太阳能炉.pdf

本发明涉及一种太阳能炉。该太阳能炉包括外部隔热室以及设置在所述外部隔热室内的内部反应室。所述内部反应室设置于外部隔热室之内并且内部太阳能窗对准外部太阳能窗。油加热器热连接到内部反应室。该油加热器包括设置在该中部空气循环道内的引入管以及引出管，以吸收来自热空气幕的热能。当从太阳能盘反射的集中太阳光束通过所述外部太阳能窗和内部太阳能窗而进入所述内部反应室时，在该内部反应室所产生的热能能够传导至油加热器的油进行加热。太阳能炉还包括多个安装在所述内部反应室中的通道，用于反射太阳光束并且吸热，并且，该太阳能炉还包括多个热连接到所述多个通道的箱，由此所述多个通道吸收的热能传导至所述多个箱的液体进行加热。

1.  一种太阳能炉，包括：
外部隔热室，该外部隔热室包括第一太阳能窗；
内部反应室，该内部反应室设置在所述外部隔热室内并且包括与所述第一太阳能窗对准的第二太阳能窗；以及
加热器，该加热器设置在所述外部隔热室内并且热连接到所述内部反应室，其中，当从太阳能盘反射的集中太阳光束通过所述第一太阳能窗和所述第二太阳能窗而进入所述内部反应室时，在所述内部反应室所产生的热能传导至所述加热器的液体进行加热。

2.  根据权利要求1所述的太阳能炉，其中，所述加热器包括用于将液体送入和送出所述加热器的引入管和引出管，并且所述引入管和引出管设置在由所述外部室和内部室以及所述加热器所限定的中部空气循环道中。

3.  根据权利要求1所述的太阳能炉，其中，所述外部隔热室包括外壳、内壳以及在所述外壳与内壳之间的真空围封部分。

4.  根据权利要求2所述的太阳能炉，还包括位于所述中部空气循环道中的至少一个离心式风扇，该离心式风扇用于循环其中的热空气。

5.  根据权利要求4所述的太阳能炉，其中，所述驱动至少一个离心式风扇的电发动机位于所述外部隔热室之外。

6.  根据权利要求5所述的太阳能炉，还包括用于提供太阳能以启动所述电发动机的太阳能板。

7.  根据权利要求2所述的太阳能炉，其中，所述中部空气循环道设置有空气汇聚喷嘴，该空气汇聚喷嘴与供应广散展开式的水源连接并且设置在所述第一太阳能窗和第二太阳能窗附近，以用于驱动所述中部空气循环道内的热空气或热焰，并且用于在所述第一太阳能窗和第二太阳能窗之间形成热空气幕或热焰幕。

8.  根据权利要求2所述的太阳能炉，还包括空气管，该空气管用于引导热空气的一部分从所述中部空气循环道通过环形管道的开口离开所述外部隔热室，其中，在该环形管道的开口处的热空气的一部分由离心式风扇通过所述第一太阳能窗被收回到所述中部空气循环道内。

9.  根据权利要求1所述的太阳能炉，还包括固定在所述第一太阳能窗和第二太阳能窗所位于的所述外部隔热室一侧的风阻尼器。

10.  根据权利要求2所述的太阳能炉，还包括连接到所述引入管、用于测量温度的温度传感器，及用于调节温度并且将温度保持在预设温度的温度控制器。

11.  根据权利要求10所述的太阳能炉，还包括连接到所述温度控制器以控制所述液体的流速的阀。

12.  根据权利要求2所述的太阳能炉，其中，所述引入管的一部分设置在围绕所述第一太阳能窗的所述外部隔热室之外，以直接从并不穿过所述第一太阳能窗的太阳光束吸收热，并且由所述引入管从光子束吸收热之后所产生的热空气颗粒的一部分被离心式风扇收回到所述中部空气循环道中。

13.  根据权利要求1所述的太阳能炉，其中，所述液体包括油。

14.  根据权利要求1所述的太阳能炉，其中，所述外部隔热室由陶瓷制成。

15.  根据权利要求1所述的太阳能炉，其中，所述外部隔热室在其外表面上设置有金属壁。

16.  根据权利要求1所述的太阳能炉，其中，所述内部反应室具有由陶瓷制成的外壁以及由钢或铁制成的内壁。

17.  根据权利要求1所述的太阳能炉，其中，所述加热器由传导性材料制成。

18.  根据权利要求2所述的太阳能炉，其中，所述引入管及引出管由铜制成。

19.  根据权利要求1所述的太阳能炉，其中，所述外部室和所述内部室通常是盒状的，并且所述第一太阳能窗和第二太阳能窗是圆形的。

20.  根据权利要求1所述的太阳能炉，还包括：安装在所述内部反应室内的多个通道，该多个通道用于在各个通道的侧壁之间连续地反射太阳光束并且吸收太阳能，及热连接到该多个通道的多个箱，其中，由该多个通道所吸收的热能传导至该多个箱的液体进行加热。

21.  根据权利要求20所述的太阳能炉，包括多个第一通道，该第一通道具有由第一玻璃覆盖的第一开口端，该第一开口端用于捕获直接从太阳能盘反射的垂直太阳光束，该第一玻璃由结晶玻璃制成。

22.  根据权利要求21所述的太阳能炉，包括具有第二开口端的多个第二通道，该第二开口端由第二玻璃覆盖，该第二玻璃与所述第一玻璃相邻并且成一定角度，该第二开口端用于捕获从该第一玻璃反射的太阳光束以及直接从太阳能盘反射的成角度的太阳光束，该第二玻璃由结晶玻璃制成。

23.  根据权利要求22所述的太阳能炉，包括具有第三开口端的多个第三通道，该第三开口端由第三玻璃覆盖，该第三玻璃与该第二玻璃相邻并且成一定角度，该第三开口端用于捕获从该第二玻璃反射的太阳光束，该第三玻璃由结晶玻璃制成。

24.  根据权利要求23所述的太阳能炉，包括具有第四开口端的多个第四通道，该第四开口端由第四玻璃覆盖，该第四玻璃与该第三玻璃相邻并且成一定角度，该第四开口端用于接收从该第三玻璃反射的太阳光束，该第四玻璃由结晶玻璃制成。

