本發(fā)明涉及太陽灶技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及高效吸收太陽輻射能的加熱器皿。

背景技術(shù)：

我們的祖先早在公元前11世紀(jì)的青銅器時代已經(jīng)發(fā)明了“陽燧取火”。所謂陽燧就是一種金屬的凹面鏡，它能匯聚陽光點燃艾絨之類東西而取得火種。史書記載“陽燧以銅為之，形如鏡，照物則景倒，向日生火”。又有記載“陽燧，金也。日高三四丈，持以向日，燥艾承之寸余，有頃，焦吹之則得火”。可見，前人早已利用陽光聚焦達(dá)到高溫來加熱物體，這是最古老的太陽能熱利用方法之一。

用高聚光效率的光學(xué)透鏡聚焦陽光來烹飪食物是由德國人tschirnhausen(1651-1708)首先試驗的。用拋物面鏡反射太陽能集中到懸掛的鍋上的太陽灶則是由法國人穆肖在1860年首先研制的。1890年前歐洲已開始工業(yè)化生產(chǎn)用旋轉(zhuǎn)拋物面鏡反射太陽能集中到烹飪鍋上的太陽灶。1970年“石油危機”后，太陽能利用技術(shù)研發(fā)得到了更大的重視。太陽灶作為一種既不消耗礦物燃料，又不排放任何污染物，最為節(jié)能環(huán)保的烹飪方式也得到了較多的研究。在太陽能資源豐富的國家和地區(qū)太陽灶已得到了一定程度的應(yīng)用。

自1980年以來我國也積極在太陽能資源豐富的省份(如甘肅、青海、寧夏、內(nèi)蒙、新疆、西藏、云南)推廣使用太陽灶。2006年國家農(nóng)業(yè)部組織實施“太陽能溫暖工程”等重大項目，使得我國的太陽灶保有量迅速增加。2014年在中國西部地區(qū)太陽灶的保有量已達(dá)120萬臺以上，取得了一定的節(jié)能減排的效果。

常用的反射聚光型太陽灶如圖1所示。反射聚光器r將太陽光反射聚焦到支架s上的鍋具p的底部來加熱鍋內(nèi)食物，鍋具p為人們?nèi)粘Ｉ钍褂玫钠胀ń饘馘仭Ｒ延械奶栐罴夹g(shù)研究主要涉及反射聚光器r的反光面形狀(如旋轉(zhuǎn)拋物面、槽形拋物面、球面、圓錐面等)和結(jié)構(gòu)參數(shù)(如口徑、焦距、聚光比等)、反光面材料(如玻璃鏡面、金屬鏡面、反光膜等)、布置方式(如正軸式、偏軸式設(shè)計)、自動跟蹤太陽的裝置(如單軸式、雙軸式自動跟蹤太陽裝置)等。

太陽灶的光學(xué)性能參數(shù)中最重要的是聚光效率。聚光效率定義為由反射聚光器r聚焦到達(dá)鍋具p的太陽輻射量與反射聚光器r采光面積接收的太陽直射輻射量之比。目前常見的旋轉(zhuǎn)拋物面太陽灶的聚光效率一般達(dá)到85％。

太陽灶的熱性能參數(shù)中最重要的是光效率和熱效率?！毒酃庑吞栐睢穘y/t219-2003定義光效率為：“熱損為零時，太陽灶測試鍋具吸收到的能量和垂直投射到截光面積上的太陽直射輻射量之比”。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定測試太陽灶的光效率時初始溫度為低于環(huán)境溫度10℃，終止溫度為高于環(huán)境溫度10℃，并規(guī)定太陽灶產(chǎn)品的光效率不低于65％?！毒酃庑吞栐睢穘y219-1992則定義煮水熱效率為：“太陽灶鍋具內(nèi)的水從某一初始溫度升高到某一終止溫度的全過程中所得的總熱量與該過程中垂直投射到采光面積上的累積太陽直射輻照量之比”。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定測試太陽灶的煮水熱效率時初始溫度為環(huán)境溫度，終止溫度為高于環(huán)境溫度50℃，并規(guī)定太陽灶產(chǎn)品的煮水熱效率不低于55％。

上述兩個標(biāo)準(zhǔn)中測試鍋具的溫度偏低，ny/t219-2003僅高于環(huán)境溫度10℃，熱損失??；ny219-1992僅高于環(huán)境溫度50℃，熱損失也不大。但實際使用太陽灶烹飪食物時鍋具溫度一般需要達(dá)到100℃且保持100℃一段時間才能煮熟食物。假定氣溫為10℃，鍋具與環(huán)境空氣的溫度差高達(dá)90℃，鍋具熱損失相當(dāng)大。因此在實際使用條件下太陽灶的熱效率低于上述兩個標(biāo)準(zhǔn)給出的65％和55％。實際上現(xiàn)有太陽灶的熱效率一般僅有45％左右。

太陽灶如此低的熱效率對于其實際使用效果有很大的影響。因為，實際加熱功率＝太陽輻照度x太陽灶采光面積x熱效率。常見太陽灶的采光面積為1.7m²，在晴天時太陽輻照度可達(dá)1000w/m²。此時，實際加熱功率＝1000w/m²x1.7m²x45％＝765w。該加熱功率可用于烹煮食物，但加熱速度不快。在多云天氣時太陽輻照度只有600w/m²，實際加熱功率＝600w/m²x1.7m²x45％＝459w。該加熱功率過小，加熱速度緩慢，導(dǎo)致在太陽輻照度600w/m²的多云天氣時太陽灶不可用。但如果太陽灶的熱效率是75％的話，實際加熱功率＝600w/m²x1.7m²x75％＝765w，這樣在太陽輻照度600w/m²的多云天氣仍然是可用的?？梢?，太陽灶的實際使用效果和可用率都受到了其低熱效率的很大影響。

如上所述，本來太陽灶的聚光效率達(dá)到了85％。為什么熱效率只有45％？本發(fā)明人認(rèn)為主要原因在于：

1、光反射損失較大

反射聚光器r聚焦照射到金屬鍋具p底部的太陽輻射只有部分能夠被金屬鍋具p底部吸收轉(zhuǎn)化為熱能，其余會被金屬鍋具p底部反射損失掉(圖1中鍋底下方的粗箭頭表示聚焦到鍋底的太陽輻射，細(xì)箭頭表示鍋底反射引起的光反射損失)。新的表面拋光的不銹鋼或鋁合金鍋底對于太陽光的反射率高達(dá)80至90％。實際使用的舊鍋的鍋底有顏色發(fā)黑的垢層和積碳層，因此舊鍋的鍋底的太陽光反射率約為25％至35％。就是說，太陽灶聚焦照射到金屬鍋具p底部的焦斑輻射能的25％至35％被金屬鍋底反射向周圍而損失掉。

