CN114127484A - 用于太阳能发电厂的混合辐射吸收器和用于制备这种吸收器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于聚集太阳能热力发电厂的太阳辐射吸收器，该吸收器的特征在于其由单片碳化硅形成，该单片碳化硅的吸收表面例如涂覆有钨枝晶，特别是用于生产太阳能发电厂的集热器或系统。本发明还涉及制备这种吸收器的方法。

Description

用于太阳能发电厂的混合辐射吸收器和用于制备这种吸收器 的方法

技术领域

本发明涉及能量吸收器领域，所述吸收器特征在于类似于黑体的行为。

黑体是理想的物体，它将完美地吸收它接收的所有电磁能，而不反射或透射它。在热搅动的作用下，黑体发射电磁辐射。在热平衡中，发射和吸收是平衡的，并且实际发射的辐射仅取决于温度(热辐射)。

典型的非限制性应用：气态流体：斯特林/爱立信(Ericsson)型外燃机、热空气涡轮(涡轮交流发电机)、工业过程、烹饪等，液体流体可以是人们希望加热的水、待消毒的液体、供应标准涡轮交流发电机的蒸汽产品、DHW(家用热水/加热)、各种流体等。

本发明更具体地涉及用于通过太阳能热力发电厂从太阳辐射生产能量的吸收器领域，该太阳能热力发电厂补充有理想地为HHO的火焰或可再生火焰。热太阳能方法具有比光伏方法更好(大约好30％)的效率，但是它们更庞大并且更适合于大量生产电力。

目前正在开发将斯特林发动机与聚集器联接以产生电流的新装置。然而，热力学效率与输入温度相关，输入温度必须足够高以获得最佳效率。现有装置仅限于650/800℃，因此效率不能超过40％。本发明使得能够达到1200℃并因此达到和超过60％的净效率。

此外，根据本发明的吸收器允许不同热源的混合，例如太阳能和“太阳能燃料”＝HHO(或沼气，石油衍生物等)的混合，从而允许装置以全功率连续运行，而不管太阳能通量的变化或缺乏。

现有技术

存在不同的技术用于聚集太阳辐射，用于传输和可能地存储热，以及用于将热转换成电。在任何情况下，聚集太阳能热力发电厂的基本元件之一是形成接收器的一部分的太阳辐射吸收器元件。为了使吸收器的效率最大化，吸收器通常包括涂层，称为选择性涂层或选择性处理。该选择性涂层旨在允许最大吸收入射太阳能，同时尽可能少地再发射红外辐射(黑体原理)。特别地，如果这种选择性涂层吸收小于截止波长的所有波长并反射大于该相同截止波长的所有波长，则认为它是完美的。最佳截止波长取决于所考虑的吸收器元件的运行温度，并且通常在1.5pm和2.5pm之间。例如，对于约650K的温度，约为1.8pm。

专利申请US 2015033740描述了一种太阳能接收器，该太阳能接收器包括：

·低压流体腔室，该低压流体腔室被构造成在达2个大气压的压力下运行，并且包括流体入口、流体出口、以及用于接收聚集的太阳辐射的开口；

·太阳能吸收器，该太阳能吸收器容纳在低压流体腔室内；以及

·多个透明物体，这些透明物体限定了低压流体腔室的分段壁；

·其中，通过该开口接收的聚集的太阳辐射穿过分段壁和透明物体之间，进入低压流体腔室中并且撞击在太阳能吸收器上。

专利申请US 4047517描述了一种辐射能量接收器，该辐射能量接收器包括多个细长的叶片结构，这些叶片结构被布置成从其外部部分到其内部喉部部分的会聚构造，这些叶片的外部到中间表面至少部分地是反射表面，并且这些叶片的中间到内部表面至少部分地是选择性表面，该选择性表面吸收以小入射角撞击在该选择性表面上的辐射能量，但是反射以更大入射角撞击的这种能量，由此，撞击在叶片的外部部分上的辐射能量被朝向叶片的会聚喉部反射，并且以相对小的入射角撞击在选择性表面上的内部部分中的辐射能量被吸收，这将指示辐射能量相对于叶片的行进方向的初始或实际反转，而以相对大的入射角撞击在选择性表面上的辐射能量被反射到叶片的喉部中，以在叶片的喉部附近产生升高的温度。