25.  根据权利要求20所述的太阳能炉，其中，所述多个通道被分为两个对称部分，各个部分包括在所述第二太阳能窗上开口、用于捕获太阳光束的多个开口端。

26.  根据权利要求20所述的太阳能炉，其中，所述多个箱安装于其中的隔间限定了所述多个通道，所述多个箱从左到右设置并且通过铜管彼此液体连通，并且油以一个方向通过油泵从左边的油箱流向右边的油箱。

27.  根据权利要求26所述的太阳能炉，包括多个隔间，该隔间具有包围内部隔间的外部隔间。

28.  根据权利要求20所述的太阳能炉，其中，所述通道是平行的，并且内部侧壁以堆叠多层通道的形式彼此相隔一定距离。

29.  根据权利要求20所述的太阳能炉，其中，所述多个通道的至少一部分被卷成通常的多边形形状。

30.  根据权利要求20所述的太阳能炉，还包括：用于将液体送入到各个隔间的多个箱的引入管以及从各个隔间的多个箱送出液体的引出管，及固定在所述内部室的两个相对端的隔热室，其中，通过所述加热器的引入管将穿过所述隔热室的侧壁的所述多个箱的引入管相连接，并且通过所述加热器的引出管将穿过所述隔热室的侧壁的所述多个箱的引出管相连接。

31.  根据权利要求30所述的太阳能炉，其中，所述加热器的引入管和引出管以及所述多个箱由铜制成。

32.  根据权利要求20所述的太阳能炉，其中，所述多个通道由金属合金制成。

33.  根据权利要求32所述的太阳能炉，其中，所述多个通道的内表面涂覆有具有高吸收率和低太阳能发射率的涂覆材料。

34.  根据权利要求33所述的太阳能炉，其中，所述涂覆材料包括氧化镍黑或铬黑。

35.  根据权利要求20所述的太阳能炉，其中，所述液体包括油。

36.  根据权利要求2所述的太阳能炉，其中，所述引入管是以通过不锈钢丝紧固到一起的盘绕管的形式。

37.  根据权利要求2所述的太阳能炉，其中，所述引入管形成是由位于所述引入管沿着管内设置的多个分流构件，各个分流构件包括盘和扩口喷嘴，该盘垂直于流的方向设置并且包括中心开口和多个外围开口，该扩口喷嘴在该盘中心下流侧连接到该盘，使得所述喷嘴开口与所述中心开口对齐，并且其中，空气部分地直接通过所述中心开口及所述喷嘴开口，并且部分地通过多个外围开口，而且基本上与盘绕管的内表面垂直地、放射状地分散，以增加热能的吸收。

38.  根据权利要求7所述的太阳能炉，包括多个层的中部空气循环道。

39.  根据权利要求7所述的太阳能炉，其中，所述中部空气循环道卷起以形成具有内部开口的多层空气循环道，该内部开口通过管连接到外部开口以形成连续的流通道。

40.  根据权利要求39所述的太阳能炉，其中，多层空气循环道的各层具有窗，并且所述多层空气循环道的所述窗与所述第一太阳能窗和第二太阳能窗对齐。

41.  根据权利要求39所述的太阳能炉，其中，所述多层空气循环道的各层设置有与供应广散展开式的水源连接的、并且设置在所述第一太阳能窗和第二太阳能窗附近的空气汇聚喷嘴，该空气汇聚喷嘴用于驱动所述多层空气循环道内的热空气或热焰，并且用于在所述第一太阳能窗和第二太阳能窗之间形成多层热空气幕或热焰幕。

42.  根据权利要求41所述的太阳能炉，其中，所述多层空气循环道中的热空气包含不同密度的空气颗粒，并且所述多层热空气幕或热焰幕与从所述太阳能盘反射的集中光子束作出反应以形成非反射介质。

43.  根据权利要求42所述的太阳能炉，其中，所述热空气颗粒从所述内部反应室通过所述铜管循环道到第一圈循环是由多层空气循环道的中心开始，其中，所述多层热空气幕或热焰幕在各窗吸收由光子束的反应所产生的热能以及所述热空气颗粒，直到循环重新开始的、靠近所述第二太阳能窗的空气循环道的最外层为止。

44.  根据权利要求43所述的太阳能炉，还包括设置在所述多层空气循环道的各层上的至少一个离心式风扇。

45.  根据权利要求39所述的太阳能炉，其中，靠近所述第一太阳能窗的所述多层空气循环道的最外层具有放大开口，以容纳更厚的空气幕。

46.  根据权利要求8所述的太阳能炉，其中，通过所述环形管道的开口和通过所述第一太阳能窗而被收回到所述中部空气循环道的热空气颗粒与集中光子束作出反应，以增加所述热空气颗粒的温度。

47.  根据权利要求10所述的太阳能炉，还包括与所述温度控制器电连接的电发动机，该温度控制器用于对设置在所述中部空气循环道内的离心式风扇的速度进行控制。

48.  根据权利要求12所述的太阳能炉，其中，所述空气颗粒的一部分与光子束作出反应，以增加所述热空气颗粒的温度。

49.  根据权利要求32所述的太阳能炉，还包括：支架，该支架固定到所述多个通道的内表面；结晶玻璃，该结晶玻璃固定到在所述金属合金通道和该结晶玻璃之间的空间之间的支架对的外层；以及银层，该银层具有透明涂层被设置在所述空间之间内，以保护所述通道不被氧化。

50.  根据权利要求32所述的太阳能炉，还包括加强工字梁，该加强工字梁固定到各个通道的内表面，以防止所述金属合金通道弯曲并支撑所述通道的重量。

51.  根据权利要求50所述的太阳能炉，还包括由金属合金制成的加强工字梁，该加强工字梁设置有具有透明涂层的银层，以保护该工字梁的银层不被氧化，所述加强工字梁设置有开口以允许太阳光束穿过。

