专利名称:太阳能炉的制作方法
太阳能炉本发明涉及太阳能炉(solar furnace)。具体地,本发明涉及一种能够提高传递介质温度的太阳能炉。在使用中,被加热的传递介质可被用于产生电力或投入其他工作,诸如空气调节、巴氏杀菌或脱盐等。事实上,可用于需要产生功或功率的源的任何情形。近年来,为了降低我们对有限储量的化石燃料的依赖,人们对可再生能源表示了很大的兴趣。在此方面,太阳能被认为是最有前途的可再生能源之一,且在此领域已经取得了很大的进步从光电器件到适应气候的建筑,以及太阳能热系统——其集中太阳能并且将太阳能传递到流体。太阳能热系统通常是使用中心接收机系统实现的,该中心接收机系统使用日光反射装置(heliostat)追踪太阳光并且将其集中在中心接收机上。该热能被用来煮沸流体 (通常是水),以生成蒸气并且驱动涡轮以产生电力。在使用中,这些系统覆盖很大的面积, 且不适于家用场所,因为其所涉及的温度是危及生命的。因此,需要可以提供实用且有效能源的小型且独立的太阳能热装置。本发明的目标在于提供一种太阳能炉,其可被用于使用太阳能来提高传热介质的温度。在使用中,太阳能炉出口处的传热介质可被用于产生电力或投入其他工作,诸如像空气调节、巴氏杀菌或脱盐等。在使用中,所述传热介质通过冷凝器返回,以再次开始循环。本发明被提供为一个密封装置,该密封装置几乎或完全不需要维护,而且不需要除太阳能之外的其他外部动力。本发明可以独立使用,或者可将多个这样的装置联接到一起以提供环境友好的、有效的能源。一旦定位并开始服役,本发明就将在其整个使用寿命期间保持为静态能源。已经生产了按照同样原理工作的多种移动装置。根据本发明,提供了用于提高传热介质温度的太阳能炉,包括一个透镜阵列和一个压力容器,所述透镜阵列用于将入射的热能和太阳能接收到反射器部分之上,所述反射器部分的形状总体被设计为便于将所述太阳能集中到所述压力容器之上,所述压力容器具有一个入口和一个中心芯(central core),所述传热介质通过该入口被注入,该中心芯具有基本螺旋状的横截面,所述中心芯限定了连续传热路径,以便所述传热介质接触所述压力容器的表面并且在一个出口处离开所述压力容器。在一个优选实施方案中,所述透镜阵列被形成为基本凸形顶部的一部分,所述凸形顶部包括一系列滤光器,以阻止接收不想要的频率的太阳能。所述透镜阵列增强了想要的光值和太阳能。在使用中,所述基本凸形顶部还用作保护覆层,其在弱光环境下或在夜晚时间自动关闭,从而保护该装置免遭不利天气环境的影响。所述透镜阵列还可包括在不利天气环境下使用的风挡(wind barrier)。优选地,所述传热介质是蒸馏水,但还可包括添加剂,以增强热传递和防止腐蚀并且降低闪点。在使用中,所述反射器部分保证了所述压力容器被以大幅增强的太阳能和光照射,且所述反射器部分的形状被设计为便于将尽可能多的入射太阳能导引至所述压力容器的表面上。优选地,所述反射器部分由具有基本抛物线形的横截面的反射材料制成。更优选地,根据本发明的太阳能炉被提供为一种装置,该装置包括主框架、舱壁(bulkhead)和可移除的侧部,所述可移除的侧部可用侧面板紧固件来固定。为了增进传热过程的总体效率,压力容器周围的区域优选地被抽真空。在使用中,此真空可通过将所述基本凸形顶部、压力容器和可移除的侧部形成为一个密封的装置来提供。抽真空的额外设备可通过空气排空阀和真空泵系统来提供。优选地,在使用中,所述传热介质在压力借助于太阳能泵和安装在所述压力容器入口处多个细(fine)喷嘴被注入压力容器中。所述传热介质优选地使用太阳能被预加热, 所述太阳能被导引至位于所述反射器部分下方且与反射器部分直接接触的预加热器槽上。为了优化传热过程的总体效率,多个保温器被策略性地布置在所述压力容器之内。所述多个保温器用于防止传热介质变得太干,因为这会导致损失压力能(动能)。在使用中,所述多个保温器由多个喷嘴提供,所述喷嘴将较凉的传热介质的细雾喷洒到所述压力容器之内。