CN105674595A - 集热器以及太阳能装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及新能源技术领域，尤其是涉及集热器以及太阳能装置。该集热器包括：外壳、盘管和保温层；外壳为一端开口的中空壳体，外壳的内壁上设置有保温层；盘管呈螺旋状，盘管设置在保温层，且盘管的延伸的方向与外壳的开口方向一致，盘管靠近外壳的开口的端口为进液口，另一端为出液口。当太阳光在经过反射镜照射到集热器中时，会加热盘管中的液体，保温层能够对盘管进行保温，阻止盘管中热量的损失，提高了太阳能的转化效率。

Description

集热器以及太阳能装置

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，尤其是涉及集热器以及太阳能装置。

背景技术

随着经济飞速的发展，人类对自然的索取也越来越多，不可再生资源消耗越来越大，已经不能满足人类的生产和生活。因此，新能源已经成为人类生存和生活中不可缺少的资源。其中，太阳能是应用最为广泛的新能源之一。

现有技术中，为了能够获取更多的太阳能以加热水等物体，或者转化成电能等其他形式的能量，例如为了能够快速加热水，不仅需要反射镜大，而且集热器的转换效率也非常的重要。现有技术中的集热器存在热量损失大，太阳能转换效率的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供的集热器以及太阳能装置，以解决现有技术中存在的热量损失大，太阳能转换效率的技术问题。

本发明提供的一种集热器，包括：外壳、盘管和保温层；外壳为一端开口的中空壳体，外壳的内壁上设置有保温层上；盘管呈螺旋状，盘管设置在保温层，且盘管的延伸的方向与外壳的开口方向一致，盘管靠近外壳的开口的端口为进液口，另一端为出液口。

进一步地，盘管朝远离所述外壳开口端呈渐缩状。

进一步地，盘管的钢管件缝隙的宽度为2mm-3mm。

进一步地，保温层的材质为保温棉。

进一步地，集热器还包括中心支撑臂；所述中心支撑臂为一端开口的中空壳体，且开口端向外延伸形成卷边；所述中心支撑臂的内底面向其内弯曲形成弧面，所述中心支撑臂，从其开口至其封闭端呈渐缩状；所述中心支撑臂插设在所述外壳内，以用于将所述盘管固定在所述保温层上。

进一步地，中心支撑臂的侧壁呈波纹管状。

本发明实施例还提供了一种太阳能装置，包括：固定连接臂、旋转机、反射镜和长臂托架，以及上述的集热器；固定连接臂的一端设置有安装口；旋转机的转动轴安装在安装口上；长臂托架的一端与固定连接臂设置有安装口的一端固定连接，且长臂托架的延伸方向与固定连接臂的延伸方向呈钝角；固定连接臂的另一端与反射镜连接，长臂托架的另一端安装集热器。

进一步地，固定连接臂包括U形连接件和长方体连接件；长方体连接件的内部中空，其一端通过多个螺栓与所述U形连接件固定连接，另一端设置有多个螺纹孔，多个螺纹孔用于与反射镜的支撑架连接；U形连接件与长方体连接件围成安装口；在U形连接件和长方体件上，沿着安装口周长延伸的方向，依次间隔的设置有多个第一螺纹孔；旋转机上的转动轴上设置有与多个第一螺纹孔相配合的法兰。

进一步地，长臂托架包括固定臂、旋转臂和定位机构；旋转臂的一端与固定臂的一端转动连接；定位机构设置在旋转臂和固定臂之间，以将固定臂和旋转臂固定；固定臂的另一端与固定连接臂连接，旋转臂的另一端用于安装集热器。

进一步地，旋转机还包括旋转机座、第一电机和第二电机；转动轴包括水平转向轴和垂直转动轴；旋转基座上设置有轴孔，垂直转向轴穿设在轴孔内；电机设置在旋转基座内，且与垂直转向轴传动连接；转向轴的上端与固定钢板连接；垂直转向轴上设置有安装盘；安装盘上，以垂直转向轴的轴线为中心对称设置有轴承；水平转向轴穿设在安装口内，且其两端设置在轴承上；第二电机设置在安装盘上并与水平转向轴传动连接。

本发明提供的集热器，其在外壳内壁上设置有保温层，将呈螺旋状的盘管安装在了保温层上。当太阳光在经过反射镜照射到集热器中时，会加热盘管中的液体，保温层能够对盘管进行保温，阻止盘管中热量的损失，提高了太阳能的转化效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的集热器的剖视图；