现有技术的缺点

现有技术的方案的性能受到吸收器的能量转换能力的限制，这导致效率有限。此外，已知的吸收器暴露于外部空气，这产生显著的热损失。已知的吸收器具有光滑、低吸收性和高发射性的收集表面。已知吸收器的材料不允许在高温下使用并且不能承受过大的压力或应力。

本发明提供的解决方案

为了弥补这些缺点，本发明在其最一般的意义上涉及一种用于聚集太阳能热力发电厂的太阳辐射吸收器，其特征在于，形成单片碳化硅，该单片碳化硅的吸收表面例如涂覆有钨枝晶(或其它基底)。本发明还涉及一种用于聚集太阳能热力发电厂的集热器，其特征在于，该集热器由腔、例如石墨腔形成，该腔具有透明的入口窗，在该入口窗中设置有根据本发明的吸收器，该吸收器由单片碳化硅形成，该单片碳化硅的吸收表面理想地涂覆有钨(或其它)枝晶。

有利地，集热器包括布置在所述腔内的燃烧器，该燃烧器沿所述吸收器的方向引导火焰。

根据一个变型，它包括将太阳能传输到所述吸收器的光纤。

有利地，腔的内表面的至少一部分具有表现得像光阱(锥形蜂窝)的腔。

本发明还涉及一种由用于聚集太阳能热力发电厂的集热器组成的系统，该系统热且机械地联接到热机的入口，其特征在于，所述集热器由具有透明入口窗的石墨腔形成，在入口窗中设置有由单片碳化硅形成的吸收器，该单片碳化硅的吸收表面涂覆有钨枝晶。

有利地，所述膨胀机具有由碳化硅制成的上部。

本发明还涉及一种用于制备根据本发明的吸收器的方法，其特征在于，该方法包括在单块碳化硅片的表面上沉积吸收辐射的薄层的步骤，所述薄层例如可以由钨枝晶的等离子喷涂或聚集的太阳能通量构成。所述层还可以有利地刚在其从模制件中出来时就被沉积，所获得的糊剂是相对粘性的并且因此允许通过简单的机械喷涂或粉末化来容易地固定枝晶。

根据一个变型，该方法包括将钨枝晶激光投射到由碳化硅制成的单片部件的表面上的步骤。

根据其他变型，本发明是涉及：

一种用于聚集太阳能热力发电厂的集热器，其特征在于，所述集热器由在真空下隔离的腔(例如石墨腔)形成，所述腔具有透明的入口窗，在所述入口窗中设置有由高纯度的单片碳化硅形成的吸收器，所述单片碳化硅的吸收表面涂覆有钨枝晶。

有利地，用于聚集太阳能热力发电厂的太阳辐射吸收器具有：

-蜂窝构造，该蜂窝构造的单元为圆锥形/扩口的，在中心具有更大的高度，并具有微腔。

-密封的球形上/下支撑界面，该密封的球形上/下支撑界面用作与支撑件的组件/密封凸缘，所述支撑件具有蜂窝结构和翅片以及在热力学装置上的管的螺纹连接。

-呈花结形的用于与流体进行热交换的翅片，该翅片具有中心高度更高的微腔。

-密封盘和流体通道端口。

-具有90°返回以及扩口/圆锥形状的中心螺旋截头圆锥区段。

-燃烧器，该燃烧器被设置在所述腔内部，在所述吸收器的方向上引导火焰。

-具有微腔的交换表面。

本发明还涉及由用于聚集太阳能热力发电厂的集热器组成的系统，该系统热且机械地连接到管道(热流体出口)或热机的入口，其特征在于，所述集热器由具有透明入口窗的石墨腔形成，在所述入口窗中设置有由单片碳化硅形成的吸收器，所述单片碳化硅的吸收表面涂覆有钨枝晶。

