(57)【要約】      （修正有）【課題】タービン及び該タービンを有するブレイトンサイクルを提供する。【解決手段】タービンは、冷却作動媒体入口及び冷却作動媒体噴流口を有するとともに内部が中空の空洞になるように設置されたブレードを含み、冷却作動媒体入口がブレードの内部に位置し、冷却作動媒体噴流口がブレードの表面に開設され、ブレードの表面にスペクトル変換コーティング層が設置され、スペクトル変換コーティング層はブレード表面の熱量を変換特性波長帯放射に変換することができ、変換特性波長帯放射は、冷却作動媒体の冷却作動媒体特性波長帯放射に隣接した放射エネルギーである。本発明のタービンは、特性スペクトルコーティング層及び噴流冷却技術でタービンブレードの冷却効果を高めることにより、タービンの安全かつ効率的な運転を保証し、タービンブレードを保護すると共に、サイクル作動媒体の温度を向上させ、ブレイトンサイクルのシステム効率を向上させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却作動媒体入口及び冷却作動媒体噴流口を有するとともに内部が中空の空洞になるように設置されたブレードを含み、前記冷却作動媒体噴流口が１つ又は複数でかつ前記ブレードの表面に設置され、冷却作動媒体噴流が前記冷却作動媒体入口から前記ブレードに入って冷却できるタービンであって、前記ブレードの表面にスペクトル変換コーティング層が設置され、前記ブレードに入った冷却作動媒体噴流は、さらに前記冷却作動媒体噴流口から流出して、前記スペクトル変換コーティング層の表面に冷却作動媒体噴流ダイヤフラム層を形成することができ、
前記スペクトル変換コーティング層は、前記ブレード表面の熱量を変換特性波長帯放射に変換することができ、前記変換特性波長帯放射は、冷却作動媒体の冷却作動媒体特性波長帯放射に隣接した放射エネルギーである、ことを特徴とするタービン。
【請求項２】
前記変換特性波長帯放射は、特性吸収ピークのスペクトル線幅が前記冷却作動媒体特性波長帯放射の特性吸収ピークの中心波長付近に集中する放射エネルギーを指す、ことを特徴とする請求項１に記載のタービン。
【請求項３】
前記変換特性波長帯放射の特性吸収ピークの中心波長は、前記冷却作動媒体特性波長帯放射の特性吸収ピークの中心波長と同じであり、前記変換特性波長帯放射のスペクトル線幅は、前記冷却作動媒体特性波長帯放射のスペクトル線幅よりはるかに小さい、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のタービン。
【請求項４】
前記変換特性波長帯放射は、前記タービン内を流れるサイクル作動媒体のサイクル作動媒体特性波長帯放射と重ならない、ことを特徴とする請求項３に記載のタービン。
【請求項５】
前記スペクトル変換コーティング層と前記ブレードの間に熱伝導性能に優れた中間基層がさらに設置され、前記中間基層は、前記ブレードの熱量を前記スペクトル変換コーティング層に伝達することができる、ことを特徴とする請求項１、２又は４のいずれか１項に記載のタービン。
【請求項６】
前記スペクトル変換コーティング層の材料は金属又は半導体であり、前記スペクトル変換コーティング層はコーティングの方式で前記ブレードの表面にコーティングされる、ことを特徴とする請求項１、２又は４のいずれか１項に記載のタービン。
【請求項７】
前記スペクトル変換コーティング層は、前記ブレードの表面と接触する黄金基層、前記黄金基層に順に分布する吸収空洞、分布型反射層を含み、前記黄金基層は前記分布型反射層と共に共振空洞を形成することができ、前記吸収空洞は、上述した共振を吸収し、吸収した熱量を前記変換特性波長帯放射に変換することができる、ことを特徴とする請求項６に記載のタービン。
【請求項８】
前記分布型反射層は、ＧｅとＳｉＯ２、又はＧｅとＺｎＳで構成される、ことを特徴とする請求項７に記載のタービン。
【請求項９】
熱源、蓄熱器、予冷器、圧縮機、発電機及び前記ブレイトンサイクル内を循環するサイクル作動媒体を含むブレイトンサイクルであって、請求項１〜８のいずれか１項に記載のタービンをさらに含み、前記タービン、前記発電機及び前記圧縮機は、同一の軸を介して接続され、前記熱源、前記タービン、前記蓄熱器の高温側入口及び高温側出口、前記予冷器、前記圧縮機、前記蓄熱器の低温側入口及び低温側出口は、管路を介して順に接続されてサイクルを形成し、前記熱源の出口は、前記タービンの入口と接続され、前記タービンの出口は、前記蓄熱器の高温側入口と接続され、前記蓄熱器の高温側出口は前記予冷器の入口と接続され、前記予冷器の出口は前記圧縮機の入口と接続され、前記圧縮機の出口は前記蓄熱器の低温側入口と接続され、前記蓄熱器の低温側出口は前記熱源の入口と接続されて、循環する熱回路を形成し、
前記サイクル作動媒体は熱源から熱量を吸収し、温度が上昇した前記サイクル作動媒体は前記タービンで膨張して仕事をし、前記タービンは前記軸により前記発電機を駆動して発電させ、膨張した前記サイクル作動媒体は前記蓄熱器を流れて熱交換を行い、温度が低下した前記サイクル作動媒体は前記予冷器、前記圧縮機及び前記蓄熱器に順に入り、前記蓄熱器の低温側出口から流出した前記サイクル作動媒体は、前記熱源に再び入って放射エネルギーを吸収することにより、一つの発電サイクルが完了し、前記圧縮機の動作に必要な動力は、前記発電機によって提供される、ことを特徴とするブレイトンサイクル。
【請求項１０】
前記熱源は、集熱空洞を含み、前記集熱空洞の内面に前記スペクトル変換コーティング層が設置され、前記スペクトル変換コーティング層は、前記集熱空洞の空洞によって吸収された放射エネルギーを前記変換特性波長帯放射に変換して、前記サイクル作動媒体によって強く吸収する、ことを特徴とする請求項９に記載のブレイトンサイクル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽熱発電の技術分野に関し、特にタービン及び該タービンを有するブレイトンサイクルに関する。
