太阳能热发电用聚光装置的制造方法
太阳能热发电用聚光装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能热发电用的聚光装置、使用该聚光装置的太阳能热发电系统、以及用于太阳能热发电的反射板的安装方法。
【背景技术】
[0002]历来，已知有如下太阳能热发电方式:通过使用曲面反射镜的聚光装置来使太阳光聚光于集热管，对在集热管内流动的例如油等液体进行加热，于是，利用加热后的液体来转动蒸汽涡轮，由此，进行发电(例如，参照专利文献I)。太阳能热发电方式除了与太阳能光发电方式相比导入费用便宜之外还能够通过蓄热进行24小时的发电。太阳能热发电方式还具有由于不使用燃料所以能够降低燃料费并且能够抑制二氧化碳的排出这样的优点。
[0003]在太阳能热发电用聚光装置中，为了将太阳光高效地聚光于集热管而需要将反射镜形成为以高的精度预先设计的曲面形状(例如，具有抛物线状的剖面的反射镜)。因此，在以往，在工厂形成具有规定的曲面形状的玻璃制反射镜，将该玻璃制反射镜输送到设置场所并设置于架台，由此，形成太阳能热发电用聚光装置。
[0004]现有技术文献专利文献
专利文献1:美国专利申请公开第2010/0043776号说明书。
【发明内容】
[0005]发明要解决的课题
然而，在上述那样的以往的装置中，由于需要在工厂以高的精度弯曲加工玻璃制反射镜，所以制造成本容易变高。此外，关于曲面形状的玻璃制反射镜，在输送时由于体积大所以向设置场所的输送效率低而设置成本容易变高。
[0006]本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供一种便宜的太阳能热发电用聚光装置和太阳能热发电系统。
[0007]用于解决课题的方案
为了解决上述课题，本发明的某一方式的太阳能热发电用聚光装置具备:轴部，被架台所支承；至少2个臂部，在轴部在其长度方向上隔开间隔地固定，所述臂部具有在相对于轴部垂直的剖面中为曲线状的反射面形成面；柔性的反射板，对太阳光进行反射聚光，所述反射板在其两端部被2个臂部所支承；以及紧贴单元，使反射板的端部紧贴于臂部的反射面形成面。
[0008]臂部具有相对于反射面形成面隔开规定的间隔而配置的第二面，将反射板的端部插入到形成在反射面形成面与第二面之间的槽部中，由此，反射板被臂部所支承也可。
[0009]反射板被配置为其反射面朝向臂部的反射面形成面侧并且反射面的背面朝向臂部的第二面侧也可。
[0010]紧贴单元在至少一部分具备板状部分，将板状部分压入到反射板的端部与臂部的第二面之间，由此，反射板的端部紧贴于臂部的反射面形成面也可。
[0011]板状部分被形成为楔状也可。
[0012]紧贴单元在至少一部分具备弹性部分，使弹性部分介于反射板的端部与臂部的第二面之间，由此，反射板的端部紧贴于臂部的反射面形成面也可。
[0013]弹性部分由板弹簧形成也可。
[0014]紧贴单元具备棒状构件和将棒状构件固定于臂部的固定构件，用棒状构件按压反射板的端部，由此，反射板的端部紧贴于臂部的反射面形成面也可。
[0015]本发明的另一方式是太阳能热发电系统。该系统具备:上述的太阳能热发电用聚光装置；集热管，接受由太阳能热发电用聚光装置所聚光的光；蒸汽涡轮，利用使用集热管内的加热后的液体而产生的蒸气来旋转；以及发电机，通过蒸汽涡轮的旋转来发电。
[0016]本发明的又一方式是太阳能热发电用聚光装置的制造方法。该方法具备:将轴部支承于架台的步骤；在轴部在其长度方向上隔开间隔地固定至少2个臂部的步骤即臂部具有在相对于轴部垂直的剖面中为曲线状的反射面形成面的步骤；通过2个所述臂部来支承对太阳光进行反射聚光的柔性的反射板的两端部的步骤；以及使反射板的端部紧贴于臂部的反射面形成面的步骤。
[0017]本发明的又一方式是反射板安装方法。该方法是将对太阳光进行反射聚光的柔性的反射板安装于在轴部在其长度方向上隔开间隔地固定的至少2个臂部即具有在相对于轴部垂直的剖面中为曲线状的反射面形成面的臂部的方法。该方法具备:第一步骤，使反射板沿着臂部的反射面形成面弯曲；以及第二步骤，使反射板的端部紧贴于臂部的反射面形成面。
[0018]臂部具有从反射面形成面隔开间隔的第二面和形成在该第二面与反射面形成面之间的槽部，第一步骤具有将反射板的端部插入到槽部中的步骤也可。
[0019]再有，将以上的结构要素的任意的组合、本发明的表现在装置、方法、系统等之间变换后的方式也还作为本发明的方式而有效。
[0020]发明效果
根据本发明，能够提供便宜的太阳能热发电用聚光装置和太阳能热发电系统。
【附图说明】
[0021]图1是本发明的实施方式的太阳能热发电用聚光装置的立体图。
[0022]图2是太阳能热发电用聚光装置的正面图。
[0023]图3是图2所示的太阳能热发电用聚光装置的A-A剖面图。
[0024]图4是用于说明反射板的剖面构造的图。
[0025]图5是图3所示的太阳能热发电用聚光装置的B-B剖面图。
[0026]图6是示出通过相邻的2个臂部来支承I个反射板的情况的图。
[0027]图7是用于说明本实施方式的太阳能热发电用聚光装置的设置方法的图。
[0028]图8是用于说明使反射面紧贴于反射面形成面的紧贴构造的变形例的图。
[0029]图9是用于说明使反射面紧贴于反射面形成面的紧贴构造的进一步的变形例的图。
[0030]图10是用于说明使反射面紧贴于反射面形成面的紧贴构造的进一步的变形例的图。
[0031]图11是用于说明使反射面紧贴于反射面形成面的紧贴构造的进一步的变形例的图。
