CN110849000A - 一种防冻效果好的高效型太阳能加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防冻效果好的高效型太阳能加热装置，包括底板、两个水箱和至少两个集热管，所述水箱固定在底板上，所述集热管与底板平行，所述集热管沿着平行与底板方向均匀分布在两个水箱之间，所述集热管的两端分别固定在两个水箱上，两个水箱通过集热管连通，各集热管上均设有清洁机构，两个水箱的顶部均设有辅助机构，所述清洁机构包括清洁杆和两个转动组件，所述清洁杆与集热管平行，所述清洁杆与集热管抵靠，两个转动组件分别设置在集热管的两端，该防冻效果好的高效型太阳能加热装置通过清洁机构实现了清除集热管上灰尘的功能，避免灰尘影响集热管的对光线的吸收，提高了加热效率，不仅如此，还通过辅助机构实现了防冻的功能。

Description

一种防冻效果好的高效型太阳能加热装置

技术领域

本发明涉及太阳能热水器领域，特别涉及一种防冻效果好的高效型太阳能加热装置。

背景技术

太阳能热水器是将太阳光能转化为热能的加热装置，将水从低温加热到高温，以满足人们在生活、生产中的热水使用。

现有的太阳能热水器在长期使用后，集热管上会产生较多的灰尘，而灰尘会影响集热管对光线的吸收，从而降低了加热效率，不仅如此，当环境温度较低时，集热管的内的清水易结冰，导致集热管内的清水无法流动，严重时还会导致集热管破裂，降低了实用性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种防冻效果好的高效型太阳能加热装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种防冻效果好的高效型太阳能加热装置，包括底板、两个水箱和至少两个集热管，所述水箱固定在底板上，所述集热管与底板平行，所述集热管沿着平行与底板方向均匀分布在两个水箱之间，所述集热管的两端分别固定在两个水箱上，两个水箱通过集热管连通，各集热管上均设有清洁机构，两个水箱的顶部均设有辅助机构；

所述清洁机构包括清洁杆和两个转动组件，所述清洁杆与集热管平行，所述清洁杆与集热管抵靠，两个转动组件分别设置在集热管的两端；

所述转动组件包括桨叶、传动轴、第一轴承、驱动齿轮、内齿轮、转动管、第二轴承和传动单元，所述传动轴和转动管均与集热管同轴设置，所述传动轴的直径小于集热管的内径，所述传动轴、桨叶和第一轴承均设置在集热管内，所述桨叶和第一轴承的内圈均安装在传动轴上，所述第一轴承的外圈固定在加热管的内壁上，所述驱动齿轮设置在水箱内，所述驱动齿轮与集热管之间设有间隙，所述转动管的内径大于集热管的外径，所述集热管穿过转动管，所述第二轴承和内齿轮均设置在转动管内，所述第二轴承的外圈安装在转动管的内壁上，所述第二轴承内圈的内径大于集热管的外径，所述第二轴承的内圈与水箱固定连接，所述清洁杆与转动管的内壁固定连接，所述内齿轮安装在转动管的内壁上，所述驱动齿轮通过传动单元与内齿轮连接；

所述辅助机构包括至少两个辅助组件，所述辅助组件与集热管一一对应，所述辅助组件包括集水管、储存箱、密封杆、排水管、泄压阀、充气单元、两个加热管和两个移动单元，所述储存箱的形状为长方体，所述储存箱固定在水箱的顶部，所述储存箱的顶部设有安装孔，所述集水管与底板垂直，所述集水管穿过安装孔，所述集水管与安装孔的内壁滑动且密封连接，所述密封杆与集水管同轴设置，所述密封杆设置在储存箱内且位于集水管的靠近底板的一侧，所述密封杆的直径与集水管的内径相等，所述密封杆的底端与储存箱内的底部固定连接，所述排水管设置在储存箱的靠近集水管的一侧，所述排水管与集热管平行，所述泄压阀安装在排水管内，所述加热管位于储存箱内，所述密封杆位于两个加热管之间，所述加热管固定在储存箱的内壁上，所述充气单元设置在储存箱的远离排水管的一侧，所述移动单元与加热管一一对应，所述移动单元设置在集水管上，所述移动单元驱动集水管沿着集水管的轴向移动。

