一种容器与用于加热具有集中辐射的流体的系统，包括：外壳，在其前端具有孔；内壳，分离流入所述容器的流体与流出所述容器的流体；窗口，覆盖所述容器的所述孔，该窗口关闭和密封所述容器的孔，对所述孔进行非金属密封；辐射吸收器，被定位在所述容器内，并被设置为在辐射吸收器表面上吸收通过所述窗口进入所述容器的辐射。本发明专利技术涉及所述窗口和辐射吸收器的多个方面。本发明专利技术也包括用于加热和使流体与集中的辐射发生反应的系统。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种容器与用于加热具有集中辐射的流体的系统，包括：外壳，在其前端具有孔；内壳，分离流入所述容器的流体与流出所述容器的流体；窗口，覆盖所述容器的所述孔，该窗口关闭和密封所述容器的孔，对所述孔进行非金属密封；辐射吸收器，被定位在所述容器内，并被设置为在辐射吸收器表面上吸收通过所述窗口进入所述容器的辐射。本专利技术涉及所述窗口和辐射吸收器的多个方面。本专利技术也包括用于加热和使流体与集中的辐射发生反应的系统。【专利说明】容积式太阳能接收器 相关专利申请 本申请要求依据美国法典第35编第119条（35U.S.C. § 119)提出的申请日为 2011年12月18日、名称为"Klein太阳能热接收器"的美国临时申请第61/577, 028号的 优先权，该申请以其整体引入在此作为参考，用于所有目的。
本专利技术总体上涉及一种采用集中辐射模式来加热容纳在容器中的流体的系统，尤 其是涉及具有太阳能接收器的太阳能系统。
技术介绍
以下出版物，在此引入作为参考，确信为表述了本专利技术的现有技术： 美国专利号：5, 931，158 ;5, 947, 114 ;6, 516, 792B2。 Kribus, A. , Zaibel, R. , Carey, D. Segal, A. , Kami, J. 1998, uk solar-driven combined cycle power plant"，Solar Energy 62 (2):121-129. Mills，D.，2004, "Advances in solar thermal electricity technology"，Solar Energy 76:19-31. Woerner，A.，and Tamme，R.，1998，"C02reforming of methane in a solar driven volumetric receiver-reactor"Catalysis Today 46:165-174. Berman, A. , Karn, R. K. , Epstein, M. , 2005, "Kinetics of steam reforming of methane on Ru/Al203catalysts promoted with Mn oxides"·Applied catalysis A:General 282:73-83. Gordon，J. M. and Ries，H，1993 "Tailored edge-ray concentrators as ideal second stages for Fresnel ref lectors,?, Applied Optics 32(13):2243-2250 本专利技术涉及基于辐射的能源系统，例如采用集中太阳光辐射以产生热能、电能或 者驱动化学反应的系统。所集中的太阳光辐射能被直接或间接地用于驱动发电的涡轮机。 该能源系统的核心是将辐射转变为可感觉的热能的容器。这个容器通常被称为接收器。 本专利技术涉及一种太阳能接收器，通常称为容积式太阳能接收器。在这种类型的容 器中，为了加热的目的，可能也为了流体的化学转化，通过使光辐射通过窗口进入该容器， 而将流入接收器的工作流体直接暴露给集中的太阳光辐射。该窗口避免工作流体与周围环 境空气相混合，而避免压力的损失和/或在进入的流体中的已经获得的热量的损失。 这种类型的容器的一个最受挑战的方面是维持窗口的完整性。压力应力、热应力 和在窗口与直接接触该窗口的其他材料之间的热膨胀的差异问题都会导致该窗口出现裂 纹、断裂或破碎。本专利技术的一个目的是提供一种用于窗口的定位和密封机构，它将会使在窗 口上的压力应力最小，以及提供一种用于辐射吸收器的设计，它将会降低在窗口上的热应 力。 这种类型的接收器的另一个受挑战的方面是辐射吸收器的完整性。压力应力、热 应力和在吸收器与直接接触该吸收器的其他材料之间的热膨胀的差异问题都会导致该吸 收器熔化、裂纹、断裂、破裂或破碎。本专利技术的一个目标是提供对于这个问题的解决方案，通 过在吸收器的不同部分施加具有不同辐射吸收特性的不同材料来解决。
