CN111457603B - 一种自除水垢式太阳能真空管 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自除水垢式太阳能真空管,包括由内管和外管组成的太阳能真空管,所述外管由透明的隔热材料制成,所述内管的外壁上设有第一吸热涂层,所述外管的侧壁开设有储液腔,所述储液腔内密封滑动连接有活塞,所述内管内滑动连接有铁制的刮环,所述活塞的下端固定连接有螺杆,所述储液腔的内底部转动连接有与螺杆配合的螺纹套筒,所述螺纹套筒的侧壁设有第二吸热涂层。本发明通过吸热涂层吸收光能转换为热能可使储液腔内的低沸点蒸发液吸热蒸发汽化,并不断将汽化的蒸发液排入条形槽内而推动磁性的滑块上移,同时吸引铁制的刮环上移,可将内管管壁上的水垢进行刮除,从而避免水垢对真空管造成损害。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能热水器配件技术领域,尤其涉及一种自除水垢式太阳能真空管。
背景技术
太阳能热水器真空管是太阳能热水器的核心元件,真空管质量的优劣直接影响到太阳能热水器的使用寿命和性能。
和其他热水器一样,在长期使用过后,水中的杂质在受热后易变成水垢粘附在真空管内壁上,而水垢又阻隔了吸热涂层与管内水之间的热量交换,导致热交换效率大大降低,同时水垢太厚时,还会导致太阳能真空管上的吸热涂层因热量不能及时向外散发,长此以往,吸热涂层极易脱落,从而影响了真空管的集热效率和使用寿命。
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,而提出的一种自除水垢式太阳能真空管。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种自除水垢式太阳能真空管,包括由内管和外管组成的太阳能真空管,所述外管由透明的隔热材料制成,所述内管的外壁上设有第一吸热涂层,所述外管的侧壁开设有储液腔,所述储液腔内密封滑动连接有活塞,所述内管内滑动连接有铁制的刮环,所述活塞的下端固定连接有螺杆,所述储液腔的内底部转动连接有与螺杆配合的螺纹套筒,所述螺纹套筒的侧壁设有第二吸热涂层,且所述储液腔内填充有低沸点蒸发液,所述外管的侧壁开设有条形槽,所述条形槽内密封滑动连接有磁性材料制成的滑块,且所述滑块的下端通过弹簧弹性连接在条形槽的内底部,所述条形槽与储液腔之间连通有进液管与回流管,且所述进液管与回流管内分别安装有单向阀与温控阀。
优选地,所述内管内底部的轴心处固定连接有往复丝杠,所述往复丝杠上设有与其配合的丝杠螺母,且所述丝杠螺母通过连杆固定连在刮环的内壁上,所述丝杠螺母的侧壁上固定连接有多个扰流叶片。
本发明具有以下有益效果:
1、通过设置储液腔、带吸热涂层的螺纹套筒、低沸点蒸发液、磁性的滑块与铁制的刮环等部件,吸热涂层吸收光能转换为热能可使储液腔内的低沸点蒸发液吸热蒸发汽化,并不断将汽化的蒸发液排入条形槽内而推动磁性的滑块上移,同时吸引铁制的刮环上移,可将内管管壁上的水垢进行刮除,从而避免水垢对真空管造成损害;
2、通过设置螺杆、条形槽、进液管、回流管、滑块与弹簧等部件,可在活塞上升至进液管的进液口位置时,螺杆使螺纹套筒转动,将吸热涂层转动至背光面,停止吸收光能,而已汽化的蒸发液由进液管导至条形槽内,活塞下移又重新将吸热涂层裸露出来,可以重新吸收光能,如此往复循环,可使排气时呈脉冲性变化,使得排入条形槽气压瞬间增大并推动滑块猛然上移一段距离,随后又在弹簧的作用下下移一小段距离,如此可在推动滑块上移的过程中,使滑块及刮环不断发生上下往复移动,从而提升对水垢的刮除效率,并将水垢刮除的更加彻底;
3、通过设置往复丝杠、丝杠螺母等部件,可刮环上下移动时,可随丝杠螺母一起转动,如此边旋转边上下移动,进一步提升对水垢的清除效率;
4、通过设置与丝杠螺母固定连接的扰流叶片,可在丝杠螺母转动的同时带动扰流叶片一起转动,可加速管内热、冷水的混合速度,还可提升对水的加热效率。
附图说明
图1为本发明提出的实施例一中的结构示意图;