所述较凉的传热介质可从位于该装置内的旁路腔或从所述预加热器槽供应。一旦已处理的传热介质在所述出口处离开压力容器,其就被投入工作。在使用中, 所述已处理的传热介质可被用于驱动涡轮以产生电力。此外,已处理的传热介质可被投入其他工作,诸如像空气调节、巴氏杀菌或脱盐等。所述传热介质最终返回到位于主储存库上方的整体式的冷凝器装置,以再次开始循环。优选地,在使用中,该装置不需要除了光能和太阳能以外的其他外部动力。如果需要用于弱光环境,所述太阳能泵可以设有辅助电池。所述太阳能炉还包括一个仪表面板,其可以记录和显示各种测量值,包括温度和压力读数,用于数据收集和/或维护目的。更优选地,所述太阳能炉还包括绕透镜阵列的外围设置的光纤阵列,该光纤阵列收集热能和太阳能并且将这些能量导引到预加热器槽和/或压力容器和/或反射器部分的顶部表面上。根据本发明还提供了用于提高传热介质温度的太阳能炉,包括一个透镜阵列和一个压力容器,所述透镜阵列用于将入射的热能和太阳能接收到反射器部分之上,所述反射器部分的形状总体被设计为便于将所述太阳能集中到所述压力容器之上,所述压力容器具有一个入口和一系列内腔,所述传热介质通过该入口注入,所述一系列内腔具有多个压敏单向阀,所述多个压敏单向阀允许所述传热介质收集温度和压力能并且在出口处离开所述压力容器。根据本发明还提供了一种利用入射太阳能提高传热介质温度的方法,包括接收入射太阳能并将其集中到压力容器的表面上;并且将预加热的传热介质注入所述压力容器中,所述压力容器包括一个中心芯,该中心芯质限定了连续传热路径,以便所述传热介质接触压力容器的表面,所述连续传热路径使得所述传热介质能够在所述压力容器的整个长度上能够获得优化的温度和压力能。应相信,根据本发明的太阳能炉至少解决了上述列出的问题。具体地,本发明的优势在于在使用中,太阳能炉出口处的传热介质可被用于产生电力或投入其他应用,诸如像空气调节、巴氏杀菌或脱盐等。然后,所述传热介质有利地经由冷凝器返回,以再次开始循环。本发明被提供为一个密封装置,它几乎或完全不需要维护,而且不需要除太阳能之外的其他外部动力。本发明可以独立使用,或者可将多个这样的装置联接到一起以提供环境友好的、有效的能源,或者作为在人道援助场所或情况中用于提供应急电力的移动装置。一旦就位并开始服役,本发明将在其整个工作寿命期间保持为静态能源。此处描述的太阳能炉完全是独立的,不需要其他额外的动力,且可用在很远的位置,几乎不需要维护。本领域技术人员明了的是,本发明的许多变型都是可能的,且本发明可被用于除了此处具体描述之外的其他用途。参考附图,本发明的非限制性的具体实施方案将以实施例的方式来描述,在附图中
图1示出了本发明的侧立面(elevation)的截面图;图2示出了本发明的平面图;图3进一步示出了从图1中的角度A观察本发明的端视图的细节;图4进一步示出了从图1中的角度B观察本发明的端视图的细节;图5示出了本发明的一个不同实施方案的侧立面的截面图,其还包括预加热器进给盘管,该预加热器进给盘管用于在传热介质被注入压力容器之前提高传热介质的温度;图6示出了本发明的低型面(lower profile)的实施方案的侧立面的截面图,其可被用于在冬季太阳不会在天空中升得太高的地理区域;图7示出了本发明的低型面的实施方案的侧立面的截面图,其还包括倾斜和回转机构,用于追踪天空中的太阳光;图8示出了如何使用容纳在标准的40' (12. 192m)的贮存箱之内的两个单独的或串联的按比例增大的太阳能炉来实现本发明;以及图9示出了本发明的一个不同实施方案,其中所述压力容器被限定为一系列带有单向压力释放阀的膨胀腔,以允许传热介质具有连续路径。现在参见附图,图1至4示出了本发明的实施方式。在使用中,本发明的太阳能炉被设置为密封的装置,该装置包括主框架,该主框架用电镀低碳钢来构造,并具有及铝舱壁和可移去的ABS或管状侧部27,其可以用侧面板紧固件23来固定。