[0032]图12是用于说明使用本实施方式的太阳能热发电用聚光装置的太阳能热发电系统的图。
【具体实施方式】
[0033]以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。
[0034]图1是本发明的实施方式的太阳能热发电用聚光装置10的立体图。如图1所示，太阳能热发电用聚光装置10主要具备:地面上的架台11、12、由架台11、12以能旋转的方式支承的轴部13、在轴部13在其长度方向上隔开间隔地固定的多个臂部14、以及由臂部14支承的多个反射板15。反射板15的反射面被形成为在相对于轴部13垂直的剖面中为抛物线状的抛物柱面。
[0035]如图1所示，在反射板15的前方，集热管20被与轴部13平行地支承。在该集热管20内流动例如油等液体。液体通过泵(未图示)循环。
[0036]太阳能热发电用聚光装置10使用反射板15使太阳光聚光于集热管20，对在集热管20内流动的液体进行加热。由太阳能热发电用聚光装置10加热后的液体被送至热交换器。热交换器使用加热后的液体来产生蒸气，将该蒸气送至蒸气涡轮。蒸气涡轮使用该蒸气使涡轮旋转来进行发电。
[0037]太阳能热发电用聚光装置10也可以具备使反射板15绕轴部13旋转的旋转装置(未图示)。例如，通过使反射板15根据太阳的位置旋转，从而能够高效地加热液体，其结果是能够提尚发电效率。
[0038]图2是太阳能热发电用聚光装置10的正面图。图3是图2所示的太阳能热发电用聚光装置10的A-A剖面图。
[0039]如图2所示，在本实施方式的太阳能热发电用聚光装置10中，在地面上竖立设置有架台11、12，利用该架台11、12来支承轴部13的两端。轴部13也可以是例如直径几百mm (例如500mm至700mm，例如600mm)左右的例如钢制管。[0040]在轴部13在其长度方向上隔开规定的间隔地固定有多个臂部14。臂部14是厚度几mm (例如6_)左右的板状体，例如可以由钢等形成。如图3所示，臂部14被形成为其一个侧面为抛物线状。臂部14可以例如通过焊接被固定于轴部13。或者，臂部14也可以使用螺栓和螺母而被固定于轴部13。通过采用仅将平板状的臂部14固定于轴部13的单纯的构造，从而与例如如上述的专利文献I所记载的那样采用桁架构造的情况相比较，能够降低制造成本和输送成本。
[0041]在本实施方式中，如图2所示，从轴部13向上方向延伸设置有13个臂部14，从轴部13向下方向也延伸设置有13个臂部14。在轴部13的长度方向上在相邻的每2个臂部14间设置有I个反射板15。因此，在轴部13的上方设置有12个反射板15，在轴部13的下方也设置有12个反射板15。在轴部13的上下排列的2个反射板15以轴部13为对称轴呈线对称地配置，形成抛物柱面状的反射面。
[0042]图4是用于说明反射板15的剖面构造的图。如图4所示，反射板15具有在柔性平板40上粘合薄膜反射镜(film mirror) 41的构造。柔性平板40也可以是例如厚度几mm (例如1_至2_)左右的金属板(例如钢板或铝板)。薄膜反射镜41具有在柔性的薄膜基材42上设置有反射层43的构造。薄膜基材42可以是现有公知的树脂制基材，也可以是例如丙烯酸类薄膜、聚酯类薄膜。反射层43也可以是在薄膜基材42上通过蒸镀形成的金属反射层(例如，银反射层)。如以上那样形成的反射板15具有柔性。
[0043]在本实施方式的太阳能热发电用聚光装置10中，在安装前使平板状的反射板15在向臂部14的安装时弯曲，由此，反射板15的反射面44被形成为适于太阳光的聚光的抛物柱状曲面。对臂部14支承反射板15的支承构造的细节在后面进行叙述。
[0044]在反射板15的前方，如图3所示那样利用支承构件21、22、23来支承集热管20。集热管20以其中心位于反射板15的抛物柱状反射面的焦点的方式被支承。在抛物柱面状的反射面反射的太阳光聚光于抛物柱面的焦点，因此，像这样配置集热管20，由此，能够高效地将太阳光反射聚光于集热管20。
[0045]图5是图3所示的太阳能热发电用聚光装置10的B-B剖面图。图5是臂部14的内侧端部的放大剖面图，是用于说明用于支承反射板15的支承构造的图。在本实施方式中，臂部14由具有从轴部13延伸的抛物线状的侧面的板状的臂主体部53和沿着臂主体部53的内侧端部设置的用于固定支承反射板15的反射板支承部50构成。
[0046]反射板支承部50具备插入反射板的端部的2个槽部54和用于将反射板支承部50固定于臂主体部53的固定部55。在固定部55设置有螺栓孔56，使用插通到该螺栓孔56的螺栓51和螺母52来将反射板支承部50固定于臂主体部53。再有，在本实施方式中，采用分别形成臂主体部53和反射板支承部50并且使用螺栓51和螺母52来连结两者的构造，但是，也可以是整体地形成臂主体部53和反射板支承部50的构件。
[0047]反射板支承部50的2个槽部54是剖面为3字状的槽，由隔开规定的间隔相向的第一面57和第二面58以及底面59构成。2个槽部54被形成为使底面59介于之间向彼此相反方向开口。第一面57与第二面58相比位于抛物柱面的内侧方向即与第二面58相比位于集热管侧。
[0048]在本实施方式中，第一面57具有作为规定反射板15的反射面44的曲面形状的“反射面形成面”的作用。具体地，第一面57被形成为在相对于轴部垂直的剖面中为抛物线状的抛物柱面。在装配前，反射板15为平板状，但是，在装配时沿着第一面57使反射板15的反射面44弯曲，由此，反射面44被形成为规定的抛物柱面。
