JP2015520357A - トラフ型集光器用の吸収構造体 - Google Patents

Abstract

本発明は、動作中にその長さに亘って集光された放射線を受ける、トラフ型集光器用の細長い吸収構造体に関し、該吸収構造体は、それを通して熱移送流体を移送するための手段を備えている。吸収構造体は、集光放射線用の少なくとも一つの流体のない吸収空間を備え、前記吸収空間は、その内部に導く熱開口と、その中への熱入射の吸収用の壁とを有する。流体を移送する手段は、サプライ構造体とドレイン構造体とを備え、それらが、その内部を流体が流れる熱交換器構造体によって互いに動作可能に接続され、前記熱交換器構造体は、吸収構造体の長さ方向に沿ってのび、吸収構造体の長さ方向に対する横断流で流体が貫いて流れるように構成され、かつ、少なくとも一つの吸収空間に熱的に接続され、流体が、横断流において動作中にインレット温度ＴＥから動作温度ＴＡまで加熱され、この温度でドレイン構造体に達するようにされている。【選択図】 図２

Description

本発明は、請求項１の前文に従ったトラフ型集光プラント用の吸収構造体に関する。太陽熱発電プラントにおいては、前記した種類のトラフ型集光器がよく使われている。

光起電力技術には解決されていない欠点があるため、今日迄、この技術を使って、おおよそコストをカバーする方法で太陽電気を生み出すことは不可能であった。それに反して、ここしばらくの間、太陽熱発電プラントは、既に、光起電力技術に比べると、従来の方法で生み出された電力に対する通常の商業価格に近い価格で、工業規模で電力を生み出している。

太陽熱発電所では、太陽の放射線は、集光器の集光装置によって反射され、そして、結果的に高温が生じる場所に、的を絞るように集光される。集光された熱は、電力を生み出す発電機を駆動するタービンのような熱機関を動作させるために使用され得る。

現在使用されている太陽熱発電プラントの三つの基本的な形式は、ディッシュ／スターリングシステム、ソーラータワープラントシステム及びパラボラトラフシステムがある。

モジュールあたり最高５０ｋWの小さいユニットとしてのディッシュ／スターリングシステムは、広く普及していない。

ソーラータワープラントシステムは、（「タワー」上に）高架式に設けられた太陽光用の中央吸収装置を有する。太陽光は、数百から数千の独立したミラーによって、吸収装置に向けて反射される。それにより、太陽の放射エネルギーが、多数のミラー、即ち、集光装置によって、吸収装置に点状に集光され、達成可能な高い集光により、温度は最高１３００℃に達し得、この温度は、ダウンストリームサーマルエンジン（概して、発電用の蒸気又は流体タービンパワープラント）を効果的に働かせるために役立つ。しかし、今までは、ソーラータワーパワープラントは、それらに内在している若干の技術的な困難さが原因で、（有利な高温が達成可能であるにもかかわらず）普及していなかった。

しかしながら、パラボラトラフシステムは普及しており、それは複数の長い集光装置を有する多数のトラフ型集光器を有する。これらの長い集光装置は小さい断面積を有し、従って、焦点は有さないが焦線を有し、ディッシュスターリングプラント及びソーラータワーパワープラントとは、それらの設計において、本質的に異なる。これらの線状の集光装置は、今日は、２０ｍから１５０ｍの長さを有し、同時に、幅は５ｍ又は１０ｍ以上に達し得る。（最高５００℃近い）集光された熱のための吸収ラインが焦線に配置され、その吸収ラインを通して媒体が流れる。この媒体は、熱を吸収し、複数のラインを介して、熱を発電プラントのマシンホールまで運ぶ。例えば、サーマルオイル又は過熱蒸気のような流体が、熱移送媒体として利用可能である。

南カリフォルニアでは、９基のパラボラトラフ式プラントが、一緒に、ほぼ３５０ＭＷの出力を生み出している。２００７年に配電線に接続された発電プラント「ネバダ・ソーラー・ワン」は、１８２，４００の湾曲ミラーを備えたトラフ型集光器を有し、これらは１４０ヘクタールの範囲に配置され、６５ＭＷの出力を生み出す。発電所アンダソル１〜３は、５０ＭＷの最大出力を有する（２０１１年の終わりにアンダソル３が作動し始めた。）。プラント全体（アンダソル１〜３）としての最大効率は約２０％であり、また、年平均効率は約１５％である。

