與透射體315之間安裝有耐熱性 的吸熱片316,故可將被集熱部301的上部反射并從透射體315向外部放出 的太陽光吸收，使熱量滯留在透射體315的下方，可提高集熱器319的熱 效率。
另外，熱交換器306的入口管311和出口管312從通路板308側(cè)與載 熱體通路310結(jié)合，故能夠使載熱體309均勻地流入載熱體通路310并可 促進熱交換。
通過將本實施方式的反射部302的形狀從CPC的三維(3D)杯狀形成 二維(2D)的落水管型，能夠?qū)谔栆惶熘械膭幼鞯姆轿蛔兓虼?br> 可長時間加熱載熱體309。
另外，由于反射部302的成型也可通過彎曲鋁拋光板等來加工，故能 夠降低成本。
通過將本實施方式的反射部302的形狀從CPC的三維(3D )杯狀形成 為拋物面集熱器(PC: Parabolic concentrator)的碗狀，將太陽能集中于焦 點而得到較大的集光比，故能夠容易地形成載熱體309的高溫蒸氣，且可 得到使用性良好的高溫熱量。
另外，雖然通過PC消除日射允許角度，但通過安裝追蹤裝置(未圖示 由電機、齒輪等驅(qū)動反射部302并使其總是正對太陽的方向的裝置)，可進 一步捕集太陽能，故可提高集熱器319的熱效率。
另外，通過在本實施方式的透射體315的集熱部301側(cè)的內(nèi)面涂敷使 太陽能透射且反射紅外線的選擇透射膜，將來自高溫的受熱板307的紅外 線反射，進而也將集熱部301的溫度上升產(chǎn)生的紅外線也反射，故能夠?qū)?紅外線的熱量蓄留在集熱部301中，有助于受熱板307的加熱，可提高集 熱器319的熱效率。
選擇透射膜通過噴鍍或涂敷而將透明導電膜(例如錫摻雜氧化銦 (ITO )、銻摻雜氧化錫(ATO )等)成型為薄膜。
另外，本實施方式的透射體315由具有選擇透射性能的耐熱性、耐用 性優(yōu)良的樹脂材料(例如聚碳酸酯等)構(gòu)成，可進行集熱器319的輕量化 和低成本化。
(實施方式12)
圖21表示本發(fā)明的實施方式12，熱交換器306在通路板308上設置凹 凸并構(gòu)成載熱體通路310時，將多個載熱體通路310平行地緊密排列，作 為通路板308內(nèi)的一部分凹凸，在該多個載熱體通路310的兩端部分構(gòu)成 頭部323。
在各自的頭部323的一部分上結(jié)合有載熱體309的入口管311和出口 管312。頭部323的斷面形狀形成為使受熱板307與通路板308的間隙減小 的扁平狀，增大載熱體309和受熱板307的內(nèi)壁接觸的面積，促進熱交換。
以下，說明上述結(jié)構(gòu)的熱交換器的動作、作用。
由受熱板307回收的熱量在通路板307的所有的載熱體通路310進行 熱交換，頭部323也作為載熱體通路310的一部分而進行熱交換。
從入口管311流入到熱交換器306的栽熱體309在入口管311側(cè)的頭 部323向多個載熱體通路310均勻地分散，使各載熱體通路310的栽熱體 309的流速降低并促進與受熱板307的熱交換。
以上，在本實施方式中，由于通過在熱交換器306中構(gòu)成全部的載熱 體通路310而防止散熱，使載熱體309的溫度上升，將受熱板307回收的 熱量向載熱體傳遞，故能夠提高集熱器319的熱效率。
另外，由于在集熱部301和其受熱板307的內(nèi)側(cè)構(gòu)成頭部323,故容易 由外裝隔熱件318包圍，能夠防止從熱交換器306的散熱。
由于通過頭部323而使載熱體309分散在熱交換器306中流動，故能 夠?qū)⒃詿狍w309均勻地加熱，可降低溫度分布的偏差引起的熱交換損失， 可提高集熱器319的熱效率。 (實施方式13)
在圖22中，熱交換器306將與平板狀的受熱板307接合的通路板308 也構(gòu)成平板狀，載熱體通路310在受熱板307和通路板308之間構(gòu)成決定 載熱體通路310的通路高度的平板狀的襯墊324。
受熱板307和通路;f反308和襯墊324由導熱率大的銅板或鋁板形成， 通過溶接、高溫焊接、注入防水填縫材料而將端部鉚接等方法密封，以使 載熱體309不泄露。
為了使載熱體通路310迂回，襯墊324進行對一張板沖切的加工。
另外，顯然可以組合多個襯墊324而構(gòu)成圖21的頭部323。在栽熱體 通路310的局部連通有載熱體309的入口管311和出口管312。載熱體通路 310的斷面形狀形成為使襯墊324的厚度減小的扁平狀，增大載熱體309和 受熱板307內(nèi)壁接觸的面積，促進熱交換。
