CN111380232A - 一种便于清洁的高效型太阳能集热器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种便于清洁的高效型太阳能集热器，包括安装板、水箱和至少两个集热管，还包括调节机构和至少两个清洁机构，所述调节机构包括转动轴、安装座、驱动组件和两个固定轴承，所述清洁机构包括密封盖、密封筒、活塞块、第一输气管、第二输气管、密封套管、滑杆、弹簧、环形气囊、清洁条和两个支撑盘，所述驱动组件包括电机、第一齿轮和第二齿轮，该便于清洁的高效型太阳能集热器中，通过调节机构可以调节集热器的角度，延长了阳光照射集热器的时间，提高了集热器的加热效率，通过清洁机构可以对集热管内部的水垢进行清洁，提高了集热器清洁的便捷度，进一步提高了集热器的加热效率。

Description

一种便于清洁的高效型太阳能集热器
技术领域
本发明涉及制热设备领域，特别涉及一种便于清洁的高效型太阳能集热器。
背景技术
太阳能集热器是一种将太阳的辐射能转换为热能的设备。由于太阳能比较分散，必须设法把它集中起来，所以，集热器是各种利用太阳能装置的关键部分。由于用途不同，集热器及其匹配的系统类型分为许多种，名称也不同，如用于炊事的太阳灶、用于产生热水的太阳能热水器、用于干燥物品的太阳能干燥器、用于熔炼金属的太阳能熔炉，以及太阳房、太阳能热电站、太阳能海水淡化器等等。
现有技术的太阳能集热器在使用时，集热器的集热管的内部容易产生水垢，而水垢清洁较为困难，降低了集热器使用的便捷度，降低了集热器的加热效率，不仅如此，现有技术的太阳能集热器通常固定安装在墙面上，由于太阳处于运动状态，致使阳光直射集热器的时间较短，降低了集热器的加热效率。
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，提供一种便于清洁的高效型太阳能集热器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种便于清洁的高效型太阳能集热器，包括安装板、水箱和至少两个集热管，所述水箱与安装板的一侧的一端固定连接，各集热管排列设置在安装板的一侧，各集热管的一端均与水箱连通，还包括调节机构和至少两个清洁机构，所述调节机构设置在安装板的远离集热管的一侧，所述清洁机构的数量与集热管的数量相等，所述清洁机构与集热管一一对应，所述清洁机构安装在集热管的内部；
所述调节机构包括转动轴、安装座、驱动组件和两个固定轴承，所述安装座设置在安装板的远离集热管的一侧，所述转动轴与集热管平行，所述转动轴的两端均与安装板固定连接，两个固定轴承的内圈分别与转动轴的两端固定连接，两个固定轴承的外圈均与安装座固定连接，所述驱动组件设置在安装座上，所述驱动组件与转动轴连接；
所述清洁机构包括密封盖、密封筒、活塞块、第一输气管、第二输气管、密封套管、滑杆、弹簧、环形气囊、清洁条和两个支撑盘，所述密封盖盖设在集热管的远离水箱的一端上，所述密封盖的内侧设有内螺纹，所述集热管的远离水箱的一端的外周上设有与内螺纹匹配的外螺纹，所述密封盖与集热管螺纹且密封连接，所述密封筒、第二输气管、滑杆和密封套管均与集热管同轴设置，所述密封筒的一端与密封盖的远离集热管的一端固定连接，所述密封套管与密封筒的另一端固定连接，所述活塞块与密封筒匹配，所述活塞块设置在密封筒的内部，所述活塞块与密封筒滑动且密封连接，所述滑杆穿过密封套管，所述滑杆与密封套管滑动且密封连接，所述滑杆的长度大于密封筒的长度，所述滑杆的一端与活塞块固定连接，所述弹簧套设在滑杆上，所述密封套管通过弹簧与活塞块固定连接，所述弹簧处于压缩状态，所述第一输气管设置在活塞块的远离滑杆的一侧，所述第一输气管的两端均与活塞块的靠近滑杆的一侧连通，所述第二输气管设置在集热管的内部，所述第二输气管的一端与密封盖固定连接，所述第二输气管的一端与第一输气管的中部连通，所述第二输气管的长度小于集热管的长度，所述支撑盘所在的平面与第二输气管垂直，两个支撑盘均与第二输气管的另一端固定连接，所述第二输气管穿过环形气囊，所述环形气囊设置在两个支撑盘之间，所述环形气囊与第二输气管连通，所述清洁条周向均匀设置在环形气囊的外侧。
