CN113983704A - 一种槽式聚光型太阳能热利用热水装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及太阳能领域，尤其涉及一种槽式聚光型太阳能热利用热水装置，包括有主架、支杆、弧形架、第一扭力弹簧、聚光热水组件等；主架上对称联接有支杆，两支杆之间共同转动式连接有弧形架，弧形架与主架之间对称连接有第一扭力弹簧，支杆上设有聚光热水组件。反光镜及其上装置的角度会跟随太阳直射点缓慢地变化，使太阳光始终可以精准地照射在反光镜上，从而可以进一步地提高太阳能的利用率，达到了能够进一步地提高热水的加热效率的效果。

Description

一种槽式聚光型太阳能热利用热水装置

技术领域

本发明涉及太阳能领域，尤其涉及一种槽式聚光型太阳能热利用热水装置。

背景技术

我国幅员广大，有着十分丰富的太阳能资源，太阳能是一种可再生能源，它是指太阳的热辐射能，在现代一般用作发电或者为热水器提供能源，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。

传统的热水器把太阳能转换成热能主要依靠真空集热管，真空集热管不具备将太阳光聚集的功能，且由于传统的热水器是固定安装的，造成传统的热水器只能固定接收一部分的太阳光的问题，从而导致传统的热水器对太阳的利用率不高，不利于高效地利用太阳能将水加热，同时由于热水器是安装在露天环境下的，热水器被雨水淋后，若不及时将热水器上的水滴去除，则会影响热水器后续的正常工作。

发明内容

基于此，有必要针对以上问题提出一种能够充分高效地利用太阳能加热水、能够自动地将设备集热零件上的水滴擦除的槽式聚光型太阳能热利用热水装置，以解决上述背景技术中提出的现有技术不利于高效地利用太阳能将水加热、不能及时将热水器上的水滴去除的问题。

技术方案：一种槽式聚光型太阳能热利用热水装置，包括有主架、支杆、弧形架、第一扭力弹簧、聚光热水组件、固定支板、安装块和动力调位组件：支杆，主架上对称联接有支杆；

弧形架，两支杆之间共同转动式连接有弧形架；

第一扭力弹簧，弧形架与主架之间对称连接有第一扭力弹簧；

聚光热水组件，支杆上设有聚光热水组件，聚光热水组件用于聚集太阳光将水加热；

固定支板，主架上联接有固定支板；

安装块，主架上联接有安装块；

动力调位组件，固定支板上设有动力调位组件，动力调位组件用于调节聚光热水组件的角度，起调整太阳光的照射角度的作用。

此外，特别优选的是，聚光热水组件包括有热水筒、顶部空筒、进水管、放水管和反光镜，两支杆之间共同固定连接有热水筒，热水筒上连通有顶部空筒，热水筒上连通有进水管，进水管与主架联接，热水筒上连通有放水管，弧形架上联接有反光镜。

此外，特别优选的是，反光镜采用弧面结构，用于聚集太阳光并将其反射在热水筒上。

此外，特别优选的是，动力调位组件包括有第一光伏板、第二光伏板、发电机、动力小齿轮、传动轴、传动大齿轮、推动齿轮、弧形齿圈、固定圆柱、活动拨杆、第二扭力弹簧和顶杆，弧形架上联接有第一光伏板，弧形架上联接有第二光伏板，固定支板上固定安装有发电机，发电机输出轴与固定支板转动式连接，发电机输出轴一端联接有动力小齿轮，固定支板上转动式连接有传动轴，传动轴上联接有传动大齿轮，传动大齿轮与动力小齿轮啮合，传动轴上联接有推动齿轮，弧形架上联接有弧形齿圈，弧形齿圈与推动齿轮啮合，弧形架上呈弧线分布式联接有固定圆柱，安装块上转动式连接有活动拨杆，活动拨杆与其中一固定圆柱接触，活动拨杆与安装块之间连接有第二扭力弹簧，安装块上联接有顶杆，顶杆与活动拨杆接触。

此外，特别优选的是，还包括有热水更换组件，热水更换组件设于顶部空筒上，热水更换组件包括有固定杆、推动汽轮、提升杆、连接杆、水阀、固定弯管、浮板、固定导向杆和按压挡板，顶部空筒内顶部联接有固定杆，固定杆上滑动式连接有推动汽轮，推动汽轮上联接有提升杆，提升杆与顶部空筒滑动式连接，提升杆上滑动式连接有连接杆，放水管上转动式连接有水阀，水阀与连接杆限位配合，热水筒内部联接有固定弯管，固定弯管上滑动式连接有浮板，热水筒内部联接有固定导向杆，固定导向杆上滑动式连接有按压挡板，按压挡板穿过热水筒，按压挡板与热水筒贴合。