2、散熱損失較大

(a)對流熱損失較大：太陽灶烹飪時鍋具p整個鍋體裸露在周圍的流動空氣中，當(dāng)環(huán)境氣溫低，風(fēng)速大時，其對流熱損失相當(dāng)大。

(b)長波紅外輻射熱損失：當(dāng)鍋體尤其是鍋底焦斑處達(dá)到較高溫度時，鍋體本身也向外界發(fā)出長波紅外輻射，因此會有鍋體本身的長波紅外輻射熱損失。

3、傳熱步驟多、傳熱面積小、傳熱熱阻較大

在鍋底外表面發(fā)生的太陽光熱轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的熱量需要以熱傳導(dǎo)的方式依次經(jīng)過鍋底外表面垢層和積碳層、鍋底壁、鍋底內(nèi)表面垢層和沉積在鍋底內(nèi)表面的食物層傳導(dǎo)至鍋內(nèi)，然后再以對流傳熱和/或熱傳導(dǎo)的方式傳遞給鍋內(nèi)食物。其傳熱面積等于鍋底面積(直徑24cm鍋具的鍋底面積只有0.045m²)。太陽光熱轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的熱量從鍋底向鍋內(nèi)食物傳遞的傳熱步驟多、傳熱面積小、傳熱熱阻較大。

以旋轉(zhuǎn)拋物面太陽灶的典型數(shù)據(jù)為例：反射聚光器r聚光效率85％，就是說，其采光面積接收的太陽輻射能的85％能夠被反射聚焦到達(dá)鍋具p底部(其余的15％為反光面的散射和聚焦誤差損失)。那些被反射聚焦到達(dá)鍋具p底部的太陽輻射能的70％能夠被鍋具p底部吸收轉(zhuǎn)換為熱能(其余的30％為金屬鍋底的光反射損失)。而那些被鍋具p底部吸收轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的熱能的70％能夠傳遞至鍋內(nèi)食物(其余的30％為鍋具p向環(huán)境空氣的散熱損失)。則熱效率為：85％x70％x70％＝41.7％。可見，鍋具p的光反射損失和散熱損失是造成太陽灶熱效率低的主要原因。

一直以來，人們在太陽灶上烹飪食物時使用的鍋具均為普通家用金屬鍋。已有的太陽灶技術(shù)極少研究適合在太陽灶上使用的鍋具。但太陽灶的加熱機理明顯不同于一般廚房灶具，因此適合在太陽灶上使用的鍋具應(yīng)該不同于一般廚房用的金屬鍋具。如上所述，本發(fā)明人認(rèn)為太陽灶加熱普通金屬鍋具時光反射損失較大、散熱損失較大、傳熱步驟較多、傳熱面積較小、傳熱熱阻較大。因此，本發(fā)明提供適用于太陽灶的、能夠高效吸收太陽輻射能的加熱器皿，對于太陽灶的實際應(yīng)用有著積極意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對在太陽灶上使用普通金屬鍋具烹煮食物時光反射損失較大、散熱損失較大、傳熱步驟較多、傳熱面積較小、傳熱熱阻較大等問題，提供適用于在現(xiàn)有太陽灶上烹煮日常食物、能夠高效吸收太陽輻射能的、成本低廉且使用方便的加熱器皿，該加熱器皿與現(xiàn)有各種形式的太陽灶配合使用時能夠取得較高的熱效率。

為此，本發(fā)明提供：

高效吸收太陽輻射能的加熱器皿，所述加熱器皿包括有玻璃器皿，所述玻璃器皿的形狀為圓柱形、圓錐臺形或者倒圓錐臺形，所述玻璃器皿的直徑為8至40cm。

進(jìn)一步地，還包括有容器和液體水，所述容器在所述玻璃器皿內(nèi)，所述液體水是在所述玻璃器皿內(nèi)的底部，所述容器浮在所述液體水的液面上，所述容器底部與所述玻璃器皿底部之間的距離為2至10cm，所述容器的內(nèi)部盛放所烹飪的食物。

進(jìn)一步地，還包括有容器、液體水、支架和圓盤，所述容器在所述玻璃器皿內(nèi)，所述液體水是在所述玻璃器皿內(nèi)的底部，所述支架用于支承所述容器，所述圓盤是安裝在所述支架上，所述容器的內(nèi)部盛放所烹飪的食物。

進(jìn)一步地，所述圓盤具有傾斜度。

進(jìn)一步地，所述玻璃器皿具有凹底。

進(jìn)一步地，還包括有圓筒，所述圓筒的上邊緣與所述圓盤的外邊緣固定連接。

進(jìn)一步地，還包括有平底煎鍋或者圓底炒鍋，所述平底煎鍋或者圓底炒鍋置于所述玻璃器皿的內(nèi)部，所述平底煎鍋或者圓底炒鍋內(nèi)有所烹飪的食物。

優(yōu)選的，所述容器的外表面、圓盤的上表面和下表面、圓筒的內(nèi)表面和外表面是經(jīng)過發(fā)黑處理或者有太陽光選擇吸收膜層或者有黑色油漆層。

優(yōu)選的，還包括有玻璃蓋子。

優(yōu)選的，所述玻璃器皿的制作材料為耐熱無機玻璃或者耐熱有機玻璃。

本發(fā)明的加熱器皿采用玻璃器皿，太陽灶聚焦光斑的絕大部分能夠透過玻璃器皿壁射入其內(nèi)部。因此，本發(fā)明的加熱器皿可以顯著地減少光反射損失。那些射入玻璃器皿內(nèi)部的太陽輻射可被所烹飪的食物吸收。由于太陽光熱轉(zhuǎn)換是發(fā)生在玻璃器皿內(nèi)的食物表面上，本發(fā)明為內(nèi)加熱方式，使得本發(fā)明的加熱器皿在太陽灶上使用時具有傳熱步驟少、傳熱熱阻低的優(yōu)點。另外，玻璃器皿的外表面溫度較低，因此其與周圍流動冷空氣接觸的對流熱損失較低。本發(fā)明的加熱器皿能夠高效吸收太陽輻射能，減少光反射損失和散熱損失，取得較高的熱效率。

本發(fā)明的其它有益效果將在具體實施方式中予以說明。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的反射聚光型太陽灶示意圖。

