1、太阳灶原 理、设计与制作前言我国是光能资源丰富的国家，我国对于光能资源的利用，特别是农村对于光能资源的利用在世界上处于领先地位。目前，大约有 30多万台太阳灶在我国北方，特别是西北地区的农村使用。这些太阳灶在部分地代替常规能源、缓解这些地区的农村能源紧缺状况保护农业生态环境方面起到了很好的作用，深受广大农民群众的欢迎。什么是太阳灶？无污染而又取之不尽用之不竭的阳光，可以充分地用来为人类造福。太阳射向地球的光能中，百分之三十被反射掉，百分之二十三被大气吸收，只有百分之四十七到达地面，这个能量相当于地球上人类目前消耗能量的一两万倍。在低纬度区晴朗炎热的季节， 太阳光 每分钟 能在每 平方米 的面积
2、 上送来 6 0 0 0 0 焦耳以上的能量。当地居民只须在屋顶上装一支普通的平面铁火箱，就可以整年地享受太阳光供给的热水。当前， 利 用太阳能的方面很多， 有 各种类型的太阳灶、 太 阳能热水器、 干 燥箱 、制冰机、用光电转换供电系统的光电站、太阳能车等。我国各地区的干旱程度和日照长短有很大差异，一般来说，西部日照长于东部，北部日照长于南部。对于那些燃料缺乏的地区，日照充足时太阳能的利用更为有利。第一 篇 太阳 灶的 分类 、原理 与结 构一、太阳灶的种类利用太阳的辐射能，直接转换成供人们炊事使用的热能，以代替一般炉灶，这种器具就叫做太阳灶。世界上研制的太阳灶种类繁多。但是，从原理结构分类
3、，大致上只有三种类型，即闷晒式（箱式）、 聚光式和热管传导式。11、闷晒式太阳闷晒式太阳灶又叫 “ 箱式太阳灶 ” ，因为它的形状象一个热箱。它的工作方式是置于太阳光下长时间地闷晒，缓慢地积蓄热量。箱内温度一般可达 120 150 ，适合于闪蒸食品或作为保温器和医疗器具的消毒用。闷晒式太阳灶的构造如下：首先制一四周和底层保温的箱体，保温材料可选用棉花或其它无异味、不挥发的保温材料 （ 对食物不产生毒性）。 箱 体大小按需要设计， 我 国农村家庭使用的闷晒式太阳 灶一般为 100厘米 X 70厘米 X 30厘米。 箱 体用木板或木框加纸板做成， 保 温层朝向 箱内的表面涂以黑色，以便吸收太阳的辐
4、射热。箱内还应安 装支承食具的铁丝架。箱盖为活动式，密封性能要好，开启要方便。箱盖装有双层玻璃，玻璃要求平整、透光率高，两层玻璃的间距为 1 厘米。闷晒式太阳灶的工作原理是：太阳的辐射能，即阳光，主要是可见光和近红外线， 几 乎能够全部透过平板玻璃 （ 如果玻璃的透光率很高）。 当 阳光透过玻璃进入 保温箱体后，遇到黑色的吸收体，光即转变为热。在物理学上，热的辐射也是一种物质运动的形式，主要为红外辐射，其波长较长，恰好玻璃能阻止长波的通过，安装双层玻璃，红外辐射就更难透过。同时，箱体四周和底部均有保温隔热材料，也不让热辐射外逸。换言之，玻璃起了让短波阳光进、不让长波红外线出的作用。尽管箱体总是
5、要散失一部分热量 ，但箱内的 温度随着闷 晒时间的延 续，将会逐 渐升温，直至到达平衡为止。 由 此可见， 这 种太阳灶的箱内最高温度取决于保温材料的优劣 。通常采用棉花保温， 可 达 150 左右， 这 种温度对于炊事使用已足够了。 若 选用更 好的保温材料，则将增加太阳灶的造价，经济上并不合算。为了提高问晒式太阳灶的效率，缩短闷晒时间，或防止多云时影响灶温下降，可在箱侧加装反光镜，增大受光面积； 也 可在箱底加装金属油箱 （ 薄盒）， 借 助油的储热作用， 维 持太阳间歇性 照射时箱内的温度稳定。在条件允许的情况下，盖面玻璃的表面可以加涂一层光谱选择性材料，如二氧化硅之类的透明涂料，以改变
6、阳光的吸收与发射。提高太阳灶的效率。闷晒式太阳灶的箱内温度是逐渐积累起来的， 受 风速影响较大， 为 防止热损失 ，使用时要注意放置在向阳背风的地方。一 般夏日阳光好时，闷 熟米饭大约需要 3 小 时 ，一天可做午、 晚 两顿饭。 虽 然闷晒时间较长， 但 不用人看管， 并 具有较好的保温性 ，使用得当。可以节省柴草，适合有些农村使用。22、聚光式太阳灶聚光式太阳灶是将较大面积的阳光聚焦到锅底，使温度越到较高的程度，以满足炊事要求。这种太阳灶的关键部件是聚光镜，不仅有镜面材料的选择，还有几何形状的设计。最普通的反光镜为镀银或镀铝玻璃镜，也有铝抛光镜面和涤纶薄膜镀铝材料等。聚光式太阳灶的镜面设计
