JPH0268454A - 受蓄熱器用蓄熱材付伝熱管 - Google Patents
受蓄熱器用蓄熱材付伝熱管Info
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- JPH0268454A JPH0268454A JP63218408A JP21840888A JPH0268454A JP H0268454 A JPH0268454 A JP H0268454A JP 63218408 A JP63218408 A JP 63218408A JP 21840888 A JP21840888 A JP 21840888A JP H0268454 A JPH0268454 A JP H0268454A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/44—Heat exchange systems
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は宇宙基地等に搭載される宇宙軌道上発電プラン
トに適用される受蓄熱器用蓄熱祠イ」伝熱管に関する。
トに適用される受蓄熱器用蓄熱祠イ」伝熱管に関する。
（従来の技術）
宇宙基地等にある設備に電力を供給するための発電方式
として太陽光により流体を加熱し、ガスタービン等の熱
機関を駆動して発電を行うものかある。この発電方式か
特に低軌道上の宇宙基地等に適用されるケースでは太陽
か地球の陰に隠れてしまう時、つまり［１蝕時には太陽
から熱輻射を得ることかできなくなり、発電が一時的に
停止してしまう。このため、必要な熱を予め蓄熱材に蓄
えておき、太陽光の入射がない時に放熱して流体が加熱
されるように構成した熱交換器、すなわち、受蓄熱器か
使用される。
として太陽光により流体を加熱し、ガスタービン等の熱
機関を駆動して発電を行うものかある。この発電方式か
特に低軌道上の宇宙基地等に適用されるケースでは太陽
か地球の陰に隠れてしまう時、つまり［１蝕時には太陽
から熱輻射を得ることかできなくなり、発電が一時的に
停止してしまう。このため、必要な熱を予め蓄熱材に蓄
えておき、太陽光の入射がない時に放熱して流体が加熱
されるように構成した熱交換器、すなわち、受蓄熱器か
使用される。
第３図はこのような受蓄熱器を組込んだ宇宙軌道上発電
プラントの一例を示すもので、例えば、ヘリウム、キセ
ノン混合カスからなる作動流体は、受蓄熱器１において
リフレクタ２によって集光された太陽光により加熱され
、タービン３に導がれて膨張を遂げる。このためタービ
ン３か駆動されてこれに直結されている圧縮機４および
発電機５か回される。タービン３内で仕事を終えた作動
流体は、再生器６に導入され、ここで圧縮機４から導か
れる作動流体を予熱して温度降下し、さらにラジェータ
７を通って宇宙空間に熱を放出してより低温となり、圧
縮機４に導入されて加圧されて後、再生器６に送られる
。再生器６には上述したタービン３の排気か流れており
、ここで低温の作動流体は高温の作動流体によって予熱
され、その後受蓄熱器１に供給される。
プラントの一例を示すもので、例えば、ヘリウム、キセ
ノン混合カスからなる作動流体は、受蓄熱器１において
リフレクタ２によって集光された太陽光により加熱され
、タービン３に導がれて膨張を遂げる。このためタービ
ン３か駆動されてこれに直結されている圧縮機４および
発電機５か回される。タービン３内で仕事を終えた作動
流体は、再生器６に導入され、ここで圧縮機４から導か
れる作動流体を予熱して温度降下し、さらにラジェータ
７を通って宇宙空間に熱を放出してより低温となり、圧
縮機４に導入されて加圧されて後、再生器６に送られる
。再生器６には上述したタービン３の排気か流れており
、ここで低温の作動流体は高温の作動流体によって予熱
され、その後受蓄熱器１に供給される。
第４図はかかる発電プラントに用いられる受蓄熱器１の
一例を示している。すなわち、図において、受蓄熱器］
の胴１１の一端に設けられた作動流体人口１２から胴１
１内に導かれた作動流体は、環状の入口マニホールド１
３に流れてそこから各蓄熱利付伝熱管１４に分配される
。この蓄熱利付伝熱管］４は全体形状かＵ字状に形成さ
れ、作動流体は初めに蓄熱＋Ｊイ＝ｊ伝熱管］４内を入
口側から胴１］の他端に置かれるＵ字端部に向かって流
れ、その後反転して蓄熱祠イ」伝熱管］４の出口側に流
れ、この間に胴］］の他端に設けられた開口部］５を経
て胴］］内に導かれる太陽光から熱輻射を受取り、温度
が上昇する。
一例を示している。すなわち、図において、受蓄熱器］
の胴１１の一端に設けられた作動流体人口１２から胴１
１内に導かれた作動流体は、環状の入口マニホールド１
３に流れてそこから各蓄熱利付伝熱管１４に分配される
。この蓄熱利付伝熱管］４は全体形状かＵ字状に形成さ
れ、作動流体は初めに蓄熱＋Ｊイ＝ｊ伝熱管］４内を入