[0049]图6示出通过相邻的2个臂部14a、14b支承I个反射板15的情况。如图6所示，一个臂部14a的反射板支承部50a所具有的I个槽部54a与相邻的另一个臂部14b的反射板支承部50b所具有的I个槽部54b相向，将反射板15的两端部插入到它们2个槽部54a、54b中，由此，反射板15以弯曲为曲面形状的状态被臂部14a、14b支承。
[0050]在此，在本实施方式中，为了使反射板15的反射面44的两端部可靠地紧贴于作为反射面形成面的第一面57a、57b，将剖面被形成为楔状的板状构件60a、60b压入到反射板15的背面45的两端部与第二面58a、58b之间。在本实施方式中，使第一面57a、57b与第二面58a、58b的间隔比反射板15的厚度大，以使容易将反射面44的两端部插入到槽部54a、54b中。因此，在未压入楔状的板状构件60a、60b的情况下，存在反射板15的反射面44的两端部未紧贴于作为反射面形成面的第一面57a、57b而不能将反射面44形成为期望的抛物柱面的可能性。在反射面44不为如设计的抛物柱面的情况下，存在不能达成期待的聚光效率而发电效率降低的可能性。
[0051]因此，如本实施方式那样，使用楔状的板状构件60a、60b来使反射板15的两端部紧贴于第一面57a、57b，由此，能够可靠地将反射板15的反射面44形成为期望的抛物柱面。将反射板15的反射面44形成为如设计的曲面，由此，太阳光的聚光效率变高，能够提高发电效率。楔状的板状构件可以在臂部的长度方向上被分割，也可以遍及臂部的全长而存在。此外，在将楔状的板状构件压入到反射板的背面与第二面之间后，也可以使用螺栓来将板状构件和反射板固定于反射板支承部。
[0052]代替图6所示的实施方式，也可以采用将第二面58a、58b作为反射面形成面而将楔状的板状构件60a、60b打入到第一面57a、57b与反射面44的两端部之间的结构。然而，在该情况下，由于楔状的板状构件60a、60b，反射面44的面积变小，此外，存在在打入楔状的板状构件60a、60b时损伤反射面44的可能性。因此，优选的是，采用如图6所示的实施方式那样以反射面44朝向第一面57a、57b (反射面形成面)侧并且背面45朝向第二面58a、58b侧的方式配置反射板15且将楔状的板状构件60a、60b打入到第二面58a、58b与反射板15的背面45的两端部之间的结构。
[0053]图7是用于说明本实施方式的太阳能热发电用聚光装置10的设置方法的图。在本实施方式中，在工厂制造的反射板15以平板的状态被输送到设置场所。此外，多个臂部14 (在图7中，图示2个臂部14a、14b)以从轴部13卸下的状态被输送到设置场所。首先，在地面上设置架台11、12 (参照图1)，将轴部13支承于该架台11、12。接着，在轴部13在其长度方向上隔开间隔地固定臂部14a、14b。然后，从臂部14a、14b的延伸设置顶端部分将反射板15的两端部插入到相邻的一个臂部14a的反射板支承部50a的槽部和相邻的另一个臂部14b的反射板支承部50b的槽部中，使反射板15沿着臂部14a、14b的反射面形成面弯曲。在反射板15的插入完成后，将楔状板状构件(未图不)打入到反射板支承部50a、50b的第二面与反射板15的背面的两端部之间。由此，反射板15的反射面的两端部紧贴于反射板支承部50a、50b的反射面形成面(第一面)，能够将反射板15的反射面形成为期望的抛物柱面。
[0054]如以上说明了的那样，根据本实施方式的太阳能热发电用聚光装置10，能够将反射板15以平板的状态输送到设置场所，因此，在输送时不会体积大，能够提高输送效率。此夕卜，能够在工厂仅制造平板状的反射板15并且在设置现场如上述那样用简单的方法形成精度高的抛物柱面状的反射面，因此，与在工厂制造抛物柱面状的玻璃制反射镜的情况相比，能够降低制造成本。因此， 根据本实施方式，能够提供便宜的太阳能热发电用聚光装置。
[0055]图8是用于说明使反射面紧贴于反射面形成面的紧贴构造的变形例的图。在图6所示的实施方式中，作为用于使反射板的反射面的两端部紧贴于反射面形成面的紧贴构件而仅使用了剖面为楔状的板状构件。然而，紧贴构件的构造并不限定于此，也可以是如图8所示的变形例那样具备剖面为楔状的板状部分80a和在该板状部分80a的端部设置的打入部分80b的剖面为大致L字状构件80。在该情况下，存在通过用锤等敲打打入部分80b来容易地将紧贴构件打入到反射板支承部50的第二面58与反射板15的背面45之间这样的优点。
[0056]图9是用于说明使反射面紧贴于反射面形成面的紧贴构造的进一步的变形例的图。紧贴构件也可以是如图9所示的变形例那样厚度均匀的简单的平板状构件。在该情况下，存在不需要将紧贴构件加工为楔状而能够降低紧贴构件的制作成本这样的优点。
[0057]图10是用于说明使反射面紧贴于反射面形成面的紧贴构造的进一步的变形例的图。在本变形例中，使剖面为V字状的板弹簧91介于反射板支承部50的第二面58与反射板15的背面45之间，通过该板弹簧91的弹力使反射板15的反射面44紧贴于反射面形成面(第一面57)。介于反射板15的端部与反射板支承部50的第二面58之间的构件只要是弹性构件则不被特别限定，例如也可以是橡胶制的弹性构件。
[0058]图11是用于说明使反射面紧贴于反射面形成面的紧贴构造的进一步的变形例的图。在本变形例中，在第二面58设置有贯通孔94，在该贯通孔94的与第二面侧相反的一侧固定有被切有内螺纹的螺母93。而且，将被切有外螺纹的螺栓92配合于螺母93，通过旋转螺栓92而用螺栓92的顶端部按压反射板15的端部，使反射板15的反射面44紧贴于反射面形成面(第一面57)。如本变形例那样，也可以使用螺栓92那样的棒状构件和螺母93那样的对棒状构件进行固定的固定构件来构成紧贴构件。