7、，大都采用旋转抛物面的聚光原理。在数学上若抛物线绕主轴旋转一周，所得的面，即称为 “ 旋转抛物面 ” 。若有一束平行光沿主轴射向这个抛物面， 遇 到抛物面的反光， 则 光线都会集中反射到 定点的位置， 于 是形成 聚光，或叫 “ 聚焦 ” 作用。作为太阳灶使用，要求在锅底形成一个焦面，才能达到加热的目的。 换 言之， 它 并不要求严格地将阳光聚集到一个点上， 而 是要求一定的焦面 。确定了焦面之后，我们就不难研究聚光器的聚光比，它是决定聚光式太阳灶的功率和效率的重要因素。 聚 光比 K可用下式求得： K = 采光面积 / 焦面面积。 采 光面积是 指太阳灶在使用时反射镜面阳光的有效投影面积。根
8、据我国推广太阳灶的经验，设计一个 500 700瓦功率的聚光式太阳灶， 通常采光面积约为 1 5 2.0米。 个别大型 蒸汽太阳灶也是聚光式太阳灶，但其采光面积较大，有的要在 5 米 2 以上。旋转抛物面聚光镜是按照阳光从主轴线方向入射，所以往往在通过焦点上的锅具时会留下一个阴影，这就要减少阳光的反射，直接影响太阳灶的功率。河南省能源研究所刘祖德同志在研制太阳灶时，首先提出关于偏轴聚焦的原理，克服了上述弊病。目前，我国大部分太阳灶的设计均采用了偏轴聚焦原理。聚光式太阳灶除采用旋转抛 物面反射镜 外，还有将 抛物面分割 成若干段的 反射镜，光学上称之为菲涅耳镜， 也 有把菲涅耳镜做成连续的螺旋式
9、反光带片， 俗 称 “ 蚊香 式太阳 灶 ” 。 这 类灶型都是可折叠的便携式太阳灶。 聚光式太阳灶的镜面， 有 用玻 璃整体热弯成型，也有用普通玻璃镜片碎块粘贴在设计好的底板上，或者用高反光率的镀铝涤纶薄膜裱糊在底板上。底板可用水泥制成，或用铁皮、钙塑材料等加工成型。也可直接用铝板抛光并涂以防氧化剂制成反光镜。聚光式太阳灶的架体用金属管材弯制，锅架高度应适中要便于操作，镜面仰角可灵活调节。为了移动方便，也可在架底安 装两个小轮， 但 必须保证灶体的稳定性。 在 有风的地方， 太 阳灶要能 抗风不倒。可在锅底部位加装防风罩，以减少锅底因受风的影响而功率下降。有的太阳灶装有自动跟踪 太阳的跟踪器
10、， 但 是一般认为这只会增加整灶的造价。 中 国农 村推广的一些聚光式太阳灶。 大 部分为水泥壳体加玻璃镜面， 造 价低， 便 于就地制作 。33、热管式太阳灶热管式太阳灶分为两个部分：（ 1 ）室外收集太阳能的集热器，即自动跟踪的聚光 式 太 阳 灶 。（ 2 ）热管。热管是一种高效传热件、利 用管体的特 殊构造和传 热介质树蒸 发与凝结作 用，把热量从管的一端传到另一端。热管式太阳灶是将热管的受热端即沸腾段置于聚光太阳灶的焦点处，而把释热端即凝结段置于散热处或蓄热器中。于是，太阳热就从户外引入室内，使用较为方 便。有的将 蓄热器置于 地下，利用 大地作绝热 保温器，其中填以硝酸钠、硝酸钾和
11、亚硝酸钠的混合物作蓄热材料。当热管传给的热量熔化了这些盐类，盐熔液就把蛇形管内的载热介质加热，载热介质流经炉盘，炉盘受热即可作炊事用。聚光太阳灶的技术要求( l ) 太阳灶按采光面积划分规格，其优先系列见下表。采光面积 ( 米 2) 1.0 1.3 1.6 2.0 2.5 3.0 3.5( 2)太阳灶焦距推荐采用下列值。焦距（毫米） 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950( 3)太阳灶应按规定程序批准的图样和技术文件制造：( 4)太阳灶的煮水热效率不低于 55。( 5)400 以上光斑面积不小于 50平方厘米， 不大于 200平方厘米， 边缘整齐， 呈圆
12、形或椭圆形。( 6)最大操作高度不大于 1 25米；最大操作距离不大于 0 80米。采光面积大于 3.0平方米以上的太阳灶，其最大操作高度和最大操作距离允许大于上述值。( 7)最小使用高度角不大于 25度；最大使用高度角不小于 70 度。( 8)在高度角使用范围内，锅圈和水平面的倾斜度不大于 5 度。( 9)反光材料要求具有高的太阳反射率 ( 镀铝薄膜不小于 0.80， 其 他反光材料不 小于 0.70)。有较好的耐磨性和抗老化性。( 10)灶面应光滑平整，无裂纹和损坏，反光材 料粘贴良好。柔性 反光材料不应皱折，隆起部位每平方米不多于 5 处，每处面积不大于 4 平方厘米。玻璃镜两片之间间隙
