专利名称：太阳能烘焙机的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于一种太阳能烘焙机，特别是关于一种可自动防止烘焙温度过高的太阳能烘培机。
本装置可应用于烘焙多种物品，如水果等食品或类似的以烘焙干燥为目的的物品，其中尤以需要温控的烘焙茶叶为佳。
烘焙茶叶之目的在于将烘焙温度控制在一适当范围内，以降低茶叶含水量及去除茶腥味。在烘焙过程中，适当的火候控制，还可使茶叶产生特别的焙火香气，增添茶叶的风味。而利用太阳能烘焙茶叶，其温度的控制更显得相当重要，稳定的温度将可增进茶叶品质的稳定性。
传统茶叶烘焙器主要可分为电焙或炭焙器，依据各设备的不同特性及制茶师傅的手法不同，可精制出不同香味品质的高级茶。虽然此二法各有特色及优点，唯两者均耗能或耗时。
有鉴于此，本实用新型发明人利用太阳能真空集热管来研制太阳能烘焙装置，并于1996年9月申请获得中华民国新型专利第111930号。
该太阳能烘焙机主要包括太阳能集热管、光电板、直流减速马达及传动机件等构件。本实用新型是将茶叶直接置于集热管内管中，利用其内层玻璃外表所涂布的选择性吸收膜吸收太阳辐射热能，以烘焙管内茶叶。
该烘焙机由光电板所驱动的减速马达将带动集热管转动，使管内茶叶受热更为均匀，保持烘焙品质稳定。真空集热管的真空绝热层能有效阻绝热量散失，使整个烘焙过程更为快速。值得一提的是，由于集热管的内管表面上涂布的选择性吸收膜会释放红外线，使烘焙的茶叶具有传统炭焙风味，可提高茶叶经济价值。
但是该烘焙机的集热管内的温度，会随日照强度变化，无法控制烘焙过程中所需之烘焙温度；再者，其烘焙时间亦无法控制，致使烘焙品质不稳定。
根据台湾茶业改良场的试验显示，若以100℃烘焙4～6小时或120℃烘焙2～4小时，可使茶叶产生香气，有效改善中下级茶叶的品质。而且茶叶烘焙以不超过120℃为宜，若超过150℃烘焙，茶叶极易碳化、焦化，茶水色转趋暗红，滋味淡薄并略带酸味。由此更可看出烘焙过程中，温度及时间参数的控制对烘焙品质有重要影响。
本实用新型之主要目的在于提供一种具有反射太阳光或遮阳的反射板，使具有太阳能集热效应，或防止烘焙温度过高的太阳能烘焙机。
本实用新型之进一目的在于提供一种可控制烘焙温度和时间的自动控制太阳能烘焙机。
为实现上述目的，本实用新型提出一种太阳能烘焙机，包括一烘焙容器，供置放被烘焙之物品；一反射板，装设于该烘焙容器边与之对应，用以反射太阳光并使聚热于该烘焙容器；以及一驱动装置，用以驱动上述反射板移动至上述烘焙容器上方。
本实用新型提供一种具有反射或遮阳用反射板的太阳能烘焙机，当烘焙容器内温度达到预设值或到达烘焙时限时，会输送一讯号至控制装置，藉以控制驱动装置驱动反射板自动翻转至真空集热管上方覆盖，以遮断太阳光之照射，以减缓管内温度持续上升至超过烘焙最高温度。较佳地，该烘焙容器为一太阳能集热管，尤其是太阳能真空集热管。基本上，本实用新型亦可以手动操作反射板转动至烘焙容器上方。
本实用新型在每一根太阳能真空集热管外加装反射板，且经由温度感知控制器及定时器的控制，当反射板位于集热管下方时，真空集热管内藉由反射板的反射聚焦作用，可提高集热效率。当管内的烘焙温度到达预设值时，经由温度感测控制器的感测驱使马达驱动反射板反转，以覆盖阻绝太阳光继续暴晒集热管，可防止管内温度持续上升而烤焦茶叶等物品。