作为优选，为了实现内齿轮的转动，所述传动单元包括从动齿轮、转动齿轮、连接轴、第三轴承和贯穿孔，所述连接轴与集热管平行，所述贯穿孔设置在水箱上，所述连接轴穿过贯穿孔，所述连接轴与贯穿孔的内壁滑动且密封连接，所述从动齿轮安装在传动轴的一端且与驱动齿轮啮合，所述转动齿轮与内齿轮啮合，所述第三轴承的内圈安装在连接轴上，所述第三轴承的外圈与水箱固定连接。

作为优选，为了减小转动齿轮与内齿轮之间的摩擦力，所述转动齿轮上涂有润滑油。

作为优选，为了实现集水管的移动，所述移动单元包括电磁铁、导杆、弹簧、限位块和装配孔，所述导杆与集水管平行，所述装配孔设置在储存箱的顶部，所述导杆穿过装配孔，所述导杆与装配孔的内壁滑动且密封连接，所述电磁铁固定在导杆的顶端，所述限位块固定在导杆的底端，所述电磁铁固定在集水管上，所述弹簧位于电磁铁和储存箱内，所述电磁铁通过弹簧与储存箱连接，所述储存箱的制作材料为铁。

作为优选，为了实现充气的功能，所述充气单元包括充气泵、气管和单向阀，所述气管与储存箱连通，所述单向阀安装在气管上，所述充气泵固定在储存箱内，所述气管安装在充气泵上。

作为优选，为了提高集水能力，所述集水管的顶端设有集水槽，所述集水槽的底部与集水管连通。

作为优选，为了减小安装孔的内壁与集水管之间的间隙，所述安装孔的内壁上涂有密封脂。

作为优选，为了避免清洁杆挡住光线，所述清洁杆的制作材料为透明橡胶。

作为优选，为了延长储存箱的使用寿命，所述储存箱上设有防腐镀锌层。

作为优选，为了便于集水管与密封杆配合，所述密封杆的顶端设有倒角。

本发明的有益效果是，该防冻效果好的高效型太阳能加热装置通过清洁机构实现了清除集热管上灰尘的功能，避免灰尘影响集热管的对光线的吸收，提高了加热效率，与现有的清洁机构相比，该清洁机构通过水流作为驱动力驱动桨叶转动，更加节能环保，不仅如此，还通过辅助机构实现了防冻的功能，与现有的辅助机构相比，该辅助机构还可以提升集热管除尘效果，实用性更强。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的防冻效果好的高效型太阳能加热装置的结构示意图；

图2是本发明的防冻效果好的高效型太阳能加热装置的清洁机构的结构示意图；

图3是本发明的防冻效果好的高效型太阳能加热装置的辅助机构的结构示意图；

图4是图2的A部放大图；

图5是图2的B部放大图；

图中：1.底板，2.水箱，3.集热管，4.清洁杆，5.桨叶，6.传动轴，7.第一轴承，8.驱动齿轮，9.内齿轮，10.转动管，11.第二轴承，12.集水管，13.储存箱，14.密封杆，15.排水管，16.泄压阀，17.加热管，18.从动齿轮，19.转动齿轮，20.连接轴，21.第三轴承，22.电磁铁，23.导杆，24.弹簧，25.限位块，26.充气泵，27.气管，28.单向阀，29.集水槽。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-2所示，一种防冻效果好的高效型太阳能加热装置，包括底板1、两个水箱2和至少两个集热管3，所述水箱2固定在底板1上，所述集热管3与底板1平行，所述集热管3沿着平行与底板1方向均匀分布在两个水箱2之间，所述集热管3的两端分别固定在两个水箱2上，两个水箱2通过集热管3连通，各集热管3上均设有清洁机构，两个水箱2的顶部均设有辅助机构；