下面，說明以上的熱交換器的動作及作用。
將熱交換器306設置在受熱板307和通路板308之間的襯墊324全部 由平板構(gòu)成，加工用于將受熱板307回收的熱傳遞給熱載體309的復雜、 細微的熱載體通路310，進行可以經(jīng)受熱栽體309的蒸氣壓力(例如lOMPa 左右的壓力)的組裝。
另外，降低襯墊324的厚度也薄地構(gòu)成熱交換器306的厚度，從而降 低外裝317的高度并提高設計性。
如上所述，在本實施方式中，對平板狀的襯墊324進行沖切，構(gòu)成細
微并復雜的熱載體通路310,所以可以對應于多個小的集熱開口 303的排列 而促進向熱媒體309的熱交換。
另外，通過由平板層積加工熱交換器306而可承受載熱體309的蒸氣 壓力，故通過栽熱體309的高溫可以得到壓力大的蒸氣，能夠使蒸氣渦輪 (未圖示)動作。
另外，由于將熱交換器306減薄構(gòu)成，故能夠構(gòu)成高度低且薄的集熱 器319,可如太陽能電池組件那樣用作為屋頂件。 (實施方式14)
圖23 -25表示實施方式14，對進行與實施方式11同一的作用動作的 結(jié)構(gòu)標注同一符號，其具體說明援用實施方式11的說明。
在實施方式14中，附圖標記329是在外裝317內(nèi)分隔集熱部310或熱 交換器306和外裝壁而設置的隔熱壁，通過該隔熱壁329，作為與外裝317 的內(nèi)側(cè)獨立的空間而i殳有收納室330。
隔熱壁329由耐熱性的陶瓷材料(二氧化硅、氧化鋁等)、樹脂材料(酚 醛樹脂、氟類樹脂等)或?qū)崧市〉慕饘?例如不銹鋼等)構(gòu)成。
附圖標記331是真空隔熱件，無間隙地插入到收納室330多個。真空 隔熱件331作為芯材由二氧化硅粉體或玻璃綿構(gòu)成，提高隔熱性。
另外，真空隔熱件331的外敷材料由塑料-金屬的層壓膜構(gòu)成。
真空隔熱件331將兩片外敷材料對齊而覆蓋芯材，將內(nèi)部減壓至真空， 通過熱融著而密封周圍。該外敷材料的層壓結(jié)構(gòu)由內(nèi)側(cè)開始依次為熱溶著
用的層(例如由可在200。C以上溶著的聚萘二羧酸乙二醇酯(求y工千i^y
于7夕P—卜)或氟類樹脂薄膜構(gòu)成)、氣體壁障用的層(例如由比熱溶著 用的層使用的薄膜的融點高的金屬箔或?qū)嵤┝私饘僬翦兓驘o機氧化物蒸鍍 的薄膜構(gòu)成，金屬箔由鋁、鎳、錫不銹鋼等構(gòu)成，實施蒸鍍的樹脂薄膜由 聚萘二羧酸乙二醇酯、聚酰亞胺薄膜等構(gòu)成)、保護用的層(例如由比熱溶 著用的層使用的薄膜的融點高的薄膜構(gòu)成、聚萘二羧酸乙二醇酯、四氟化 乙烯-乙烯共聚物、四氟化乙烯-全氟烷氧基(八°—7口 口7W〕年9) 乙烯共聚物等)的多重層構(gòu)成，能夠長期維持真空狀態(tài)地將耐用性提高。
附圖標記332是反射材料，朝向隔熱壁329內(nèi)側(cè)的集熱部301或熱交 換器306,沿隔熱壁329無間隙地安裝。
反射材料332將來自集熱部301或熱交換器306的紅外線反射并使其
返回熱交換器306，再次進行加熱。該反射材料332由紅外線反射成分的金 屬粉體(例如銀、鋁等)、碳化物粉體(例如氮化硅、碳化硅等)、金屬氧 化物(氧化鈦、氧化錫、銻摻雜氧化錫、錫摻雜氧化銦等)構(gòu)成，使用氟 類樹脂在隔熱壁329的表面形成涂敷膜。
另外，反射材料332也沿著隔熱壁329安裝鋁鏡面板等研磨的金屬板。
此時，若集熱部301或熱交換器306的溫度上升，則由此作為紅外線 而放射熱射線。熱射線不被外裝隔熱件318遮斷而將外裝隔熱件318加熱， 故而隨著時間的加長，外裝隔熱件318的溫度也上升。也通過熱傳導或?qū)?流將熱量從集熱部301和熱交換器306向外裝隔熱件318傳遞。
熱交換器306生成載熱體309的200。C左右的蒸氣，故通過外裝隔熱件 318的細小空氣層的隔熱，熱量向外方擴展而到達隔熱壁329。通過該隔熱 壁329分隔外裝317，故使熱量匯攏在隔熱壁329的內(nèi)側(cè)空間中，防止熱交 換器306的散熱并促進與載熱體309的熱交換。
設于隔熱壁329外側(cè)的收納室330，由隔熱壁329阻隔熱量，防止收納 室330中的溫度上升。將真空隔熱件331插入該收納室330中，防止真空 隔熱件331的溫度上升。
真空隔熱件331將溫度保持在使用溫度范圍內(nèi)(一般，用于冰箱等的 真空隔熱件的使用溫度范圍為-40°C ~ IO(TC左右)，可長期維持隔熱性能。
