CN110595080A - 一种防冻太阳能集热管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防冻太阳能集热管，包括由内管和外管所构成的集热管本体，所述内管的一端同轴开设有圆槽，所述圆槽的内壁贯穿设置有转轴，所述转轴与内管的连接处转动密封连接；所述转轴上安装有用于在夜晚对内管内的水进行搅拌的搅拌机构，所述搅拌机构包括固定连接在转轴位于内管内一端的搅拌叶片。本发明通过白天光伏板对电磁铁供电，进而使得在白天时对盘簧进行上劲储能，通过夜晚盘簧释放能量，使得搅拌叶片对内管中的水进行搅动，保持内管内的水的流动，进而防止内管里的水结冰，使内管爆裂；通过盘簧带动往复丝杠转动，往复丝杠带动丝杠螺母移动，进而使弹性刮环对内管的内壁的水垢进行刮除，使内管保持良好的导热能力。

Description

一种防冻太阳能集热管
技术领域
本发明涉及太阳能集热管技术领域，尤其涉及一种防冻太阳能集热管。
背景技术
太阳能热水器是指利用阳光中蕴含的能量将水加温的设备，属于可再生能源技术的一种。太阳能热水器因具有节能、加热效率高、成本低等特点而广泛受到消费者的青睐。
但是太阳能热水器在冬季容易出现水管冻裂的情况，这是因为水管中的水在低温下结冰后体积变大，密度变小，使劲地撑胀水管，以致被撑裂，目前防冻采取的方法有三种：
1、第一种采取给水管覆盖保温层，但是在冬天温度很低的时候，此法很难有效的防止管路不冻；
2、第二种是增设加热装置，给管道增温，但此方法设备多，电能耗费大；
3、第三种是将管路排空，但此法浪费水源，使用操作也不方便。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种防冻太阳能集热管，其通过白天光伏板对电磁铁供电，进而使得在白天时对盘簧进行上劲储能，通过夜晚盘簧释放能量，使得搅拌叶片对内管中的水进行搅动，保持内管内的水的流动，进而防止内管里的水结冰，使内管爆裂；通过盘簧带动往复丝杠转动，往复丝杠带动丝杠螺母移动，进而使弹性刮环对内管的内壁的水垢进行刮除，使内管保持良好的导热能力。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种防冻太阳能集热管，包括由内管和外管所构成的集热管本体，所述内管的一端同轴开设有圆槽，所述圆槽的内壁贯穿设置有转轴，所述转轴与内管的连接处转动密封连接；
所述转轴上安装有用于在夜晚对内管内的水进行搅拌的搅拌机构，所述搅拌机构包括固定连接在转轴位于内管内一端的搅拌叶片，所述圆槽内安装有盘簧，所述盘簧的外端固定连接在圆槽的内壁上，所述转轴位于圆槽内的部分上安装有单向轴承，所述盘簧的内端固定连接在单向轴承的外圈上；
所述单向轴承的外圈安装有用于在白天驱动盘簧上劲的驱动机构。
优选地，所述驱动机构包括等距固定连接在单向轴承外圈的电磁铁，各所述电磁铁的磁力线方向沿所述转轴的径向方向；在各所述电磁铁的外端固定安装有光伏板，各所光伏板与和它顺时针相邻的电磁铁电性连接，所述外管的内底部固定连接有位于各电磁铁正下方的铁块。
优选地，所述转轴改为沿内管径向设置的往复丝杠，所述往复丝杠上安装有用于对内管内壁进行清洁的除垢机构，所述除垢机构包括安装在往复丝杠上的丝杠螺母，所述丝杠螺母通过连接杆固定连接有始终与内管内壁贴合的弹性刮片。
本发明具有以下有益效果：
1、通过白天光伏板对电磁铁供电，进而使得在白天时对盘簧进行上劲储能，通过夜晚盘簧释放能量，使得搅拌叶片对内管中的水进行搅动，保持内管内的水的流动，进而防止内管里的水结冰，使内管爆裂；
2、通过盘簧带动往复丝杠转动，往复丝杠带动丝杠螺母移动，进而使弹性刮环对内管的内壁的水垢进行刮除，使内管保持良好的导热能力。
附图说明
图1为本发明提出的一种防冻太阳能集热管的结构示意图；
图2为本发明提出的一种防冻太阳能集热管的侧面结构示意图；
图3为实施例2的结构示意图。
图中，
1集热管本体、11外管、12内管；
2驱动机构、21光伏板、22电磁铁、23铁块；
3搅拌机构、31盘簧、32搅拌叶片；
4转轴；
5除垢机构、51弹性刮片、52丝杠螺母、53连接杆；
6单向轴承。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
参照图1-2，一种防冻太阳能集热管，包括由内管12和外管11所构成的集热管本体1，内管12的一端同轴开设有圆槽，圆槽的内壁贯穿设置有转轴4，转轴4与内管12的连接处转动密封连接，转轴4与内管12的连接处设置有耐高温密封圈；