52.  一种太阳能炉，包括：
隔热室，该隔热室包括中心及偏离中心的窗；
多个加热器，该多个加热器基本上设置在所述隔热室的整个内表面上，并且界限了中部反应腔；以及
位于所述中部反应腔中的风扇系统，该风扇系统用于在该中部反应腔中产生热空气幕或热焰幕；其中，当从太阳能盘反射的集中太阳光束通过所述偏离中心的窗进入所述中部反应腔、并且射到所述热空气幕或热焰幕时，太阳光束大致与热空气幕或热焰幕以相切的方向弯曲，在所述中部反应腔中所产生的热能对流过所述多个加热器的液体进行加热，使得所述热空气幕或热焰幕中的热空气颗粒连续地与所述弯曲太阳光束的光子发生反应，其中，弯曲太阳光束形成为由于折射指数的变化而折射的太阳光束。

53.  根据权利要求52所述的太阳能炉，其中，所述风扇系统包括位于所述中心的中心风扇，用于在所述中部反应腔中形成大致圆形的热空气幕或热焰幕，并且所述弯曲太阳光束在所述中部反应腔中弯曲成圆形。

54.  根据权利要求53所述的太阳能炉，还包括围绕所述中部反应腔中的所述中心风扇的多个外围离心式风扇，以辅助大致是圆形的所述热空气幕或热焰幕的形成。

55.  根据权利要求54所述的太阳能炉，其中，所述多个外围离心式风扇中的每一个设置有与供应广散展开式的水源连接的空气喷嘴，用于形成按照与所述大致圆形的热空气幕或热焰幕并且以大致相切的方向而流动于热空气幕或热焰幕之中。

56.  根据权利要求53所述的太阳能炉，其中，所述中心风扇是离心式风扇。

57.  根据权利要求52所述的太阳能炉，其中，所述风扇系统包括位于所述中部反应腔的一侧放射状地延伸的多个放射状离心式风扇；并且多个放射状离心式风扇与所述设置有与供应广散展开式的水源连接的空气喷嘴适于穿过所述中部反应腔从所述一侧向另一侧吹送热空气或热焰，从而形成多个放射状热空气幕或热焰幕；并且其中，所述集中太阳光束射到所述多个热空气幕或热焰幕的一个热空气幕或热焰幕、折射并弯曲、然后射到所述多个热空气幕或热焰幕的一个邻近热空气幕或热焰幕，直到弯曲入所述中部反应室内成为圆形为止。

58.  根据权利要求52所述的太阳能炉，其中，所述隔热室具有大致是矩形的截面，并且除了与所述偏离中心的窗对准的开口之外，所述多个加热器并排设置成矩形结构。

59.  根据权利要求52所述的太阳能炉，其中，所述隔热室大致是圆柱形，并且除了与所述偏离中心的窗对准的开口之外，所述多个加热器并排设置成圆形。

60.  根据权利要求52所述的太阳能炉，其中，所述风扇系统由位于所述隔热室之外的电发动机驱动。

61.  根据权利要求60所述的太阳能炉，还包括用于提供太阳能以启动所述电发动机的太阳能板。

62.  根据权利要求52所述的太阳能炉，其中，所述多个加热器包括用于将液体运送到所述多个加热器并且将液体从所述多个加热器中送出去的引入管和引出管。

63.  根据权利要求62所述的太阳能炉，还包括连接到所述引入管以测量温度的温度传感器，及用于调节温度并将温度保持在预设温度的温度控制器。

64.  根据权利要求63所述的太阳能炉，该太阳能炉还包括连接到所述温度控制器，以控制所述液体的流速的阀。

65.  根据权利要求52所述的太阳能炉，其中，所述液体包括油。

66.  根据权利要求52所述的太阳能炉，其中，所述隔热室由陶瓷制成。

67.  根据权利要求52所述的太阳能炉，其中，所述多个加热器由传导性材料制成。

68.  根据权利要求62所述的太阳能炉，其中，所述引入管和引出管由铜制成。

69.  一种太阳能炉，包括：
包括窗的外部室；
形成在所述外部室中的内部室；以及
加热器系统，该加热器系统与所述内部室热连通；其中，当从太阳能盘反射的集中太阳光束通过所述窗进入所述内部室时，在所述内部室中所产生的热能对流过所述加热器系统的液体进行加热。

70.  根据权利要求69所述的太阳能炉，其中，所述加热器系统连接到所述外部室的内表面。

71.  根据权利要求69所述的太阳能炉，其中，所述加热器系统连接到所述内部室的外表面。

72.  根据权利要求69所述的太阳能炉，还包括用于风扇系统所产生的热空气幕或热焰幕，以与所述太阳光束的光子发生反应。

73.  根据权利要求72所述的太阳能炉，其中，所述风扇系统位于所述外部室和内部室之间，并且穿过所述窗而形成所述热空气幕或热焰幕。

74.  根据权利要求72所述的太阳能炉，其中，所述风扇系统位于所述内部室中，并且所述热空气幕或热焰幕形成在所述内部室中。

75.  根据权利要求69所述的太阳能炉，还包括安装在所述内部室中的多个通道，用于在各个通道的侧壁之间连续地反射所述集中太阳光束并且吸收太阳能，及热连接到所述多个通道的多个箱，其中，由该多个通道所吸收的热能传导至该多个箱的液体进行加热。