通過真空隔熱件331防止向集熱器319的外裝317之外散熱，并且防 止熱交換器306的溫度降低，有效地向載熱體309進行熱交換。
另外，通過朝向隔熱壁329的內(nèi)側(cè)的聚光部301或熱交換器306安裝 的反射材料，將從集熱部301或熱交換器306以及外裝隔熱件318放射的 紅外線反射，并使其返回到熱交換器306或外裝隔熱件318側(cè)，因此，防 止隔熱壁329的溫度上升，進一步減輕收納室330中的溫度上升。
以上，在本實施方式中，安裝有外裝317,其收納集熱部301和熱交 換器306;隔熱壁329，其設于該外裝317中，用于劃分外裝壁、集熱部301 以及熱交換器306;真空隔熱件331,其安裝在由隔熱壁329和外裝壁構(gòu)成 的收納室330中，因此，即使為了得到高溫的載熱體309的蒸氣而使外裝 317中的溫度上升，也可通過隔熱壁329來防止收納室330中的真空隔熱件 331的溫度上升，可防止真空隔熱件331的劣化并長期降低來自外裝317的 散熱。
另外，在本實施方式中，由于通過真空隔熱件331來防止向集熱器319 的外裝317的散熱，故能夠防止熱交換器306的溫度降低，可有效地向載 熱體309進行熱交換而提高集熱器319的熱效率。
在本實施方式中，由于通過隔熱壁329阻隔來自熱交換器306的熱量， 使收納室330中的溫度降低，故可使用溫度低的一般的(冰箱等使用的真 空隔熱件)真空隔熱件331而謀求成本的降低。
在本實施方式中，由于隔熱壁329朝向集熱部301和熱交換器306安 裝有反射紅外線的反射材料332，故可以由隔熱壁329的反射材料332將獲 取了聚光部301會聚的熱量的熱交換器306溫度上升時產(chǎn)生的紅外線反射， 并將其用于熱交換器306的再加熱，防止隔熱壁329的溫度上升，可防止 收納室330中的真空隔熱件331的高溫劣化。
另外，在本實施方式中，設有通路板308，其由多個集熱部301會聚太 陽光并從集熱開口 303向熱交換器306的平板狀的受熱板307照射，與受 熱板307—體化而構(gòu)成載熱體通路310，因此，無需相對于集熱開口 303對 管狀的熱交換器進行復雜形狀的引繞，能夠?qū)⑹軣岚?07整體獲得的熱量 向載熱體309均勻地傳遞并且縮小熱交換器306的散熱面積而提高集熱器 319的熱效率。
另外，在本實施方式中，由一體的受熱板307將會聚到多個集熱開口 303的熱量回收，無需引繞管狀的熱交換器，故能夠不被集熱部301的大小 或排列左右而緊湊地構(gòu)成熱交換器306,將集熱器319小型化(構(gòu)成薄型)。
在本實施方式中，由于由受熱板307和通路板308兩張板構(gòu)成熱交換 器306，故而能夠進行簡單化并且降低成本。
在本實施方式中，熱交換器306使通路板308的凹凸迂回而成型并構(gòu) 成載熱體通路310，因此，由一條連通的通路構(gòu)成熱交換器306中的載熱體 通路310,可使全部的熱量到達載熱體309而提升溫度。
在本實施方式中，由于受熱板307在集熱部301側(cè)的表面形成選擇吸 收膜313，故能夠防止從集熱開口 303獲取的熱量在受熱板307的表面反射 并且能夠增加受熱板307對熱量的吸收量，防止受熱板307的溫度上升時 紅外線的放射，可使受熱板307的溫度上升并促進栽熱體309的加熱。
另外，在本實施方式中，載熱體通路310的斷面形狀形成為將受熱板 307和通路板308的減小的扁平狀，增大載熱體309和受熱板307的內(nèi)壁接
觸的面積，故栽熱體309沿受熱板307內(nèi)壁擴展，可促進熱交換。
另外，在本實施方式中，由于在集熱部301與受熱板307之間安裝有 耐熱性的隔熱片314，故可防止從受熱纟反307向集熱部301的熱傳導導致的 散熱，可提高熱效率。另外，由于防止從高溫的受熱板307向集熱部301 的熱傳導，故能夠長期防止集熱部301 (尤其是通過耐熱性的樹脂成型集熱 部301等時)的變形或反射部302的鏡面劣化。
在本實施方式中，由于在集熱部301與透射體315之間安裝有耐熱性 的吸熱片316,故能夠?qū)⒈患療岵?01的上部反射并從透射體315向外部放 出的太陽光吸收，使熱量滯留在透射體315的下方，可提高集熱器319的 熱效率。
另外，在本實施方式中，熱交換器306的入口管311和出口管312從 通路板308側(cè)與載熱體通路310結(jié)合，故能夠使栽熱體309均勻地流入載 熱體通路310并可促進熱交換。