[0059]在上述的实施方式中，在相邻的2个臂部14双方设置紧贴构件来使反射板15的反射面的两端部紧贴于反射板支承部的反射面形成面。然而，只要反射板15的反射面被形成为期望的曲面，则也可以使反射板15的反射面仅紧贴于相邻的2个臂部14之中的一个臂部14的反射面形成面。
[0060]图12是用于说明使用了本实施方式的太阳能热发电用聚光装置10的太阳能热发电系统100的图。如图12所示，关于太阳能热发电系统100，较大地划分而由集热区域、蓄热区域和发电区域这3个区域构成。
[0061]集热区域主要由上述的太阳能热发电用聚光装置10、集热管20以及使集热管内的液体循环的泵(未图示)构成。在集热区域中，通过太阳能热发电用聚光装置10将太阳光聚光于集热管20，对在集热管20内流动的液体进行加热。加热后的液体被送至蓄热区域。
[0062]蓄热区域主要由热箱102、冷箱103和第一热交换器109构成。在存在超过需要发电量的蓄热时，通过第一热交换器109来加热冷箱103内的低温液体，使其向热箱102移动，进行蓄热。使用热箱102来储存加热后的液体的热，由此，能实现集热不足时或不会得到太阳光的夜间的发电。
[0063]发电区域主要由蒸气涡轮104、发电机106、第二热交换器111、第三热交换器112以及冷却塔113构成。第二热交换器111使用加热后的液体来产生蒸气，蒸气涡轮104利用该蒸气使涡轮旋转。发电机106通过蒸气涡轮104的旋转进行发电，经由送电线108进行送电。第三热交换器112将蒸气返回到液体，冷却塔113冷却该液体。
[0064]通过使用上述的便宜的太阳能热发电用聚光装置10，从而能够降低太阳能热发电系统100的施工成本。
[0065]以上，基于实施方式来说明了本发明。本领域技术人员理解:该实施方式是例示，在它们的各结构要素、各处理工艺的组合中各种变形例是可能的，此外，这样做的变形例也处于本发明的范围。
[0066]附图标记的说明
10太阳能热发电用聚光装置、13轴部、14臂部、15反射板、20集热管、40柔性平板、41薄膜反射镜、42薄膜基材、43反射层、44反射面、50反射板支承部、53臂主体部、54槽部、57第一面、58第二面、100太阳能热发电系统、104蒸气涡轮、106发电机。
[0067]产业上的可利用性
本发明能够在太阳能热发电方式中利用。
【主权项】
1.一种太阳能热发电用聚光装置，其特征在于，具备: 轴部，被架台所支承； 至少2个臂部，在所述轴部在其长度方向上隔开间隔地固定，所述臂部具有在相对于所述轴部垂直的剖面中为曲线状的反射面形成面； 柔性的反射板，对太阳光进行反射聚光，所述反射板在其两端部被2个所述臂部所支承；以及 紧贴单元，使所述反射板的端部紧贴于所述臂部的反射面形成面。2.根据权利要求1所述的太阳能热发电用聚光装置，其特征在于， 所述臂部具有相对于所述反射面形成面隔开规定的间隔而配置的第二面， 将所述反射板的端部插入到形成在所述反射面形成面与所述第二面之间的槽部中，由此，所述反射板被所述臂部所支承。3.根据权利要求2所述的太阳能热发电用聚光装置，其特征在于，所述反射板被配置为其反射面朝向所述臂部的反射面形成面侧并且所述反射面的背面朝向所述臂部的第二面侧。4.根据权利要求2或3所述的太阳能热发电用聚光装置，其特征在于， 所述紧贴单元在至少一部分具备板状部分， 将所述板状部分压入到所述反射板的端部与所述臂部的第二面之间，由此，所述反射板的端部紧贴于所述臂部的反射面形成面。5.根据权利要求4所述的太阳能热发电用聚光装置，其特征在于，所述板状部分被形成为楔状。6.一种太阳能热发电系统，其特征在于，具备: 根据权利要求1至5的任一项所述的太阳能热发电用聚光装置； 集热管，接受由所述太阳能热发电用聚光装置所聚光的光； 蒸汽涡轮，利用使用所述集热管内的加热后的液体而产生的蒸气来旋转；以及 发电机，通过所述蒸汽涡轮的旋转来发电。7.一种反射板安装方法，所述反射板安装方法是将对太阳光进行反射聚光的柔性的反射板安装于在轴部在其长度方向上隔开间隔地固定的至少2个臂部即具有在相对于所述轴部垂直的剖面中为曲线状的反射面形成面的臂部的方法，所述反射板安装方法的特征在于，具备: 第一步骤，使所述反射板沿着所述臂部的反射面形成面弯曲；以及 第二步骤，使所述反射板的端部紧贴于所述臂部的反射面形成面。8.根据权利要求7所述的反射板安装方法，其特征在于， 所述臂部具有从所述反射面形成面隔开间隔的第二面和形成在该第二面与所述反射面形成面之间的槽部， 所述第一步骤具有将所述反射板的端部插入到所述槽部中的步骤。
【专利摘要】本发明具备：被架台所支承的轴部13；在轴部13在其长度方向上隔开间隔地固定的臂部14a、14b；以及被臂部14a、14b所支承的柔性的反射板15。臂部14a、14b具有在相对于轴部13垂直的剖面中为抛物线状的反射面形成面。使反射板15的端部紧贴于臂部14a、14b的反射面形成面，由此，反射板15的反射面被形成为适于太阳光的聚光的抛物柱面状。
【IPC分类】F24J2/14, F03G6/00
【公开号】CN104903659
【申请号】CN201380070650
【发明人】齐藤拡和, 铃木俊尚
【申请人】千代田化工建设株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年9月17日
【公告号】EP2921797A1, US20150247490, WO2014076858A1
