光吸收设备制造技术

本发明专利技术涉及一种光吸收设备（１），该设备包括：透明的外部材料层（２）；空间（５），空气在穿过外部材料层（２）的光辐射的作用下通过空间（５）进行循环并被加热；辐射吸收材料层（４）；以及元件（６），该元件适于将空间（５）至少划分成包括第一开口（１２）的第一子空间（９）和包括第二开口（１３）的第二子空间（１０）。空气适于沿从第一开口（１２）延伸到第二开口（１３）的路径流动。该路径包括在空间（５）的至少一部分（９ａ、９ｂ、１０ａ、１０ｂ）中的流动阻力减小措施，所述流动阻力减小措施适于减小被引导通过空间（５）的所述部分（９ａ、９ｂ、１０ａ、１０ｂ）的气态介质的流动阻力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光吸收设备
技术介绍
本专利技术涉及一种光吸收设备，该光吸收设备包括至少部分透明的外部材料层；空间，气态^h质适于在穿过外部材料层的光辐射的作用下通过该空间进行循环并被加热；定位成与所述空间相接的辐射吸收材料层； 以及适于将空间至少划分成包括第 一开口的第 一子空间和包括第二开口 的笫二子空间的元件，其中，气态介质适于沿从第一子空间中的开口延伸到第二子空间中的开口的路径流动，所述#延伸成使得气态介质仅能够 经由通路从第 一子空间;故引导到第二子空间，该通#于空间中的比第一 开口和第二开口的高度低的高度上，并且，所述元件在抵接空间的上边缘表面的上端部与限定出第 一子空间的上部和第二子空间的上部的下高度 的下端部之间延伸。此处光不仅指肉眼可见的光，还指通常包括紫外光和红外光的电磁光。SE 517 373示出了如上所述的光吸收设备。当光吸收设备的辐射吸 收材料层受到入射的太阳辐射时，其温度升高。当优选为空气的气态第 一介质在空间中与热的辐射吸收材料层接触时被加热。当空气在空间中 被加热时， 一个子空间中的空气比另一个子空间中的空气的温度高。因 此这两个子空间中的空气之间存在热不平衡，从而通过光吸收器建立自 然循环。当光吸收器中的空气的温度超过位于子空间开口外部的空气的 温度时，空气的自然循环自动开始，而当光吸收器中的空气的温度下降 到等于或低于位于子空间开口外部的空气的温度时，空气的自然循环自 动停止。位于子空间开口外部的空气可以是位于建筑物内的空气。由于，这种光吸收设备不需要任何用于输送介质通过空间的耗能风 扇。因此该光吸收设备基本没有运行费用。由于，该光吸收设备使用气 态介质，有利地使用为空气的气态介质。因此该光吸收设备不需要任何 导管，而这些是输送液态介质通常所需要的。从而消除了水引起的泄漏 的损坏的风险。该光吸收设备可以具有简单的构造并且能够以低成本制造。US 4,353,357, US 4,144,871以及US 4,099,513示出了包括适于由被 入射太阳辐射加热的空气流过的内部盒装空间的光吸收设备的所有示 例。其中，沿位于入口和出口之间的大致迷宫形的路径引导空气。迷宫形路径的目的在于使空气具有低流速并能够与空间内的辐射吸收材料 层最佳地接触。因此，空气能够在经出口导出之前被加热到较高温度。 然而，使用迷宫形路径带来空气流动阻力增大的缺点。为了迫使空气通 过流动路径，似乎需要耗能风扇。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种最初提及的那种光吸收设备，其构造成 使得建立通过光吸收设备的气态介质的自然循环同时可产生基本最理 想量的热气态介质形式的热能。该目的通过最初提及的那种光吸收设备来实现，其特征在于，所述 设备包括流动阻力减小措施，所述流动阻力减小措施适于当所述气态介质 被引导通过所述路径时减小所述气态介质的流动阻力，并且所述措施包 括所述长形元件倾斜，使得在所述第一子空间的上部中和/或在所述第二 子空间的上部中所述路径沿所述介质的流动方向具有连续增大的宽度进 而具有连续增大的横截面面积。在横截面面积略有扩大的路径中获得对介 质的最小流动阻力。由于气态介质受热并膨胀因此游4圣的这种扩大也是期 望的。有利地，在所述空间的至少一部分中所述路径的横截面面积沿介质 的流动方向连续增大。因此能够在空间的该整个部分中将流动损失保持在 基本最小的水平上。有利地，所iiit件为长形的。由于该元件划分出第一 子空间和第二子空间，所以所述元件的下端部限定出第 一子空间和第二子 空间之间的通路的最大高度。所述元件的下端部应当位于明显处于所述开 口的高度之下的高度上，以提供稳定的自然循环。所述元件的下端部与所 述上边缘表面之间的高度差应当至少相当于所述开口直径的两倍。如果该 倾斜的元件具有与第 一子空间和第二子空间相连的平行的侧面，则第一子 空间和第二子空间中沿流动方向具有相应的宽度增加。通过这种倾斜的元件，有助于自然循环的开始以及介质通过整个空间的输送。由于有助于介 质的自然循环，因此能够增加所产生的热能的量。6根据本专利技术的优选实施方式，所述长形元件(8)相对于竖直平面在1°到45。的角度范围内倾斜，优选在IO。