13、不大于 1 毫米，边缘整齐无破损。( 11)灶壳的支撑架安装后灶壳与灶架应接触 良好，紧固稳定； 高度角和方位角调整机构应操作方便、跟踪准确、稳定可靠。( 12)焊接件应焊接牢靠 焊渣应清理干净。油漆表面应光滑、 均匀、 色调一致 ，井有较强的附着山和抗老化性。二、聚光式太阳灶一般聚焦式的太阳灶，有一 个抛物面形 的反射镜， 炉灶位于镜 面的焦点位 置。在灼人的烈日下， 太 阳灶熠熠发光， 温 度可达 4 0 0 6 0 0 。 使 用太阳灶， 既 不用 电 ，也不用煤，甚至连一根火柴也不用，就把面包、糕点烤熟了，且色香味俱佳。简单的说，太阳灶就是把太阳能收集起来，用于做饭、烧水的一种器具。我
14、们知道太阳是一个巨大的火球， 它 的体积大约是地球的 130万倍。 在 太阳的内部和表面， 发生着类似于氢弹爆炸那样的复杂的物理化学反应，产生大量的能量。这些能量以射线的形式，每时刻不断地向周围辐射出去，其中有可见光、红外线、紫外线、 X射线等等，其中可见光和外线占总能量的 90以上。我们把这些以射线形式表现出来的太阳能称之为太阳辐射能。地球接收的太阳辐射能总量是非常巨大的，但又是低密度的。在晴朗的天气里，地面上所接收的太阳辐射能量也不过每平方米 1 千瓦左右 。太阳灶的作用就是把这种低 密度的、分 散的太阳辐 射能聚集起 来，进行烹 调作业。根据不同地区的自然条件和群众不同的生活习惯，太阳灶
15、每年的实际使用时间大约在 400至 600小时左右，每台太阳灶每年可以节省秸秆 500至 800公斤，经济效益和生态效益是十分显著的。太阳灶的基本构造太阳灶是怎样把分散的太阳辐射汇聚到一起的呢 ? 这就要从它的构造谈起。从 收集太阳辐射的方式上讲，大阳灶可以 分为 “ 聚光式太阳灶 “ 和 “ 热箱式太阳灶 “ 两种类型。它们汇聚太阳辐射能的原理是不一样的。这里我们只介绍在我国普遍推广的反射聚光式太阳灶。反射聚光式太阳灶一般是由 “ 灶体 “ 、 “ 支撑调节机构 “ 和 “ 锅架 “ 组成。太阳灶灶体的表面形状为旋转抛物面凹面，上面粘贴反光材料。旋转抛物面是由抛物线绕它的对称轴旋转 180度
16、而形成的。 众 所周知， 抛 物线具有这样的性质： 当平行光线沿着主光轴（抛物线对称轴）方向入射到它的表面时，反射光线都通过它的焦点。旋转抛物面具有同样的性质。由于太阳光基本上属于平行光线，所以当太阳灶的 ( 旋转抛物面的 ) 主光轴指向太阳的时候，平行的太阳光线 入射到旋转抛物面表面，经过反光材料的反射，这些反射光线都从它的焦点处通过，在这里形成太阳光线的高密集区。抛物面的焦点就在它的主光轴上。这样，我们把炊具放到抛物面焦点附近时，就可以烧水做饭了。太阳灶的支撑调节机构是保证太阳灶随时跟踪太阳的结构部分。为了使太阳灶全年都能使用，太阳灶的主光轴应该随时指向太阳，就需要太阳灶灶体能够根据太阳的
17、高低作前后俯仰的仰角调节；还要能够左右转动，进行方位角调节。实现这一功能的部分就是太阳灶的支撑调节机构。它包含了支架、底座以及仰角调节杆。支架架在底座上，灶体架在支架上，可以自由地左右旋转。仰角调节杆连接了灶体和支架，以实现太阳灶灶体的仰角调节。锅架就是支撑锅具 的结构部分。根据太阳灶的锅架与 灶体之间 的连接 关系不同 ，反射聚 光太阳灶 又可以 分为 “轴上聚光太阳灶 “ 和 “ 轴外聚光太阳灶 “ 。轴上聚光太阳灶的锅架是平行四边形结构。它直接与太阳灶的灶体连接。当太阳灶跟踪太阳作仰角调节的时候，支撑在太阳灶锅架上的锅具连同锅架、大阳灶灶体一起做前后的俯仰运动；当太阳灶灶体进行方位角调节
18、的时候，它们也一起跟着左右转动。由于锅具在太阳灶的主光轴上的焦点附近，这就保证了被太阳灶灶面反射的太阳光线在锅底上汇聚。轴外聚光太阳灶的锅架是直 接与太阳灶 的支架连接 而不与灶体 连接的。这 样，当太阳灶进行仰角调节的时候，锅架并不与灶体一起运动，它只和支架连同灶体厂起进行左右旋转，实现方位角调节，也就是说，当太阳灶进行仰角调节的时候并不能保证锅具总在抛物面的焦点附近。但只要不是离得太远，反射光线中的绝大部分还是能够在锅底上汇聚的。第二 篇 太阳 灶的 设计 与制作 方法一、太阳灶灶体制 作太阳灶的灶体是太阳灶最重要的组成部分。它可以用有机的、无机的，金属的或者非金属材料制作。目前，我国所拥