必然的に、熱移送媒体の温度を可能な最大限まで上げる試みがなされる場合には、例えば、その高い温度と同様に、プラントで得られる熱を電力に変換する効率はより高くなる。また、太陽熱発電プラントが工業生産のプロセスのために熱を供給するためのものである場合でも、可能な限り高い温度が要求される。

発電プラントの効率のために、熱移送媒体が循環するラインを介した熱の放出、即ち放熱（熱損失）が考慮される。この熱損失は、最長１００ｋｍにおよぶ規模のラインの長さでは１００Ｗ／ｍに達し得、その結果、吸収パイプの熱損失の割合を含めたライン全体に及ぶ熱損失は、発電プラントの全体効率のために無視できない重要な要素になる。上記した情報から、当然、トラフ型集光器の全長、従って、このような太陽熱発電プラントにおける吸収パイプの全長は、数ダースキロメータに達し、従って、その熱損失は、プラント全体の効率に対して無視できないものになる。

吸収ラインの構成は、このような熱損失を回避するために、ますます複雑になってきている。従って、広範囲に及んでいる従来の吸収ラインは、ガラスによって覆われた金属パイプで構成され、ガラスと金属パイプとの間は真空にされている。金属パイプの内部には熱移送媒体が入れられている。金属パイプの外面には、可視領域の入射光は良好に吸収するが、赤外線領域における波長に対しては深い放出率(deep emission rate)を有するコーティングが施されている。周囲を囲むガラスパイプは、風による冷却から金属パイプを保護し、熱放射に対する付加的なバリアとして作用する。包囲ガラス壁は、入射する集光された太陽放射線を、部分的にさらに反射したり、又は吸収したりするという欠点を有し、このため、反射低減層がガラスに適用される。

このような吸収ラインに対する高価なクリーニング出費を低減させ、また、ガラスを機械的な損傷から保護するために、吸収ラインには、付加的に機械的な保護パイプが設けられ得る。この保護パイプはガラスパイプを覆い、入射太陽放射線に対する開口を提供しなければならない一方で、吸収ラインを確実に保護しなければならない。

このような設計は、生産及びメンテナンスの両方において、複雑であり、比較的高価である。

（ここで、参照文献としてこの出願に含まれる）国際出願公開ＷＯ２０１０／０７８６６８号公報には、外部から断熱され、効率が改善された吸収パイプが開示されている。この吸収パイプには、トラフ型集光器において使用するために細長い熱開口があり、それは、スロット型の開口として構成され、熱損失に関して最適化されている。この熱開口は、吸収パイプを長手方向に流れる熱移送媒体の長手方向に沿って上昇する温度に従って、吸収パイプの全長に亘って、小さくされている。熱開口を小さくするための複雑な測定は、吸収パイプの比較的小さい領域において実行されるだけであるにもかかわらず、熱放射が温度の４乗で増加するので、吸収パイプの全エネルギー損失の殆どが、この方法で防止される。

国際公開ＷＯ２０１０／０７８６６８号公報

本発明の目的は、熱吸収媒体の高い作動温度に適した吸収構造体を提供することにあり、この吸収構造体は、熱損失が低く、安価に製造され得る。

この目的は、請求項１の特徴部分に従って構成される吸収構造体によって達成される。

横断流を熱移送流体が貫いて流れるように構成された熱交換器構造体が設けられているので、吸収空間は、少なくとも一つの吸収空間を、５００℃以上の高い温度、例えば、６５０℃又はそれ以上の温度で、流体が流れる熱交換器から分離する方法で構成され得る。その熱開口を通過する熱放射は、それほどではないにせよ落ち、その結果、全体的な熱交換器構造体の効率は改善される。

本発明は、添付図面を参照して以下により詳細に説明される。

従来のタイプの吸収パイプを備えたトラフ型集光器を示している。 本発明による吸収構造体の第一実施例の一部を示している。 本発明による吸収構造体の第二実施例の一部を示している。 本発明による吸収構造体の第三実施例の一部を示している。 熱交換器構造体の一部によって形成される吸収空間を示している。 相互に隣接して配置された長手方向にのびる少なくとも二つの平行な吸収空間を有する本発明による吸収構造体を備えたトラフ型集光器の横断面図を示している。 図６に示した吸収構造体の横断面図を示している。

