CN102066850A - 通过利用太阳能而用于各种材料的工业处理的太阳能设备 - Google Patents

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Abstract

一种通过太阳能来处理各种材料的太阳能站，其具有抛物面状的集热器，在该集热器的焦点处设有接收器，该集热器以使其能够围绕处于其凸面侧上的轴在至少两个方向上进行自由旋转的方式固定，该集热器具有双层壳体结构，该双层壳体结构包括夹紧于格栅框架结构并能够调整以便跟踪阳光方向的拱形的段，集热器设有支撑和移动元件，其中集热器包括被开发作为处理工作空间的热量接收器，并且该热量接收器连接于材料存储单元，集热器(1)的圆锥形接收器(7)包括圆锥形内部空腔，该圆锥形内部空腔的壁以及与之平行的接收器(7)的外壁包围出配备有材料运输结构的另一内部空腔，并且该另一内部空腔用作通过热能来处理各种材料的处理工作空间，另外，属于集热器(1)的半球罩(2)的材料存储单元(25)中的其中一个通过设有泵的上升管线(64)而连接于集热器(1)的接收器(7)中的材料处理工作空间(31)，并且从该工作空间，另一下降管线(65)引向置于半球罩(2)内的另一材料存储罐(26)中。

Description

通过利用太阳能而用于各种材料的工业处理的太阳能设备
技术领域
本发明涉及一种用于在非常高的温度下处理各种材料的太阳能设备。
本发明是一种用于高温下的各种待处理的材料的化学和物理变化以及用于它们的其它类型的处理的合理设计的处理单元，其通过如下设备来实现，该设备包括双层壳体结构的抛物面状的集热器，该双层壳体结构由夹紧在格栅框架结构中并能够调节以便跟踪阳光方向的拱形段形成，集热器在其焦点处设有接收器，该集热器以使其能够围绕处于其凸面侧上的轴在至少两个方向上进行自由旋转的方式固定，并且该集热器设有支撑移动元件，集热器在支撑移动元件处包括热量接收器，并且整个结构连接于存储单元。
背景技术
存在着多种用于太阳能的大规模利用的解决方案。已知的光电(光致电压的)方法的本质是在作为半导体的太阳能元件中通过入射阳光来产生电流。这种系统的优点在于能够直接产生电流。它的缺点在于太阳能元件由非常昂贵的单晶硅——单晶硅难以大规模地生产——或者低效率的多晶硅制成，因此它不能够具有竞争性地被用来大规模地产生能量。这些方法的另外的缺点在于它们的低效率以及短的使用寿命。
另外一种类型的利用太阳能的设备中，在平面的集热器中，在位于平面隔板中的管道内，水循环地直接暴露于阳光，在当水被加热之后，则可以在家庭中直接使用。
在光电设备中的太阳能转换的最高效率的大约为9-11％，而对于平面的集热器来说太阳能转换的最高效率大约为30％。
太阳能集中设备的重点在于基于高温，该高温能够通过太阳能聚光而达到，理论的上限是6000摄氏度。在实验站中已经达到2800摄氏度。这种会聚能够通过镜子的适当的几何布局以及通过集热器镜子的太阳跟踪运动来实现。阳光收集(会聚)设备的主要类型是：抛物面和抛物柱面集热器、球面镜和菲涅耳透镜(Fresnel-lenses)。相比于利用平面集热器的系统，上述类型的集热器更加经济，因为它们的效率随着热源的温度和集中性的增加而增加。通过对于热能的更好的热力学应用，能够实现较高的特定的热技术能量。
但是，基于菲涅耳原理操作的太阳能站除了它们的几个优点之外也具有一些缺点，例如它们具有大的面积需求(3-7km2)，因此热量接收柱和日光反射装置之间的距离是相当可观的(最大2-3km)。
它们的另外一个缺点在于，热强度和从镜子上反射的光线由于空气的温度、空气循环以及漂浮在空气中的尘埃颗粒的屏蔽效应而显著地减弱。由于反射的光线要穿过空气，空气作为能量吸收、冷却介质，并且这种效应随着距离增加而剧烈地增加。
投资费用的大部分将花费在用作热量存储单元的大罐、昂贵的冷凝设备以及柱状物上。
这些太阳能站的另外的缺点在于由于安装在日光反射装置区域中心的热量接收器的跟踪太阳的运动无法解决，因此对于大多数的镜子来说，当它们设定成跟踪太阳时，由于柱状物的固定位置而使得与镜子的实际表面相比只有较少部分的镜子区域得到利用，对比于体部旋转的抛物面状的太阳跟踪镜子，这种情况下镜子表面可以得到更好的利用。
这些太阳能站的另外的缺点在于它们通常置于沙漠中，在沙漠中没有充足的用于冷凝的供水，因此排热(冷凝)仅能通过空气冷却来实施，这就需要相当可观的电能并且效率很低。
发明内容
本发明的目的在于消除现有解决方案的这些缺点，并且设计一种需要尽可能小的干燥陆地区域或者仅需要被水覆盖的区域的设备，其中反射面与热量接收器之间的距离只是传统的太阳能站中的距离的很小一部分，并且热量接收器设计成使其适于大规模的各种材料的高温处理，其中不再需要柱状物，由此并且通过减小热量存储罐的尺寸或者通过使用较便宜的类型，能够在相同能力的情况下显著地节约成本。目的还在于设计一种能够设置在水上的设备，并且该设备设有对抗风载荷以及波涛起伏的海面的适当的保护装置。
该任务通过如下的设备来完成，该设备包括在焦点处设有接收器的抛物面状的集热器，该集热器以如下的方式固定：使其能够围绕处于其凸面侧上的轴在至少两个方向上进行自由旋转，集热器包括双层壳体结构，该双层壳体结构包括夹紧于格栅框架结构的拱形的段，集热器配备有支撑移动元件和热量接收器，并且热量接收器连接于能量转换和存储单元。
本发明是基于如下原理，即如果集热器有较轻的结构，则可以以更简单的方式构造大的抛物面状的集热器(100-300m的直径)的支撑和移动结构，如果该结构是由就地安装的板模块元件建造，则能够更简单地解决运输和设置。将抛物面状的集热器安置在水上意味着对于支撑移动结构来讲具有优点。在将电流产生系统设置在水上的情况中，可以无限量地得到所需用于冷凝的冷却介质。将集热器安置在水上的另一优点在于巨大的集热器的相当大的重量通过水的提升力而得以保持，因此无需昂贵的、巨大尺寸的非常坚固的支撑结构，而能够使用非常小的且较便宜的结构，并且这样还解决了抵御风暴的问题。
在根据本发明的设备中，支撑移动元件为伸缩元件，它们能够朝任意方向旋转并且沿着处在与集热器的轮缘平行的平面中的环面以彼此等距的方式连接于集热器，同时伸缩元件的另一端以能够沿任意方向旋转的方式连接于基座并且围绕伸缩主支撑件，该主支撑件在下端处固定于基座并且以与集热器的旋转轴线同线的方式通过球窝接头支撑。伸缩元件以及伸缩主支撑件优选地进行液压操作。在集热器的外壁上存在以轴向对称的方式设计的第二旋转体，其优选为与集热器的外壁相比具有较小表面的半球或者半球罩，另外在由集热器和半球罩所包围的空间中，设置加固结构，而伸缩主支撑件沿半球罩与集热器的共同中心线连接于半球罩。优选地，伸缩主支撑件以及伸缩移动元件设有液压控制单元，该液压控制单元连接于电子控制系统。
在一个实施方式中，集热器被设置在具有调节水位的水面上，使得基座处在水平面以下，而集热器的轮缘在其任何位置中都处在水平面之上。从外面看，在集热器的东侧和西侧，集热器优选地设有气囊，该气囊由分隔壁分割成彼此分离的空间。具有调节水位的水面由具有水闸的围堤以及围堤上的挡风元件围绕，其中挡风元件或者以固定的方式或者借助于伸缩移动元件连接于围堤。
形成太阳能站的更多的太阳能集热器可以放置在由围堤所围绕的具有调节水位的水面上，围堤上设有水闸。
通过应用这种太阳能站，还可以大规模地处理需要非常高的温度进行处理的各种材料。该设备的另外一个实施方式包括能量转换装置，该能量转换装置设有下存水罐和上存储单元，下存水罐在满潮水平面以下，上存储单元在自然水平面以上。接收器的元件和用于处理各种材料的工作空间的元件可以置于接收器中，而设有隔离层的存储罐可以置于半球罩中。
太阳能站的能量生产变换具有附助的功能，也就是在暂时多云的情况下来给太阳能站提供电流和热能。为此，优选的解决方案是使用如下设备，该设备在抛物面状的集热器的接收器中根据布雷顿(Brayton)类型的气体循环来运行。在应用Brayton类型的气体循环的情况下，能量变换系统由压缩单元、预热单元、气体加热单元以及涡轮式发动机单元组成。