而当管内温度再降回预设值以下时，温度感知控制器会同样地再次驱使马达驱动反射板，转回反射暴晒位置进行升温。又当烘焙时间到达原先预定烘焙时限时，定时器将驱使马达驱动反射板反转遮盖集热管，至此即完成该批次烘焙流程；且除非重新设定，否则反射板将停留在覆盖遮阳位置；因此反射板可以进一步地保护集热管不会被意外撞击而破裂。
反射板及集热管分由两个不同的马达带动，而驱动集热管的马达只受总开关控制供给电源，在烘焙完成、将茶叶等物品倾出后，总开关才关闭。如此可防止在整个烘焙过程中，因集热管中途停止运转，造成管内茶叶烫伤或烤焦。上述反射板与集热管亦可利用行星齿轮组由一马达驱动，或行星齿轮组与惰轮受马达驱动而互动。
本实用新型以太阳能光电板供给马达所需之电源外，可另加装蓄电池，以确保供电品质及提高电源的储存利用效率，并可避免控制系统受太阳光强弱影响，而产生断续不稳定现象。
除此之外，本实用新型可搭配一般市电(交流电)的切换作用装置，让使用者可依需要及方便性，选择太阳光电能或一般交流电。
以下结合
本实用新型的构造及功效图1是本实用新型太阳能烘焙机装置实施例的立体图；图2是本实用新型自动控制实施例的流程图；图3是本实用新型集热管与反射板作动的局部立体示意图；图4是本实用新型集热管与反射板互动的示意图5类似图4，但显示反射太阳光并使聚光于集热管上的状态；图6是本实用新型反射板实施例的局部立体示意图；图7类似图6，但显示另一实施例。
请同时参阅图1、图3至图5所示，本实用新型太阳能烘焙机包括一烘焙容器6，供置放被烘焙之物品；一反射板5，装设于该烘焙容器6边与之对应，较佳为位于该烘焙容器6之下方，用以反射太阳光并使聚热于该烘焙容器6中；以及一驱动装置2，用以驱动上述反射板5移动至上述烘焙容器上方。其中该烘焙容器6可由一支撑架1支撑，且能供该烘焙容器6在其上旋转或转动。较佳地，该烘焙容器6为太阳能集热管，尤其是太阳能真空集热管。本实用新型较佳实施例是烘焙茶叶，当然亦可烘焙密饯等食品、或干燥物品。为能烘焙大量的茶叶，本实用新型可同时装设多组该烘焙容器6与该反射板5的组合，同时运转。
该太阳能集热管6较佳地是由双层同心管组成，其中外层管62是透明管，以利太阳光透射，而内层管61较佳地是一金属圆管，其外缘表面有一选择性吸收膜63，该选择性吸收膜63除了会吸收经外层管62透射进来的太阳辐射能并将其转换成热能外，亦会释放红外线，使茶叶产生炭焙风味。该选择性吸收膜63较佳地是利用铬黑、或三氧化二铝、或硫酸铜、或氧化硅与铜之复合物等的组成物。该两层圆管间为一真空绝热层64，以减缓该内层管61在吸收太阳辐射热能之后将热量散失于外界环境；又如图3所示，该太阳能集热管6具有一开口端65，供茶叶或其他任何需要烘焙之食品或物品充填或倾倒，且该开口端65设有一盖子66封闭。
该驱动装置2包括一第一驱动装置21与一第二驱动装置22，其中该第一驱动装置21用以驱动该太阳能集热管6可持续地旋转，而该第二驱动装置22则驱动该反射板5从该太阳能集热管6下方移动至该太阳能集热管6上方，以遮蔽太阳光继续曝晒集热管6。较佳地，该第一、第二驱动装置21、22为一直流减速马达。本实用新型亦可利用行星齿轮组由一马达驱动，或行星齿轮组与惰轮受马达驱动而互动。
请再参阅图3，该第一驱动装置21用以驱动该太阳能集热管6持续旋转，是以一第一传动组件包括一齿轮67与一皮带68传动(或直接以齿轮组传动)，而该第二驱动装置22用以驱动该反射板5转动，则是以一第二传动组件传动，该第二传动组件为一齿轮组31。由于该太阳能集热管6是由该第一驱动装置21与该第一传动组件驱动旋转，因此该反射板5则利用一轴承32使该第二传动组件与该第一传动组件的动力能分开作动。