図１は、従来の形式のトラフ型集光器１を示している。この集光器１は、断面が放射状（パラボラ状）に湾曲され、入射した太陽光を反射する集光装置２を有する。反射された光線４は、吸収パイプ５が配置された焦線領域に集光される。サプライライン６を介して、吸収パイプ５には、熱移送媒体が供給される。熱移送媒体は吸収パイプ５を通って流れ、処理中にインレット温度ＴＥからアウトレット温度ＴＡまで加熱され、最終的に、ドレイン７によって排出される。

概略的に示されているリンク８は、集光装置２が軸線１０の周りを回動することを可能にし、その結果、集光装置２は、常に、太陽の現在の位置を追尾することができるようになる。集光装置２並びにライン６及び７用の支持部１１が、同様に、概略的に示されている。

グラフＤには、吸収パイプ５の長さＬに亘る熱移送媒体の温度Ｔの統計データが、曲線１５によって定性的に示されている。反射光線４によって、長さＬに亘って吸収パイプ５に（従って、吸収パイプ５を長手方向に流れる流体に）均等に供給される熱に従って、前記温度曲線１５は、本質的に線形である。

吸収パイプ５は、熱開口を有する。この熱開口は図面が複雑にならないように図示されていない。光線は、この熱開口を通って、吸収パイプ５の内部に入り、熱移送流体を加熱する。このタイプの構造は、上述した国際公開ＷＯ２０１０／０７８６６８号公報から当業者には公知である。反射光線４によって加熱される吸収パイプ５の内部（加熱される熱移送媒体を含む）は、赤外線領域で熱を発し、この熱背面放射即ち、熱再放出は熱開口を通して吸収パイプから漏れる。この背面放射、即ち、再放出は、吸収パイプ５の内部で有効である温度の４乗で増加する。曲線１６は、吸収パイプ５の熱開口を通る放射強度の統計データを定性的に示している。言い換えれば、吸収パイプは、その内部温度の４乗で、連続的に、エネルギーを失っており、そのため、アウトレット温度ＴＡの５００℃から例えば６５０℃又はそれ以上までの根本的に好ましいさらなる上昇は難しい。また、他の理由の中では、吸収パイプ５の長さの後で、背面放射即ち再放射が、反射光線４による照射と同じくらい高いので、流体内の温度のさらなる上昇はない。

図２は、本発明による吸収構造体２０を概略的に示しており、トラフ型集光器１（図１）における吸収パイプ５の代わりに使用することができる。図面には、吸収構造体２０の長手方向部分２１だけが示されている。図面には、吸収構造体２０の長手方向に沿った所定の位置の横断面から始まり、横断面の次の切断線２２までの長手方向部分２１が示されており、吸収構造体２０は、切断線２２の後も、各トラフ型集光器の端部まで続いている。現時点で、１００ｍより長い、好ましくは、１５０ｍより長く、２００ｍ又はそれ以上に達する長さの吸収構造体が、本発明に従って実現され得、対応する長さのトラフ型集光器が許容され、太陽熱発電プラントにおけるトラフ型集光器の産業上の配備のために役に立つ。

熱移送媒体を移送する手段として、ここでは、パイプライン２３及び２４として構成されたサプライ構造体と、パイプライン２５として構成されたドレイン構造体とが図示されており、これらは、吸収構造体の長さＬに沿って伸び、ここではパイプライン２６として構成されているラインによって相互に動作可能に接続されている。ここでは、パイプライン２６は、相互に隣接する二つの列２７及び２８から成り、熱交換器構造体２９を形成する。列２８は、相互に隣接するパイプライン２６の輪郭によって示され、列２７は図面では隠れている。

熱交換器構造体２９を構成するパイプライン２６の列２７及び２８の間には、熱開口３５を通して集光するための、即ち、反射光線４のための吸収空間３０がある。吸収空間３０の壁３６は、光線４による熱入射の熱を吸収する。そして、図面に示すように、例えば、壁３６との直接接触によって、それらに熱的に接続された熱交換器構造体２９を構成するパイプライン２６に、吸収された熱は渡される。