到30°的角度范围内倾斜。正常情况下，在该角度范围内能够达到最佳条件，以4更最理想地减小流动阻力。根据本专利技术的另一优选实施方式，笫一子空间包括下部，该下部包括所述路径的在界限线处接收来自第 一子空间的上部的空气并将空气经由通糾Mt到第二子空间的部分。所以，第一子空间的下部位于所述元件的下端部以下。位于第一子空间的下部中的路径的横截面面积在界限线处与在通路处可以是等大的。因此在该部分中才黄截面面积至少不减小。然而，有利地，在第一子空间的下部中，路径的横截面面积在界限线处比在通路处小。因此，在第一子空间的下部中路径也扩大。根据本专利技术的另 一优选实施方式，所述流动阻力减小措施至少包括导向元件，该导向元件设置在所述空间的至少一部分中。特别地，需要介质在两个子空间的下部中改变方向。改变方向不可避免地会造成流动损失。在这些部分的其中之一中应用适当的导向元件使得介质能够在该部分中改变流动方向而流动损失较小。该导向元件可以包括平导向表面，该平导向表面与介质的入射流向形成基本恒定的角度。通过这种导向元件，能够以筒单的方式降低流动损失。可选地，该导向元件可以包括弯曲的导向表面，弯曲的导向表面连续地改变入射介质的流动方向。此处，介质改变方向更顺利，因而可进一步降低流动损失。为了进一步减小流动阻力，可以在所述部分中平行地设置多个导向元件。根据本专利技术的另 一优选实施方式，第二子空间比第 一子空间的体积大。当所述空间受到光照时，较大的第二子区域中的空气比较小的第一子空间中的空气达到更高的温度。由此子空间中的空气之间产生热不平衡，从而实现沿预定方向的自然循环。所述流动阻力减小措施可以包括第二开口比第一开口的横截面面积大。从而进一步改善介质通过所述空间的流动。第二开口的横截面面积可以是第一开口的横截面面积的1.1至2.0倍。在多数情况下，当开口的尺寸在该区间内时能够获得最佳的流动条件。有利地，第一开口的下边缘和第二开口的下边缘基本在相同的高度上。所以防止了当设备不受太阳辐射时介质在所述空间中的不期望的自然循环。开口不必呈圆形，而是可以呈任意形状。它们可以呈例如狭缝形。根据本专利技术的实施方式，所述空间由辐射吸收材料层的面对透明材料层的侧面来界定。此时，循环气体介质在外部材料层和透明材料层之间的空间中循环。这样设备可以制造得非常薄。根据第二实施方式，所述空间由辐射吸收材料层的背对透明材料层的侧面来界定，该辐射吸收材料层远离透明材料层。此时，循环气态介质在位于辐射吸收材料层后方的空间中循环。此处，在透明材料层和辐射吸收材料层之间形成第二空间。有利地，该第二空间包含空气或者为真空。在设备的运行过程中该第二空间构成冷的透明材料层和热的辐射材料吸收层之间的隔离。该实施方式的另一个优点在于循环气态介质并不接触透明材料层。而这种接触通常会导致透明材料层的内表面污染。这种污染会降低光线穿过透明材料层的通透性，因而还会降低设备的发热能力。透明材料层的内表面仅在特殊情况下需要清洗。附图说明以下将参照附图以示例的方式描述本专利技术的优选实施方式，在附图中图l示出了根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光吸收设备（１），包括：　至少部分透明的外部材料层（２）；　空间（５），气态介质适于在穿过所述外部材料层（２）的光辐射的作用下通过所述空间（５）进行循环并被加热；　辐射吸收材料层（４），其以与所述空间（５）相接的方式定 位；以及　元件（８），其适于将所述空间（５）至少划分成包括第一开口（１２）的第一子空间（９）和包括第二开口（１３）的第二子空间（１０），　其中，　所述气态介质适于沿从所述第一子空间（９）中的所述第一开口（１２）延伸到所述第 二子空间（１０）中的所述第二开口（１３）的路径流动，并且所述路径延伸成使得所述气态介质仅能够经由通路（１１）从所述第一子空间（９）被引导到所述第二子空间（１０），所述通路（１１）位于所述空间（５）中的比所述第一开口（１２）和所述第二开口（１３）的高度低的高度上；并且　所述元件（８）在上端部（８ａ）和下端部（８ｂ）之间延伸，所述上端部（８ａ）抵接所述空间（５）的上边缘表面（３ａ），所述下端部（８ｂ）限定出所述第一子空间的上部（９ａ）和所述第二子空间（１０）的上部（１０ａ） 的下高度，　其特征在于，　所述设备包括流动阻力减小措施，所述流动阻力减小措施适于当所述气态介质被引导通过所述路径时减小所述气态介质的流动阻力，并且所述措施包括：所述长形元件（８）倾斜，使得在所述第一子空间的上部（９ａ）中和／或在 所述第二子空间的上部（１０ａ）中所述路径沿所述介质的流动方向具有连续增大的宽度进而具有连续增大的横截面面积。...

【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：阿尔内莫贝里，彼得凯伯埃，亨利克巴盖，弗雷德里克特兰德，
申请(专利权)人：太阳能科技瑞典公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]