图2为本发明实施例提供的集热器的俯视图。

图3为本发明实施例提供的太阳能装置的结构示意图。

附图标记：

1-固定连接臂；2-旋转机；3-长臂托架；

4-集热器；11-U形连接件；12-长方体连接件；

31-固定臂；32-旋转臂；41-外壳；

42-保温层；43-盘管；44-中心支撑臂。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例提供的集热器的剖视图。如图1所示，本实施例提供的一种集热器，包括：外壳41、盘管43和保温层42上；外壳41为一端开口的中空壳体，外壳41的内壁上设置有保温层42；盘管43呈螺旋状，盘管43设置在保温层42，且盘管43的延伸的方向与外壳41的开口方向一致，盘管43靠近外壳41的开口的端口为进液口，另一端为出液口。

其中，保温层42的材质可以为多种，较佳地为保温棉。

本实施例提供的集热器，其在外壳41内壁上设置有保温层42，将呈螺旋状的盘管43安装在了保温层42上。当太阳光在经过反射镜照射到集热器中时，会加热盘管43中的液体，保温层42能够对盘管43进行保温，阻止盘管43中热量的损失，提高了太阳能的转化效率。

如图1所示，在上述实施例的基础上，进一步地，盘管43朝远离所述外壳41开口端呈渐缩状。

其中，盘管43的钢管件缝隙的宽度为2mm-3mm。

在本实施例中，将盘管43设计成减缩状，可以使得盘管43各个位置都能够直接接受太阳光的照射，从而提高了盘管43的加热效率。

图2为本发明实施例提供的集热器的俯视图。如图1和图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，集热器还包括中心支撑臂44；所述中心支撑臂44为一端开口的中空壳体，且开口端向外延伸形成卷边；所述中心支撑臂44的内底面向其内弯曲形成弧面，所述中心支撑臂44，从其开口至其封闭端呈渐缩状；所述中心支撑臂44插设在所述外壳41内，以用于将所述盘管43固定在所述保温层42上。

其中，中心支撑臂44的材质钢、铁或者铜等具有导热性能的材质，较佳地为钢。

进一步地，中心支撑臂44的侧壁呈波纹管状。

在本实施例中，利用中心支撑臂44将盘管43固定在保温层42上，可以将盘管43包裹起来，从而进一步地的减少热量的损失。另外，中心支撑臂44的底面呈弧面，当太阳光照射在内底面时，会发生反射，从而将太阳光反射至中心支撑臂44的侧壁上，能够进一步地对盘管43进行加热。此外，将中心支撑臂44设计减缩状，且侧壁设计成波纹状，即设计为变截面折弯借点及倾斜支撑结构，可以使得中心支撑臂44与太阳能装置的电机等主机频率匹配，具有与防共振的作用，使得集热器能够长期聚焦。

图3为本发明实施例提供的太阳能装置的结构示意图。如图3所示，本发明实施例还提供了一种太阳能装置，包括：固定连接臂1、旋转机2、反射镜和长臂托架3，以及上述的集热器4；固定连接臂1的一端设置有安装口；旋转机2的转动轴安装在安装口上；长臂托架3的一端与固定连接臂1设置有安装口的一端固定连接，且长臂托架3的延伸方向与固定连接臂1的延伸方向呈钝角；固定连接臂1的另一端与反射镜连接，长臂托架3的另一端安装集热器4。

其中，固定连接臂1包括U形连接件11和长方体连接件12；长方体连接件12的内部中空，其一端通过多个螺栓与所述U形连接件11固定连接，另一端设置有多个螺纹孔，多个螺纹孔用于与反射镜的支撑架连接；U形连接件11与长方体连接件12围成安装口；在U形连接件11和长方体件上，沿着安装口周长延伸的方向，依次间隔的设置有多个第一螺纹孔；旋转机2上的转动轴上设置有与多个第一螺纹孔相配合的法兰。

长臂托架3的结构形式可以为多种，例如：长臂托架3由多个钢型材焊接而成的钢结构；也可以为钢管等等。

本实施例提供的太阳能装置，将旋转机2的转动轴安装在固定连接臂1的安装口上。固定臂31的一端固定连接有反射镜，另一端与长臂托架3固定连接。当使用者需要转动太阳能支架时，启动旋转机2，此时旋转机2会带动固定连接臂1旋转，从而使得长臂托架3和反射镜随着固定连接臂1同步转动。

由于反射镜和长臂托架3位于旋转机2的两侧，所以，当太阳能支架旋转时，能够保证太阳能支架的平衡，使得该支架更加的稳定，提高了太阳能支架在旋转时能更加的轻便，便于使用者调整反射镜的角度。