圖2是本發(fā)明實施例1的加熱器皿示意圖。

圖3是本發(fā)明實施例2的內(nèi)有容器的加熱器皿示意圖。

圖4是本發(fā)明實施例3的內(nèi)有容器、支架和圓盤的加熱器皿示意圖。

圖5是本發(fā)明實施例4的凹底加熱器皿示意圖。

圖6是本發(fā)明實施例5的煎炒用器皿示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。其中，附圖僅用于示例性說明，表示的僅是示意圖，而非實物圖，不能理解為對本專利的限制；為了更好地說明本發(fā)明的實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產(chǎn)品的尺寸；對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明可能省略是可以理解的。

參見圖1，安放在支架s上的鍋具p的“朝向太陽光自然輻照方向的一側(cè)”為觀察者面向圖1時的右側(cè)；鍋具p的“背向太陽光自然輻照方向的一側(cè)”為觀察者面向圖1時的左側(cè)。

實施例1

如圖2所示，為本發(fā)明的一種高效吸收太陽輻射能的加熱器皿示意圖。參見圖2，玻璃器皿1為薄壁圓柱容器形狀，其頂部開口配有蓋子2。蓋子2亦由玻璃材料制作成。

使用時揭開蓋子2，將需要烹煮的食物3放入玻璃器皿1內(nèi)部，再將適量的液體水4倒入玻璃器皿1內(nèi)部(液體水4具有液面5)，蓋上蓋子2。將玻璃器皿1置于現(xiàn)有技術(shù)的聚光型太陽灶的支架s上，調(diào)整反射聚光器r，使反射聚光器r采光面積上的太陽光自然輻照被反射聚焦到玻璃器皿1底部和/或側(cè)壁。聚焦光斑沿a方向透過玻璃器皿1到達(dá)食物3外表面，然后在食物3外表面發(fā)生太陽光熱轉(zhuǎn)換，所產(chǎn)生的熱量加熱食物3，部分熱量傳遞給玻璃器皿1內(nèi)部的液體水4。蓋子2上的直射太陽光沿d方向透過蓋子2到達(dá)食物3外表面后轉(zhuǎn)換為熱量來加熱食物3。類似地，玻璃器皿1的朝向太陽光自然輻照方向的一側(cè)接收的直射太陽光透過玻璃器皿1側(cè)壁到達(dá)食物3外表面后轉(zhuǎn)換為熱量來加熱食物3。玻璃器皿1內(nèi)部的液體水4發(fā)生自然對流，使得玻璃器皿1內(nèi)部的液體水4全部得到加熱直至沸騰。繼續(xù)加熱并適當(dāng)攪拌食物3和液體水4直至食物3煮熟。

本實施例適用于烹煮那些人們?nèi)粘Ｊ秤玫氖澄镏锌梢灾苯咏邮芴栐罹劢构獍呒訜岬氖澄?，例如煮稀飯、面條、湯粉、粥品、水餃、燕麥、肉湯、水煮魚、雞蛋等顆粒狀、塊狀、條狀或者其它不規(guī)則形狀的固體食物與液體水的混合物，以及米糊、芝麻糊、紅豆沙等糊狀食物。

本實施例加熱器皿使用時只需要放置于現(xiàn)有技術(shù)的聚光型太陽灶的支架s上，大致位于反射聚光器r的焦點處，使得聚焦光斑能夠透過玻璃器皿1的底部和/或側(cè)壁照射到玻璃器皿1內(nèi)部的食物3即可。在太陽輻照高度角(太陽光自然輻照方向與水平面的夾角)較小且反射聚光器r聚焦光斑主要是透過玻璃器皿1底部的情況下，可以在玻璃器皿1的背向太陽光自然輻照方向的一側(cè)底部放墊塊，使玻璃器皿1的背向太陽自然輻照方向的一側(cè)抬高，玻璃器皿1的中軸線與垂線的夾角約為10度至20度，玻璃器皿1朝向太陽光自然輻照方向傾斜，其有益效果是可讓太陽灶反射聚光器r聚焦光斑在玻璃器皿1底部的光反射損失進(jìn)一步降低(因為a方向與玻璃器皿1中軸線的夾角越小，光反射越小)。

本發(fā)明中玻璃器皿1的形狀和尺寸與普通家用金屬鍋相同。玻璃器皿1的制作材料優(yōu)選采用耐熱無機玻璃或者耐熱有機玻璃：(a)耐熱無機玻璃：例如石英玻璃、高硼硅酸鹽玻璃，或者類似成分的pyrex玻璃、supremax玻璃、corning玻璃，或者微晶玻璃。其中高硼硅酸鹽玻璃的耐熱性能優(yōu)良，價格適中，在民用領(lǐng)域廣泛用于制作實驗室玻璃器皿(如燒杯、燒瓶)、需高溫消毒滅菌的醫(yī)療用玻璃器皿(如吊瓶、安瓿)、耐熱餐具等。高硼硅酸鹽玻璃的太陽光透過率約為85％至92％。石英玻璃的耐熱性能和透光性能更佳，但價格較貴。無機玻璃的缺點是脆性較大，意外磕碰時可能破裂損壞。因此使用由耐熱無機玻璃制作的玻璃器皿1時應(yīng)該如同使用實驗室玻璃器皿燒杯、燒瓶那樣小心謹(jǐn)慎。(b)耐熱有機玻璃：甲基丙烯酸甲酯與側(cè)基交聯(lián)劑的共聚物的耐熱溫度可達(dá)110至140℃，太陽光透過率約為88％至92％。有機玻璃的優(yōu)點是具有較高的韌性，意外磕碰時不容易破裂，安全性較高。耐熱有機玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.15至0.2w//m·k，具有一定的保溫性能。

玻璃器皿1配有提手或鍋耳(圖2中未示出)。當(dāng)玻璃器皿1材料為無機玻璃時，提手或鍋耳也為無機玻璃。無機玻璃器皿1與提手或鍋耳的連接可采用玻璃工藝的熔接法。當(dāng)玻璃器皿1材料為有機玻璃時，因為有機玻璃具有良好的可加工性(如可鉆孔)，提手或鍋耳為金屬或其它材料。有機玻璃器皿1與提手或鍋耳的連接可采用密封緊固件。