【背景技術】
【０００２】
ブレイトンサイクル（Ｂｒａｙｔｏｎ  Ｃｙｃｌｅ）は、ジュールサイクルとも呼ばれ、作動媒体がガスであり、断熱圧縮、等圧加熱、断熱膨張、等圧冷却の４つの過程から構成される熱力学的サイクルである。超臨界状態のガスを作動媒体として利用したブレイトンサイクルは、効率で明らかな優位性を持っており、擬臨界領域において超臨界作動媒体の物性が突然に変化しているという現象を利用して、圧縮機の運転点を擬臨界温度近傍の高密度領域に設定し、熱交換器の運転点を擬臨界温度後の低密度領域に設定することにより、作動媒体の冷却を保証する前提で、圧縮によるエネルギー消費を低減し、高いシステム効率を実現することができる。
【０００３】
タービン（ｔｕｒｂｉｎｅ）は、流体媒質がもっているエネルギーを機械的仕事に変換する機械であり、ブレイトンサイクルの重要な部品である。タービンの最も重要な部品は、タービンの軸に取り付けられた回転部品（回転子又は羽根車）であり、回転部品は円周に沿って均一に配列されたブレードを有する。ブレイトンサイクルでは、高温の作動媒体が持っているエネルギーは、流動中にノズルを通過するときに運動エネルギーに変換され、作動媒体は、回転部品を流れるときに、ブレードに衝撃を与えて、回転部品を動かして回転させて、軸を駆動して回転させることにより、作動媒体の熱エネルギーが機械エネルギーに変換され、軸は、直接的に又は伝動機構を介して他の機械を駆動して、機械的仕事を出力する。
【０００４】
現在、ブレイトンサイクルの運転温度は１３５０℃以上に達することができ、従来の技術によりタービン中のブレードを９５０℃以下の温度に冷却することができる。ブレイトンサイクルのシステム効率は、サイクルの高温端温度（つまり作動媒体がタービンに入る入口温度、タービンの仕事温度）と正の相関を示すので、ブレイトンサイクルの高温端温度を向上させることは、システム効率を向上させるための主な方式の１つである。システムユニットの材料の構造強度と加工製造等の限界状況によって制限されるため、高温状態での超臨界二酸化炭素ブレイトンサイクルのサイクルパラメータは制限される。したがって、従来の超臨界二酸化炭素ブレイトンサイクルの温度は、一般に７００℃より低い。しかしながら、従来の空気ブレイトンサイクルから発見できるように、超臨界作動媒体をサイクル作動媒体として利用したブレイトンサイクルは、１０００℃より高い条件で運転する潜在力を持っている。この温度条件で、超臨界二酸化炭素サイクルの熱力学的サイクル効率は、大幅に向上し、ひいては５５％を超える可能性があり、現在最も先進的な大型蒸気動力装置の熱効率（４０％をわずかに超える）より３７．５％近く高く、現在最も広く適用されている蒸気ランキンサイクル（蒸気ランキンサイクルの平均熱効率が３４％のみである）よりはるかに高い。
【０００５】
高温状態での超臨界二酸化炭素ブレイトンサイクルに対して、タービンブレード冷却も主な課題の１つである。現在の冷却方式は、タービンブレードを冷却する能力に制限があり、さらにタービンブレードを冷却できず、作動媒体とブレードの間の伝熱温度差が制限されるため、作動媒体の温度を向上させることができず、即ちブレイトンサイクルの高温端温度を向上させることができず、最終的にはブレイトンサイクルのシステム効率を向上させることができなくなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記技術的課題に対してなされたものであり、タービンを提供することを目的とする。本発明のタービンは、タービンブレードの冷却効果を高め、タービンの安全かつ効率的な運転を保証すると共に、サイクル作動媒体の温度を向上させ、ブレイトンサイクルの高温端温度を向上させることにより、ブレイトンサイクルのシステム効率を向上させることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
具体的には、本発明に係るタービンは、冷却作動媒体入口及び冷却作動媒体噴流口を有すると共に内部が中空の空洞になるように設置されたブレードを含み、冷却作動媒体噴流口が１つ又は複数でかつブレードの表面に設置され、冷却作動媒体噴流が冷却作動媒体入口からブレードに入って冷却することができ、ブレードの表面にスペクトル変換コーティング層が設置され、ブレードに入った冷却作動媒体噴流は、さらに冷却作動媒体噴流口から流出して、スペクトル変換コーティング層の表面に冷却作動媒体噴流ダイヤフラム層を形成することができる。スペクトル変換コーティング層は、ブレード表面の熱量を変換特性波長帯放射に変換することができ、変換特性波長帯放射は、冷却作動媒体の冷却作動媒体特性波長帯放射に隣接した放射エネルギーである。
【０００８】
従来の技術に比べて、サイクル作動媒体の温度がタービンブレードの温度より高く、サイクル作動媒体は、一部の熱量を熱伝導及び熱放射の形式でブレードに伝達することができるが、サイクル作動媒体からブレード表面に伝達された熱量は、スペクトル変換コーティング層によって変換特性波長帯放射に変換され、変換特性波長帯放射は、冷却作動媒体の冷却作動媒体特性波長帯放射に隣接し、冷却作動媒体噴流によって強く吸収して奪われやすいため、サイクル作動媒体のブレード表面への熱放射を減少させ、ブレードの冷却を強化することができる。本発明は、特性スペクトルコーティング層の技術でブレードの冷却を強化し、ブレードの安全を保証すると共に、ブレード材料の許容範囲内でサイクル作動媒体の温度をできるだけ向上させることができ、即ち、タービンの仕事温度を向上させ、ブレイトンサイクルの高温端温度を向上させることができるため、ブレイトンサイクルのシステム効率を対応して向上させることができる。
【０００９】
また、好ましくは、変換特性波長帯放射は、特性吸収ピークのスペクトル線幅が冷却作動媒体特性波長帯放射の特性吸収ピークの中心波長付近に集中する放射エネルギーを指す。
