專利名稱：多用輻射式熱能聚收器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所屬技術(shù)領(lǐng)城本實(shí)用新型涉及一種熱能聚收裝置，特別是利用熱能具有直線輻射的傳導(dǎo)特性，在不消耗其它任何能源的情況下，能將自然界或人類生產(chǎn)、生活中的各種熱能自動(dòng)聚收起來的熱能聚收裝置。
輻射網(wǎng)球呈空心球缺形，空心球缺的外表面球冠的直徑等于熱源桶的內(nèi)下壁半球面的直線，空心球缺的截面直徑等于熱源桶的內(nèi)頸壁面下口的直徑。在空心球缺上以球缺的高線為對稱軸，挖去了一個(gè)倒圓臺(tái)體，留下一個(gè)倒圓臺(tái)形“空洞”。在“空洞”的下口處，朝球心方向加接一個(gè)倒圓臺(tái)形漏斗筒，該漏斗筒的內(nèi)壁母線，正好是它上方的倒圓臺(tái)形“空洞”的母線的延長線，倒圓臺(tái)形“空洞”和所加接的倒圓臺(tái)形漏斗筒，共同形成一個(gè)倒圓臺(tái)形“漏斗洞”，該“漏斗洞”形狀，與蒸汽器的倒圓臺(tái)形水室相似，但其上口直徑較水室的上口直徑更大——等于水室上口閥蘭盤的外緣直徑(也等于內(nèi)頸壁面的下口直徑)。整個(gè)“漏斗洞”的中心線與空心球缺的高線相重合，“漏斗洞”的高度小于空心球缺外表面球冠的截面到球心的距離。在空心球缺的球體上，密密麻麻地分布有成千上萬個(gè)蜂窩狀熱能輻射孔眼，這些輻射孔眼均呈細(xì)長的圓臺(tái)形，均呈內(nèi)孔小，外孔大，且每個(gè)輻射孔眼的中心線都經(jīng)過球心。這些蜂窩狀熱輻射孔眼，應(yīng)以制造加工技術(shù)所能，做到越細(xì)小、越密集越好，且每個(gè)孔眼的內(nèi)表面都應(yīng)很光滑。由于空心球缺上布滿了輻射孔眼，使之成為了一個(gè)蜂窩眼輻射網(wǎng)球。整個(gè)蜂窩孔眼熱輻射網(wǎng)球(包括加接的倒圓臺(tái)漏斗筒)用優(yōu)質(zhì)絕熱材料制成，且其所有表面(包括內(nèi)外球面、“漏斗洞”壁面和所有輻射孔眼內(nèi)表面)均鍍有優(yōu)質(zhì)熱反射材料。
蒸汽發(fā)生器由熱交換器、水室和蒸汽室等組成，熱交換器呈圓柱曲面形，下口有底，直徑略小于輻射網(wǎng)球上“漏斗洞”的下口直徑，蒸汽器的水室呈倒圓臺(tái)形，其下口與熱交換器的上口相接，上口直徑小于“漏斗洞”的上口直徑，水室與熱交換器的高度之和略大于空心球缺截面到球心的距離。水室的上方是蒸汽室，蒸汽室呈圓柱曲面形，有上底，直徑等于水室的上口直徑，高度超過熱源桶內(nèi)頸壁面的高度，蒸汽室的下口與水室的上口相接。蒸汽室的上底一側(cè)裝有進(jìn)水管，直通水室內(nèi)，用于向水室進(jìn)水；另一側(cè)的蒸汽管，穿過上底與蒸汽室相通，用于輸出高壓蒸汽。蒸汽室下口與水室上口相接處裝有向外平伸的閥蘭盤，閥蘭盤外緣直徑等于內(nèi)頸壁面下口直徑，閥蘭盤上有多個(gè)等距離排列的螺孔，能與熱源桶內(nèi)頸壁面下口處閥蘭盤上的螺孔用螺釘對合連接。在熱交換器的外表面鍍有優(yōu)質(zhì)吸熱材料，在水室的內(nèi)、外表面均鍍有優(yōu)質(zhì)熱反射材料。本實(shí)用新型的連接、組裝方法是讓熱源桶外下壁面和外中壁面的組合體開口向上，將熱源桶的內(nèi)下壁面也開口向上，置于上述組合體以內(nèi)，使其上口的閥蘭盤與外中壁面內(nèi)部的內(nèi)閥蘭盤對合，并擱于其上，下部懸于熱源桶的外下壁面之內(nèi)(不與外下壁面接觸)，讓輻射網(wǎng)球上有“漏斗洞”的上半球朝上，下半球置于熱源桶的內(nèi)下壁面以內(nèi)。在內(nèi)下壁的上口閥蘭盤上墊上耐壓密封墊圈后，將熱源桶的內(nèi)上壁面開口向下，使下口處的閥蘭盤與內(nèi)下壁面上口的閥蘭盤上、下對合接觸后，用螺釘穿過上、中、下三層閥蘭盤對應(yīng)的螺孔后擰緊，使連接處不漏氣。