[发明专利]用于太阳能集热器吸热管的改进

说明书

技术领域

本发明涉及用于太阳能集热器吸热管的改进。

背景技术

太阳能集热器正在变成日益重要的替代能量来源。在这些装置中，并且更准确地说在太阳能集热器的吸热管中，氢气的存在是有害的，原因在于氢气增加从中央管主体（排热流体在其中流动）至吸热管外侧的热传导，因此逐渐地降低其效率。在这种情况下，与存在氢气有关的问题特别重要，原因在于在中央主体中流动的流体倾向于在高温下分解，从而产生氢气。

同样地，在采用用于在更高温度下排热的不同流体类型的新一代吸热管中，与存在氢气以及由此装置性能的衰减相关的问题特别重要，原因在于在如此更高温度下，存在来自吸热机的金属部件的更高氢气气体排放。

在吸热管内还存在与高内部温度相关的其他问题，所述高内部温度使吸气材料进入与氢气容量（其与运行温度成反比）有关的不良工作状况。

为此已经研发出一些技术手段，诸如在美国专利6832608中公开的技术手段，所述美国专利6832608描述了采用滑架形式的布置，以将吸气材料定位在吸热管内且有效率地容纳于吸热管内，目的在于保护吸气材料免受太阳和集热器中达到最高温度的部分的辐射。

这种类型的布置具有一些缺陷，原因在于通常以具有标准尺寸（即10毫米）的压缩粉末的丸剂的形式采用吸气材料，这意味着为了能够将足够量的吸气材料引入吸热管内以确保装置正常运行20-30年，每一个滑架应当容纳两行丸剂，并且通常在每一个吸热管中容纳两个滑架。

这导致两个不同性质的问题，一方面装载吸气材料（其采取彼此相邻的两行吸气剂丸剂的形式）上更大的困难，而另一方面是更多数量丸剂之间以及丸剂与滑架壁之间的接触点。

这些接触点产生随后出现粉末的一些易脆性区域。来自丸剂的粉末的产生以及随后分离是需要尽可能多地减少的现象，即使当这些粉末通过适合的容纳金属网状物限制时也是如此。这些分离的粉末不仅产生美观性的问题，还产生功能性的问题（例如降低暴露于辐射的表面的透明度以及由此降低吸热管的热效率）。

发明内容

本发明的目的是减少这种现象的强度，并且在其第一个方面中，本发明包括太阳能集热器的吸热管，所述吸热管包含吸气剂系统，所述吸气剂系统包括机械支承件以及吸气材料的压缩粉末的丸剂，其中所述机械支承件包括保持器，所述保持器包括基部和两个横向轴肩，其特征在于所述吸气剂粉末丸剂具有等于或大于15毫米的直径、介于2和5之间的直径/高度比，且以单行被容纳在所述基部上的所述保持器内。

上述吸气剂系统的保持器还能够被描述为U形滑架并且这两个术语具有用于本发明目的的同等含义。

附图说明

本发明将在附图帮助下在下文中进行说明，其中：

图1A示出根据本发明的待使用于吸热管内的吸气剂系统的第一实施例的侧视图，以及和图1B示出从其上方看的视图；

图2A示出根据本发明的待使用于吸热管内的吸气剂系统的替代实施例的侧视图，以及图2B示出从其上方看的视图；

图3示出待使用于机械支承件内的弹性元件的一些可能的实施例；

图4示出待使用于吸热管内的结合有在图3中描述的弹性元件之一的吸气剂系统从其上方看的视图；

图5为待使用于吸热管内的吸气剂系统的另一个实施例的横截面图。

具体实施方式

在附图中，元件的尺寸和尺寸比率（特别是参考金属网状物开口的尺寸）不是精确的而是已被修改过的，以提高对本发明的图形表示的理解。此外，可选地呈现的一些元件（例如用于保持器/滑架的可选隔热罩或固定装置）没有描述，原因在于其对理解来说并非主要的。

通过本发明显著简化了吸气材料丸剂装载至其壳体保持器内的操作。

强调的是，相对于具有较小表面积的吸气材料丸剂来说，吸气材料丸剂表面积的增加导致其性质恶化。然而，这种恶化由前述与技术领域（即太阳能集热器吸热管）具体关联的益处得以弥补。

实际上，丸剂在保持相同高度的同时增加表面积会致使其更脆弱、并且因此更难以掌控，但是在另一方面，增加高度导致对泵浦速度的负面影响并且导致气体杂质在到达内丸剂区域时遭遇到困难。因此，在采用具有增大直径的丸剂时预见到的不利影响将不会促使本领域的技术人员采用这种解决办法。还要强调的是，在本发明中待使用的吸气丸剂通过适当压缩吸气材料的粉末而获得并且不包括粘合剂，否则的话所述粘合剂将影响计划作为每个丸剂所吸收的氢气量的材料容量。这是影响丸剂结构抗力（structure resistance）以及其在太阳能集热器应用场合中成功采用的相关约束的关键方面。