本實施例中玻璃器皿1內(nèi)部的液體水4起到了對于玻璃器皿1和食物3的冷卻和傳熱作用。以旋轉(zhuǎn)拋物面太陽灶的典型數(shù)據(jù)為例：采光面積1.7m²太陽灶的聚焦光斑直徑約15cm，光斑面積0.0177m²，聚光比為：1.7/0.0177＝96.6。太陽輻照度1000w/m²時聚焦光斑強度為：1000w/m²x1.7m²x85％/0.0177m²＝81.6kw/m²，為太陽輻照度的81.6倍。這種高強度聚焦光斑直接照射食物3會引起局部高溫，甚至燒焦、損壞食物3。本實施例中玻璃器皿1內(nèi)部的液體水4與食物3密切接觸，使得聚焦光斑產(chǎn)生的熱量可迅速傳遞給液體水4。液體水4容易發(fā)生自然對流，將熱量向低溫處傳遞，因此本實施例中液體水4的作用之一是避免被聚焦光斑直接照射的食物3出現(xiàn)局部高溫。另外，液體水4升溫、沸騰、蒸發(fā)為水蒸氣時吸收大量蒸發(fā)潛熱。液體水4的存在使得玻璃器皿1的壁面溫度維持低于100℃，有利于增加本實施例玻璃器皿1的使用安全性和降低玻璃器皿1制作材料的耐熱性能要求，使得玻璃器皿1可以采用耐熱有機玻璃材料制作。

與現(xiàn)有技術(shù)在太陽灶上使用普通金屬鍋烹煮食物相比較，在太陽灶上使用本實施例的加熱器皿可取得一系列的有益效果：

1、光反射損失較小

玻璃材料具有高透光度(普通玻璃的太陽光透過率約為85％)。本實施例中由反射聚光器r聚焦的光斑能量的很大部分能夠射入玻璃器皿1內(nèi)部，光反射損失較小。例如，本實施例玻璃器皿1的制作材料選用太陽光透過率為92％的耐熱無機玻璃時，聚焦光斑在玻璃器皿1底部的光反射損失約為8％(這部分輻射沿b方向射向周圍空間而被浪費掉)。

相比較，現(xiàn)有技術(shù)普通金屬鍋的鍋底的光反射損失高達(dá)25％至35％。

2、傳熱步驟少、傳熱面積大、傳熱熱阻較低

本實施例中透射入玻璃器皿1的太陽光熱轉(zhuǎn)換發(fā)生在玻璃器皿1內(nèi)部的食物3外表面，所產(chǎn)生的熱量馬上直接用于加熱食物3，傳熱面積為食物3外表面積。因此傳熱步驟最少、傳熱面積大、傳熱熱阻低。

相比較，現(xiàn)有技術(shù)使用太陽灶加熱普通金屬鍋時太陽光熱轉(zhuǎn)換發(fā)生在金屬鍋底，所產(chǎn)生的熱量需要以熱傳導(dǎo)的方式依次經(jīng)過鍋底外表面垢層和積碳層、鍋底壁、鍋底內(nèi)表面垢層和沉積在鍋底內(nèi)表面的食物層傳導(dǎo)至鍋內(nèi)，然后再以對流傳熱和/或熱傳導(dǎo)的方式傳遞給鍋內(nèi)食物，其熱量傳遞的步驟多、傳熱面積小、傳熱熱阻大。

3、散熱損失較小

本實施例加熱器皿的最高溫度部位為發(fā)生太陽光熱轉(zhuǎn)換的食物3外表面，食物3外表面溫度高于液體水4的溫度，液體水4的溫度高于玻璃器皿1壁面溫度，玻璃器皿1壁面溫度高于周圍空氣的溫度。由于耐熱無機玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)為0.7至1.2w/m·k，耐熱有機玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)為0.15至0.2w//m·k，因此玻璃器皿1壁面的內(nèi)外表面有一定的溫度差。例如，當(dāng)玻璃器皿1內(nèi)液體水4的溫度為100℃時，玻璃器皿1壁面外表面溫度約為60℃。玻璃器皿1壁面外表面的較低溫度可減少與周圍冷空氣接觸的對流熱損失，且可避免玻璃器皿1壁面本身的長波紅外輻射熱損失。

相比較，現(xiàn)有技術(shù)使用太陽灶加熱普通金屬鍋時，太陽光熱轉(zhuǎn)換發(fā)生在金屬鍋底，使得金屬鍋底外表面溫度遠(yuǎn)高于100℃(太陽光強烈時太陽灶聚焦光斑處的金屬鍋底溫度可高達(dá)數(shù)百度)。由于金屬鍋底溫度高，金屬鍋底與周圍冷空氣接觸的對流熱損失相當(dāng)大，且數(shù)百度溫度的金屬鍋底本身的長波紅外輻射熱損失相當(dāng)大。

另外，本實施例加熱器皿中熱量是由內(nèi)向外傳遞，因此玻璃器皿1外壁升溫慢，散熱損失顯著降低。而現(xiàn)有技術(shù)太陽灶加熱金屬鍋時熱量是由外向內(nèi)傳遞，金屬鍋底升溫快，散熱損失大，太陽光熱轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的熱量還未傳遞入鍋內(nèi)就已經(jīng)被周圍流動冷空氣吹走一部分了。

由以上可見，本實施例加熱器皿的散熱損失遠(yuǎn)小于現(xiàn)有技術(shù)太陽灶加熱普通金屬鍋的散熱損失。

4、直射太陽光得到高效利用

參見圖2，d方向的直射太陽光可以透過玻璃蓋子2到達(dá)食物3外表面后轉(zhuǎn)換為熱量來加熱食物3。玻璃器皿1的朝向太陽光自然輻照方向的一側(cè)接收的直射太陽光可以透過玻璃器皿1側(cè)壁到達(dá)食物3外表面后轉(zhuǎn)換為熱量來加熱食物3。因此，本實施例中直射太陽光全部得到高效利用。

相比較，現(xiàn)有技術(shù)太陽灶加熱普通金屬鍋時，射向普通金屬鍋的鍋蓋和鍋體的直射太陽光的相當(dāng)大部分被鍋蓋和鍋體反射損失掉，且太陽灶支架s上的普通金屬鍋具p會遮擋部分太陽光，在反射聚光器r采光面上形成一個陰影，降低其采光能力。

5、本實施例的加熱速度快

本實施例加熱器皿為內(nèi)加熱方式(即太陽光熱轉(zhuǎn)換在玻璃器皿1內(nèi)發(fā)生，所產(chǎn)生熱量立即用于加熱食物3)，因此本實施例對食物3的加熱速度很快。

相比較，現(xiàn)有技術(shù)太陽灶加熱普通金屬鍋為外加熱方式(即太陽光熱轉(zhuǎn)換在鍋外發(fā)生，所產(chǎn)生熱量的一部分經(jīng)過多個步驟從鍋外向鍋內(nèi)傳遞后加熱鍋內(nèi)食物)，加熱速度緩慢。