所述清洁机构包括清洁杆4和两个转动组件，所述清洁杆4与集热管3平行，所述清洁杆4与集热管3抵靠，两个转动组件分别设置在集热管3的两端；

所述转动组件包括桨叶5、传动轴6、第一轴承7、驱动齿轮8、内齿轮9、转动管10、第二轴承11和传动单元，所述传动轴6和转动管10均与集热管3同轴设置，所述传动轴6的直径小于集热管3的内径，所述传动轴6、桨叶5和第一轴承7均设置在集热管3内，所述桨叶5和第一轴承7的内圈均安装在传动轴6上，所述第一轴承7的外圈固定在加热管17的内壁上，所述驱动齿轮8设置在水箱2内，所述驱动齿轮8与集热管3之间设有间隙，所述转动管10的内径大于集热管3的外径，所述集热管3穿过转动管10，所述第二轴承11和内齿轮9均设置在转动管10内，所述第二轴承11的外圈安装在转动管10的内壁上，所述第二轴承11内圈的内径大于集热管3的外径，所述第二轴承11的内圈与水箱2固定连接，所述清洁杆4与转动管10的内壁固定连接，所述内齿轮9安装在转动管10的内壁上，所述驱动齿轮8通过传动单元与内齿轮9连接；

通过外接供水装置使清水输送至水箱2和集热管3内，集热管3通过吸收光线并转换成热量实现对清水的加热，期间，通过清水在集热管3内的流动驱动两个桨叶5同向转动，从而使传动轴6在第一轴承7的支撑作用下带动驱动齿轮8转动，驱动齿轮8的转动通过传动单元带动内齿轮9转动，从而使转动管10在第二轴承11的支撑作用下转动，转动管10的转动带动清洁杆4绕着集热管3的轴线转动，从而使清洁杆4刮下集热管3上的灰尘，避免灰尘影响集热管3的对光线的吸收，提高了加热效率。

如图3所示，所述辅助机构包括至少两个辅助组件，所述辅助组件与集热管3一一对应，所述辅助组件包括集水管12、储存箱13、密封杆14、排水管15、泄压阀16、充气单元、两个加热管17和两个移动单元，所述储存箱13的形状为长方体，所述储存箱13固定在水箱2的顶部，所述储存箱13的顶部设有安装孔，所述集水管12与底板1垂直，所述集水管12穿过安装孔，所述集水管12与安装孔的内壁滑动且密封连接，所述密封杆14与集水管12同轴设置，所述密封杆14设置在储存箱13内且位于集水管12的靠近底板1的一侧，所述密封杆14的直径与集水管12的内径相等，所述密封杆14的底端与储存箱13内的底部固定连接，所述排水管15设置在储存箱13的靠近集水管12的一侧，所述排水管15与集热管3平行，所述泄压阀16安装在排水管15内，所述加热管17位于储存箱13内，所述密封杆14位于两个加热管17之间，所述加热管17固定在储存箱13的内壁上，所述充气单元设置在储存箱13的远离排水管15的一侧，所述移动单元与加热管17一一对应，所述移动单元设置在集水管12上，所述移动单元驱动集水管12沿着集水管12的轴向移动。

通过集水管12收集雨水并输送至储存箱13内，通过移动单元使集水管12向着靠近底板1方向移动，从而使密封杆14插入集水管12内，使密封杆14堵住集水管12，随后，通过充气单元使储存箱13内的气压增大，当储存箱13内的压力大于泄压阀16的额定压力时，则使储存箱13内的雨水从排水管15排出并作用到集热管3上，期间，通过加热管17对储存箱13内的雨水加热，从而使加热后的雨水使集热管3加热，起到了防冻的功能，同时，通过雨水还可以提升清洁杆4清洁灰尘效果。