另外，通過將本實施方式的反射部302的形狀從CPC的三維(3D)杯 狀形成二維(2D)的落水管型，能夠?qū)谔栆惶熘械膭幼鞯姆轿蛔兓?因此可長時間加熱載熱體309。另外，由于反射部302的成型也可通過彎曲 鋁鏡面板等來加工，故能夠降低成本。
通過將本實施方式的反射部302的形狀從CPC的三維(3D)杯狀形成 為拋物面集熱器(PC: Parabolic concentrator)的碗狀，將太陽能集中于焦 點而得到較大的集光比，故能夠容易地形成載熱體309的高溫蒸氣，且可 得到使用性良好的高溫熱量。
另外，雖然通過PC消除日射允許角度，但通過安裝追蹤裝置(未圖示 由電機、齒輪等驅(qū)動反射部302并使反射部總是正對太陽的方向的裝置)， 可進一步捕集太陽能，故可提高集熱器319的熱效率。
另外，通過在本實施方式的透射體315的集熱部301側(cè)的內(nèi)面涂敷使 太陽能透射且反射紅外線的選擇透射膜，將來自高溫的受熱板307的紅外 線反射，進而也將集熱部301的溫度上升產(chǎn)生的紅外線也反射，故能夠?qū)?紅外線的熱量蓄留在集熱部301中，有助于受熱板307的加熱，可提高集 熱器319的熱凌文率。
選擇透射膜通過噴鍍或涂敷而將透明導電膜(例如錫摻雜氧化銦 (ITO )、銻摻雜氧化錫(ATO)等)成型為薄膜。
另外，本實施方式的透射體315由具有選擇透射性能的耐熱性、耐用 性優(yōu)良的樹脂材料(例如聚碳酸酯等)構(gòu)成，可進行集熱器319的輕量化 和4氐成本化。
(實施方式15 )
在圖26中，隔熱壁329在與集熱部301或熱交換器306 (或覆蓋熱交 換器306的外裝隔熱件318)之間設置空間337,由安置在隔熱壁329內(nèi)面 的反射材料332直接反射從集熱部301或熱交換器306(或者覆蓋熱交換器 306的外裝隔熱件318 )放射的紅外線而提高反射性能。
另外，熱交換器306在隔熱壁329側(cè)的表面上安裝有選擇吸收膜338。 選擇吸收膜338在熱交換器306的材料(例如銅、鋁、不銹鋼等)涂敷吸 收紅外線的涂料(例如錳類涂料或碳黑類的涂料等)或者進行黑色的鍍敷 處理(例如鍍敷黑鉻、鍍敷無電解鎳等)，在吸收紅外線后抑制放射，使熱 量蓄積在熱交換器306中。
另夕卜，空間337在內(nèi)部填充導熱率比空氣小的惰性氣體(例如氪氣等)， 降低從集熱部301或熱交換器306 (或者覆蓋熱交換器306的外裝隔熱件 318)由于熱傳導或?qū)α鞫⒎诺臒崃浚乐篃峤粨Q器306的溫度降低。
另外，通過填充惰性氣體，可提高覆蓋高溫的熱交換器306的安全性， 防止隔熱壁329或真空隔熱件331的劣化，耐于長期使用。
以下，說明上述結(jié)構(gòu)的集熱器的動作、作用。
集熱部301或熱交換器306(或者覆蓋熱交換器306的外裝隔熱件318 ) 的溫度上升，則放射紅外線。紅外線被外裝隔熱件318的內(nèi)部反射或被外 裝隔熱件318或細小的空氣層吸收，使外裝隔熱件318的溫度上述并放射 新的紅外線。
此時，經(jīng)由空間337放射的紅外線向各個方向放射，直線地到達反射 材料332，其反射也直線地進行而使反射量增加，阻斷放射熱，由此可防止 隔熱壁329的溫度上升。
另外，由反射材料332反射的紅外線反復向各個方向反射并到達熱交 換器306的選擇吸收膜338。在選擇吸收膜338吸收紅外線并使熱交換器 306的溫度上升。即使熱交換器306的溫度成為高溫也可通過使選擇吸收膜 338的放射熱降低的效果而將熱量蓄積在熱交換器306中，將熱交換器306 維持在高溫。
另外，由于在空間337中填充有導熱率比空氣小的惰性氣體，故防止 從聚光部301或熱交換器306 (或者覆蓋熱交換器306的外裝隔熱件318 ) 的熱傳導或?qū)α饕鸬纳?，將熱量蓄積在熱交換器306側(cè)，將熱交換器 306維持在高溫。
以上，在本實施方式中，由于來自集熱部301或熱交換器306 (或者覆 蓋熱交換器306的外裝隔熱件318)的紅外線經(jīng)由空間337直接到達隔熱壁 329的反射材料332,反射性能提高，因此可防止真空隔熱件331的溫度上 升，防止真空隔熱件331的高溫劣化。
在本實施方式中，熱交換器306利用選擇吸收膜338吸收隔熱壁329 的反射材料332反射的紅外線，將該熱量在利用在熱交換器306的再加熱， 所以，可以防止真空隔熱件331的溫度上升，防止真空隔熱件331的高溫 劣化。