图2为图1中的A处结构放大示意图;
图3为本发明提出的实施例二中的结构示意图。
图中:1外管、2内管、21第一吸热涂层、3储液腔、4活塞、5螺杆、6刮环、7回流管、71温控阀、8条形槽、9进液管、91单向阀、10螺纹套筒、101第二吸热涂层、11滑块、12弹簧、121排气孔、13往复丝杠、14丝杠螺母、15扰流叶片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1-2,一种自除水垢式太阳能真空管,包括由内管2和外管1组成的太阳能真空管,外管1由透明的隔热材料制成。值得一提的是,由隔热材料制成的外管1还具有良好的保温功能,能够避免内管2热量散失。
内管2的外壁上设有第一吸热涂层21,外管1的侧壁开设有储液腔3,储液腔3内密封滑动连接有活塞4,内管2内滑动连接有铁制的刮环6,且刮环6的外壁上涂有一层防锈涂层,活塞4的下端固定连接有螺杆5,储液腔3的内底部转动连接有与螺杆5配合的螺纹套筒10,螺纹套筒10的侧壁设有第二吸热涂层101。
需要说明的是,第一吸热涂层21及第二吸热涂层101均为颜色较深的铝氮铝涂层,可以吸收太阳的辐射热并转换为热能。
且设在螺纹套筒10上的第二吸热涂层101只覆盖在螺纹套筒10圆周侧壁的一部分,第二吸热涂层101随螺纹套筒10的转动不断进入螺纹套筒10的迎光侧与背光侧。
螺纹套筒10的且储液腔3内填充有低沸点蒸发液,具体的,低沸点蒸发液为酒精,外管1的侧壁开设有条形槽8,条形槽8内密封滑动连接有磁性材料制成的滑块11,且滑块11的下端通过弹簧12弹性连接在条形槽8的内底部。
需要说明的是,滑块11及弹簧12均由导热良好的金属材料制成,可将流入条形槽8内的蒸汽热量由滑块11及弹簧12导出,并通过条形槽8上方的空气进行热交换。
条形槽8与储液腔3之间连通有进液管9与回流管7,且进液管9与回流管7内分别安装有单向阀91与温控阀71。
需要说明的是,进液管9与储液腔3的连通处位于储液腔3内壁上的较高位置处,且进液管9的进液口位置高于储液腔3内液面高度,进液管9与条形槽8的连通处位于条形槽8的内壁上的较低位置处,且滑块11的初始位置位于进液管9出液口的上方,回流管7与储液腔3的连通处位于储液腔3的内底部,回流管7与条形槽8的连通处位于条形槽8的内底部。
进一步地,单向阀91只允许蒸发液由进液管9流入条形槽8内,温控阀71在温度区间为20-30度时打开,在温度30度以上时关闭。
本实施例中,初始状态下,第二吸热涂层101设置在螺纹套筒10的迎光侧。当阳光透过透明的外管1照射至储液腔3内螺纹套筒10迎光侧的第二吸热涂层101上时,第二吸热涂层101吸收光能并转化为热能并使储液腔3内的低沸点蒸发液受热蒸发汽化,同时汽化的蒸发液将推动活塞4及螺杆5向上移动,此时与螺杆5相配合的螺纹套筒10也随之转动。需要说明的是,此时温控阀71处于温度较高的关闭状态,蒸发液无法流入回流管7内。
当活塞4上移至进液管9的进液口上方时,此时螺纹套筒10上的第二吸热涂层101正好进入螺纹套筒10的背光面,阳光无法照射到第二吸热涂层101上而无法产生热能,低沸点蒸发液汽化速度大大降低并逐渐停止,同时已经汽化的蒸发液沿进液管9流入条形槽8内,储液腔3内气压减小,活塞4及螺杆5也随之下移,此时与螺杆5配合的螺纹套筒10反向转动又重新将第二吸热涂层101裸露出来,第二吸热涂层101又开始吸收光能并转换为热能迫使低沸点蒸发液汽化,并再次推动活塞4及螺杆5上移。如此循环,可使得活塞4在进液管9的进液口位置处上下往复移动,同时汽化的蒸发液也随活塞4的上下移动而呈脉冲形式排入条形槽8内,这样每当由汽化蒸发液排入条形槽8内时,条形槽8内气压瞬间增大,可迅速推动滑块11猛然上移一段距离,随后条形槽8内气压恢复,弹簧12拉动滑块11下移一小段距离,随着大量的汽化的蒸发液不断排入条形槽4内时,滑块11也不断上下移动着向上移动,同时由磁性材料制成的滑块11也吸引着铁制的刮环6不断上下移动着向上移动,可将粘附在内管2内壁上的水垢彻底清除。