集热器由拱形单元构成，所述拱形单元包括由双重的、拱形的肋元件制成的肋框架。外部肋框架和内部肋框架通过间距板连接，并且由双重的、拱形的肋元件和间距板所限定的空间填充有多层格栅结构，其中各层之间通过连接元件而彼此固定。在外部部分，格栅结构通过盒式元件封闭，所述盒式元件装配至肋元件的边缘，而盒式元件的边缘以及连接元件的表面通过柔性塑料条带封闭，所述柔性塑料条带在它们的一侧上设有一些粘合剂。盒式元件的原料优选地是由碳纤维或者纺织玻璃纤维加强的合成树脂，并且它们被胶合起来。在内部部分，也就是在集热器的凹面侧上，集热器由对着集热器的焦点的反射板覆盖，反射板优选地也是由碳纤维或者纺织玻璃纤维加强的合成树脂制成，反射板借助于可调节的弹簧螺钉固定单元通过肋元件中制成的钻孔而在集热器的内壁上夹紧，或者设有太阳跟踪移动结构。
该具有巨大能量采集表面的太阳能设施设备是尤其适于——特别是如果它被设置在热带气候下或者其它的具有强烈阳光的区域中——用来通过采集巨大量的热能并将它反射会聚于包括处理单元的特殊构造的能量接收器而永久地产生非常高的温度，使得能够以低成本的、有益环境的方式实现需要大量能量的材料的大规模化学处理。
直到现在，通过应用现有的能够得到的设备，除了能够产生热水、电能和热量，还没有通过利用太阳能而来实施工业水平上的各种材料的高温处理。
在法国，通过在实验腔条件下使用拱形的阳光反射镜来实施具有高熔点的金属的熔化，但是这仅对于小数量的金属是可能的。
根据本发明的太阳能站在从金属矿石中准备活性金属或者在适当的金属氧化物的还原反应下以获得氢、另外在矾土或者水泥生产中对原料的高温处理上是特别重要的并且是能量节约的。
作为根据本发明的太阳能站的可能的应用领域，我们希望实现大规模的氢的生产。
目前在地球上，最大量的氢存在于它的最简单的化合物——水——中。氢作为未来最普遍的能量载体，其在发电站、交通工具、动力机械和运输车辆中燃烧时是特别适于用来产生能量的，因此能够来代替石油衍生物。它的洁净燃烧不会产生有害的物质，它与汽油相比具有三倍高的热值，它以水的形式在地球上无限量地存在，从而使得氢成为对于人类的生存来说最重要的能量载体。
尽管存在所有的这些优点，但是如今，氢的使用的普遍推广由于其非常高的生产成本而受到阻碍。在工业规模下，目前通过水-气反应或者通过天然气的重整来生产氢，这些方法不仅需要大量能量，并且因此非常昂贵，而它们还需要使用大量不能恢复的昂贵的能量载体。另外的缺点在于，这些氢生产方法具有非常高的有害物质的排放。这些问题使得必须尽可能快地引入便宜的氢生产设备以及不会产生有害物质排放的方法。同时，水的电解需要昂贵的电流，这就是为什么这种方法仅能用于生产少量氢的原因。
通过利用太阳能，产生用于生产氢的新的方法。
对于通过电解水或者利用太阳能的其它方法来生产氢，可以找到下列的专利文献。
日本专利申请JP 198001 15679 19800822提供了一种解决方案，其主要用于通过形成金属氢化物来存储能量。根据该申请，使用通过光电太阳能电池所产生的电能或者通过利用风或者波浪的能量的发电站所产生的电能，通过水电解产生氢。这种设备和方法由于其较高的成本因而不适于用来按照工业量大规模地生产氢。
美国专利申请US 4161 657描述了一种复合系统，其中该设备对改变的辐射能量起反应，辐射能量被转换成电流，然后同样地通过利用该电能经由电解水来生产氢。这种氢生产系统同样也无法用于氢的大量生产。
德国专利申请DE 2003 10 18036 20030419描述了一种漂浮在水面上的基座，该基座能够旋转朝向阳光并且包括具有会聚透镜的光电池和集成电解设备。这种设备不能抵抗风暴，并且只能够产生少量的氢。
日本专利申请JP 2002333054 20021118提供了一种用于从大气的湿气中生产氢的设备。这是一种通过使用混合电能用于水电解的生产高纯度氢的设备。但是，这种设备也不于大量生产低成本的氢。
美国专利申请US 19780948061 19781002描述了这样一种装置，其中太阳能反射器会聚太阳能以便在包含水的腔内达到水分解的温度。所得到的氢和氧被分别取出。根据该说明书以及附图，不太可能达到水分解所需的大约2000摄氏度的温度。另一方面，也不清楚罐是如何能够承受巨大的蒸汽压力的。甚至在上面的条件都满足的情况下，该技术方案也是不经济的，因为该装置仅能够生产少量的氢。
保加利亚专利申请BG 19990103424D 1999 0521描述了使用催化剂来生产氢，例如使用能够直接从植物和动物中获得的叶绿素(chlorofil)以及过氧化变位酶(superoxidimutase)。尽管可以利用这种想法，但是实施起来却是非常昂贵的，因为该设备只能够以非常低的效率进行操作，并且在必需建造非常昂贵的设备。
德国专利DE 20001011557 20000309提供了这样一种设备，其中太阳能板加热水，并且由于加热而使水上升并且分布在几个垂直管道中。随着水在管道中冷却下来，其下降并且穿过一个非常窄的管道，由此施加压力来驱动高压水轮机以及发动机。从说明书中无法得到该装置是如何产生氢的。该设备的低效率——如果它完全能够产生氢的话——将使得无法大量地生产氢。
日本专利200101011160 20010330描述了一种提供氢和氧的系统，该系统通过使用一种漂浮在远离海岸的海面上的设备来实现。该系统包括吸收太阳能的腔，以便通过蒸发海水产生水蒸汽。水蒸汽驱动产生电流的涡轮机和发动机，并且该电能用来电解水以便获得氢和氧。其中没有解决抵御风暴的问题，并且在不具有用于会聚太阳能的设备的情况下就能够产生高温高压的水蒸汽是值得怀疑的。这种技术方案，如果它是可操作的话，它也只能以昂贵的方式生产少量的氢。
美国专利US 4,071,608描述了一种装置，其中，通过太阳能发生器将太阳能反射到水箱上以便产生水蒸汽。该水蒸汽或者驱动涡轮机和发动机用于产生电流，或者被引入水分解器中，水蒸汽在水分解器中通过在离心力的作用下撞击传热面而分解成氢和氧。如果能够连续确保水的热分解所需的2000摄氏度的温度，则该设备——如果其完全能够工作的话——由于会聚镜子的尺寸因而也只能够提供少量的氢。
上面所描述的专利无法满足按照工业量大规模地以低成本生产氢的需求，并且也没有示出出它们与根据本发明的设备和方法相似。
本发明的其中一个目的在于消除所描述的设备和方法的缺点，并且因此实现从可无限量得到的水中按照工业量大规模地以最经济的方式生产氢，其中，通过使用从适于反应的金属氧化物经过还原反应而获得的纯金属作为媒介材料，其中金属氧化物的还原反应在巨大量的高温下执行，通过使用根据本发明的具有最大的收集表面的太阳能站而能够最经济地通过太阳能获得会聚的热能。适于氢的媒介生产的其中一种反应金属是锌(Zn)，其按照下面的程序生产：
最主要的锌矿石是闪锌矿(ZnS)，而它的氧化物矿石是红锌矿(ZnO)。目前，锌以如下的方式准备，使得锌矿石通过浮选而富集，并且在相应的化学反应之后，该工序产生了纯的锌粉末。其然后按照三个主要步骤进行熔炼：氧化培烧、蒸馏和精炼。培烧是在多级燃烧炉中或者新近地在流化反应器中执行。在燃烧期间，粉末剧烈地移动从而避免颗粒的聚集。在将燃烧后的矿石与无烟煤混合之后，将该混合物放入蒸馏器中，在那里，从无烟煤形成的一氧化碳在大约1000摄氏度下还原氧化锌。在该工序的后期，温度甚至可以达到1300-1400摄氏度。可以使用的另一工序是锌电热蒸馏。由蒸馏所获得的锌仍然包含1-4％的杂质，该杂质可以通过熔析或者分馏来去除。
利用后面详细描述的根据本发明的设备的太阳能接收器适于锌矿石的培烧和蒸馏。在蒸馏工序中，将矿石与无烟煤混合，并且吹入一氧化碳用于保持颗粒悬浮，因此颗粒的聚集得以被避免，并且同时，氧化锌被还原成金属锌。然后进行锌的提纯，之后，纯金属可以被与热水或者水蒸汽进行反应，在这一反应过程中，氢被从水分子中解放出来。使用者可以收集或者利用该氢。因此可以大规模进行氢的低成本生产。可将仍变回的氧化锌运输到太阳能设施中，在接收器中，氧化锌可以再次与无烟煤混合，在相应的高温下通过吹入CO或者不再吹入CO的情况下将氧化锌还原，并且作为纯的锌金属可以被再次利用。另外，另一可能性在于，在由太阳能站所产生的非常高的温度下，通过放热来实现铝还原氧化锌。