動作中、熱移送流体は、サプライ構造体を構成するパイプライン２３及び２４の入口部分３８を介して、熱交換器構造体２９を構成するパイプライン２６に、長さLに亘って、インレット温度TEで供給される。流体は、パイプライン２６においてアウトレット温度TAまで加熱され、この温度で、出口部分３９から、吸収構造体の長さLに亘るドレイン構造体を構成するパイプライン２５に渡される。

言い換えれば、以下のことがいえる。
・本発明の一実施例では、サプライ構造体及びドレイン構造体が、サプライパイプ２３及び２４並びにドレインパイプ２５を有し、パイプ２３，２４及び２５は、相互に並行にのび、少なくとも一つの吸収空間３０がパイプ２３，２４及び２５の間に配置され、前記吸収空間がパイプ２３，２４及び２５の長さに亘って伸びている。
・本発明の一実施例では、サプライ構造体は、その長さに亘って、加熱され、熱交換器に供給される流体用のサプライライン２３及び２４を有し、前記サプライラインは、吸収構造体の長さに亘ってのびている。サプライライン２３及び２４は、好ましくは、その長さに亘って、加熱流体供給用の開口まで断熱されている。これは、インレット温度TEが周囲温度より高い場合に有利である。
・本発明の一実施例では、ドレイン構造体は、コレクティングライン２５を有し、このコレクティングライン２５は、吸収構造体の長さに亘ってのび、熱交換器構造体２９から、その長さに亘って、それに供給される加熱流体用である。コレクティングライン２５は、加熱流体の供給用の開口まで、その長さに亘って、断熱されている。

熱移送流体は、上記したように、吸収構造体を通って長手方向に流れるが、それは、図面に矢印で示しているように、一つがインレット温度TEを有し、一つがアウトレット温度TAを有する二つの別々の流れである。さらにまた、熱移送流体は、熱吸収中に吸収構造体の長手方向に交差する方向に動かされる。

しかしながら、熱交換器構造体では、流体は、長さLに対して横断流で流れ、結果として、ドレイン構造体のライン２５における吸収構造体２０の全長Lに亘って、アウトレット温度TAを有する流体が存在することになる。この横断流の原理によって、結果として、以下の効果が得られる。

吸収空間３０は、既知の集光装置２（図１参照）に関して、主として、吸収空間３０のインレット領域に光線４が当たるように、当業者によって、その形状に関して設計され得る。熱開口３５に近いインレット領域では、流体は、インレット温度TEに近い低い温度を有し、インレット領域は冷却されることになり、従って、その熱反射／再放出がそれに応じて低くなる。

再放出に関しては、熱開口３５は、インレット領域の反対側に位置し、アウトレット温度TAまで加熱される吸収空間３０の（遠く離れた最後尾の）壁ほどではないが、インレット領域を圧倒的に「見る」。

図面に示された吸収空間は、この点においては、有益に構成される。ここでは、言うまでもなく、熱反射／再放出を低減させるために、本発明による全ての実施例に対して、例えば、ガラスカバーによって熱開口をカバーすることが有利である点が注意されるべきである。

他方では、吸収空間（ここでは、主としてその高さ、光線４の方向から見ると、その深さ）を形成することによって、当業者が熱交換表面を拡大することが可能になることは事実である。例えば、熱交換器構造体のパイプライン２６の内面全体が、熱交換表面として使用されることは事実である。
パイプライン２６の一側だけが放射線(radiation)４によって照射されても、パイプライン２６は、パイプライン２６の材質（例えば、銅のような熱伝導率がよい材料や、より高い温度で熱を良好に伝導する適当な合金）における熱伝導によって、周囲全体が、実質的に、均一に加熱され、その結果、熱交換表面は、相応に大きくなる。大きな熱変換表面が、熱移送流体への効率の良い熱伝達のために用いられ、その結果、熱変換表面が局部的に過熱されることが実質的に防止され得る。

ここでは、出願人の見識によれば、従来の吸収パイプでは、端部領域（流体の温度が高い領域）で、 放射線によって加熱された壁が、しばしば激しく過熱された状態になり、その結果、反射が極端に増加されることになる。この原因は、従来の吸収パイプ及び熱交換壁の高温領域において、既に、それ自身が強く加熱された過熱されるべき流体の長手方向の流れの中にあり、従って、流体が端部領域を通る短い時間の間では、端部領域の壁は、もはや十分には冷却できない。（質量流量が、反射した放射線４による熱によって、その設定温度TAに達しなければならず、増加されるべき質量流量では、もはやこの温度に到達し得ないので、質量流量の増加は不可能である。）