19、有的大阳灶，绝大多数是菱苦土灶体、水泥砂浆或铸铁灶体。而其它材料的灶体却由于种种原因没有得到广泛应用。在农村批量生产太阳灶， 可 以采用菱苦土或水泥砂浆制作灶体。 步 骤是这样的 ：1 制 作模型。 为 了保证太阳灶灶体的凹面是旋转抛物面， 灶 体应该在具有抛 物面凸面的模型上制作。模型表面的旋转抛物面形状是用有抛物线刃口的刮板刊出来的。刮板一般用金属板制做。首先在坐标纸上精确地画出焦距为 750或 800毫米的抛物线，抛物线的横坐标一般 取 1200毫米左右。然后在钢板上画 出同样的， 抛物线，切割出刮板的凹形刃口，经过仔细打磨并与坐标纸上的抛物线进行比对，最后固定在一条金属轴上，一方面使它
20、的因形刃口与坐标纸上的抛物线贴合，同时，轴的中心线与坐标纸上的抛物线的纵坐标重合。需要强调的是，制作刮板是保证太阳灶质量最关键的一步，必须认真仔细。太阳灶模型一般用混凝土制做。模型表面用具有抛物线刃口的刮板竣转刮制而成。具体做法是：在地面上画出一个直径为 2.4厘米（假定我们准备生产的太阳灶，其截光面积为 2 平方米的圆，周围用砖或石头砌成 20厘米高的墙、中间填土夯实，同时在土里埋好用于支撑刮板轴的支架， 在 突起的土堆上面糊 5 厘米厚的草泥， 待 草泥基本干燥后、 上 面覆盖 50毫米厚的 100号混凝土， 架 好刮板， 使 其刃口与混凝土 表面之间有 15至 20毫米的间隙， 随 后在
21、混凝土上抹 150号水泥砂浆， 旋 转刮板把砂浆 刮匀， 然 后用泥刀赶压。 在 砂浆表面上还需要上一层素灰浆。 上 浆前把刮板提起少许 ，擦净刃口上的沙粒，调 整刮板，使 其刃口距离砂浆表面大约 5 毫米，待 砂浆表面略 干 ，在砂浆表面浇一层素灰浆。 具 体做法是： 把 素灰浆浇到刮板的根部 ( 也就是凸模的 顶部， 在 均匀而缓慢地转动刮板的同时， 轻 轻敲打刮板， 使 灰浆顺畅地流到摸型的 边缘。 模 型上浇满灰浆后， 提 起刮板， 对 摸型进行养护。 养 护时间一般需要 10至 15天 ，在浇灰浆的过程中，由于刮板的振动，可能会在模型表面形成径向型波纹。养护完毕，需要用砂纸模型表面上
22、的波纹轻轻磨光，以保证模型表面光滑。2 画 线及制作围框。 太 阳灶的模型表面就是一个捉转抛物面凸面， 制 作太阳 灶的灶体只需要这个表面的一部分。在不同地区，根据对太阳灶功能的不同要求，太阳灶灶体可能设计成不同形状和大小。这就需要根据设计在模型表面画出太阳灶灶体的轮廓线。在太阳灶设计中，一般只给出灶体的投影形状，那么，在模型上画灶体的实际轮廓线的时候，就 需要使轮廓 线在地面上 的投影尽可 能接近设计 的形状、大小。同时，要在模型上标出预埋件和开孔的位置。太阳灶灶体的中部需要预留一个长方形孔， 以适 应太阳灶进行仰角角调节的需要。 孔 的宽度一般为 50 毫米、 长 度应 该与太阳灶仰角调节
23、的角度相适应。如果根据设计需要在灶件内配筋，也应该画出配筋走向。 由 于模型的表面为光滑的凸面， 制 作灶体的材料是水泥砂浆或菱苦土 ，因而需要按照轮廓线制作围框。 围 框一般用扁铁或角铁制作， 高 度为 30 至 50 毫米 。3 捣 制灶体。水 泥砂浆灶体一般刷成溥壳加肋结构。薄 壳部分厚度 15至 20毫 米 ，边缘及肋部分厚度为 30至 40毫米。加肋部分需配筋，薄壳部分需加玻璃纤维。菱苦土灶体所需材料主要为氧化美、氯化镁，它们之间的比例大约为 4 比 3 ，还可以加入 8%一 10%的锯末、 15%一 18%的细绵沙，或者其他填充物。此外为了保证灶体有足够的强度；开 减少脆裂，还 需
24、加入 0.3%一 0.5左右的磷酸三钠作为增强 剂 。在配料时，氧化镁溶液的浓度应该根据气湿的高低掌握在 26至 28波美度，气温低时浓度高一些。捣制灶体的过程是这样的：首先在凸模上薄薄地抹上一层废机油（或铺上一层塑料薄膜，注意把严重折叠 的部分剪开 把围框、 预埋件、预 留孔木块定 好位置，布好筋，就可以将搅拌均匀的料撒在围框内，用白木板均匀、拍实，然后在表面苦上薄膜就可以进入养护阶段。菱苦土材料需要养护 3 天，水泥砂浆需要养护 7 天，然后就可以起摸。灶体起模后，凹面朝上；下面适当地垫上支撑物，继续养护 10至 15天，便可以粘贴反光材料。一个合格的灶体，应当形状规整、尺寸准确、薄厚均白