6、本實施例加熱均勻

本實施例加熱器皿內(nèi)部容易發(fā)生液體水4的自然對流，傳熱條件良好，不會出現(xiàn)局部高溫區(qū)，食物3受熱均勻。

相比較，現(xiàn)有技術(shù)使用太陽灶加熱普通金屬鍋時在鍋底出現(xiàn)達(dá)數(shù)百度溫度的局部高溫區(qū)，有可能燒焦鍋底的食物。

7、本實施例的熱效率較高

一般太陽灶的反射聚光器r的聚光效率約為85％。本實施例玻璃器皿1的制作材料采用太陽輻射透過率為92％的耐熱無機玻璃時，焦斑在玻璃器皿1底部的光反射損失約為8％。在加熱初期，發(fā)生在玻璃器皿1內(nèi)部的食物3外表面的太陽光熱轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的熱量還未傳遞至玻璃器皿1外表面，因此玻璃器皿1外表面溫度較低，基本無散熱損失。此時熱效率為：85％x92％＝78.2％。在加熱后期，玻璃器皿1外表面達(dá)到一定溫度時，外表面散熱損失約為焦斑能量的20％。此時熱效率為：85％x92％x80％＝62.6％。平均熱效率約為70％。

相比較，現(xiàn)有技術(shù)太陽灶加熱普通金屬鍋時，金屬鍋底的光反射損失約為30％，金屬鍋底與周圍冷空氣接觸引起的的對流熱損失約為焦斑產(chǎn)生的能量的30％，則熱效率為：85％x70％x70％＝41.7％。

由以上可見，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實施例熱效率提高了約21％至36％。

8、制造成本低

玻璃器皿的工業(yè)制造技術(shù)十分成熟，且材料成本低。例如，玻璃器皿的壓制、吹制或離心澆注工藝早已全面采用機械化生產(chǎn)線，可以規(guī)?；⒌统杀镜厣a(chǎn)各種玻璃器皿。

9、使用方便

(1)本實施例加熱器皿的形狀和尺寸與現(xiàn)有技術(shù)在太陽灶上使用的普通金屬鍋具相同。因此，本實施例加熱器皿可與現(xiàn)有技術(shù)的各種類型的太陽灶聚光器配合使用，尤其是無需改動現(xiàn)有太陽灶的支架和鍋圈，本實施例加熱器皿就可以直接放置在現(xiàn)有太陽灶的支架和鍋圈上使用，具有廣泛的適應(yīng)性。除了反射聚光器之外，本實施例加熱器皿還可以與透射聚光器、復(fù)合拋物面聚光器等各種類型聚光器配合使用，只需要將本實施例加熱器皿置于各種類型聚光器的焦點位置即可。

(2)使用者對各種類型食物進(jìn)行烹飪時，只需要打開蓋子2，就可以很方便地將各種類型食物放入玻璃器皿1內(nèi)，再將內(nèi)有食物3的玻璃器皿1放上太陽灶的支架和鍋圈就可以很方便地對食物3進(jìn)行烹飪，具有操作便利性。

(3)本實施例加熱器皿可以大為降低對于反射聚光器r的聚焦精度和調(diào)焦操作的要求。即使在某些不良情況下，如聚光器反光面質(zhì)量不佳導(dǎo)致焦斑直徑散大，或者在上午和下午太陽高度角較小時形成橢圓形焦斑，或者太陽方位移動使聚焦光斑偏離鍋底中心，本實施例都可取得比較好的加熱效果。本實施例只需將反射聚光器r反射的太陽光大致照射到玻璃器皿1內(nèi)部的食物3即可，不需要精確調(diào)焦和頻繁調(diào)焦。因此，本實施例可大為降低太陽灶使用者調(diào)整太陽灶的對焦操作所花費的時間。

(4)使用者能夠從各個方向十分清楚地看到玻璃器皿1內(nèi)食物的烹飪情況，便于適時地進(jìn)行各種烹飪操作如攪拌或翻動食物、加水、加調(diào)味品等。在鍋內(nèi)食物沸騰將近溢鍋時使用者容易及時發(fā)現(xiàn)，并避免溢鍋(如揭開蓋子2、用遮陽物蓋住部分太陽灶反光面來降低溫度)。相比較，現(xiàn)有技術(shù)太陽灶加熱普通金屬鍋時使用者難以發(fā)現(xiàn)溢鍋，溢鍋物直接掉到太陽灶反光面上，嚴(yán)重影響太陽灶的使用壽命，這是太陽灶實際應(yīng)用中經(jīng)常出現(xiàn)的問題。采用本實施例加熱器皿有利于避免溢鍋，保持太陽灶反光面清潔，長期維持其高反光率。

(5)本實施例加熱器皿體積小巧，便于清洗和存放。

本實施例玻璃器皿1的形狀一般為圓柱形，但玻璃器皿1也可以采用其它的形狀。例如，煮鍋亦可以采用上大下小的圓錐臺形；燒水壺亦可以采用上小下大的倒圓錐臺形。本發(fā)明可使用各種形式的玻璃器皿1，并非局限于使用玻璃器皿1的某種具體形式。

本實施例玻璃器皿1的直徑一般為8至40cm，但玻璃器皿1也可為更小或更大的直徑。例如，用于加熱少量食物的小鍋的直徑可小于8cm；而大炒鍋的直徑可大于40cm。本發(fā)明可使用各種直徑的玻璃器皿1，并非局限于玻璃器皿1的某些具體尺寸。

由于本發(fā)明擬提供與目前已定型、量產(chǎn)的太陽灶產(chǎn)品能夠配合使用的加熱器皿，該加熱器皿替代目前在太陽灶上普遍使用的家用金屬鍋具，因此一般來說，本發(fā)明玻璃器皿1的形狀和尺寸與現(xiàn)有技術(shù)在太陽灶上使用的普通家用金屬鍋具相同。具體來說，玻璃器皿1的形狀一般為圓柱形、圓錐臺形或者倒圓錐臺形。玻璃器皿1的直徑一般為8至40cm(指圓柱形容器的外徑或圓錐臺形容器的大端外徑)。

實施例2

本實施例與以上實施例類似，其不同之處在于，本實施例在玻璃器皿1內(nèi)增設(shè)有容器。如圖3所示，為本發(fā)明的一種內(nèi)有容器的加熱器皿示意圖。其中容器6的外徑稍小于玻璃器皿1的內(nèi)徑。容器6可以為本發(fā)明專門制作的金屬、陶瓷或搪瓷容器，也可以為人們在廚房里已有的各種盛器如適當(dāng)大小的碗、盤、缽、壺。容器6可以有或者沒有蓋子。專門制作的容器6的所有外表面經(jīng)過發(fā)黑處理或者具有太陽光選擇吸收膜層。