結果として、本発明による吸収構造体の場合、アウトレット温度TAに対応する熱反射又は再放出が、熱開口３５に起因して使用され、横断流の原理に起因して、過熱が殆ど生じないか、又は僅かだけ生じ、本発明による吸収構造体では、エネルギー損失が、全体から見て、従来の吸収パイプの場合に比べて少ないことは事実である。従って、吸収構造体は、事実上、任意の望まれた長さLで、熱放射に関して悪い影響なしに、実現され得る。加えて、従来の吸収パイプと比べると、吸収パイプの形状のために、熱が反射又は再放出する壁の関連部分のアウトレット温度TAに対応する熱反射でされ、冷えた状態に維持される。

本発明によれば、熱開口の近くに配置される吸収パイプの関連壁領域が、冷却した状態に維持され、熱交換表面の過熱が、従来の吸収パイプの場合に比べて実質的に低減される。

この実施例では、吸収パイプの設計に依存して、図２による吸収空間に対する物理的開口が、用語「熱開口」を用いて指定されることが付加され得る。また、用語「熱開口」は、また、他の設計の吸収空間の場合には、物理的に閉鎖した領域から成り、その領域は、集光された太陽熱放射線の熱の通路のために設計される。ここで、例えば、熱放射の場所に適当なコーティングを施すことによって、熱の反射は最小限にされ得る。この種の設計は、当業者に知られている。それにも拘わらず、熱開口の場所で、最終的には、良好な断熱を達成することが不可能である場合には必然的であり、従って、熱反射に起因する対応する関連熱損失が許容されなければならない。

さらに、本発明による吸収構造体は、流体が１００℃又はそれより幾らか高い温度に達した後に、そのエッジから短い距離だけトラフ型集光器で使用され得ることが加えられ得る。しかし、本発明による吸収構造体は、トラフ型集光器の全長に亘ってのびることが好ましい。

ここで、熱交換構造体２９のパイプライン２６が、少なくともある長さまで、吸収空間３０の壁と代わり得ることが説明され得、その結果、パイプライン２６が直接照射されるという利点が得られ、言い換えれば、熱移送流体への熱伝達の妨げが最小限になるという利点が得られる。さらに本発明によれば、少なくとも一つの吸収空間の壁の少なくとも幾らかの部分が、熱交換器、即ち、そのパイプラインによって形成される。さらに、本発明によれば、熱交換器は、相互に隣接する流体用ライン部分を有し、それらは、少なくとも一つの吸収空間用の少なくとも一つの壁部分を形成する。

図３に示した実施例では、吸収空間は、例えば、熱交換器構造体から成るライン４２によって形成され得、それは、相互に隣接するように屈曲してのび、好ましくは、吸収空間の内部を完全に覆い隠す。

図３は、本発明による吸収構造体４０のさらに別の実施例を示しており、この実施例は、熱交換器構造体４１の構成を除いては、基本的に図２の実施例に対応している。パイプライン４２のように構成された前記熱交換器構造体４１のラインは、この実施例では、小さなループを描くように配置されており、言い換えれば、それらは、いずれの場合にも、より長く構成される。長手方向においてループ状にのびているにもかかわらず、熱交換流体は、長手方向Lを横切る方向に熱交換器構造体４１を通して流れる。パイプライン４２を見ることができるようにするために、パイプ２４（図２）は、図３では省略されている。

長いパイプライン４２は、流体の部分的な流れに対する熱交換器表面が拡大される という利点を有するが、パイプライン４２における圧力降下が大きくなるという欠点を有する。実際には、当業者が、パイプライン４２の流れ及び熱力学的設計を決めることができる。根本的に、熱交換器構造体によって、移送が、長手方向Lに直交する、その主たる方向で実行され、横断方向でインレット温度から動作温度まで動作中に流体が加熱される限りは、熱交換器構造体による熱移送流体の任意の適当な移送は、本発明に適合する。
同様に、流体の通過のために使用される本発明による熱交換器構造体における任意の適当なラインの構造は、本発明に準拠する。