如图3所示，在上述实施例的基础上，进一步地，长臂托架3包括固定臂31、旋转臂32和定位机构；旋转臂32的一端与固定臂31的一端转动连接；定位机构设置在旋转臂32和固定臂31之间，以将固定臂31和旋转臂32固定；固定臂31的另一端与固定连接臂1连接，旋转臂32的另一端用于安装集热器4。

其中，固定臂31和旋转臂32的结构形式可以为多种，例如：固定臂31和旋转臂32均可以多个角钢斜撑和多个角钢支撑柱组成的直线型的钢架。当然，固定臂31和旋转臂32也可以为钢柱等等。

定位机构的结构形式可以为多种，例如：定位机构包括定位螺栓和定位螺纹孔；在固定臂31和旋转臂32上，以固定臂31和旋转臂32的转动处为圆形，依次围设有多个用于穿设螺栓的定位螺纹孔，利用定位螺栓和定位螺纹孔配合，将固定臂31和旋转臂32固定。

又如：定位机构包括齿形盘和锁紧件；齿形盘呈扇形，且其弧形边沿呈齿轮齿状；锁紧件包括固定管、移动杆和拉簧，固定管的一端封闭端，另一端为开口端；移动杆的一端从固定管的开口端穿设在固定管内，另一端设置有与齿形盘的齿轮齿卡接的凸起；拉簧设置在固定管内，拉簧的一端与移动杆的一端固定连接，另一端与固定管固定连接。其中，齿形盘与固定臂31固定连接，固定管的封闭端与旋转臂32固定连接，且齿形盘具有原点的一端和固定管的封闭端均位于固定臂31和旋转臂32的转动处，而移动杆的凸起卡设在齿形盘的齿轮齿内。

当旋转臂32在相对于固定臂31转动的过程中，旋转臂32带动着锁定件移动，此时，移动杆在齿轮齿的阻挡下，会沿着固定杆往复移动，直至旋转臂32转动到预设位置后，此时，移动杆在拉簧的拉力下，将移动杆上的凸起卡入齿轮盘的齿轮齿内，从而将旋转臂32相对于固定臂31固定。

再如：定位机构包括支撑杆、固定环和固定螺栓；固定环设置有一豁口；固定环上，位于豁口的两侧，相对的设置有连接片；两个连接片上均设置有用于穿设固定螺栓的固定孔；固定环设置在支撑杆的一端，支撑杆的另一端与固定臂31转动连接，固定环用于套设在旋转臂32上，固定螺栓用于将固定环紧固在旋转臂32上。

当旋转臂32在相对于固定臂31转动的过程中，固定环会沿着旋转臂32移动，当旋转臂32转动至预设角度后，利用固定螺栓将固定环紧固在旋转臂32上，从而将旋转臂32与固定臂31固定。

在本实施例中，由于反射镜的大小，以及凸凹程度，都会使得反射镜的焦点位置发生变化，为了能够让本实施例中的太阳能支架能够适应不同大小的反射镜，将长臂托架3设计有固定臂31和旋转臂32组成，其中，旋转臂32能够相对于固定臂31转动，使用者就可以通过调整旋转臂32与固定臂31之间的角度，而调整位于旋转臂32上的集热器4的位置，使得集热器4位于反射镜的焦点位置上。

这样，使用者就可以根据反射镜的大小来调整旋转臂32相对于固定臂31之间的角度，从而适应不同的反射镜，扩大了本实施例中的太阳能支架的适用范围。

在上述实施例的基础上，进一步地，旋转机2还包括旋转机2座、第一电机和第二电机；转动轴包括水平转向轴和垂直转动轴；旋转基座上设置有轴孔，垂直转向轴穿设在轴孔内；电机设置在旋转基座内，且与垂直转向轴传动连接；转向轴的上端与固定钢板连接；垂直转向轴上设置有安装盘；安装盘上，以垂直转向轴的轴线为中心对称设置有轴承；水平转向轴穿设在安装口内，且其两端设置在轴承上；第二电机设置在安装盘上并与水平转向轴传动连接。

当太阳能装置在工作的过程中，随着时间以及气候的变化，太阳光的照射角度发生了变化，此时，利用旋转机2来调整反射镜的角度，从而提高太阳能的转化效率。

在本实施例中，由于旋转机2的水平转向轴和垂直转向轴均以固定连接臂1的安装口处为支点，来带动反射镜和长臂托架3转动，从而使得本实施例中的太阳能支架的双向旋转的重心在同一个平衡点上，从而使得太阳能支架旋转更加地轻盈、灵活和稳定。同时，也极大的减少了旋转机2本身运转的能量消耗，提高了工作效率。