作为优选，为了提高集热器的自动化程度，所述安装座的内部设有空腔，所述空腔的内部设有PLC。
作为优选，为了给转动轴提供动力，所述驱动组件包括电机、第一齿轮和第二齿轮，所述电机与安装座固定连接，所述电机与第一齿轮传动连接，所述第二齿轮安装在转动轴的中部，所述第一齿轮与第二齿轮啮合。
作为优选，为了提高拉动滑杆的便捷度，所述滑杆的远离活塞块的一端上设有拉环。
作为优选，为了降低拉环发生打滑的几率，所述拉环上设有防滑纹。
作为优选，为了提高密封筒与活塞块之间的密封性能，所述密封筒的内壁上涂有密封脂。
作为优选，为了减小活塞块移动的阻力，所述密封筒的靠近密封盖的一端的一侧设有贯穿孔。
作为优选，为了提高集热管的吸热效率，所述集热管的颜色为黑色。
作为优选，为了提高集热管的稳定性，所述集热管上套设有固定环，所述固定环与安装板固定连接。
作为优选，为了提高对转动轴转动角度控制的精确度，所述电机为伺服电机。
本发明的有益效果是，该便于清洁的高效型太阳能集热器中，通过调节机构可以调节集热器的角度，延长了阳光照射集热器的时间，提高了集热器的加热效率，与现有调节机构相比，该调节机构结构简单，减少了该机构故障点的数量，降低了该机构的故障率，不仅如此，通过清洁机构可以对集热管内部的水垢进行清洁，提高了集热器清洁的便捷度，进一步提高了集热器的加热效率，与现有清洁机构相比，该清洁机构通过纯机械结构驱动运行，提高了该机构运行的可靠性。
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是本发明的便于清洁的高效型太阳能集热器的结构示意图；
图2是本发明的便于清洁的高效型太阳能集热器的调节机构的结构示意图；
图3是本发明的便于清洁的高效型太阳能集热器的清洁机构的结构示意图；
图4是本发明的便于清洁的高效型太阳能集热器的环形气囊与清洁条的安装结构示意图；
图中：1.固定轴承，2.转动轴，3.电机，4.第一齿轮，5.第二齿轮，6.安装座，7.密封筒，8.密封盖，9.固定环，10.集热管，11.水箱，12.滑杆，13.活塞块，14.环形气囊，15.拉环，16.密封套管，17.弹簧，18.第一输气管，19.支撑盘，20.第二输气管，21.清洁条，22.安装板。
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所示，一种便于清洁的高效型太阳能集热器，包括安装板22、水箱11和至少两个集热管10，所述水箱11与安装板22的一侧的一端固定连接，各集热管10排列设置在安装板22的一侧，各集热管10的一端均与水箱11连通，还包括调节机构和至少两个清洁机构，所述调节机构设置在安装板22的远离集热管10的一侧，所述清洁机构的数量与集热管10的数量相等，所述清洁机构与集热管10一一对应，所述清洁机构安装在集热管10的内部；
通过调节机构可以调节集热器的角度，延长了阳光照射集热器的时间，提高了集热器的加热效率，不仅如此，通过清洁机构可以对集热管10内部的水垢进行清洁，提高了集热器清洁的便捷度，进一步提高了集热器的加热效率；
如图2所示，所述调节机构包括转动轴2、安装座6、驱动组件和两个固定轴承1，所述安装座6设置在安装板22的远离集热管10的一侧，所述转动轴2与集热管10平行，所述转动轴2的两端均与安装板22固定连接，两个固定轴承1的内圈分别与转动轴2的两端固定连接，两个固定轴承1的外圈均与安装座6固定连接，所述驱动组件设置在安装座6上，所述驱动组件与转动轴2连接；
