CN111174446A - 一种无水垢型太阳能热水器用集热管 - Google Patents

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Abstract

本发明属于新能源领域，尤其是涉及一种无水垢型太阳能热水器用集热管，包括与蓄水箱固定连通的集热管，所述集热管外套设有透明罩管，所述透明罩管的上端与蓄水箱固定连接，所述透明罩管内填充有二氧化氮和四氧化二氮混合气体，所述透明罩管的内侧壁上密封滑动连接有活动板，所述集热管的中轴线上设有转动杆，所述转动杆的一端依次贯穿集热管和活动板，所述转动杆与集热管转动密封连接，所述转动杆外设有螺纹且与活动板螺纹连接，所述转动杆外固定套接有螺旋叶轮，所述螺旋叶轮的侧壁上固定连接有两块刮板。本发明可通过控制集热管内水体温度的方式，抑制水垢的形成，并可通过刮板将水垢刮除，有效的降低了水垢对集热管换热效率的影响。

Description

一种无水垢型太阳能热水器用集热管
技术领域
本发明属于新能源领域，尤其是涉及一种无水垢型太阳能热水器用集热管。
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，太阳能转换成热能主要依靠集热管，集热管利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而得到所需热水。
现有的太阳能热水器在使用一段时间后，集热管的内壁会附着一层水垢，水垢是在70℃左右的时候开始形成的，形成的速度是根据水中的钙、镁离子的含量决定的，太阳能热水器只要日照好，水箱以及真空管内的水温一般都会超过90℃，如果进水中含有钙、镁离子，水垢的产生也是肯定，水垢累积较厚时，会严重影响太阳能的转化效率，传统的清除集热管水垢的方法主要是两种，一是放入溶剂，中和水垢，此种方法腐蚀性强，对集热管的损害较大；一种是人工清理，虽然清理的干净，但操作费时费力。
为此，我们提出一种无水垢型太阳能热水器用集热管来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述集热管内水垢难以清除的问题，提供一种水垢难以积累且可自动清除水垢的无水垢型太阳能热水器用集热管。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种无水垢型太阳能热水器用集热管，包括与蓄水箱固定连通的集热管，所述集热管外套设有透明罩管，所述透明罩管的上端与蓄水箱固定连接，所述透明罩管内填充有二氧化氮和四氧化二氮混合气体，所述透明罩管的内侧壁上密封滑动连接有活动板，所述集热管的中轴线上设有转动杆，所述转动杆的一端依次贯穿集热管和活动板，所述转动杆与集热管转动密封连接，所述转动杆外设有螺纹且与活动板螺纹连接，所述转动杆外固定套接有螺旋叶轮，所述螺旋叶轮的侧壁上固定连接有两块刮板。
本发明的优点在于：
人们在使用太阳能热水器进行洗浴时，热水的温度在40℃～45℃即可，因此无需将集热管内的水体加热至70℃以上，即可有效的抑制水垢的产生，则当集热管内水体温度较低时，透明罩管内温度较低，二氧化氮和四氧化二氮混合气体在温度较低的环境中，反应平衡向四氧化二氮生成的方向移动，则混合气体中四氧化二氮的含量增大，因二氧化氮呈红棕色，四氧化二氮呈无色，则混合气体的颜色变浅，透光率增大，使集热管可充分接收阳光照射，对水体进行加热；当集热管内水体被逐渐加热并接近70℃时，混合气体的反应平衡向二氧化氮生成的方向移动，则混合气体中的二氧化氮含量增大，混合气体颜色变深，透光率降低，对阳光进行遮挡，降低甚至停滞水体的升温，起到了抑制水温的作用，有效的抑制了水垢生成和积累。
在阳光充足的环境中，集热管内水体升温较快，混合气体的反应平衡向二氧化氮生成的方向移动，混合气体体积膨胀，推动活动板移动，继而带动与之螺纹连接的转动杆转动，则螺旋叶轮转动，推动集热管内水体流动，加快了集热管内水体与蓄水箱内的流动交换速度，蓄水箱内的冷水进入换热管内，即加快降低了集热管内的水温，进一步抑制了水垢的产生，同时，螺旋叶轮转动带动刮板在集热管的内壁上刮动，可将集热管内壁上积累的水垢刮除，提高了其对太阳光的转化效率。
优选的，所述透明罩管底部的内侧壁上固定连接有限位环，可对活动板进行限位。
优选的，所述透明罩管的内侧壁上设有条形滑槽，所述活动板的侧壁上固定连接有限位块，所述限位块设位于条形滑槽内并与条形滑槽密封滑动连接，保证活动板仅可在透明罩管内滑动。
优选的，所述透明罩管外转动套接有滑套，所述滑套的外圈侧壁上周向等距排布有多个扇叶，所述滑套的侧壁上固定安装有永磁块，所述转轴的侧壁上固定连接有与永磁块匹配设置的磁铁块，所述永磁块与磁铁块之间异极相吸，转动杆转动时带动磁铁块转动，在磁力作用下吸引永磁块同步转动，继而通过滑套带动扇叶转动，加速透明罩管表面气流流动，起到了散热的效果，加快了集热管内水体的降温速度，进一步抑制水垢产生。
附图说明
图1是本发明提供的一种无水垢型太阳能热水器用集热管实施例1的结构示意图；