口側から胴１］の他端に置かれるＵ字端部に向かって流
れ、その後反転して蓄熱祠イ」伝熱管］４の出口側に流
れ、この間に胴］］の他端に設けられた開口部］５を経
て胴］］内に導かれる太陽光から熱輻射を受取り、温度
が上昇する。
一方、蓄熱＋４イ＝Ｉ伝熱管１４の出口側には環状の出
ロア −１−ホｈ ｌ” １６が接続されており、各蓄
熱材付伝熱管］４内を流れた作動流体は、この出口マニ
ホールド１６に集められて作動流体出口１７を介して外
部に送気される。なお、図中符号１８は蓄熱＋、Ｉｆ＝
１伝熱管１４を支持する支持リンクを、また、７１号１
９は断熱祠をそれぞれ示している。
ロア −１−ホｈ ｌ” １６が接続されており、各蓄
熱材付伝熱管］４内を流れた作動流体は、この出口マニ
ホールド１６に集められて作動流体出口１７を介して外
部に送気される。なお、図中符号１８は蓄熱＋、Ｉｆ＝
１伝熱管１４を支持する支持リンクを、また、７１号１
９は断熱祠をそれぞれ示している。
また、第５図は上述した蓄熱祠イ；ｊ伝熱管］４の配列
状態を改めて示すもので、蓄熱材（＝Ｉ伝熱管１４は胴
１］の内装面に沿って置かれる断熱祠１９と接し、かつ
円周方向に等間隔に配置されている。
状態を改めて示すもので、蓄熱材（＝Ｉ伝熱管１４は胴
１］の内装面に沿って置かれる断熱祠１９と接し、かつ
円周方向に等間隔に配置されている。
さらに、第６図に示されるように蓄熱利付伝熱管１４は
伝熱管２］と、この伝熱管２１の外側を覆う蓄熱材容器
２２とから構成される。蓄熱材容器２２内には蓄熱月２
３か封入されており、この蓄熱材２３は固液の相変化の
潜熱を利用して蓄熱を行なう相変化蓄熱材である。太陽
光は蓄熱材容器２２の外表面２４から入射し、その一部
は蓄熱材２３に蓄えられ、残りは伝熱管２１の内表面２
５から内部を入口２６から出口２７に向かって流れる作
動流体に伝達されるようになっている。
伝熱管２］と、この伝熱管２１の外側を覆う蓄熱材容器
２２とから構成される。蓄熱材容器２２内には蓄熱月２
３か封入されており、この蓄熱材２３は固液の相変化の
潜熱を利用して蓄熱を行なう相変化蓄熱材である。太陽
光は蓄熱材容器２２の外表面２４から入射し、その一部
は蓄熱材２３に蓄えられ、残りは伝熱管２１の内表面２
５から内部を入口２６から出口２７に向かって流れる作
動流体に伝達されるようになっている。
（発明が解決しようとする課題）
ところで、従来の受蓄熱器１で使用される蓄熱材付伝熱
管１４では入射してくる太陽光が蓄熱材容器２２の外表
面２４から吸収されるとき、その表面温度での黒体の放
射エネルギーのために受蓄熱器１の集熱効率が少なから
ず損なわれるという問題かある。すなわち一般に、太陽
光は波長０．２１μｍから２μｍの範囲に分布するスペ
クトルを持つか、これが蓄熱材容器２２の外表面２４か
ら吸収されて表面温度か使用上限温度に近づくと、２μ
ｍ域まで赤外線の放射スペクトルが拡かり、蓄熱材容器
２２の適用祠料かこの放射スペクトル領域で特に反射率
の低い材料であると、大量の熱エネルギーを散逸させて
しまうことになる。たとえば、従来の蓄熱材容器２２の
材料としてニオブジルコニウム合金等か考えられている
が、この単一の構成材料では太陽光の吸収を損なうこと
なしに赤外線領域で高い反射率を得るのが困難である。
管１４では入射してくる太陽光が蓄熱材容器２２の外表
面２４から吸収されるとき、その表面温度での黒体の放
射エネルギーのために受蓄熱器１の集熱効率が少なから
ず損なわれるという問題かある。すなわち一般に、太陽
光は波長０．２１μｍから２μｍの範囲に分布するスペ
クトルを持つか、これが蓄熱材容器２２の外表面２４か
ら吸収されて表面温度か使用上限温度に近づくと、２μ
ｍ域まで赤外線の放射スペクトルが拡かり、蓄熱材容器
２２の適用祠料かこの放射スペクトル領域で特に反射率
の低い材料であると、大量の熱エネルギーを散逸させて
しまうことになる。たとえば、従来の蓄熱材容器２２の
材料としてニオブジルコニウム合金等か考えられている
が、この単一の構成材料では太陽光の吸収を損なうこと
なしに赤外線領域で高い反射率を得るのが困難である。
したがって、本発明の目的は１」射時受蓄熱器の蓄熱利
イ・］伝熱管に注かれる太陽光の吸収を損なうことなく
、そこから射出される放射エネルギーを最少に保つよう
にした受蓄熱器用蓄熱利伝熱管を提供することにある。
イ・］伝熱管に注かれる太陽光の吸収を損なうことなく
、そこから射出される放射エネルギーを最少に保つよう
にした受蓄熱器用蓄熱利伝熱管を提供することにある。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
本発明は上記課題を解決するために円筒状の蓄熱材容器
内に蓄熱材を封入し、さらに蓄熱材容器を軸方向に貫い
た伝熱管を設けてなり、蓄熱材容器の外表面に投射され
る太陽光より与えられる熱を蓄熱材を通して伝熱管内を