該好ましい態様によれば、変換特性波長帯放射の特性吸収ピークの中心波長が冷却作動媒体特性波長帯放射の特性吸収ピークの中心波長に接近すれば接近するほど、変換特性波長帯放射は、冷却作動媒体噴流ダイヤフラム層によって吸収されやすいため、ブレードの冷却効果が高くなる。
【００１０】
また、好ましくは、変換特性波長帯放射の特性吸収ピークの中心波長は、冷却作動媒体特性波長帯放射の特性吸収ピークの中心波長と同じであり、変換特性波長帯放射のスペクトル線幅は、冷却作動媒体特性波長帯放射のスペクトル線幅よりはるかに小さい。
該好ましい態様によれば、スペクトル変換コーティング層によって変換された変換特性波長帯放射は、冷却作動媒体特性波長帯放射の特性吸収ピークに隣接した狭い波長範囲により多く集中し、冷却作動媒体噴流ダイヤフラム層による変換特性波長帯放射の吸収効率が最も高いため、スペクトル変換コーティング層によるブレードの冷却効果が高い。それに応じて、サイクル作動媒体の温度は大幅に向上して、さらにブレイトンサイクルのシステム効率を向上させることができる。
【００１１】
また、好ましくは、変換特性波長帯放射は、前記タービン内を流れるサイクル作動媒体のサイクル作動媒体特性波長帯放射と重ならない。
該好ましい態様によれば、変換特性波長帯放射がサイクル作動媒体の特性波長帯放射と重ならないと、冷却作動媒体特性波長帯放射は、サイクル作動媒体特性波長帯放射と重ならず、ブレードは、スペクトル変換コーティング層及び冷却作動媒体噴流ダイヤフラム層によりサイクル作動媒体から放出した一部の熱量を遮蔽すると共に、サイクル作動媒体からブレードへ放出した残りの熱量を変換特性波長帯放射にできるだけ多く変換して、冷却作動媒体噴流ダイヤフラム層により吸収して奪うため、ブレードの冷却効果を高めることができる。
【００１２】
また、好ましくは、スペクトル変換コーティング層とブレードの間に熱伝導性能に優れた中間基層がさらに設置され、中間基層は、ブレードの熱量をスペクトル変換コーティング層に伝達することができる。
該好ましい態様によれば、中間基層は、ブレード表面の熱量をスペクトル変換コーティング層によく伝達できるとともに、スペクトル変換コーティング層をブレードの表面によりよく付着させることに役立つ。
【００１３】
さらに、好ましくは、スペクトル変換コーティング層の材料は金属又は半導体であり、スペクトル変換コーティング層はコーティングの方式でブレードの表面にコーティングされる。
該好ましい態様によれば、コーティングの方式でスペクトル変換コーティング層の適応性とブレードの表面強度を保証することができる。
【００１４】
また、好ましくは、スペクトル変換コーティング層は、ブレードの表面と接触する黄金基層、黄金基層に順に分布する吸収空洞、分布型反射層を含み、黄金基層は分布型反射層と共に共振空洞を形成することができ、吸収空洞は、上述した共振を吸収し、吸収した熱量を変換特性波長帯放射に変換することができる。
該好ましい態様によれば、黄金基層、分布型反射層及び吸収空洞を組み合わせて使用することにより、激しく、強くかつ帯域が小さい変換特性波長帯放射を得て、スペクトル変換コーティング層の光吸収率を向上させることができる。スペクトル変換コーティング層は、ブレードの熱量を変換特性波長帯放射により多く変換して、冷却作動媒体噴流により吸収して奪うため、サイクル作動媒体とブレードの伝熱温度差を増大させ、サイクル作動媒体の温度を向上させることにより、ブレイトンサイクルのシステム効率を向上させることができる。
【００１５】
さらに、好ましくは、分布型反射層は、ＧｅとＳｉＯ２、又はＧｅとＺｎＳで構成される。
本発明は、熱源、蓄熱器、予冷器、圧縮機、発電機及びブレイトンサイクル内を循環するサイクル作動媒体を含むブレイトンサイクルを提供し、前述のいずれか１項の技術手段に係るタービンをさらに含み、タービン、発電機及び圧縮機は、同一の軸を介して接続され、熱源、タービン、蓄熱器の高温側入口及び高温側出口、予冷器、圧縮機、蓄熱器の低温側入口及び低温側出口は、管路を介して順に接続されてサイクルを形成する。
【００１６】
熱源の出口はタービンの入口と接続され、タービンの出口は蓄熱器の高温側入口と接続され、蓄熱器の高温側出口は予冷器の入口と接続され、予冷器の出口は圧縮機の入口と接続され、圧縮機の出口は蓄熱器の低温側入口と接続され、蓄熱器の低温側出口は熱源の入口と接続されて、循環する熱回路を形成する。
【００１７】
サイクル作動媒体は熱源から熱量を吸収し、温度が上昇したサイクル作動媒体はタービンで膨張して仕事をし、タービンは軸により発電機を駆動して発電させ、膨張したサイクル作動媒体は蓄熱器を流れて熱交換を行い、温度が低下したサイクル作動媒体は、予冷器、圧縮機及び蓄熱器に順に入り、蓄熱器の低温側出口から流出したサイクル作動媒体は、熱源に再び入って放射エネルギーを吸収することにより、一つの発電サイクルが完了し、圧縮機の動作に必要な動力は、発電機によって提供される。
【００１８】
従来の技術に比べて、本発明に係るブレイトンサイクルでは、そのタービンは、特性スペクトルコーティング層及び噴流冷却技術で、タービンの放射冷却効果を高め、ブレードとサイクル作動媒体の伝熱温度差を増大させ、タービンの安全かつ効率的な運転を保証すると共に、サイクル作動媒体の温度を向上させ、ブレイトンサイクルの高温端温度を向上させることにより、ブレイトンサイクルのシステム効率を向上させることができる。
【００１９】
また、好ましくは、熱源は、集熱空洞を含み、集熱空洞の内面にスペクトル変換コーティング層が設置され、スペクトル変換コーティング層は、集熱空洞の空洞によって吸収された放射エネルギーを変換特性波長帯放射に変換して、サイクル作動媒体によって強く吸収する。
該好ましい態様によれば、集熱空洞の表面にも特性スペクトルコーティング層で放射伝熱を強化して、集熱空洞の温度が高すぎて集熱空洞を焼損することを回避することにより、集熱空洞の安全かつ効率的な運転を保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態１のブレイトンサイクルの概略図である。
