萬能太陽箱的製作方法

2023-10-29 08:09:37 1

專利名稱：萬能太陽箱的製作方法
技術領域：
本發明涉及利用太陽能的萬能太陽箱。
現有的家用太陽能設備，例如太陽灶或太陽能熱水器等，它們只能提供作炊事用的高溫集中點熱源，或專用作燒熱水，不能兼作烘烤箱、乾燥器、冷藏箱、生豆芽機、育種等，也不能兼作保持相當於人體溫度或室溫的明的、暗的、溼的各種溫室之用。如果一個家庭要滿足生活上和生產上的多方面需要，購齊上述各種設備，則必然造成經濟開支大;設備利用率低;存放設備佔地面積大;過於分散，使用不便;另外，上述除太陽能設備外，其他如生豆芽機和電烤麵包箱等，要耗電。
本發明的目的是提供利用太陽能的萬能太陽箱，能滿足普通家庭在生活上和生產上的多方面需要，例如燒熱水、開水，和煮飯、炒菜、烘烤、消毒、冷藏、溫藏、生豆芽、釀製醬菜、育種、孵化等等。
概括的說，萬能太陽箱是由作為底面和側面的絕熱殼層，圍裹三個具有一定形狀和光學特性的空腔-冷熱腔、綜合腔和機動腔，各腔之間用透明板分隔，陽光可從該箱上方射入各腔。根據不同用途，可選擇水或低沸點工作物質或空氣等分別放入冷熱腔或機動腔。在綜合腔中可為各種用途而進行相應的操作。該箱所具有的吸反板，聚散板和盛具架等各另件，是可以根據不同用途而擺置在對應的方位上的。


圖1、圖2和圖3是本發明的實施例之一。下面結合附圖，概述本發明的結構及原理和用法，圖1和圖2各為正視圖和俯視圖，圖3為盛具架一例。為使萬能太陽箱發揮全部功能，必和一定的自動跟日器配用。
附圖中，[14]是冷熱腔，它由反射聚光板[13]、集熱板[17]、下透明蓋板[11]、透明壁[20]以及分別與閥門[15]連通的兩個管嘴構成。下透明蓋板[11]與反射聚光板[13]的光軸垂直;反射聚光板[13]的面積大於集熱板[17]的面積;反射聚光板的焦點或焦帶中心位於綜合腔[2]的中央或中央附近;在冷熱腔充滿水的條件下，以較小入射角通過下透明蓋板[11]的光線，被反射聚光板[13]反射後，凡能返回到下透明蓋板[11]的光線，都不能跑出冷熱腔[14]，只能被全內反射落入集熱板[17]上。透明壁[20]具有一定曲率。為機動腔，該腔底板為下透明蓋板[11]，上蓋為與下透明蓋板[11]相平行的上透明蓋板[7]，兼顧保溫和透射率的需要，上透明蓋板[7]可由相互平行的一層或多層透明板構成。該腔側面的一部分為與綜合腔[2]相隔的透明壁[20]的上部，其餘部分為不透明圍板，緊靠著絕熱殼層內側;圍板上有兩個與閥門[16]連接的管嘴。為綜合腔，該腔的一側以透明壁[20]與冷熱腔和機動腔相隔，其餘側面和底板為反射聚光板[1]及[23]和數個集熱板[3]，上蓋為由兩層透明板組成的透明蓋板門[19]，透明蓋板門也可由一層或更多層透明板組成。該腔中所有反射聚光板的焦點或焦帶，都與冷熱腔的合一。在綜合腔中，把鍋具[4]掛在門下面的掛鍋器上，掛鍋器[6]由蝶形螺母和掛鈎組成。鍋具[4]所有外表都發黑。為吸反板，它具有一個反射聚光面和一個集熱面，當該板的反射聚光面向著綜合腔的中心而擺在綜合腔內一定位置時，其焦點或焦帶的位置，與冷熱腔的反射聚光板[13]的合一。另外，吸反板具有較大的導熱係數，並有一個能從萬能太陽箱外插進絕熱殼層[12]而與箱內壁構成非點接觸的部位。為聚散板，它是導熱係數較大的反射聚光板，當它插在左支柄[10]的一定位置時，其焦點或焦帶與冷熱腔的反射聚光板的合一;它有一個能從萬能太陽箱外插進絕熱殼層[12]而與箱內壁構成非點接觸的部位。為絕熱殼層，它由殼外皮和絕熱材料構成，殼外皮的表面為反光面;絕熱殼層[12]上有一定數量能被聚散板或吸反板插進的孔，孔內嵌有可開可合的絕熱塞，當絕熱塞嵌合後，能分別和冷熱腔或機動腔或綜合腔的不透明腔壁接觸。絕熱殼層上有左支柄[10]和右支柄[24]。在綜合腔的集熱板[3]的外面的絕熱材料中，可嵌入電阻絲及其盒，圖1中的[21]和[22]即其一例。