在本實施方式中，隔熱壁329向集熱部301與熱交換器306側(cè)的空間 327注入導熱率小于空氣的氣體，由此防止從集熱部301和熱交換器306向 隔熱壁的熱傳導，因此能夠防止真空隔熱件331的溫度上升，防止真空隔 熱件331的高溫劣化。
另外，在本實施方式中，在隔熱壁329的熱交換器306側(cè)安裝有反射 材料332，使隔熱壁329吸收的紅外線減少并可降低真空隔熱件331的溫度。
本實施方式的空間337也可以強化外裝317或隔熱壁329的結(jié)構(gòu)，形 成密閉結(jié)構(gòu)并保持在真空，將來自集熱部301或熱交換器306 (或者覆蓋熱 交換器306的外在隔熱件318)的熱傳導完全遮斷。 (實施方式16)
在圖27中，隔熱壁329在面對真空隔熱件331的側(cè)壁表面安裝有吸收 紅外線的選擇吸收膜339，在真空隔熱件331的表面安裝有反射紅外線的反 射材料340。
選擇吸收膜339在隔熱壁329的材料(例如耐熱性的陶資材料(二氧 化硅、氧化鋁等)、樹脂材料(酚醛樹脂、氟類樹脂等)或?qū)崧市〉慕饘?(例如不銹鋼等)涂敷吸收紅外線的涂料(例如錳類涂料或碳黑類的涂料 等)或者進行黑色的鍍敷處理(例如黑鉻鍍敷、無電解鎳鍍敷等)，在吸收 紅外線后抑制放射，使熱量蓄積在熱交換器306中。
另外，反射材料340由紅外線反射成分的金屬粉體(例如銀、鋁等)
或碳化物粉末(例如氮化硅、碳化硅等)或金屬氧化物(氧化鈦、氧化錫、
銻摻雜氧化錫、錫摻雜氧化銦等)構(gòu)成，采用氟類樹脂在真空隔熱件331 的表面形成有涂敷膜。
另外，反射材料332也沿著真空隔熱件331安裝鋁鏡面板等研磨的金 屬板。
另外，隔熱壁329在面對真空隔熱件331的側(cè)壁的表面安裝的選擇吸 收膜339與真空隔熱件331的表面安裝的反射材料340之間設有空間341。
通過該空間341，來自隔熱壁329的紅外線直接到達真空隔熱件331 的反射材料340，提高反射性能而防止真空隔熱件331的溫度上升。另外， 空間339在內(nèi)部填充有導熱率小于空氣的惰性氣體(例如氪氣等)，降低由 于熱傳導或?qū)α鞫鴱母魺岜?29散出的熱量，防止真空隔熱件331的溫度 上升。
以下，說明上述結(jié)構(gòu)的熱交換器的動作、作用。
集熱部301或熱交換器306(或者覆蓋熱交換器306的外裝隔熱件318 ) 的溫度上升，則放射紅外線。紅外線被外裝隔熱件318的內(nèi)部反射或被外 裝隔熱件318或細小的空氣層吸收，使外裝隔熱件318的溫度上述并放射 新的紅外線。
若紅外線到達隔熱壁329則隔熱壁329的溫度上升，紅外線由此向真 空隔熱件331放射。該紅外線被反射材料340反射并返回隔熱壁329側(cè)而 被選擇吸收膜339吸收，防止紅外線再次向真空隔熱件331放射，能夠?qū)?真空隔熱件331的溫度維持在使用范圍。
另外，經(jīng)由空間341從隔熱壁329放射的紅外線直線地到達反射材料 340,其反射也直線地進行，使反射量增加而阻斷放射熱，由此可防止真空 隔熱件331的溫度上升。
另外，由于在空間341中填充有導熱率小的惰性氣體，故防止從隔熱 壁329的熱傳導或?qū)α饕鸬纳?，將熱量蓄積在隔熱壁329側(cè)，將熱交 換器306維持在高溫。
另外，通過填充惰性氣體，提高覆蓋高溫的熱交換器306的安全性， 防止隔熱壁329或真空隔熱件331的劣化，耐于長期使用。
以上，在本實施方式中，在隔熱壁329的表面安裝有吸收紅外線的選 擇吸收膜339并且在真空隔熱件331的表面安裝有使紅外線反射的反射材
料340，故由選擇吸收膜339吸收反射材料340反射的紅外線，使其熱量返 回隔熱壁329側(cè)，因此，能夠防止真空隔熱件331的溫度上升，防止真空 隔熱件331的高溫劣化。
在本實施方式中，由于在安裝于隔熱壁329表面的選擇吸收膜339與 安裝于真空隔熱件331表面的反射材料340之間設有空間341，故來自隔熱 壁329的紅外線直接到達真空隔熱件331的反射材料340而使反射性能提 高，由選擇吸收膜339吸收熱量并使其熱量蓄積在隔熱壁329，防止真空隔 熱件的溫度上升，防止真空隔熱件的高溫劣化。
在本實施方式中，隔熱壁329向與真空隔熱件331之間設置的空間341 注入導熱率小于空氣的氣體(例如氪氣)，由此防止從隔熱壁329向真空隔 熱件331的熱傳導，因此能夠防止真空隔熱件331的溫度上升，防止真空 隔熱件331的高溫劣化。