【図２】本発明のタービン内部の簡単な構造概略図である。
【図３】本発明の実施形態１におけるブレードの冷却を強化する構造概略図である。
【図４】本発明における変換特性波長帯放射と、水蒸気、二酸化炭素の特性波長帯放射との関係の概略図である。
【図５】本発明の実施形態１におけるサイクル作動媒体とブレードとの間の熱伝達の概略図である。
【図６】本発明の実施形態１におけるスペクトル変換コーティング層の構造概略図である。
【図７】分布型反射層の層数と、サイクル作動媒体による放射エネルギーの吸収率との関係の概略図である。
【図８】分布型反射層の層数と、放射エネルギーの特性吸収ピークとの関係の概略図である。
【図９】本発明の実施形態１における放射伝熱を強化する集熱空洞の構造概略図である。
【図１０】本発明の実施形態２のブレイトンサイクルの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を組み合わせて本発明をさらに詳細に説明する。図面には、タービン及び該タービンを有するブレイトンサイクルの構造等が概略的に示される。
なお、本発明の説明において、用語「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「頂」、「底」、「内」、「外」等で示す方位又は位置関係は、図面に示す方位又は位置関係に基づくものであり、本発明を容易に説明し説明を簡略化するためのものに過ぎず、示された装置又は部品が特定の方位を有するとともに特定の方位で構成されて動作しなければならないことを示すか又は示唆するものではないため、本発明を限定するものであると理解すべきではない。
【００２２】
（実施形態１）
ブレイトンサイクルは、ガスを作動媒体とする冷凍サイクルであり、単純ブレイトンサイクル、再圧縮ブレイトンサイクル、再圧縮一部冷却ブレイトンサイクル、再圧縮再熱ブレイトンサイクル又は再圧縮中間冷却ブレイトンサイクル等に分けられる。ブレイトンサイクルでは、作動媒体の熱源は、タワー式太陽光集光システム、原子炉、化石燃料燃焼システムのうちの一種又は複数種によって提供され、作動媒体の吸熱量は柔軟かつ可変である。化石燃料燃焼システムの化石燃料は、石炭又は天然ガスである。
【００２３】
本発明の実施形態１は、ブレイトンサイクルを提供し、本実施形態に係るブレイトンサイクルは、単純ブレイトンサイクルであり、作動媒体の熱源がタワー式太陽光集光システムであり、熱源は１０００℃を超える作動媒体を提供することにより、ブレイトンサイクル全体が高温状態になることができる。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態に係るブレイトンサイクルは、熱源１、タービン２、蓄熱器３、予冷器４、圧縮機５、発電機６及びサイクル作動媒体８を含む。タービン２、発電機６及び圧縮機５は、同一の軸７を介して接続され、熱源１、タービン２、蓄熱器３、予冷器４及び圧縮機５は管路を介して順に接続され、サイクル作動媒体８は各管路を流れる。
【００２５】
具体的には、熱源１の出口はタービン２の入口と接続され、タービン２の出口は蓄熱器３の高温側入口３１と接続され、蓄熱器３の高温側出口３２は予冷器４の入口と接続され、予冷器４の出口は圧縮機５の入口と接続され、圧縮機５の出口は蓄熱器３の低温側入口３３と接続され、蓄熱器３の低温側出口３４は熱源２の入口と接続されて、循環する熱回路を形成する。
【００２６】
動作時に、サイクル作動媒体８は熱源１によって加熱されて高温になり、サイクル作動媒体８は、タービン２に入って膨張して仕事をし、仕事をしたサイクル作動媒体８は順に、蓄熱器３によって熱量が回収され、予冷器４によって冷却され、圧縮機５によって圧縮され、その後に蓄熱器３に再び入って加熱されて温度が上昇し、最後に熱源１に入ってさらに高温まで加熱されて、熱サイクルが完了する。タービン２で膨張して仕事をした高温サイクル作動媒体８は、高温側入口３１から蓄熱器３に入って、圧縮機５によって圧縮された低温サイクル作動媒体８は、低温側入口３３から蓄熱器３に入り、高温、低温のサイクル作動媒体８は蓄熱器３で熱交換を行い、熱交換後にそれぞれ高温側出口３２、低温側出口３４から流出する。
【００２７】
発電サイクルに対して、サイクル作動媒体８は熱源１から熱量を吸収し、温度が上昇したサイクル作動媒体８は、タービン２で膨張して仕事をし、タービン２は軸７により発電機６を駆動して発電させ、膨張したサイクル作動媒体８は順に、予冷器４、圧縮機５及び蓄熱器３に入り、蓄熱器３の低温側出口３４から流出したサイクル作動媒体８は、熱源１に再び入って放射エネルギーを吸収することにより、発電サイクルが完了し、圧縮機５の動作に必要な動力は、発電機６によって提供される。
【００２８】
ブレイトンサイクルでは、サイクル作動媒体８は、超臨界空気、超臨界二酸化炭素、超臨界窒素ガス又は超臨界窒素ヘリウムガスのうちの一種であってよい。本実施形態において、サイクル作動媒体８は、好ましくは超臨界二酸化炭素である。二酸化炭素は、臨界圧力（７．３８ＭＰａ）が低く、臨界温度（３１℃）が低く、同時に化学的性質が安定し、安全で信頼でき、埋蔵量が豊富で、かつ価格が低くて入手しやすい等の特性を有する。したがって、二酸化炭素は最も利用可能性を有するエネルギー伝達とエネルギー交換用作動媒体の１つであると認められている。超臨界二酸化炭素は、一定の運転パラメータ範囲内で密度が大きく相変化がないため、超臨界二酸化炭素をサイクル作動媒体とする圧縮機、タービン等の動力系装置は、圧縮機のエネルギー消費が小さく、タービン動作温度が適切で、構造がコンパクトで、体積が小さく、製造コストが低く、モジュール設計が可能である等の利点を有する。
【００２９】