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能热发电用的聚光装置、使用该聚光装置的太阳能热发电系统、以及用于太阳能热发电的反射板的安装方法。
【背景技术】
[0002]历来，已知有如下太阳能热发电方式:通过使用曲面反射镜的聚光装置来使太阳光聚光于集热管，对在集热管内流动的例如油等液体进行加热，于是，利用加热后的液体来转动蒸汽涡轮，由此，进行发电(例如，参照专利文献I)。太阳能热发电方式除了与太阳能光发电方式相比导入费用便宜之外还能够通过蓄热进行24小时的发电。太阳能热发电方式还具有由于不使用燃料所以能够降低燃料费并且能够抑制二氧化碳的排出这样的优点。
[0003]在太阳能热发电用聚光装置中，为了将太阳光高效地聚光于集热管而需要将反射镜形成为以高的精度预先设计的曲面形状(例如，具有抛物线状的剖面的反射镜)。因此，在以往，在工厂形成具有规定的曲面形状的玻璃制反射镜，将该玻璃制反射镜输送到设置场所并设置于架台，由此，形成太阳能热发电用聚光装置。
[0004]现有技术文献专利文献
专利文献1:美国专利申请公开第2010/0043776号说明书。
【发明内容】
[0005]发明要解决的课题
然而，在上述那样的以往的装置中，由于需要在工厂以高的精度弯曲加工玻璃制反射镜，所以制造成本容易变高。此外，关于曲面形状的玻璃制反射镜，在输送时由于体积大所以向设置场所的输送效率低而设置成本容易变高。
[0006]本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供一种便宜的太阳能热发电用聚光装置和太阳能热发电系统。
[0007]用于解决课题的方案
为了解决上述课题，本发明的某一方式的太阳能热发电用聚光装置具备:轴部，被架台所支承；至少2个臂部，在轴部在其长度方向上隔开间隔地固定，所述臂部具有在相对于轴部垂直的剖面中为曲线状的反射面形成面；柔性的反射板，对太阳光进行反射聚光，所述反射板在其两端部被2个臂部所支承；以及紧贴单元，使反射板的端部紧贴于臂部的反射面形成面。
[0008]臂部具有相对于反射面形成面隔开规定的间隔而配置的第二面，将反射板的端部插入到形成在反射面形成面与第二面之间的槽部中，由此，反射板被臂部所支承也可。
[0009]反射板被配置为其反射面朝向臂部的反射面形成面侧并且反射面的背面朝向臂部的第二面侧也可。
[0010]紧贴单元在至少一部分具备板状部分，将板状部分压入到反射板的端部与臂部的第二面之间，由此，反射板的端部紧贴于臂部的反射面形成面也可。
[0011]板状部分被形成为楔状也可。
[0012]紧贴单元在至少一部分具备弹性部分，使弹性部分介于反射板的端部与臂部的第二面之间，由此，反射板的端部紧贴于臂部的反射面形成面也可。
[0013]弹性部分由板弹簧形成也可。
[0014]紧贴单元具备棒状构件和将棒状构件固定于臂部的固定构件，用棒状构件按压反射板的端部，由此，反射板的端部紧贴于臂部的反射面形成面也可。
[0015]本发明的另一方式是太阳能热发电系统。该系统具备:上述的太阳能热发电用聚光装置；集热管，接受由太阳能热发电用聚光装置所聚光的光；蒸汽涡轮，利用使用集热管内的加热后的液体而产生的蒸气来旋转；以及发电机，通过蒸汽涡轮的旋转来发电。
[0016]本发明的又一方式是太阳能热发电用聚光装置的制造方法。该方法具备:将轴部支承于架台的步骤；在轴部在其长度方向上隔开间隔地固定至少2个臂部的步骤即臂部具有在相对于轴部垂直的剖面中为曲线状的反射面形成面的步骤；通过2个所述臂部来支承对太阳光进行反射聚光的柔性的反射板的两端部的步骤；以及使反射板的端部紧贴于臂部的反射面形成面的步骤。
[0017]本发明的又一方式是反射板安装方法。该方法是将对太阳光进行反射聚光的柔性的反射板安装于在轴部在其长度方向上隔开间隔地固定的至少2个臂部即具有在相对于轴部垂直的剖面中为曲线状的反射面形成面的臂部的方法。该方法具备:第一步骤，使反射板沿着臂部的反射面形成面弯曲；以及第二步骤，使反射板的端部紧贴于臂部的反射面形成面。
[0018]臂部具有从反射面形成面隔开间隔的第二面和形成在该第二面与反射面形成面之间的槽部，第一步骤具有将反射板的端部插入到槽部中的步骤也可。
[0019]再有，将以上的结构要素的任意的组合、本发明的表现在装置、方法、系统等之间变换后的方式也还作为本发明的方式而有效。
[0020]发明效果
根据本发明，能够提供便宜的太阳能热发电用聚光装置和太阳能热发电系统。
【附图说明】
[0021]图1是本发明的实施方式的太阳能热发电用聚光装置的立体图。
[0022]图2是太阳能热发电用聚光装置的正面图。
[0023]图3是图2所示的太阳能热发电用聚光装置的A-A剖面图。
[0024]图4是用于说明反射板的剖面构造的图。
[0025]图5是图3所示的太阳能热发电用聚光装置的B-B剖面图。
[0026]图6是示出通过相邻的2个臂部来支承I个反射板的情况的图。
[0027]图7是用于说明本实施方式的太阳能热发电用聚光装置的设置方法的图。
[0028]图8是用于说明使反射面紧贴于反射面形成面的紧贴构造的变形例的图。
[0029]图9是用于说明使反射面紧贴于反射面形成面的紧贴构造的进一步的变形例的图。
[0030]图10是用于说明使反射面紧贴于反射面形成面的紧贴构造的进一步的变形例的图。
[0031]图11是用于说明使反射面紧贴于反射面形成面的紧贴构造的进一步的变形例的图。
[0032]图12是用于说明使用本实施方式的太阳能热发电用聚光装置的太阳能热发电系统的图。
【具体实施方式】