再在熱源桶內(nèi)壁頸壁面下口處的向內(nèi)平伸的內(nèi)閥蘭盤上墊上耐壓密封墊圈，將蒸汽器的熱交換器和水室插入到輻射網(wǎng)球上預(yù)開的“漏斗洞”內(nèi)，使圓柱形熱交換器的中心點(diǎn)正好位于輻射網(wǎng)球的球心位置處，“漏斗洞”下口與熱交換器的周圍可用絕熱材料密封，并使水室上口處的閥蘭盤與熱源桶內(nèi)頸壁面下口處的內(nèi)閥蘭盤對合，用螺釘穿過上、下層對應(yīng)的螺孔擰緊，使連接處不漏氣。然后將熱源桶的內(nèi)壁面和蒸汽器的水室及熱交換器的壁面所圍住的空間以內(nèi)的空氣全部抽出，使該空間變?yōu)檎婵?。最后將熱源桶的外上壁面開口朝下，使上、下口處的閥蘭盤分別與熱源桶內(nèi)頸壁面上口和外中壁面上口處的閥蘭盤上、下對合接觸后，用螺釘穿過對應(yīng)的螺孔擰緊。再接上進(jìn)水水管，將水室內(nèi)注滿水。這時(shí)整個(gè)輻射網(wǎng)球位于熱源桶的中部，熱源桶內(nèi)下壁面下部不會(huì)與外下壁面的下底接觸，熱能聚收器的大部分重量由熱源桶外中壁面內(nèi)部腰間的閥蘭盤所承受。因熱源桶內(nèi)壁面向外平伸的上、下閥蘭盤的外徑小于外中壁面腰間向內(nèi)平伸的內(nèi)閥蘭盤的外徑，不會(huì)將內(nèi)閥蘭盤外緣周圍的竄熱孔蓋住，使熱源桶夾層內(nèi)的熱能不受隔阻而能自由地在夾層內(nèi)對流。另外，由于蒸汽器水室上口直徑較輻射網(wǎng)球上“漏斗洞”上口的直徑小，使水室外壁面與“漏斗洞”壁面間留有一定間隔距離，其間又無空氣存在，加之水室內(nèi)外壁面及“漏斗”內(nèi)壁面都鍍有熱反射材料，使整個(gè)水室和“漏斗洞”壁面之間產(chǎn)生了像保溫水瓶一樣的防熱傳導(dǎo)性能，阻止了水室內(nèi)的熱能向前、后及左、右方向傳導(dǎo)散失。本實(shí)用新型的聚熱原理是熱能傳導(dǎo)的方式有且只有三種輻射、對流和傳遞。當(dāng)某一密閉容器內(nèi)的空氣被抽出成為真空時(shí)，熱對流和熱傳遞均變得不可能，那么，要在該容器內(nèi)傳導(dǎo)熱能的話，只剩下熱傳遞這一種方式了。由于任何一個(gè)點(diǎn)熱源，熱輻射的方向是朝四面八方直線散射的，所以，要將無數(shù)點(diǎn)熱源所輻射的熱能聚收起來便很困難。但是，若是以適當(dāng)?shù)姆绞健耙?guī)束”了熱能的輻射方向，使所有點(diǎn)熱源朝某個(gè)方向的熱能輻射線所攜帶的熱能都聚集于某一中心點(diǎn)處的話，就能使該中心點(diǎn)的溫度增高，便達(dá)到了聚收熱能的目的。本實(shí)用新型的空心蜂窩孔眼熱輻射網(wǎng)球位于由熱源桶內(nèi)壁面及蒸汽器的熱交換器、水室壁面所圍成的真空空間以內(nèi)，因其內(nèi)沒有空氣，熱源桶夾層內(nèi)的熱能不會(huì)向該空間內(nèi)產(chǎn)生熱傳遞和熱對流，因此，只能從四面八方向輻射網(wǎng)球產(chǎn)生熱輻射(當(dāng)然，輻射網(wǎng)球是與熱源桶內(nèi)壁面直接接觸的，但因輻射網(wǎng)球是用優(yōu)良絕熱材料制成的，不會(huì)吸收和傳遞熱能，更不會(huì)產(chǎn)生熱對流)。這些熱輻射線中必然有一部分會(huì)投射到輻射網(wǎng)球上成千上萬個(gè)輻射孔眼以內(nèi)，而每個(gè)輻射孔眼的中心線都經(jīng)過了輻射網(wǎng)球的球心，所以，投射到任一個(gè)輻射孔眼以內(nèi)的那些本身就與輻射孔眼的中心線平行的熱輻射線所攜帶的熱能自動(dòng)穿過輻射孔眼就能自動(dòng)聚集在了球心處；而那些投射到了輻射孔眼以內(nèi)不與中心線平行的熱輻射線所攜帶的熱能，雖不能直接聚集在球心處，卻能通過相應(yīng)的各個(gè)細(xì)長的圓柱形輻射孔眼(外孔大、內(nèi)孔小)內(nèi)的熱反射材料的多次折射“規(guī)束”后一齊聚集在球心的附近；至于那些朝著輻射網(wǎng)球輻射卻未射入到任一個(gè)輻射孔眼內(nèi)而是投射在輻射網(wǎng)球的外表面上的熱輻射線所攜帶的熱能，不會(huì)被系絕熱材料的輻射網(wǎng)球所吸收和傳遞，而會(huì)被其外表面的熱反射材料反射(或折射)回去。