另外，在本實施方式中，在隔熱壁329的熱交換器306側(cè)安裝有反射 材料332，使隔熱壁329吸收的紅外線減少并可降低真空隔熱件331的溫度。
另外，本實施方式的空間341也可以強化外裝317或隔熱壁329的結(jié) 構(gòu)，形成密閉結(jié)構(gòu)并保持在真空，將來自隔熱壁329的熱傳導完全遮斷。
另外，雖然將本實施方式中與上述實施方式相同的部分省略，但可以 將上述實施方式11 ~ 16所示的集熱器319適用于實施方式4~6所示的熱 電聯(lián)供系統(tǒng)。即，可以將實施方式4-6所示的集熱器25置換成集熱器319， 構(gòu)成集熱器和太陽能蘭肯系統(tǒng)。同樣地，也可作為實施方式IO所示的太陽 能熱水器而適用。
在使用實施方式11 ~實施方式16記載的集熱器319而構(gòu)成的熱電聯(lián)供 系統(tǒng)中，將集熱器319的受熱板307整體獲取的熱量均勻地向載熱體309 傳遞，縮小熱交換器306的散熱面積，提高集熱器319的熱效率，因此， 能夠向蓄熱槽供給蒸氣渦輪旋轉(zhuǎn)所需的載熱體蒸氣形成用的高溫熱量。
另外，在使用實施方式11 ~實施方式16記載的集熱器319的情況下， 由一體的受熱板307回收會聚到多個集熱開口 303的熱量，無需引繞管狀 的熱交換器，因此能夠不被集熱部301的大小或排列所左右地將熱交換器 306緊湊地構(gòu)成，將集熱器319小型化(薄型地構(gòu)成)，故能夠?qū)犭娐?lián)供 系統(tǒng)小型化，容易進行設置。
另外，在使用實施方式14~實施方式16記載的集熱器319構(gòu)成的熱電
聯(lián)供系統(tǒng)中，隔熱壁329以劃分外裝壁、聚光部301及熱交換器306的方 式設置在外裝317中，在由該隔熱壁329和外裝壁構(gòu)成的收納室330中安 裝有真空隔熱件331 ，因此可由隔熱壁329防止真空隔熱件331的溫度上升， 防止真空隔熱件331的劣化，并長期降低從外裝317的散熱，可提高熱電 聯(lián)供系統(tǒng)的熱效率。
另外，由于通過隔熱壁329阻斷來自熱交換器306的熱量，使收納室 330中的溫度降低，故可采用使用溫度低的一般的(冰箱等使用的真空隔熱 件)真空隔熱件331而謀求熱電聯(lián)供系統(tǒng)的成本的降低。
另外，將集熱器319的受熱板307整體獲得的熱量向載熱體均勻地傳 遞，所需熱交換器306的散熱面積，提高集熱器319的熱效率，故能夠向 蓄熱槽供給蒸氣渦輪旋轉(zhuǎn)所需的載熱體的蒸氣形成用的高溫的熱量。
另外，由于利用太陽能而形成載熱體的蒸氣，使蒸氣渦輪旋轉(zhuǎn)而進行 發(fā)電，故可實現(xiàn)發(fā)電和熱水供給、采暖的熱電聯(lián)供系統(tǒng)，可活用太陽能這 樣的自然能源得到促進能源節(jié)省和co2削減的有效方法。
以上，實施方式11 ~實施方式16記載的集熱器由于能夠會聚能量密度 低的太陽光而有效地進行熱交換來加熱載熱體，故能夠適用于住宅的熱水 供給或發(fā)電用的加熱裝置。
另外，由于可防止從外裝的散熱并從能量密度低的太陽光回收熱量而 有效地進行熱交換來加熱載熱體，故能夠適用于住宅的熱水供給或發(fā)電用 的加熱裝置。
權(quán)利要求
1.一種集熱器，其特征在于，具有反射并會聚太陽光的反射鏡；接受通過該反射鏡會聚的太陽光的集熱部；評價相對于所述反射鏡的太陽光的方向的判定裝置；以及接受該判定裝置的信號并使所述反射鏡正對地朝向太陽移動的驅(qū)動部。
2. —種集熱器，其特征在于，包括多個反射鏡，其用于會聚太陽光； 集熱部，其設置在所述多個反射鏡的各個上；旋轉(zhuǎn)支承部，其以所述集熱 部為旋轉(zhuǎn)中心而進行固定并且以所述反射鏡能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承其周圍； 動作部，其使所述多個反射鏡一體地動作，并且沿各自的集熱部向同一方 向旋轉(zhuǎn)；驅(qū)動部，其與所述動作部連結(jié)；控制部，其用于控制所述驅(qū)動部； 外裝，其用于收納所述多個反射鏡、集熱部、動作部以及驅(qū)動部。
3. 如權(quán)利要求2所述的集熱器，其特征在于，集熱部為了使載熱體在 內(nèi)部流通而將一體的集熱管在多個反射鏡內(nèi)連通。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的集熱器，其特征在于，集熱部在表面安裝 有吸收紅外線的選擇吸收膜。