该装置被支承在减震架 8上,所述减震架8位于主框架的每个角部,且在使用前放平。主框架的每个端部处的舱壁支承一个压力容器2,通过该压力容器借助于太阳能泵4来注入传热介质。所述压力容器2用铜制成,但也可利用具有适合的热特性和机械特性的其他材料。在使用中,蒸馏水被用作传热介质,但也可包括添加剂来增强热传递和防止腐蚀。压力容器2的内部结构包括一个中心芯13,该中心芯具有基本螺旋状的横截面, 并限定了连续传热路径,以便所述传热介质接触压力容器2的内表面。在使用中,由于太阳能的持续照射,压力容器2的表面极其热。连续的传热路径使得传热介质能够在压力容器 2的整个长度上获得最优的温度和压力能(动能)。在压力容器2周围存在一个反射器部分M,其用作将入射的太阳能导引到压力容器2之上。反射器部分M保证了压力容器2被大大增强的太阳能和光照射,并且所述反射器部分是基本抛物线形状,以尽可能多地将入射太阳能导引到压力容器2的表面上。位于主框架顶上的是凸形顶部1,该凸形顶部包括一系列滤光器,其用于阻止接纳不想要的频率的光;以及一个透镜阵列,其用于增强想要的光值以及太阳能。这给出了更纯且更有产能 (productive)的光,所述光经过透镜阵列被增强许多次,然后该光照射压力容器2。那些光的路径被设计为绕过压力容器2落在预加热器槽12的表面上。此表面具有如下能力,S卩,将百分之几的能量反射回到压力容器2上,但是吸收所需数量的热能和太阳热能,从而增强板槽(slab tank) 12之内的传热介质以达到并维持所要求的温度。所述凸形顶部1也用作保护覆层,其在弱光环境下或在夜晚时间自动关闭,从而保护该装置免遭不利天气的影响。此外,为了增加传热过程的总体效率,压力容器2周围的区域(在图中标示为数字 6)被抽真空。在使用中,该真空可以通过如下方式形成,即,将凸形顶部1、压力容器2和侧板27形成为一个基本密封的装置,如果需要的话,借助额外的设备通过空气抽空阀15和真空泵系统(未示出)来抽出空气。该装置的每一侧27——其是绝热的——包含一个备用的板槽(如需要),其可在夜晚时间将传热介质保持在平均温度。主储存库/冷凝箱9——其也是绝热的——被容纳在主框架的基底之内。下面描述该装置的运行。被预热的传热介质借助于太阳能泵4和安装在入口凸缘上的多个细喷嘴3在压力下被注入压力容器2。所述被预热的传热介质被所述泵4以大约 2-3bar的压力和恰低于沸点的温度传递到这些喷嘴3。所述传热介质是使用导引到预加热器槽12上的太阳能被预热的,所述预加热器槽12位于反射器部分M下方并且与反射器部分M直接接触,如图3中所示。为了防止在预加热器槽12内出现可能的危险压力,其包括至少一个自动泄气阀18以允许所述预加热器槽12排气。在使用中,可以用球阀7控制所述传热介质的供应,且可用探测器5连续监控传热介质在压力容器2入口处的压力和温度。一旦注入压力容器2,所述传热介质就碰撞压力容器2的侧壁并且立刻雾化。这一接触使得传热介质迅速移动(flash)且获得动能,并以更大速度移动。此过程沿着如下连续的传热路径的长度继续,该传热路径由具有基本螺旋形横截面的中心芯13与压力容器2 的内表面所限定。在使用中,所述传热介质在压力容器2的出口点17处的温度和压力大约为 130°C 禾口 12bar。为了维持传热介质的最高质量,在压力容器2之内策略性地布置了多个保温器 16。保温器16用于防止传热介质变得太干,因为这会导致损失压力能(动能)。保温器16 是小型喷嘴,其自动喷洒较凉的传热介质的细雾,其从位于所述装置之内的旁路腔19或从预加热器槽12直接供应到压力容器2之内。如图3所示,在使用中,在预加热器槽12和主储存库9之间的传热介质回路中还包括了预加热器平衡管21。一旦经处理的传热介质在出口 17处离开压力容器2,它就被投入工作。其可以被用来驱动涡轮(未示出)以产生电,然后传热介质可继续用于其他工作,例如空气调节、巴氏杀菌或脱盐。