太阳能炉
技术领域
本发明涉及太阳能炉。
背景技术
利用太阳能产生电能的太阳能炉在本领域中是公知的。多年来，认识到了来自太阳的太阳能，并且在利用该能源并将其转化成有用能源方面做了很多尝试。已经成功地利用太阳能电池将太阳能转化为电能。类似地，太阳能已经转而使用到供暖系统中(如，太阳能炉等)。但是，巨大的太阳能收集板以及巨大的存储室已经是传统太阳能炉的特征，其中，太阳能收集板覆盖了将要用太阳能炉加热的建筑结构的较大面积，并且，通过液体介质将从太阳能收集器传送的热存储在巨大的存储室中。然后，将存储在存储室内的热通过单独的液体流动机构在建筑结构中进行循环。
这些传统的太阳能炉结构复杂、价格较高并且难以安装。它们的低效在于，当从收集器向存储室传送太阳能热时会有过多的热损失。而且，无法将这些太阳能炉简单地安装在现有建筑结构中，并且无法将其构建成针对通常在建筑结构中的传统供暖系统的辅助供暖设备。此外，传统太阳能炉的太阳能吸收率不高。
有必要生产一种结构比较简单、价格便宜并且能量吸收率更高的改进型太阳能炉。
提供上述背景技术的说明以帮助理解太阳能炉，但并不是用来说明或构成针对本发明中所公开的太阳能炉的相关现有技术。
发明内容
本发明提供了一种太阳能炉。在一个方面中，该太阳能炉包括外部隔热室、内部反应室以及加热器(boiler)。该外部隔热室包括第一太阳能窗。该内部反应室设置在该外部隔热室中，并且包括与该第一太阳能窗对准的第二太阳能窗。加热器设置在该外部隔热室内并且热连接到该内部反应室。当从太阳能盘反射的集中太阳光束通过该第一太阳能窗和第二太阳能窗而进入该内部反应室时，在该内部反应室所产生的热能对流过该加热器的液体进行加热。
在另一方面中，该太阳能炉包括隔热室、多个加热器以及风扇系统。该隔热室包括中心及偏离中心的窗。该多个加热器基本上设置在隔热室的整个内表面上，并且限定了中部反应腔。该风扇系统位于该中部反应腔中，用于在该中部反应腔中产生热空气幕或热焰幕。当从太阳能盘反射的集中太阳光束通过该偏离中心的窗进入该中部反应腔、并且以大致与弯曲太阳光束相切的方向射到热空气幕或热焰幕时，在该中部反应腔中所产生的热能对流过该多个加热器的液体进行加热，使得该热空气幕或热焰幕中的热空气颗粒连续地与该弯曲太阳光束的光子发生反应，其中，该弯曲太阳光束形成为由于折射指数的变化而折射的太阳光束。
在另一方面中，太阳能炉包括外部室、内部室及加热器系统。该外部室包括窗。该内部室形成在该外部室内。该加热器系统与该内部室进行热连通。当从太阳能盘反射的集中太阳光束通过该窗而进入内部室时，在该内部室中所产生的热能对流过该加热器系统的液体进行加热。
附图说明
下面将参照附图以示例的方式来说明本发明中公开的太阳能炉的具体实施方式，在附图中：
图1是示出了根据本发明的一个实施方式的太阳能炉系统的解释性示意图；
图2(a)是示出了根据本发明中公开揭露的一个实施方式的太阳能炉的截面图的说明性示意图；
图2(b)是示出了根据本发明中公开揭露的一个实施方式的多层空气循环道的说明性示意图；
图2(c)是示出了引入盘绕铜管束的侧视图；
图2(d)是示出了根据本发明中公开揭露的一个实施方式的分流构件盘的俯视图；
图2(e)是示出了设置有两个分流构件的盘绕铜管的立体图；
图2(f)是示出了根据本发明中公开揭露的另一实施方式的太阳能炉截面的说明性示意图；
图2(g)是示出了根据本发明中公开揭露的另一实施方式的太阳能炉截面的说明性示意图；
图2(h)是示出了图2(g)中的太阳能炉的说明性立体图；
图3是示出了太阳能炉的内部反应室的详细放大图；
图4(a)至图4(d)是示出了图3中的内部反应室的通道以及油箱的分解图；
图5(a)至图5(b)是示出了通道和油箱的片段图；
图6是示出了通道以及油箱的放大截面图；
图7是示出了通道以及油箱的俯视图；
图8是示出了太阳能炉中的离心式风扇和空气循环的说明性示意图；
图9是示出了太阳能炉的侧视图的说明性示意图；以及
图10是示出了太阳能炉的仰视图的说明性示意图。
具体实施方式
下面将详细说明本发明公开的太阳能炉的优选实施方式，在下述说明中提供其示例。对于本领域技术人员来说，为了清楚可以不示出一些对于理解太阳能炉不是特别重要的特征，虽然这种情况是显而易见的，但是对于本发明中公开的太阳能炉的示例性实施方式也进行了详细说明。
而且应当可以理解的是，本发明中公开的太阳能炉并不限于下述具体的实施方式，可以由本领域技术人员完成各种变化和修改，而不偏离所附权利要求书的精神或范围。例如，在本公开和所附权利要求的范围内，不同的说明性实施方式的元件和/或特征可以彼此组合和/或彼此替代。
为了说明目的，以下出现的术语“上部”、“下部”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“顶部”以及“底部”涉及太阳能炉在附图中的方向定位。可以理解的是，太阳能炉可以位于各种位置，除非有明确的相反说明。而且，可以理解的是，附图中所示及下述说明中描述的具体装置仅是太阳能炉的示例性实施方式。因此，并不认为限于与以下公开的实施方式有关的具体尺寸及其它物理特征。
应当注意的是，在全篇说明书和权利要求书中，当一个元件“连接”或“联结”到另一元件时，这并不一定表示一个元件紧固到、固定到或以其它方式附接到另一元件。相反，术语“连接”或“联结”表示一个元件直接或间接地连接到另一元件，或者与另一元件机械连接或电连接。
图1示出了根据本发明的一个实施方式的太阳能炉系统的解释性示意图。太阳能炉系统包括太阳能炉1以及镜面反射太阳能盘26。太阳能盘26用于反射、集中并射出太阳光束16至太阳能炉1。