這樣，由于輻射網(wǎng)球的存在，使熱源桶夾層內(nèi)的熱源朝著輻射網(wǎng)球所產(chǎn)生的熱輻射線中的一部分(可以說是一大部分)所攜帶的熱能，經(jīng)過成千上萬個(gè)輻射孔眼的“規(guī)束”后，全都能聚集在輻射網(wǎng)球的球心或其周圍附近位置處，使該處溫度升高。而該球心周圍附近位置處正好安裝有蒸汽器的熱交換器，熱交換器內(nèi)的水就會(huì)不斷地吸收聚集在此的熱能，使溫度不斷升高，直至沸騰，成為開水供人飲用，或成為高壓蒸汽，帶動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電或帶動(dòng)其它汽機(jī)工作，便達(dá)到了本實(shí)用新型自動(dòng)聚收熱能，造福人類的目的。
下面，先以聚收太陽熱能為例，說明本實(shí)用新型的聚熱過程。
將本實(shí)用新型置于陽光下，讓太陽光直接照射在熱源桶的外壁面上。由于太陽光本身帶有熱能，這些熱能會(huì)透過熱源桶的外壁面，烘熱熱源桶的夾層以內(nèi)的空氣，使熱源桶的夾層成為駐留熱源的名副其實(shí)的熱能之源。隨著太陽光的不斷照射，熱源桶夾層以內(nèi)的熱能，既在不斷地聚集增加，同時(shí)也在不斷地以熱輻射、熱傳遞和熱對流的方式向周圍傳導(dǎo)散失，但熱源桶夾層內(nèi)的熱能，朝著輻射網(wǎng)球傳導(dǎo)的方式卻只存在著直線輻射這一種，這是因?yàn)橛蔁嵩赐暗膬?nèi)壁面及蒸汽器的熱交換器、水室壁面所圍成的空間是真空，沒有空氣這種熱傳導(dǎo)的介質(zhì)，不可能產(chǎn)生熱傳遞和熱對流，所以，只剩下直線輻射這一種熱傳導(dǎo)方式了。至于輻射網(wǎng)球與熱源桶的內(nèi)壁面雖是直接接觸的，但輻射網(wǎng)球是用優(yōu)質(zhì)絕熱材料制成，其本身不吸熱，也不進(jìn)行熱傳遞，更不會(huì)產(chǎn)生熱對流。這樣，熱源桶夾層以內(nèi)的熱能，不斷地從輻射網(wǎng)球的周圍向輻射網(wǎng)球產(chǎn)生著熱輻射，其中一些熱輻射線能投射到輻射網(wǎng)球上成千上萬個(gè)輻射孔眼內(nèi)，因每個(gè)細(xì)長的圓臺(tái)形的輻射孔眼全都指向球心，那些本來就與相應(yīng)的輻射孔眼中心線平行的熱輻射線所攜帶的熱能，會(huì)全部聚集在球心處；而那些投射入輻射孔眼內(nèi)但不與相應(yīng)的輻射孔眼的中心線平行的熱輻射線所攜帶的熱能，會(huì)在細(xì)長的輻射孔眼內(nèi)經(jīng)過多次折射“規(guī)束”后，一齊聚集到球心周圍附近位置處，使球心及周圍附近位置處的溫度增高，而該球心及周圍附近位置處正好安裝著蒸汽器的熱交換器，熱交換器內(nèi)的水會(huì)不斷地吸收聚集在此的熱能，使水溫升高，直至沸騰，成為開水或產(chǎn)生高壓蒸汽，便達(dá)到了聚收太陽熱能的目的。
除了可以聚收太陽熱能外，本實(shí)用新型還能聚收其它熱能。——利用本實(shí)用新型聚收溫泉或其它帶熱液體中的熱能將本實(shí)用新型置于溫泉或其它帶熱液體的下方，讓溫泉或其它帶熱液體直接澆淋在熱源桶的外壁面上，這時(shí)，熱源桶夾層內(nèi)的空氣會(huì)跟著變熱；或者干脆讓溫泉或其它帶熱液體直接從熱源桶的夾層內(nèi)流過后再流出。這樣，熱源桶的夾層便成了駐留熱能并產(chǎn)生熱輻射的地方。