(57)【要約】【課題】熱エネルギー回収効率の向上を図ることが可能な太陽熱受熱器及びこれを備えた集熱設備を提供する。【解決手段】開口部３５を有するケーシング３１と、開口部３５から入射する太陽熱Ｈが照射され、内部を流通する空気Ａを加熱させる受熱管２８とを備え、受熱管２８は、ケーシング３１の内部に配されて、開口部３５から入射した太陽熱Ｈが照射される本管部２１と、開口部３５の外縁に配された開口受熱部２７とを有し、開口受熱部２７は開口部３５の外縁に沿って渦状に形成されている渦巻管であることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有するケーシングと、
前記開口部から入射する太陽熱が照射され、内部を流通する媒体を加熱させる受熱管とを備え、
前記受熱管は、前記ケーシングの内部に配されて、前記開口部から入射した太陽熱が照射される本管部と、
前記開口部の外縁に配された開口受熱部とを有することを特徴とする太陽熱受熱器。
【請求項２】
前記開口受熱部は、前記開口部の外縁に沿って渦状に形成されている渦巻管であることを特徴とする請求項１に記載の太陽熱受熱器。
【請求項３】
前記開口受熱部は、前記渦巻管において前記開口部の径方向内側から前記媒体が流入し、径方向外側から前記媒体が流出することを特徴とする請求項２に記載の太陽熱受熱器。
【請求項４】
前記渦巻管は、前記開口部の径方向内側に比べて径方向外側の方が、管径が大きくなっていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の太陽熱受熱器。
【請求項５】
前記開口受熱部は、前記開口部の外縁に沿って環状に形成されている第一環状管と、
前記第一環状管よりも前記開口部の径方向内側に配置されて、環状に形成されている第二環状管とが並列に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の太陽熱受熱器。
【請求項６】
前記開口受熱部は、前記第二環状管における前記媒体の流量が、前記第一環状管における前記媒体の流量よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項５に記載の太陽熱受熱器。
【請求項７】
前記受熱管は、前記本管部と前記開口受熱部とが直列に接続されており、前記媒体が前記開口受熱部から流入して、前記本管部から流出することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の太陽熱受熱器。
【請求項８】
前記受熱管は、前記本管部と前記開口受熱部とが、伸縮可能な接続部材を介して接続されていることを特徴とする請求項７に記載の太陽熱受熱器。
【請求項９】
前記受熱管は、前記本管部と前記開口受熱部とが並列に設けられており、前記媒体が、前記本管部と前記開口受熱部とのそれぞれに流入して流出することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の太陽熱受熱器。
【請求項１０】
前記受熱管は、内側にフィンが形成されているフィンチューブよりなることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の太陽熱受熱器。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の太陽熱受熱器と、
太陽熱を反射して前記太陽熱受熱器に太陽熱を照射する複数のヘリオスタットとを備えることを特徴とする集熱設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光を集光して熱エネルギーを得て、この熱エネルギーを熱媒体に伝達する太陽熱受熱器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境にやさしいクリーンなエネルギーとして、太陽光を集光して得られる熱エネルギーを利用した種々の装置が開発されている。このような装置においては、太陽光から得た熱エネルギーを、例えばガスタービン等を用いて電気エネルギーに変換することによって発電を行なう。
【０００３】