用于生产氢的另一可能性在于，在太阳能站1的接收器7中进行开发，开发出工作空间，该工作空间为上升盘管18的形式并且能够确保用于热分解水所需的最可能高的温度。在该实施方式中，通过位于支撑单元8中的管线19a并经由阀21b将水输入到水蒸汽产生单元20a中。盘管18的最低输入部分包括水蒸汽产生单元20a，该水蒸汽产生单元20a构造成是耐压的，其将高压的热水蒸汽连续地输入盘管18中，其中水蒸汽分子在该工序所需的可能达到的最高温度下热分解成氢和氧。在盘管的端部，分离器23分离氧和氢，并且通过管线65a和65b将这两种气体分别引导到置于半球罩2内的接收器罐25和26中，它们可以从接收器罐25和26通过管线27和28运输，或者以液化形式存储直至使用。盘管18的壁由具有非常高的熔点且耐高压的金属制成。
在另一可能的实施方式中，以给定的距离平行于工作空间的内壁29并且封闭接收器的内部空腔的类似于半球状的工作空间的外壁30也由具有非常高的熔点且耐高压的金属制成。由此形成的接收器体部是圆筒形的并且在上侧和下侧被封闭。水通过位于支撑单元8中的管19a并经由阀21b进入位于该接收器底部的水蒸汽产生单元20a。从该水蒸汽产生单元20a，高压下打开的阀22使得高压的热水蒸汽连续地进入圆筒形的工作空间31，过热的水分子在工作空间31分解成氢和氧，它们通过分离器23分离并且通过管线24被引导至半球罩2内的罐25和26。
另外一种利用该设备的可能方式在于通过加热进行处理，其例如使用在氧化铝的生产中。氧化铝的原料是矾土，矾土可以被精炼从而获得氧化铝(Al2O3)。该程序如下。在拜耳精炼矾土法中，氢氧化铝晶体在旋转管式蒸馏器中在1200-1300摄氏度下煅烧。另外一种用于精炼矾土的方法是将矾土与苏打和石灰的混合物混合，将它加热到1200摄氏度，因此在该高热工序中形成铝酸钠。在第三种方法中，可以通过将硫酸钠或者氧化钙与矾土的混合物进行灼热处理来进行矾土精炼。通过将矾土与碳和黄铁矿混合，在1500-1800摄氏度下可以从矾土中获得多少有些杂质的刚玉。
上述每个程序都是非常消耗能量的。所有的这三种工序都可以通过根据本发明的太阳能利用设备来实现，但是，它们之中最有效的还是拜耳精炼矾土法。另一个是在1500-1600摄氏度下通过将矾土与碳和黄铁矿进行灼热处理来生产刚玉。同样的工序也可以应用于生产氧化铝，在这种情况下，通过烧结氧化铝可以获得刚玉。接收器的形式使得所有的这些工序能够得以实现，因此能够节约大量的能量成本。
氧化铝的还原也可以通过将它与无烟煤混合并且在非常高的温度下灼烧该混合物而得到解决。
根据本发明的设备的另外一个可行实行是在水泥生产中。目前，以如下方式生产水泥，使得原料(石灰、粘土、泥灰、沙)在球磨机中进行研磨，然后它们进入到管磨机中，它们变成精细的粉末。在研磨之后，根据程序，材料中含有24-38％或者5-15％水量，该泥浆进入到泥浆混合罐中，在那里通过混合不同成分的泥浆从而设定最终的成分。然后将该泥浆储存在设有搅拌器的罐中。在接下来的步骤中，除去泥浆中的水分，并且除去水分的粉末进入到灼烧设备中。为此，使用旋转的管式蒸馏器。然后将碳混合于原料中用于物质的燃烧。但是燃烧导致了有害物的大量排放，并且形成的灰烬破坏了水泥的质量。在1450摄氏度下发生的燃烧的过程中，材料沿着炉的长度方向滚转，使其完全干透，形成球状物和颗粒，煅烧出石灰，开始了放热以及吸热反应，材料被烧结，并且在烤炉的端部材料进入冷却器。产生的材料是渣块，与石膏混合并研磨的渣块变成水泥。
根据本发明的设备的接收器的形状适于燃烧工序。在湿的泥浆进入到根据本发明的设备中的接收器7的工作空间31中之前，通过蒸发设备将水从泥浆中除去，所述蒸发设备是由根据发明人的另一发明而开发的通过太阳能操作的蒸发设备，并且将由此得到的粉末引导到接收器7的工作空间31中，在那里粉末根据需要进行燃烧。材料停留在接收器7的工作空间31中，其中燃烧所需要的高温得以确保，直至燃烧工序完成。该方法具有多个优点。第一，可以节省大量的燃料，第二，避免了有害排放，以及第三，水泥的质量得到显著地改善，这是由于没有在传统方法中因添加碳而形成的灰烬。
为了完成这些任务，使得在根据本发明的设备的抛物面状的集热器的焦点处，通过如下所述的技术制造适于处理所选材料的接收器7。包围出圆锥形接收器的内部空腔32的内壁29是由高熔点的金属或者由适当的陶瓷材料形成。在与内壁29正交的给定的距离上，另一圆锥形的外壁30平行于所述内壁29，它们两个一起围出一个空间，该空间是待处理的材料的工作空间31。
在另一实施方式中，用于处理的工作空间31的外壁30是多孔的。这用于使形成于工作空间中的气体和水蒸汽排出到外部空间33中。在上面提到的两个圆锥形几何形状的壁之间的工作空间31中，设置运输装置，该运输装置包括螺旋系统35，螺旋系统具有直径逐渐递减的盘旋设置的螺旋板，运输装置由固定至支撑单元8的电动机34驱动，用于将待处理的材料以上升的方式运输到罐36中，该罐36形成在圆锥形几何形状的空间的顶部。
螺旋结构35的在具有该材料运输结构的最大水平螺旋板直径的底部部分固定至侧面上设有齿的齿圈41。该齿圈41支撑在管状的滚柱轴承42上，该滚柱轴承以能够水平旋转的方式设置在支撑单元8上，该齿圈由电动机34驱动，并且其与其上固定的螺旋系统35一起进行旋转。
根据另一可能的技术方案，由螺旋系统35产生的撒布系统设有彼此处于适当距离的垂直的支撑板37，并且在垂直平面中，叶片40置于它们上方，该叶片由电动机操作并且可以在前后朝向的半圆中移动，从而提供了待处理的材料的均匀分配和运输，叶片以能够在两个方向上旋转的方式固定至轴39并且通过钢缆38a串联连接，该结构使得可以实现待处理的存储材料在螺旋板上的均匀分配以及运输。在这些叶片40中，每隔一个的叶片通过钢缆38b单独连接，并且它们通过控制系统有选择地相对于其它叶片进行移动。
在另一实施方式中，螺旋系统35固定至环绕工作空间30的内壁29的内表面上。导轨结构43固定至螺旋系统35的底部，容器46借助于轮子45a连接于该导轨系统43。容器46按照调节的速度通过联接于链44b的齿形链44a在工作空间31中以上升的方式进行牵引，直至圆锥形的上部部分，并且从那里向下直至圆锥形空间的最下部的底部。从缓冲罐47经由管颈48的输入孔进行空容器46的填充，所述缓冲罐形成在材料运输管64的上部部分中。通过光电池的脉冲的调节，输入孔的关闭板49打开，因此待处理的材料流进容器46中。控制单元还打开回旋门50，该回旋门可以绕其轴线旋转并且设置在运输管的料斗处，其在填充时打开，并且然后在缓冲罐填充之后关闭，直至下一次填充。
容器46的底板51可以打开或者关闭。在底板51的下轴线上、在与容器46的路线平行的一侧上，存在支撑板条52，在所述轴53的中心由销悬挂。在用于底板51旋转的轴53的下端处，固定有限定长度的杆54，其可以垂直往下运动。在运输管55上部的凹进的输入孔上方，设置另一个固定的并以水平的方式从内工作空间29的内壁突出的杆56，杆56撞击从容器46的底板51的轴53垂下的杆54，通过杆56的水平偏移，其打开了底板41，处理后的材料从该处流到了运输管55的凹进孔中，并且穿过该运输管进入半球罩2内的罐26中。沿前进的方向，在容器46的距离底板51的轴53最远的一侧上，设置固定的配重57或者回位弹簧，如果容器46是空的，则该配重57通过重力作用使底板回复到初始位置上，因此关闭了容器的底部。在容器46的朝向配重57的下部部分设置栓58，该栓阻止了底板在该侧的进一步下沉，即，其从该侧固定底板。
在另一实施方式中，在螺旋系统35固定的情况下进行材料运输。在该螺旋系统35的侧面上，设置槽口35b，在螺旋系统35下侧上移动的材料运输系统(传送装置)59a通过设有辊子的凸耳59c固定在槽口中。在传送装置59c的下部部分的中间设有凹部，齿条59b置于该凹部中。该齿条由齿轮60b驱动，该齿轮连接于电动机，而在该齿轮60b的上方，自由旋转的固定轮61将传送装置59a的下侧上的齿压向齿轮60b。齿轮60b使传送装置59b从螺旋结构35a的上表面越至螺旋结构35a的相反的、下降的下表面而被传送至该处形成的槽口结构。在螺旋系统35a的底部上的驱动和指向系统的情况与上述情况相同，仅是以相反的方式。
用于材料运输的另一解决方案如下，其中盘管18作为传送装置64的延长螺旋向上移动，该盘管18起到用于材料处理的工作空间的作用。在该管中，通过由发动机操作的螺旋系统35或者通过桨轮62来运输材料。如果必须的话，在管线中还设置止回阀，该止回阀阻止了待处理的材料的回流。在固体材料的情况下，在管线中还设有气体分离器63，用以除去所形成的气体或者水蒸汽。