與本實(shí)用新型在聚收太陽熱能時(shí)所述的同樣原因，夾層內(nèi)的熱源在從周圍向輻射網(wǎng)球傳導(dǎo)熱能時(shí)，有且只有直線輻射這一種方式，而夾層中朝輻射網(wǎng)球所輻射的熱能線中，有一部分能投射入輻射網(wǎng)球上成千上萬個(gè)輻射孔眼以內(nèi)，它們所攜帶的熱能，或直接穿過相應(yīng)的輻射孔眼聚集于輻射網(wǎng)球的球心處，或經(jīng)過相應(yīng)的輻射孔眼的多次折射“規(guī)束”后，再聚集到球心周圍附近位置處，而球心及周圍附近位置處正好安裝有蒸汽器的熱交換器，熱交換器內(nèi)的水吸收熱能后溫度升高，直至沸騰，變成開水或高壓蒸汽，便達(dá)到了吸收溫泉或其它帶熱液體中熱能的目的。
如果受場地所限，無法將本實(shí)用新型置于溫泉或其它帶熱液體的下方，那么，也可以將本實(shí)用新型直接浸泡在溫泉或其它帶熱液體之中，讓熱源桶外上壁上口的閥蘭盤以上部位露出液面而讓其余部位淹沒在液面以下即可?！帽緦?shí)用新型聚收地?zé)嵩诘孛嫦蛳峦谝簧罱?，由于地球本身是一個(gè)熱帶體，地窖內(nèi)的空氣會(huì)自動(dòng)變熱。將本實(shí)用新型置于地窖以內(nèi)，僅讓熱源桶外上壁面上口的閥蘭盤以上部位露出窖口，再將閥蘭盤及地窖口周圍進(jìn)行密封。這時(shí)，地窖內(nèi)的地?zé)釙?huì)烘熱熱源桶的夾層內(nèi)的空氣，使夾層成為熱輻射源，那些朝輻射網(wǎng)球輻射并投射入了輻射網(wǎng)球上的輻射孔眼內(nèi)的熱輻射線所攜帶的熱能，經(jīng)過相應(yīng)的輻射孔眼的“規(guī)束”后，會(huì)自動(dòng)聚集到輻射網(wǎng)球的球心及周圍附近位置處，使蒸汽器的熱交換器內(nèi)的水溫升高，直至沸騰，變成開水或高壓蒸汽，便達(dá)到了聚收地?zé)岬哪康??！帽緦?shí)用新型聚收生物(如植物)熱能將植物體(如青草、作物桔桿或其它植物莖葉等)投入到有保溫性能的保溫罩內(nèi)，邊投入植物時(shí)邊拌灑入適量生石灰或人畜糞便等，使植物體易于腐爛分解，將本實(shí)用新型置于已投放了植物體的保溫罩內(nèi)，讓熱源桶外上壁面上口的閥蘭盤以上部位露出罩口，再將閥蘭盤周圍與罩口進(jìn)行密封。由于所投入的植物體在密封的保溫罩內(nèi)迅速腐爛發(fā)酵生熱，使罩內(nèi)的溫度升高(但不會(huì)向罩外散失)烘熱熱源桶夾層內(nèi)的空氣，夾層內(nèi)的熱能不斷地向輻射網(wǎng)球產(chǎn)生著熱輻射，那些投射到了輻射孔眼內(nèi)的熱輻射線所攜帶的熱能，經(jīng)過相應(yīng)的輻射孔眼的“規(guī)束”后，會(huì)自動(dòng)聚集到輻射網(wǎng)球的球心及周圍附近位置處，使蒸汽器內(nèi)的水溫升高，直至沸騰，變成開水或高壓蒸汽，便達(dá)到了聚收生物熱能的目的。——利用本實(shí)用新型聚收帶熱氣體的熱能將帶熱氣體(如爐堂煙囪里的熱空氣、內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)排出的熱空氣、被各種炊具或電燈泡烘熱的熱空氣、蔬菜大棚里的熱空氣等)直接通入熱源桶的夾層后再流出，夾層里的熱能便能不斷地向輻射網(wǎng)球產(chǎn)生熱輻射，那些投射入輻射孔眼的熱能線所攜帶的熱能，經(jīng)過相應(yīng)的輻射孔眼的“規(guī)束”后，能自動(dòng)聚集在輻射網(wǎng)球的球心及周圍附近位置處，使熱交換器內(nèi)的水溫升高，直至沸騰，變成開水或高壓蒸汽，便達(dá)到了聚收帶熱氣體熱能的目的?！緦?shí)用新型具有的有益效益是一、節(jié)約能源。巧妙地將自然界和人類生產(chǎn)、生活中各種未被充分利用的熱能聚收起來，用于燒開水，供人飲用；或產(chǎn)生高壓蒸汽，帶動(dòng)各種蒸汽機(jī)工作，無需消耗別的能源。