操作人员将安装座6安装在墙面，在固定轴承1的支撑作用下，提高了安装座6与转动轴2连接的稳定性，则在转动轴2的支撑作用下，提高了安装板22的稳定性，通过驱动组件提供动力，驱动转动轴2转动，则通过转动轴2驱动安装板22安装一定的速度转动，则通过安装板22驱动集热管10跟随太阳转动，延长了阳光照射集热管10的时间，提高了集热器的加热效率；
如图3-4所示，所述清洁机构包括密封盖8、密封筒7、活塞块13、第一输气管18、第二输气管20、密封套管16、滑杆12、弹簧17、环形气囊14、清洁条21和两个支撑盘19，所述密封盖8盖设在集热管10的远离水箱11的一端上，所述密封盖8的内侧设有内螺纹，所述集热管10的远离水箱11的一端的外周上设有与内螺纹匹配的外螺纹，所述密封盖8与集热管10螺纹且密封连接，所述密封筒7、第二输气管20、滑杆12和密封套管16均与集热管10同轴设置，所述密封筒7的一端与密封盖8的远离集热管10的一端固定连接，所述密封套管16与密封筒7的另一端固定连接，所述活塞块13与密封筒7匹配，所述活塞块13设置在密封筒7的内部，所述活塞块13与密封筒7滑动且密封连接，所述滑杆12穿过密封套管16，所述滑杆12与密封套管16滑动且密封连接，所述滑杆12的长度大于密封筒7的长度，所述滑杆12的一端与活塞块13固定连接，所述弹簧17套设在滑杆12上，所述密封套管16通过弹簧17与活塞块13固定连接，所述弹簧17处于压缩状态，所述第一输气管18设置在活塞块13的远离滑杆12的一侧，所述第一输气管18的两端均与活塞块13的靠近滑杆12的一侧连通，所述第二输气管20设置在集热管10的内部，所述第二输气管20的一端与密封盖8固定连接，所述第二输气管20的一端与第一输气管18的中部连通，所述第二输气管20的长度小于集热管10的长度，所述支撑盘19所在的平面与第二输气管20垂直，两个支撑盘19均与第二输气管20的另一端固定连接，所述第二输气管20穿过环形气囊14，所述环形气囊14设置在两个支撑盘19之间，所述环形气囊14与第二输气管20连通，所述清洁条21周向均匀设置在环形气囊14的外侧；
当需要对集热管10内部的水垢进行清洁时，操作人员将密封盖8从集热管10上拧下，之后操作人员拉动滑杆12，实际上，弹簧17的弹力小于密封盖8和密封筒7的重力，使滑杆12沿着密封套管16向远离集热管10的方向移动，则通过滑杆12拉动活塞块13移动，则在活塞块13的作用下，将密封筒7内部位于活塞块13的靠近滑杆12的一侧的空气通过第一输气管18和第二输气管20注入环形气囊14内部，在支撑盘19的支撑作用下，提高了环形气囊14与第二输气管20连接的牢固度，则使环形气囊14膨胀，使清洁条21与集热管10的内壁紧密抵靠，则在操作人员将第二输气管20从集热管10内部取出的过程中，通过清洁条21可以将集热管10内壁上的水垢刮下，之后通过环形气囊14和清洁条21将水垢从集热管10内部取出，提高了集热管10清洁的便捷度，提高了集热器清洁的便捷度，当操作人员松开滑杆12时，则通过弹簧17推动活塞块13向靠近密封盖8的方向移动，则通过第一输气管18和第二输气管20将环形气囊14内部的空气抽入密封筒7的内部，实现了环形气囊14的收纳，降低了环形气囊14对集热器正常使用的阻碍，同时通过环形气囊14的弹力使清洁条21与集热管10的内壁紧密抵靠，提高了清洁条21对集热管10的清洁效果。
作为优选，为了提高集热器的自动化程度，所述安装座6的内部设有空腔，所述空腔的内部设有PLC；
PLC即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制，通过PLC控制集热器运行，提高了集热器的自动化程度。
如图2所示，所述驱动组件包括电机3、第一齿轮4和第二齿轮5，所述电机3与安装座6固定连接，所述电机3与第一齿轮4传动连接，所述第二齿轮5安装在转动轴2的中部，所述第一齿轮4与第二齿轮5啮合；