在上述实施例的基础上，进一步地，太阳能支架还包括时间控制器；时间控制器与第一电机和第二电机电连接。

在本实施例中，太阳光的照射角度会随着时间的推移发生改变，利用时间控制器根据某个时间太阳光的照射角度，来调整反射镜的角度，从而保证太阳光能够垂直照射在反射镜上，以提高太阳能的接收效率。

在上述实施例的基础上，为了能够进一步的提高太阳能的接收效率，进一步地，太阳能支架还包括控制器和光敏传感器；光敏传感器用于设置在蝶式反射镜上，并与控制器电连接，第一电机和第二电机均与控制器电连接。利用孔孔和光控，来调整反射镜的角度，提高灵敏度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种集热器，其特征在于，包括：外壳、盘管和保温层；

所述外壳为一端开口的中空壳体，所述外壳的内壁上设置有所述保温层；所述盘管呈螺旋状，所述盘管设置在所述保温层上，且所述盘管的延伸的方向与所述外壳的开口方向一致，所述盘管靠近所述外壳的开口的端口为进液口，另一端为出液口。

2.根据权利要求1所述的集热器，其特征在于，所述盘管朝远离所述外壳开口端呈渐缩状。

3.根据权利要求2所述的集热器，其特征在于，所述盘管的钢管件缝隙的宽度为2mm-3mm。

4.根据权利要求1所述的集热器，其特征在于，所述保温层的材质为保温棉。

5.根据权利要求2所述的集热器，其特征在于，还包括中心支撑臂；所述中心支撑臂为一端开口的中空壳体，且开口端向外延伸形成卷边；所述中心支撑臂的内底面向其内弯曲形成弧面；所述中心支撑臂，从其开口至其封闭端呈渐缩状；所述中心支撑臂插设在所述外壳内，以用于将所述盘管固定在所述保温层上。

6.根据权利要求5所述的集热器，其特征在于，所述中心支撑臂的侧壁呈波纹管状。

7.一种太阳能装置，其特征在于，包括：固定连接臂、旋转机、反射镜和长臂托架，以及如权利要求1-6所述的集热器；

所述固定连接臂的一端设置有安装口；所述旋转机的转动轴安装在所述安装口上；所述长臂托架的一端与所述固定连接臂设置有安装口的一端固定连接，且所述长臂托架的延伸方向与所述固定连接臂的延伸方向呈钝角；所述固定连接臂的另一端与所述反射镜连接，所述长臂托架的另一端安装所述集热器。

8.根据权利要求7所述的太阳能装置，其特征在于，所述固定连接臂包括U形连接件和长方体连接件；所述长方体连接件的内部中空，其一端通过多个螺栓与所述U形连接件固定连接，另一端设置有多个螺纹孔，多个所述螺纹孔用于与反射镜的支撑架连接；所述U形连接件与所述长方体连接件围成所述安装口；在所述U形连接件和所述长方体件上，沿着所述安装口周长延伸的方向，依次间隔的设置有多个第一螺纹孔；所述旋转机上的转动轴上设置有与多个所述第一螺纹孔相配合的法兰。

9.根据权利要求7所述的太阳能装置，其特征在于，所述长臂托架包括固定臂、旋转臂和定位机构；

所述旋转臂的一端与所述固定臂的一端转动连接；所述定位机构设置在所述旋转臂和所述固定臂之间，以将所述固定臂和所述旋转臂固定；所述固定臂的另一端与所述固定连接臂连接，所述旋转臂的另一端用于安装集热器。

10.根据权利要求7-9任一项所述的太阳能装置，其特征在于，所述旋转机还包括旋转机座、第一电机和第二电机；所述转动轴包括水平转向轴和垂直转动轴；所述旋转基座上设置有轴孔，所述垂直转向轴穿设在所述轴孔内；所述电机设置在所述旋转基座内，且与所述垂直转向轴传动连接；所述转向轴的上端与固定钢板连接；

所述垂直转向轴上设置有安装盘；所述安装盘上，以所述垂直转向轴的轴线为中心对称设置有轴承；所述水平转向轴穿设在所述安装口内，且其两端设置在所述轴承上；所述第二电机设置在所述安装盘上并与所述水平转向轴传动连接。