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CN1464247A - 太阳能真空超导集热器的制造方法及装置 - Google Patents

太阳能真空超导集热器的制造方法及装置 Download PDF

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CN1464247A
CN1464247A CN02124485A CN02124485A CN1464247A CN 1464247 A CN1464247 A CN 1464247A CN 02124485 A CN02124485 A CN 02124485A CN 02124485 A CN02124485 A CN 02124485A CN 1464247 A CN1464247 A CN 1464247A
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CN
China
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vacuum
collector
collection plate
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hollow cavity
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CN02124485A
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骆俊光
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NOYA Inc
Original Assignee
NOYA Inc
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Abstract

本发明提供一种太阳能真空超导集热器的制造方法及装置，该方法是：在一具有一真空密闭容室的金属中空壳体内，填充入超导体传温介质以形成一超导集热板，并将该超导集热板插设入一具有一真空容置槽的透明中空腔体内，该超导集热板位于该真空容置槽内的部分形成一集热部，而位于该真空容置槽外的部分形成一发热部；该装置包括一具有一真空容置槽的中空腔体，及一由上述方法制成的超导集热板。

Description

太阳能真空超导集热器的制造方法及装置
【技术领域】
本发明涉及一种集热器的制造方法及装置，特别是涉及一种可迅速集热的太阳能真空超导集热器的制造方法及装置。
【背景技术】
如图1所示，是一般真空管式集热器1，包含一置放在地面上的座体11、一装设在该座体11一端侧且具有一入水口121与一出水口122的储水桶12，及数接设在该座体11另一端侧与该储水桶12之间的真空吸热管13；因受太阳空晒后的温度可高达300℃以上，并借真空吸热管13具有良好保温、断热性隹的优点；当该等真空吸热管13接收到太阳能后，利用冷水比热水比重大的原理，而产生冷水下流、热水上升现象，进而使如图2所示的真空吸热管13内的液体2达到自然对流循环加热，但是，于实际使用时却存有下列缺失亟待解决：
1.如图1、2所示，该真空管式集热器1主要是借由真空吸热管13进行加热水温工作，当阳光照射在该等真空吸热管13时，会因该等真空吸热管13的圆管曲线，而将光能反射到其他地方，造成有效集热面积变小的缺点，相对使热传导时间增长，即一般真空管式集热器1具有导热效率不隹的缺点。
2.此外，该一般真空管式集热器1从本质上来讲是“对流循环”的，因为无法完全保留热量与会向大气中损失热量，而形成“热损失”，降低了传热效率。
3.该真空吸热管13的内侧会生成水垢，所以需要定期清洁、保养，以维持良好的热传导效率，不但费时且费力。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种具有绝隹集热效率，以迅速产生一热源的太阳能真空超导集热器的制造方法及装置。
依据本发明所提供的一种太阳能真空超导集热器的制造方法，其特征在于包含下列步骤：
步骤一：在一具有一真空密闭容室的金属中空壳体内，填充入超导体传温介质以形成一超导集热板；
步骤二：将该超导集热板插设入一具有一真空容置槽的透明中空腔体内，该超导集热板位于该真空容置槽内的部分形成一集热部，而位于该真空容置槽外的部分形成一发热部。
本发明还提供一种太阳能真空超导集热器，包含一可透光的中空腔体及一装设在该中空腔体内的超导集热板，其特征在于：
该中空腔体，界定出一真空容置槽；
该超导集热板，是装设在该中空腔体的真空容置槽内，并具有一界定出一真空密闭容室的中空壳体，及灌注在该真空密闭容室内的超导传温介质，该超导传温介质在该真空密闭容室的表面形成一超导传温介质层，且该中空壳体具有一位在该中空腔体的真空容置槽内的集热部，及一露出在该真空容置槽外的发热部。当该超导集热板受阳光照射时，借该集热部集热并传递至该发热部，使其形成一热源。
【附图说明】
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：
图1是一般真空管式集热器的一立体外观图。
图2是图1中沿线2-2的一部分剖视图。
图3是本发明的第一较隹实施例的一流程图。
图4是该第一较隹实施例的一立体分解图。
图5是该第一较隹实施例的一组合剖视图。
图6是该第一较隹实施例的一使用示意图，说明一超导集热板的一发热部穿固在一储水桶内，借该发热部可产生热源，加热储水槽内的液体。
图7是本发明的第二较隹实施例的一立体分解图。
图8是该第二较隹实施例的一组合剖视图。
【具体实施方式】
在提出详细说明前，要注意的是，在以下的叙述中，类似的元件，是以相同标号来表示。
如图3所示，本发明太阳能真空超导集热器的制造方法的一较隹实施例，包含下列步骤：
步骤一：在一具有一真空密闭容室的金属中空壳体内，填充入超导体传温介质以形成一超导集热板；