そしてこのような装置として、反射鏡よりなる複数のヘリオスタットによって太陽光を反射して、タワーに設置された受熱器に太陽光を集中照射し、パイプ内を流れる空気やオイル等の熱媒体を加熱して熱エネルギーを得るタワー式の集熱設備が知られており、その一例が特許文献１に開示されている。なお、特許文献１の受熱器は、受熱器内の温度をサーモグラフィーによって監視して、この温度データに基づいてヘリオスタットの角度を高精度に補正し、受熱器内部の受熱管の一部に集中的に太陽光が照射されて受熱管の溶損・変形が発生してしまうことを防止するものである。
【０００４】
ここで、受熱器においては、ヘリオスタットからの太陽熱を受熱器の内部へ入射させる受熱器ケーシングの開口部については、開口径が比較的小さく形成されており、この開口部から入熱した太陽熱が、受熱器ケーシングの外部へ放熱してしまうことを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１６３５９４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、受熱器ケーシングの開口部の開口径が比較的小さく形成されていることによって、太陽熱の一部が開口部を通じて受熱器ケーシングの内部へ入射されず、開口部の外縁に照射されてしまい、受熱器ケーシングを加熱することで熱エネルギーの一部を消費してしまうため、熱エネルギーの回収効率が低下してしまうことが懸念されていた。
【０００７】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、熱エネルギー回収効率の向上を図ることが可能な太陽熱受熱器及びこれを備えた集熱設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。
即ち、本発明に係る太陽熱受熱器は、開口部を有するケーシングと、前記開口部から入射する太陽熱が照射され、内部を流通する媒体を加熱させる受熱管とを備え、前記受熱管は、前記ケーシングの内部に配されて、前記開口部から入射した太陽熱が照射される本管部と、前記開口部の外縁に配された開口受熱部とを有することを特徴とする。
【０００９】
このような太陽熱受熱器によると、受熱管の本管部を流通する媒体がケーシング内部へ入射した太陽熱を回収するとともに、開口受熱部を流通する媒体が、開口部から漏れて開口部外縁に照射された太陽熱を回収することができる。
【００１０】
また、前記開口受熱部は、前記開口部の外縁に沿って渦状に形成されている渦巻管であってもよい。
【００１１】
このような渦巻管によって、開口部から漏れて外縁に照射される太陽熱を確実に回収でき、熱エネルギーの回収効率を向上することができる。
【００１２】
さらに、前記開口受熱部は、前記渦巻管において前記開口部の径方向内側から前記媒体が流入し、径方向外側から前記媒体が流出してもよい。
【００１３】
開口部においては、径方向内側の方が径方向外側と比較して、入射する太陽熱の熱流束密度が高くなっている。渦巻管の径方向内側から媒体を流入させることによって、より温度の低い状態の媒体を径方向内側に流通させることができ、さらに効率的に熱エネルギーの回収が可能となる。
【００１４】
また、前記渦巻管は、前記開口部の径方向内側に比べて径方向外側の方が、管径が大きくなっていてもよい。
【００１５】
渦巻管の管径が径方向外側で大きく、径方向内側で小さくなっていることにより、径方向内側を流通する媒体は径方向外側を流通する時と比較して流速を大きくすることができる。従って入射する太陽熱の熱流束密度が高い径方向内側において、熱伝達率を向上することが可能となり、より効率的に熱エネルギーの回収ができる。
【００１６】
さらに、前記開口受熱部は、前記開口部の外縁に沿って環状に形成されている第一環状管と、前記第一環状管よりも前記開口部の径方向内側に配置されて、環状に形成されている第二環状管とが並列に設けられていてもよい。
【００１７】
このように第一環状管と第二環状管とを別々に独立して設けることによって、開口部の径方向の位置によって異なる太陽熱の熱流束密度に応じて、それぞれを流通する媒体の流速や流量を任意に選択し、熱伝達率の向上を図ることができる。従って、さらなる熱エネルギーの回収効率の向上が可能となる。
【００１８】
また、前記開口受熱部は、前記第二環状管における前記媒体の流量が、前記第一環状管における前記媒体の流量よりも大きく設定されていてもよい。
【００１９】
第二環状管における前記媒体の流量を大きくすることによって、入射する太陽熱の熱流束密度が高い開口部の径方向内側へ大流量で媒体を流通させることができ、熱伝達率の向上を図り、熱エネルギーの回収効率をさらに向上することができる。
【００２０】