此外，特别优选的是，提升杆靠近顶部空筒一侧采用弧面板结构，用于将顶部空筒密封。

此外，特别优选的是，还包括有复位组件，复位组件设于弧形架上，复位组件包括有固定推板、安装槽板、旋转轴、旋转小齿轮、导向齿条、旋转大齿轮、滑动齿条和固定推条，弧形架上联接有固定推板，主架上联接有安装槽板，主架上转动式连接有旋转轴，旋转轴上联接有旋转小齿轮，安装槽板上滑动式连接有导向齿条，导向齿条与旋转小齿轮啮合，旋转轴上联接有旋转大齿轮，主架上滑动式连接有滑动齿条，滑动齿条与旋转大齿轮啮合，滑动齿条上联接有固定推条，固定推条与活动拨杆接触。

此外，特别优选的是，还包括有水滴刮除组件，水滴刮除组件设于支杆上，水滴刮除组件包括有固定三角架、弧形挡雨板和活动海绵筒，支杆上联接有固定三角架，两固定三角架之间共同联接有一对弧形挡雨板，两固定三角架之间共同转动式连接有活动海绵筒。

此外，特别优选的是，还包括有复位缓冲组件，复位缓冲组件设于主架上，复位缓冲组件包括有固定弧形槽板、固定L形架、卡紧杆和卡紧弹簧，弧形架上联接有固定弧形槽板，主架上联接有固定L形架，固定L形架上滑动式连接有卡紧杆，卡紧杆卡入至固定弧形槽板上的其中一卡槽上，卡紧杆与固定L形架之间连接有卡紧弹簧。

有益效果：

由于反光镜采用弧面结构，使得反光镜可以将太阳光聚集并反射在热水筒上，从而可以提高对太阳能的利用率，以提高加热效率，实现了能够充分高效地利用太阳能加热水的目的。

反光镜及其上装置的角度会跟随太阳直射点缓慢地变化，使太阳光始终可以精准地照射在反光镜上，从而可以进一步地提高太阳能的利用率，达到了能够进一步地提高热水的加热效率的效果。

当热水筒内部的水温度升高到一定值时，水阀会自动地打开，使热水筒内部的热水可以通过放水管排出，随后外部的水可以通过进水管重新注入至热水筒内部，以实现自动地将热水筒内部的水更换的目的，便于连续地将水加热。

活动海绵筒可以将反光镜表面上的水滴擦除，以防止反光镜上积累有过多的水滴，从而可以起到保护反光镜的作用，以延长其使用寿命。

附图说明

图1为本发明的第一种立体结构示意图。

图2为本发明的第二种立体结构示意图。

图3为本发明的第三种立体结构示意图。

图4为本发明聚光热水组件的立体结构示意图。

图5为本发明的部分立体结构示意图。

图6为本发明A的放大立体结构示意图。

图7为本发明聚光热水组件的部分立体结构示意图。

图8为本发明聚光热水组件的部分剖视立体结构示意图。

图9为本发明热水更换组件的第一种部分剖视立体结构示意图。

图10为本发明热水更换组件的部分拆分立体结构示意图。

图11为本发明热水更换组件的第二种部分剖视立体结构示意图。

图12为本发明复位组件的第一种部分立体结构示意图。

图13为本发明复位组件的第二种部分立体结构示意图。

图14为本发明水滴刮除组件的立体结构示意图。

图15为本发明复位缓冲组件的立体结构示意图。

在图中：1、主架，2、支杆，3、弧形架，31、第一扭力弹簧，4、聚光热水组件，41、热水筒，42、顶部空筒，43、进水管，44、放水管，45、反光镜，5、固定支板，6、安装块，7、动力调位组件，71、第一光伏板，72、第二光伏板，73、发电机，74、动力小齿轮，75、传动轴，76、传动大齿轮，77、推动齿轮，78、弧形齿圈，79、固定圆柱，710、活动拨杆，711、第二扭力弹簧，712、顶杆，8、热水更换组件，81、固定杆，82、推动汽轮，83、提升杆，84、连接杆，85、水阀，86、固定弯管，87、浮板，88、固定导向杆，89、按压挡板，9、复位组件，91、固定推板，92、安装槽板，93、旋转轴，94、旋转小齿轮，95、导向齿条，96、旋转大齿轮，97、滑动齿条，98、固定推条，10、水滴刮除组件，101、固定三角架，102、弧形挡雨板，103、活动海绵筒，11、复位缓冲组件，111、固定弧形槽板，112、固定L形架，113、卡紧杆，114、卡紧弹簧。