优选地，所述膨胀机具有由碳化硅制成的上部。

有利地，所述方法包括将钨枝晶等离子喷涂在由碳化硅制成的单片表面上的步骤，和/或在糊状相的钨枝晶的生产期间通过粉末化将钨枝晶沉积在单块碳化硅片的表面上的步骤。

具体实施方式

参照附图，通过阅读以下对本发明的非限制性实例的详细描述，将更好地理解本发明，其中：

-图1示出了从上部朝向顶部(太阳/火焰)的截面中看到的吸收器，该吸收器包括蜂窝结构、中间的密封界面(3)和下面的流体交换器的翅片。

-图2示出了交换器的仰视图，其中其螺旋锥体位于中心。

-图3示出了接口的和单独下部的截面。

-图4示出了蜂窝结构的视图。

-图4A示出了枝晶的视图。

-图5是蜂窝矩阵的简化表示。

-图6示出了放大的钨枝晶的第一种形式。

-图6A示出了放大的钨枝晶的另一种形式。

-图7示出了在CSi载体上熔合的枝晶的特写。

-图8示出了外部密封外壳(用于太阳能聚集器的单元)。

-图9示出了螺旋锥体的详细截面。

-图10示出了用于理解装置的螺旋锥体的3D表示。

根据本发明的吸收器的使用情况的描述

集热器吸收太阳辐射以将其转变成热。然后将该热传递给传热流体。集热器由吸收器、传热流体、绝缘体、有时是玻璃和反射器组成。

吸收器是集热器最重要的部分之一；它将太阳辐射转化为热。

该吸收器的特征在于两个参数：

-太阳能吸收因子a*(或吸收率)：吸收的光辐射除以所述入射光辐射的比率；

-红外发射因子e(或发射率)：当吸收器是热的时以红外线辐射的能量与黑体在相同温度下辐射的能量之间的比率。

在太阳能加热应用中，目的是获得最佳的太阳能吸收因子/红外发射因子比率。该比率称为选择性。

吸收器的组成材料通常由铜或铝制成，但有时也由塑料制成。一些材料的性质用于吸收器。

吸收器的结构在图1，图2，图3和图8中示出。

它包括通过窗(10)暴露于太阳辐射的蜂窝结构(1)。它通过凸缘(2)固定到外壳。膜(3)形成密封的界面。密封件(4)确保凸缘(2)和外壳的内肩部之间的紧密性。结构(6,12)具有带下部翅片(5)的中心螺旋截头圆锥区段。它由螺钉(7)固定。

密封盘(11)在结构(12)之下延伸。

在窗(10)和蜂窝结构(1)之间的区域中，燃烧器喷射热气体。该区域还具有排放开口(14)。

蜂窝结构接收热流，并且在中心处具有密封界面，在侧面上具有凸缘，在整个高度上具有翅片(使得可以承受高压)，在低于中心处具有螺旋锥体(允许流体返回到90°)，在底部处具有密封盘＝允许流体回路被密封并且允许从周边到中心的循环，反之亦然(可逆的/替代性的)。

表1

材料	吸收率	发射率	选择性	最高温度
						α*	ε	α*/ε
黑镍	0.88-0.98	0.03-0.25	3.7-32	300℃
					石墨膜	0.876-0.92	0.025-0.061	14.4-36.8	250℃
黑铜	0.97-0.98	0.02	48.5-49	250℃
					黑铬	0.95-0.97	0.09-0.30	3.2-10.8	350-425℃

