CN107166780A - 用于真空管型太阳能集热器的遮阳装置及其遮阳方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及太阳能集热器的遮阳装置技术领域，公开了一种用于真空管型太阳能集热器的遮阳装置及其遮阳方法。本发明遮阳组件分别设置在每个真空管外部，并列排布；包括可绕真空管轴线方向相对转动的遮阳板和遮阳板两端的环形齿轮，遮阳板为半圆形槽板，沿真空管的轴线方向通长设置，遮阳板与真空管的长度相适应、且同轴设置；环形齿轮包括设置在集热器联箱一侧的近端齿轮和设置在固定架一侧的远端齿轮；相邻遮阳组件之间的环形齿轮相互咬合传动；主动齿轮与一个近端齿轮啮合，主动齿轮与驱动电机的驱动轴输出端连接，驱动电机的输入端与控制系统的输出端电连接。本发明结构简单，成本低，装置故障率低，便于维修，受大风天气影响较小。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能集热器的遮阳装置技术领域，特别是涉及一种用于真空管型太阳能集热器的遮阳装置及其遮阳方法。
背景技术
真空管型太阳能集热器，以外形为圆柱形的真空集热管为集热元件，相较于平板型太阳能集热器，其热损更小，综合热性能更高，因而其应用更为广泛。但是由于太阳能的不均衡性，夏季太阳能资源更好，环境温度更低，此类太阳能集热器，常常面临系统过热问题，特别是集热面积较大，用于冬季采暖的系统，夏季过多的热量，会造成系统过热，对集热器及其他系统元件造成很大损害，在系统设计时是需要尽量避免的。
避免过热的措施，从原则上而言，在需要的时候将集热器遮挡起来是对系统保护较好的。目前的真空管型太阳能热水系统，这样措施比较粗放，如采用人工遮挡帆布等措施，耗费人力且效率低下，在大风天气还有吹落的风险。而自动遮挡的措施一般没有脱离柔性布料遮盖的方案，仍然存在大风天气造成破坏的风险；稍精密一些的自动遮挡措施，结构复杂，成本高，随着使用年限的增加，故障率提升明显，维修难度大，成本高。
发明内容
本发明提供一种结构简单，成本低，装置故障率低，便于维修，受大风天气影响较小的用于真空管型太阳能集热器的遮阳装置及其遮阳方法。
解决的技术问题是：现有的手动遮阳方式措施粗放，大风天气易吹落，自动遮阳方式结构复杂，成本高，故障率高，维修成本高、难度大，且易受大风天气影响。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明用于真空管型太阳能集热器的遮阳装置，包括遮阳组件及其传动动力装置，真空管型太阳能集热器包括热量汇集的集热器联箱、并列排布的真空管和位于真空管尾端用于支撑真空管的固定架，所述遮阳组件分别设置在每个真空管外部，并列排布；所述遮阳组件包括可绕真空管轴线方向相对转动的遮阳板和遮阳板两端的环形齿轮，所述遮阳板为半圆形槽板，沿真空管的轴线方向通长设置，遮阳板与真空管的长度相适应、且同轴设置；所述环形齿轮包括设置在集热器联箱一侧的近端齿轮和设置在固定架一侧的远端齿轮，近端齿轮和远端齿轮套设在真空管外侧；相邻遮阳组件之间的环形齿轮相互咬合传动；传动动力装置包括主动齿轮、驱动电机和控制驱动电机的控制系统，主动齿轮与一个近端齿轮啮合，主动齿轮与驱动电机的驱动轴输出端连接，驱动电机的输入端与控制系统的输出端电连接。
本发明用于真空管型太阳能集热器的遮阳装置，进一步的，所述遮阳板与真空管的管壁之间留有的间隙不大于5mm。
本发明用于真空管型太阳能集热器的遮阳装置，进一步的，所述遮阳板采用塑料或软质金属制成。
本发明用于真空管型太阳能集热器的遮阳装置，进一步的，所述环形齿轮内周面设有一环形台阶，遮阳板端头与环形台阶的下台面粘结或焊接固定，环形台阶的上台面与真空管外表面间隙配合。
本发明用于真空管型太阳能集热器的遮阳装置，进一步的，所述遮阳板与真空管的长度相适应、且同轴设置。
本发明用于真空管型太阳能集热器的遮阳装置的遮阳方法，包括以下步骤：