图2(a)示出了根据本发明中公开的一个实施方式的太阳能炉1的截面图的说明性示意图。太阳能炉1可以包括具有外部太阳能窗31的外部隔热室2，以及具有与外部太阳能窗31对准的内部太阳能窗11的内部反应室3。内部反应室3设置在外部隔热室2内。
外部隔热室2可以包括一个或更多个绝缘层。根据所例示的实施方式，外部隔热室2具有外壳、内壳以及在外壳和内壳之间的真空围封部分。外部隔热室2可以由陶瓷或任意其它的高绝缘性材料制成。
外部隔热室2也可以设置有在外表面上的金属壁，用于保护目的。
内部反应室3限定了室28，在室28中发生辐射反应或光子反应。内部反应室3可以具有由钢、铁或任意其它高传导性材料制成的内壁。内部反应室3可以设置有由陶瓷制成的外壁。当集中太阳光束16进入内部反应室3时，光子与光反射吸热通道47作出反应以产生热能，其细节将在图4a中说明。如图8所示，内部反应室3能够通过任意的诸如角钢19的传统紧固装置而紧固在相对于外部隔热室2的固定位置。
太阳能炉1可以包括位于外部隔热室2内并且热连接到内部反应室3的油加热器4。当从太阳能盘26反射的集中太阳光束16通过外部太阳能窗31和内部太阳能窗11而进入内部反应室3时，在内部反应室3中所产生的热能传导至油加热器4的油进行加热。
根据所例示的实施方式，油加热器4位于外部隔热室2内的上部，并且内部反应室3位于靠近外部太阳能窗31的外部隔热室2内的下部。油加热器4可以由任意合适的高传导性材料制成。本领域技术人员可以理解的是，油可以用任意其它的合适液体介质所替代。
进油管6和出油管5设置在由外部室2、内部室3以及油加热器4所界限出的中部空气循环道8中。
涂覆有氧化镍黑或铬黑的进油管6的外部盘绕部34设置在外部隔热室2之外，并且围绕外部太阳能窗31盘绕，以直接从未通过外部太阳能窗31进入内部反应室3的太阳光束吸收热。从进油管6的外部盘绕部34产生的、由箭头35代表的热空气能够穿过外部太阳能窗31，并且能够进入中部空气循环道8内。同时，箭头35代表的热空气与集中光子束16作出反应以进一步增大热空气温度。然后，进油管6从外部太阳能窗31进入太阳能炉1，沿中部空气循环道8的大部分延伸，围绕中部空气循环道8的大部分弯曲，连接到进油管74，并且最后终止在油加热器4。进油管6用于向油加热器4运送油，而进油管74用于向有关的油箱73运送油，其细节将在稍后说明。
出油管5始于油加热器4，由出油管76相连接并且通过外部太阳能窗31离开太阳能炉1。出油管5和出油管76用于分别将来自油加热器4和油箱73加热过的油输送到典型的双汽循环系统的外部热交换器(未示出)。进油管6和出油管5可以由铜或任意其它合适的材料制成。
太阳能炉1可以包括在中部空气循环道8中的至少一个内部离心式风扇9、30，用于循环中部空气循环道8中的热空气10。所需内部离心式风扇的数量取决于太阳能炉1的大小。对于小型太阳能炉，一个内部离心式风扇已足够。对于大型太阳能炉，可以需要两个或更多个内部离心式风扇。
根据所例示的实施方式，有两个内部离心式风扇9、30。第一内部离心式风扇9设置在靠近外部太阳能窗31和内部太阳能窗11中部空气循环道8的左下侧。第二内部离心式风扇30设置在靠近外部太阳能窗31和内部太阳能窗11的中部空气循环道8的右下侧。如图8所示，两个内部离心式风扇9、30能够由位于外部隔热室2之外的电发动机20驱动。太阳能炉1可以设置有用于提供太阳能以启动电发动机20的太阳能板15。
中部空气循环道8可以设置有空气汇聚喷嘴29。空气汇聚喷嘴29可以由附接到靠近外部太阳能窗31和内部太阳能窗11的中部空气循环道8的内表面的角钢形成。空气汇聚喷嘴29设置在中部空气循环道8内，用于驱动热空气10沿中部空气循环道8流动而不通过外部太阳能窗31和内部太阳能窗11漏出，并且使热空气通过外部太阳能窗31和内部太阳能窗11进入中部空气循环道8中，如箭头12、13和35所示。
内部离心式风扇9、30以及空气汇聚喷嘴29连接供应广散展开式的水源，并且用于分解水分子，并且驱动热空气或热焰10沿中部空气循环道8流动，以在外部太阳能窗31和内部太阳能窗11之间产生热空气幕或热焰幕，用于防止从内部反应室3通过内部太阳能窗11和外部太阳能窗31到外部隔热室2之外的热能损失，并且用于进一步增加与集中太阳光束16作出反应时热空气的温度。热空气幕或热焰幕形成大气的非反射的且不同密度的介质。
大型太阳能炉可以包括空气管14，用于引导来自中部空气循环道8的一部分热空气18通过环形管道32的开口33离开外部隔热室2，其中，一部分热空气通过外部太阳能窗31在开口33被收回到中部空气循环道8内。同时，热空气18与集中光束16作出反应，以进一步增加热空气的温度。这能够防止阳光昏暗时外部空气进入中部空气循环道8。
太阳能炉1还可以包括风阻尼器17。风阻尼器17可以固定在外部太阳能窗31和内部太阳能窗11所位于的外部隔热室2的底部。风阻尼器17可以由立式架和角钢组成。风阻尼器17用于减小风的冲击，并且防止风通过外部太阳能窗31和内部太阳能窗11吹入内部反应室3中。
太阳能炉1可以包括连接到太阳能炉1之外的进油管6的温度传感器24，用于测量温度，并包括用于调节温度并将温度保持在预设温度的温度控制器25。
温度传感器24感测温度，并且向温度控制器25发送按照比例的信号。然后，温度控制器25将进油管6的实际温度与预设温度进行比较。如果实际温度和预设温度之间存在差异，则控制器25将向连接到进油管6的温度控制阀23发送控制信号，以控制油的流速以及太阳能炉1的温度。