[0033]以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。
[0034]图1是本发明的实施方式的太阳能热发电用聚光装置10的立体图。如图1所示，太阳能热发电用聚光装置10主要具备:地面上的架台11、12、由架台11、12以能旋转的方式支承的轴部13、在轴部13在其长度方向上隔开间隔地固定的多个臂部14、以及由臂部14支承的多个反射板15。反射板15的反射面被形成为在相对于轴部13垂直的剖面中为抛物线状的抛物柱面。
[0035]如图1所示，在反射板15的前方，集热管20被与轴部13平行地支承。在该集热管20内流动例如油等液体。液体通过泵(未图示)循环。
[0036]太阳能热发电用聚光装置10使用反射板15使太阳光聚光于集热管20，对在集热管20内流动的液体进行加热。由太阳能热发电用聚光装置10加热后的液体被送至热交换器。热交换器使用加热后的液体来产生蒸气，将该蒸气送至蒸气涡轮。蒸气涡轮使用该蒸气使涡轮旋转来进行发电。
[0037]太阳能热发电用聚光装置10也可以具备使反射板15绕轴部13旋转的旋转装置(未图示)。例如，通过使反射板15根据太阳的位置旋转，从而能够高效地加热液体，其结果是能够提尚发电效率。
[0038]图2是太阳能热发电用聚光装置10的正面图。图3是图2所示的太阳能热发电用聚光装置10的A-A剖面图。
[0039]如图2所示，在本实施方式的太阳能热发电用聚光装置10中，在地面上竖立设置有架台11、12，利用该架台11、12来支承轴部13的两端。轴部13也可以是例如直径几百mm (例如500mm至700mm，例如600mm)左右的例如钢制管。[0040]在轴部13在其长度方向上隔开规定的间隔地固定有多个臂部14。臂部14是厚度几mm (例如6_)左右的板状体，例如可以由钢等形成。如图3所示，臂部14被形成为其一个侧面为抛物线状。臂部14可以例如通过焊接被固定于轴部13。或者，臂部14也可以使用螺栓和螺母而被固定于轴部13。通过采用仅将平板状的臂部14固定于轴部13的单纯的构造，从而与例如如上述的专利文献I所记载的那样采用桁架构造的情况相比较，能够降低制造成本和输送成本。
[0041]在本实施方式中，如图2所示，从轴部13向上方向延伸设置有13个臂部14，从轴部13向下方向也延伸设置有13个臂部14。在轴部13的长度方向上在相邻的每2个臂部14间设置有I个反射板15。因此，在轴部13的上方设置有12个反射板15，在轴部13的下方也设置有12个反射板15。在轴部13的上下排列的2个反射板15以轴部13为对称轴呈线对称地配置，形成抛物柱面状的反射面。
[0042]图4是用于说明反射板15的剖面构造的图。如图4所示，反射板15具有在柔性平板40上粘合薄膜反射镜(film mirror) 41的构造。柔性平板40也可以是例如厚度几mm (例如1_至2_)左右的金属板(例如钢板或铝板)。薄膜反射镜41具有在柔性的薄膜基材42上设置有反射层43的构造。薄膜基材42可以是现有公知的树脂制基材，也可以是例如丙烯酸类薄膜、聚酯类薄膜。反射层43也可以是在薄膜基材42上通过蒸镀形成的金属反射层(例如，银反射层)。如以上那样形成的反射板15具有柔性。
[0043]在本实施方式的太阳能热发电用聚光装置10中，在安装前使平板状的反射板15在向臂部14的安装时弯曲，由此，反射板15的反射面44被形成为适于太阳光的聚光的抛物柱状曲面。对臂部14支承反射板15的支承构造的细节在后面进行叙述。
[0044]在反射板15的前方，如图3所示那样利用支承构件21、22、23来支承集热管20。集热管20以其中心位于反射板15的抛物柱状反射面的焦点的方式被支承。在抛物柱面状的反射面反射的太阳光聚光于抛物柱面的焦点，因此，像这样配置集热管20，由此，能够高效地将太阳光反射聚光于集热管20。
[0045]图5是图3所示的太阳能热发电用聚光装置10的B-B剖面图。图5是臂部14的内侧端部的放大剖面图，是用于说明用于支承反射板15的支承构造的图。在本实施方式中，臂部14由具有从轴部13延伸的抛物线状的侧面的板状的臂主体部53和沿着臂主体部53的内侧端部设置的用于固定支承反射板15的反射板支承部50构成。
[0046]反射板支承部50具备插入反射板的端部的2个槽部54和用于将反射板支承部50固定于臂主体部53的固定部55。在固定部55设置有螺栓孔56，使用插通到该螺栓孔56的螺栓51和螺母52来将反射板支承部50固定于臂主体部53。再有，在本实施方式中，采用分别形成臂主体部53和反射板支承部50并且使用螺栓51和螺母52来连结两者的构造，但是，也可以是整体地形成臂主体部53和反射板支承部50的构件。
[0047]反射板支承部50的2个槽部54是剖面为3字状的槽，由隔开规定的间隔相向的第一面57和第二面58以及底面59构成。2个槽部54被形成为使底面59介于之间向彼此相反方向开口。第一面57与第二面58相比位于抛物柱面的内侧方向即与第二面58相比位于集热管侧。
[0048]在本实施方式中，第一面57具有作为规定反射板15的反射面44的曲面形状的“反射面形成面”的作用。具体地，第一面57被形成为在相对于轴部垂直的剖面中为抛物线状的抛物柱面。在装配前，反射板15为平板状，但是，在装配时沿着第一面57使反射板15的反射面44弯曲，由此，反射面44被形成为规定的抛物柱面。