さらに、前記受熱管は、前記本管部と前記開口受熱部とが直列に接続されており、前記媒体が前記開口受熱部から流入して、前記本管部から流出してもよい。
【００２１】
このように、本管部と開口受熱部とを直列接続することによって、受熱管への媒体を流通させる構造を複雑化することなく、熱エネルギーの回収が可能となる。
【００２２】
また、前記受熱管は、前記本管部と前記開口受熱部とが、伸縮可能な接続部材を介して接続されていてもよい。
【００２３】
このような接続部材を用いることで、太陽熱の照射による受熱器の熱変形等によって、本管部と開口受熱部との位置関係が変化した場合にも、本管部と開口受熱部との接続状態を維持することができる。
【００２４】
さらに、前記受熱管は、前記本管部と前記開口受熱部とが並列に設けられており、前記媒体が、前記本管部と前記開口受熱部とのそれぞれに流入して流出してもよい。
【００２５】
本管部及び開口受熱部へ媒体をそれぞれ独立に流通させることによって、本管部と開口受熱部とで異なる太陽熱の熱流束密度に応じて、それぞれを流通する媒体の流速や流量を任意に選択して、熱伝達率の向上を図ることができる。従って、さらなる熱エネルギーの回収効率の向上が可能となる。
【００２６】
また、前記受熱管は、内側にフィンが形成されているフィンチューブよりなっていてもよい。
【００２７】
フィンチューブによって、媒体と受熱管との間の接触面積を増大させることができ、受熱管における熱伝達率をさらに向上できる。
【００２８】
さらに、本発明に係る集熱設備は、上記の太陽熱受熱器と、太陽熱を反射して前記太陽熱受熱器に太陽熱を照射する複数のヘリオスタットとを備えることを特徴とする。
【００２９】
このような集熱設備によると、太陽熱受熱器において、開口受熱部を流通する媒体が、ヘリオスタットによって照射された太陽熱のうち開口部から入射されずに開口部外縁に照射された分の太陽熱を回収することができ、熱エネルギーの回収効率を向上することが可能となる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の太陽熱受熱器及び集熱設備によると、開口部外縁に照射された太陽熱を回収して、熱エネルギーの回収効率を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第一実施形態に係る集熱設備の全体概要図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る集熱設備に関し、受熱器の側面図を示すものである。
【図３】本発明の第一実施形態に係る集熱設備に関し、受熱器の正面図を示すものである。
【図４】本発明の第一実施形態に係る集熱設備に関し、受熱器の上面図を示すものである。
【図５】本発明の第二実施形態に係る集熱設備に関し、受熱器の要部の正面図を示すものである。
【図６】本発明の第三実施形態に係る集熱設備に関し、受熱器の要部の正面図を示すものである。
【図７】本発明の第四実施形態に係る集熱設備に関し、受熱器の正面図を示すものである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の第一実施形態に係る集熱設備１について説明する。
図１に示すように、本実施形態の集熱設備１は、圧縮機（不図示）と、受熱器（太陽熱受熱器）２０で加熱された媒体である空気Ａを圧縮機へ供給することでガスタービン２を駆動して、ガスタービン２に接続された発電機（不図示）によって発電する太陽熱発電設備である。即ちここでは、受熱器２０からの熱エネルギーをガスタービン２によって電気エネルギーへ変換している。
【００３３】
そしてこの集熱設備１は、太陽熱Ｈが照射される受熱器２０と、地上Ｇから立設されて受熱器２０が上部に固定されるタワー３と、太陽光を反射して受熱器２０に太陽熱Ｈを照射する複数のヘリオスタット１０とを備えている。
【００３４】
ヘリオスタット１０は、太陽光を反射する反射鏡１１と、反射鏡１１を支持する支持脚１２とを有している。複数のヘリオスタット１０はヘリオスタットフィールドＦ上に点在しており、南側（図１の紙面左側）を頂点として北側（図１の紙面右側）に向かって全体が扇形をなすように配置されている。
【００３５】
タワー３は、扇形をなすヘリオスタットフィールドＦの南側において、地上Ｇから上方へ向かって立設される支持構造物であり、上方には受熱器２０が固定されている。
【００３６】
次に、受熱器２０について詳細を説明する。