前述のように、図２に示すように、タービン２は、ブレイトンサイクルの重要な部品であり、タービン２のブレード１２が回転部品１６に均一に配置され、回転部品１６がタービン２の軸７に取り付けられる。サイクル作動媒体８が持っているエネルギーは、流動中にノズルを通過するときに運動エネルギーに変換され、サイクル作動媒体８は、回転部品１６を流れるときに、膨張してブレード１２に衝撃を与えて、回転部品１６を動かして回転させて、軸７を駆動して回転させる。軸７の回転は、発電機６を直接駆動して動作させて、機械的仕事を出力する。サイクル作動媒体８の温度は、タービン２の入口温度であり、サイクル作動媒体８の温度が上昇すると、ブレード１２の回転を加速し、軸７の回転速度を向上させ、発電機６の変換効率を向上させることに役立つため、ブレイトンサイクルのシステム効率を向上させる。
【００３０】
ブレイトンサイクルでは、サイクル作動媒体８の温度は、ブレード１２の温度より高く、両者の間に伝熱温度差が存在する。高温のサイクル作動媒体８は、主に熱伝導及び熱放射の２種類の形式で熱量をブレード１２に伝達することにより、ブレード１２の温度が上昇する。ブレード１２はタービン２で高速動作する必要があるため、断裂する可能性があり、高温状態でブレード１２の構造強度が弱くなり、断裂がより発生しやすくなる。ブレード１２の材料特性によって制限され、温度が高すぎてタービン２を焼損することを回避するために、サイクル作動媒体８の温度を低下させるか、タービン２を冷却して温度を低下させることしかできない。サイクル作動媒体８の温度を低下させると、ブレイトンサイクルのシステム効率が低下する。したがって、タービン２を冷却して温度を低下させる方式を用いると、タービン２を保護するだけでなく、サイクル作動媒体８の温度を保証することにより、ブレイトンサイクルのシステム効率を保証する。
【００３１】
ブレイトンサイクルに対して、ブレード１２の冷却方式は、内部冷却、噴流冷却及び遮熱コーティング冷却であってよい。しかしながら、上述した冷却方式は、タービン２を冷却する能力に制限があり、さらにタービンを冷却できず、サイクル作動媒体８とブレード１２の間の伝熱温度差が制限されるため、サイクル作動媒体８の温度を向上させることができず、即ちブレイトンサイクルの高温端温度を向上させることができず、最終的にはブレイトンサイクルのシステム効率を向上させることができなくなる。タービン２をさらに冷却し、ブレイトンサイクルのシステム効率を向上させるために、本実施形態におけるタービン２のブレード１２は、特性スペクトルコーティング層と噴流冷却技術を組み合わせて、ブレード１２の冷却を強化する。
【００３２】
具体的には、図３に示すように、タービン２のブレード１２は、冷却作動媒体入口１３及び冷却作動媒体噴流口１４を有し、ブレード１２は内部が中空の空洞になるように設置され、冷却作動媒体入口１３は、好ましくはブレード１２の内部に位置し、冷却作動媒体噴流口１４は、１つ又は複数であり、かつブレード１２の表面に設置され、冷却作動媒体噴流は、冷却作動媒体入口１３からブレード１２に入って冷却することができ、ブレード１２に入った冷却作動媒体噴流は、また冷却作動媒体噴流口１４から流出して、ブレード１２の表面に冷却作動媒体噴流ダイヤフラム層９を形成することができる。
【００３３】
冷却作動媒体噴流はブレード１２を流れ、噴流冷却後にサイクル作動媒体８と共に蓄熱器３に到達し、冷却作動媒体噴流は蓄熱器３で熱交換を行って冷却し、冷却後に液体の凝縮水は蓄熱器３の液体出口から排出され、凝縮水はブレイトンサイクルから分離される。
噴流冷却技術を用いて、冷却作動媒体噴流は、冷却作動媒体入口１３からブレード１２に入って、一部が内部冷却を行い、他の一部が冷却作動媒体噴流口１４から流出して、ブレード１２の表面に冷却作動媒体噴流ダイヤフラム層９を形成し、冷却作動媒体噴流とブレード１２の表面との対流熱伝達により、ブレード１２の冷却を実現する。
【００３４】
また、ブレード１２の冷却効果を高めるために、ブレード１２の内部表面にも小さい噴流路（図示せず）が設置され、冷却作動媒体噴流は噴流路からブレード１２内部に入ってブレード１２の表面に付着して流れ、該冷却作動媒体噴流はブレード１２の表面と対流熱伝達を行って、ブレード１２の熱量を奪う。
【００３５】
特に、ブレード１２の表面にスペクトル変換コーティング層１０が設置され、冷却作動媒体はスペクトル変換コーティング層１０の表面に上述した冷却作動媒体噴流ダイヤフラム層９を形成する。スペクトル変換コーティング層１０は、ブレード１２表面の熱量を変換特性波長帯放射Ａに変換することができ、変換特性波長帯放射Ａは、冷却作動媒体の冷却作動媒体特性波長帯放射Ｂに隣接放射エネルギーである。
【００３６】
各種の物質の各々は、特性吸収スペクトルを有し、幾つかの特性吸収ピークを有し、かつ各吸収ピークは、一定のスペクトル線幅を有する。物質の特性吸収ピークの隣接範囲内の光波吸収強度が大きく、吸収効率が高く、物質の特性吸収ピークの一部が重なるか又はか重ならない時に、光波吸収強度が小さく、吸収効率が低い。中心波長は、スペクトルの波長分布の中心値を決定し、スペクトル線幅は、スペクトルのエネルギー分布の集中程度を決定する。
【００３７】
高温のサイクル作動媒体８から熱量を熱伝達及び熱放射の形式でブレード１２に伝達した後、ブレード１２表面のスペクトル変換コーティング層１０は、該熱量を変換特性波長帯放射Ａに変換し、変換特性波長帯放射Ａは冷却作動媒体の冷却作動媒体特性波長帯放射Ｂに近くて、冷却作動媒体噴流によって強く吸収して奪われやすいため、サイクル作動媒体８のブレード１２表面への熱放射を減少させ、ブレード１２の冷却を強化する。本発明は、特性スペクトルコーティング層の技術でブレード１２の冷却を強化し、ブレード１２の安全を保証すると共に、ブレード１２材料の許容範囲内でサイクル作動媒体８の温度をできるだけ向上させることができ、即ち、タービン２の仕事温度及びブレイトンサイクルの高温端温度を向上させることができるため、ブレイトンサイクルのシステム効率を対応して向上させることができる。
【００３８】