二、構(gòu)造簡單，制造方便，應(yīng)用范圍廣。制造工藝較簡單，且系熱能直接聚收裝置，無需配備其它轉(zhuǎn)換設(shè)備。既可聚收太陽熱能，又可聚收地?zé)帷⑸餆崮?，還可聚收各種氣、液體熱能等，適用于工廠、單位、家庭或個(gè)人使用。
三、工作原料——各種熱源，隨處可求，取之不盡，用之不竭，永無匱乏之慮。
四、工作時(shí)處于靜態(tài)，幾乎無損磨，一次性購買(本聚熱器)后，無需再投入即可永久使用，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。
五、實(shí)際使用中不造成環(huán)境污染，綠色環(huán)保。
圖2是本實(shí)用新型輻射孔眼內(nèi)熱能線穿行示意圖。
圖3是本實(shí)用新型整體構(gòu)造示意圖。
圖4是本實(shí)用新型熱源桶外上壁面示意圖。
圖5是本實(shí)用新型熱源桶外中壁面和外下壁面組合體示意圖。
圖6是本實(shí)用新型熱源桶內(nèi)上壁面及其上的內(nèi)頸壁面組合體示意圖。
圖7是本實(shí)用新型熱源桶內(nèi)下壁面示意圖。
圖8是本實(shí)用新型蒸汽器示意圖。
圖9是本實(shí)用新型輻射網(wǎng)球示意圖。
本實(shí)用新型主要由熱輻射源桶(簡稱熱源桶)(1)、空心蜂窩孔眼熱輻射網(wǎng)球(簡稱輻射網(wǎng)球)(3)、蒸汽發(fā)生器(簡稱蒸汽器)(4)等組成。其中熱源桶(1)由內(nèi)、外壁面組成。外壁面可分為外下壁面(5)、外中壁面(6)、外上壁面(7)，在圖5中，外下壁面(5)呈倒圓臺(tái)曲面形，其直徑大于內(nèi)下壁面(8)上閥蘭盤(10)的外口直徑，其高度大于輻射網(wǎng)球(3)直徑的三分之一，其下口有平底；外中壁面(6)呈圓柱曲面形，其高度等于輻射網(wǎng)球(3)直徑的三分之一，其直徑等于外下壁面(5)上口直徑，其下口直接與外下壁面(5)的上口相接，其上口有向外平伸的閥蘭盤(10)，閥蘭盤(10)上有多個(gè)等距離排布的螺孔(11)，其內(nèi)部腰間(位置在熱源桶(1)的橫中截面稍下處)裝有向內(nèi)平伸的內(nèi)閥蘭盤(10)，該內(nèi)閥蘭盤(10)較寬，其外緣邊上(靠近外中壁面的閥蘭盤邊上)有多個(gè)等距離分布的橢圓形竄熱孔(12)，該閥蘭盤(10)里緣邊上還有多個(gè)等距離排布的螺孔(11)；圖4中，外上壁面(7)呈圓臺(tái)曲面形，其高度等于外下壁面(5)的高度，其下口直徑等于外中壁面(6)的直徑，其下口有向外平伸的閥蘭盤(10)，閥蘭盤(10)上有多個(gè)等距離排布的螺孔(11)，能與位于外中壁面(6)上口的閥蘭盤(10)上的螺孔(11)用螺釘對合連接。其上口直徑等于內(nèi)頸壁面(13)的上口直徑，上口有向內(nèi)平伸的內(nèi)閥蘭盤(10)，閥蘭盤(10)上有多個(gè)等距離分布的螺孔(11)。內(nèi)壁面分為內(nèi)下壁面(8)和內(nèi)上壁面(9)；圖7中，內(nèi)下壁面(8)呈半球面形，上口直徑等于輻射網(wǎng)球(3)的直線，上口有向外平伸的閥蘭盤(10)，閥蘭盤(10)上有多個(gè)等距離排布的螺孔(11)；圖6中，內(nèi)上壁面(9)也呈半球面形，但在其上頂點(diǎn)附近開有一個(gè)圓洞，該圓洞的直徑等于蒸汽器(4)的水室(18)上口處的閥蘭盤(10)的外徑，使內(nèi)上壁面(9)成為了半球臺(tái)曲面形，在該半球臺(tái)曲面的上口，向上連接有一個(gè)內(nèi)頸壁面(13)，該內(nèi)頸壁面(13)呈倒圓臺(tái)形，其高度等于內(nèi)上壁面(9)上口到外上壁面(7)上口的距離，下口直徑等于內(nèi)上壁面(9)的上口直徑，上口直徑等于外上壁面(7)的上口直徑，上、下口處各有一個(gè)向內(nèi)平伸的內(nèi)閥蘭盤(10)，每個(gè)內(nèi)閥蘭盤(10)上有多個(gè)等距離排布的螺孔(11)，其中上口內(nèi)閥蘭盤(10)上的螺孔(11)能與位于外上壁面(7)上口閥蘭盤(10)上的螺孔(11)用螺釘對合連接。由熱源桶(1)的內(nèi)、外壁面及內(nèi)頸壁面(13)所圍成的空間是熱源桶(1)的夾層(2)。