25、、没有斑疤和裂纹，轻轻敲击时声音清脆，从各个方向搬动时都不发生变形。4 粘贴反光材料。太阳灶的反光材料可以用 2 最毫米厚的镀铝玻璃镜片，也可以用镀铝聚酯薄膜。用玻璃镜片时，需要裁成 40毫米见方的小块。粘结剂可以是乳胶或乳化沥青。 用 镀铝薄膜时， 以把 它裁成 100毫米宽的条， 直 接粘贴。 薄 膜背后 的压敏就是粘结剂。粘贴反光材料之前，需要把 灶体的凹表 面上可能存 在的小孔填 平，打磨光 滑，擦去粉尘。在粘贴反光材料的时候，镜片之间要均匀过渡、镜片与灶体间要紧密贴合，以保证反光材料表面尽可能接近旋转抛物面。在粘贴镜片过程中，应该使粘结剂挤满镜片之间的缝隙。贴完镜片以后，需要在太阳灶
26、整个反光表面撒上一些干燥水泥 ( 或氧化镁粉 ) ，均 匀 涂 抹 ，使 水 泥 ( 或氧化镁粉 ) 填入镜片之间不可避免的缝隙 中 。二、太阳灶支撑结 构太阳灶的支撑方式一般有托架支撑和重心支撑两种。托架支撑一般使用 “ 丁 “ 字梁支架。它的横梁可以是钢管或者圆钢；直立部分一般用钢管制做。把支架支撑在灶体的背面，多用于轴外聚光太阳灶；重心支撑则是将 “ 丁字梁 “ 支架的横梁通过两个预埋在灶体中的挂环，挂在灶体的凹面， “ 丁 “ 字梁的竖管通过灶体预留孔套在灶体下面的支座立柱上。支座由直立的立柱以及焊在柱上的支腿组成。也可以制成混凝土支墩。尽管混凝土墩的重量较大，但可以降低整个系统的重心
27、。挺高太阳灶操作时的安全性。仰角调节杆一般由螺旋或齿条组成，它一头与支架连接，另一头与灶体连接。太阳灶支起来以后，灶上能放炊具才能做饭烧开水，煮饭，那么这锅应该放在什么地方？轴外聚光太阳灶使用单杆锅架。它是由带有三个爪的支锅圈与支杆固定连接组成，支杆可以插在太阳灶支架上预先焊好的槽内。轴上聚光太阳灶使用平行四边形锅架；这种锅架由主支杆、副支杆和支锅圈组成、主支杆与灶体之间固定连接，副支杆与支架活动连接，它们的上端与文锅圈活动连接。当太阳灶进行仰角调节的时候，支锅圈总处于水平状态。太阳灶的原理就是聚集太阳 光，聚集在 少部分地方 ，那么太阳 光聚集的好 坏，换句话说就是太阳灶的聚光效果是如何评价
28、的？在大批量生产太阳灶的时候，厂家无需讲行逐台组装，但必须对每一批太阳灶进行抽样组装检验。对于轴外聚光太阳灶来说， 主 要检验聚光状态。方 法是： 把 装好水的锅 ( 或者 壶 ）放到锅架上，调整太阳灶、观察锅底上太阳灶反射光的汇聚状态，应该有 80%以上的反射光集中在一个直径 15厘米左右的圆 ( 也可以是椭圆或卵形 ) 内，形成一个明显的光斑。一般地说，有一部分反射光可能根本照不到锅底，在不同时刻，这部分反射光线来自太阳灶灶面的不同部位，是正常现象。这部分光线不得超过总镜片数的1%。对于轴上聚光太阳灶来说，除 了要求反射光必须全部照到锅底的一个小范围内 ，还特别需要检查仰角调节的灵活性、可
29、靠性。太阳灶既然能烧水烧饭，当然使用不当对人体同样也会造成危害？现在请您讲讲使用太阳灶要注意哪些安全事项？太阳灶不仅要注意使用安全，还要注意保养，在安全方面要注意：（ 1 ） 太阳灶的操作必须由成人进行。 在 操作过程中， 动作不得过猛， 同时， 幼儿不得接近太阳灶；（ 2 ）操作使用太阳灶时，应一直站在太阳灶后面；（ 3 ） 随 时注意不要使太阳灶反射光集中照射窗户、 屋檐、 树 木， 停止使用太 阳灶时，应该把灶体调节到近似直立状态；（ 4 ）不得在太阳灶的锅架上晾晒衣物。在保养方面：（ 1 ）太阳灶反光面上不得有积雪、积水；（ 2 ） 灶 面上有灰尘或污垢时， 对 于玻璃镜而言， 既 可
30、以干擦， 也 可以蘸水擦 洗 ；对于镀铝薄膜而言，只能用水冲洗，不允许干擦；（ 3 ） 降 雨之前应该苫好太阳灶， 尤 其是用菱苦土制作的灶体， 应 该尽量避免 雨淋水泡。三、聚光式太阳灶 灶壳的材料与制作太阳灶材料可分为灶壳材料、反光材料和支架材料三大部分。由于灶壳材料是关键，我们将重点加以介绍。水泥太阳灶、玻璃钢太阳灶、铸铁太阳灶、菱镁太阳灶等称谓，大都是指灶壳的制作材料而言的，太阳灶灶壳的制作材料对所制作出的太阳灶的特点和优劣以及工艺可行性起到了决定性作用。制作太阳灶灶壳的材料有很多，除上面介绍的几种外，还有钢板、石膏、钙塑、铸铝、尼龙等，绝对不限于我们已知的十多种，有不少性质优良的材质
31、也许还没有发现，等待着广大读者去开发。选择材料应根据自身的生产技术条件以及用户的需要加以考虑，如 果没有一定 规模的铸造厂及一批熟练工人，要制作铸铁太阳灶就很难做到。下面向读者介绍几种常见的太阳灶灶壳的制作工艺和技术。、铸铁太阳灶铸铁灶的灶壳是在传统的制作铁锅工艺基础上经改进提高而制成的，它 采用压 铸工艺技术，使灶壳的厚度仅有毫米左右，由两块相同的灶壳组装而成。制作铸铁太阳灶的灶壳需要有专门的模具， 要 在专业厂里进行生产， 质 量才有 保障。这种太阳灶使用寿命长，由于是两块构造，运输也很方便，并且有回收利用的价值。另外，铸铁的材质也增加了它的寿命和稳定性。、玻璃钢太阳灶玻璃钢是一种轻质高强