[0049]图6示出通过相邻的2个臂部14a、14b支承I个反射板15的情况。如图6所示，一个臂部14a的反射板支承部50a所具有的I个槽部54a与相邻的另一个臂部14b的反射板支承部50b所具有的I个槽部54b相向，将反射板15的两端部插入到它们2个槽部54a、54b中，由此，反射板15以弯曲为曲面形状的状态被臂部14a、14b支承。
[0050]在此，在本实施方式中，为了使反射板15的反射面44的两端部可靠地紧贴于作为反射面形成面的第一面57a、57b，将剖面被形成为楔状的板状构件60a、60b压入到反射板15的背面45的两端部与第二面58a、58b之间。在本实施方式中，使第一面57a、57b与第二面58a、58b的间隔比反射板15的厚度大，以使容易将反射面44的两端部插入到槽部54a、54b中。因此，在未压入楔状的板状构件60a、60b的情况下，存在反射板15的反射面44的两端部未紧贴于作为反射面形成面的第一面57a、57b而不能将反射面44形成为期望的抛物柱面的可能性。在反射面44不为如设计的抛物柱面的情况下，存在不能达成期待的聚光效率而发电效率降低的可能性。
[0051]因此，如本实施方式那样，使用楔状的板状构件60a、60b来使反射板15的两端部紧贴于第一面57a、57b，由此，能够可靠地将反射板15的反射面44形成为期望的抛物柱面。将反射板15的反射面44形成为如设计的曲面，由此，太阳光的聚光效率变高，能够提高发电效率。楔状的板状构件可以在臂部的长度方向上被分割，也可以遍及臂部的全长而存在。此外，在将楔状的板状构件压入到反射板的背面与第二面之间后，也可以使用螺栓来将板状构件和反射板固定于反射板支承部。
[0052]代替图6所示的实施方式，也可以采用将第二面58a、58b作为反射面形成面而将楔状的板状构件60a、60b打入到第一面57a、57b与反射面44的两端部之间的结构。然而，在该情况下，由于楔状的板状构件60a、60b，反射面44的面积变小，此外，存在在打入楔状的板状构件60a、60b时损伤反射面44的可能性。因此，优选的是，采用如图6所示的实施方式那样以反射面44朝向第一面57a、57b (反射面形成面)侧并且背面45朝向第二面58a、58b侧的方式配置反射板15且将楔状的板状构件60a、60b打入到第二面58a、58b与反射板15的背面45的两端部之间的结构。
[0053]图7是用于说明本实施方式的太阳能热发电用聚光装置10的设置方法的图。在本实施方式中，在工厂制造的反射板15以平板的状态被输送到设置场所。此外，多个臂部14 (在图7中，图示2个臂部14a、14b)以从轴部13卸下的状态被输送到设置场所。首先，在地面上设置架台11、12 (参照图1)，将轴部13支承于该架台11、12。接着，在轴部13在其长度方向上隔开间隔地固定臂部14a、14b。然后，从臂部14a、14b的延伸设置顶端部分将反射板15的两端部插入到相邻的一个臂部14a的反射板支承部50a的槽部和相邻的另一个臂部14b的反射板支承部50b的槽部中，使反射板15沿着臂部14a、14b的反射面形成面弯曲。在反射板15的插入完成后，将楔状板状构件(未图不)打入到反射板支承部50a、50b的第二面与反射板15的背面的两端部之间。由此，反射板15的反射面的两端部紧贴于反射板支承部50a、50b的反射面形成面(第一面)，能够将反射板15的反射面形成为期望的抛物柱面。
[0054]如以上说明了的那样，根据本实施方式的太阳能热发电用聚光装置10，能够将反射板15以平板的状态输送到设置场所，因此，在输送时不会体积大，能够提高输送效率。此夕卜，能够在工厂仅制造平板状的反射板15并且在设置现场如上述那样用简单的方法形成精度高的抛物柱面状的反射面，因此，与在工厂制造抛物柱面状的玻璃制反射镜的情况相比，能够降低制造成本。因此， 根据本实施方式，能够提供便宜的太阳能热发电用聚光装置。
[0055]图8是用于说明使反射面紧贴于反射面形成面的紧贴构造的变形例的图。在图6所示的实施方式中，作为用于使反射板的反射面的两端部紧贴于反射面形成面的紧贴构件而仅使用了剖面为楔状的板状构件。然而，紧贴构件的构造并不限定于此，也可以是如图8所示的变形例那样具备剖面为楔状的板状部分80a和在该板状部分80a的端部设置的打入部分80b的剖面为大致L字状构件80。在该情况下，存在通过用锤等敲打打入部分80b来容易地将紧贴构件打入到反射板支承部50的第二面58与反射板15的背面45之间这样的优点。
[0056]图9是用于说明使反射面紧贴于反射面形成面的紧贴构造的进一步的变形例的图。紧贴构件也可以是如图9所示的变形例那样厚度均匀的简单的平板状构件。在该情况下，存在不需要将紧贴构件加工为楔状而能够降低紧贴构件的制作成本这样的优点。
[0057]图10是用于说明使反射面紧贴于反射面形成面的紧贴构造的进一步的变形例的图。在本变形例中，使剖面为V字状的板弹簧91介于反射板支承部50的第二面58与反射板15的背面45之间，通过该板弹簧91的弹力使反射板15的反射面44紧贴于反射面形成面(第一面57)。介于反射板15的端部与反射板支承部50的第二面58之间的构件只要是弹性构件则不被特别限定，例如也可以是橡胶制的弹性构件。
[0058]图11是用于说明使反射面紧贴于反射面形成面的紧贴构造的进一步的变形例的图。在本变形例中，在第二面58设置有贯通孔94，在该贯通孔94的与第二面侧相反的一侧固定有被切有内螺纹的螺母93。而且，将被切有外螺纹的螺栓92配合于螺母93，通过旋转螺栓92而用螺栓92的顶端部按压反射板15的端部，使反射板15的反射面44紧贴于反射面形成面(第一面57)。如本变形例那样，也可以使用螺栓92那样的棒状构件和螺母93那样的对棒状构件进行固定的固定构件来构成紧贴构件。