图2(b)示出了从中心开始连续盘绕以形成迂回的环行管道(circuitousloop route)的中部空气循环道8。中部空气循环道8的连续迂回环行管道形成多层中部空气循环道8。因此，多层中部空气循环道8产生与外部太阳能窗31和内部太阳能窗11对准的多层窗开口109，以与光子束16作出反应。
该结构也示出了由固定在多层中部空气循环道8的各层空气循环道的将热空气10连续地驱动到下一圈的两个对角上的离心式风扇9。喷嘴29连接供应广散展开式的水源，并且堆叠在各层以产生多层热空气幕或热焰幕108，来增加热空气幕颗粒108的非反射介质的厚度，并且最终增加与集中光子束16反应的热空气颗粒10，以进一步增加热空气10的温度并进一步通过盘绕引入铜管6吸收热能。
对于连续循环，热空气颗粒与光子束16作出反应。热空气颗粒114从内部室3向靠近内部窗11的外部中部的空气循环道8循环，并且通过抽吸经由引出开口入口110到隔热室77的侧壁而进入铜管112，并到达多层中部空气循环道8的中心，并且进入引入开始开口111以开始热空气113的循环的第一圈，在各个序列窗开口109从光子束16吸收热能，直到靠近内部窗开口11的多层中部空气循环道8的最外层为止。最终，最后一圈的热空气10与内部室3的热空气10相结合，并且通过离心式风扇9的抽吸力再次进入引出开口入口110，并且连续地重复从第一圈到最后一圈的循环。铜管112的固定，如图8所示。
靠近外部窗开口31的多层中部空气循环道8的最底层的左侧设置有扩大的开口115，以容纳更厚的空气幕108。由于与汇聚喷嘴29垂直的空气阻力，压力流将下降。长度更长的最后一圈空气幕108将分裂地发散。
反应效果取决于集中光束16在第一窗与从管道吸到空气循环道的热空气作出反应中有多少来自该喷嘴的集中热空气颗粒与光子反应，以及集中热空气颗粒的厚度。
图2(c)至图2(e)示出了由不锈钢丝27紧固在一起的小直径引入盘绕铜管7，在上部的盘绕铜管7和下部的盘绕铜管7之间设有使热空气10穿过的间隙。
引入盘绕铜管7具有多个沿这些管形成并且在管内形成的多个分流构件。各个分流构件包括铜盘100和扩口喷嘴102。盘100垂直于流的方向设置，并且具有中心开口103和多个外围开口101。扩口喷嘴102连接到盘100的中心下流侧，使得喷嘴开口与中心开口103对齐，由此空气部分地直接通过中心开口103及喷嘴开口，并且部分地通过多个外围开口101；而且，空气放射状地、基本上与管7的内表面垂直地分散，以增加热能的吸收。
图2(f)是示出了根据本发明中公开的另一实施方式的太阳能炉的截面图。
该太阳能炉包括具有中心124和偏离中心的窗95的隔热室2。多个加热器123可以基本上设置在隔热室2的整个内表面上。根据所例示的实施方式，隔热室2可以具有通常是矩形的截面，并且多个加热器123可以并排设置在矩形结构中。由图2(f)可以看出，有24个加热器123设置在隔热室2的内表面上并且围绕隔热室2的内表面，留有一个与偏离中心的窗95对准的开口。多个加热器123限定了隔热室2内的中部反应腔3。
风扇系统9、122可以设置在中部反应腔3内，用于在中部反应腔3中产生热空气幕或热焰幕。
根据本发明所例示的一个实施方式，风扇系统包括位于中心124的中心风扇122，用于在中部反应腔3中产生通常是圆形的热空气幕或热焰幕121。中心风扇122可以是离心式风扇或用于产生通常是圆形的热空气幕或热焰幕121的任意其它合适的风扇。
除了中心风扇122之外，可以围绕中部反应腔3中的中心风扇122设置多个外围离心式风扇9，以辅助在中部反应腔3中形成通常是圆形的热空气幕或热焰幕121。多个外围离心式风扇9的各个风扇可以设置有连接供应广散展开式的水源连接空气喷嘴29，用于分解水分子并且产生与通常是圆形的热空气幕或热焰幕121并且通常以相切的方向流动于热空气幕或热焰幕108。
在运行中，当从太阳能盘反射的集中太阳光束16通过偏离中心的窗95进入中部反应腔3，并且当太阳光束120大致相切的方向射到(strike)热空气幕或热焰幕121时，弯曲进入圆形太阳光束，在中部反应腔3中所产生的热能能够对流过多个加热器123的液体进行加热。当集中太阳光束16进入中部反应腔3中，并且由于折射指数的变化而折射、弯曲时，形成圆形的太阳光束。结果，热空气幕或热焰幕121中的热空气颗粒连续地与弯曲太阳光束120的光子作出反应。光子能进一步增加了中部反应腔3中热空气的温度。
图2(g)是示出了根据本发明中公开的另一实施方式的太阳能炉的截面图，并且图2(h)是图2(g)的太阳能炉的立体图。
根据所例示的实施方式，隔热室2通常是圆柱形形状，并且除了与偏离中心的窗95对准的开口之外，多个加热器123并排设置成一个圆。
类似地，风扇系统设置在中部反应腔3中。根据所例示的实施方式，风扇系统可以包括在中部反应腔3的一侧放射状地延伸的多个放射状离心式风扇9。具有与供应广散展开式的水源连接的空气喷嘴的多个放射状离心式风扇9适于穿过中部反应腔3从一侧向另一侧吹送热空气或热焰，从而在中部反应腔3内形成多个放射状热空气幕或热焰幕108’。
在运行中，当从太阳能盘反射的集中太阳光束16通过偏离中心的窗95进入中部反应腔3，穿透多个热空气幕或热焰幕108’的一个热空气幕或热焰幕，折射并弯曲，然后穿透多个热空气幕或热焰幕108的一个邻近热空气幕或热焰幕，直到在中部反应腔3中形成通常是圆形的太阳光束120时，在中部反应腔3中所产生的热能能够对流过多个加热器123的液体进行加热。这再次使得放射状热空气幕或热焰幕108’中的热空气颗粒连续地与弯曲太阳光束120的光子作出反应，从而进一步增加中部反应腔3中热空气的温度。