32、度的材料，被广泛地应用于各个行业。它以树脂为主料，以玻璃纤维为增强材料，玻璃钢耐腐蚀，不怕水，成型性也很好。制作玻璃钢的树脂的种类较多， 如 环氧树脂、 酚醛树脂、 聚 酯树脂、 有机硅树脂、 丙 烯酸树脂等等 。环氧树脂和有机硅树脂价格偏高，人们常使用价格较低的不饱和聚酯树脂作为制作材料。它在制作时，常 用玻璃纤维布增强，树 脂中必须加入一定比例的固化剂与促进 剂 ，可在室温条件下固化，一般固化时间从数小时到小时。用玻璃钢制作太阳灶的灶壳， 容 易在使用中老化变形， 必 须要有曲面托架进行 支撑。制作玻璃钢灶壳的模具采用水泥模， 其 方法与水泥灶相同， 但 水泥模具制成后 还要进行表面封孔处
33、理，这将更有利于模具的顺利脱模。封孔材料可用冷干漆或漆片配制成泡立水。泡立水的配制方法是： 漆 片： 酒 精： 丙 酮： ： ， 混 合后放置小 时 ，搅拌均匀至无沉淀即可使用。脱模剂十分重要， 为 克服脱模的困难， 应 涂次脱模剂， 其 配方为聚乙烯 醇份，乙醇份，水份。在模具上铺上玻璃纤维布， 上 面涂刷树脂， 灶 面部分使用细布， 以使 表面平滑 美观，夹层可使用粗布。树脂种类很多，这里介绍一种配方：聚酯树脂份，过氧化环乙酮份，萘酸钴份。具体比例的选定由制作过程中操作速度的快慢及对树脂固化时间的要求决定。纤维布的层数以灶壳的大小及形状结构而定，若灶壳四周及腰部有加强筋，则粘糊层即可，以达
34、到不变形的要求和保证聚光性能为准。糊好放置小时固化后即可脱模。介绍玻璃钢制作技术的图书，在书店中并不少见，有兴趣的读者可以选购参阅。、水泥太阳灶水泥太阳灶的灶壳具有良好的耐水性、 保 型性和抗自然环境侵蚀的能力。 其 价 格尤为低廉，制作时材料的可 塑性好，工 艺简单，因 此在农村得 到广泛的应 用推广。在这里我们较详细地介绍水泥太阳灶的制作。水泥灶壳一般分为普通混凝土和抗碱玻璃纤维增强水泥两种。普 通混凝土的制 作简单，造价也低，但比较笨重，不方便运输。抗碱玻璃纤维增强水泥则是国内外一种新型建材，具有强度高、抗裂性好的特点，可以做得薄而轻。（）普通混凝土水泥的制作方法。混凝土是由水泥、 砂
35、、 石子、 水 等原料搅拌而成的， 并配以钢筋进行增强。 水 和水泥调成浆，砂子作为细骨料，石子作为粗骨料。水泥有标号之分， 水 泥标号表示水泥胶结硬化到一定的龄期后， 其 胶结能力的 大小，表中列出几种常用水泥的软炼强度指标。表 1 几种常用水泥的软炼强度指标水泥标号越高， 其 胶结能力越强， 制 成的灶壳强度也就越高， 因 此， 制 作太阳 灶灶壳的水泥应该选用标号较高的。制作混凝土灶壳时， 第 一步： 应 在已准备好的模具表面涂上脱模剂， 一 般采用 废机油作脱模剂即可，也可以采用膏状的地板蜡，涂均匀后擦亮。第二步：沿着已经在模具上画好的轮廓线，放置厚度为厘米的木框或角钢框，圈定了太阳灶
36、的灶面轮廓。第三步：抹上毫米厚的灰浆，再抹毫米厚的砂灰浆 比例为： 。第四步： 铺 好准备好的铁丝网， 其 铁丝网是由直径 毫米的铁丝织成， 网 眼直径为毫米。并再铺上钢筋骨架，钢筋直径为毫米。第五步： 在 骨架上固定上灶壳的各种附件， 如 ： 用 铁丝制成的脱模提手、 水 平 臂通道、灶壳支撑轴孔、锅架支撑孔等。第六步： 抹 上第二层水泥砂浆毫米， 最 后抹上一层水泥灰浆毫米厚。 灶 壳 厚度达厘米。第七步： 为 了增加强度， 灶 壳背面的周边和中间可做水泥加强肋， 厚 约 毫米。灶壳数日后脱模，继续养护天，进行修整。以上是普通混凝土灶壳的制作方法。这 个方法可以作为其他软质材料成型的工 艺
37、参考。（）玻璃纤维增强水泥灶壳的制作方法：玻璃纤维增强水泥灶壳的制作程序类似混凝土灶壳的制作程序。第一步： 水 泥采用硫铝酸盐早强水泥， 水泥砂浆的配比为： ， 另 加 的胶，的缓凝剂。第二步： 在 已经处理好脱模剂的模具上， 沿 着轮廓线放置厚为厘米的木质或 铁质外框；第三步：抹毫米厚的水泥砂浆并放置一层抗碱玻璃纤维网眼织物；第四步：放置钢筋骨架，其直径为毫米；第五步：抹上毫米厚的砂浆；第六步：放置第二层抗碱玻璃纤维网眼织物或者用短切纤维代替；第七步：压平抹光，灶壳厚度为厘米，需要做加强肋厚为厘米。要指出的是， 灶 壳所采用的砂子一定要洗干净， 最 好用河洗砂， 否 则将影响灶 壳的强度。采