图2是本发明提供的一种无水垢型太阳能热水器用集热管实施例2的结构示意图。
图中，1集热管；2透明罩管；3活动板；4转动杆；5螺旋叶轮；6刮板；7限位环；8条形滑槽；9限位块；10滑套；11扇叶；12永磁块；13磁铁块。
具体实施方式
以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。
实施例1
如图1所示，一种无水垢型太阳能热水器用集热管，包括与蓄水箱固定连通的集热管1，集热管1外套设有透明罩管2，透明罩管2的上端与蓄水箱固定连接，透明罩管2内填充有二氧化氮和四氧化二氮混合气体，二氧化氮和四氧化二氮之间可发生可逆反应，透明罩管2的内侧壁上密封滑动连接有活动板3，透明罩管2底部的内侧壁上固定连接有限位环7，可对活动板3进行限位，透明罩管2的内侧壁上设有条形滑槽8，活动板3的侧壁上固定连接有限位块9，限位块9设位于条形滑槽8内并与条形滑槽8密封滑动连接，保证活动板3仅可在透明罩管2内滑动，集热管1的中轴线上设有转动杆4，转动杆4的一端依次贯穿集热管1和活动板3，转动杆4与集热管1转动密封连接，转动杆4外设有螺纹且与活动板3螺纹连接，转动杆4外固定套接有螺旋叶轮5，螺旋叶轮5的侧壁上固定连接有两块刮板6。
本实施例的工作原理如下：人们在使用太阳能热水器进行洗浴时，热水的温度在40℃～45℃即可，因此无需将集热管1内的水体加热至70℃以上，即可有效的抑制水垢的产生，则当集热管1内水体温度较低时，透明罩管2内温度较低，二氧化氮和四氧化二氮混合气体在温度较低的环境中，反应平衡向四氧化二氮生成的方向移动，反应方程式为N2O4＝＝2NO2(可逆)，则混合气体中四氧化二氮的含量增大，因二氧化氮呈红棕色，四氧化二氮呈无色，则混合气体的颜色变浅，透光率增大，使集热管1可充分接收阳光照射，对水体进行加热；当集热管1内水体被逐渐加热并接近70℃时，混合气体的反应平衡向二氧化氮生成的方向移动，则混合气体中的二氧化氮含量增大，混合气体颜色变深，透光率降低，对阳光进行遮挡，降低甚至停滞水体的升温，起到了抑制水温的作用，有效的抑制了水垢生成和积累。
在阳光充足的环境中，集热管1内水体升温较快，混合气体的反应平衡向二氧化氮生成的方向移动，混合气体体积膨胀，推动活动板3移动，继而带动与之螺纹连接的转动杆4转动，则螺旋叶轮5转动，推动集热管1内水体流动，加快了集热管1内水体与蓄水箱内的流动交换速度，蓄水箱内的冷水进入换热管内，即加快降低了集热管1内的水温，进一步抑制了水垢的产生，同时，螺旋叶轮5转动带动刮板6在集热管1的内壁上刮动，可将集热管1内壁上积累的水垢刮除，提高了其对太阳光的转化效率。
实施例2
如图2所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：透明罩管2外转动套接有滑套10，滑套10的外圈侧壁上周向等距排布有多个扇叶11，滑套10的侧壁上固定安装有永磁块12，转轴1的侧壁上固定连接有与永磁块12匹配设置的磁铁块13，永磁块12与磁铁块13之间异极相吸。
在本实施例中，转动杆4转动时带动磁铁块13转动，在磁力作用下吸引永磁块12同步转动，继而通过滑套10带动扇叶11转动，加速透明罩管2表面气流流动，起到了散热的效果，加快了集热管1内水体的降温速度，进一步抑制水垢产生。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种无水垢型太阳能热水器用集热管，包括与蓄水箱固定连通的集热管(1)，其特征在于，所述集热管(1)外套设有透明罩管(2)，所述透明罩管(2)的上端与蓄水箱固定连接，所述透明罩管(2)内填充有二氧化氮和四氧化二氮混合气体，所述透明罩管(2)的内侧壁上密封滑动连接有活动板(3)，所述集热管(1)的中轴线上设有转动杆(4)，所述转动杆(4)的一端依次贯穿集热管(1)和活动板(3)，所述转动杆(4)与集热管(1)转动密封连接，所述转动杆(4)外设有螺纹且与活动板(3)螺纹连接，所述转动杆(4)外固定套接有螺旋叶轮(5)，所述螺旋叶轮(5)的侧壁上固定连接有两块刮板(6)。
2.根据权利要求1所述的无水垢型太阳能热水器用集热管，其特征在于，所述透明罩管(2)底部的内侧壁上固定连接有限位环(7)。
3.根据权利要求1所述的无水垢型太阳能热水器用集热管，其特征在于，所述透明罩管(2)的内侧壁上设有条形滑槽(8)，所述活动板(3)的侧壁上固定连接有限位块(9)，所述限位块(9)设位于条形滑槽(8)内并与条形滑槽(8)密封滑动连接。
4.根据权利要求1所述的无水垢型太阳能热水器用集热管，其特征在于，所述透明罩管(2)外转动套接有滑套(10)，所述滑套(10)的外圈侧壁上周向等距排布有多个扇叶(11)，所述滑套(10)的侧壁上固定安装有永磁块(12)，所述转轴1的侧壁上固定连接有与永磁块(12)匹配设置的磁铁块(13)，所述永磁块(12)与磁铁块(13)之间异极相吸。
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