小さな流れの矢印４４は、熱移送流体の流れ方向を示している。

図４は、本発明による吸収構造体のさらに別の実施例を示しており、この吸収構造体は、熱交換器構造体５１の構成を除けば、本質的に図２に示した実施例に対応しており、パイプライン５２のように構成されているラインは、この実施例では、小さなコイル５３として配置され、換言すると、各場合においてさらに長く構成されている。コイル５３は、図４には概略的に示されているだけであり、図５に詳細に示されている。

パイプライン５２から形成されるコイル５３は、底に向かって開いており、結果として、それらによって空間部分が囲まれるので、吸収空間５４が形成される。結果として、この空間に対する熱交換表面及び吸収構造体の長さにわたる熱交換表面は、実質的に大きくなり、図１に対して上述したような利点を有する。底部で開くコイル５３の領域は、熱開口５９を形成する。

コイル５３の図示した配置に起因して、吸収空間５４は、一つの列５５に配置される。

また、図４では、図面が複雑化しないようにするために、パイプライン２４が省略されており、その結果、コイル５３の上方の構成が明確になっている。

図面に示された実施例における吸収構造体５０は、サプライ構造体及びドレイン構造体が、サプライパイプ２３及び２４並びにドレインパイプ２５を有するように構成されている。ここで、パイプ２３，２４及び２５は、相互に平行にのび、コイル５３によって各々形成される複数の吸収空間が、これらのパイプ２３から２５の間に配置され、これらの空間は吸収構造体５０の長さにわたって伸びる。

図５は、図４に概略的に示されただけのコイル５３の一つを示しており、コイル５３は、パイプライン５２として構成されている本発明による熱交換器構造体５１の巻き回されたラインから形成されている。ここでは、コイル５３は、対称軸を有し、入射放射線４に対する吸収空間５４を囲み、コイル５３の端部は底部で開き、熱開口５９を形成している。インレット温度ＴＥを有する熱移送媒体は、パイプライン５２の連結部材５７を通してコイル５３に流れ込み、パイプライン５２の端部部分５８をアウトレット温度ＴＡで通過して、ここではパイプライン２５で構成されているコレクティングラインの中に入る。

図４に示した吸収構造体では、サプライ構造体及びドレイン構造体が、サプライパイプ２２及び２４並びにドレインパイプ２５を有し、これらのパイプ２３，２４及び２５が相互に並行にのび、多数の吸収空間５４が設けられ、これら吸収空間５４が、これらのパイプ２３，２４及び２５の間にのびる少なくとも一つの列５５に配置され、少なくとも一つの列５５が、パイプの長さにわたって伸びている。従って、有利には、概して、複数の（任意の所望の形状の）吸収空間が設けられ、それらはサプライ及びドレイン構造体の間で並行に連結される。

図６は、本発明による吸収構造体６１を備えたトラフ型集光器６０の横断面図を示しており、この図では、二つの集光装置６２及び６３が設けられ、それらは、例えば、（この出願に参照文献として含まれる）国際公開ＷＯ２０１０／０３７２４３号公報に従って構成される。トラフ型集光器６０のフレームワークは、例えば、国際公開ＷＯ２００９／１３５３３０号公報に従って構成される。

集光装置６２及び６３に従って、吸収構造体６１は少なくとも二つの吸収空間６４及び６５を有し、それらは、吸収構造体６１の長さLにわたってのびる。しかし、複数列の吸収空間が示された図３から図５による実施例のように、二列の吸収空間を並べて配置することも本発明に含まれる。同様に、さらにいっそう相互に隣接した集光装置を有するトラフ式集光器については、吸収構造体に二つ以上の列の吸収空間を設けることも本発明に含まれる。