已经设想涡轮被制成两轮式蒸汽涡轮,其具有单个平衡轴,在该轴的输出端周围设有发电机。通过使用无摩擦轴承和特别构造的电枢,能够给出最大的功率输出。传热介质最终返回到位于主储存库9上方的冷凝器板10,以再次开始该循环。如需要,使用冷凝器进给口(feed) 25将所述主储存库9维持在最佳水平。除了光能和太阳能,此装置不需要其他外部能量。小型喷射器3和泵4是太阳能供能的,如需要则带有辅助电池11。该装置还包括一个仪表面板14,其可以记录和显示各种测量值,包括温度和压力读数沈,用于数据收集和/或维护目的。电缆沿着电缆桥架20 和导管22的内部通过。由于该装置是非定向的,一旦定位并开始服役,其可在其整个使用寿命期间保持成为静态能源。维护工作是非常少的,除了清洁凸形顶部1上的透镜表面,以及视觉检查以保证没有泄漏。
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图5示出了本发明的另一个实施方案,其中预加热器槽12沿着反射器部分M的整个长度延伸,或者与其成为一体,以使入射的太阳能辐射最大化。而且,在此实施方案中, 朝向预加热器槽12的尾部,放置有连续预加热器进给盘管四,其用于在传热介质注入压力容器2之前提高传热介质的温度。图5的太阳能炉的设计还包括略有不同的冷凝储存库9, 其具有位于成形反射器部分M的一侧的圆形横截面。这允许了比图1和图4中所示的具有更大的反射器部分对。图5还示出了冷凝储存库9、预加热器槽12和预加热器进给盘管 29的背部都设有绝热层30,以尽可能多地保持入射的太阳能热。图5还示出了减震架8可被刹车脚轮(braked castors) 31代替,以有助于让该装置更具可移动性。图5还示出了太阳能炉如何可包括一个位于凸形顶部1外围周围的光纤裙部或阵列52,以利用原本不会被用作有用功的入射太阳光。具体地,光纤裙部或阵列52包括多个光纤,该多个光纤被组合或捆扎到一起以形成宽的条带(strip),该条带收集选择的增强光能并且将这些能量导引至预加热器槽12和/或压力容器2和/或反射器部分M的顶面上。 阵列52最大化了原本只会落在太阳能炉的边缘周围的光能。本领域技术人员会认识到,这一实施方案可被包括在本文所述的任一种太阳能炉中,组成本发明的一部分。本领域技术人员会认识到,排出的蒸气介质在离开蒸气涡轮(未示出)之后,被导向用于做更多的功或者返回到冷凝箱9冷却,然后再次开始其经过预加热器盘管四的回路,所述预加热器盘管四被卷绕在板槽12的外围周围,在这里所述预加热器盘管收集被捕获在板槽12和绝热护套30之间的潜在的热,然后所述介质进入板槽12以被进一步加热到所需的工作温度。该装置的运行被描述如下。太阳能泵4取出给定温度的介质,这是由在指定温度下开启和关闭门阀的热电偶(未示出)控制的,并且经由一组雾化器3在2或!Bbar的压力下将介质注入压力容器。然后,该介质立刻变成蒸汽介质,并且开始其通过压力容器2的过程,在此其间收集压力能和温度。蒸汽介质的完整性由策略性放置的多个保温器16来控制,所述保温器阻止蒸汽介质由于变得太干而损失能量。一旦已处理的传热介质在出口 17 离开压力容器2,其就被投入工作。图6和图7示出了本发明的另外的实施方案。具体地,本发明的太阳能炉可以用低型面设计来实现。该设计尤其适用于在冬季太阳不会在天空中升得太高的地理区域。以此方式,来自太阳的输出可被最大化。图6示出了一种非常类似于图5中公开的低型面设计。图6还示出了如何使用与凸形顶部1成一体或作为其一部分的风挡32来实现本发明。 透明的风挡32用于减少因风刮过太阳能炉的顶部而可发生的任何热损耗。图6进一步详细示出了已加热的传热介质如何用于产生电力。具体地,压力容器 2的输出被进给到驱动发电机51的蒸汽涡轮50。在执行工作之后,传热介质被返回到冷凝箱9冷却,然后循环再次开始。