步骤二：将该超导集热板插设入一具有一真空容置槽的透明中空腔体内，该超导集热板位于该真空容置槽内的部分形成一集热部，而位于该真空容置槽外的部分形成一发热部；当该超导集热板受阳光照射时，可借该集热部集热并传递至该发热部，使其形成一热源。
此外，更可在步骤二中的超导集热板的外周面溅镀一吸热膜，提高本发明的超导集热板对太阳能的吸收率；且上述的金属中空壳体，在本例中该中空壳体材质可为选用铝、铜金属或合金金属或陶瓷/玻璃/石墨/导热塑料等导温隹的材料成型，且该金属中空壳体的真空密闭容室是由金属中空壳体经填充超导传温介质后，真空抽吸封口后形成的超导传热体。
在此特别说明的是，该超导传温介质是选自于由过氧化钠、氧化钠、氧化铍、倍半氧化锰、重铬酸铝、重铬酸钙、氧化硼、重铬酸根及其各种组合所构成的化合物；及选自于由氧化钴、倍半氧化锰、氧化铍、铬酸锶、碳酸锶、氧化铑、氧化铜、β-钛、重铬酸钾、氧化硼、重铬酸钙、重铬酸锰、重铬酸铝、重铬酸根，及其各种组合所构成的化合物；与选自于由变性氧化铑、重铬酸钾、变性氧化镭、重铬酸钠、重铬酸银、单晶硅、氧化铍、铬酸锶、氧化硼、过氧化钠、β-钛、一种金属重铬酸盐，及其各种组合所构成的化合物；前述化合物依预定配方比例混合与一定制程而组构成超导传温介质。
实务上，在注入超导传温介质前，是先将该真空密闭容室内进行钝化处理并清洗烘乾后，让该真空密闭容室的表面形成毛细面状，接着将超导传温介质注入(或填充入)真空密闭容室内与经真空抽吸封口而成，该超导传温介质受热汽化后形成毛细现象与固化附着在该真空密闭容室的表面形成一超导传温介质层，该超导传温介质层具有达奈米级的热分子，当超导传温介质在受温度激发后，该超导传温介质层的达奈米级的热分子产生恒前进扩张式振动传递(本案的热分子特性是呈恒前进扩散而不会往后或回头跑的，且其分子激荡撞击以每秒15000公尺的高速，在真空中扩散前进)，激发温度越高，振动频率也越高，可使太阳直接照射在透明中空腔体上的能量(空晒后的温度更可高达300℃以上)迅速传导遍布该超导集热板的外表面，且该超导传温介质在本例中，完全采用无机元素配制，工质能够有效抑制氢、氧分子产生，不会有爆炸条件(无爆炸危险)，且形成一无放射性者(无毒、无污染、无腐蚀性)；兹将本发明的超导集热板与其他金属的温度传导系数(单位：w/m·℃)列表比较：
材料别            温度传导系数(w/m·℃)
1.空气                      0.0267
2.水                        0.61
3.铝                        218.
4.铜                        418.
5.银                        498.
6.超导集热板当量导热系数    2,926,000.以上
所以，该超导集热板具有：安全(无爆炸危险)、适用温度范围广(适合-150℃~+1200℃)、无放射性物质(无毒、无污染、无腐蚀性)及超高的温度传导系数者。
如图4、5所示，本发明太阳能真空超导集热器的装置的第一较隹实施例，是包含一可透光的中空腔体3，及一由上述方法制成且装设在该透明中空腔体3内的矩形超导集热板4。
该中空腔体3在本例中是采用一强化玻璃或一耐高温透明塑料等可透光的材质制成，具有一开放端31、一自该开放端31往该中空腔体3内部延伸的内周面32，及一由该内周面32包覆界定出的真空容置槽33。
该超导集热板4是装设在该中空腔体3的真空容置槽33内，并具有一界定出一真空密闭容室411的中空壳体41，及灌注在该真空密闭容室411内的超导传温介质，该超导传温介质在该真空密闭容室411的表面形成一超导传温介质层42，且该中空壳体41具有一位在该中空腔体3的真空容置槽33内的集热部412，及一露出在该真空容置槽33外的发热部413。
此外，本发明更包含溅镀在该超导集热板4的一外周面上的吸热膜5，值得一提的是，前述吸热膜5是利用磁控溅射技术所制成的，可提高本发明的超导集热板4对太阳能的吸收率。
如图5所示，使用时，当该中空腔体3直接受阳光照射时，该装有超导集热板4的集热部412的真空容置槽33，将迅速升温，使该超导集热板4的超导传温介质层42的达奈米级的热分子，将产生恒前进扩张式振动传递热能到超导集热板4的外表面，并借该集热部412集热并传递至该发热部413，使其形成一热源；如图6所示，是将本发明超导集热板4的发热部413植固在一具有一入水口61与一出水口62的储水桶6内；当本发明透明中空腔体3受到阳光照射后，该发热部413将迅速形成一热源，加热储水槽6内的液体，即可形成一热水加热装置。
如图7、8所示，本发明太阳能真空超导集热器的装置的第二较隹实施例，不同于第一较隹实施例的地方在于：该中空腔体3具有相互组接在一起的一底座7与一透明罩体8，该底座7与该透明罩体8两者相配合界定出前述的真空容置槽33。
该底座7为一顶端开放的槽体，并包括一底壁71、一由该底壁71端缘往上延伸的侧壁72，及由该底壁71与该侧壁72两者相配合界定出的容置空间73；该容置空间73具有一开设在该侧壁72上的开口731，该超导集热板4的发热部413由此穿出该底座7的开口731外。
该透明罩体8在本例是采用一强化玻璃或一耐高温透明塑料等的透光材质制成，是封盖在该底座7上且两者相配合界定出该真空容置槽33；当该超导集热板4受阳光照射时，借该集热部412集热并传递至该发热部413，使其形成一热源，同样可获致前述第一较隹实施例的迅速集热的功效。
兹将本发明的太阳能真空超导集热器的制造方法及装置的优点归纳如后：
1.本发明的有效集热表面积可遍布在该超导集热板4的外表面上，不同于一般真空管式集热器1会将光能反射到其他地方的导致有效集热面积小的缺憾，相对本发明具有大幅度提升热传导效率的优点。
2.本发明是利用阳光直接照射在该透明中空腔体3上，使具有绝隹温度传导效率的超导集热板4的集热部412迅速吸收热能，致使发热部413形成一热源，不同于一般真空管式集热器1是借由冷/热水流循环式加温的热传递效果差的缺点，相对本发明可大幅度改善“热损失”情形。
3.本发明是利用超导集热板4直接加温的方式，并不会产生水垢，相较于一般真空管式集热器1的真空吸热管13的内侧会生成水垢，相对本发明无需定时清洁水垢，而可省时、省力。