圖3為盛具架，它是綜合腔的附件之一。
下面結合用法敘述原理。
若欲使綜合腔造成高溫中心，以作炊事或其它用，可使萬能太陽箱跟蹤太陽，並使冷熱腔和機動腔無水，把吸反板[18]插於右支柄[24]上，把聚散板[9]插於左支柄[10]上即可。因為此時，聚散板和冷熱腔、綜合腔的所有反射聚光面，能把光熱集中於綜合腔內一點或一焦帶，吸反板在箱外所擺傾角與在綜合腔內所擺的不同，故也能把收集的光反射於綜合腔內。綜合腔的兩扇門可開、閉、半開半閉或一開一閉，依用途而定。
若欲使綜合腔變作烘烤箱或消毒箱，應使能量較均勻分布在綜合腔內各處，為此要把被烘烤物放在盛具架上掛起來，關閉透明蓋板門，並使萬能太陽箱跟蹤太陽，把吸反板放在綜合腔中，使其集熱面向著透明壁[20]並相隔一定距離，當由冷熱腔來的光熱照在它的集熱面時，便加熱它和透明壁之間的空氣層，造成空氣在腔內對流。同時，聚散板把光熱由上部投入綜合腔中。若欲使綜合腔變作乾燥器，則應在這一基礎上，打開一扇透明蓋板門，使熱氣流通過被乾燥的物料後流出，冷氣流沿腔壁由下部進來，因能自動跟蹤太陽，故空氣的這種流動路線是不難形成的。
若欲使冷熱腔變作太陽能熱水器，則應使冷熱腔充滿水，把兩個閥門[15]中的管口比冷熱腔的最高水位更高的那個閥門打開(必要時接軟管)。同時在綜合腔中把吸反板的反射聚光面對向透明壁[20]的下部，並關閉蓋板門。於是，凡由反射聚光面[13]反射後的光，到達下透明蓋板者，都因被全內反射而落入集熱板[17];直接到達透明壁[20]下部者，透過後被吸反板反射進入集熱板[17]上，使水升溫。同時，吸反板的集熱面把所受的陽光變為熱，使綜合腔升溫，藉助於[20]的傳導，加速冷熱腔中的水升溫。若想一邊煮飯一邊燒熱水，可把吸反板插在右支柄[24]上，令其把陽光反射入綜合腔即可。
若要使綜合腔變為豆芽機，可調自動跟日器，使陽光始終不垂直於[7]和[19]而射入腔中，在綜合腔中放入盛具架和盛豆芽的篩箕，並用冷熱腔中溫水淋過豆芽後，給綜合腔底存適量溫水。使吸反板的集熱面受陽光而遮住豆芽(但勿接觸)。同時令冷熱腔晝夜保持溫水，以其水溫控制綜合腔溫度，用門上的兩孔的塞和通控制通風和保溫。冬天可給機動腔封閉適量的低沸點工質以調溫(當使冷熱腔變作太陽能熱水器時，用此法可防夜間冰凍)，十分必需時可用電熱。在特寒季節或地區，為避免冷熱腔結冰，可給冷熱腔換入低沸點不透明吸熱工質，使綜合腔變成利用相變的溫室。
另外，若欲使綜合腔變為輻照消毒箱，或曬醬明溫室，或發酵、釀造用的暗溫室，或適宜於育種及孵化小雞用的溫室等，其原理和用法以此類推。
若要把綜合腔變作冷藏箱，可藉助於自動跟日器，使絕熱殼層的外反光面全天向陽。白天，使吸反板的反光面向外，把蓋板門[19]遮住，使聚散板把機動腔遮住，則萬能太陽箱就變成了全身反光體。同時，在機動腔和冷熱腔放入適量低沸點透明工質，利用晝夜大氣溫差，使工質在白天汽化，通過透明壁傳熱，給綜合腔降溫;夜間再受大氣冷卻而液化，以使綜合腔溫度永遠保持接近於一晝夜間的最低溫度。為保證工質液化，應在晚上把絕熱殼層的絕熱塞板開，把聚散板和吸反板分別插入對應的孔中，和萬能太陽箱內壁成非點接觸，加速散熱。例如，左支柄[10]和右支柄[24]各自所連的絕熱塞，被扳出縫子後，聚散板和吸反板就能分別插入縫中以散熱。左、右支柄是各用銷軸和板簧與絕熱殼層連接並被支持的。當用作冷藏箱時，可據不同季節和地區的晝夜溫差統計值，選擇不同的低沸點工質。
當需用電阻絲[21]作炊事時，要藉助於自動跟日器，使萬能太陽箱水平停放，把鍋貼放於底部的集熱板[3]。