図７は、図６に示した吸収構造体６１の横断面図を示している。パイプライン７２として構成された熱移送流体用のサプライ構造体の列と、この実施例では二つの列を有する熱交換器構造体７４と、熱移送流体用のドレイン構造体を構成するパイプライン２５とが図示されており、この実施例では、コレクティングラインとして構成され、断熱材７０が設けられている。図示実施例では、熱交換器構造体７４は、並べて配置された二つの列７５のらせん状体５３を備え、これららせん状体５３は図５に示したものと同様である。流体は、インレット温度TEでライン７２を通過して連結部材５７に入り、結果的に、各コイル５３に入り、これらコイル５３を通って、パイプライン５２の端部部分５８を介してアウトレット温度TAでコイル５３から出て、ドレイン構造体のパイプライン２５に入る。好ましくは、トランペットとして当業者に知られている補助的な集光装置７３が設けられ、これらは、適当な方法で吸収構造体６１の長さLにわたって熱開口５９に沿ってのび、従って、トラフ式集光器の横断方向において、続けて二回、集光装置６２及び６３によって既に集熱された放熱(radiation)を集熱し、熱開口の幅を減らすことを可能にする。

フレーム構造要素７１は、図面に示すように構造体を支持し、当業者によって、実在する方法で適当に構成され得る。

これらの図面に示されていない実施例についていえば、一つの列に並べて配置された多数の吸収空間が、吸収構造体の長さに亘って設けられ、これら吸収空間は、相互にある距離、離間して配置される。このような実施例は、少なくとも一つの集光装置（図１）又は複数の集光装置６２，６３（図６）によって反射された放射線(radiation)が、吸収構造体の長手方向上流で、さらに別の長手方向集光器構造体によって集光されると有利であり、その結果、焦線ライン領域の代わりに、多数の焦点領域（ここでは、一つ又は複数の長手方向にのびる焦点の列が可能である）があり、より高い集光が得られる。

同様に、図５に示したコイル５３と比較して改良されたコイルが本発明に含まれる。これらは、例えば、円形吸収空間の代わりに楕円形又は多角形吸収空間を形成し得、また、図５に示したパイプ５２から成るコイルの代わりに、簡単な蓋によって、熱開口に対向する壁部で終端され得る。（同様に、吸収空間は、例えば、ラインによって形成された空間の代わりに、各実施例において、一つの箱体で構成され得る。）

同様に、その対称軸が熱開口に対して傾斜された（図５の実施例について言えば垂直でない）コイルは本発明に含まれ、このようなコイルは、スキュー角範囲(a skew angle range)に対して有利であるという利点を有する。スキュー角は、それ自体は当業者に公知であり、太陽に向けられた集光器上に太陽が光を注ぐ角度を指定する。

要約すると、本発明によれば、熱交換器構造体、従って、少なくとも一つ吸収空間は、実際に存在する熱力学的要求に従った設計の観点から適合され、かつ、構成され得るが、熱交換流体は、動作温度まで、即ち、アウトレット温度TAまで横断流において加熱され、その結果、ドレイン構造体には、その長さLにわたってアウトレット温度TAで流体が供給される。当業者は、現実にある要求に依存して、上述した様々な実施例において説明した特徴を組み合わせることができ、これらは各図示実施例に制限されるものではない。同様に、熱交換器構造体は、パイプラインによって形成されずに、他の適当な構造によって形成されていてもよい。

最後に、本発明の別の実施例によれば、サプライ構造体を分割することも圧力供給の理由で有利であり、この場合、各セグメントは、流体源に対する連結部を有する。結果として、長いラインにおける圧力降下によるエネルギー損失が最小化される。

Claims (14)