圖9中，輻射網(wǎng)球(3)呈空心球缺形，空心球缺的外表面球冠的直徑等于熱源桶(1)的內(nèi)下壁(8)半球面的直徑，空心球缺的截面直徑等于熱源桶(1)的內(nèi)頸壁面(13)下口直徑。在空心球缺上以球缺的高線為對稱軸，挖去了一個(gè)倒圓臺(tái)體，留下一個(gè)倒圓臺(tái)形“空洞”。在“空洞”的下口外，朝球心方向加接一個(gè)倒圓臺(tái)漏斗筒，該漏斗筒的內(nèi)壁母線，正好是它上方的倒圓臺(tái)形“空洞”母線的延長線。倒圓臺(tái)形“空洞”和所加接的倒圓臺(tái)形漏斗筒，共同形成一個(gè)倒圓臺(tái)形“漏斗洞”(15)，該“漏斗洞”(15)的形狀，與蒸汽器(4)的倒圓臺(tái)形水室(17)相似，但其上口直徑較水室(17)的上口直徑更大——等于水室(17)上口閥蘭盤的外緣直徑(也等于內(nèi)頸壁面的下口直徑)。整個(gè)“漏斗洞”(15)的中心線與空心球缺的高線相重合，“漏斗洞”(15)的高度小于空心球缺外表面球冠的截面到球心的距離。在空心球缺的球體上，密密麻麻地分布著成千上萬個(gè)蜂窩狀熱能輻射孔眼(14)，這些輻射孔眼(14)均呈細(xì)長的圓臺(tái)形，均是內(nèi)口小外口大，且每個(gè)輻射孔眼(14)的中心線都經(jīng)過球心。這些蜂窩狀輻射孔眼(14)，應(yīng)以制造加工技術(shù)所能，做到越細(xì)小，越密集越好，且每個(gè)孔眼的內(nèi)表面都應(yīng)很光滑。由于空心球缺上布滿了輻射孔眼(14)，使之成為了一個(gè)蜂窩眼輻射網(wǎng)狀(3)，整個(gè)蜂窩孔眼熱輻射網(wǎng)球(3)(包括加接的倒圓臺(tái)漏斗洞)用優(yōu)質(zhì)絕熱材料制成，且其所有表面(包括內(nèi)外球面、“漏斗洞”壁面和所有輻射孔眼內(nèi)表面)均鍍有優(yōu)質(zhì)熱反射材料。
圖8中，蒸汽發(fā)生器(4)由熱交換器(16)、水室(17)和蒸汽室(18)組成，熱交換器(16)呈圓柱曲面形，下口有底，直徑略小于輻射網(wǎng)球(3)上“漏斗洞”的下口直徑，蒸汽器(4)的水室(17)呈倒圓臺(tái)形，其下口與熱交換器(16)的上口相接，上口直徑小于“漏斗洞”(15)的上口直徑。水室(17)與熱交換器(16)的高度之和略小于空心球缺截面到球心的距離。水室(17)的上方是蒸汽室(18)，蒸汽室(18)呈圓柱曲面形，有上底，直徑等于水室(17)的上口直徑，高度超過熱源桶(1)的內(nèi)頸壁面(13)的高度。蒸汽室(18)的下口與水室(17)的上口相接。蒸汽室(18)的上底一側(cè)裝有進(jìn)水管(19)，直通水室(17)內(nèi)，用于向水室(17)注水；另一側(cè)的蒸汽管(20)，穿過上底與蒸汽室(18)相通，用于輸出高壓蒸汽。蒸汽室(18)下口與水室(17)上口相接處裝有向外平伸的閥蘭盤(10)，閥蘭盤(10)外緣直徑等于內(nèi)頸壁面(13)下口直徑，閥蘭盤(10)上有多個(gè)等距離排列的螺孔(11)，能與熱源桶(1)的內(nèi)頸壁面(13)下口處閥蘭盤(10)上的螺孔(11)用螺釘對合連接。在熱交換器(16)的外表面鍍有優(yōu)質(zhì)吸熱材料，在水室(17)的內(nèi)、外表面均鍍有優(yōu)質(zhì)熱反射材料。本實(shí)用新型的連接、組裝方法是