为了获得更好的效率，某些系统因此由特定的涂层组成。

传热流体使得可以排出由吸收器存储的热并将其传递到其将被消耗的地方。良好的传热流体必须考虑以下条件：

-当它达到高温时，特别是当集热器停滞时是化学稳定的；

-拥有与当地气候条件相关的防冻特性；

-根据集热器回路中存在的材料的性质而具有抗腐蚀性质；

-具有较高的比热和导热率，以便有效地传输热；

-无毒，并对环境影响小；

-具有低粘度以便于循环泵的工作；

-容易获得且便宜。

关于这些标准的正确折衷是水和乙二醇的混合物(用在汽车冷却剂中)，尽管根据用途寻找用纯水或简单地用空气运行的系统并不罕见。

玻璃保护集热器的内部免受环境影响，并通过温室效应提高系统的效率。

如果有效的玻璃窗是合乎需要的，其必须具有以下性质：

-将光辐射反射到最小值，无论其倾斜度如何；

-吸收光辐射到最少；

-最大限度地通过保持红外线辐射而具有良好的隔热性；

-随着时间的推移，经受住环境(雨，冰雹，太阳辐射等)和大的温度变化的影响。

用于集热器的主玻璃基于非铁玻璃或丙烯酸玻璃，并且通常具有抗反射涂层。

所述绝热允许热损失被限制，其特性在于所述导热系数；其越低，则绝缘越好。用于集热器的主要材料是岩石和玻璃棉、聚氨酯泡沫或三聚氰胺树脂。

用于集热器的一些绝热物：

表2

材料	导热率
		岩棉	0.032－0.040W/m.K
玻璃棉	0.030－0.040W/m.K
		聚氨酯泡沫(防水性)	0.022－0.030W/m.K

在玻璃化集热器的情况下，用空气代替玻璃和吸收器之间的绝热也是令人感兴趣的。实际上，空气具有很大的绝热能力，因此用在双层玻璃中。仍然为了获得更好的效率，一些制造商使用其它气体如氩气或氙气，并且当可能时，甚至优选使用真空。以下是用作绝热物的气体的绝热系数：

表3

气体	在283K，1bar下的导热率。
		空气	0.0253W/m.K
氩	0.01684W/m.K
		氙气	0.00540W/m.K

根据本发明的吸收器的描述

根据本发明的吸收器由单片CSi组成，在糊状相的钨枝晶的制备期间将钨枝晶沉积在该单片CSi上或通过激光或等离子体投射，钨枝晶是吸收98％的红外辐射并且具有高于3,400℃的熔点的结晶形式。

出于本专利的目的，术语“枝晶”应理解为意指通过固化获得并且具有树枝形状的结晶形式。例如，雪花具有枝晶结构。所述枝晶优选为工业残渣或粉尘，或在高温下通过太阳能途径产生。

钨枝晶在CSi上的附聚可以在薄层中和在高温下或通过任何其它方法进行。

因此，吸收器形成光阱，特别是使用在模制期间产生的微腔，以具有接近黑体的特性。

具体描述

吸收器的主要品质是：

a)能够接收和传输最大量的能量，

b)是非常好的热导体，

c)不反射或辐射IR(红外)，

d)支持非常高的能量密度，

e)承受热冲击并保持化学惰性，

f)不会随时间恶化，

g)具有尽可能低的制造成本，

h)易于工业化，

i)具有显著的机械性能。

吸收器的第一品质是其接收辐射(太阳/火焰)并以最佳可能效率将其传递到流体中的能力。

吸收器处于允许完美绝热的真空腔室中，该真空腔室理想地由石墨制成并且覆盖有窗，该窗对于太阳辐射是可穿透的并且覆盖有限制光损耗的抗反射涂层。该真空腔配备有燃烧器，该燃烧器使得可以在没有太阳能通量时供应必要的能量，并且装配有用于排出燃烧残余物的出口。

大多数已知的吸收器使用具有或不具有吸收性/选择性涂层的材料，例如不锈钢。这种材料具有非常有限的吸收率，并且将红外辐射的大部分再扩散。此外，其导热率在约20W/m.K时非常有限，这与其它公认的材料例如铜＝386W/m.K相比是非常小的，所述其它公认的材料已经被证明作为热导体要好于20倍，这对吸收器的品质而言是重要的性质。那么不锈钢只能在高达800℃下使用，这限制了在高温范围内有利的热力学效率。在本发明中提供的并且将作为实例引用的合适材料之一是相对纯形式的CSi(碳化硅)。

纯CSi是高达1200℃的优异的热导体，其最大导热率为约350W/m.k，接近铜的导热率，这赋予其优异的性能；另外，它完美地传导IR(红外)。它承受显著的热冲击，并且它的非常高的硬度和机械强度允许将部件设计成能够承受非常高的应力，从而允许生产具有优异导热率的薄部件。化学惰性，其耐受非常高的温度并且不随时间降解。

相反，纯CSi具有几个问题，因为它对太阳辐射几乎是可穿透的，类似于玻璃，因此不吸收聚集的太阳能通量。此外，对于制造几乎完美的吸收器必要的具有复杂几何形状的部件非常难以制造。最后，其实施需要非常大量的能量和非常高的温度。