38、用玻璃纤维增强水泥制成的太阳灶灶壳，由 于增强的玻璃纤维是二度正交平 面分布，故能充分发挥玻璃纤维的增强效果，使制品的抗碱性、集束性、硬挺性、分散性上，基本可以满足玻璃纤维短切后与喷射水泥砂浆复合成型的工艺要求，采用这种工艺可使水泥灶壳从手工制作转向工厂化大量生产。水泥灶壳的表面应平整， 厚 薄均匀， 壳 体周边的筋条均应抹制得平整光滑， 宽 度一致，薄壳灶为了防止变形和方便运输，可分成两块或三块制作。、菱镁太阳灶用菱镁材料制作太阳灶壳，其 强度较高，重 量要比水泥灶轻，且 不易损 坏 ，适于工厂大批量生产。菱镁材料的主料为氧化镁与氯化镁组成，配 上 体积 的锯末作为 填料，锯末不仅使灶壳变得
39、轻一点，而且改变了主料易断裂的缺点，市售氧化镁为淡黄色粉末，氯化镁多加工成片状，含有一些杂质的氯化镁呈灰黄色，使用时用波美浓度为度的氯化镁溶液将氧化镁调成浆，并加入锯末，使之成湿润的泥团，为了增加其强度，还要加上的磷酸三钠拌匀。这种材料也是在水泥模具上成型的， 由 于材料具有较强的碱性， 不 宜采用金属 材料作加强筋，一般采用竹筋作增强材料，还可以加一些玻璃纤维，这样制出的灶壳强度较高。菱镁材料的另一个特点是固化较快， 夏 季小时即可脱模， 但 在气温低于 的情况下，固化迟缓。脱模后的灶壳需在阴凉通风的环境中养护天，注意防止灶壳受力不均可能产生轻微的变形。菱镁材料制作灶壳的厚度约 厘米， 采
40、用不加锯末的菱镁材料可以将 灶壳厚度降到厘米以下，重量可大大减轻，其配方的不同之处在于主料的纯度需要更高，并在制作中至少增加层玻璃纤维和高强度的粘合材料，这种灶壳的制作工艺较复杂，容易在固化过程中产生变形，适合专业化工厂生产。、固定式太阳灶这是一种构造十分简单的太阳灶，在 世纪年代的一次全国太阳灶展示 会上展示过。这种太阳灶是在安装好的抛物面刮板下堆积泥土，就地刮成抛物面，在面上铺上镜片，再制作一付可以左右转动，前后伸缩追逐反射光团的锅架，就可以进行炊事作业了， 由 于其反光面可以做得相当大， 在 中午时分可以获得较大的功率 。这种太阳灶适合地广人稀、有大院落的农户使用。四、太阳灶母模制 作一
41、般水泥、菱镁、玻璃钢类的太阳灶，其生产灶壳的模具应是凸面模具，年产数千台的太阳灶生产厂，其生产模具至少需要 20台，这 20台模具如果用凹面刮板一个个地刮出来， 十 分费时费力， 所以一般不采用这种方法制作生产模具。 我 们用 已制成的刮板刮出一个凹模作为母模，从这个母模上就能很容易脱胎出 20个或数量更多的生产模具出来。母模的材料一般采用混凝土制作，其工艺简单町靠且成本低廉，所制作出的模具不变形，表面可以做得相当光滑。母模的制作步骤如下：( 1)挖坑并放置底座。根据刮板的曲线弧度，依线挖出一个土坑，将带轴套的底座放在土坑中心偏后区，并使其向前倾斜 10度左右，使凹面母模的开口近似水平，以方便
42、操作。底座放好后加以固定，将旋转轴放人轴套，刮板转动一周，对土坑进行挖填修补，夯实。( 2)浇注粗沙浆。向坑内填第一层水泥石子，使水泥石子离刮板刀口有五六厘米的距离；再填入水泥、小石子与粗砂砂浆， 比例为 1 ： 2 ： 2 ，使其离刮板刀口约 2 厘米；再填入 1 ：2 5 的细砂砂浆，用刮板刮出抛物面，要求抛物面成形好，除表面粗糙外，无大的凹凸不平的缺陷。( 3)上素灰浆。将刮板小心取出，把刮板刀口擦洗干净并使其干燥，在刀口上涂上一层薄薄的地板蜡， 待砂浆初步干燥后 ( 约二三小时 ) ， 再安装上刮板， 并在轴柄上加套一个 2 毫米厚的垫圈， 使 刀口与砂浆面形成 2 毫米的间隙。 然
43、后在刮板的行进面紧贴刮刀浇 素灰浆，素灰浆调制成可缓缓流动的糊状，小心转动刮板，在灰浆由高处向低处的流动中，成形一层光洁的水泥模面。( 4)母模的表面处理。母模养护一周后，就可进行表面的光洁处理。首先要修补麻点和其他瑕疵，用双组分的树脂胶液拌入滑石粉，用灰刀将麻点等缺陷填平，等凝结固化后，用油石均匀地 打磨表面直到光滑。下图是水泥模具的构造剖面。五、新型太阳能灶 铁架制作技术新型太阳能灶可烧水、煮饭、炒菜，使用安全、方便、坚固、灵活。现将其铁架制作技术介绍如下：1 、 焊 接一个品字形的三脚支架， 支 架页长 40厘米左右， 为 适应野外作业， 架 页以三角形为好 中间焊接一个长 8 厘米、