圖1中，讓熱源桶(1)外下壁面(5)和外中壁面(6)的組合體開口向上，將熱源桶(1)的內(nèi)下壁面(8)也開口向上，置于上述組合體以內(nèi)，使其上口的閥蘭盤(10)與外中壁面(6)內(nèi)部的內(nèi)閥蘭盤(10)對合，并擱于其上，下部懸于熱源桶(1)的外下壁面(5)之內(nèi)(不與外下壁面接觸)。讓輻射網(wǎng)球(3)上有“漏斗洞”(15)的上半球朝上，下半球置于熱源桶(1)的內(nèi)下壁面(8)以內(nèi)。在內(nèi)下壁面(8)的上口閥蘭盤(10)上墊上耐壓密封墊圈后，將熱源桶(1)的內(nèi)上壁面(9)開口向下，使下口處的閥蘭盤(10)與內(nèi)下壁面(8)上口的閥蘭盤(10)上、下對合接觸后，用螺釘穿過上、中、下三層閥蘭盤(10)對應(yīng)的螺孔(11)后擰緊，使連接處不漏氣。再在熱源桶(1)內(nèi)頸壁面(13)下口處向內(nèi)平伸的內(nèi)閥蘭盤(10)上墊上耐壓密封墊圈；將蒸汽器(4)的熱交換器(16)和水室(17)插入到輻射網(wǎng)球(3)上預(yù)開的“漏斗洞”(15)內(nèi)，使圓柱形熱交換器(16)的中心正好位于輻射網(wǎng)球的球心位置處，“漏斗洞”(15)下口和熱交換器(16)的周圍可用絕熱材料密封，并使水室(16)上口處的閥蘭盤(10)與熱源桶(1)內(nèi)頸壁面(13)下口處的內(nèi)閥蘭盤(10)對合，用螺釘穿過上、下層對應(yīng)的螺孔(11)擰緊，使連接處不漏氣。然后將熱源桶(1)的內(nèi)壁面和蒸汽器(4)的水室(17)及熱交換器(16)的壁面所圍住的空間以內(nèi)的空氣全部抽出，使該空間成為真空。最后將熱源桶(1)的外上壁面(7)開口朝下，使上、下口處的閥蘭盤(10)分別與熱源桶(1)內(nèi)頸壁面(13)上口和外中壁面(6)上口處的閥蘭盤(10)上、下對合接觸后，用螺釘穿過對應(yīng)的螺孔擰緊。再接上進(jìn)水管(19)，將水室(17)內(nèi)注滿水。
現(xiàn)以聚收太陽熱能為例，說明本實(shí)用新型的聚熱過程將本實(shí)用新型置于陽光下，讓太陽光直接照射在熱源桶(1)的外壁面上。由于太陽光本身帶有熱能，這些熱能會(huì)透過熱源桶(1)的外壁面，烘熱熱源桶(1)的夾層(2)以內(nèi)的空氣。隨著太陽光的不斷照射，夾層(2)內(nèi)的熱能，既在不斷地聚集增加，同時(shí)也在以熱輻射、熱傳遞和熱對流的方式向周圍傳導(dǎo)散失，但夾層(2)內(nèi)的熱能，朝著輻射網(wǎng)球(3)傳導(dǎo)的方式卻只存在著直線輻射這一種，這是因?yàn)橛蔁嵩赐?1)的內(nèi)壁面及蒸汽器(4)的熱交換器(16)、水室(17)壁面所圍成的空間是真空，沒有空氣這種熱傳導(dǎo)的介質(zhì)，不可能產(chǎn)生熱傳遞和熱對流。至于輻射網(wǎng)球(3)與熱源桶(1)的內(nèi)壁面雖是直接接觸的，但輻射網(wǎng)球(3)是用優(yōu)質(zhì)絕熱材料制成，其本身不吸熱，也不會(huì)進(jìn)行熱傳遞，更不會(huì)產(chǎn)生熱輻射。這樣，夾層(2)內(nèi)的熱能，不斷地從輻射網(wǎng)球(3)的周圍向輻射網(wǎng)球(3)產(chǎn)生著熱輻射，其中一些熱輻射線能投射到輻射網(wǎng)球(3)上成千上萬個(gè)輻射孔眼(14)內(nèi)，因每個(gè)細(xì)長的圓臺(tái)形輻射孔眼(14)全都指向球心，那些本來就與相應(yīng)的輻射孔眼(14)中心線平行的熱輻射線所攜帶的熱能，會(huì)穿過相應(yīng)的輻射孔眼(14)自動(dòng)聚集在球心處；而那些投射入輻射孔眼(14)內(nèi)但不與相應(yīng)的輻射孔眼(14)的中心線平行的熱輻射線所攜帶的熱能，會(huì)在細(xì)長的輻射孔眼(14)內(nèi)經(jīng)過多次折射“規(guī)束”后，一齊聚集到球心周圍附近位置處，使球心及周圍附近位置處的溫度升高，而該球心及周圍附近位置處正好安裝著蒸汽器(4)的熱交換器(16)，熱交換器(16)內(nèi)的水會(huì)不斷地吸收聚集在此的熱能，使水溫升高，直至沸騰，成為開水供人飲用，或變成高壓蒸汽，帶動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電，或帶動(dòng)其它汽機(jī)工作，使達(dá)到了本實(shí)用新型聚收太陽熱能的目的。