在半球罩2中，设置适当尺寸的罐25，用于存储待处理的材料。该罐25通过设有泵的管线64连接于能量接收器中的工作空间31。从半球罩2中的存储罐25开始的该管线64通过上升而到达能量接收器7，该管线在该处通过位于多孔壁底部的输入孔连接至工作空间。
在相对侧设置平行于该上升管线64的另一下降管线65，该管线65通过罐36底部上的输出孔而将罐36连接于存储罐26，所述罐36位于工作空间的上部部分，所述存储罐26容纳处理后的材料。位于工作空间31的上部部分的罐36固定于圆锥形内壁29，并且设有材料运输桨叶66，该桨叶由外部电动机34驱动。
在本发明的一个实施方式中，在其中一个用于能量接收器的支撑单元8的内部中设有管线19，其前进至能量接收器7，用于引入进行处理所需的气体。该管线19通过小的连接管连接于工作空间30，该工作空间位于接收器7的内壁与工作空间的外壁30之间，所述直径递减的小的连接管经由工作空间30的外壁处的输入孔19a螺旋向上。
在进口管19的相反一侧上，在位于接收器7壳体的内壁与工作空间的外壁30之间的空间的底部处，气体出口管19b连接于该处的孔，该出口管在接收器7的支撑单元8中引向收集器的轮缘6。该管19b在其进口处设有通风设备，用于除去在处理期间在工作空间中形成的气体或者水蒸汽。气体出口管位于支撑单元8的内部部分中，并且其在抛物面状的集热器的最上面的环面的轮缘6的外侧上延伸，柔性管线连接于该气体出口管，该柔性管线从水面上方通向位于基座上的罐。
在另一实施方式中，在接收器中不设置用于气体的进入的管线19，但是在该实施方式分钟还存在气体出口管19b。
为了使热量的排放最小化，接收器的圆锥形壁——即外罩壁的内侧——由非常优良的用于高温且具有高效率的隔离层隔离，其优选地是由某种陶瓷隔离层隔离。
在位于抛物面状集热器的轴线的靠下的外部部分处的半球罩2中，设有一个或者两个罐，其用于存储处理后的材料或者待处理的材料，这些罐或者以固定的形式或者通过插入弹簧或减震器固定于半球罩2中的支撑结构68a。所述罐通过进口管64和出口管65连接于接收器7。所述罐还设有另外的进口管和出口管。它们是进口管27和出口管28，它们引导穿过半球罩2的壁并且固定至集热器1。它们在水面上方通向几米远，并且在该处优选地，它们延续到设有阀或销的柔性管端中。设有连接元件的运输船70的刚性或柔性的管端可以联接于这些设有某些连接单元的管端。所述运输船70的管线引入或引出运输船的用于处理后的材料或者待处理的材料的存储罐。
附图说明
基于作为示例的实施方式，根据附图详细地描述了本发明，其中：
图1示出了根据本发明的在设置于水上的实施方式中的设备，
图2示出了图1中所示的实施方式中的定位气囊的俯视图，
图3是当设置在水上并设有围堤时的根据本发明的设备的示意图，
图4是图3中所示的围堤的可能的实施方式，所述围堤设有固定的挡风元件，
图5是围堤的另一实施方式，该围堤设有液压移动的挡风元件，
图6a是能量接收器中的管状形式的处理单元的结构示意图，
图6b示出了根据本发明的材料处理单元的圆锥形、筒形型式，
图7示出了其中有存储罐的半球罩的截面图，
图8是当连接于根据本发明的能量接收器中的气体进口时的材料处理装置的其中一个实施方式，
图9示出了根据本发明的设备的能量接收器中的材料运输装置的实施方式，
图10是能量接收器中的材料运输装置的另一实施方式，
图11是能量接收器中的材料运输装置的又另一实施方式，
图12是在没有气体进口的集热器的能量接收器中所开发的材料处理装置的型式，
图13是根据本发明的集热器的内表面的示意图，
图14示出了根据本发明的抛物面状的集热器的加强格栅结构，以及其填充有双壁的、多层格栅结构的肋框架，
图15图示出辅助电流发生单元的能量存储设备。
具体实施方式
图1示出了当设置在水面上时的根据本发明的设备，其中集热器1置于具有调节水位的水面14上，使得基座5处于水平面14以下，而集热器1的轮缘6在任何情况下都处于水平面上方。支索索具11固定于集热器1的加强的轮缘6，支索索具通过设有调节器的拉紧结构来操作。支索索具11的另一端固定于基座9。液压结构13置于基座5上或者置于水面14上方的台架上，该液压结构操作主支撑件4和伸缩移动结构12用来固定集热器1的位置，主支撑件4通过球窝接头3连接于半球罩2。
根据图2，集热器1在其外面的东、西部分上设有气囊10，气囊包括由分隔壁彼此分隔开的空间。
图3示出了作为示例设置在水面上的实施方式，其中通过围堤15围绕着具有调节水位的水面14，所述围堤15设有水闸和挡风元件16，该挡风元件置于围堤上。在图4所示的实施方式中，挡风元件16固定于围堤15，然而在图5所示的实施方式中，挡风元件16通过伸缩移动元件17连接。图3示出了当集热器1的轮缘6处于水平的平面时集热器1的底座位置。在当操作暂停时，如从日落到日出期间或者当较小的风暴发生时——即没有导致过大的风载荷、没有超过给定的允许值时，集热器都应设定在上述的位置中。对于抵抗飓风或者比它更强的风暴进行安全保护可以通过将集热器1下沉到水面以下来解决，使得位于集热器1的靠下的、凸出部分上的进水孔通过调节而打开，并且由于集热器自身的重量，因此集热器1下沉到水平面14以下。在风暴过去之后，液压元件将集热器1提升到适当的高度，同时水从集热器的内部部分流出。之后，进水孔通过调节而被关闭。属于太阳能站的表面的调节的水平面通过仪器进行控制，并且在水平面下降的情况下，可以通过打开水闸并且如果需要的话还可以通过泵送来恢复水位。
图6示出了管形式的材料处理系统。根据图6a，形成管线的工作空间与从集热器到达的聚焦的太阳射线直接相连，并且在射线的作用下，在管中的向上以及向下的移动过程中，发生所需要的物理过程或者化学过程，然后处理后的材料离开接收器并且被转移到半球罩内的罐中。图6b示出了工作空间的开发的型式，其中，内部的圆锥形的热量接收壁与另一平行的较大直径的外壁包围一空间，蒸汽发生器连接于该空间，通过穿行在其中一个支撑单元的内部空间中的输水管将水送入蒸汽发生器中，该输水管设有泵以及阀。来自蒸汽发生器的高压的水蒸汽通过阀进入工作空间，在该处，处于非常高的温度的水分子发生热分解。将由此而形成的氢和氧引入分离器，所述分离器位于蒸汽发生器的相反一侧，并且氢和氧得到分离并通过分别的管线而被引出。
在图7所示的实施方式中，半球罩2的内部空间通过加固结构维持。该维持的空间中，设置用于存储待处理的以及已经处理的材料的罐25-26，以及确保能量的短时间存储的储热且隔热的罐25a。为了使得存储罐以及它们的元件独立于集热器1的运动，罐25和26在它们的一侧上、位于它们的重心以上设有液压操作的伸缩装置68；在它们的另一侧上，它们在加强件68b上悬挂并通过刚性支撑架68a连接于半球罩2。罐25和26联接于加强件68a并且通过减震器68b连接于集热器1的肋框架。
因此在它们的重心以上进行悬挂的罐以及属于罐的元件将一直处于水平位置。这通过在东西方向上的悬浮以及在南北方向上的伸缩而得以确保。在集热器1的快速运动中，罐25-26的偶然的不稳定和共振通过减震器而得以阻止。引入以及引出罐的管线设有泵和适当的隔热层，并且它们是部分柔性的。
图8示出了一种解决方案，其中设有螺旋结构35的材料处理单元成形在集热器1的能量接收器中，经由位于支撑单元8的空腔中的管线19，可将气体通过联接于管线19的支路管线引入到接收器的工作空间31中，支撑单元用于保持接收器7。
图9图示出了材料运输系统，其中根据另一解决方案，螺旋结构固定于接收器中的工作空间的加强的内壁上。
图10示出了在能量接收器中开发的材料运输系统的可能的解决方案。
图11示出了通过应用运输装置进行材料运输的另一可能的解决方案。
图12图示出了没有进气口的能量接收器的工作空间。
图13示出了根据本发明的设备中的集热器1的内壁的样式。建造集热器1所需的拱形元件是由优选地通过纺织玻璃纤维或者碳纤维加强的多层合成树脂制成。集热器1的框架结构包括肋71，肋71水平地以及垂直地设置并且包括固定在一起的肋元件，所述肋元件或者通过舌槽接口、或者优选地通过胶合、或者在另一方式中通过围绕并固定各个元件的端部的金属连接元件、或者通过使膨胀成为可能的塑料或者金属连接元件来固定在一起。
