專利名稱：萬能太陽箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用太陽能的萬能太陽箱。
現(xiàn)有的家用太陽能設(shè)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(diǎn)熱源，或?qū)Ｓ米鳠裏崴?，不能兼作烘烤箱、干燥器、冷藏箱、生豆芽機(jī)、育種等，也不能兼作保持相當(dāng)于人體溫度或室溫的明的、暗的、濕的各種溫室之用。如果一個(gè)家庭要滿足生活上和生產(chǎn)上的多方面需要，購齊上述各種設(shè)備，則必然造成經(jīng)濟(jì)開支大;設(shè)備利用率低;存放設(shè)備占地面積大;過于分散，使用不便;另外，上述除太陽能設(shè)備外，其他如生豆芽機(jī)和電烤面包箱等，要耗電。
本發(fā)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(chǎn)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、釀制醬菜、育種、孵化等等。
概括的說，萬能太陽箱是由作為底面和側(cè)面的絕熱殼層，圍裹三個(gè)具有一定形狀和光學(xué)特性的空腔-冷熱腔、綜合腔和機(jī)動(dòng)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(jù)不同用途，可選擇水或低沸點(diǎn)工作物質(zhì)或空氣等分別放入冷熱腔或機(jī)動(dòng)腔。在綜合腔中可為各種用途而進(jìn)行相應(yīng)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(jù)不同用途而擺置在對(duì)應(yīng)的方位上的。


圖1、圖2和圖3是本發(fā)明的實(shí)施例之一。下面結(jié)合附圖，概述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)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(fā)揮全部功能，必和一定的自動(dòng)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(gè)管嘴構(gòu)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]的面積大于集熱板[17]的面積;反射聚光板的焦點(diǎn)或焦帶中心位于綜合腔[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]反射后，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(nèi)反射落入集熱板[17]上。透明壁[20]具有一定曲率。為機(jī)動(dòng)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(gòu)成。該腔側(cè)面的一部分為與綜合腔[2]相隔的透明壁[20]的上部，其余部分為不透明圍板，緊靠著絕熱殼層內(nèi)側(cè);圍板上有兩個(gè)與閥門[16]連接的管嘴。為綜合腔，該腔的一側(cè)以透明壁[20]與冷熱腔和機(jī)動(dòng)腔相隔，其余側(cè)面和底板為反射聚光板[1]及[23]和數(shù)個(gè)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(diǎn)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]由蝶形螺母和掛鉤組成。鍋具[4]所有外表都發(fā)黑。為吸反板，它具有一個(gè)反射聚光面和一個(gè)集熱面，當(dāng)該板的反射聚光面向著綜合腔的中心而擺在綜合腔內(nèi)一定位置時(shí)，其焦點(diǎn)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(dǎo)熱系數(shù)，并有一個(gè)能從萬能太陽箱外插進(jìn)絕熱殼層[12]而與箱內(nèi)壁構(gòu)成非點(diǎn)接觸的部位。為聚散板，它是導(dǎo)熱系數(shù)較大的反射聚光板，當(dāng)它插在左支柄[10]的一定位置時(shí)，其焦點(diǎn)或焦帶與冷熱腔的反射聚光板的合一;它有一個(gè)能從萬能太陽箱外插進(jìn)絕熱殼層[12]而與箱內(nèi)壁構(gòu)成非點(diǎn)接觸的部位。為絕熱殼層，它由殼外皮和絕熱材料構(gòu)成，殼外皮的表面為反光面;絕熱殼層[12]上有一定數(shù)量能被聚散板或吸反板插進(jìn)的孔，孔內(nèi)嵌有可開可合的絕熱塞，當(dāng)絕熱塞嵌合后，能分別和冷熱腔或機(jī)動(dòng)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(jié)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，并使冷熱腔和機(jī)動(dòng)腔無水，把吸反板[18]插于右支柄[24]上，把聚散板[9]插于左支柄[10]上即可。