转轴4上安装有用于在夜晚对内管12内的水进行搅拌的搅拌机构3，搅拌机构3包括固定连接在转轴4位于内管12内一端的搅拌叶片32，圆槽内安装有盘簧31，盘簧31的外端固定连接在圆槽的内壁上，转轴4位于圆槽内的部分上安装有单向轴承6，盘簧31的内端固定连接在单向轴承6的外圈上；
单向轴承6的外圈安装有用于在白天驱动盘簧31上劲的驱动机构2，驱动机构2包括等距固定连接在单向轴承6外圈的电磁铁22，各电磁铁22的磁力线方向沿转轴4的径向方向；在各电磁铁22的外端固定安装有光伏板21，在实际安装过程中，当其中一个光伏板21位于最上端时，另外两个光伏板21将会被太阳能热水器的遮光板挡住，不在接收光照，遮光板图中未示出；各所光伏板21与和它顺时针相邻的电磁铁22电性连接，外管11的内底部固定连接有位于各电磁铁22正下方的铁块23，为保证集热管的使用寿命，在非冬季时间段(夜晚气温不低于0℃以下)可在太阳能集热管的末端部加盖遮光布。
需要说明的是，外管11和内管12之间的夹层为真空，所以光伏板21并不会受到内管12内高温水的影响，为进一步保证光伏板21受到内管12内高温水的影响，转轴4可采用导热差的材料制成。
本实施例中，当白天有阳光照射时，被光照射到的光伏板21产生电能，并使与其顺时针相邻的电磁铁23产生磁力，此时被导通的电磁铁23受磁力牵引转向铁块23，少刻之后，已被推离铁块23的光伏板21上接收到光照，而贴近铁块23的光伏板21不再接收到光照，从而又一次推转各光伏板21，使贴近铁块23的光伏板从铁块23表面移走；如此循环，使各光伏板21在依序转过铁块23表面的过程中，完成对盘簧31上劲，当盘簧31的弹力与电磁铁23吸引铁块23的吸引力相等时，即完成对盘簧31的上劲，在夜晚光伏板21不再接收到光照，电磁铁21对铁块23的磁力消失，此时盘簧31释放弹力，进而通过单向轴承6驱动转轴4转动，转轴4转动带动搅拌叶片32转动，进而使内管12内的水流动，使内管12内的水流动，进而防止内管12里的水结冰，使内管12爆裂。
参照图3，与实施例1不同的是，转轴4改为沿内管12径向设置的往复丝杠，往复丝杠上安装有用于对内管12内壁进行清洁的除垢机构5，除垢机构5包括安装在往复丝杠上的丝杠螺母52，丝杠螺母52通过连接杆53固定连接有始终与内管12内壁贴合的弹性刮片51。
本实施例中，盘簧31在带动往复丝杠转动，往复丝杠带动丝杠螺母52移动，进而使弹性刮环51对内管12的内壁的水垢进行刮除，使内管12保持良好的导热能力。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种防冻太阳能集热管，包括由内管(12)和外管(11)所构成的集热管本体(1)，其特征在于，所述内管(12)的一端同轴开设有圆槽，所述圆槽的内壁贯穿设置有转轴(4)，所述转轴(4)与内管(12)的连接处转动密封连接；
所述转轴(4)上安装有用于在夜晚对内管(12)内的水进行搅拌的搅拌机构(3)，所述搅拌机构(3)包括固定连接在转轴(4)位于内管(12)内一端的搅拌叶片(32)，所述圆槽内安装有盘簧(31)，所述盘簧(31)的外端固定连接在圆槽的内壁上，所述转轴(4)位于圆槽内的部分上安装有单向轴承(6)，所述盘簧(31)的内端固定连接在单向轴承(6)的外圈上；
所述单向轴承(6)的外圈安装有用于在白天驱动盘簧(31)上劲的驱动机构(2)。
2.根据权利要求1所述的一种防冻太阳能集热管，其特征在于，所述驱动机构(2)包括等距固定连接在单向轴承(6)外圈的电磁铁(22)，各所述电磁铁(22)的磁力线方向沿所述转轴(4)的径向方向；在各所述电磁铁(22)的外端固定安装有光伏板(21)，各所光伏板(21)与和它顺时针相邻的电磁铁(22)电性连接，所述外管(11)的内底部固定连接有位于各电磁铁(22)正下方的铁块(23)。
3.根据权利要求1所述的一种防冻太阳能集热管，其特征在于，所述转轴(4)改为沿内管(12)径向设置的往复丝杠，所述往复丝杠上安装有用于对内管(12)内壁进行清洁的除垢机构(5)，所述除垢机构(5)包括安装在往复丝杠上的丝杠螺母(52)，所述丝杠螺母(52)通过连接杆(53)固定连接有始终与内管(12)内壁贴合的弹性刮片(51)。
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