以网状形式设置的肋结构72通过斜的加强件73来加强。在集热器1的凹面侧上，在肋71和肋框架72的表面上，沿垂直方向以规则的距离制成钻孔74。为了覆盖由彼此以直角横截的肋71所形成的斜方形表面，在它们的内表面上施加凹进的反射板75，该反射板具有高效率的反射面并且延伸直至肋71和肋框架72的轴线，并且优选地通过纺织玻璃纤维或者碳纤维来加强，所述反射板以可调整的方式通过螺纹接头固定于钻孔74。在另一实施方式中，反射板由通过计算机控制的太阳跟踪工具提供。
图14a示出了集热器1和由半球罩2所形成的拱形区域，此处，由肋元件71和72围绕的斜方形表面填补了多层的格栅结构76。图14a示出了由填补了多层格栅结构的肋框架所形成的集热器的一部分。在该实施方式中，内部肋框架和外部肋框架72通过间距板80连接，而多层格栅结构76的各个层通过连接元件81联接，所述连接元件81由在端部设有横向槽口的管形成。
根据图14b，格栅结构76的所述斜方形的拱形区域在它们的外侧上设有防水覆盖件。该覆盖件包括盒式(casette)元件79，该盒式元件通过胶合在粘贴侧上的塑料条带78而隔离，该盒式元件装配到在肋框架72的侧面上制成的凸缘77中。盒式元件79装配到肋框架72的凸缘77中，并且它们被塑料条带78覆盖。
通过中央计算机的信号以及通过成对的光电二极管来确保根据本发明的集热器的定向，所述中央计算机通过考虑地理坐标、日期和日课表来进行预编程，所述成对的光电二极管安装在面向东西和南北方向的集热器的上轮缘上。光电二板管校正由计算机可能发生的误差而导致的错误。
液压系统是闭合循环类型的系统，它适于随着可变电流和方向而同步地运动，从而进行慢的以及快的、无级的速度控制运动。最优选的实施方式是与并行连接的能够简单操作的工作缸进行合作，所述工作缸设有换向器，并且具有制动接头。由液压工作缸形成的支撑和移动结构设有防水的复合覆盖层(clad cover)。
中央计算机的数据存储设备包括对应于地理位置的程序，其针对程序内计划表(部分的天、小时、分钟)的一年中的每一天——在用于操作的开始和结束阶段的各天内。从该预编程的多种情况中，计算机选择适当的一个，并且根据给定的日期来启动运行程序。当需要时(例如较长持续时间的多云天气，不定期的大雨)，自动控制可以改变成人工控制。
在出现比允许值还要高的风压或出现风暴的情况下，或者在由于故障而导致进入与太阳位置相反的位置的情况下，以及在飓风或者风暴超过了允许的风力的情况下，计算机还执行设定抛物面状的集热器进入水平的基础位置中，集热器下沉到水面以下并且同时用水淹没它。具有高效率和大存储能力的计算机执行自动操作所需的所有的控制、调节以及检测任务，从而确保系统的自动控制。计算机与高精度时钟、风压测量工具和其它仪器、以及与太阳能站的所有设备进行连接。还设置用于在原始的计算机出现故障的情况下的替代计算机，然后其可以自动地接管所有的控制任务。
图15示出了产生电流的辅助太阳能站84的布置，并且示出了它的能量存储的方式。该能量存储单元包括较低的水存储单元82，该水存储单元82的底部低于最高的涨潮位零点五到两米，能量存储单元还包括稍高一些的另一水存储单元83。这两个水存储单元是必须的，因为这种布置还可以利用涨潮和退潮之间的水位差的重力能。在多云或者不是很猛烈的下雨天气的情况下，从较低的水存储单元泵送到较高的水存储单元中的水可以通过涡轮机排放到海中，并且借助于由发电站的发动机所产生的电流，在位于太阳集热器的接收器内的工作空间中可以继续进行处理。另外，电流生产设备还为材料处理发电站提供用于它们的连续运行所需的电力。
由于应用轻质材料而导致的重量降低带来了其它的优点，例如，通过纤维加强而确保了高强度、在元件的生产中的尺寸精度以及由于在局部结构施工中应用胶水而导致的持久的结合以及耐腐蚀性。
太阳能站的运行如下。在覆盖所有细节的每天和每年部分的太阳能站的操作程序包含在两个高效率计算机的存储单元中。一个计算机总是在运行中，另一个备用。在运行的计算机出现故障的情况下，备用计算机接管它的功能。在设备开始其每日的程序运行之前，需要预备工作用于确保连续的无故障的运行。这样的工作例如是填充在抛物面状的集热器的半球罩中的用于存储待处理材料的罐或多个罐。随后，在连续运行期间，同时进行对容纳处理后的材料的罐或多个罐的排放以及对具有待处理的材料的罐或多个罐中的填充。
为此最为适当的时间是在日出之前或者在日落之后，此时抛物面状的集热器处于日常工作的开始之前或者完成之后的水平位置，这总是发生在早晨或者晚间时间。
在设备的连续运行期间——当必要时——也可以在中午进行罐的填充和排空，此时抛物面状的集热器也位于基本的、水平的位置，类似于其在太阳落山时的情形。进行填充工作，使得半球罩中的用于存储待处理材料的罐的设有隔断阀或销的进口管的管接头连接于罐中的泵的刚性或者柔性管，打开罐的进口管中的阀或者销，并且通过启动位于罐的出口管中的泵而使罐填充待处理的材料。
在连续运行的情况中，在填充待处理的材料的同时，以相同的方式从半球罩中的存储罐排放已经处理的材料，仅是以相反的方向。
在日出的时候，计算机响应于通过编程控制的每日程序启动处理工作。在对半球罩中的罐进行填充和排放之后，以及在日落的时候，编程控制启动抛物面状的集热器的液压和伸缩元件的运行，通过液压和伸缩元件，集热器对应于用于全年程序的每日的方位而被设定朝向东方，然后根据发光二极管或者其它仪器的脉冲，检测设定的精确性，并且在需要进行修正的时候执行该修正。如果反射板设有单独的移动单元，则编程控制也对它们进行设定。在设定之后，计算机中的编程控制根据每日的程序来使运行启动。
之后，计算机通过由接收器中的温度测量仪器所给出的数据来检测接收器的温度，并且基于该温度，其确定在工作空间中需要多高的温度以便实现工作温度。然后，通过利用从集热器的反射面反射以及会聚的太阳辐射，将工作空间的温度增加到适当值。同时，编程控制通过使用材料运输泵开始将待处理的材料运输到接收器的工作空间中。在每一种情况下，基于用于温度检测、状态控制、材料运输和化学反应速率的仪器的数据，对应于由热源所提供的热量以及被确定用于处理的必须的时间，由计算机来调节材料运输的速率。编程控制进行工作，用于确保根据其程序进行材料的处理以及集热器的液压、伸缩移动元件的移动，并且它还控制反射板的跟踪太阳的运动。检测校正的设定，并且如果需要的话，则通过发光二极管以及其它仪器进行校正。在暂时多云的情况下，通过由电流产生单元所产生并存储的电能或者从填充的热存储单元可以确保热能。
置于工作空间中的材料运输结构通过旋转该结构或者通过叶片的二维运动而将倾倒在螺旋系统的较低的螺旋板上的材料进行运输，从而确保了材料的均匀撒布并将材料运输到置于圆锥形体部的上部部分的罐中。在这一方式中，处于所需的非常高的温度下的材料与形成的或引入的二氧化碳发生反应，并且减少了氧化物材料。在传送装置的情况下，该引入发生在传送装置的最低的部分处，该传送装置将处理后的材料运输到位于圆锥形材料处理单元的上部部分的罐中。当使用用于材料运输的容器时，从上升管的缓冲罐对处在最低水平的容器进行填充。容器将处理后的材料倒出，于是将材料运输到下降管的宽敞的上部部分中。在由螺旋状的盘管所构成的工作空间中，直接从上升管线进行材料的输入，然后一路行进，从螺旋状盘管的端部，材料进入下降管线。与此同时，还执行所形成的气体以及水蒸汽的去除。在这类的处理中，其中材料应仅被燃烧，其连续地并且与气体和水蒸汽的去除同时地发生。
材料运输的速度在多数情况下是相同的，并且它与在上升管线中的运输速度是同步的。例外就是当材料在上升管线中的运输速度取决于可利用的热量以及相应地较长或者较短的处理时间而进行改变的时候。这也通过计算机程序控制进行调节。其中最重要的规则就是待处理的材料不应该离开工作空间，直到化学反应完全地结束。这是通过接收器中的仪器来检测，并且根据来自于仪器的数据，程序控制根据需要而来指挥处理过程。
处理后的并且由材料运输系统运输到位于接收器上部部分的存储罐中或者直接运输到下降管线的材料通过下降管进入半球罩中的用于存储处理后的材料的存储罐中。从该处，通过借助于泵进行的运输，所述材料在早晨、中午或者日落之后进入运输船的罐中。