图7更进一步采取了图6的设计,并且示出了本发明低型面的太阳能炉可被固定在一对柱子33上,所述柱子33被安装在安装板34上。该设备还包括太阳能电动机和齿轮箱组件35,其可被用于通过齿轮机构36来使太阳能炉倾斜。本发明还包括一个回转环37, 整个设备可以通过该回转环旋转。以此方式,太阳能炉能够尽可能远地追踪太阳光在天空中的行进,以最大化并尽可能多地捕获入射的太阳光辐射。图8还示出了两个单独工作或串联工作的按比例增大的太阳能炉如何可被容纳在标准的40' (12. 192m)贮存箱38之内。以此方式,设想可产生至少250kVA的输出。此方法的真正好处在于该贮存箱可被迅速带到任何需要电能的位置,尤其是在紧急情况和人道救援情况中。图8中示出的装置包括单独的控制间39。再次,该装置不需要除光之外的任何其他外部动力,而且还可以使用来自位于贮存箱38顶上的光电电池或面板40的额外启动电能。通道门41被设置用于进入贮存箱38。图9进一步示出了用于压力容器2的一种替代方案的内部设计的细节。在此实施方案中,如图9所示,压力容器2被形成为具有环形横截面,其包括一个中心部分42。从中心部分42向外辐射出多个区段(section)或叶片(vane)43,所述区段或叶片限定了通过压敏单向阀45连接的一系列内腔44,所述内腔允许传热介质在其通过压力容器2的路径上收集压力能,然后在出口被排出以进入涡轮(未示出)。这使得蒸汽介质在其路径上在每个允许的腔44处增加其温度和压力,从而在进入新的腔44之前膨胀。压力容器2使用带有单向压力释放阀45的膨胀腔44的系统,以允许传热介质具有连续路径。为了防止传热介质变得太干,图9的压力容器2还包括策略性地放置在压力容器 2周围的多个保温器16。所述保温器16自动喷出较凉的传热介质的细雾,所述较凉的传热介质是从位于该装置之内的旁路腔19或从预加热器槽12直接供应到压力容器2之内的。在不脱离本发明范围的前提下,可对本发明做出各种不同替换和改动。
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权利要求
1.一种用于提高传热介质温度的太阳能炉,其包括一个透镜阵列和一个压力容器,所述透镜阵列用于将入射的热能和太阳能接收到反射器部分之上,所述反射器部分的形状总体被设计为便于将所述太阳能集中到所述压力容器之上,所述压力容器具有一个入口和一个具有基本螺旋状横截面的中心芯,所述传热介质通过所述入口被注入,所述中心芯限定连续传热路径,以使所述传热介质接触所述压力容器的表面并且在一个出口处离开所述压力容器。
2.根据权利要求1所述的太阳能炉,其中所述透镜阵列被形成为基本凸形顶部的一部分,所述凸形顶部包括一系列滤光器,以阻止接收不想要的频率的太阳能。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能炉,其中所述透镜阵列增强想要的光值和太阳能。
4.根据权利要求2所述的太阳能炉,其中所述基本凸形顶部还用作保护覆层,该保护覆层在弱光环境下或在夜晚时间自动关闭,从而保护太阳能炉免遭不利天气环境的影响。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的太阳能炉,其中所述透镜阵列还包括在不利天气环境下使用的风挡。
6.根据任一前述权利要求所述的太阳能炉,其中所述传热介质是蒸馏水。
7.根据权利要求6所述的太阳能炉,其中所述蒸馏水包括添加剂,以增强热传递并防止腐蚀。
8.根据任一前述权利要求所述的太阳能炉,其中所述反射器部分保证了所述压力容器被以大幅增强的太阳能和光照射,且所述反射器部分的形状被设计为便于将尽可能多的入射太阳能导引至所述压力容器的表面上。
9.根据任一前述权利要求所述的太阳能炉,其中所述反射器部分由具有基本抛物线形的横截面的反射材料制成。