步骤一、开启电源，控制系统传送控制信号至驱动电机，驱动电机输出扭矩，通过传动轴带动主动齿轮转动；
步骤二、主动齿轮与近端齿轮啮合，传动扭矩，带动与主动齿轮啮合的近端齿轮转动；
步骤三、扭矩通过与近端齿轮固定的遮阳板传递至该遮阳组件的远端齿轮，遮阳组件同时旋转；
步骤四、同时，与主动齿轮啮合的遮阳组件通过遮阳板两端的近端齿轮和远端齿轮将扭矩传递至与其相互啮合的相邻遮阳组件的近端齿轮和远端齿轮，带动相邻的遮阳组件向反方向转动；
步骤五、扭矩如此顺序传递，每组遮阳组件旋转角度相同，相邻的遮阳组件的旋转方向相反；
步骤六、待遮阳板遮挡住集热器向阳一侧时，控制器输出信号，停止驱动电机，实现遮阳；
步骤七、开启电源，重复步骤一至步骤五，再次转动遮阳组件，同向或反向旋转180°，遮阳板停留在集热器背阴侧，实现集热器的集热。
本发明用于真空管型太阳能集热器的遮阳装置与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明用于真空管型太阳能集热器的遮阳装置利用相互啮合的齿轮和遮阳板，实现扭矩的传递，结构简单，装置强度高、稳定性强，故障率低，使用寿命长，遮阳效果好，受风力影响较小。
本发明在每个真空管外侧分别设置一组遮阳组件，遮阳板为半圆形槽板，与真空管同轴、配合设置，可有效的遮挡住射向集热器的阳光，遮阳效果好；遮阳板与真空管管壁之间留有间隙，方便遮阳板绕真空管轴线方向旋转，避免遮阳板与真空管管壁的摩擦，同时，遮阳板并不遮挡真空管之间的间隙，也在一定程度上降低了风阻，大大减小了大风天气对遮阳装置的影响，避免了遮阳装置的吹落。
本发明遮阳组件并列排布，分别通过两侧的近端齿轮和远端齿轮与相邻的遮阳组件相互啮合，传递扭矩，装置强度高、稳定性强，由与近端齿轮啮合的主动齿轮带动，实现所有遮阳组件的同时旋转，装置故障率低，使用寿命长，便于后期维修和维护。
下面结合附图对本发明的用于真空管型太阳能集热器的遮阳装置及其遮阳方法作进一步说明。
附图说明
图1为本发明用于真空管型太阳能集热器的遮阳装置的结构示意图；
图2为遮阳组件的结构示意图；
图3为本发明用于真空管型太阳能集热器的遮阳装置非遮阳状态的使用示意图。
附图标记：
1-集热器联箱；2-真空管；3-固定架；41-遮阳板；42-近端齿轮；43-远端齿轮；5-主动齿轮；6-驱动电机；7-控制系统。
具体实施方式
如图1所示，本发明用于真空管型太阳能集热器的遮阳装置包括遮阳组件及其传动动力装置，真空管型太阳能集热器包括热量汇集的集热器联箱1、并列排布的真空管2和位于真空管2尾端用于支撑真空管2的固定架3，遮阳组件分别设置在每个真空管2外部，并列排布；如图2所示，遮阳组件包括可绕真空管2轴线方向相对转动的遮阳板41和遮阳板41两端的环形齿轮，遮阳板41为半圆形槽板，沿真空管2的轴线方向通长设置，遮阳板41与真空管2的长度相适应、且同轴设置，遮阳板41与真空管2的管壁之间留有的间隙不大于5mm；遮阳板41采用塑料或软质金属制成；环形齿轮包括设置在集热器联箱1一侧的近端齿轮42和设置在固定架3一侧的远端齿轮43，分别固定在遮阳板41两端，近端齿轮42和远端齿轮43套设在真空管2外侧，其内侧壁与遮阳板41两端部外侧壁固定；环形齿轮内周面设有一环形台阶，遮阳板41端头与环形台阶的下台面粘结或焊接固定，环形台阶的上台面与真空管2外表面间隙配合；相邻遮阳组件之间的近端齿轮42或远端齿轮43相互咬合传动；传动动力装置包括主动齿轮5、驱动电机6和控制驱动电机6的控制系统7，主动齿轮5与并列排布的其中一个近端齿轮42啮合，主动齿轮5与驱动电机6的驱动轴输出端连接，驱动电机6的输入端与控制系统7的输出端电连接。
如图1和图3所示，本发明用于真空管型太阳能集热器的遮阳装置的遮阳方法，具体包括以下步骤：
步骤一、开启电源，控制系统7传送控制信号至驱动电机6，驱动电机6输出扭矩，通过传动轴带动主动齿轮5转动；
步骤二、主动齿轮5与近端齿轮42啮合，传动扭矩，带动与主动齿轮5啮合的近端齿轮42转动；