在该实施方式中，应用气体用于协助处理过程中的化学反应(例如，从无烟煤形成的或者引入的一氧化碳，用于还原待处理的材料)，在其中一个解决方案中，该气体是经由支路管线以及它们的在支撑结构中的分支而被引入工作空间中。引入的气体不仅具有协助反应的还原剂的作用，而且通过小颗粒的漂浮而建立流体状态，反应速率也被增加了。工作空间的壁的多孔结构允许气体流到在覆盖接收器的壳体的内壁与工作空间的外壁之间的空间中，通过操作由外部发动机驱动的通风设备，气体可以通过位于支撑单元中的管以及位于气体引入侧的相反一侧的出口排出，所述气体在抛物面状的集热器的外轮缘上下降，通过柔性管进入设置在水面上的罐中。该罐设有用于将二氧化碳还原成一氧化碳的仪器，然后可将一氧化碳引回到工作空间中。由此得到了封闭的气体循环。在另一实施方式中，其中无需引入用于处理的气体，因此无需相应的气体管道，但是，上面已经描述的气体除去结构也是必须的，不同之处在于存储罐设有需要用以相应于气体的成分进行气体中和的仪器。
当金属氧化物在处理工作空间中溶化的情况下，该工作空间的外壁——除了通过容器进行材料运输以外——不是多孔的，并且气体的除去是通过在工作空间的最上部处的出气孔或者经由气体分离结构来进行。在暂时多云的情况下，通过由一个或者多个生产电流或者热的太阳能动力设施形成的太阳能站来确保工业操作，所述太阳能动力设施优选地利用布雷顿(Brayton)气体循环或者包括传统的电流发生或者热量存储设备。

Claims (28)

1.一种通过太阳能来处理各种材料的太阳能站，其具有抛物面状的集热器，在所述集热器的焦点处设有接收器，所述集热器以使其能够围绕处于其凸面侧上的轴在至少两个方向上进行自由旋转的方式固定，所述集热器具有双层壳体结构，该双层壳体结构包括夹紧于格栅框架结构并能够调整以便跟踪阳光方向的拱形的段，所述集热器设有支撑和移动元件，其中所述集热器包括被开发作为处理工作空间的热量接收器，并且所述热量接收器连接于材料存储单元，其特征在于，所述集热器(1)的圆锥形接收器(7)包括圆锥形内部空腔，该圆锥形内部空腔的壁以及所述接收器(7)的与之平行的外壁包围出配备有材料运输结构的另一内部空腔，并且所述另一内部空腔用作通过热能来处理各种材料的处理工作空间，另外，属于所述集热器(1)的半球罩(2)的材料存储单元(25)中的其中一个通过设有泵的上升管线(64)连接于所述集热器(1)的接收器(7)中的材料处理工作空间(31)，并且从该工作空间，另一下降管线(65)引向置于所述半球罩(2)内的另一材料存储罐(26)中。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，在所述支撑移动结构中设置伸缩元件(12)，所述伸缩元件沿着处在与所述集热器(1)的轮缘(6)平行的平面中的环面均匀地分布，在所述伸缩元件的另一端处，所述伸缩元件以能够在任意方向上旋转的方式连接于基座(5)并且所述伸缩元件围绕伸缩主支撑件(4)，所述伸缩主支撑件以与集热器的旋转轴线同线的方式通过球窝接头支撑所述集热器(1)，并且所述伸缩主支撑件利用其下端固定于所述基座(5)。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述伸缩元件(12)以及所述伸缩主支撑件(4)通过液压操作。
4.根据权利要求1和2所述的设备，其特征在于，在所述集热器(1)的外表面上以与集热器轴向对称的方式设有另一旋转体，优选地开发为与所述集热器相比具有较小表面的半球或者半球罩(2)，另外在由所述集热器(1)和所述半球罩(2)所包围的空间中设置加固结构(68a)，而所述伸缩主支撑件(4)沿共同轴线连接于所述半球罩(2)并且连接于所述集热器(1)。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述伸缩主支撑件(4)以及所述伸缩元件(12)设有液压控制单元(13)，该液压控制单元连接于电子控制单元。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，所述集热器(1)设置在具有调节水位的水面(14)上，使得所述基座(5)处在水平面(14)以下，而所述集热器(1)的轮缘始终处在水平面以上，并且所述伸缩移动元件(12)以及所述伸缩主支撑件(4)由套管状的、防水的覆盖层所覆盖。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，所述接收器(7)中的内部空腔的限定壁(26)由具有高熔点的金属或由某些陶瓷制成，并且所述接收器(7)的外壁(7a)的内侧设有高效隔离层(67)，其中所述限定壁(26)收集从所述集热器(1)的反射面所反射的热能。
8.a.根据权利要求1至7中任一项所述的设备，其特征在于，所述接收器(7)中的内部空腔的限定壁(29)以及与之平行的能够渗透气体和水蒸汽的多孔壁(30)包围出一空间，并且在该作为处理空间(31)的空间中，设置作为材料运输单元(35)的上升螺旋单元，该材料运输单元沿横向以适当距离设有竖直固定的螺旋板(37)以用于阻碍材料的滑动，并且所述上升螺旋单元固定于所述螺旋系统(35)的最下面的竖垂直的螺旋板，该螺旋系统连接于齿圈(41)，该齿圈在其外侧设有齿，所述齿圈(41)在轴承(42)上通过齿轮(34a)的驱动而与所述材料运输螺旋系统(35)一起旋转，所述齿轮连接于外部电动机(34)，所述轴承位于所述接收器(7)的支撑结构(8)的内侧上。
8b.根据权利要求1至7中任一项所述的设备，其特征在于，在轴(39)上设置以能够旋转的方式固定的叶片(40)以用于均匀分配和材料运输，所述轴固定于限定所述接收器的内部空腔的外壁(29)，所述叶片以串联的方式连接、能够在两个方向上旋转、通过设于螺旋板上方适当距离的钢缆(38a、38b)移动、设于材料运输结构(35)上，所述材料运输结构固定于限定所述接收器(7)内部空腔的壁(29)上。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，管线(19a)置于所述接收器(7)的支撑单元(8)的内部部分中，所述管线在由所述接收器(7)的工作空间的外壁(30)以及所述接收器(7)的外壁所包围出的封闭空间中分支到直径递减的管中，并且通过进口管(19b)连接于所述工作空间的外部的、多孔的壁(30)，并且用于促进化学反应的气体的引入。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的设备，其特征在于，在所述半球罩(2)内设置用于存储待处理的材料的罐(25)，设有泵(21a)且引向所述接收器(7)的上升管线(64)经由在所述工作空间的底部上制造的孔从所述罐连接于所述工作空间，并且在靠近材料运输螺旋板(35)的具有最小直径的上部部分，收集罐(34)固定于限定出接收器中的空腔的内壁的外部部分，以用于接收来自于所述最高的螺旋板(35)的引入材料，并且下降材料运输管线连接于该收集罐(34)的底部上的孔，因此将所述收集罐和所述半球罩(2)内的用于处理后的材料的存储罐连接。
11.根据权利要求7至9中任一项所述的设备，其特征在于，所述接收器(7)的工作空间(31)没有进气口，并且从封闭空间(33)形成的气体和水蒸汽经由在该空间的底部上制造的孔以及引入所述接收器的支撑单元(8)内部部分的连接管(19c)通过通风设备(34c)的操作来除去，所述封闭空间(33)位于所述工作空间的外壁(30)和所述接收器(7)的外壁之间，管线(19b)从所述支撑结构(8)沿着所述集热器(1)的轮缘通过柔性管而被引导到设有再生单元并位于水平面以上的罐中。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的设备，其特征在于，在所述接收器(7)的工作空间(31)中的螺旋系统(35)固定于所述接收器(7)的工作空间(31)的加强内壁，并且导轨结构(41)固定于螺旋板的下表面上，所述导轨结构(41)通过轮子(45)来支撑和运输材料运输容器(46)，所述轮子借助于联接于连接链(44b)的齿链(44b)连接于支撑结构(45b)，并且在与最低的螺旋板相比较高的水平上，缓冲罐(47)位于上升材料运输管线(19a)的上部部分，所述缓冲罐通过打开回旋门(49)而进行填充，所述回旋门围绕所述罐(47)的底部中线上的轴进行旋转，并且所述缓冲罐(47)的出口开口(48a)的关闭板(48b)借助于在光电管中建立的脉冲通过程序控制单元打开或者关闭，并且所述材料运输容器(46)的底板(51)由处在所述底板(51)的几何中心上的轴(53)所支撑，并且在用于使所述底板(51)旋转的所述轴(53)上，在所述轴的下部部分固定有竖直向下延伸并具有限定长度的杆(51)，在所述工作空间的底部，在下降运输管线(65b)之上具有广阔的空间，水平杆(54)固定在该工作空间的内壁上，当所述容器(46)移动时用于所述底板(51)的旋转的竖直杆撞击到所述水平杆，并且通过所述水平杆的水平偏移而由此打开所述容器(46)的底板(51)，并且在清空所述容器之后，所述底板(51)由于相反侧上的配重(57)的重力作用或者由于弹簧而关闭，通过螺栓(58)阻止了所述容器的底板的进一步下沉以及由此导致的不期望的打开，该螺栓在所述配重的一侧上位于所述容器的下部部分。