流れる被加熱流体に伝えると共に、余剰分の熱を蓄熱材
中に蓄えるようにした受蓄熱器用蓄熱材伝熱管において
、蓄熱材容器の外表面に選択吸収面を形成したことを特
徴とするものである。
内に蓄熱材を封入し、さらに蓄熱材容器を軸方向に貫い
た伝熱管を設けてなり、蓄熱材容器の外表面に投射され
る太陽光より与えられる熱を蓄熱材を通して伝熱管内を
流れる被加熱流体に伝えると共に、余剰分の熱を蓄熱材
中に蓄えるようにした受蓄熱器用蓄熱材伝熱管において
、蓄熱材容器の外表面に選択吸収面を形成したことを特
徴とするものである。
（作用）
蓄熱月例伝熱管が備えられる受蓄熱器の胴内空間に射出
される蓄熱材容器からの赤外線は一度放射された後では
再度蓄熱＋Ａイー＝Ｊ伝熱管に吸収される可能性はない
。そこで、蓄熱材容器の外表面に選択吸収面、つまり２
μｍ以上の赤外線領域での放射率が最少で、しかも可視
光すなわち太陽光のスペクトル領域で吸収率に卓越した
特性を有する面を形成する。通常、選択吸収面の吸収端
波長は１〜３μｍに規定すればよく、集熱効率は従来の
ものと比べ、大幅に高い値を示すようになる。
される蓄熱材容器からの赤外線は一度放射された後では
再度蓄熱＋Ａイー＝Ｊ伝熱管に吸収される可能性はない
。そこで、蓄熱材容器の外表面に選択吸収面、つまり２
μｍ以上の赤外線領域での放射率が最少で、しかも可視
光すなわち太陽光のスペクトル領域で吸収率に卓越した
特性を有する面を形成する。通常、選択吸収面の吸収端
波長は１〜３μｍに規定すればよく、集熱効率は従来の
ものと比べ、大幅に高い値を示すようになる。
（実施例）
第１図において、本実施例では蓄熱材伝熱管は従来と同
様に伝熱管２１、蓄熱材容器２２および蓄熱材２３から
構成されている。また、本実施例の蓄熱材容器２２はニ
オブ−ジルコニラ１１合金によりつくられる。そして、
吸収端波長が１〜３μｍである二酸化ケイ素（Ｓｉ０２
）からなる反射防止膜３１により蓄熱材容器２２の外
表面２４か被覆され、選択吸収面を構成している。この
ように構成された反射防止膜３１においては吸収端波長
１〜３μｍより小さい太陽光に対しては二酸化ケイ素膜
が透明になり、結果として赤外線の放射率は小さくなる
。
様に伝熱管２１、蓄熱材容器２２および蓄熱材２３から
構成されている。また、本実施例の蓄熱材容器２２はニ
オブ−ジルコニラ１１合金によりつくられる。そして、
吸収端波長が１〜３μｍである二酸化ケイ素（Ｓｉ０２
）からなる反射防止膜３１により蓄熱材容器２２の外
表面２４か被覆され、選択吸収面を構成している。この
ように構成された反射防止膜３１においては吸収端波長
１〜３μｍより小さい太陽光に対しては二酸化ケイ素膜
が透明になり、結果として赤外線の放射率は小さくなる
。
第２図において、本実施例の蓄熱利付伝熱管の構成は上
記実施例と同しであるが、蓄熱材容器２２はハステロイ
（登録商標）よりつくられる。また、蓄熱＋４容器２２
の外表面２４に形成される選択吸収面は光干渉フィルタ
３２によっている。これは、たとえば誘電体薄膜をニッ
ケル（旧）薄膜を挟む形に積層して形成される。この構
成膜によれば太陽光は誘電体薄膜中で吸収され、一方、
赤外線は光干渉フィルタ３２内で透明となり、金属面で
反射されるために放射率は小さくなる。
記実施例と同しであるが、蓄熱材容器２２はハステロイ
（登録商標）よりつくられる。また、蓄熱＋４容器２２
の外表面２４に形成される選択吸収面は光干渉フィルタ
３２によっている。これは、たとえば誘電体薄膜をニッ
ケル（旧）薄膜を挟む形に積層して形成される。この構
成膜によれば太陽光は誘電体薄膜中で吸収され、一方、
赤外線は光干渉フィルタ３２内で透明となり、金属面で
反射されるために放射率は小さくなる。
［発明の効果］
以上説明したように本発明は蓄熱材容器の外表面に選択
吸収面を形成しているので、太陽光の吸収を損なうこと
なく、蓄熱材伝熱管から射出される放射エネルギーを最
少に保つことができ、受蓄熱器における集熱効率を高め
られるという効果を奏する。
吸収面を形成しているので、太陽光の吸収を損なうこと
なく、蓄熱材伝熱管から射出される放射エネルギーを最
少に保つことができ、受蓄熱器における集熱効率を高め
られるという効果を奏する。
第１図は本発明に係る受蓄熱器用蓄熱材付伝熱管を示す
断面図、第２図は本発明の他の実施例を示す断面図、第
３図は宇宙軌道上発電プラントの概略系統図、第４図は
従来の受蓄熱器を示す斜視図、第５図は従来の受蓄熱器
の要部を示す断面図、第６図は従来の蓄熱材伝熱管を示
す断面図である。 ２］・・・・・・伝熱管 ２２・・・・・・蓄熱材容器 ２３・・・・蓄熱材 ３］ ・・反射防止膜 ３２・・・・・・光干渉フィルタ 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 健
断面図、第２図は本発明の他の実施例を示す断面図、第