使用時將適量的液體水4倒入玻璃器皿1內(nèi)部，將適量的食物3和液體水7倒入容器6內(nèi)(液體水7具有液面8)，然后將容器6放入玻璃器皿1內(nèi)，容器6浮在液體水4的液面5上，容器6底部的外表面與玻璃器皿1底部的內(nèi)表面之間的距離為2至10cm。蓋上蓋子2，將玻璃器皿1置于現(xiàn)有技術(shù)的聚光型太陽灶的支架s上，使聚焦光斑透過玻璃器皿1底部或側(cè)壁照射容器6。在容器6外表面發(fā)生太陽光熱轉(zhuǎn)換，所產(chǎn)生的熱量加熱玻璃器皿1內(nèi)部的液體水4和容器6內(nèi)的食物3和液體水7。

本實施例除了可用于烹煮與實施例1相同的食物之外，還適用于烹煮那些人們?nèi)粘Ｊ秤玫氖澄镏惺艿教栐罹劢构獍哒丈鋾r其營養(yǎng)成分在一定程度上被破壞的食物，如青菜、米飯、水蛋。本實施例還適用于加熱牛奶和各種飲料(如果汁、涼茶)、熬中藥湯、解凍冷藏食物等。

與實施例1類似，本實施例中液體水4起到了對于玻璃器皿1和容器6的冷卻和傳熱作用。液體水4的存在使得容器6均勻受熱，容器6內(nèi)的食物3不會糊底。

本實施例除了具有如實施例1所述的有益效果之外，還具有以下的有益效果：

1、食物3不與玻璃器皿1內(nèi)壁面接觸，有利于保持玻璃器皿1的透光度。

2、可避免食物3受到焦斑直接照射而導(dǎo)致其營養(yǎng)成分被破壞。

3、可避免食物3受到焦斑直接照射而導(dǎo)致其局部過熱燒焦。

4、可避免玻璃器皿1或太陽光選擇吸收膜層或黑色涂層可能溶出的微量元素對食物3品質(zhì)的影響。

5、容易保持清潔(因為食物3只與容器6內(nèi)壁面接觸，而容器6的清洗較為方便)。

6、本實施例可采用太陽光選擇吸收膜層來進(jìn)一步提高太陽輻射吸收率。具體來說，由于液體水4與容器6外表面密切接觸，這些液體水4對容器6外表面有良好的冷卻作用，因此容器6外表面在81.6kw/m²的高強度聚焦光斑照射下并不會出現(xiàn)數(shù)百度溫度的局部高溫區(qū)，從而可降低容器6的散熱損失，并且可以在容器6外表面涂覆或鍍上太陽光選擇吸收膜層(太陽光選擇吸收膜層為已有技術(shù))，從而大為提高容器6外表面對于太陽輻射的吸收率，取得更佳的吸收太陽輻射能的效果。

相比較，現(xiàn)有技術(shù)使用太陽灶加熱普通金屬鍋時，由于高強度聚焦光斑溫度超過了太陽光選擇吸收膜層能夠承受的溫度，太陽光選擇吸收膜層在高強度聚焦光斑照射下將很快損壞失效，因此現(xiàn)有技術(shù)無法在金屬鍋底采用太陽光選擇吸收膜層來提高太陽輻射吸收率?，F(xiàn)有技術(shù)一般是在太陽灶用的金屬鍋底涂抹黑色油漆、煤灰或木炭來提高太陽輻射吸收率，但效果欠佳，原因在于：(a)油漆、煤灰或木炭的導(dǎo)熱系數(shù)小。金屬鍋底存在的油漆、煤灰或木炭增加了傳熱熱阻。更重要的是(b)黑色油漆、煤灰或木炭具有高的太陽輻射吸收率，同時也具有高的長波紅外發(fā)射率。這些物質(zhì)和不銹鋼、鋁合金表面一樣，在受到太陽灶高強度聚焦光斑照射時，其表面最外的若干分子層吸收太陽輻射產(chǎn)生高溫，這些高溫的分子層馬上以各種方式向外散失熱量，其中一種方式是這些高溫的分子層發(fā)出長波紅外輻射來向環(huán)境散失熱量。就是說，黑色油漆、煤灰或木炭吸收太陽輻射達(dá)到高溫后能夠很快地發(fā)出長波紅外輻射來向環(huán)境散失熱量。

前述的在本發(fā)明容器6外表面涂覆或鍍上的太陽光選擇吸收膜層是具有高的太陽輻射吸收率和低的長波紅外發(fā)射率的物質(zhì)，因此本實施例采用太陽光選擇吸收膜層能夠減少散熱損失、提高熱效率，使得本實施例的熱效率高于實施例1的熱效率。本實施例的熱效率大約為75％。

本實施例未提及的部分與實施例1類似，此處不再贅述。

實施例3

本實施例與以上實施例類似，其不同之處在于，本實施例的玻璃器皿1內(nèi)增設(shè)支架和圓盤。如圖4所示，為本發(fā)明的一種內(nèi)有容器、支架和圓盤的加熱器皿示意圖。參見圖4，支架9用于支承容器6。圓盤10是安裝在支架9中部。圓盤10有一定的傾斜度，使得園盤10背向太陽光自然輻照方向的一側(cè)高于朝向太陽光自然輻照方向的一側(cè)。圓盤10的上表面和下表面經(jīng)過發(fā)黑處理或者具有太陽光選擇吸收膜層或者黑色油漆層。

使用時將適量的液體水4倒入玻璃器皿1內(nèi)部，將支架9及圓盤10放入玻璃器皿1內(nèi)，使得圓盤10位于液面5以下。將適量的食物3和液體水7倒入容器6內(nèi)，然后將容器6放入玻璃器皿1內(nèi)，容器6由支架9支承。蓋上蓋子2，將玻璃器皿1置于現(xiàn)有技術(shù)的聚光型太陽灶的支架s上，使聚焦光斑透過玻璃器皿1底部或側(cè)壁照射圓盤10下表面。同時，部分直射太陽光透過玻璃器皿1側(cè)壁照射圓盤10上表面。在圓盤10上下表面發(fā)生太陽光熱轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的熱量使玻璃器皿1內(nèi)部的液體水4加熱沸騰，水蒸氣在容器6的底部和側(cè)壁冷凝釋放冷凝潛熱用于加熱容器6內(nèi)的食物3。

本實施例除了可用于烹煮與實施例1和2相同的食物之外，還適用于蒸饅頭、包子、花卷、蒸飯、蒸肉、蒸魚、蒸菜、蒸蛋、蒸糕點等(取決于所烹飪食物3的種類，容器6亦可選用蒸籠或蒸盤)。實際上所有食物均可用本實施例加熱器皿蒸煮。