为了解决这些问题，根据本发明的吸收器在暴露于热源的表面上覆盖有钨枝晶薄层。钨枝晶具有完美地捕获太阳辐射或来自火焰的辐射并以98％的效率将其传输到支撑基底中的特性。为此，借助于例如等离子体焰炬或任何其它合适的方法沉积枝晶，特别是当CSi离开模制阶段时，它的粘性糊剂稠度允许完美的内聚。

为了以最大可能的效率吸收入射通量，必须产生能够捕捉和俘获入射辐射的特定几何形状。已知的吸收器通常具有反射大部分辐射的光滑表面。本发明具有用作光阱并与黑体相比的几何形状。为此，该表面由截面为圆锥形，顶部薄且底部宽的蜂窝结构组成。因此，可以以最大可能效率捕获进入的辐射，因为它不能逃逸并被枝晶完全捕获，枝晶因此将通量转移到CSi基底中。此外，蜂窝结构的圆锥形状允许容易地剥离。考虑到生产，现有技术目前不允许制造具有复杂几何形状的部件，特别是考虑到对于良好的吸收器，必须尽可能地限制厚度，从而损害了其强度，这在现有技术中目前是不可能的，因为其需要用直径和长度因机械原因而受到限制的工具进行加工。

由于两种创新的方法，一种是高压等静压，第二种是通过3D打印机的增材制造，本发明使得能够解决这些问题。本发明人开发的高压等静压使得可以将CSi糊剂送入由两个或更多个部分形成的模具中，这几乎类似于塑料或金属注射，一个用于上部并且第二个用于下部，并且有可能第三个用于中心螺旋锥体，这可能需要旋拧/旋松功能或甚至两个独立的模制半壳。因此，可以获得具有非常小厚度的复杂几何形状的部件，该厚度可以是毫米级，该部件的几何结构允许这种类型的生产。密封盘可以立即添加以获得整体件。

由本发明人成功测试的第二种方法是增材打印或3D打印。一个喷嘴或一组喷嘴在板上行进时沉积CSi糊剂，逐渐形成具有几何形状的部件，所述几何形状的复杂性几乎是无限的，或者获得以其它方式不可能实现的形状。

蜂窝表面理想地由具有微腔的粗糙表面组成，所述微腔有利地吸收光并允许枝晶更容易附着。同样，下部的翅片可具有产生微湍流的微腔，这一方面有助于增加热交换系数，另一方面有助于减小表面上的摩擦，从而增加总效率。

在各种适当的处理之后，这些部件然后在高温炉中烧结，该高温炉传统地供应有燃气或电，但也可以理想地通过聚集的太阳能途径烧结以显著降低生产成本。太阳能源的缺失理想地通过HHO混合物的燃烧来补偿，HHO混合物产生非常高质量的2800℃的火焰，其残余物仅是可无限循环的水蒸气。HHO混合物也称为“太阳能燃料”，可以理想地通过太阳能途径生产并相应地降低能量成本。这种太阳能方法的另一个优点是可以认为受控退火释放张力，这是非常便宜的。

因此可以设想以非常高的速度和非常低的制造成本工业生产具有复杂几何形状的部件，同时具有接近或等于零的碳指数，并且因此没有环境影响。

尽管吸收器是整体式的，但为了理解本说明书，在此将其分成三个部分。第一部分是接收热流的上部，第二部分是界面，使得可以支撑两个主要部分，并在压力下进行结构的组装，同时保证紧密性。

第三部分是下部，其负责在流体内传递热能。该组件是凹形的，以便优化能量的捕获和传递，而且通过使能量流动和施加到表面上的机械力均匀来确保最佳的机械强度。

上面描述的上部是朝向相对部分(图4)扩口的圆锥形的蜂窝结构，以便使温度梯度均匀，并且其表面覆盖有钨枝晶薄层。由于太阳能通量或火焰在其中心总是较大的事实，这些锥体在中心较高和较宽，因此需要较高密度的物质，其然后通过传导传输到周围元件。

由于CSi的优异性能和根据本发明的实施方法，可以生产在其上部具有毫米级厚度的对流翅片(蜂窝结构)。“前缘”(术语？)，其接收直接的太阳辐射或火焰(因此在顶部)，被倒圆以避免太脆的尖角并允许剥离。