受熱器２０は、タワー３の上部において、タワー３の北側向く面に固定されている。なお本実施形態では、ガスタービン２がタワー３の上部に設置されており、受熱器２０とガスタービン２とが接続されている。
【００３７】
また、図２から図４に示すように、この受熱器２０は、開口部３５を有するケーシング３１と、ケーシング３１内部に設けられて本管部２１と開口受熱部２７とを有する受熱管２８と、これら本管部２１と開口受熱部２７とを接続する接続管（接続部材）３７と、受熱管２８へ空気Ａを流入させる入口配管２５と、受熱管２８から空気Ａを流出させる出口配管２６とを備えている。
【００３８】
ケーシング３１は、上方から見た場合に略扇形状をなして上下方向に延びる箱状の部材である。具体的には、最も上方の配置される天板３２と、側周を覆う側板３３、３３Ｓと、扇形のケーシング３１の頂点側における下方で、上方から下方に向かうに従って北側から南側へ傾斜する傾斜板３４と、ケーシング３１の最も下方に配置される天板３２に平行な底板３６とによって箱状に形成され、内部に空間Ｓが形成されている。
【００３９】
さらに、傾斜板３４には、ケーシング３１内にヘリオスタット１０からの太陽熱Ｈを導くための円形の開口部３５が形成されており、この開口部３５が北側、即ち、ヘリオスタットフィールドＦ側に配置されるように、扇形のケーシング３１の弧側に位置する側板３３Ｓがタワー３の北側を向く面上に固定されている。
【００４０】
受熱管２８は、ケーシング３１の内部に形成された上記空間Ｓに配置される本管部２１と、開口部３５の外縁に配置された開口受熱部２７とを有している。
【００４１】
本管部２１は、空間Ｓの下部に配置される下部ヘッダ２２と、空間Ｓの上部に配置される上部ヘッダ２３と、これらを接続する鉛直管２４とを有している。
【００４２】
下部ヘッダ２２は、空間Ｓの下部で、ケーシング３１の弧側に位置する側板３３Ｓに沿って水平方向に円弧状に延在する管部材である。
【００４３】
上部ヘッダ２３は、空間Ｓの上部で、下部ヘッダ２２と同様にケーシング３１の弧側に位置する側板３３Ｓに沿って水平方向に円弧状に延在する管部材である。
【００４４】
鉛直管２４は、上下方向に延在する複数の配管が、ケーシング３１の弧側に位置する側板３３Ｓに沿って、上下方向から見た場合に円弧状に配列された管部材であり、下部ヘッダ２２と上部ヘッダ２３とを接続して内部に空気Ａを流通可能としている。そしてこの鉛直管２４は、開口部３５からケーシング３１の内部へ入射された太陽熱Ｈが照射されるものである。
【００４５】
開口受熱部２７は、開口部３５の外縁に沿って設けられる管部材であって、ケーシング３１の外側から見た場合には、開口部３５の径方向内側から径方向外側に向かうに従って時計回りに二周分渦巻状に形成される渦巻管となっている。
【００４６】
入口配管２５は、開口受熱部２７の径方向内側の端部に接続される管部材であり、この入口配管２５を通じて、開口受熱部２７へ空気Ａが流入可能とされている。
【００４７】
接続管３７は、本管部２１と開口受熱部２７との間に配され、これらを接続する管部材である。即ち、接続管３７の一端３７ａが開口受熱部２７の径方向外側の端部に接続され、接続管３７の他端３７ｂは下部ヘッダ２２に下方から接続されている。このようにして空気Ａが開口受熱部２７を流通した後に、下部ヘッダ２２を介して鉛直管２４へ流通可能となっており、まず最初に開口受熱部２７に空気Ａが流通した後に、続いて本管部２１を流通するように直列に構成されている。
【００４８】
出口配管２６は、上部ヘッダ２３から上方に延びるように接続される管部材であって、本管部２１を流通した空気Ａをガスタービン２の圧縮機へ流入可能とするものである。
【００４９】
また、この接続管３７は一端３７ａと他端３７ｂとの間にジャバラ部３８が設けられて、伸縮及び上下左右の動作が可能となっている。
【００５０】
このような集熱設備１においては、ヘリオスタット１０で反射された太陽光によって、太陽熱Ｈが受熱器２０へ照射される。この際、開口部３５を通じてケーシング３１の内部へ入射された太陽熱Ｈは本管部２１における鉛直管２４へ照射され、鉛直管２４を流通する空気Ａがこの太陽熱Ｈの熱エネルギー回収する。
【００５１】