类似于图2(a)中所例示的在先实施方式，风扇9、122能够由位于隔热室2之外的电发动机所驱动。太阳能炉可以设置有用于提供太阳能以启动电发动机的太阳能板。多个加热器123可以包括用于将液体送入或送出多个加热器123的引入管和引出管。可以将温度传感器连接到引入管以测量温度，并且能够利用温度控制器来调节温度并且将温度保持在预设温度。而且，可以将阀连接到温度控制器，以控制液体的流速。类似地，液体可以包括油，隔热室2可以由陶瓷制成，多个加热器123可以由传导材料制成，而引入管和引出管可以由铜制成。
虽然本发明已经示出了太阳能炉的隔热室2是矩形箱形或圆柱形，但是可以理解的是，隔热室3可以是任意其它合适的形状，如多边形。
所例示的实施方式中已经示出了本发明的太阳能炉的(多个)加热器能够连接到外部室的内表面或连接到内部室的外表面。但是，本领域技术人员可以理解的是，只要(多个)加热器能够热连接到反应室以有效地吸收从反应室所产生的热，则太阳能炉的(多个)加热器就可以设置在其它合适的位置。
本发明中各种实施方式公开的太阳能炉的风扇系统用于连续地在太阳能炉中产生流动的或循环的热空气幕或热焰幕，使得太阳光束的光子连续地与热空气幕或热焰幕作出反应，从而进一步增加反应室内热空气的温度。虽然已经示出了风扇能够位于靠近窗的外部室和内部室之间，或位于在反应室的中心或一侧中，但是本领域技术人员可以理解的是，风扇可以位于任何其它位置并且设置成其它排布方式。
图3示出了内部反应室3，内部反应室3被分为两个对称部，即左部41和右部42。从太阳能盘26反射的太阳光束16以不同的角度穿过正面36，并且通过不同隔间进入内部反应室3。根据所例示的实施方式，内部反应室3被分为第一隔间90、第二隔间91、第三隔间92以及第四隔间93。
第四隔间93是最外面的隔间，其通常堆叠在第三隔间92之上并且包围第三隔间。第三隔间92堆叠在第二隔间91之上并且包围第二隔间91。最后，第二隔间91堆叠在第一隔间90之上并且包围第一隔间90，第一隔间90是最里面的隔间。
各个隔间90、91、92、93由液体彼此连通的多个油箱73界限。多个油箱73位于各个隔间90、91、92、93顶部，并且热连接到各个隔间90、91、92、93的顶部。油箱73可以是任意合适的形状。根据所例示的实施方式，油箱73是矩形形状。
四个隔间90、91、92、93的每个隔间捕获以不同角度进入内部反应室3的反射太阳光束16。四个隔间90、91、92、93中的各个隔间具有两个分别安装在左部41和右部42上的对称多层光反射吸热通道。在内部反应室3的左部41，有四块玻璃37、38、39、40，四块玻璃37、38、39、40覆盖四个隔间90、91、92、93的四个入口并且分别朝向四个不同方向。在内部反应室3的右部42，也有四块玻璃37、38、39、40，四块玻璃37、38、39、40分别覆盖以四个不同的方向在外部太阳能窗31上开口的四个隔间90、91、92、93的四组开口端。隔间90、91、92、93的左部41和右部42相对内部反应室3的中心面彼此对称。
玻璃37、38、39、40可以由具有高耐热性及良好热传递性的材料制成。例如，玻璃37、38、39、40可以由结晶玻璃制成。
图4(a)示出了限定第一隔间90的多个第一油箱73，第一隔间中具有多个管道的第一开口端的第一通道47。第一开口端适于捕获直接从反射太阳能盘26反射的垂直太阳光束16。如这里使用的，术语“垂直太阳光束”表示垂直地穿过外部太阳能窗31的太阳光束。垂直太阳光束16穿过正面36，并且通过覆盖第一隔间90的第一倾斜玻璃37而进入第一隔间90。在太阳光束16穿过第一隔间90的第一倾斜玻璃37之后，太阳光束16穿透由限定光反射道46的不锈钢角钢45所固定支撑的反射玻璃43、44的表面。最后，从反射玻璃43、44反射的全部太阳光束通过第一开口端而进入多层光反射吸热通道47，并且朝向卷起螺旋端。
图4(b)示出了限定第二隔间91的多个第二油箱73，第二隔间基本上包围第一隔间90，并且设置有多个管道与第一倾斜玻璃37相邻设置的第二开口端的第二通道47。第二开口端适于捕获直接从太阳能盘26反射的成角度的太阳光束50。如这里使用的，术语“成角度的太阳光束”表示以一定角度穿过外部太阳能窗31的太阳光束。成角度的太阳光束50穿过正面36，并且通过覆盖第二隔间91的第二玻璃38而进入第二隔间91。第二玻璃38与第一倾斜玻璃37相邻并且与其成一定角度。从第一倾斜玻璃37反射的太阳光束51也由第二隔间91的多个管道的第二通道47的第二开口端捕获。
第二隔间91最适合于捕获成角度的太阳光束50和反射的太阳光束51。第二隔间91内的螺旋多层光反射吸热通道47的结构与第一隔间90内的螺旋多层光反射吸热通道的结构相同，除了第二隔间91中的多层光反射吸热通道47的开口端紧靠第二玻璃38之外。
图4(c)示出了限定第三隔间92的多个第三油箱73，第三隔间基本上包围第二隔间91，并且设置有多个管道的第三通道47的第三开口端与第二开口端相邻。第三开口端适于捕获通过覆盖第三隔间92的第三玻璃39而从第二玻璃38反射的太阳光束52、53。第三玻璃39与第二玻璃38相邻并且与其成一定角度。
第三隔间92最适合于捕获反射的太阳光束52、53。第三隔间92内的螺旋多层光反射吸热通道47的结构与第二隔间91内的螺旋多层光反射吸热通道的结构相同。
图4(d)示出了限定第四隔间93的多个第四油箱73，第四隔间基本上包围第三隔间92，并且设置有多个管道的第四通道47的第四开口端与第三开口端相邻。第四开口端适于捕获通过覆盖第四隔间93的第四玻璃40而从第二玻璃38和第三玻璃39反射的太阳光束55、56。第四玻璃40与第三玻璃39相邻并且与其成一定角度。