通过电机3驱动第一齿轮4转动，则在第二齿轮5的传动作用下，通过第一齿轮4驱动转动轴2转动。
作为优选，为了提高拉动滑杆12的便捷度，所述滑杆12的远离活塞块13的一端上设有拉环15；
操作人员通过拉环15可以拉动滑杆12，提高了操作人员拉动滑杆12的便捷度。
作为优选，为了降低拉环15发生打滑的几率，所述拉环15上设有防滑纹；
通过防滑纹增大了拉环15与操作人员手掌之间的摩擦力，降低了拉环15发生打滑的几率。
作为优选，为了提高密封筒7与活塞块13之间的密封性能，所述密封筒7的内壁上涂有密封脂；
通过密封脂减小了密封筒7与活塞块13之间的间隙，提高了密封筒7与活塞块13之间的密封性能。
作为优选，为了减小活塞块13移动的阻力，所述密封筒7的靠近密封盖8的一端的一侧设有贯穿孔；
通过贯穿孔使密封筒7内部的气压可以进行调节，降低了气压对活塞块13产生的阻力。
作为优选，为了提高集热管10的吸热效率，所述集热管10的颜色为黑色；
由于黑色对热量具有较好的吸收效果，提高了集热管10的吸热效率。
作为优选，为了提高集热管10的稳定性，所述集热管10上套设有固定环9，所述固定环9与安装板22固定连接；
通过固定环9对集热管10的支撑作用，提高了集热管10的稳定性。
作为优选，为了提高对转动轴2转动角度控制的精确度，所述电机3为伺服电机。
通过驱动组件提供动力，驱动转动轴2转动，则通过转动轴2驱动安装板22安装一定的速度转动，则通过安装板22驱动集热管10跟随太阳转动，延长了阳光照射集热管10的时间，提高了集热器的加热效率，当需要对集热管10内部的水垢进行清洁时，操作人员将密封盖8从集热管10上拧下，之后操作人员拉动滑杆12，实际上，弹簧17的弹力小于密封盖8和密封筒7的重力，使滑杆12沿着密封套管16向远离集热管10的方向移动，则通过滑杆12拉动活塞块13移动，则在活塞块13的作用下，将密封筒7内部位于活塞块13的靠近滑杆12的一侧的空气通过第一输气管18和第二输气管20注入环形气囊14内部，在支撑盘19的支撑作用下，提高了环形气囊14与第二输气管20连接的牢固度，则使环形气囊14膨胀，使清洁条21与集热管10的内壁紧密抵靠，则在操作人员将第二输气管20从集热管10内部取出的过程中，通过清洁条21可以将集热管10内壁上的水垢刮下，之后通过环形气囊14和清洁条21将水垢从集热管10内部取出，提高了集热管10清洁的便捷度，提高了集热器清洁的便捷度。
与现有技术相比，该便于清洁的高效型太阳能集热器中，通过调节机构可以调节集热器的角度，延长了阳光照射集热器的时间，提高了集热器的加热效率，与现有调节机构相比，该调节机构结构简单，减少了该机构故障点的数量，降低了该机构的故障率，不仅如此，通过清洁机构可以对集热管10内部的水垢进行清洁，提高了集热器清洁的便捷度，进一步提高了集热器的加热效率，与现有清洁机构相比，该清洁机构通过纯机械结构驱动运行，提高了该机构运行的可靠性。
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)

1.一种便于清洁的高效型太阳能集热器，包括安装板(22)、水箱(11)和至少两个集热管(10)，所述水箱(11)与安装板(22)的一侧的一端固定连接，各集热管(10)排列设置在安装板(22)的一侧，各集热管(10)的一端均与水箱(11)连通，其特征在于，还包括调节机构和至少两个清洁机构，所述调节机构设置在安装板(22)的远离集热管(10)的一侧，所述清洁机构的数量与集热管(10)的数量相等，所述清洁机构与集热管(10)一一对应，所述清洁机构安装在集热管(10)的内部；