圓盤10的傾斜度有利于液體水4的自然對流且有利于接收太陽輻射。其它各種形式、材質(zhì)和表面性質(zhì)的構(gòu)件都可以接收太陽輻射因而可以替代圓盤10。但結(jié)構(gòu)越復(fù)雜的構(gòu)件越難以清潔。本實施例采用圓盤10已能達(dá)到較好的接收太陽輻射和傳熱的效果，且容易保持清潔。

圓盤10對于聚焦光斑的吸收率除了與圓盤10的表面性質(zhì)有關(guān)之外，還與a方向相關(guān)。當(dāng)a方向垂直于圓盤10時，圓盤10對于聚焦光斑的吸收率達(dá)到最大值。因此，圓盤10亦可以活動地安裝在支架9上，圓盤10的傾斜度隨a方向的不同而進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使圓盤10盡量保持垂直于a方向，可增加圓盤10對于聚焦光斑的吸收率。

本實施例熱效率與實施例2大致相同，約為75％。

本實施例未提及的部分與以上實施例類似，此處不再贅述。

實施例4

本實施例與以上實施例類似，其不同之處在于，本實施例的玻璃器皿1具有凹底。如圖5所示，為本發(fā)明的一種凹底加熱器皿示意圖。參見圖5，凹底玻璃器皿1內(nèi)部具有與其凹底相匹配的圓盤10和圓筒11，所述圓盤10的外邊沿與圓筒11的上邊緣固定連接。圓盤10和圓筒11的所有表面經(jīng)過發(fā)黑處理或者具有太陽光選擇吸收膜層或者黑色油漆層。圓盤10和圓筒11上還開設(shè)有許多的小孔(圖5中未示出)，使得液體水4可在圓筒11內(nèi)外自然對流。

使用時將玻璃器皿1置于現(xiàn)有技術(shù)的聚光型太陽灶的支架s上，使聚焦光斑透過玻璃器皿1凹底照射圓盤10和圓筒11。參見圖5，當(dāng)聚焦光斑沿a方向射入凹底時，大部分太陽輻射到達(dá)圓盤10下表面，被凹底反射的小部分太陽輻射沿b方向射向圓筒11內(nèi)表面，因此全部聚焦光斑都能夠被圓盤10和圓筒11接收并轉(zhuǎn)換為熱量用于加熱液體水4?？梢姡Ａ髅?的凹底能夠進(jìn)一步減少光反射損失。另外，玻璃器皿1的凹底可減少其與周圍冷空氣接觸的對流熱損失(因為凹底內(nèi)的熱氣體具有的浮升力能夠保持這些熱氣體存留在凹底內(nèi)，不容易受到外界風(fēng)吹的影響)。采用凹底玻璃器皿1后熱效率接近聚光器的聚光效率。本實施例的熱效率達(dá)到80％左右。

當(dāng)太陽輻照高度角較大時，聚焦光斑射入凹底的效果較好。當(dāng)太陽輻照高度角較小時，聚焦光斑可能被圓筒11的背向太陽光自然輻照的一側(cè)遮擋一部分。這種情況下可以在玻璃器皿1的背向太陽光自然輻照方向的一側(cè)底部放墊塊或者使圓筒11的背向太陽光自然輻照的一側(cè)具有缺口。

本實施例所描述的玻璃器皿1的凹底結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于其它所有的實施例。例如，圖2所示的玻璃器皿1增設(shè)凹底后同樣能夠取得進(jìn)一步減少光反射損失和對流熱損失、提高熱效率的效果。

凹底玻璃器皿1可采用玻璃工藝的熔模壓制法制造。

本實施例未提及的部分與以上實施例類似，此處不再贅述。

實施例5

本實施例與以上實施例類似，其不同之處在于，本實施例用于煎和炒食物。如圖6所示，為本發(fā)明的煎炒用器皿示意圖。參見圖6，凹底玻璃器皿1內(nèi)有與其相匹配的平底煎鍋12，所述平底煎鍋12具有底部12-1和側(cè)壁12-2。所述底部12-1的下表面連接圓筒11的上邊緣。玻璃器皿1采用石英玻璃制作。使用時太陽灶聚焦光斑透過玻璃器皿1凹底照射加熱平底煎鍋12內(nèi)的食物3。

本實施例中平底煎鍋12可用圓底炒鍋替代，玻璃器皿1需要改為與圓底炒鍋底部相匹配的半球面形狀。

本實施例未提及的部分與以上實施例類似，此處不再贅述。

以上的實施例1至5提供的加熱器皿在太陽灶上使用可以滿足各種日常的烹飪需求。以烹飪雞蛋為例，圖2所示加熱器皿可用于煮雞蛋(帶殼雞蛋)；圖4所示加熱器皿可用于蒸蛋(如蛋羹)；圖6所示加熱器皿可用于煎蛋(如荷包蛋)。做米飯可以使用圖2至圖5任一種加熱器皿，但最好是使用圖4的加熱器皿蒸飯。煮開水可使用圖2的加熱器皿，但在圖2中沒有了食物3的情況下，需要將圖4的圓盤10放入圖2的玻璃器皿1內(nèi)，利用圓盤10吸收太陽輻射能將熱量傳遞給液體水4。

目前市場上有眾多廠家生產(chǎn)、銷售各種形式和規(guī)格的定型太陽灶產(chǎn)品。本發(fā)明的加熱器皿可與這些現(xiàn)有的太陽灶產(chǎn)品配合使用。以三種太陽灶產(chǎn)品作為例子說明如下：

1、圓形太陽灶

以山東省寧津縣立進(jìn)太陽灶廠生產(chǎn)的圓形太陽灶為例：圓形太陽灶由6塊反光板組裝成，反光板為碳鋼板磷化處理后烤漆，表面有真空鍍鋁反光膜。該太陽灶直徑1.5m，焦距0.58m，采光面積1.7m²，最大仰角90度，最小俯角30度，可360度旋轉(zhuǎn)。淘寶價￥205.00(含快遞費)，重量17kg，包裝尺寸80*70*10cm(內(nèi)疊放有6塊反光板、支架、配件和使用說明書，由使用者收貨后自行組裝為圓形太陽灶)。

本發(fā)明圖5所示加熱器皿的成本約￥100.00每個，熱效率80％。使用上述圓形太陽灶在太陽輻照度1000w/m²時，加熱功率為：1000w/m²x1.7m²x80％＝1360w。使用該太陽灶373小時節(jié)省的電費為￥304.00(電價￥0.60每度)，即可收回該太陽灶和加熱器皿的購買費用。按每天使用3小時計，資金回收期為4個月。