因?yàn)榇藭r(shí)，聚散板和冷熱腔、綜合腔的所有反射聚光面，能把光熱集中于綜合腔內(nèi)一點(diǎn)或一焦帶，吸反板在箱外所擺傾角與在綜合腔內(nèi)所擺的不同，故也能把收集的光反射于綜合腔內(nèi)。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(yīng)使能量較均勻分布在綜合腔內(nèi)各處，為此要把被烘烤物放在盛具架上掛起來，關(guān)閉透明蓋板門，并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]并相隔一定距離，當(dāng)由冷熱腔來的光熱照在它的集熱面時(shí)，便加熱它和透明壁之間的空氣層，造成空氣在腔內(nèi)對(duì)流。同時(shí)，聚散板把光熱由上部投入綜合腔中。若欲使綜合腔變作干燥器，則應(yīng)在這一基礎(chǔ)上，打開一扇透明蓋板門，使熱氣流通過被干燥的物料后流出，冷氣流沿腔壁由下部進(jìn)來，因能自動(dòng)跟蹤太陽，故空氣的這種流動(dòng)路線是不難形成的。
若欲使冷熱腔變作太陽能熱水器，則應(yīng)使冷熱腔充滿水，把兩個(gè)閥門[15]中的管口比冷熱腔的最高水位更高的那個(gè)閥門打開(必要時(shí)接軟管)。同時(shí)在綜合腔中把吸反板的反射聚光面對(duì)向透明壁[20]的下部，并關(guān)閉蓋板門。于是，凡由反射聚光面[13]反射后的光，到達(dá)下透明蓋板者，都因被全內(nèi)反射而落入集熱板[17];直接到達(dá)透明壁[20]下部者，透過后被吸反板反射進(jìn)入集熱板[17]上，使水升溫。同時(shí)，吸反板的集熱面把所受的陽光變?yōu)闊幔咕C合腔升溫，借助于[20]的傳導(dǎo)，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?yōu)槎寡繖C(jī)，可調(diào)自動(dòng)跟日器，使陽光始終不垂直于[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，并用冷熱腔中溫水淋過豆芽后，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(shí)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(fēng)和保溫。冬天可給機(jī)動(dòng)腔封閉適量的低沸點(diǎn)工質(zhì)以調(diào)溫(當(dāng)使冷熱腔變作太陽能熱水器時(shí)，用此法可防夜間冰凍)，十分必需時(shí)可用電熱。在特寒季節(jié)或地區(qū)，為避免冷熱腔結(jié)冰，可給冷熱腔換入低沸點(diǎn)不透明吸熱工質(zhì)，使綜合腔變成利用相變的溫室。
另外，若欲使綜合腔變?yōu)檩椪障鞠?，或曬醬明溫室，或發(fā)酵、釀造用的暗溫室，或適宜于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，可借助于自動(dòng)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(jī)動(dòng)腔遮住，則萬能太陽箱就變成了全身反光體。同時(shí)，在機(jī)動(dòng)腔和冷熱腔放入適量低沸點(diǎn)透明工質(zhì)，利用晝夜大氣溫差，使工質(zhì)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(yuǎn)保持接近于一晝夜間的最低溫度。為保證工質(zhì)液化，應(yīng)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(duì)應(yīng)的孔中，和萬能太陽箱內(nèi)壁成非點(diǎn)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，被扳出縫子后，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并被支持的。當(dāng)用作冷藏箱時(shí)，可據(jù)不同季節(jié)和地區(qū)的晝夜溫差統(tǒng)計(jì)值，選擇不同的低沸點(diǎn)工質(zhì)。
當(dāng)需用電阻絲[21]作炊事時(shí)，要借助于自動(dòng)跟日器，使萬能太陽箱水平停放，把鍋貼放于底部的集熱板[3]。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是(a)成本低廉，經(jīng)濟(jì)效益高。其成本約和一個(gè)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、家用太陽能干燥器、家用生豆芽機(jī)、冷藏箱、電熱水箱、非養(yǎng)雞專業(yè)戶用的孵化箱、臨時(shí)停電用水缸等，還可用作各種溫室和家用輻照消毒箱，對(duì)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(guī)能源。(c)不占房內(nèi)面積;(d)使用方便;(e)防塵，衛(wèi)生，不污染空氣。故便于普及到各家各戶。