如图4-5所示，所述传动单元包括从动齿轮18、转动齿轮19、连接轴20、第三轴承21和贯穿孔，所述连接轴20与集热管3平行，所述贯穿孔设置在水箱2上，所述连接轴20穿过贯穿孔，所述连接轴20与贯穿孔的内壁滑动且密封连接，所述从动齿轮18安装在传动轴6的一端且与驱动齿轮8啮合，所述转动齿轮19与内齿轮9啮合，所述第三轴承21的内圈安装在连接轴20上，所述第三轴承21的外圈与水箱2固定连接。

驱动齿轮8的转动带动从动齿轮18转动，从而使连接轴20在第三轴承21的支撑作用下带动转动齿轮19转动，转动齿轮19的转动带动内齿轮9转动。

作为优选，为了减小转动齿轮19与内齿轮9之间的摩擦力，所述转动齿轮19上涂有润滑油。

润滑油的作用是减小转动齿轮19与内齿轮9之间的摩擦力，从而提高内齿轮9转动的流畅性。

作为优选，为了实现集水管12的移动，所述移动单元包括电磁铁22、导杆23、弹簧24、限位块25和装配孔，所述导杆23与集水管12平行，所述装配孔设置在储存箱13的顶部，所述导杆23穿过装配孔，所述导杆23与装配孔的内壁滑动且密封连接，所述电磁铁22固定在导杆23的顶端，所述限位块25固定在导杆23的底端，所述电磁铁22固定在集水管12上，所述弹簧24位于电磁铁22和储存箱13内，所述电磁铁22通过弹簧24与储存箱13连接，所述储存箱13的制作材料为铁。

电磁铁22通电时，使电磁铁22与铁质的储存箱13之间产生相互吸引的作用力，从而使电磁铁22向着靠近储存箱13方向移动，并使弹簧24压缩，电磁铁22的移动带动集水管12同步移动，当电磁铁22断电后，在弹簧24的弹性作用下使电磁铁22带动集水管12复位。

作为优选，为了实现充气的功能，所述充气单元包括充气泵26、气管27和单向阀28，所述气管27与储存箱13连通，所述单向阀28安装在气管27上，所述充气泵26固定在储存箱13内，所述气管27安装在充气泵26上。

充气泵26启动，使储存箱13内的空气通过气管27输送至储存箱13内，这里，通过单向阀28的单向特性可以避免储存箱13内的雨水充气管27排出。

作为优选，为了提高集水能力，所述集水管12的顶端设有集水槽29，所述集水槽29的底部与集水管12连通。

集水槽29的作用是提高集水管12的集水能力，从而提高储存箱13内雨水量。

作为优选，为了减小安装孔的内壁与集水管12之间的间隙，所述安装孔的内壁上涂有密封脂。

密封脂的作用是减小安装孔的内壁与集水管12之间的间隙，提高了密封性。

作为优选，为了避免清洁杆4挡住光线，所述清洁杆4的制作材料为透明橡胶。

透明橡胶质地较为柔软且透光性好，不仅可以避免挡住光线，还可以防止划伤集热管3。

作为优选，为了延长储存箱13的使用寿命，所述储存箱13上设有防腐镀锌层。

防腐镀锌层的作用是提升储存箱13的防锈能力，延长储存箱13的使用寿命。

作为优选，为了便于集水管12与密封杆14配合，所述密封杆14的顶端设有倒角。

倒角的作用是减小密封杆14插入集水管12中时的口径，起到了便于配合的功能。

通过外接供水装置使清水输送至水箱2和集热管3内，集热管3通过吸收光线并转换成热量实现对清水的加热，期间，通过清水在集热管3内的流动驱动两个桨叶5同向转动，从而使传动轴6在第一轴承7的支撑作用下带动驱动齿轮8转动，驱动齿轮8的转动带动从动齿轮18转动，从而使连接轴20在第三轴承21的支撑作用下带动转动齿轮19转动，转动齿轮19的转动带动内齿轮9转动，从而使转动管10在第二轴承11的支撑作用下转动，转动管10的转动带动清洁杆4绕着集热管3的轴线转动，从而使清洁杆4刮下集热管3上的灰尘，避免灰尘影响集热管3的对光线的吸收，提高了加热效率；