３図は宇宙軌道上発電プラントの概略系統図、第４図は
従来の受蓄熱器を示す斜視図、第５図は従来の受蓄熱器
の要部を示す断面図、第６図は従来の蓄熱材伝熱管を示
す断面図である。 ２］・・・・・・伝熱管 ２２・・・・・・蓄熱材容器 ２３・・・・蓄熱材 ３］ ・・反射防止膜 ３２・・・・・・光干渉フィルタ 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 健
Claims (1)
- 円筒状の蓄熱材容器内に蓄熱材を封入し、さらに前記容
器を軸方向に貫通するように伝熱管を設けてなり、前記
蓄熱材容器の外表面に投射される太陽光より与えられる
熱を前記蓄熱材を通して前記伝熱管内を流れる被加熱流
体に伝えると共に、余剰分の熱を前記蓄熱材中に蓄える
ようにした受蓄熱器用蓄熱材付伝熱管において、前記蓄
熱材容器の外表面に選択吸収面を形成したことを特徴と
する受蓄熱器用蓄熱材付伝熱管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63218408A JPH0268454A (ja) | 1988-09-02 | 1988-09-02 | 受蓄熱器用蓄熱材付伝熱管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63218408A JPH0268454A (ja) | 1988-09-02 | 1988-09-02 | 受蓄熱器用蓄熱材付伝熱管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0268454A true JPH0268454A (ja) | 1990-03-07 |
Family
ID=16719444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63218408A Pending JPH0268454A (ja) | 1988-09-02 | 1988-09-02 | 受蓄熱器用蓄熱材付伝熱管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0268454A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004239603A (ja) * | 2003-02-03 | 2004-08-26 | Carl-Zeiss-Stiftung | 管状カバーを備えたレシーバー管及びそれを有するパラボラトラフコレクタ |
| JP2006029732A (ja) * | 2004-07-21 | 2006-02-02 | Takenaka Komuten Co Ltd | 集熱ダクト及び集熱ダクトを利用した換気システム |
| JP2006515414A (ja) * | 2003-02-04 | 2006-05-25 | バイエル・マテリアルサイエンス・アクチェンゲゼルシャフト | 太陽エネルギー利用のための中空室輪郭部材 |
| CN101788195A (zh) * | 2010-04-06 | 2010-07-28 | 皇明太阳能股份有限公司 | 一种无水箱蓄热式平板太阳能热水器 |
| US20180038353A1 (en) * | 2016-08-08 | 2018-02-08 | Zhejiang University | Method and apparatus for solar power generation through gas volumetric heat absorption based on characteristic absorption spectrum |
-
1988
- 1988-09-02 JP JP63218408A patent/JPH0268454A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004239603A (ja) * | 2003-02-03 | 2004-08-26 | Carl-Zeiss-Stiftung | 管状カバーを備えたレシーバー管及びそれを有するパラボラトラフコレクタ |
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| US10267295B2 (en) | 2016-08-08 | 2019-04-23 | Zhejiang University | Method and apparatus for solar power generation through gas volumetric heat absorption based on characteristic absorption spectrum |
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