本實(shí)用新型除了能聚收太陽熱能外，還可以聚收地?zé)崮堋⑸?如植物)熱能，各種帶熱氣體、液體中的熱能等。順便指出。本實(shí)用新型還具有聚收光能、冷能等其它能量的附加功能，聚收原理和方式與聚收熱能時(shí)完全相同，此不贅述。
權(quán)利要求1.一種多用輻射式熱能聚收器，主要包括熱源桶(1)、輻射網(wǎng)球(3)和蒸汽器(4)等，其特征是空心輻射網(wǎng)球(3)位于熱源桶(1)的球形內(nèi)壁面以內(nèi)，蒸汽器(4)的熱交換器(16)和水室(17)插入空心輻射網(wǎng)球(3)上的漏斗洞(15)，熱交換器(16)位于漏斗洞(15)下口外的球心處，水室(17)位于漏斗洞(15)內(nèi)部，周圍與漏斗洞(15)壁面有一定間距；由熱源桶(1)內(nèi)壁面、熱交換器(16)和水室(17)壁面所圍成的空間系真空。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用輻射式熱能聚收器，其特征是熱源桶(1)由內(nèi)、外壁面及內(nèi)頸壁面(13)組成，其中外上壁面(7)和外下壁面(5)均呈圓臺(tái)曲面形，外中壁面(6)呈圓柱曲面形，外中壁面(6)腰間有內(nèi)閥蘭盤(10)，內(nèi)閥蘭盤(10)外周有多個(gè)竄熱孔(12)，外中壁面(6)上口和外上壁面(7)下口均有外閥蘭盤(10)，外上壁面上口有內(nèi)閥蘭盤(10)；內(nèi)下壁面(8)呈半球面形，上口有外閥蘭盤(10)，內(nèi)上壁面(9)呈半球冠曲面形，下口有外閥蘭盤(10)，上口連接有內(nèi)頸壁面(13)；內(nèi)頸壁面(13)呈圓臺(tái)曲面形，其上、下口均有內(nèi)閥蘭盤(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用輻射式熱能聚收器，其特征是空心輻射網(wǎng)球(3)上有漏斗洞(15)，輻射網(wǎng)球(3)上分布有成千上萬個(gè)全都指向球心的輻射孔眼(14)，每個(gè)輻射孔眼(14)呈細(xì)長的圓臺(tái)形，外口大而內(nèi)口?。惠椛渚W(wǎng)球(3)用絕熱材料制成，所有內(nèi)、外表面上鍍有熱反射材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用輻射式熱能聚收器，其特征是蒸汽器(14)的熱交換器(16)呈圓柱曲面形，有下底，外表鍍有吸熱材料；其上方是水室(16)，呈倒圓臺(tái)曲面形，內(nèi)、外表面均鍍有熱反射材料；水室(16)上方是蒸汽室(18)，呈圓柱曲面形，有上底；蒸汽室(18)下口有外閥蘭盤(10)，上底一側(cè)有進(jìn)水管(19)直通水室(17)，另一側(cè)有蒸汽管(20)通入蒸汽室(18)。
專利摘要一種自動(dòng)聚收熱能的裝置。在有夾層的熱源桶內(nèi)安裝一個(gè)有成千上萬個(gè)指向球心的輻射孔眼的空心輻射網(wǎng)球，并使之處于真空之中。讓蒸汽器的熱交換器位于輻射網(wǎng)球的球心處。熱源桶的夾層將吸收到的太陽熱能、各種帶熱氣、液體的熱能、生物熱能或地?zé)岬葻崮埽瑥妮椛渚W(wǎng)球周圍向球心產(chǎn)生熱輻射，其熱能自動(dòng)聚集在熱交換器所處的球心附近處使其中的水溫升高，直至沸騰，成為開水可供飲用，或變成高壓蒸汽可帶動(dòng)各種汽機(jī)工作。
文檔編號F24J2/00GK2567516SQ0225246
公開日2003年8月20日 申請日期2002年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月31日
發(fā)明者郭強(qiáng) 申請人:郭強(qiáng)