44、直径 3 5 厘米、 厚 O 4 O - 5 厘米的串心 铁管做主轴套， 管壁开 o 6 厘米的螺孔 ( 以便在使川过程巾固定主轴 ) 。 为了方便折叠 ，支架页与土轴套最好用螺母连接形成一个活动支架。2 、割 段长 30厘米、外杆与主轴套内径相吻合的铁管做主轴：在主轴的上部焊接长 66厘 米 、直 径 2 厘米的铁管做承重梁。并 在主轴与承重梁的左右连接长 25厘 米 、直径 0 8 厘米的钢条形成等腰三角形。承重梁中部钻 I 2 厘米的孔，闹定一段长25厘米、前端呈 “ v ” 字型且钻有螺孔的钢条做承接锅架：（ 1 ） 在 主轴 12厘米处焊接调节杆， 调 节杆用方钢材料， 材料分内外套
45、， 外 套 4 0厘米边长为 2 厘米。内套 40厘米边长 1 6 厘米。手柄焊在内套顶端呈 “ L ” 型。在外套的左边钻一孔，并焊接 l 厘米的螺母、螺钉。（ 2 ） 刚 2 8 厘米 x 2 8 厘米的角钢焊接板架， 板架为长 95厘米、 宽 69厘米、 孤度为 36 - 37 的 U型架；在板架两边各焊接 2 5 厘米的活动套管与承重粱连接然后在板架上打孔上螺钉。（ 3 ）剧直径 O s 厘米的钢筋焊接直径为 32厘米的圆形锅架，用三条直径 1 2厘米的钢条做艾撑杆其中上面两条长度为 70厘米，用螺母固定在铁架上，下面的一条为 87厘米，下端开 5-6 个小孔以便调节锅架水平，然后用螺
46、钔连接在 “ v ” 型钢条上，最后把焊接好的铁架涂刷 1 遍银漆。六、高效能太阳灶 制作技术高效能太阳灶具有高效节能、安全卫生、轻便耐用等优点，其制作简单，材料易得，价格也很便宜，每套综合成本仅需元左右，十分适合广大城镇乡村的居民使用。其制作技术如下：焊接铁架：（）焊接一个 “ 品 ” 字形的三脚支架，支架页长厘米左右。在支架中间焊接一个直径 .5 厘米、长厘米、厚 . 厘米的空心铁管作主轴套，管壁上开 . 厘米的螺纹孔以固定主轴。为了使用方便，支架页瓦轴套最好用螺纹母接，形成一个活动支架。（） 割一段长厘米、 直径小于 . 厘米的铁管作为主轴， 主轴的上 部焊接长厘米、直径厘米的铁管作承重
47、梁，并在主轴与承重梁的左右焊接长厘米、 直 径 . 厘米的 “ 钢枝 ” ， 形 成等腰三角形。 承 重梁中部钻 . 厘米 的小孔，固定一段长厘米、前端 “ ” 形、并钻有螺孔的钢条作承锅架。（）在主轴厘米处焊接调节杆。调节杆用四方空心钢管材料，外套长厘米， 边长厘米； 内套长厘米， 边长 . 厘米。 内套的顶端焊一段约 厘米的 “ 钢枝 ” 作手柄，呈 “ ” 形。在外套的左边钻 一个孔并 焊接 厘米的螺 母、螺钉，以固定调节杆。（）取一段 . 厘米的角钢焊接板架。板架长为厘米、宽厘米、弧度为度的 “ ” 形架。 在 板架两边各焊接直径 . 厘米的活动套管 与承重梁连接，然后在板架上打孔上螺
48、钉。（）用合适的钢筋焊接直径为厘米的圆形锅架，锅架用根钢条作支撑杆，其中两条长厘米，另一条长度为厘米，下端钻至个小孔，以便调节锅架的平衡， 然 后用螺钉连接在 “ ” 形钢条上。 最 后把焊接好的铁架涂刷银色漆 。 制聚光板：用氧化镁、 氯化镁各适量， 加明胶、清漆各 . 公斤， 搅 拌均匀后， 放 在模具上铺上玻璃丝压制成长厘米、宽 厘米、 厚 度为 .3-0.5厘米、弧度为度的 “ ” 形板，阴干打磨修边待用。贴反光膜：把玻璃银子（即反光膜）剪成小条撕去底纸，贴在聚光板上。安装测试：把焊好的铁架安装好，然后把聚光板放在板架上，让其弧度吻合，在相对应的位置孔插上销架并用螺母固定，最后把灶面对向太阳调整聚焦，当太阳光束集中在直径厘米以内的圆圈内即为合格，并可使用。七、太阳灶生 产技术制 作实例详 解简介： 这种太阳灶用料简单，使用方便，适合家庭制作及使用，在有太阳的 情况下，冬 季每天可使用 5 6 小时，夏 天每天可使用 10 12小 时 ，最高 温 度 可 达 400 800 ，可供一家 4 5 口人烧水、蒸馒头、炒 这种太阳灶用料简单，使用 方便，适合 家庭制作及 使用，在有 太阳的情况 下，冬季每 天可 使 用 5 6 小时， 夏天 每 天可 使 用 10 12小时， 最高 温 度可 达 400 800 ，可供一家 4 5 口人烧水、蒸馒头、炒菜等需要，