また、特性スペクトルコーティング層冷却技術でブレード１２表面の冷却作動媒体噴流の流路数量を効果的に減少させ、ブレード１２の加工難度を低下させ、ブレード１２の安全性を強化することができる。特性スペクトルコーティング層冷却技術を用いると、さらに冷却作動動媒体の消費量を減少させ、コストを節約することができる。特に、ブレード１２との間の伝熱温度差が増大するため、サイクル作動媒体８はタービンのより高い入口温度を用いることができ、タービン２内のサイクル作動媒体８の温度が上昇することにより、タービン２内のサイクル作動媒体８の仕事温度を向上させて、さらにブレイトンサイクルのシステム効率を向上させることができる。
【００３９】
現在、多くのブレイトンサイクルでは、タービンのサイクル作動媒体は、二酸化炭素を含み、かつ空気を冷却作動媒体として用いる。しかしながら、この時のサイクル作動媒体は、冷却作動媒体の成分と類似しかつ純粋ではなく、両者の特性吸収ピークは一定の範囲で重なり、サイクル作動媒体から熱伝達によりブレードに伝達した熱量を効果的に変換すると共に、サイクル作動媒体から放射によりブレードに伝達した熱量を遮蔽することができず、即ち特性スペクトルコーティング層の技術で冷却を強化することができない。したがって、本ブレイトンサイクルでは、好ましくは水蒸気を冷却作動媒体として用い、冷却作動媒体は純粋で、かつサイクル作動媒体の成分とはっきりと異なり、両者の特性吸収ピークはほぼ重ならず、サイクル作動媒体から熱伝達によりブレードに伝達した熱量を効果的に変換すると共に、サイクル作動媒体から放射によりブレードに伝達した熱量を遮蔽することができ、即ち特性スペクトルコーティング層の技術で冷却を強化することができる。
【００４０】
異なる物質の特性吸収ピークの波長帯に差異があり、表１に示すように、二酸化炭素の主な吸収特性ピークは２．８μｍと４．２μｍ付近であり、中遠赤外（２５μｍより大きい）波長帯、５〜１０μｍ波長帯、２．５〜２．８μｍ波長帯にある水蒸気の放射吸収はいずれも強い。
【００４１】
【表１】
2020133617.tif 000003
【００４２】
図４に示すように、二酸化炭素のサイクル作動媒体の特性波長帯放射Ｃは、狭くて激しく、水蒸気の冷却作動媒体特性波長帯放射Ｂは広く、サイクル作動媒体の特性波長帯放射Ｃと冷却作動媒体特性波長帯放射Ｂの特性吸収ピークは、ほぼ重ならない。水蒸気の冷却作動媒体特性波長帯放射Ｂが広いと、スペクトル変換コーティング層１０によって変換された変換特性波長帯放射Ａの範囲が広く、これはスペクトル変換コーティング層１０の設計の難易度を低下させ、スペクトル変換コーティング層１０の適用性を向上させることに役立つ。
【００４３】
変換特性波長帯放射Ａは、特性吸収ピークのスペクトル線幅が冷却作動媒体特性波長帯放射Ｂの特性吸収ピークの中心波長付近に集中する放射エネルギーを指す。前述のように、変換特性波長帯放射Ａの特性吸収ピークの中心波長が冷却作動媒体特性波長帯放射Ｂの特性吸収ピークの中心波長に接近すれば接近するほど、変換特性波長帯放射Ａは、冷却作動媒体噴流ダイヤフラム層９によって吸収されやすいため、ブレード１２の冷却効果が高くなる。
【００４４】
特に、変換特性波長帯放射Ａの特性吸収ピークの中心波長は、冷却作動媒体特性波長帯放射Ｂの特性吸収ピークの中心波長と同じであり、変換特性波長帯放射Ａのスペクトル線幅は、冷却作動媒体特性波長帯放射Ｂのスペクトル線幅よりはるかに小さい。スペクトル変換コーティング層１０によって変換された変換特性波長帯放射Ａは、冷却作動媒体特性波長帯放射Ｂの特性吸収ピークに隣接した狭い波長範囲により多く集中し、冷却作動媒体噴流ダイヤフラム層９による変換特性波長帯放射Ａの吸収効率が最も高いため、スペクトル変換コーティング層１０によるブレード１２の冷却効果が高い。それに応じて、サイクル作動媒体８の温度は大幅に向上し、さらにブレイトンサイクルのシステム効率を向上させることができる。
【００４５】
さらに、図４に示すように、変換特性波長帯放射Ａは、前記タービン２内を流れるサイクル作動媒体８の作動媒体特性波長帯放射Ｃと重ならない。変換特性波長帯放射Ａは、サイクル作動媒体特性波長帯放射Ｃと重ならないと、冷却作動媒体特性波長帯放射Ｂは、作動媒体特性波長帯放射Ｃと重ならず、図５に示すように、ブレード１２はスペクトル変換コーティング層１０及び冷却作動媒体噴流ダイヤフラム層９により、サイクル作動媒体８から放出した一部の熱量を遮蔽し、サイクル作動媒体８から熱伝達及び熱放射によりブレード１２に伝達した熱量を変換特性波長帯放射Ａにできるだけ多く変換した後、冷却作動媒体噴流ダイヤフラム層９により吸収して奪うとともに、サイクル作動媒体８が放射により熱量をブレード１２に伝達することを回避し、高温のサイクル作動媒体８によるブレード１２の上昇した温度を低下させ、ブレード１２の冷却効果を高める。
【００４６】
次に、特性スペクトルコーティング層及び噴流冷却技術を用いたブレード１２の冷却効果を分析する。具体的には、１５００℃の高温タービン２の入口温度に対して、タービン２のブレード１２の温度は、噴流冷却技術により約１１００℃に達することができるが、冷却作動媒体噴流の温度はこの温度よりはるかに低く、冷却作動媒体噴流は高温サイクル作動媒体８とブレード１２の間の遮断層を形成することができ、即ち冷却作動媒体噴流ダイヤフラム層９を形成する。図５に示すように、高温のサイクル作動媒体８の放射は、サイクル作動媒体８へ反射され、高温のサイクル作動媒体８の熱伝達及び熱放射は、一部の熱量をブレード１２に伝達し、スペクトル変換コーティング層１０は、上述した熱量を変換特性波長帯放射Ａに変換して、冷却作動媒体によって強く吸収し、吸収効率が１００％に近い。放射のプランク定理に基づいて計算すると、１１００℃のゴシック体によって外部に提供された放射強度は２０１４９Ｗ／ｍ２であり、２０μｍ以上の波長帯は１１６８Ｗ／ｍ２を占め、５〜１０μｍ波長帯の放射エネルギーは３２４１７Ｗ／ｍ２を占める。ゴシック体の放射強度は、スペクトル変換コーティング層１０のエネルギー変換限界であり、即ち該温度で、スペクトル変換コーティング層１０の変換特性波長帯放射Ａの最大値は、該波長帯におけるゴシック体の放射エネルギー値である。５〜１０μｍをスペクトル変換コーティング層１０の特性波長帯として選択し、冷却作動媒体の温度が４００℃であると、その外部放射の５〜１０μｍ間の放射量は５０８９Ｗ／ｍ２であり、１１００℃のブレード１２が冷却作動媒体に伝達できる放射量は２７３２８Ｗ／ｍ２であり、冷却作動媒体噴流ダイヤフラム層９とスペクトル変換コーティング層１０の熱伝達係数は、約５００Ｗ／ｍ２であり、これは、ブレード１２が放射伝熱を遮断する場合に、約５０℃の伝熱温度差を増大させることを意味する。この５０℃の伝熱温度差は、ブレイトンサイクルのシステム効率を向上させ、発電量の巨大基数で非常に大きな効果をもたらす。