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的设备，其特征在于，从所述半球罩(2)内的存储罐(25)引入所述接收器(7)的上升材料运输管(64)的上部加强部分紧密地装配至所述接收器(7)的内部空腔的外壁并形成螺旋上升的盘管(18a)，材料在所述盘管(18a)中的移动是通过特殊的泵或者叶片(62)来执行，并且开发作为工作空间的该盘管设有止回阀(22)或者用于排出所形成的气体的气体分离单元，并且处理后的材料的排出或者通过与圆锥形工作空间中设置的下降材料运输管道(65)相连接的收集罐来实现，或者通过所述盘管的相反的、相等或者不相等的结构来实现，在这一情况下，所述盘管的最下端连接于所述材料运输管(65)。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的设备，其特征在于，在限定所述接收器的内部空腔的壁(30)的外侧上，螺旋上升的盘管(18)粘接于所述壁并且彼此粘接，该盘管设计成耐高压并且由具有高强度和高熔点的金属制成，并且蒸汽发生器(20a)位于该盘管(18)的下部部分处，设有泵(21a)并且位于所述支撑单元(8)中的水运输管(19a)通过阀(21b)连接于所述蒸汽发生器(20a)，并且高压的热水蒸汽从该蒸汽发生器(20a)进入所述盘管(18)中，在所述盘管中处于过热状态的水蒸汽被热分解，并且放出的氧和氢通过位于所述盘管的下部部分处的分离器(23)进行分离，并且然后分别地经由管线(65a-65b)将氢和氧引入所述半球罩(2)内的罐(25-26)中。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的设备，其特征在于，所述接收器(7)中的内部空腔的限定壁(29)以及与之平行的所述工作空间的封闭外壁(30)形成了从上方到底部封闭的圆筒形空间，该圆筒形空间的限制壁(18b)由具有高强度和高熔点的金属制成，并且该圆筒形空间(18b)的下部部分包括蒸汽发生器(20)，水运输管线(19a)联接于所述蒸汽发生器，并且所述水运输管线设有位于所述接收器的支撑单元中的阀和泵，并且从配置有热传递表面(20b)的蒸汽发生器(20a)，高压的热水蒸汽通过阀(22)进入所述圆筒形体部(18b)，所述圆筒形体部的下部部分包括用于分离氢和氧的分离器(23)，氢和氧是从过热的水蒸汽通过热分解而形成，并且经由分别的管线(65a-65b)将氢和氧引到所述半球罩(2)内的罐(25-26)中。
16.根据权利要求7至13中任一项所述的设备，其特征在于，螺旋结构(35)固定于所述接收器(7)的内壁(30)，在所述螺旋结构的侧面上制造有槽口，位于螺旋板的上表面的柔性传送装置通过设有辊子的固定凸耳在所述槽口中前进，并且在位于传送装置的下部部分的中线上的凹部中设置齿条(60a)，该齿条通过连接于电动机的齿轮(60b)驱动，所述电动机位于最高的螺旋板的中断部分中，在该处设置用于接收来自于所述传送装置的材料的收集罐，并且在所述齿轮的上方，设置没有齿并围绕轴线自由旋转的轮子(61)以用于协助所述齿轮的附着，所述齿轮(60b)使得所述传送装置从所述螺旋系统的最高端的上表面偏斜至相反的下降螺旋板的下表面并到达形成在该处的槽口，并且当所述齿轮(60b)使所述传送装置从下降螺旋板的下部部分偏斜至相反的螺旋板的上表面时，所述传送装置从最低螺旋板以相反的方式发生偏斜。
17.根据权利要求1至14中任一项所述的设备，其特征在于，从置于所述半球罩(2)内的用于存储待处理的材料的罐(25)，刚性管线(27)通过穿过所述半球罩(2)的壁而引至水平面(14)以上，在所述管线的端部处，设置隔离阀或销以及管连接结构，所述管连接结构联接于到达该地点的运输船的设有泵的出口管，而所述半球罩(2)内的存储处理后的材料且在其刚性出口管(28)的端部处配置有泵的罐(26)也设有阀或销以及管连接单元，所述罐通过该管连接单元联接于正好抵达的所述运输船的进口管。
18.根据权利要求1至15中任一项所述的设备，其特征在于，电加热装置设置在所述接收器(7)中的工作空间的限定空腔的内壁(29)中或者固定于该壁，以用于暂时多云或者短期降雨的情况。
19.根据权利要求1至16中任一项所述的设备，其特征在于，在根据本发明设备的接收器(7)中形成的处理工作空间(31)的形状使得能够通过高温或者通过某种化学反应或者通过两者的可能的结合来进行各种材料的处理，尤其是通过热分解间接或直接地生产氢、生产氧化铝或者铝、燃烧水泥产品的原料、以及从金属的矿石中生产金属。
20.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，所述集热器(1)在其外侧上从东和西设有气囊(10)，所述气囊通过分隔壁而分成分隔开的空间。
21.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，调节的水平面(14)由设有水闸的围堤(15)围绕，并且围堤上设有挡风元件，这些挡风元件或者以刚性的方式(16)连接于所述围堤(15)或者通过销和伸缩移动元件(17)连接于所述围堤(15)。
22.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，多个抛物面状的太阳能集热器(1)设置在通过设有水闸的围堤(15)围绕的具有调节水位的水面(14)上。
23.根据权利要求1至6和权利要求16中任一项所述的设备，其特征在于，在太阳能站的情况下，较低的储水池(82)位于涨潮水位以下的深度上，并且较高的储水池(83)位于自然水平面以上，两个储水池通过设有泵的管线、涡轮机和发动机、以及出口管而彼此连接。
24.根据权利要求16所述的设备，其特征在于，能量转换系统包括空气压缩单元、预热单元、加热单元以及涡轮式发电动机单元。
25.根据权利要求1至22中任一项所述的设备，其特征在于，该设备通过抛物面状的集热器来利用太阳能，在所述集热器的焦点处设有接收器并且所述集热器设有用于跟踪阳光的移动结构，所述集热器包括夹紧于双层壳体结构的格栅框架结构中的拱形的段，所述集热器以使其能够围绕处于其凸面侧上的轴在至少两个方向上进行自由旋转的方式固定，所述集热器设有支撑移动元件和用于测量阳光的方向和风压的仪器，其中所述接收器包括热接收单元，该热接收单元又包括用于通过太阳能来处理各种材料的处理和收集单元，所述接收器进一步包括用于测量和控制温度的、观察和控制材料运输的、测量压力的、监控和控制化学反应的仪器以及用于无故障操作所需的其它仪器和控制单元，并且所述集热器(1)由包括双层、拱形段的拱形区域(71)制成，其中内部肋框架和外部肋框架通过间距板(80)连接，并且由该双层的、拱形肋(71)和所述间距板(80)所包围的空间填充有固定的、多层格栅结构(76)，其中多层之间通过连接元件(81)而彼此连接。
26.根据权利要求25所述的设备，其特征在于，所述格栅结构(76)从其外侧通过盒式元件(79)封闭，所述盒式元件(79)固定于所述肋(71)以及固定于所述格栅结构(76)的边缘(77)，并且所述盒式元件(79)的侧面以及连接元件的表面通过柔性塑料条带(78)封闭，所述柔性塑料条带在其一侧上设有一些胶合材料。
27.根据权利要求25至26中任一项所述的设备，其特征在于，所述盒式元件(79)由通过碳纤维或者纺织玻璃纤维加强的合成树脂制成，并且所述盒式元件优选地通过胶合来固定至所述连接元件。