通过集水管12收集雨水并输送至储存箱13内，电磁铁22通电时，使电磁铁22与铁质的储存箱13之间产生相互吸引的作用力，从而使电磁铁22向着靠近储存箱13方向移动，并使弹簧24压缩，电磁铁22的移动带动集水管12同步移动，从而使密封杆14插入集水管12内，使密封杆14堵住集水管12，随后，充气泵26启动，使储存箱13内的空气通过气管27输送至储存箱13内使储存箱13内的气压增大，这里，通过单向阀28的单向特性可以避免储存箱13内的雨水充气管27排出，当储存箱13内的压力大于泄压阀16的额定压力时，则使储存箱13内的雨水从排水管15排出并作用到集热管3上，期间，通过加热管17对储存箱13内的雨水加热，从而使加热后的雨水使集热管3加热，起到了防冻的功能，同时，通过雨水还可以提升清洁杆4清洁灰尘效果。

与现有技术相比，该防冻效果好的高效型太阳能加热装置通过清洁机构实现了清除集热管3上灰尘的功能，避免灰尘影响集热管3的对光线的吸收，提高了加热效率，与现有的清洁机构相比，该清洁机构通过水流作为驱动力驱动桨叶5转动，更加节能环保，不仅如此，还通过辅助机构实现了防冻的功能，与现有的辅助机构相比，该辅助机构还可以提升集热管3除尘效果，实用性更强。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种防冻效果好的高效型太阳能加热装置，包括底板（1）、两个水箱（2）和至少两个集热管（3），所述水箱（2）固定在底板（1）上，所述集热管（3）与底板（1）平行，所述集热管（3）沿着平行与底板（1）方向均匀分布在两个水箱（2）之间，所述集热管（3）的两端分别固定在两个水箱（2）上，两个水箱（2）通过集热管（3）连通，其特征在于，各集热管（3）上均设有清洁机构，两个水箱（2）的顶部均设有辅助机构；

所述清洁机构包括清洁杆（4）和两个转动组件，所述清洁杆（4）与集热管（3）平行，所述清洁杆（4）与集热管（3）抵靠，两个转动组件分别设置在集热管（3）的两端；

所述转动组件包括桨叶（5）、传动轴（6）、第一轴承（7）、驱动齿轮（8）、内齿轮（9）、转动管（10）、第二轴承（11）和传动单元，所述传动轴（6）和转动管（10）均与集热管（3）同轴设置，所述传动轴（6）的直径小于集热管（3）的内径，所述传动轴（6）、桨叶（5）和第一轴承（7）均设置在集热管（3）内，所述桨叶（5）和第一轴承（7）的内圈均安装在传动轴（6）上，所述第一轴承（7）的外圈固定在加热管（17）的内壁上，所述驱动齿轮（8）设置在水箱（2）内，所述驱动齿轮（8）与集热管（3）之间设有间隙，所述转动管（10）的内径大于集热管（3）的外径，所述集热管（3）穿过转动管（10），所述第二轴承（11）和内齿轮（9）均设置在转动管（10）内，所述第二轴承（11）的外圈安装在转动管（10）的内壁上，所述第二轴承（11）内圈的内径大于集热管（3）的外径，所述第二轴承（11）的内圈与水箱（2）固定连接，所述清洁杆（4）与转动管（10）的内壁固定连接，所述内齿轮（9）安装在转动管（10）的内壁上，所述驱动齿轮（8）通过传动单元与内齿轮（9）连接；