さらに、受熱器２０へ照射された太陽熱Ｈは、全てがケーシング３１の内部へは入射されずに、一部が開口部３５から漏れて、開口部３５の外縁に照射されることになる。この点、本実施形態ではこの開口部３５の外縁に沿って渦巻状に形成される開口受熱部２７が設けられているため、ケーシング３１に太陽熱Ｈが照射されてケーシング３１の温度上昇のために熱エネルギーを消費してしまうことなく、開口受熱部２７を流通する空気Ａがこの熱エネルギーを回収することができる。また、このように開口部３５外縁の熱エネルギーを確実に回収することによって、開口部３５の外縁におけるケーシング３１が熱による損傷を受けてしまうことを防止できる。
【００５２】
また、開口部３５においては、開口部３５の径方向内側へ入射される太陽熱Ｈの熱流束密度の方が、径方向外側へ入射される太陽熱Ｈの熱流束密度より大きくなっている。この点、本実施形態では、開口受熱部２７は渦巻管となっており、開口部３５の径方向内側から径方向外側に向かって空気Ａが流通可能とされている。このため、熱エネルギーを回収する前の温度の低い空気Ａが、熱流束密度のより高い径方向内側に最初に流通することとなり、効率的に熱エネルギーを回収することができる。
【００５３】
さらに、受熱管２８へ流入した空気Ａは、開口受熱部２７で開口部３５の外縁に照射された太陽熱Ｈの熱エネルギーを回収した後に本管部２１へ流入する。そしてこの空気Ａは、本管部２１においてケーシング３１内部に入射された太陽熱Ｈの熱エネルギーを回収して、出口配管２６よりガスタービン２へ流入する。このように、本管部２１と開口受熱部２７とは接続管３７によって直列に接続されているため、複雑な構造を別途設ける必要は無く、一連の流れで受熱器２０へ照射された太陽熱Ｈの熱エネルギーを確実に回収することができる。
【００５４】
また、接続管３７にはジャバラ部３８が設けられているため、集熱設備１が稼動して、熱伸び等によって開口受熱部２７と本管部２１との位置関係が相対的に変化した場合においても、この熱伸びに追従して接続管３７が自由動作が可能となるため、受熱器２０の損傷等を防止することができる。
【００５５】
本実施形態の集熱設備１によると、また受熱器２０の熱伸び等による損傷を防止しながら、本管部２１と開口受熱部２７とを直列に接続した簡易な構成を用いて、ケーシング３１内部へ入射された太陽熱Ｈに加えて、開口部３５外縁に照射された太陽熱Ｈの熱エネルギーを回収することができ、熱エネルギーの回収効率を向上することが可能となる。
【００５６】
なお、本実施形態では、渦巻管の径方向内側の端部から空気Ａが流入して径方向外側から流出する場合について説明したが、逆に、径方向外側から流入して径方向内側から流出してもよい。
【００５７】
また空気Ａは、開口受熱部２７を流通した後に本管部２１を流通するように構成されているが、その逆であってもよく、本管部２１を流通した後に開口受熱部２７を流通するように構成してもよい。
【００５８】
次に本発明の第二実施形態に係る集熱設備１について説明する。
なお、第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
図５に示すように、本実施形態では受熱器４０における開口受熱部４７の形状が第一実施形態のものとは異なっている。
【００５９】
開口受熱部４７は、開口部３５の外縁に沿って設けられる管部材であって、ケーシング３１の外側から見た場合には、開口部３５の径方向内側から径方向外側に向かうに従って時計回りに二周分渦巻状に形成される渦巻管となっている。さらにこの渦巻管においては、径方向外側における管径と比較して径方向内側における管径の方が大きくなっている。
【００６０】
このような集熱設備１においては、開口受熱部４７の径方向内側から径方向外側へ向かって空気Ａが流通する。この際、径方向内側の方が管径が小さく設定されているため、径方向外側と比較して径方向内側を流通する空気Ａの流速が大きくなる。ここで、開口部３５の径方向内側へ入射される太陽熱Ｈの熱流束密度の方が、径方向外側へ入射される太陽熱Ｈの熱流束密度より大きくなっているが、径方向内側で流速を大きくすることによって径方向内側での熱伝達率を向上でき、確実に熱エネルギーの回収が可能となる。
【００６１】
本実施形態の集熱設備１によると、開口受熱部４７の管径が開口部３５の径方向内側で小さく設定されていることによって、開口部３５外縁に照射された太陽熱Ｈの熱エネルギーをさらに効率的に回収することができ、熱エネルギーのさらなる回収効率の向上を図ることが可能となる。
【００６２】
次に本発明の第三実施形態に係る集熱設備１について説明する。
なお、第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