[0059]在上述的实施方式中，在相邻的2个臂部14双方设置紧贴构件来使反射板15的反射面的两端部紧贴于反射板支承部的反射面形成面。然而，只要反射板15的反射面被形成为期望的曲面，则也可以使反射板15的反射面仅紧贴于相邻的2个臂部14之中的一个臂部14的反射面形成面。
[0060]图12是用于说明使用了本实施方式的太阳能热发电用聚光装置10的太阳能热发电系统100的图。如图12所示，关于太阳能热发电系统100，较大地划分而由集热区域、蓄热区域和发电区域这3个区域构成。
[0061]集热区域主要由上述的太阳能热发电用聚光装置10、集热管20以及使集热管内的液体循环的泵(未图示)构成。在集热区域中，通过太阳能热发电用聚光装置10将太阳光聚光于集热管20，对在集热管20内流动的液体进行加热。加热后的液体被送至蓄热区域。
[0062]蓄热区域主要由热箱102、冷箱103和第一热交换器109构成。在存在超过需要发电量的蓄热时，通过第一热交换器109来加热冷箱103内的低温液体，使其向热箱102移动，进行蓄热。使用热箱102来储存加热后的液体的热，由此，能实现集热不足时或不会得到太阳光的夜间的发电。
[0063]发电区域主要由蒸气涡轮104、发电机106、第二热交换器111、第三热交换器112以及冷却塔113构成。第二热交换器111使用加热后的液体来产生蒸气，蒸气涡轮104利用该蒸气使涡轮旋转。发电机106通过蒸气涡轮104的旋转进行发电，经由送电线108进行送电。第三热交换器112将蒸气返回到液体，冷却塔113冷却该液体。
[0064]通过使用上述的便宜的太阳能热发电用聚光装置10，从而能够降低太阳能热发电系统100的施工成本。
[0065]以上，基于实施方式来说明了本发明。本领域技术人员理解:该实施方式是例示，在它们的各结构要素、各处理工艺的组合中各种变形例是可能的，此外，这样做的变形例也处于本发明的范围。
[0066]附图标记的说明
10太阳能热发电用聚光装置、13轴部、14臂部、15反射板、20集热管、40柔性平板、41薄膜反射镜、42薄膜基材、43反射层、44反射面、50反射板支承部、53臂主体部、54槽部、57第一面、58第二面、100太阳能热发电系统、104蒸气涡轮、106发电机。
[0067]产业上的可利用性
本发明能够在太阳能热发电方式中利用。
【主权项】
1.一种太阳能热发电用聚光装置，其特征在于，具备: 轴部，被架台所支承； 至少2个臂部，在所述轴部在其长度方向上隔开间隔地固定，所述臂部具有在相对于所述轴部垂直的剖面中为曲线状的反射面形成面； 柔性的反射板，对太阳光进行反射聚光，所述反射板在其两端部被2个所述臂部所支承；以及 紧贴单元，使所述反射板的端部紧贴于所述臂部的反射面形成面。2.根据权利要求1所述的太阳能热发电用聚光装置，其特征在于， 所述臂部具有相对于所述反射面形成面隔开规定的间隔而配置的第二面， 将所述反射板的端部插入到形成在所述反射面形成面与所述第二面之间的槽部中，由此，所述反射板被所述臂部所支承。3.根据权利要求2所述的太阳能热发电用聚光装置，其特征在于，所述反射板被配置为其反射面朝向所述臂部的反射面形成面侧并且所述反射面的背面朝向所述臂部的第二面侧。4.根据权利要求2或3所述的太阳能热发电用聚光装置，其特征在于， 所述紧贴单元在至少一部分具备板状部分， 将所述板状部分压入到所述反射板的端部与所述臂部的第二面之间，由此，所述反射板的端部紧贴于所述臂部的反射面形成面。5.根据权利要求4所述的太阳能热发电用聚光装置，其特征在于，所述板状部分被形成为楔状。6.一种太阳能热发电系统，其特征在于，具备: 根据权利要求1至5的任一项所述的太阳能热发电用聚光装置； 集热管，接受由所述太阳能热发电用聚光装置所聚光的光； 蒸汽涡轮，利用使用所述集热管内的加热后的液体而产生的蒸气来旋转；以及 发电机，通过所述蒸汽涡轮的旋转来发电。7.一种反射板安装方法，所述反射板安装方法是将对太阳光进行反射聚光的柔性的反射板安装于在轴部在其长度方向上隔开间隔地固定的至少2个臂部即具有在相对于所述轴部垂直的剖面中为曲线状的反射面形成面的臂部的方法，所述反射板安装方法的特征在于，具备: 第一步骤，使所述反射板沿着所述臂部的反射面形成面弯曲；以及 第二步骤，使所述反射板的端部紧贴于所述臂部的反射面形成面。8.根据权利要求7所述的反射板安装方法，其特征在于， 所述臂部具有从所述反射面形成面隔开间隔的第二面和形成在该第二面与所述反射面形成面之间的槽部， 所述第一步骤具有将所述反射板的端部插入到所述槽部中的步骤。
【专利摘要】本发明具备：被架台所支承的轴部13；在轴部13在其长度方向上隔开间隔地固定的臂部14a、14b；以及被臂部14a、14b所支承的柔性的反射板15。臂部14a、14b具有在相对于轴部13垂直的剖面中为抛物线状的反射面形成面。使反射板15的端部紧贴于臂部14a、14b的反射面形成面，由此，反射板15的反射面被形成为适于太阳光的聚光的抛物柱面状。
【IPC分类】F24J2/14, F03G6/00
【公开号】CN104903659
【申请号】CN201380070650
【发明人】齐藤拡和, 铃木俊尚
【申请人】千代田化工建设株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年9月17日
【公告号】EP2921797A1, US20150247490, WO2014076858A1
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