第四隔间93最适合于捕获反射的太阳光束54、55和56。第四隔间93内的多层光反射吸热通道47的结构与第三隔间92的多层光反射吸热通道的结构几乎相同，除了螺旋多层光反射吸热通道47从左侧的玻璃40连续地向右侧的玻璃40延伸，而没有如在其它隔间90、91、92中一样任何卷起的螺旋端。
如果太阳能炉较大，则其会吸收更多的太阳能。为了吸收更多的能量，技术人员可以增加多层光反射吸热通道47的层数。最合适的结构可以是增加光反射吸热通道47的长度，这将导致通道47内光反射数量的增加，以向光反射吸热通道47分配更多的光并且增加热吸收。
图5(a)和图5(b)示出了螺旋多层光反射吸热通道47以及油箱73的典型部。螺旋多层光反射吸热通道47可以由高传导性金属片60制成，并且折叠为多边形形状。通道47是平行的，并且以特定距离彼此分隔。支架61能够固定到金属片60上。玻璃62可以固定到一对支架61的外侧，在金属片60和玻璃62之间留有空间。
金属片60和玻璃62之间的空间设置有银层63，该银层具有保护其不被氧化的硅铝保护涂层用于覆盖银层63，或任意涂覆有高吸收率和低发射率材料的金属(如氧化镍黑或铬黑)。玻璃62堆叠在银层63的顶部，银层63直接与高传导性金属片60接触，用于传递热能。
可以垂直于金属片60的表面而固定工字梁64。可以使用具有硅铝保护涂层的银层来固定工字梁64表面。工字梁64的作用是在两个金属片60之间形成光反射道46，并且支撑并反射光在反射道46中的太阳光束，吸收热能并且将热能传导给上部金属片和下部金属片60，然后传导给油箱73。
可以将加强工字梁65固定在金属片60上的表面上，以防止金属片60弯曲并且支撑多层光反射吸热通道47的重量。将工字梁65的两个对端紧固到内部室3的内表面。工字梁65设置有允许太阳光束16、50通过的开口57。
图6是各个隔间中的多个通道47的放大截面图。图6示出了从太阳能盘26反射的垂直的和成角度的太阳光束16、50进入隔间91的多层光反射吸热通道47。太阳光束16、50的辐射通量在反射玻璃62的表面上穿透。一部分辐射通量被玻璃62吸收，如附图标记66所示；一部分辐射通量从玻璃62反射，如附图标记67所示。辐射通量的一小部分是由反射玻璃62的内部总反射，如附图标记68所示。
如果可能透射太阳光束16、50的其余部分，并在银层63的表面上穿透，如附图标记69所示。部分太阳光束的其余部分被银层63吸收，如附图标记70所示；部分太阳光束的其余部分从不锈钢片63反射，如附图标记71所示。
全部反射72(包括反射67、68和71)在彼此相对的反射玻璃62上穿透。吸热66、70和光反射67、68及71的过程继续，直到太阳光束16、50的太阳能在多层光反射吸热通道47的通道46的末端消失为止。反射的太阳光束16可被多层光反射吸热通道47完全吸收。
图7示出了位于各个隔间的螺旋多层光反射吸热通道47顶部上的长矩形油箱73。油箱73和通道47之间的关系如图4(a)-图4(d)、图5(a)和图5(b)所示。进油铜管74在隔间左部连接到油箱73的一端，并且油箱73的另一端通过油管75连接到邻近油箱。继续这种连接，直到与在隔间右部的最后油箱73连接为止，这里最后油箱73连接到出油管76。
该油箱结构能够通过按照一个方向(如附图标记78所示)从左向右地抽油，而使得油在全部油箱中均匀发热。油箱73与螺旋多层光反射吸热通道47直接接触且热连接。
为绝缘目的并为了容易地安装油管74、75和76，内部室3的两个相对端设置有带有空间的隔热室77，以辅助进油管74与中部空气循环道8内的进油管6的分离或连接，并且辅助出油管76与中部空气循环道8内的出油管5的分离或连接。
图8是示出了太阳能炉1中的中部空气循环道8内的离心式风扇9、30和热空气10循环的说明性示意图。虽然已经示出了外部室2和内部室3通常是设置有矩形边的盒状，但是本领域技术人员可以理解的是，外部室2和内部室3可以是任意其它合适的形状。
可以看出，进油管74从进油管6所位于的中部空气循环道8开始，通过隔热室77的侧壁进入内部反应室3。类似地，出油管76从内部反应室3开始，通过在相对侧的隔热室77的侧壁进入出油管5所位于的中部空气循环道8。
图9是示出了太阳能炉1的侧视图的说明性示意图。可以看出，内部离心式风扇9、30的外部电发动机20位于外部隔热室2一侧的外表面上。穿过轴承21的轴22的一端位于在外部隔热室2相对侧的外表面上。该结构能够避免高温对电发动机20、轴承21和轴22的影响。
离心式风扇9、30的电发动机20由来自太阳能板15的电力所启动。由温度传感器24对来自太阳能板15的电力能进行监控，以控制离心式风扇9、30的电发动机20的电力及速度，从而避免由于缺少充足的阳光导致太阳能板15不工作而引起太阳能炉1的热损失。
图10是示出了太阳能炉1的仰视图的说明性示意图。可以看出，外部太阳能窗31和内部太阳能窗11是圆形的，并且进油管6的外部盘绕部34围绕外部隔热室2下方的外部太阳能窗31而盘绕。
根据所例示的实施方式，存在用于引导热空气18通过环形管道32的开口33的两个空气管14，在环形管道的开口33处将热空气通过外部太阳能窗31收回到中部空气循环道8中。空气管14的数量可以根据太阳能炉1的大小而变化。
进油管6和出油管5的各端从太阳能炉的一侧延伸，其中，进油管6连接到阀23、温度传感器24及温度控制器25，而出油管5连接到外部热交换设备。
虽然已经参照本发明的多个优选实施方式示出并说明了本发明公开的太阳能炉，但是应当注意的是，可以做出各种其它的改变或修改而不脱离所附权利要求的范围。