图1显示本实用新型的太阳能烘焙机，此较佳实施例主要是朝轻而小的方向进行设计，其具有10根长120公分、外径45公分的太阳能真空集热管6，使整体布置面积小于1.5平方公尺，重量亦以两位成人能轻易搬动为原则，且其支撑架1可折叠，使具有结构简单、能减少维修且易于搬动组装的特点。
本实用新型太阳能烘焙机进一步可利用一控制装置8自动控制而作动，如图3所示，该控制装置8包括一CPU装置87，其具有可编程控制单元，供控制该第一驱动装置21与该第二驱动装置22分别驱动该太阳能集热管6与该反射板5；一电源供应器81，供给该CPU装置87、该第一与第二驱动装置21、22作动所需之电源。该控制装置8可设在该支撑架1上。
该控制装置8尚包括一温度感测器83，是设于该盖子66上，以量测内层管61内之温度并输出讯号至该CPU装置87；一控制器84，用以将操作温度及时间设定至该CPU装置87，以驱动该驱动装置作动。更佳地，尚包括一蜂鸣器86，当时间启动或到达，发出蜂鸣声告知操作员，或当温度过高或过低时，可发出蜂鸣声警告操作员。该蜂鸣器86亦可设于该控制器84上。其中该控制84上具有一显示器，可随时显示目前操作状况。
该温度感测器83是布置于真空集热器内层管61内，以量测内层管61内烘焙之温度，并随时输出讯号至该CPU装置87。该CPU装置87接收到该温度感测器83所输出之温度讯号，与设定在该CPU装置87中之设定温度值比较，当温度高于设定温度值则输出讯号驱动该反射板5旋转移动至该太阳能集热管6上方。
该控制器84并具有定时设定功能，可将设定的时间值输入该CPU装置87中，作为烘焙作业时间之计算与控制。当到达初始时间设定值以进行烘焙作业时，该CPU装置87会输出讯号以触发该驱动装置2作动，且该蜂鸣器86鸣叫，告知操作员烘焙机开始作动。当到达最终时间设定值以结束烘焙作业时，该CPU装置87会输出讯号以触发该驱动装置2停止，且该蜂鸣器86鸣叫，告知操作员烘焙机停止烘焙操作。
该真空集热管6由驱动装置2不停地驱动作等速运转，只有当总电源切断或到达定时器设定的时间时，方会停止运转，如此可确保茶叶能不断地在管内翻转，防止烘焙时间过长所导致茶叶烫伤或烤焦的情形，而影响茶叶烘焙品质。
本实用新型基本操作如图4所示，当集热管6内部温度大于设定值时，该反射板5将被该第二驱动装置22驱动而旋转移动至该集热管6上方，以防止太阳光继续曝晒集热管6。又当集热管6内之烘焙温度小于温度设定值时，如图5所示，该反射板5则被该第二驱动装置22驱动旋转移动至该集热管6下方，以反射太阳光并使聚热光于该集热管6上。
本实用新型的电源供应器81较佳地是利用太阳能光电板，以供给马达21、22电源。除此之外，可另加装一稳定电源供应器，譬如是一蓄电池82，以确保供电品质及提高电源的储存利用效率，并可避免整个控制系统受太阳光强弱影响，而产生断续不稳定现象。亦即可先行将太阳能转换为电能储存在该蓄电池82中，然后再释放电能以驱动马达作动。再者，本实用新型之电源供应器81亦可为连接一般市电(交流电)之切换装置，让使用者可依据使用习惯及方便性，选择太阳光电能或一般交流电，以保持供电稳定。
另外，在反射板5的设计上，如图3至图7所示，其形状可比照一般槽线型反射聚焦集热器，且反射板5之内面(即反射面)贴附或涂布形成一反射聚焦佳之薄膜材料51。反射板5较佳地如图6所示，是半圆柱形构造，或是抛物面形构造，较佳地是如图7所示之复合抛物面形构造，或是其他具良好聚焦形状之构造等。
