(57)【要約】【課題】複数のレトルトを均一に加熱することができる太陽熱マグネシウム還元炉を提供する。【解決手段】耐熱粒子を混合した気体１１を太陽光Ｌで加熱し、その気体１１を循環させた加熱室４内にレトルト１２を挿入して加熱するため、太陽光を利用して複数のレトルト１２を均一に加熱することができる。送風通路８の途中にバックアップ用のガスバーナー９が設けられているため、夜間や雨天でもマグネシウムの還元作業を行うことができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘリオスタットにより反射された太陽光が入光する耐熱性の透明窓が上部に形成され且つ複数のレトルトの加熱部を挿入可能な加熱室と、
加熱室に耐熱粒子混合の気体を循環可能な送風通路と、
送風通路の途中に設けられた耐熱送風手段とを備えることを特徴とする太陽熱マグネシウム還元炉。
【請求項２】
送風通路の途中にバックアップ用の加熱手段が設けられたことを特徴とする請求項１記載の太陽熱マグネシウム還元炉。
【請求項３】
耐熱粒子が炭化ケイ素粒子であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の太陽熱マグネシウム還元炉。
【請求項４】
加熱室に循環される気体が不活性ガスであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽熱マグネシウム還元炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽熱マグネシウム還元炉に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
環境に負荷を与えることのないクリーンエネルギーとしての太陽光を集光し、その集光した太陽光を熱エネルギーに変換することで非常に高い温度を作り出し、高温の反応環境が必要とされる所定の反応物の化学反応を進行させる太陽熱反応炉が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方でマグネシウム金属を利用したマグネシウム電池が知られている。マグネシウム金属を負極として電解液中に浸漬させることにより起電力を発生させる一次電池である。このマグネシウム電池では使用後に不溶酸化物（水酸化マグネシウム）が生じる。その不溶酸化物を太陽熱により還元して再度マグネシウム金属に復元することで電池として繰り返し利用することが望まれている。
【０００４】
酸化物の還元にはレトルトという筒型の鋼製容器が使用される。このレトルト内にマグネシウムの酸化物と還元剤とを入れて高温（約１２００℃）に加熱することにより還元されて、マグネシウムだけが気化してレトルトの一端の冷却部に凝固し回収される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０-１４４９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来の技術にあっては、太陽光を直接レトルトに当てて加熱する場合一度に多くのレトルトを加熱することができない。つまり太陽光を当てたレトルトの裏は影になり、そこにレトルトを配置できないからである。また複数のレトルトを均一に加熱することができない。
【０００７】
本発明は、このような従来の技術に着目してなされたものであり、複数のレトルトを均一に加熱することができる太陽熱マグネシウム還元炉を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、ヘリオスタットにより反射された太陽光が入光する耐熱性の透明窓が上部に形成され且つ複数のレトルトの加熱部を挿入可能な加熱室と、加熱室に耐熱粒子混合の気体を循環可能な送風通路と、送風通路の途中に設けられた耐熱送風手段とから成ることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、送風通路の途中にバックアップ用の加熱手段が設けられたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、耐熱粒子が炭化ケイ素粒子であることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、加熱室に循環される気体が不活性ガスであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、耐熱粒子を混合した気体を太陽光で加熱し、その気体を循環させた加熱室内にレトルトを挿入して加熱するため、太陽熱を利用して複数のレトルトを均一に加熱することができる。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、送風通路の途中にバックアップ用の加熱手段が設けられているため、夜間や雨天でもマグネシウムの還元作業を行うことができる。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、耐熱粒子が炭化ケイ素粒子であるため、加熱室内を１５００℃程度の高温雰囲気にすることができる。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、加熱室に循環される気体が不活性ガスであるため、気体が接する設備の金属を酸化させない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る太陽熱マグネシウム還元炉を示す断面図。
【図２】太陽熱マグネシウム還元炉を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１及び図２は本発明の好適な実施形態を示す図である。
【００１８】
ビームダウン式の太陽集光装置の場合上から下向きに太陽光が集光する。その集光点付近に太陽熱マグネシウム還元炉１が設置されている。太陽熱マグネシウム還元炉１は矩形状で、その上部に円形の開口２が形成されている。
【００１９】
開口２上部には筒型集光鏡３が設置されている。筒型集光鏡３は上部開口よりも下部開口の方が小さく且つ内面が鏡面とされた構造をしている。この筒型集光鏡３内に太陽光Ｌが取り入れられる。
【００２０】
太陽熱マグネシウム還元炉１内には基本的に矩形の加熱室４が形成されている。この加熱室４の底部はロート状に傾斜している。加熱室４は上部が開口２に対応する円形の透明窓５となっている。この透明窓５は耐熱性を有する石英硝子製で二重に形成されており、その間の空間を冷却空気が循環するようになっている。
【００２１】
加熱室４の内壁は耐熱レンガ６で形成され、その外側は断熱材料７にて形成されている。加熱室４の上部と底部との間には送風通路８が形成されている。送風通路８の途中には耐熱ファン装置（耐熱送風手段）１０とガスバーナー（加熱手段）９が設けられている。
【００２２】
この送風通路８及び加熱室４には、耐熱粒子（炭化ケイ素）を混合した窒素ガス（不活性ガス）１１が循環される。
【００２３】
太陽熱マグネシウム還元炉１には側面から６本のレトルト１２が挿入できるようになっている。レトルト１２は先端側の主要部が加熱部１３で、基端側が冷却部１４である。冷却部１４は加熱室４内に挿入されず水冷等により冷却される。レトルト１２内には酸化マグネシウムと還元剤が入れられている。
【００２４】
耐熱粒子が混合された窒素ガス１１は加熱室４内で下から上向きに循環する。その上向きに循環する耐熱粒子に対して透明窓５から入射した太陽光Ｌが当たり、耐熱粒子が太陽光Ｌのエネルギーを吸収して加熱され第２の熱源となる。そのためその耐熱粒子の周囲の窒素ガス１１も高温化する。１２００℃程度まで加熱される。
【００２５】
６本のレトルト１２は高温で循環する窒素ガス１１内に臨まされているため、全体が均一に加熱される。従ってレトルト１２の加熱部１３内で酸化マグネシウムは還元されて金属マグネシウムとして気化し、基端側の冷却部１４で凝固して金属マグネシウムに戻る。耐熱粒子が炭化ケイ素粒子であるため、加熱室４内を必要に応じて高温雰囲気（最高１５００℃程度まで）にすることができる。
【００２６】
雨天など太陽光Ｌがない場合は、バックアップ用のガスバーナー９で窒素ガス１１を加熱する。加熱室４に循環される気体が窒素ガス（不活性ガス）１１であるため、気体が接する設備の金属を酸化させない。
【符号の説明】
【００２７】
１  太陽熱マグネシウム還元炉
４  加熱室
８  送風通路
９  ガスバーナー（加熱手段）
１０  耐熱ファン装置（耐熱送風手段）
１１  窒素ガス（不活性ガス）
１２  レトルト
Ｌ  太陽光
【図１】
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【図２】
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