Claims (7)

1.一种太阳能真空超导集热器的制造方法，其特征在于：包含下列步骤：
步骤一：在一具有一真空密闭容室的金属中空壳体内，填充入超导体传温介质以形成一超导集热板；
步骤二：将该超导集热板插设入一具有一真空容置槽的透明中空腔体内，该超导集热板位于该真空容置槽内的部分形成一集热部，而位于该真空容置槽外的部分形成一发热部。
2.如权利要求1所述的太阳能真空超导集热器的制造方法，其特征在于：
在步骤二的超导集热板的外周面溅镀一吸热膜。
3.一种太阳能真空超导集热器，包含一可透光的中空腔体及一装设在该中空腔体内的超导集热板，其特征在于：
该中空腔体，界定出一真空容置槽；
该超导集热板，是装设在该中空腔体的真空容置槽内，并具有一界定出一真空密闭容室的中空壳体，及灌注在该真空密闭容室内的超导传温介质，该超导传温介质在该真空密闭容室的表面形成一超导传温介质层，且该中空壳体具有一位在该中空腔体的真空容置槽内的集热部，及一露出在该真空容置槽外的发热部。
4.如权利要求3所述的太阳能真空超导集热器，其特征在于：
该中空腔体由透光的材质所制成。
5.如权利要求3所述的太阳能真空超导集热器，其特征在于：
该中空腔体具有相互组接在一起的一底座与一透明罩体，两者相配合界定出该真空容置槽。
6.如权利要求5所述的太阳能真空超导集热器，其特征在于：
该底座为一顶端开放的槽体，并包括一底壁、一由该底壁端缘往上延伸的侧壁，及由该底壁与该侧壁两者相配合界定出的容置空间，该容置空间具有一开设在该侧壁上的开口，该超导集热板的发热部由此穿出该底座的开口外。
7.如权利要求3所述的太阳能真空超导集热器，其特征在于：
更包含溅镀在该超导集热板的外周面的吸热膜。
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