请参阅图2是本实用新型利用前述装置进行烘焙的控制流程图，亦即该CPU装置中的可编程控制程序，首先步骤一71是在开始烘焙时，烘茶人员依据自己的经验及需求，将一定量的茶叶放入集热管6内。步骤二72、73是在该控制器84上输入烘焙温度值及时间值至该CPU装置87中。步骤三74则是启动集热管6转动，此时该反射板5在该集热管6下方。自此开始，在整个烘焙过程中，集热管6将不停地转动，一直到完成烘焙程序后才停止转动。步骤四75是当所量测到的集热管6温度小于该CPU装置87中之温度设定值时，显示管内所吸收太阳热能不足，该反射板5不动，持续反射太阳能聚热，提升管内温度。步骤五76是当所量测到的集热管6温度等于或大于该CPU装置87中之温度设定值时，该CPU装置87输出一讯号至该第二驱动装置22，以驱动该反射板5旋转移动至该集热器6上方，藉以遮敝太阳光继续照射集热管，减缓管内温度上升，控制管内温度在烘焙温度范围内。如此可依据太阳光强弱，反复控制本实用新型烘焙机之反射板5旋转移动其位置，作反射或遮阳功能。步骤六77是当烘焙时间小于该CPU装置87中之烘焙时间设定值时，继续作烘焙作业；当烘焙时间等于或大于该CPU装置87中之烘焙时间设定值时，显示该批次茶叶烘焙作业已完成，真空集热管6停止转动，该蜂鸣器86鸣叫。为使下次烘焙方便，可驱动反射板5回到集热管6下方。步骤七78是将茶叶倒出，并准备进行下一批次茶叶之烘焙作业，至此已完成一批次太阳能烘焙作业。
在上述图示中，虽然举出较佳之实施例以陈明本实用型之可行性，但如众所知，不宜以该实施例限制本实用新型权利要求范围，亦即，任何熟悉此项技艺者若应用本实用新型主要之特征，进行若干细节的变化，皆仍应属于本实用新型权利要求范围。
权利要求1．一种太阳能烘焙机，包括一烘焙容器，供置放被烘焙之物品，其特征在于，还包括一反射板，装设于该烘焙容器边与之对应，用以反射太阳光并使聚热于该烘焙容器；以及一驱动装置，用以驱动上述反射板移动至上述烘焙容器上方。
2．根据权利要求1所述之太阳能烘焙机，其特征在于，该烘焙容器是太阳能集热管。
3．根据权利要求2所述之太阳能烘焙机，其特征在于，该集热管是太阳能真空集热管。
4．根据权利要求2或3所述之太阳能烘焙机，其特征在于，该太阳能集热管是由同心的一外层管与一内层管组成，其中外层管是透明管；又该外层管与内层管间为一真空绝热层。
5．根据权利要求4所述之太阳能烘焙机，其特征在于，该内、外管是为同心管。
6．根据权利要求4所述之太阳能烘焙机，其特征在于，该内层管为一金属圆管。
7．根据权利要求6所述之太阳能烘焙机，其特征在于，该内层管之表面涂布有一选择性吸收膜，该选择性吸收膜亦能释放红外线。
8．根据权利要求7所述之太阳能烘焙机，其特征在于，该选择性吸收膜为铬黑。
9．根据权利要求7所述之太阳能烘焙机，其特征在于，该选择性吸收膜为三氧化二铝。
10．根据权利要求7所述之太阳能烘焙机，其特征在于，该选择性吸收膜为硫酸铜。
11．根据权利要求7所述之太阳能烘焙机，其特征在于，该选择性吸收膜为氧化硅与铜之复合物。
12．根据权利要求3所述之太阳能烘焙机，其特征在于，该太阳能集热管具有一开口端，且该开口端设有一盖子封闭。
13．根据权利要求1所述之太阳能烘焙机，其特征在于，该驱动装置包括一第一驱动装置与一第二驱动装置，其中该第一驱动装置用以驱动该太阳能集热管持续地旋转，而该第二驱动装置则驱动该反射板从该太阳能集热管下方移动至该太阳能集热管上方，以遮蔽太阳光继续曝晒集热管。
14．根据权利要求13所述之太阳能烘焙机，其特征在于，该第一、第二驱动装置为一直流减速马达。