1. 動作中にその長さに亘って集光された放射線（４）を受ける、トラフ型集光器（１，６０）用の細長い吸収構造体（２０，４０，５０，６１）であって、
   吸収構造体（２０，４０，５０，６１）を通して熱移送流体を移送するための手段を備えている吸収構造体において、
   吸収構造体（２０，４０，５０，６１）が、集光放射線（４）用の少なくとも一つの流体のない吸収空間（３０，５４，６７）を備え、
   前記吸収空間が、その内部に導く熱開口（３５，５９，６６）と、その中への熱入射の吸収用の壁（３６）とを有し、
   流体を移送する手段が、サプライ構造体とドレイン構造体とを備え、それらが、その内部を流体が流れる熱交換器構造体によって互いに動作可能に接続され、
   前記熱交換器構造体が、
   吸収構造体（２０，４０，５０，６１）の長さ方向に沿ってのび、
   吸収構造体（２０，４０，５０，６１）の長さ方向に対する横断流で流体が貫いて流れるように構成され、かつ、
   少なくとも一つの吸収空間（３０，５４，６７）に熱的に接続され、
   流体が、横断流において動作中にインレット温度ＴＥから動作温度ＴＡまで加熱され、この温度でドレイン構造体に達するようにした
   ことを特徴とする吸収構造体。
2. 多数の吸収空間（３０，５４，６７）が、吸収構造体（２０，４０，５０，６１）の長さに亘って、一列に並べて配置され、
   これら吸収空間が相互に直接的に隣接している
   ことを特徴とする請求項１に記載の細長い吸収構造体。
3. 多数の吸収空間（３０，５４，６７）が、吸収構造体（２０，４０，５０，６１）の長さに亘って、一列に並べて配置され、
   これら吸収空間が、相互にある距離離間して配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の細長い吸収構造体。
4. 少なくとも一つの吸収空間（５４，６７）の壁の少なくとも一部が、熱交換器構造体（５１，６４）によって形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の細長い吸収構造体。
5. 熱交換器構造体が、流体用の相互に隣接したライン部分を有し、前記ライン部分が、少なくとも一つの吸収空間に対する少なくとも一つの壁部分を形成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の細長い吸収構造体。
6. 吸収空間が、熱交換器構造体（５１，６４）のライン（５２）によって形成され、
   前記ラインが、相互に隣接して巻き回された状態でのび、好ましくは、吸収空間（５４，６７）の内部を完全に包むように構成されている
   ことを特徴とする請求項２及び５に記載の細長い吸収構造体。
7. ドレイン構造体がコレクティングライン（２５，６５）を有し、
   前記コレクティングラインが、吸収構造体（２０，４０，５０，６１）の長さに亘ってのび、
   熱交換器構造体（２９，４１，５１，６４）から、吸収構造体の長さに亘って前記コレクティングラインに加熱された流体が供給されるようにされ、
   前記コレクティングライン（２５，６５）が、その長さに亘って、加熱された流体の供給用の開口まで断熱されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の細長い吸収構造体。
8. サプライ構造体が、加熱され、かつ、その長さに亘って熱交換器構造体に供給されるべき流体用の送りライン（２３，２４，６２）を有し、
   前記送りラインが、吸収構造体の長さに亘ってのび、
   前記供給ライン（２３，２４，６２）が、その長さに亘って、加熱された流体の供給用の開口まで断熱されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の細長い吸収構造体。
9. サプライ構造体及びドレイン構造体が、サプライパイプ（２３，２４，６２）及びドレインパイプ（２５，７５）を有し、
   パイプ（２３〜２５，６２，７５）が相互に並行にのび、
   少なくとも一つの吸収空間（３０，５４，６７）が、これらのパイプ（２３〜２５，６２，７５）の間に配置され、好ましくは、吸収構造体（２０，４０，５０，６１）の全長に亘ってのびている
   ことを特徴とする請求項１に記載の細長い吸収構造体。
10. サプライ構造体及びドレイン構造体が、サプライパイプ（２３，２４，６２）及びドレインパイプ（２５，７５）を有し、
    パイプ（２３〜２５，６２，７５）が相互に並行にのび、
    多数の吸収空間（５４，６７）が、前記パイプ（２３〜２５，６２，７５）の間で少なくとも一つの列でのびるように配置され、
    前記少なくとも一つの列が、好ましくは、パイプの全長にわたってのびている
    ことを特徴とする請求項１に記載の細長い吸収構造体。
11. 複数の吸収空間（５４，６７）が、サプライ構造体及びドレイン構造体の間で並行に連結されるように設けられている
    ことを特徴とする請求項１に記載の細長い吸収構造体。
12. サプライ構造体がセグメントに分けられた複数のサプライパイプ（２３，２４，６２）を有し、
    各セグメントが、熱移送流体源用の連結部を備えている
    ことを特徴とする請求項１に記載の細長い吸収構造体。
13. 長さが１００ｍより長く、好ましくは、１５０ｍより長く、より好ましくは、２００ｍより長い
    ことを特徴とする請求項１に記載の細長い吸収構造体。
14. 第二の集光装置が設けられ、
    前記第二集光装置は、少なくとも一つの吸収空間の上流で吸収構造体の長手方向に入射放射線を集光する
    ことを特徴とする請求項１に記載の細長い吸収構造体。

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