萬能太陽箱在城市及農(nóng)村皆可用，可安裝于樓房南陽臺(tái)的邊角上，峙出陽臺(tái)外;或農(nóng)村院子向陽處等。
權(quán)利要求
1.利用太陽能的萬能太陽箱，其特征在于(a)該箱包含冷熱腔[14]、機(jī)動(dòng)腔[8]、綜合腔[2]，箱的底部與側(cè)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(nèi)。(b)該箱具有相配合的吸反板[18]、聚散板[9]、盛具架和根據(jù)該箱用途需要，可供裝入冷熱腔、機(jī)動(dòng)腔使用的低沸點(diǎn)工作物質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萬能太陽箱，其特征在于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(gè)管嘴構(gòu)成。下透明蓋板與反射聚光板的光軸垂直;反射聚光板[13]的面積大于集熱板[17]的面積;反射聚光板的焦點(diǎn)或焦帶中心位于綜合腔[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]反射后，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(nèi)反射落到集熱板[17]上。透明壁[20]具有一定曲率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萬能太陽箱，其特征在于機(jī)動(dòng)腔[8]的結(jié)構(gòu)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(cè)面的一部分為與綜合腔相隔的透明壁[20]的上部，其余部分為不透明圍板，緊靠絕熱殼層內(nèi)側(cè);圍板上有兩個(gè)與閥門[16]連接的管嘴。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萬能太陽箱，其特征在于綜合腔的一側(cè)以透明壁[20]與冷熱腔和機(jī)動(dòng)腔相隔，其余側(cè)面和底板為反射聚光板[1]及[23]和數(shù)個(gè)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(diǎn)或焦帶，與冷熱腔反射聚光板的合一。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萬能太陽箱，其特征在于吸反板[18]具有一個(gè)反射聚光面和一個(gè)集熱面，當(dāng)該板的反射聚光面向著綜合腔的中心而擺在綜合腔內(nèi)一定位置時(shí)，其焦點(diǎn)或焦帶與冷熱腔的反射聚光板的合一;吸反板具有較大導(dǎo)熱系數(shù)，并有一個(gè)能從萬能太陽箱外插進(jìn)絕熱殼層[12]而與箱內(nèi)壁構(gòu)成非點(diǎn)接觸的部位。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萬能太陽箱，其特征是聚散板[9]是導(dǎo)熱系數(shù)較大的反射聚光板，當(dāng)它插在左支柄[10]的一定位置時(shí)，其焦點(diǎn)或焦帶與冷熱腔的反射聚光板的合一;它有一個(gè)能從萬能太陽箱外插進(jìn)絕熱殼層[12]而與箱內(nèi)壁構(gòu)成非點(diǎn)接觸的部位。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述萬能太陽箱，其特征是絕熱殼層[12]由絕熱材料和殼外皮構(gòu)成，殼外皮的表面為反光面;絕熱殼層上有一定數(shù)量的能被聚散板或吸反板插進(jìn)的孔，孔內(nèi)嵌有可開可合的絕熱塞，當(dāng)絕熱塞嵌合后，能分別和冷熱腔或機(jī)動(dòng)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(fā)明是利用太陽能的萬能太陽箱，由被絕熱殼層圍裹，并用透明板隔成的冷熱腔、機(jī)動(dòng)腔、綜合腔及吸反板、聚散板和低沸點(diǎn)工質(zhì)等構(gòu)成。用時(shí)載于自動(dòng)跟日器上，利用全內(nèi)反射和腔壁的反射、透射、吸收和工質(zhì)的相變及吸反板等的變位，在腔內(nèi)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，用于燒水、煮飯、炒菜、育種、生豆芽、消毒、烘干、釀造、溫藏、冷藏等家庭生活和生產(chǎn)的多種需要。
文檔編號(hào)F24J2/06GK1032391SQ87106799
公開日1989年4月12日 申請(qǐng)日期1987年10月6日 優(yōu)先權(quán)日1987年10月6日
發(fā)明者王存義 申請(qǐng)人:王存義