【００４７】
図３に示すように、スペクトル変換コーティング層１０とブレード１２の間に中間基層１１がさらに設置され、中間基層１１は、熱伝達性能に優れた材料で作られ、一般的に金、銀、銅、アルミニウム又はその合金などの金属である。中間基層１１は、ブレード１２の熱量をスペクトル変換コーティング層１０に伝達することができ、スペクトル変換コーティング層１０は、上述した熱量を冷却作動媒体が吸収しやすい変換特性波長帯放射Ａに変換し、該変換特性波長帯放射Ａは、温度が低い冷却作動媒体噴流によって吸収して奪われる。中間基層１１の設置は、ブレード１２表面の熱量をスペクトル変換コーティング層１０によく伝達するだけでなく、ブレード１２表面の平坦性を向上させて、スペクトル変換コーティング層１０をブレード１２の表面によりよく付着させて、スペクトル変換コーティング層１０の適応性を保証することができる。
【００４８】
特に、スペクトル変換コーティング層１０及び中間基層１１は、いずれもコーティングの方式でブレード１２の表面にコーティングされる。コーティングの方式でスペクトル変換コーティング層１０の適応性とブレード１２の表面強度を保証することができる。
特に、スペクトル変換コーティング層１０は、ナノスケール金属又は半導体材料で一定の構造として構成され、例えば、銀材料の金属ナノロッドを一定の間隔と角度で配列し、かつ多層に積層して、スペクトル変換コーティング層１０（即ち光放射器）を形成する。スペクトル変換コーティング層１０の放射エネルギーとブレード１２の伝熱が平衡すると、温度が安定値に達することができる。ゴシック体の放射強度は、スペクトル変換コーティング層１０のエネルギー変換限界であり、即ち該温度で、スペクトル変換コーティング層１０の変換特性波長帯放射Ａの最大値は、該波長帯におけるゴシック体の放射エネルギー値である。
【００４９】
前述のように、変換特性波長帯放射Ａのスペクトル線幅をできるだけ小さくし、かつ冷却作動媒体特性波長帯放射Ｂのスペクトル線幅よりはるかに小さくする。しかしながら、変換特性波長帯放射Ａのスペクトル線幅が小さければ小さいほど、スペクトル変換コーティング層１０の設計の難易度が大きくなる。一般に、スペクトル変換コーティング層１０の設計は、冷却作動媒体のある特性吸収ピークに基づくものであり、変換特性波長帯放射Ａのスペクトル線幅は、主に冷却作動媒体の特性吸収スペクトルと、スペクトル変換コーティング層１０の材料及び内部構造とによって決まる。
【００５０】
図６に示すように、スペクトル変換コーティング層１０は、順に黄金基層１０ａ、吸収空洞１０ｂ及び分布型反射層１０ｃを含み、黄金基層１０ａはブレード１２の表面にコーティングされる。ここで、中間基層１１が存在するため、黄金基層１０ａは中間基層１１の表面に設置される。黄金基層１０ａは、分布型反射層１０ｃと共に共振空洞を形成することができ、吸収空洞１０ｂは上述した共振を吸収し、吸収した熱量を冷却作動媒体の特性吸収ピークに隣接した放射エネルギーに変換することができる。具体的には、スペクトル変換コーティング層１０が動作するときに、黄金基層１０ａは、分布型反射層１０ｃと共に共振空洞を形成して、吸収空洞１０ｂから光を効果的に捕獲し、吸収空洞１０ｂは共振を吸収し、吸収した熱量を変換し、黄金基層１０ａ、分布型反射層１０ｃ及び吸収空洞１０ｂを組み合わせて使用することにより、激しく、強くかつ帯域が小さい吸収率ピーク値を得て、スペクトル変換コーティング層１０の光吸収率を向上させることができる。スペクトル変換コーティング層１０は、ブレード１２の熱量を冷却作動媒体特性波長帯放射Ｂの変換特性波長帯放射Ａにより多く変換し、冷却作動媒体噴流により吸収して奪うため、ブレード１２の伝熱温度差を増大させ、ブレイトンサイクルのタービン２の動作温度を向上させることにより、ブレイトンサイクルのシステム効率を向上させることができる。
【００５１】
図６〜図８に示すように、分布型反射層１０ｃは、分布型ブラッグ反射層（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇｒｅｆｌｅｃｔｏｒ、ＤＢＲ）であり、分布型反射層１０ｃは、ＧｅとＳｉＯ２、又はＧｅとＺｎＳで構成され、吸収空洞１０ｂはＳｉＯ２で構成され、黄金基層１０ａは金で構成される。吸収空洞１０ｂは、単層又は多層構造で構成されてよく、その長さがスペクトル変換コーティング層１０の吸収スペクトルの吸収ピーク値及び吸収ピーク幅に影響を与え、同時に分布型反射層１０ｃの層数ｎも吸収ピーク値及び対応する吸収ピーク幅に影響を与える。スペクトル変換コーティング層１０が動作するときに、黄金基層１０ａは、分布型反射層１０ｃと共に共振空洞を形成し、中間の吸収空洞１０ｂの長さが長ければ長いほど、吸収ピークが狭くなり、分布型反射層１０ｃの層数ｎも多くなり、吸収ピークが狭ければ狭いほど、放射エネルギーに対する吸収ピークの吸収率も低くなるため、分布型反射層１０ｃの層数ｎを多くすることができず、ｎは好ましくは１〜５である。なお、吸収空洞１０ｂの長さは、一般的に特性波長の整数倍であり、分布型反射層１０ｃと黄金基層１０ａの共振には、選択波長の作用がある。分布型反射層１０ｃの層数ｎ及び／又は吸収空洞１０ｂの長さを変更すれば、スペクトル変換コーティング層１０によって変換される変換特性波長帯放射Ａの波長帯を変更することができる。