刮除的水垢将进入内管2内的水中,并在使用时排出,而太阳能热水器所产生的热水多是作洗浴用,少量随水排出的水垢对人体并无危害。
同时需要说明的是:本装置除水垢时刮环6只是刮除内管2内侧壁的水垢,对内管2底部并未作出处理,这是因为,太阳能真空管一般是倾斜设置,利用表面积较大的圆周侧壁来吸收光能,所以内管2上的第一吸热涂层21一般只覆盖在管道圆周侧壁上,而不覆盖底部,因此内管2内底部的水垢对管道几乎不产生影响,因此无需做出处理。
沿进液管9流入条形槽8内的汽化蒸发液,将推动滑块11上移并使弹簧12伸长。在夜晚温度较低时,流入条形槽8内的汽化蒸发液的内部热量由金属材料制成的滑块11及弹簧12导出,并通过条形槽8上方的空气进行热量交换,将逐渐冷凝为液体。同时在夜间温度较低时,温控阀71也处于开启状态,在弹簧12的弹力作用下,弹簧12拉动滑块11下移,并条形槽8内的蒸发液沿导流管7重新挤入储液腔3内,因此本装置可长期循环使用。
实施例二:
参照图3,与实施例一不同的是,内管2内底部的轴心处固定连接有往复丝杠13,往复丝杠13上设有与其配合的丝杠螺母14,且丝杠螺母14通过连杆固定连在刮环6的内壁上,丝杠螺母14的侧壁上固定连接有多个扰流叶片15。
本实施例中,刮环6在上下往复移动过程中,将带动与其固定连接的丝杠螺母14一起上下移动,而丝杠螺母14又是设置在往复丝杠13上的,因此丝杠螺母14在上下移动也会发生来回转动,并带动刮环6来回转动,如此既旋转又上下移动的刮环6将对内管2管壁上的一些顽固的水垢清除的更加彻底,同时也提升了清除效率。
丝杠螺母14来回转动的同时将带动扰流叶片15一起转动,从而可对内管2内的水体进行搅拌混合,加快内管2内冷、热水的热交换速度,从而提升对内管2内水体的加热效率。
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 (1)
1.一种自除水垢式太阳能真空管,包括由内管(2)和外管(1)组成的太阳能真空管,其特征在于,所述外管(1)由透明的隔热材料制成,所述内管(2)的外壁上设有第一吸热涂层(21),所述外管(1)的侧壁开设有储液腔(3),所述储液腔(3)内密封滑动连接有活塞(4),所述内管(2)内滑动连接有铁制的刮环(6),所述活塞(4)的下端固定连接有螺杆(5),所述储液腔(3)的内底部转动连接有与螺杆(5)配合的螺纹套筒(10),所述螺纹套筒(10)的侧壁设有第二吸热涂层(101),且所述储液腔(3)内填充有低沸点蒸发液,所述外管(1)的侧壁开设有条形槽(8),所述条形槽(8)内密封滑动连接有磁性材料制成的滑块(11),由磁性材料制成的滑块(11)也吸引着铁制的刮环(6)不断上下移动着向上移动,且所述滑块(11)的下端通过弹簧(12)弹性连接在条形槽(8)的内底部,所述条形槽(8)与储液腔(3)之间连通有进液管(9)与回流管(7),且所述进液管(9)与回流管(7)内分别安装有单向阀(91)与温控阀(71);
所述内管(2)内底部的轴心处固定连接有往复丝杠(13),所述往复丝杠(13)上设有与其配合的丝杠螺母(14),且所述丝杠螺母(14)通过连杆固定连在刮环(6)的内壁上,所述丝杠螺母(14)的侧壁上固定连接有多个扰流叶片(15);进液管(9)与储液腔(3)的连通处位于储液腔(3)内壁上的较高位置处,且进液管(9)的进液口位置高于储液腔(3)内液面高度,进液管(9)与条形槽(8)的连通处位于条形槽(8)的内壁上的较低位置处,且滑块(11)的初始位置位于进液管(9)出液口的上方,回流管(7)与储液腔(3)的连通处位于储液腔(3)的内底部,回流管(7)与条形槽(8)的连通处位于条形槽(8)的内底部;设在螺纹套筒(10)上的第二吸热涂层(101)只覆盖在螺纹套筒(10)圆周侧壁的一部分,第二吸热涂层(101)随螺纹套筒(10)的转动不断进入螺纹套筒(10)的迎光侧与背光侧;初始状态下,第二吸热涂层(101)设置在螺纹套筒(10)的迎光侧。
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