所述调节机构包括转动轴(2)、安装座(6)、驱动组件和两个固定轴承(1)，所述安装座(6)设置在安装板(22)的远离集热管(10)的一侧，所述转动轴(2)与集热管(10)平行，所述转动轴(2)的两端均与安装板(22)固定连接，两个固定轴承(1)的内圈分别与转动轴(2)的两端固定连接，两个固定轴承(1)的外圈均与安装座(6)固定连接，所述驱动组件设置在安装座(6)上，所述驱动组件与转动轴(2)连接；
所述清洁机构包括密封盖(8)、密封筒(7)、活塞块(13)、第一输气管(18)、第二输气管(20)、密封套管(16)、滑杆(12)、弹簧(17)、环形气囊(14)、清洁条(21)和两个支撑盘(19)，所述密封盖(8)盖设在集热管(10)的远离水箱(11)的一端上，所述密封盖(8)的内侧设有内螺纹，所述集热管(10)的远离水箱(11)的一端的外周上设有与内螺纹匹配的外螺纹，所述密封盖(8)与集热管(10)螺纹且密封连接，所述密封筒(7)、第二输气管(20)、滑杆(12)和密封套管(16)均与集热管(10)同轴设置，所述密封筒(7)的一端与密封盖(8)的远离集热管(10)的一端固定连接，所述密封套管(16)与密封筒(7)的另一端固定连接，所述活塞块(13)与密封筒(7)匹配，所述活塞块(13)设置在密封筒(7)的内部，所述活塞块(13)与密封筒(7)滑动且密封连接，所述滑杆(12)穿过密封套管(16)，所述滑杆(12)与密封套管(16)滑动且密封连接，所述滑杆(12)的长度大于密封筒(7)的长度，所述滑杆(12)的一端与活塞块(13)固定连接，所述弹簧(17)套设在滑杆(12)上，所述密封套管(16)通过弹簧(17)与活塞块(13)固定连接，所述弹簧(17)处于压缩状态，所述第一输气管(18)设置在活塞块(13)的远离滑杆(12)的一侧，所述第一输气管(18)的两端均与活塞块(13)的靠近滑杆(12)的一侧连通，所述第二输气管(20)设置在集热管(10)的内部，所述第二输气管(20)的一端与密封盖(8)固定连接，所述第二输气管(20)的一端与第一输气管(18)的中部连通，所述第二输气管(20)的长度小于集热管(10)的长度，所述支撑盘(19)所在的平面与第二输气管(20)垂直，两个支撑盘(19)均与第二输气管(20)的另一端固定连接，所述第二输气管(20)穿过环形气囊(14)，所述环形气囊(14)设置在两个支撑盘(19)之间，所述环形气囊(14)与第二输气管(20)连通，所述清洁条(21)周向均匀设置在环形气囊(14)的外侧。
2.如权利要求1所述的便于清洁的高效型太阳能集热器，其特征在于，所述安装座(6)的内部设有空腔，所述空腔的内部设有PLC。
3.如权利要求1所述的便于清洁的高效型太阳能集热器，其特征在于，所述驱动组件包括电机(3)、第一齿轮(4)和第二齿轮(5)，所述电机(3)与安装座(6)固定连接，所述电机(3)与第一齿轮(4)传动连接，所述第二齿轮(5)安装在转动轴(2)的中部，所述第一齿轮(4)与第二齿轮(5)啮合。
4.如权利要求1所述的便于清洁的高效型太阳能集热器，其特征在于，所述滑杆(12)的远离活塞块(13)的一端上设有拉环(15)。
5.如权利要求4所述的便于清洁的高效型太阳能集热器，其特征在于，所述拉环(15)上设有防滑纹。
6.如权利要求1所述的便于清洁的高效型太阳能集热器，其特征在于，所述密封筒(7)的内壁上涂有密封脂。
7.如权利要求1所述的便于清洁的高效型太阳能集热器，其特征在于，所述密封筒(7)的靠近密封盖(8)的一端的一侧设有贯穿孔。
8.如权利要求1所述的便于清洁的高效型太阳能集热器，其特征在于，所述集热管(10)的颜色为黑色。
9.如权利要求1所述的便于清洁的高效型太阳能集热器，其特征在于，所述集热管(10)上套设有固定环(9)，所述固定环(9)与安装板(22)固定连接。
10.如权利要求3所述的便于清洁的高效型太阳能集热器，其特征在于，所述电机(3)为伺服电机。
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