技术实现思路
本专利技术寻求提供用于加热具有集中辐射的（优选是太阳光辐射）的流体的改进的 容器。 因此，根据本专利技术的一个优选【具体实施方式】，这里提供了一种用于加热具有集中 辐射的流体的容器，该容器包括：具有孔、用于流体的入口和出口的壳体；覆盖在壳体内的 孔的窗口，用于许可集中的辐射穿过该窗口进入所述容器；流动引导，分离从所述入口流入 所述容器的流体与从所述出口流出所述容器的流体；以及可透过的辐射吸收器。 优选地，所述窗口是平的。 更优选地，覆盖所述孔的窗口是与所述窗口的中央成凹形的，在辐射接收容器的 体内深度比所述窗口的边缘更深。更优选地，该凹形是轴对称的以致形成球形、抛物线形、 锥形、锥帽形，上述形状和其他可能的凹形的组合。 优选地，所述窗口是被设置在密封件上以密封所述孔以免流体与周围空气相交 换。 更优选地，所述窗口是被保持在密封件的合适位置，无需在重量、重力和摩擦力之 外的任何机制来使窗口保持在合适的位置。没有其他材料是直接与该窗口接触的，除了密 封件。 优选地，所述窗口的凸缘是被主动冷却的。 优选地，所述窗口是被主动冷却的。 更优选地，所述窗口是从外部主动冷却的。 优选地，所述辐射吸收器具有至少两个具有不同辐射吸收率的区域，采用不同的 吸收材料制成，或者在该辐射吸收器的辐射吸收侧面涂布不同的外部涂层。 根据本专利技术的不同的优选【具体实施方式】，还提供了一种用于加热具有集中的辐射 (优选是太阳光辐射）的流体的系统。该系统包括：集中装置，以集中来自辐射源的辐射； 容器，所集中的辐射在该容器内加热流体；以及利用装置（utilizer)以利用在该流体中存 储的能量。 优选地，所述流体包括任意的、所有的以下化合物或者这些化合物的子组：氧、氢、 甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氮、h 2o。 更优选地，所述流体是空气。 优选地，所述辐射通过以下的初级光学装置而被集中和被引导到辐射接收容器： 例如，光学透镜、具有将太阳光辐射引导到目标的多个镜子的定日镜场，或者抛物柱面镜， 或者这些光学装置的任意组合。 优选地，还通过次级光学装置将来自初级光学装置的辐射进行集中，该次级光学 装置是定位在辐射接收容器的孔的前面或者周围，该次级光学装置例如：附加的透镜、复合 抛物面聚光器、接近或近似于以下数学形状的集中器：圆台型集中器、裁缝边缘光线集中 器，以及喇叭线型集中器。 优选地，所述次级光学装置是由水或者其他液体冷却剂来主动冷却的。 优选地，所述辐射接收容器是被配置为本说明书的在第至段中描 述的内容，以便由进入的集中辐射加热流体。 优选地，所加热的流体是被用于直接或间接地加热所有或部分的流体以驱动用于 发电的涡轮机。 更优选地，所加热的流体是被用于直接或间接地加热所有或部分的流体以驱动用 于发电的气体润轮机。 优选地，当所加热的来自辐射接收容器的流体不具有足够高的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种容器，包括：外壳，具有前端和后端，在所述前端具有孔；内壳，分离流入所述容器的流体与流出所述容器的流体；窗口，覆盖所述容器的所述孔；辐射吸收器，被定位在所述容器内，并被设置为在辐射吸收器表面上吸收通过所述窗口进入所述容器的辐射，所述辐射吸收表面包括至少两个各自在所述吸收器面对所述窗口的侧面上的具有不同辐射吸收系数的区域；流体入口和流体出口，分别设置在所述外壳上，流体从所述流体入口注入或者从流体出口排出，使得流体与所述辐射吸收器相互作用。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：汉纳·H·克莱因，希蒙·克莱因，
申请(专利权)人：汉纳·H·克莱因，希蒙·克莱因，
类型：发明
国别省市：以色列;IL
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