步骤三、扭矩通过与近端齿轮42固定的遮阳板41传递至该遮阳组件的远端齿轮43，遮阳组件同时旋转；
步骤四、同时，与主动齿轮5啮合的遮阳组件通过遮阳板41两端的近端齿轮42和远端齿轮43将扭矩传递至与其相互啮合的相邻遮阳组件的近端齿轮42和远端齿轮43，带动相邻的遮阳组件向反方向转动；
步骤五、扭矩如此顺序传递，每组遮阳组件旋转角度相同，相邻的遮阳组件的旋转方向相反；
步骤六、待遮阳板41遮挡住集热器向阳一侧时，控制器输出信号，停止驱动电机6，实现遮阳；
步骤七、开启电源，重复步骤一至步骤五，再次转动遮阳组件，同向或反向旋转180°，遮阳板41停留在集热器背阴侧，实现集热器的集热。
将传动动力装置替换为手动摇杆，即可实现遮阳装置的手动控制。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (6)
1.用于真空管型太阳能集热器的遮阳装置，包括遮阳组件及其传动动力装置，真空管型太阳能集热器包括热量汇集的集热器联箱（1）、并列排布的真空管（2）和位于真空管（2）尾端用于支撑真空管（2）的固定架（3），其特征在于：所述遮阳组件分别设置在每个真空管（2）外部，并列排布；所述遮阳组件包括可绕真空管（2）轴线方向相对转动的遮阳板（41）和遮阳板（41）两端的环形齿轮，所述遮阳板（41）为半圆形槽板，沿真空管（2）的轴线方向通长设置；所述环形齿轮包括设置在集热器联箱（1）一侧的近端齿轮（42）和设置在固定架（3）一侧的远端齿轮（43），近端齿轮（42）和远端齿轮（43）套设在真空管（2）外侧；相邻遮阳组件之间的环形齿轮相互咬合传动；传动动力装置包括主动齿轮（5）、驱动电机（6）和控制驱动电机（6）的控制系统（7），主动齿轮（5）与一个近端齿轮（42）啮合，主动齿轮（5）与驱动电机（6）的驱动轴输出端连接，驱动电机（6）的输入端与控制系统（7）的输出端电连接。
2.根据权利要求1所述的用于真空管型太阳能集热器的遮阳装置，其特征在于：所述遮阳板（41）与真空管（2）的管壁之间留有的间隙不大于5mm。
3.根据权利要求1所述的用于真空管型太阳能集热器的遮阳装置，其特征在于：所述遮阳板（41）采用塑料或软质金属制成。
4.根据权利要求1所述的用于真空管型太阳能集热器的遮阳装置，其特征在于：所述环形齿轮内周面设有一环形台阶，遮阳板（41）端头与环形台阶的下台面粘结或焊接固定，环形台阶的上台面与真空管（2）外表面间隙配合。
5.根据权利要求1所述的用于真空管型太阳能集热器的遮阳装置，其特征在于：所述遮阳板（41）与真空管（2）的长度相适应、且同轴设置。
6.权利要求1-5任意一项所述的用于真空管型太阳能集热器的遮阳装置的遮阳方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、开启电源，控制系统（7）传送控制信号至驱动电机（6），驱动电机（6）输出扭矩，通过传动轴带动主动齿轮（5）转动；
步骤二、主动齿轮（5）与近端齿轮（42）啮合，传动扭矩，带动与主动齿轮（5）啮合的近端齿轮（42）转动；
步骤三、扭矩通过与近端齿轮（42）固定的遮阳板（41）传递至该遮阳组件的远端齿轮（43），遮阳组件同时旋转；
步骤四、同时，与主动齿轮（5）啮合的遮阳组件通过遮阳板（41）两端的近端齿轮（42）和远端齿轮（43）将扭矩传递至与其相互啮合的相邻遮阳组件的近端齿轮（42）和远端齿轮（43），带动相邻的遮阳组件向反方向转动；
步骤五、扭矩如此顺序传递，每组遮阳组件旋转角度相同，相邻的遮阳组件的旋转方向相反；
步骤六、待遮阳板（41）遮挡住集热器向阳一侧时，控制器输出信号，停止驱动电机（6），实现遮阳；
步骤七、开启电源，重复步骤一至步骤五，再次转动遮阳组件，同向或反向旋转180°，遮阳板（41）停留在集热器背阴侧，实现集热器的集热。
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