10.根据任一前述权利要求所述的太阳能炉,其中所述太阳能炉被设置为一种装置,该装置包括主框架、舱壁和可移除的侧部,所述可移除的侧部可用侧面板紧固件来固定。
11.根据权利要求10所述的太阳能炉,其中所述压力容器周围的区域被抽真空。
12.根据权利要求11所述的太阳能炉,其中所述真空是通过将所述基本凸形顶部、压力容器和可移除的侧部形成为一个密封的装置来提供的。
13.根据任一前述权利要求所述的太阳能炉,其中抽真空的额外设备是通过空气排空阀和真空泵系统来提供的。
14.根据任一前述权利要求所述的太阳能炉,其中所述传热介质是在压力下借助于太阳能泵和安装在所述压力容器入口处的多个细喷嘴被注入所述压力容器的。
15.根据任一前述权利要求所述的太阳能炉,其中所述传热介质使用太阳能被预加热, 所述太阳能被导引至预加热器槽和预加热器盘管布置之上,所述预加热器盘管布置位于所述反射器部分下方且与所述反射器部分直接接触。
16.根据任一前述权利要求所述的太阳能炉,还包括置于所述压力容器之内的多个保温器。
17.根据权利要求16所述的太阳能炉,其中所述多个保温器由多个喷嘴来提供,所述多个喷嘴将较凉的传热介质的细雾喷洒到所述压力容器中。
18.根据权利要求16所述的太阳能炉,其中所述较凉的传热介质从位于炉内的旁路腔或从所述预加热器槽供应。
19.根据任一前述权利要求所述的太阳能炉,其中已处理的传热介质被用于驱动涡轮以产生电力。
20.根据任一前述权利要求所述的太阳能炉,其中已处理的传热介质返回到位于主储存库上方的整体式冷凝器装置,以再次开始循环。
21.根据任一前述权利要求所述的太阳能炉,其中所述传热介质是借助于太阳能泵注入的。
22.根据任一前述权利要求所述的太阳能炉,还包括绕透镜阵列的外围设置的光纤阵列,该光纤阵列收集热能和太阳能并且将这些能量导引至预加热器槽和/或压力容器和/ 或反射器部分的顶部表面之上。
23.一种用于提高传热介质温度的太阳能炉,其包括一个透镜阵列和一个压力容器,所述透镜阵列用于将入射的热能和太阳能接收到反射器部分之上,所述反射器部分的形状总体被设计为便于将所述太阳能集中到所述压力容器之上,所述压力容器具有一个入口和一系列内腔,所述传热介质通过所述入口被注入,所述一系列内腔具有多个压敏单向阀,所述多个压敏单向阀允许所述传热介质收集温度和压力能并且在一个出口处离开所述压力容ο
24.一种利用入射太阳能提高传热介质温度的方法,包括接收入射太阳能并将其集中在压力容器的表面之上;以及将预加热的传热介质注入所述压力容器,所述压力容器包括一个中心芯,该中心芯限定连续传热路径以便所述传热介质接触所述压力容器的表面,所述连续传热路径使得所述传热介质能够在所述压力容器的整个长度上获得优化的温度和压力能。
25.—种在此参考附图中的图1至9所述的用于提高传热介质温度的太阳能炉。
26.一种如前文所述的利用入射太阳能提高传热介质温度的方法。
全文摘要
本发明涉及一种太阳能炉。具体地,本发明涉及一种能够提高传热介质温度的太阳能炉。在使用中,被加热的传热介质可被用于产生电力或投入其他工作,诸如像空气调节、巴氏杀菌或脱盐等。事实上,可用于需要产生功或功率的源的任何情形。本发明描述了一种用于提高传热介质温度的太阳能炉,包括一个透镜阵列,用于将入射的热能和太阳能接收到反射器部分之上,以及一个压力容器。所述反射器部分的形状总体被设计为便于将所述太阳能集中到所述压力容器之上。所述压力容器具有一个入口,通过该入口注入所述传热介质;一个中心芯,其限定连续传热路径,以便所述传热介质接触所述压力容器的表面并且在一个出口处离开所述压力容器。此处描述的太阳能炉完全是独立的,不需要额外的动力,且可用在很远的位置,几乎不需要维护。
文档编号F22G5/12GK102388276SQ200980155380
公开日2012年3月21日 申请日期2009年11月11日 优先权日2008年12月24日
发明者布莱恩·霍华德 申请人:布莱恩·霍华德