【００５２】
もちろん、スペクトル変換コーティング層１０は、ブレイトンサイクル内の冷却強化を必要とするいずれの部品に用いることができ、タービン２に限定されない。例えば、スペクトル変換コーティング層１０は、熱源１の集熱空洞１ａに用いられる。具体的には、図９に示すように、熱源１は、集熱空洞１ａを含み、集熱空洞１ａの内面にスペクトル変換コーティング層１０が設置され、スペクトル変換コーティング層１０は、集熱空洞１ａの空洞によって吸収された放射エネルギーを変換特性波長帯放射Ａに変換して、サイクル作動媒体８によって強く吸収する。集熱空洞１ａの内面にも特性スペクトルコーティング層技術で集熱空洞１ａの放射伝熱効果を高め、集熱空洞１ａの温度が高すぎて集熱空洞１ａを焼損することを回避することにより、集熱空洞１ａの安全かつ効率的な運転を保証し、ブレイトンサイクルのシステム効率を向上させる。
【００５３】
実験検証により、入口温度が約１４００℃、ブレード１２の温度が約１４００℃のタービン２に対して、スペクトル変換コーティング層１０を用いると、約５０℃の仕事温度を向上させ、ブレイトンサイクルのシステム効率を１％〜２％向上させることができる。
【００５４】
（実施形態２）
本発明の実施形態２は、ブレイトンサイクルを提供し、実施形態２は、実施形態１をさらに改善するものであり、特に説明しない部分は、図面符号及び文字説明を含めて、いずれも実施形態１と同じであるため、ここで重複して説明しない。
【００５５】
実施形態２は、実施形態１に比べて、本発明の実施形態２では、図１０を参照すると、主に、ブレイトンサイクルを再圧縮ブレイトンサイクルとし、再圧縮ブレイトンサイクルは一部の圧縮仕事を多く消費することにより、蓄熱過程における不可逆的損失を大幅に減少させ、ブレイトンサイクルの循環効率を明らかに向上させるという点で改善される。  熱源１は、太陽光集光レンズフィールド１５を用いて集光加熱を行い、蓄熱器３は２つ設置され、それぞれ高温蓄熱器３ａと低温蓄熱器３ｂであり、圧縮機５も２つ設置され、それぞれ主圧縮機５ａと再圧縮機５ｂである。
【００５６】
具体的には、高温蓄熱器３ａの高温側入口３ａ１と高温側出口３ａ２は、それぞれタービン２の出口、低温蓄熱器３ｂの高温側入口３ｂ１と接続され、低温蓄熱器３ｂの高温側出口３ｂ２は、予冷器４の入口及び再圧縮機５ｂの入口のそれぞれと接続され、主圧縮機５ａの入口及び出口は、それぞれ予冷器４の出口、低温蓄熱器３ｂの低温側入口３ａ３と接続され、高温蓄熱器３ａの低温側入口３ａ１は、再圧縮機５ｂの出口及び低温蓄熱器３ｂの低温側出口３ｂ４のそれぞれと接続され、熱源１の入口、出口は、それぞれ高温蓄熱器３ａの低温側出口３ａ４、タービン２の入口と接続される。
【００５７】
動作時に、サイクル作動媒体８は、太陽光集光レンズフィールド１５による集光熱源１によって加熱された後、高温になり、タービン２に入って膨張して仕事をし、タービン２のブレード１２は噴流冷却と特性スペクトルコーティング層技術でブレード１２の安全動作を保証し、タービン２は軸７により発電機６を駆動して発電させる。仕事をしたサイクル作動媒体８は、高温蓄熱器３ａと低温蓄熱器３ｂにより熱量を回収し、高温の冷却作動媒体は低温蓄熱器３ｂに到達して凝縮し、かつ低温蓄熱器３ｂの液体出口から排出されてブレイトンサイクルを出る。
【００５８】
仕事をしたサイクル作動媒体８は、高温蓄熱器３ａと低温蓄熱器３ｂを順に流れて熱量を回収した後に分流し、一部のサイクル作動媒体８は、再圧縮機５ｂによって直接圧縮されて高温蓄熱器３ａに入り、他の一部のサイクル作動媒体８は、まず予冷器４によって冷却され、その後に主圧縮機５ａによって圧縮され、低温蓄熱器３ｂによって加熱された後、再圧縮機５ｂ及び低温蓄熱器３ｂから流出した二部分のサイクル作動媒体８は合流し、合流したサイクル作動媒体８は、高温蓄熱器３ａ、熱源１に順に入ってさらに高温まで加熱されて、熱サイクルが完了する。
【００５９】
なお、実際のブレイトンサイクルは、構造が複雑であり、再熱、蓄熱、再圧縮、一部冷却、中間冷却などの過程を含む可能性があり、本発明の実施例は、基本構造のみを説明する。
当業者であれば、上述した各実施形態では、読者が本願をよりよく理解するために多くの技術詳細を提供することを理解することができる。しかしながら、これらの技術詳細と上述した各実施形態に基づく様々な変更及び修正がなくても、本願の各請求項が保護を求めている技術手段を実質的に実現することができる。したがって、実際の応用では、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、形式及び詳細において上述した実施形態に対して様々な変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００６０】
１、熱源、１ａ、集熱空洞、２、タービン、３、蓄熱器、３ａ、高温蓄熱器、３ｂ、低温蓄熱器、３１、３ａ１、３ｂ１、高温側入口、３２、３ａ２、３ｂ２、高温側出口、３３、３ａ３、３ｂ３、低温側入口、３４、３ａ４、３ｂ４、低温側出口、４、予冷器、５、圧縮機、５ａ、主圧縮機、５ｂ、再圧縮機、６、発電機、７、軸、８、サイクル作動媒体、９、冷却作動媒体噴流ダイヤフラム層、１０、スペクトル変換コーティング層、１０ａ、黄金基層、１０ｂ、吸収空洞、１０ｃ、分布型反射層、１１、中間基層、１２、ブレード、１３、冷却作動媒体入口、１４、冷却作動媒体噴流口、１５、太陽光集光レンズフィールド、１６、回転部品、Ａ、変換特性波長帯放射、Ｂ、冷却作動媒体特性波長帯放射、Ｃ、サイクル作動媒体特性波長帯放射。
【図１】
2020133617.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2020133617.tif 000011
【図９】
2020133617.tif 000012
【図１０】
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