28.根据权利要求1至27中任一项所述的设备，其特征在于，所述集热器(1)在其内侧通过反射板(75)覆盖，所述反射板对着所述集热器的焦点，所述反射板优选地由通过碳纤维或者纺织玻璃纤维加强的某些合成树脂制成，并且在所述集热器(1)的内表面上，所述肋(71)通过加强件(73)进行加强，并且所述反射板通过能够调节的弹簧螺钉紧固装置经由所述肋(71)上的钻孔(74)固定，或者所述反射板设有计算机控制的太阳跟踪移动元件。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103363685A (zh) * 2012-04-05 2013-10-23 江阴市炙能光热科技有限公司 太阳能聚光供电供暖系统
CN105299924A (zh) * 2015-02-07 2016-02-03 成都奥能普科技有限公司 固体粒块蝶式太阳能光热转换器
CN107062661A (zh) * 2017-05-31 2017-08-18 北京兆阳光热技术有限公司 一种太阳能集热系统
CN108362004A (zh) * 2018-02-01 2018-08-03 福建工程学院 一种等温结构太阳能吸热器

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITSA20080028A1 (it) * 2008-09-12 2008-12-12 Green Earth S R L Tubo collettore per concentratori solari lineari avente micropolveri ad alta temperatura come vettore.
IT1395249B1 (it) * 2009-05-19 2012-09-05 Albanese Collettore solare
FR2960286A1 (fr) * 2010-05-19 2011-11-25 Dp Solar Dispositif rotatif de poursuite du soleil
BRPI1012603A2 (pt) * 2010-08-26 2016-03-22 Guradoor Sl sistema de suporte para coletores solares de concentração parabólicos
WO2013076318A1 (es) * 2011-11-21 2013-05-30 Guradoor, S.L. Colector solar de concentración parabólico
US10961987B2 (en) * 2011-12-18 2021-03-30 Jonas Villarrubia Ruiz Solar collector and turbine arrangement
CN102679601B (zh) * 2012-04-16 2013-07-10 大连理工大学 太阳能抛物面聚光集热器的刚性与柔性混合支撑装置
JP6044349B2 (ja) * 2013-01-09 2016-12-14 株式会社ニコン マグネシウム精錬装置およびマグネシウム精錬方法
CN103542552B (zh) 2013-09-29 2016-01-20 刘鸿章 储热剂加热器及太阳能布莱顿储能热发电装置
CN103542400B (zh) * 2013-10-25 2015-11-18 泉州超然热能设备发展有限公司 一种生物质燃料燃烧设备及其燃烧方法
CN105318562A (zh) * 2015-02-07 2016-02-10 成都奥能普科技有限公司 固体粒块塔式太阳能光热转换器
CN113173571A (zh) * 2021-05-11 2021-07-27 合肥工业大学 一种基于再力花杆的光热转换材料、制备方法及其应用
DE102022121703A1 (de) 2022-08-26 2024-02-29 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Mittels konzentrierter Strahlung beheizter Reaktor sowie Industrieofenanlage

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4079591A (en) * 1976-08-02 1978-03-21 Derby Ronald C Solar power plant
FR2436946A2 (fr) * 1978-09-22 1980-04-18 Anvar Capteur d'energie solaire a miroir spherique fixe
HU51370A (zh) * 1988-01-22 1990-04-30
EP0509286A1 (de) * 1991-04-16 1992-10-21 Schweizerische Eidgenossenschaft PAUL SCHERRER INSTITUT Reaktor
DE69121916T2 (de) * 1991-06-28 1997-04-03 Gabor Gode Anlage zur meerwasserentsalzung mittels sonnenenergie, vorzugsweise im zusammenhang mit elektrizitätserzeugung
HU9302394D0 (en) * 1993-08-23 1993-12-28 Goede Equipment for utilizing solar energy, in particular generating electric power
DE10007648C1 (de) * 2000-02-19 2001-09-06 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Hochtemperatur-Solarabsorber
US6360542B1 (en) * 2000-12-12 2002-03-26 Orra Corporation Apparatus for converting solar energy into electrical energy
EP1475581A1 (en) * 2003-05-09 2004-11-10 Paul Scherrer Institut Reactor for indirect utilization of external radiation heat
US7537750B2 (en) * 2004-07-14 2009-05-26 United Technologies Corporation Method for producing hydrogen gas by steam methane reforming using solar energy
EP1656990A1 (en) * 2004-11-08 2006-05-17 Paul Scherrer Institut Rotary reactor using solar energy

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103363685A (zh) * 2012-04-05 2013-10-23 江阴市炙能光热科技有限公司 太阳能聚光供电供暖系统
CN105299924A (zh) * 2015-02-07 2016-02-03 成都奥能普科技有限公司 固体粒块蝶式太阳能光热转换器
CN107062661A (zh) * 2017-05-31 2017-08-18 北京兆阳光热技术有限公司 一种太阳能集热系统
CN108362004A (zh) * 2018-02-01 2018-08-03 福建工程学院 一种等温结构太阳能吸热器
CN108362004B (zh) * 2018-02-01 2020-05-19 福建工程学院 一种等温结构太阳能吸热器

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