5. 如權(quán)利要求2所述的集熱器，其特征在于，外裝向內(nèi)部注入并密封 導熱率小的氣體。
6. 如權(quán)利要求2所述的集熱器，其特征在于，控制部對驅(qū)動部進行控 制，以使反射鏡對應于季節(jié)和太陽在一天中的高度而旋轉(zhuǎn)。
7. 如權(quán)利要求2所述的集熱器，其特征在于，控制部從輸入部輸入設 置集熱器時的傾斜角度和設置地點的經(jīng)度及煒度。
8. 如權(quán)利要求2所述的集熱器，其特征在于，集熱器在內(nèi)部設有位置 檢測部，用于自動計測設置時的傾斜角度和設置地點的經(jīng)度及煒度。
9. 一種集熱器，其特征在于，包括反射鏡，其用于會聚太陽光；集 熱部，其設置在所述反射鏡；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部，其以所述集熱部為旋轉(zhuǎn)中心， 以所述反射鏡能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承其周圍；受光量傳感器，其在與所述旋 轉(zhuǎn)驅(qū)動部的旋轉(zhuǎn)軸垂直的面上設置有多個，所述受光量傳感器的受熱面方 向各不相同。
10. 如權(quán)利要求9所述的集熱器，其特征在于，設有運算部，其對設置 了多個的受光量傳感器的輸出進行比較，所述運算部將反射鏡的光軸與太 陽方向一致時的所述受光量傳感器的輸出值進行比較，旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動 部，以^f吏所述輸出值相等。
11. 如權(quán)利要求9所述的集熱器，其特征在于，反射鏡形成為落水管型 的拋物線構(gòu)成的二次曲面，多個受光量傳感器的受光面方向相對于該拋物 線的軸進行等角度地傾斜。
12. 如權(quán)利要求IO所述的集熱器，其特征在于，設置存儲控制部，其 由運算部存儲旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部的旋轉(zhuǎn)動作角度，并且計算每單位時間的所述動 作角度，按照該存儲控制部的單位時間的所述動作角度，預先順次地旋轉(zhuǎn) 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部并對所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部的旋轉(zhuǎn)進行補正，以使所述受光量傳感器 的輸出值相等。
13. 如權(quán)利要求9所述的集熱器，其特征在于，設置多個反射鏡，并且 集熱部為了使載熱體在內(nèi)部流通而將一體的集熱管在多個反射鏡內(nèi)連通配置。
14. 如權(quán)利要求9所述的集熱器，其特征在于，集熱部在表面安裝有吸 收紅外線的選擇吸收膜。
15. 如權(quán)利要求9所述的集熱器，其特征在于，在外裝內(nèi)配置反射鏡和 集熱部，在所述外裝內(nèi)部注入并密封有導熱率小的氣體。
16. —種集熱器，其特征在于，通過載熱體配管將利用太陽能加熱載熱 體的多個集熱部連接，在位于外側(cè)的集熱部i殳有栽熱體入口 ，在位于內(nèi)側(cè) 的集熱部設有栽熱體出口 。
17. 如權(quán)利要求16所述的集熱器，其特征在于，通過載熱體配管將位 于左右的集熱部相互連接。
18. 如權(quán)利要求17所述的集熱器，其特征在于，配置有奇數(shù)個集熱部， 在中央的集熱部連接有載熱體出口。
19. 如權(quán)利要求17所述的集熱器，其特征在于，通過載熱體配管將相 鄰的集熱部連接后，將位于左右的集熱部左右相互地連接。
20. 如權(quán)利要求16所述的集熱器，其特征在于，將載熱體配管形成多 通道，使載熱體出口側(cè)的最下游的集熱部彼此相互接近。
21. —種集熱器，包括集熱部，其用于會聚太陽能；集熱開口，其受 取由所述集熱部會聚的熱量；熱交換器，其從該集熱開口向栽熱體回收熱 量，所述熱交換器由受熱板和通路板構(gòu)成，所述受熱板設于所述集熱開口 側(cè)，呈平板狀，所述通路板夾著間隙與所述受熱板重合并設有用于形成載 熱體通路的凹凸。