圓形太陽灶的缺點是體積和重量較大，使用后不便存放。

2、可折疊傘式太陽灶

以廣州環(huán)球貿(mào)易有限公司生產(chǎn)的可折疊傘式太陽灶為例：反光面為特制布+真空鍍鋁反光膜，直徑1.2米，可調(diào)節(jié)仰度，360度旋轉(zhuǎn)。淘寶價￥698.00，重量約4kg，包裝尺寸95*16.5*9.5cm?？烧郫B傘式太陽灶的優(yōu)點是重量輕，容易打開和收起，便于使用、攜帶和收藏，除了在室外使用外，還可在室內(nèi)如陽臺、窗邊使用。本發(fā)明的加熱器皿適合在可折疊傘式太陽灶上使用。

3、菲涅爾透鏡

深圳美英科技有限公司生產(chǎn)的菲涅爾透鏡有數(shù)十種規(guī)格，例如：產(chǎn)品尺寸900*800mm，厚度5mm，焦距700mm，材質(zhì)為光學(xué)級pmma，光學(xué)透過率92％，聚光比大于200，光斑最小直徑70mm，光斑溫度超過1000攝氏度，重量6kg每塊，淘寶價￥1000.00。菲涅爾透鏡的優(yōu)點是：透光率高，重量輕，使用方便，除了在室外使用外，還可在室內(nèi)如陽臺、窗邊使用(由于太陽方位移動時，聚焦光斑的位置隨之移動，聚焦光斑溫度足以點燃可燃物如紙張，因此需注意防止聚焦光斑位置移動后照射其它室內(nèi)物品引發(fā)火災(zāi))。本發(fā)明的加熱器皿可與這些菲涅爾透鏡配合使用(例如，圖4的加熱器皿用于菲涅爾透鏡時，容器6用稍小的尺寸，并偏向玻璃器皿1內(nèi)的背向太陽光自然輻照方向的一側(cè)，使得菲涅爾透鏡聚焦光斑能夠透過玻璃器皿1照射至圓盤10上表面)。

自古至今，太陽時刻照耀著地球。由太陽到達(dá)地球大氣層頂部的太陽輻照度稱為太陽常數(shù)(在1981年，世界氣象組織將太陽常數(shù)修訂為：1367w/m²)。而到達(dá)地面的太陽輻照度受到地理位置和天氣狀況等諸多因素的影響，在晴天時大致為1000w/m²?；蛘哒f，1m²采光面積接收的太陽輻射能為1000w，將1m²面積上的太陽光聚焦可獲得接近1000w的聚焦光斑功率。我們的祖先在公元前11世紀(jì)的青銅器時代已經(jīng)能夠用陽燧取得火種，就是利用了聚光加熱的原理。后來德國人tschirnhausen用大直徑凸透鏡聚焦陽光、法國人穆肖用拋物面反光鏡聚焦陽光烹飪食物同樣是聚光加熱。進(jìn)入二十一世紀(jì)的今天，我們用一個包含了多種高新技術(shù)的圓形太陽灶可以很容易地將1.7m²上的陽光聚焦為一個光斑。當(dāng)然，早已清楚的是僅僅用十幾個日用鏡子反射陽光至同一位置也可以很容易地將陽光聚焦為一個光斑。顯然，將1m²面積上的太陽光聚焦為一個光斑從來都不成問題。問題只不過是將一個金屬鍋具放置在此聚焦光斑的位置時，光斑輻射又被該金屬鍋具的外壁面反射走相當(dāng)大部分，同時金屬鍋具的外壁面又不斷地散失熱量至周圍流動的冷空氣中。因此放置在此聚焦光斑位置的金屬鍋具實際得到的加熱功率不是1000w，而是只有400w左右。本課題只不過是傳熱學(xué)上的傳熱效率的問題，而且僅僅涉及物理過程。

本發(fā)明在“背景技術(shù)”部分首先分析確定了在太陽灶技術(shù)領(lǐng)域存在使用金屬鍋具造成光反射損失大、散熱損失大等問題，然后在“發(fā)明內(nèi)容”部分提出了針對這些問題的解決方案，在“具體實施方式”中給出了多個實施例，并運用傳熱學(xué)上的知識(傳熱機理、過程、定律或規(guī)律)充分說明了本發(fā)明能夠克服這些問題。

本發(fā)明的用途不限于烹飪食物，而是可用于任何與物體的加熱相關(guān)的用途。以下給出四個例子(均為本發(fā)明在人居生活方面的應(yīng)用)：

1、烘干衣物

在南方的梅雨季節(jié)，氣溫低且濕度大，衣物難以晾干，是日常生活的一個常見問題。使用太陽灶和本發(fā)明圖5所示的加熱器皿，在太陽輻照度300w/m²的陰天，可以獲得的加熱功率為：300w/m²x1.7m²x80％＝408w。圖5的加熱器皿中取消食物3、液體水4和7、容器6后將衣物放在支架9上。只要天氣有微弱的陽光，太陽灶反射陽光在該加熱器皿的凹底形成一些明顯的聚焦光斑，就可以烘干衣物。

2、儲熱

儲熱器為內(nèi)有相變儲熱材料的金屬容器(相變儲熱材料為已有技術(shù))。將儲熱器置于本發(fā)明圖3至圖5的容器6的位置，即可利用太陽灶為儲熱器充熱。晚上儲熱器放熱可用于取暖(如暖床、暖手)。

3、蒸餾

人們未能在海洋上的許多無人島嶼上長期生活的主要原因是這些島嶼上缺乏淡水源。使用太陽灶和本發(fā)明圖2的加熱器皿，可進(jìn)行海水的蒸餾來獲得淡水：將經(jīng)過濾去除雜物的干凈海水倒入本發(fā)明的加熱器皿利用太陽灶煮沸，在蓋子2上加裝水蒸氣排出管和冷凝器來收集冷凝水。在60至100℃溫度下海水的水分能夠蒸發(fā)，而鹽分完全不蒸發(fā)，所以該冷凝水為淡水。

4、吸附取水

人們未能在沙漠無人區(qū)長期生活的主要原因是沙漠缺乏淡水源。雖然沙漠的降雨量稀少，但沙漠空氣仍然含有一定的濕度。利用吸濕劑如硅膠、沸石分子篩可吸附空氣中的水分。然后將內(nèi)有飽和吸濕劑的透氣盒放入圖5加熱器皿內(nèi)容器6的位置(取消容器6、食物3、液體水4和7)，使用太陽灶進(jìn)行加熱解吸產(chǎn)生水蒸氣，在蓋子2上加裝水蒸氣排出管和冷凝器來收集冷凝水，可取得淡水。

以上的實施例僅僅是為了清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、簡化、替代、添加、組合、修飾、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。