[发明专利]用于吸气材料或填充有吸气材料的容器的保持装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在太阳能收集系统中使用的吸气材料或以吸 气材料填充的容器的保持装置，并且涉及一种在太阳能收集系统中使 用的管式辐射收集器，该管式辐射收集器包括用于引导和加热载热介 质的金属管、和围绕金属管以便在其间形成环形空间的外壳管。

背景技术

由于诸如不可再生资源迅速开发的原因，对环境无害的能源的需 求和向社区和工厂局部提供能量的优点导致对太阳能系统和在此改进 的兴趣持续地提高。连续的研究提高了逐渐变得更具成本效益的太阳 能系统的效率，这使太阳能系统成为不可再生能源真正的替代者。

一种太阳能收集器系统的特殊类型是“聚焦型收集器”类型，该 类型利用镜面或透镜将包括在日光中的太阳辐射集中在较小的区域 上，从而使日光可用于提供电能。在该系统中，通常为抛物线状的反 射体接收、发射入射的太阳辐射并将该入射的太阳辐射集中到管式辐 射吸收器上。管式辐射吸收器通常包括中心金属管，该中心金属管由 外壳管同心地围绕，以在该金属管与外壳管之间限定环形空间，从而 限制热损失。

为了进一步使通过对流和传导的热损失最小化，并且为了提高太 阳辐射收集效率，将环形空间抽空到非常低的压力，这导致通过环形 空间的热传导明显减少。

金属管设置有具有大的太阳辐射吸收系数的涂层，以使由反射体 反射的太阳辐射给予的能量传递最小化。出于实际考虑通常为诸如油 的液体的传热介质引导在金属管内，并传递至将该传热介质用于提供 电能的蒸发过程。

在太阳能收集器固有的高温状态下，传热介质释放一定量的氢。 释放的氢的量随传热介质老化而增大。作为这样一种小原子释放的的 氢可渗过金属管的壁并进入金属管与玻璃的外壳管之间的环形空间。 由于该情形降低真空度，从而允许通过对流和传导从金属管进行热损 失，所以这是不合需要的。因此，关键的是去除该氢，以保持聚焦型 太阳能收集器的效率。

一种从环形空间去除氢的方法是利用位于该环形空间中的吸气材 料，该吸气材料是一种可包括具有用于吸收氢的大表面积和吸附力的 各种金属合金材料。然而，吸气材料具有对氢的极大吸入能力。在太 阳能收集系统中普遍采用的吸气材料对氢的吸入能力与温度相关，并 且随温度升高而降低。因此，理想地应将吸气材料放置在环形空间中， 使得其不被太阳辐射加热。

WO 2004/063640 A1公开了一种吸气剂支撑组件，在该吸气剂支 撑组件中，吸气材料放置在通过附接于金属管的底座与金属管间隔开 的槽中。该组件具有的缺点是将槽放置在可直接暴露于太阳辐射的区 域中。尤其由反射体反射和未到达金属管的太阳辐射可到达并加热槽， 从而也加热吸气材料。另外，必须考虑槽与金属管的热膨胀的差异， 以避免槽变形和其与金属管分离。此外，热能从金属管经由底座传导 到槽中，导致加热吸气材料。

在吸气材料的具有游离氢的高负荷的状态下，形成与氢相比较具 有明显较大分子的氢化物。处于更好处理的原因，常常将吸气材料挤 压成小球。氢化物的形成导致在吸气材料内部膨胀，使得小球分裂成 许多小颗粒。这些颗粒可随机分布在环形空间内，并被太阳辐射加热。 结果，产生局部热点。因此，聚积在外壳管上的颗粒造成外壳管的局 部加热，这可导致该外壳管毁坏。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于吸气材料的保持装置，该保 持装置能够放置在环形空间中，而不需要防止或至少减少对吸气材料 加热和吸气材料的颗粒在环形空间内分布的支撑设备。

该目的由开头提及的保持装置来实现，该保持装置包括用于支撑 吸气材料的柔性支撑件或在保持装置内的容器，并且包括保护吸气材 料免受太阳辐射的外壳。支撑设备将吸气材料保留在保持装置内，使 得吸气材料固定在其位置。支撑设备将吸气材料保持在距任何周围部 件一定的距离处，使得减小到吸气材料中的热传递。通过防止太阳辐 射穿透外壳并到达吸气材料，外壳保护吸气材料免受太阳辐射。此外， 在吸气材料由于形成氢化物而可能分裂成许多小颗粒的情况下，外壳 防止吸气材料分布在环形空间中。此外，吸气材料还可以以提供较大 的自由内表面的粉末形式来使用，这使得氢能够聚积在较大的自由内 表面上。在此情况下，将吸气材料填充在容器中。

优选地，支撑件形成为第一弹簧。弹簧是柔性的，使得保持装置 在伸展状态下能装载吸气材料，并且其后在环形空间内形成环。因此， 支撑件能够容易适应环形空间的几何约束。