図６に示すように、本実施形態では受熱器５０における開口受熱部５７の形状と、入口配管５５、及び接続管５３の構成が第一実施形態及び第二実施形態のものとは異なっている。
【００６３】
開口受熱部５７は、開口部３５の外縁に沿って環状に形成されている第一環状管５１と、第一環状管５１よりも開口部３５の径方向内側に配されて、環状に形成されている第二環状管５２とを有している。
【００６４】
第一環状管５１は、開口部３５の外縁に沿ってちょうど一周分、環状に形成される管部材である。
【００６５】
第二環状管５２は、第一環状管５１と同様に開口部３５の外縁に沿ってちょうど一周分、環状に形成される管部材であり、第一環状管５１よりも開口部３５の径方向内側に配置されている。
【００６６】
入口配管５５は、第一環状管５１の一端５１ａに接続される第一入口配管５５ａと、第二環状管５２の一端５２ａに接続される第二入口配管５５ｂとを有している。
【００６７】
第一入口配管５５ａは、第一環状管５１の一端５１ａに接続され、第一環状管５１へ空気Ａを流入させるものである。
【００６８】
第二入口配管５５ｂは、第一入口配管５５ａと同様に第二環状管５２の一端５２ａに接続され、第二環状管５２へ空気Ａを流入させるものである。さらに、第二入口配管５５ｂへの空気Ａの流入量は、第一入口配管５５ａへの空気Ａの流量と比較して大きく設定されている。
【００６９】
接続管５３は、第一環状管５１の他端５１ｂに接続される第一接続管５３ａと、第二環状管５２の他端５２ｂに接続される第二接続管５３ｂとを有している。
【００７０】
第一接続管５３ａは、第一環状管５１の他端５１ｂに接続され、第一環状管５１を流通した空気Ａが本管部２１へ向かって流出可能とするものである。
【００７１】
第二接続管５３ｂは、第二環状管５２の他端５２ｂに接続され、第二環状管５２を流通した空気Ａが本管部２１へ向かって流出可能とするものである。
【００７２】
このような集熱設備１においては、開口受熱部５７の第一環状管５１と第二環状管５２とが独立に、即ち並列に設けられており、開口部３５の径方向の位置によって異なる熱流束密度に応じて、第一環状管５１と第二環状管５２それぞれを流通する空気Ａの流速や流量を容易に選択することが可能となる。そして本実施形態では、径方向内側に配置される第二環状管５２への空気Ａの流量が大きく設定されているため、太陽熱Ｈの熱流束密度がさらに大きい開口部３５の径方向内側でより多くの熱エネルギーの回収が可能となる。
【００７３】
本実施形態の集熱設備１によると、開口受熱部５７が第一環状管５１と第二環状管５２を有することによって、並列に空気Ａを流通させることができ、さらなる熱エネルギーの回収効率の向上を図ることが可能となる。
【００７４】
なお、第一接続管５３ａと第二接続管５３ｂとは、下部ヘッダ２２へそれぞれ別々に接続されてもよいし、下部ヘッダ２２の手前で合流した後に下部ヘッダ２２へ下方から接続されて、本管部２１へ空気Ａを流入可能としてもよい。
【００７５】
また、熱伸び時に受熱器５０の損傷を回避するように、第一実施形態と同様にジャバラ部３８を設けてもよい。
【００７６】
さらに、第一環状管５１と第二環状管５２それぞれを流通する空気Ａの流速や流量は、開口部３５の径方向の位置によって異なる熱流束密度に応じて、適宜変更可能である。
【００７７】
次に本発明の第四実施形態に係る集熱設備１について説明する。
なお、第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
図７に示すように、本実施形態では受熱器６０における入口配管６５及び出口配管６６の構成が第一実施形態とは異なっており、接続管３７は設けられていない。
【００７８】
即ち、受熱器６０は、開口部３５を有するケーシング３１と、ケーシング３１内部に設けられる受熱管２８と、受熱管２８へ空気Ａを流入させる入口配管６５と、受熱管２８から空気Ａを流出させる出口配管６６とを備えている。
【００７９】
入口配管６５は、開口受熱部２７に接続される第一入口配管６５ａと、本管部２１に接続される第二入口配管６５ｂとを有している。
【００８０】
第一入口配管６５ａは、開口受熱部２７の渦巻管において径方向内側の端部に接続される管部材であり、この第一入口配管６５ａを通じて、開口受熱部２７へ空気Ａが流入可能とされている。
【００８１】
第二入口配管６５ｂは、本管部２１の下部ヘッダ２２に下方から接続される管部材であり、この第二入口配管６５ｂを通じて、開口受熱部２７へ空気Ａが流入可能とされている。