蜂窝结构的另一个优点是它完美地分布热应力和机械应力。由于蜂窝结构在中心处的高度大于在周边处的高度，因此热应力和机械应力均均匀分布在整个表面上，并且因此该结构可在其中心处经受大得多的压力，这使得能够承受最极端的能量和机械密度，这不同于已知的吸收器，例如由不锈钢制成的吸收器，其表面是光滑的、球形的并且具有恒定的厚度。

在蜂窝结构的连续性中是“界面”(将下部和上部分离的密封凹盘)，其接收两个更换部件，上部和下部。该界面确保了两个相对部件之间的密封的连续性以及在其整个表面上均匀分布的适当的能量传输。它的形状优选为球形，并且它的凹面朝向上部(接收流体)，这允许吸收器以可能的最薄厚度承受非常高的压力，从而有助于热效率。这种小的厚度还使得可以限制大厚度中的机械应力或已知的分子缺陷以及烧结质量，这对于确保吸收器的耐久性和可靠性是必要的。

为了确保吸收器紧密地安装在热装置的各个部件之间，外周边由类似于凸缘的周边支承表面构成，其与外部装置组装在一起。它的厚度适合于它将承受的应力，并且被设计成装配到吸收器定位在其上的稍大截面的柱体中，并且确保紧密组装。

为此，可以设想与密封件相同的环，该环在中心周边上产生，以便在凸缘内限定的有限表面上施加压力，这在非常高的施加压力的情况下是理想的。该凸起环也可以由接收标准密封件的凹槽代替，或者由用于某些平面密封件、特别是金属类型的平坦表面代替。例如由石墨制成的绝热密封件也可以理想地被认为耐受高温；这种类型的垫圈的另一优点在于，它构成热桥，从而避免热量传递到外部支撑件。

在这种情况下，吸收器如图8所示直接安装在外接收柱体上，并且施加足够的气体压力以允许快速和容易地安装，如无内胎轮胎，特别是考虑到接收吸收器的腔的窗理想地处于真空下。这通过允许吸收器在密封表面上的自调节和移位而避免了在装置的各种部件的膨胀差期间产生机械应力。

“凸缘”的下部允许安装额外的部件和装置，并且在这个意义上具有允许其机械连接的元件，例如螺纹或任何合适的组装系统，特别是四分之一转的类型的组装，以允许快速和经济的组装。所述螺纹或组装装置可以在两侧，以允许耐用且安全的机械组装，同时允许完美维持施加在密封装置/密封件上的压力。

图2和图3中的下部由形成花结的细翅片构成，从而使得热能传递到传热流体或待加热的工作流体/流体。翅片在其整个高度上嵌套在“凸缘”部分中，以便获得特别抵抗高压并均匀地分布力的整体件。

聚集的太阳能通量类似于高斯曲线，即在其中心具有最大强度。因此，流体理想地从周边朝向中心流动，以避免密封凸缘处的热损失。为此，围绕翅片的入口的整个周边形成“端口”(通道)以允许流体通过。该端口由固定到翅片上的密封盘施加，并由例如安装凸耳的方法锁定，以防止其位移或任何振动。根据制造方法，其组件还可以有利地呈整体件形式，后者避免增加机械固定/保持装置。

一个嵌套在另一个内的圆(花结)的部分中的这种布置使得可以产生一定数量的湍流并且以非常精确的方向引导流体。此外，向心力使得可以增加流体在翅片表面上的相互作用，从而提高热交换系数。这种独特的布置还使得可以增加交换表面并增加吸收器的热效率。翅片之间的空间在周边处比在中心处大，以便与表面上实现的能量密度完美相关。

此外，这些翅片在其中心处比朝向周边处更高，这一方面允许优化热交换，使最大能量密度在中心处，并且另一方面在该组件经受特别是在例如斯特林类型等热力学装置中所必需的非常高的压力时有助于该组件的机械强度。因此可以具有非常薄的界面，同时确保对非常高的压力有极好的机械阻力。

由于翅片的特定几何形状，在下部结构的中心形成快速涡流，该快速涡流通过螺旋截头圆锥区段重定向到吸收器外部，从而使初始流的方向为沿垂直方向或朝向管道或朝向用于某些热力学装置的活塞。所述截头圆锥区段包括螺旋翅片，这一方面可以将流引导到新的垂直轴线，另一方面可以避免由于文丘里效应引起的流速增加而使最暴露于入射热辐射的中心区域过热。锥体的中心相对较厚，而其端部较薄。截头圆锥区段的下底部有利地是弯曲的，以避免对总效率有害的过度湍流和压降。该螺旋形状接近密封盘以避免与泄漏或引导故障相关的损失(优选地在流体的一个方向上)。