所述辅助机构包括至少两个辅助组件，所述辅助组件与集热管（3）一一对应，所述辅助组件包括集水管（12）、储存箱（13）、密封杆（14）、排水管（15）、泄压阀（16）、充气单元、两个加热管（17）和两个移动单元，所述储存箱（13）的形状为长方体，所述储存箱（13）固定在水箱（2）的顶部，所述储存箱（13）的顶部设有安装孔，所述集水管（12）与底板（1）垂直，所述集水管（12）穿过安装孔，所述集水管（12）与安装孔的内壁滑动且密封连接，所述密封杆（14）与集水管（12）同轴设置，所述密封杆（14）设置在储存箱（13）内且位于集水管（12）的靠近底板（1）的一侧，所述密封杆（14）的直径与集水管（12）的内径相等，所述密封杆（14）的底端与储存箱（13）内的底部固定连接，所述排水管（15）设置在储存箱（13）的靠近集水管（12）的一侧，所述排水管（15）与集热管（3）平行，所述泄压阀（16）安装在排水管（15）内，所述加热管（17）位于储存箱（13）内，所述密封杆（14）位于两个加热管（17）之间，所述加热管（17）固定在储存箱（13）的内壁上，所述充气单元设置在储存箱（13）的远离排水管（15）的一侧，所述移动单元与加热管（17）一一对应，所述移动单元设置在集水管（12）上，所述移动单元驱动集水管（12）沿着集水管（12）的轴向移动。

2.如权利要求1所述的防冻效果好的高效型太阳能加热装置，其特征在于，所述传动单元包括从动齿轮（18）、转动齿轮（19）、连接轴（20）、第三轴承（21）和贯穿孔，所述连接轴（20）与集热管（3）平行，所述贯穿孔设置在水箱（2）上，所述连接轴（20）穿过贯穿孔，所述连接轴（20）与贯穿孔的内壁滑动且密封连接，所述从动齿轮（18）安装在传动轴（6）的一端且与驱动齿轮（8）啮合，所述转动齿轮（19）与内齿轮（9）啮合，所述第三轴承（21）的内圈安装在连接轴（20）上，所述第三轴承（21）的外圈与水箱（2）固定连接。

3.如权利要求2所述的防冻效果好的高效型太阳能加热装置，其特征在于，所述转动齿轮（19）上涂有润滑油。

4.如权利要求1所述的防冻效果好的高效型太阳能加热装置，其特征在于，所述移动单元包括电磁铁（22）、导杆（23）、弹簧（24）、限位块（25）和装配孔，所述导杆（23）与集水管（12）平行，所述装配孔设置在储存箱（13）的顶部，所述导杆（23）穿过装配孔，所述导杆（23）与装配孔的内壁滑动且密封连接，所述电磁铁（22）固定在导杆（23）的顶端，所述限位块（25）固定在导杆（23）的底端，所述电磁铁（22）固定在集水管（12）上，所述弹簧（24）位于电磁铁（22）和储存箱（13）内，所述电磁铁（22）通过弹簧（24）与储存箱（13）连接，所述储存箱（13）的制作材料为铁。

5.如权利要求1所述的防冻效果好的高效型太阳能加热装置，其特征在于，所述充气单元包括充气泵（26）、气管（27）和单向阀（28），所述气管（27）与储存箱（13）连通，所述单向阀（28）安装在气管（27）上，所述充气泵（26）固定在储存箱（13）内，所述气管（27）安装在充气泵（26）上。

6.如权利要求1所述的防冻效果好的高效型太阳能加热装置，其特征在于，所述集水管（12）的顶端设有集水槽（29），所述集水槽（29）的底部与集水管（12）连通。

7.如权利要求1所述的防冻效果好的高效型太阳能加热装置，其特征在于，所述安装孔的内壁上涂有密封脂。

8.如权利要求1所述的防冻效果好的高效型太阳能加热装置，其特征在于，所述清洁杆（4）的制作材料为透明橡胶。

9.如权利要求1所述的防冻效果好的高效型太阳能加热装置，其特征在于，所述储存箱（13）上设有防腐镀锌层。

10.如权利要求1所述的防冻效果好的高效型太阳能加热装置，其特征在于，所述密封杆（14）的顶端设有倒角。

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