【００８２】
出口配管６６は、開口受熱部２７に接続される第一出口配管６６ａと、本管部２１に接続される第二出口配管６６ｂとを有している。
【００８３】
第一出口配管６６ａは、開口受熱部２７の渦巻管において径方向外側の端部に接続される管部材であり、開口受熱部２７を流通した空気Ａをガスタービン２の圧縮機へ流入可能とするものである。
【００８４】
第二出口配管６６ｂは、上部ヘッダ２３から上方に延びるように接続される管部材であって、本管部２１を流通した空気Ａをガスタービン２の圧縮機へ流入可能とするものである。
【００８５】
このような集熱設備１においては、本管部２１と開口受熱管２８とにそれぞれ空気Ａが独立に流入して流出する。即ち、本管部２１と開口受熱管２８とが並列に設けられているため、本管部２１と開口受熱管２８とで熱流束密度の差異に応じて、本管部２１及び開口受熱管２８のそれぞれを流通する空気Ａの流量や流速を容易に選択することができる。従って、より効率的な熱エネルギーの回収が可能となる。
【００８６】
本実施形態の集熱設備１によると、本管部２１と開口受熱管２８とが並列に設けられていることによって、本管部２１と開口受熱部２７へ並列に空気Ａを流通させることが可能となり、さらなる熱エネルギーの回収効率の向上を図ることが可能となる。
【００８７】
なお、本実施形態の開口受熱部２７は、第一実施形態と同様な渦巻管として説明したが、例えば第二実施形態のような渦巻管であってもよいし、第三実施形態のような第一環状管５１及び第二環状管５２を有する開口受熱部５７であってもよい。
【００８８】
以上、本発明の実施形態についての詳細説明を行なったが、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内において、多少の設計変更も可能である。
例えば、鉛直管２４、開口受熱部２７、４７、５７においてはそれぞれを構成する管材が、内側にフィンが形成されているフィンチューブよりなっていてもよい。
【００８９】
さらに上述の実施形態では、開口受熱部２７、４７、５７は、渦巻管や、第一環状管５１及び第二環状管５２からなるものを用いているが、このような形状に限定されず、開口部３５の外縁に取付可能な形状であればよい。
【００９０】
また、ケーシング３１の開口部３５を鉛直向きに形成し、受熱器２０、４０、５０、６０及びタワー３を中心とした環状に複数のヘリオスタット１０を配置して、ヘリオスタットフィールドＦを形成してもよい。
【００９１】
さらに、上述の実施形態においては媒体は空気Ａとして説明したが、例えばオイルであってもよく、熱エネルギーを回収して高温となったオイルによって蒸気を生成して蒸気タービンを駆動し、発電を行なうことも可能である。また、回収した熱エネルギーを化学プラント等における反応器等の加熱源等に利用してもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１…集熱設備  ２…ガスタービン  ３…タワー  １０…ヘリオスタット  １１…反射鏡  １２…支持脚  ２０…受熱器（太陽熱受熱器）  ２１…本管部  ２２…下部ヘッダ  ２３…上部ヘッダ  ２４…鉛直管  ２５…入口配管  ２６…出口配管  ２７…開口受熱部  ２８…受熱管  ３１…ケーシング  ３２…天板  ３３、３３Ｓ…側板  ３４…傾斜板  ３５…開口部  ３６…底板  ３７…接続管（接続部材）  ３７ａ…一端  ３７ｂ…他端  ３８…ジャバラ部  ４０…受熱器  ４７…開口受熱部  ５０…受熱器  ５１…第一環状管  ５２…第二環状管  ５１ａ…一端  ５１ｂ…他端  ５２ａ…一端  ５２ｂ…他端  ５３…接続管  ５３ａ…第一接続管  ５３ｂ…第二接続管  ５５…入口配管  ５５ａ…第一入口配管  ５５ｂ…第二入口配管  ５７…開口受熱部  ６０…受熱器  ６５…入口配管  ６５ａ…第一入口配管  ６５ｂ…第二入口配管  ６６…出口配管  ６６ａ…第一出口配管  ６６ｂ…第二出口配管  Ｈ…太陽熱  Ｆ…ヘリオスタットフィールド  Ｇ…地上  Ｓ…空間  Ａ…空気（媒体）
【図１】
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【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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