22. 如權(quán)利要求21所述的集熱器，其特征在于，熱交換器通過一體的 受熱板將會聚于多個集熱開口的熱量回收。
23. 如權(quán)利要求21所述的集熱器，其特征在于，熱交換器使通路板的 凹凸迂回而成形，構(gòu)成載熱體通路。
24. 如權(quán)利要求21所述的集熱器，其特征在于，熱交換器在通路板內(nèi) 也構(gòu)成載熱體通^各的頭部分。
25. 如權(quán)利要求21所述的集熱器，其特征在于，受熱板在集熱部側(cè)的 表面形成有選擇吸收膜。
26. 如權(quán)利要求21所述的集熱器，其特征在于，通路板經(jīng)由在受熱板 與通路板之間構(gòu)成載熱體通路的襯墊而構(gòu)成為平板狀。
27. —種集熱器，其特征在于，具有集熱部，其用于會聚太陽能；集 熱開口，其受取所述集熱部會聚的熱量；熱交換器，其從所述集熱開口向 載熱體回收熱量；外裝，其收納所述集熱部和熱交換器；隔熱壁，其用于 分隔所述外裝的外裝壁、所述集熱部和熱交換器，在由所述隔熱壁和外裝 壁構(gòu)成的收納室中安裝有真空隔熱件。
28. 如權(quán)利要求27所述的集熱器，其特征在于，隔熱壁安裝有朝向集 熱部和熱交換器反射紅外線的反射材料。
29. 如權(quán)利要求27所述的集熱器，其特征在于，隔熱壁在集熱部與熱 交換器之間設有空間。
30. 如權(quán)利要求27所述的集熱器，其特征在于，隔熱壁安裝有朝向熱 交換器反射紅外線的反射材料，熱交換器在面向隔熱壁的側(cè)壁表面上安裝 有吸收熱射線的選擇吸收膜。
31. 如權(quán)利要求27所述的集熱器，其特征在于，隔熱壁在面向真空隔 熱件的側(cè)壁表面上安裝有吸收紅外線的選擇吸收膜，在真空隔熱件的表面 上安裝有反射紅外線的反射材料。
32.如權(quán)利要求27所述的集熱器，其特征在于，隔熱壁在安裝于面對 真空隔熱件的側(cè)壁表面上的選擇吸收膜與安裝于真空隔熱件的表面上的反射材料之間設有空間。
33. 如權(quán)利要求27所述的集熱器，其特征在于，隔熱壁在集熱部與熱 交換器側(cè)的空間注入導熱率小的氣體。
34. 如權(quán)利要求27所述的集熱器，其特征在于，隔熱壁在與真空隔熱 件的反射材料之間設置的空間中注入導熱率小的氣體。
35. 如權(quán)利要求1~34中任一項所述的集熱器，其特征在于，載熱體是 R134a。
36. 如權(quán)利要求1 34中任一項所述的集熱器，其特征在于，載熱體是 超臨界流體。
37. —種太陽能熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于，使用權(quán)利要求1 34中任 一項所述的集熱器加熱載熱體。
38. —種太陽能發(fā)電裝置，其利用由權(quán)利要求1 ~34中任一項所述的集 熱器加熱的載熱體來驅(qū)動發(fā)電機。
39. —種太陽能熱水器，其由權(quán)利要求1-34中任一項所述的集熱器來 加熱jili水耀中的水。
全文摘要
一種集熱器及使用該集熱器的太陽能利用裝置，其目的在于使集熱器小型化并且可將其作為住宅的屋頂材料進行設置，有效地從太陽光回收加熱載熱體所必須的熱量。該集熱器包括多個反射鏡(1)，其用于會聚太陽光；旋轉(zhuǎn)支承部(14)，其以設于各個反射鏡上的集熱部(3)為旋轉(zhuǎn)中心而進行固定并且以反射鏡能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承其周圍；動作部(5)，其使多個反射鏡一體地動作，并且沿各自的集熱部(3)向同一方向旋轉(zhuǎn)；驅(qū)動部(4)，其與該動作部(5)連結(jié)；控制部(18)，其用于控制驅(qū)動部；外裝(20)，其用于收納多個反射鏡(1)、集熱部、動作部以及驅(qū)動部，由此能夠促進外裝(20)的薄型化，并且能夠降低散熱、提高集熱效率。
文檔編號F24J2/10GK101109578SQ20071008547
公開日2008年1月23日 申請日期2007年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月19日
發(fā)明者安木誠一, 富田英夫, 渡辺竹司, 粉川勝藏, 肆矢規(guī)夫 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社