15．根据权利要求13所述之太阳能烘焙机，其特征在于，该第一驱动装置尚包括一第一传动组件将动力传输至该集热管，而该第二驱动装置尚包括一第二传动组件将动力传输至该反射板。
16．根据权利要求15所述之太阳能烘焙机，其特征在于，该第一传动组件包括一齿轮与一皮带传输动力，而该第二传动组件为一齿轮组传输动力，且该第二传输组件之齿轮与该集热管间设有一轴承。
17．根据权利要求1所述之太阳能烘焙机，其特征在于，该太阳能烘焙机由一支撑架支撑。
18．根据权利要求17所述之太阳能烘焙机，其特征在于，该支撑架上装置有一控制装置，藉以控制太阳能烘焙机作动。
19．根据权利要求18所述之太阳能烘焙机，其特征在于，该控制装置包括一CPU装置，其具有可编程控制单元，供控制该太阳能烘焙机；及一电源供应器，供给该控制装置电源。
20．根据权利要求19所述之太阳能烘焙机，其特征在于，该电源供应器为太阳能光电板。
21．根据权利要求19所述之太阳能烘焙机，其特征在于，该电源供应器为蓄电池。
22．根据权利要求19所述之太阳能烘焙机，其特征在于，该控制装置尚包括一温度感测器，是设于该盖子上，以量测内层管内之温度并输出讯号至该CPU装置；及一控制器，用以将操作温度及时间设定至该CPU装置，以驱动该驱动装置作动。
23．根据权利要求22所述之太阳能烘焙机，其特征在于，该控制装置尚包括一蜂鸣器。
24．根据权利要求23所述之太阳能烘焙机，其特征在于，该蜂鸣器设于该控制器上。
25．根据权利要求22所述之太阳能烘焙机，其特征在于，该控制器尚包括一显示器。
26．根据权利要求22所述之太阳能烘焙机，其特征在于，该控制器设有一定时器。
27．根据权利要求19所述之太阳能烘焙机，其特征在于，该电源供应器连接一市电切换装置。
28．根据权利要求1所述之太阳能烘焙机，其特征在于，该反射板为槽线型构造。
29．根据权利要求1所述之太阳能烘焙机，其特征在于，该反射板为复合抛物面形构造。
30．根据权利要求1所述之太阳能烘焙机，其特征在于，该反射板为半圆柱形构造。
31．根据权利要求1所述之太阳能烘焙机，其特征在于，该反射板为抛物面形构造。
32．根据权利要求28、29、30或31所述之太阳能烘焙机，其特征在于，该反射板之内表面涂布有一反射聚焦之薄膜材料。
33．根据权利要求1所述之烘焙机，其特征在于，该反射板位于该烘焙容器下方。
34．根据权利要求33所述之烘焙机，其特征在于，该反射板与该太阳能集热管呈同心圆。
35．一种太阳能烘焙机，其特征在于，它包括多个烘焙容器，供置放被烘焙之物品；多个反射板，装设于这些烘焙容器边与之对应，用以反射太阳光并使聚集于该烘焙容器；以及一驱动装置，用以驱动上述各反射板移动至上述烘焙容器上方。
专利摘要一种太阳能烘焙机,包括:一个或多个烘焙容器,供置放被烘焙之物品;一反射板与各烘焙容器对应,用以反射太阳光并使聚热于烘焙容器;以及一驱动装置,用以驱动反射板移动至烘焙容器上方。本装置可设定烘焙温度及作业时间,经由控制装置控制两组驱动装置,以分别转动烘焙容器,及使反射板位于烘焙容器下方以反射聚集太阳能,或位于烘焙容器上方以遮蔽太阳光继续曝晒集热管,以控制烘焙温度及时间。
文档编号F24J2/16GK2344729SQ98206310
公开日1999年10月20日 申请日期1998年6月24日 优先权日1998年6月24日
发明者吴威毅, 胡洋溢, 李天源, 唐震宸, 李定安 申请人:财团法人工业技术研究院