本發明的主要優點是(a)成本低廉，經濟效益高。其成本約和一個太陽能熱水器的差不多，但它可代替家用太陽能熱水器、太陽灶、電烤箱、家用太陽能幹燥器、家用生豆芽機、冷藏箱、電熱水箱、非養雞專業戶用的孵化箱、臨時停電用水缸等，還可用作各種溫室和家用輻照消毒箱，對生吃菜和水果及餐具、植物種子等輻照消毒，減少病害。(b)基本上不耗常規能源。(c)不佔房內面積;(d)使用方便;(e)防塵，衛生，不汙染空氣。故便於普及到各家各戶。
萬能太陽箱在城市及農村皆可用，可安裝於樓房南陽臺的邊角上，峙出陽臺外;或農村院子向陽處等。
權利要求
1.利用太陽能的萬能太陽箱，其特徵在於(a)該箱包含冷熱腔[14]、機動腔[8]、綜合腔[2]，箱的底部與側部是絕熱殼層[12]，各腔之間由透明板分隔，陽光可從上方射入箱內。(b)該箱具有相配合的吸反板[18]、聚散板[9]、盛具架和根據該箱用途需要，可供裝入冷熱腔、機動腔使用的低沸點工作物質。
2.根據權利要求1所述的萬能太陽箱，其特徵在於冷熱腔由反射聚光板[13]、集熱板[17]、下透明蓋板[11]、透明壁[20]以及分別與閥門[15]連通的兩個管嘴構成。下透明蓋板與反射聚光板的光軸垂直;反射聚光板[13]的面積大於集熱板[17]的面積;反射聚光板的焦點或焦帶中心位於綜合腔[2]的中央或中央附近;在冷熱腔充滿水的條件下，以較小入射角通過下透明蓋板的光線，被反射聚光板[13]反射後，凡能返回到下透明蓋板的光線，都不能跑出冷熱腔，只能被全內反射落到集熱板[17]上。透明壁[20]具有一定曲率。
3.根據權利要求1所述的萬能太陽箱，其特徵在於機動腔[8]的結構為該腔底板為下透明蓋板[11]，上蓋為與下透明蓋板[11]相平行的一層或多層上透明蓋板[7]。該腔側面的一部分為與綜合腔相隔的透明壁[20]的上部，其餘部分為不透明圍板，緊靠絕熱殼層內側;圍板上有兩個與閥門[16]連接的管嘴。
4.根據權利要求1所述的萬能太陽箱，其特徵在於綜合腔的一側以透明壁[20]與冷熱腔和機動腔相隔，其餘側面和底板為反射聚光板[1]及[23]和數個集熱板[3]，上蓋為由一層或多層透明板組成的透明蓋板門[19]，各反射聚光板的焦點或焦帶，與冷熱腔反射聚光板的合一。
5.根據權利要求1所述的萬能太陽箱，其特徵在於吸反板[18]具有一個反射聚光面和一個集熱面，當該板的反射聚光面向著綜合腔的中心而擺在綜合腔內一定位置時，其焦點或焦帶與冷熱腔的反射聚光板的合一;吸反板具有較大導熱係數，並有一個能從萬能太陽箱外插進絕熱殼層[12]而與箱內壁構成非點接觸的部位。
6.根據權利要求1所述的萬能太陽箱，其特徵是聚散板[9]是導熱係數較大的反射聚光板，當它插在左支柄[10]的一定位置時，其焦點或焦帶與冷熱腔的反射聚光板的合一;它有一個能從萬能太陽箱外插進絕熱殼層[12]而與箱內壁構成非點接觸的部位。
7.根據權利要求1所述萬能太陽箱，其特徵是絕熱殼層[12]由絕熱材料和殼外皮構成，殼外皮的表面為反光面;絕熱殼層上有一定數量的能被聚散板或吸反板插進的孔，孔內嵌有可開可合的絕熱塞，當絕熱塞嵌合後，能分別和冷熱腔或機動腔或綜合腔的不透明腔壁接觸。絕熱殼層上有左支柄[10]和右支柄[24]。在綜合腔的集熱板[3]外面的絕熱材料中，可嵌入電阻絲及其盒。
全文摘要
本發明是利用太陽能的萬能太陽箱，由被絕熱殼層圍裹，並用透明板隔成的冷熱腔、機動腔、綜合腔及吸反板、聚散板和低沸點工質等構成。用時載於自動跟日器上，利用全內反射和腔壁的反射、透射、吸收和工質的相變及吸反板等的變位，在腔內使太陽能形成高溫中心，或較均勻分布的各種溫室，或保持為和一晝夜間最低溫度相近的冷藏室，用於燒水、煮飯、炒菜、育種、生豆芽、消毒、烘乾、釀造、溫藏、冷藏等家庭生活和生產的多種需要。
文檔編號F24J2/06GK1032391SQ87106799
公開日1989年4月12日 申請日期1987年10月6日 優先權日1987年10月6日
發明者王存義 申請人:王存義