为了确保下部的紧密性，密封盘使得可以关闭并且因此完美地引导有待加热的流体。该盘包括在其中心的开口，允许通过管道上或活塞上的柱体区段的可能连接，并且其外径稍微小于翅片的直径，从而允许来自周边的流体通过。

在密封盘上制造具有吸收器主体的附近装置，这可以以多种方式例如凸耳、凹口或任何其它组装方法来实现，或者在增材打印的情况下构成整体组件。另一个有利的方法是，一旦吸收器的主体从模制中出来，就组装盘，然后容易地进行粘附，或者甚至在通过增材打印的生产过程中就这样进行。

通常，所有干扰流体运动的锐角都被倒圆以避免产生湍流和其它有害的压降。

下部还被设计成允许快速往复通过，而在向外和返回方向上没有流体的压头损失，例如在FPSE过程(自由活塞斯特林发动机)的情况下，这可以以每秒约几十个循环的频率进行。

Claims (12)

1.一种用于聚集太阳能热力发电厂的集热器，其特征在于，所述集热器由在真空下隔离的腔、例如石墨腔形成，所述腔具有透明的入口窗，在所述入口窗中设置有由单片碳化硅形成的吸收器，所述单片碳化硅的吸收表面涂覆有钨枝晶。

2.如权利要求1所述的用于聚集太阳能热力发电厂的太阳辐射吸收器，其特征在于，所述太阳辐射吸收器具有蜂窝构造，所述蜂窝构造的单元是圆锥形的/扩口的，在中心具有更大的高度，并具有微腔。

3.如权利要求1所述的用于聚集太阳能热力发电厂的太阳辐射吸收器，其特征在于，所述太阳辐射吸收器具有密封的球形上支撑界面和下支撑界面，所述密封的球形上支撑界面和下支撑界面用作与支撑件的组件和密封凸缘，所述支撑件具有蜂窝结构和翅片以及在热力学装置上的管的螺纹连接。

4.如权利要求1所述的用于聚集太阳能热力发电厂的太阳辐射吸收器，其特征在于，所述太阳辐射吸收器具有翅片，所述翅片呈花结形，用于与流体进行热交换，并且具有中心高度更高的微腔。

5.如权利要求1所述的用于聚集太阳能热力发电厂的太阳辐射吸收器，其特征在于，所述太阳辐射吸收器具有密封盘和流体通道端口。

6.如权利要求1所述的用于聚集太阳能热力发电厂的集热器，其特征在于，所述集热器具有中心螺旋截头圆锥区段，所述中心螺旋截头圆锥区段具有90°返回和扩口圆锥形状。

7.如权利要求1所述的用于聚集太阳能热力发电厂的集热器，其特征在于，所述集热器包括设置在所述腔内的燃烧器，所述燃烧器沿所述吸收器的方向引导火焰。

8.如权利要求1所述的用于聚集太阳能热力发电厂的集热器，其特征在于，所述集热器包括具有微腔的交换表面。

9.一种由权利要求1所述的用于聚集太阳能热力发电厂的集热器组成的系统，所述系统热且机械地联接到管道(热流体出口)或热机的入口，其特征在于，所述集热器由具有透明入口窗的石墨腔形成，在所述腔中设置有由单片碳化硅形成的吸收器，所述单片碳化硅的吸收表面涂覆有钨枝晶。

10.如权利要求9所述的用于聚集太阳能热力发电厂的系统，其特征在于，所述膨胀机具有由碳化硅制成的上部。

11.一种制备如权利要求1所述的吸收器的方法，其特征在于，所述方法包括将钨枝晶等离子喷涂到由碳化硅制成的单片部件的表面上的步骤。

12.如权利要求11所述的制备吸收器的方法，其特征在于，所述方法包括在糊状相的钨枝晶的生产期间通过粉末化将钨枝晶沉积在单块碳化硅片的表面上的步骤。

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