[其他]太阳能转换热能的高效集热装置

说明书

本实用新型属收集太阳能、并使太阳能转换成热能的效率有显著提高的节能技术领域。

用公知的太阳灶煮饭和用太阳能热水器加热冷水，是将太阳能转换成热能，一般多为家用。

法国发明一种塑料太阳能集热器，它有一个透明的塑料盖板，盖板与黑体上平面之间是空气隔热层，黑体下平面与底部的绝热纤维之间装着水，其成本较低，一般能将冷水加热至80℃（参见法国专利2488377号）。

在生产上，通常用100℃的水和有一定压力的水蒸气作为动力源，来发动机器或作为热源用于各工作场合。就目前将太阳能转换成热能、使其效率提高到以输出动力源、热源的形式供家用、特别是供工农业生产用，由于成本高、投资大和冬季效率低等原因，末能广泛普及。

本实用新型的目的，是通过改进太阳能加热器具这一技术方案，提高其热效率，使利用太阳能加热得到的蒸气等膨胀气体，增加气量和达到一定压力，为进一步方便家用和供生产上启动低压高效动力机等奠定基础。

本实用新型的装置，通过其改进的结构，使上述技术方案得到实现。该装置是由透明容器、黑体、和上盖构成。它是根据法国发明的塑料太阳能集热器的新结构改进而成的。法国的这种集热器的黑体，是一块黑色收集板，收集板有一个平面同所需用的水接触，另一个平面同空气隔热层接触，其热效率稍高于一般集热器，但它有将隔热层中非使用的空气加热之热损失，而本装置则是黑体两面均接触水，水与上盖之间是空气隔热层，因此热损失比法国的要小。在目前工业上用聚光灶加热水或加热氟里昂等产生蒸气推动涡轮发动机，所用的加热器具，一般是采用金属容器和透明的耐热容器，但在该领域的容器中没有设置黑体另件和没有将黑体包容和浸没在被加热物质之中。本装置是将聚光灶的聚能作用和太阳能集热器的黑体吸热作用进一步结合起来，并把黑体置于透明容器中合理的位置，同时增加黑体与被加热物质的面积使热交换速度迅速加快，进而提高了热效率。

实验证明，本装置对提高光热转换之效率，有十分明显的效果。用同一个聚光灶将同一定量的水加热到同一温度，应用本技术同目前公知的技术相比，所用的时间减少一倍左右，在水沸腾后的同一时间里，所产生的蒸气量、蒸气压力增加一倍左右。热效率增加即是投资相同情况下经济成本降低。

本实用新型的实施例，通过附图详细说明如下：

附图1是太阳能转换热能的高效集热装置与聚光灶配套使用的剖视图；

附图2是中压和高压条件下，采用空心材料黑体示意图；

附图3是炉排形黑体示意图；

附图4是U形黑体示意图；

附图5是蜂窝状黑体示意图；

附图6是金属导体网制成的H状黑体示意图；

附图7是园片状黑体示意图。

如附图1所示，透明容器（4）里面的黑体（3），从透明容器的底面和侧面A、吸收由聚光灶（1）反射来的聚光辐射能，并从上盖（2）和透明容器的侧面B，直接吸收太阳直射辐射能。黑体（3）被所要加热的水等浸没在中间，当水沸腾后蒸气从上盖的出口（6）输出以供使用，冷水从上盖的进口（5）补充注入透明容器内。

黑体与水等被加热物有尽量大的接触面，黑体升温后，能充分同水直接进行热交换，将大对流分散成无数个小对流，使温差平衡速度加快。水包容了整个黑体，使黑体的热量不能直接散发到透明容器外边的大气中，几乎全部用来加热水，透明容器的壁、一般采用单层或双层，采用双层时，中间抽成真空，将进一步减少热损失。

中压和高压条件下的黑体，如附图2所示，此时透明容器的作用主要不是用来装水，而是将黑体保温，透明容器与黑体之间充满了空气，黑体空心里面充装水等被加热物质，为防止透明容器涨裂，上盖（2）旁边设有一个透气小孔（7）。生产上采用该装置时，由于不常拆卸，可以将各部分紧固连接，如果是家用，分装组合较为方便。

本实用新型的最佳实施例，是该装置与聚光灶配套使用将水加热变成有一定压力的蒸气，参照直流锅炉的方式用蒸气启动低压高效发动机（过点阀配气的复合气马达）运转后再带动发电机或带动抽水机等设备工作。