具体实施方式

本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。

实施例1

一种槽式聚光型太阳能热利用热水装置，如图1-7所示，包括有主架1、支杆2、弧形架3、第一扭力弹簧31、聚光热水组件4、固定支板5、安装块6和动力调位组件7，主架1上对称联接有支杆2，两支杆2之间共同转动式连接有弧形架3，弧形架3与主架1之间对称连接有用于带动弧形架3复位的第一扭力弹簧31，支杆2上设有用于聚集太阳光的聚光热水组件4，主架1上联接有固定支板5，主架1上联接有安装块6，固定支板5上设有用于调节聚光热水组件4的角度的动力调位组件7。

聚光热水组件4包括有热水筒41、顶部空筒42、进水管43、放水管44和反光镜45，两支杆2之间共同固定连接有热水筒41，热水筒41呈圆筒状，热水筒41上连通有顶部空筒42，顶部空筒42位于热水筒41上方，热水筒41上连通有用于向热水筒41内部注入冷水的进水管43，进水管43与主架1联接，热水筒41上连通有用于排出热水的放水管44，弧形架3上联接有用于将太阳光反射的反光镜45。

动力调位组件7包括有第一光伏板71、第二光伏板72、发电机73、动力小齿轮74、传动轴75、传动大齿轮76、推动齿轮77、弧形齿圈78、固定圆柱79、活动拨杆710、第二扭力弹簧711和顶杆712，弧形架3上联接有第一光伏板71，第一光伏板71用于将太阳能转化为电能，弧形架3上联接有第二光伏板72，固定支板5上固定安装有用于发电并驱动该设备运作的发电机73，发电机73输出轴与固定支板5转动式连接，发电机73输出轴一端联接有动力小齿轮74，固定支板5上转动式连接有传动轴75，传动轴75上联接有传动大齿轮76，传动大齿轮76位于动力小齿轮74上方，传动大齿轮76与动力小齿轮74啮合，传动轴75上联接有推动齿轮77，弧形架3上联接有弧形齿圈78，弧形齿圈78位于推动齿轮77上方，弧形齿圈78与推动齿轮77啮合，弧形架3上呈弧线分布式联接有固定圆柱79，安装块6上转动式连接有用于将其中一固定圆柱79卡住的活动拨杆710，活动拨杆710与其中一固定圆柱79接触，活动拨杆710与安装块6之间连接有第二扭力弹簧711，安装块6上联接有用于将活动拨杆710限制住的顶杆712，顶杆712与活动拨杆710接触。

进水管43与外部供水设备连通，通过外部供水设备向进水管43输送水并将水注入热水筒41内部，太阳光照射在反光镜45上，反光镜45则会将太阳光反射并聚集在热水筒41上，以对热水筒41内部的热水进行加热，同时太阳光照射在第一光伏板71与第二光伏板72上，第一光伏板71与第二光伏板72将太阳能转化为电能并带动发电机73发电，发电机73会通过输出轴带动动力小齿轮74逆转并使其带动传动大齿轮76及其上装置缓慢地顺转，推动齿轮77则会带动弧形齿圈78及其上装置缓慢地逆转，以调整反光镜45的角度并使其始终被太阳光直射，在此过程中通过活动拨杆710与第二扭力弹簧711的配合，活动拨杆710可以依次卡住固定圆柱79，防止固定圆柱79及其上装置复位，由于顶杆712的作用，可以对活动拨杆710进行限制，当反光镜45及其上装置转动至最大角度后，手动拨动活动拨杆710使其不再卡住其中一固定圆柱79，第二扭力弹簧711随之会被压缩，第一扭力弹簧31随之会复位并带动弧形架3及其上装置复位，随后松开活动拨杆710，第二扭力弹簧711随之会复位并带动活动拨杆710复位，重复上述操作可以再次使用该设备高效地对热水筒41内部的水进行加热。

实施例2

在实施例1的基础之上，如图8-11所示，还包括有热水更换组件8，用于更换热水筒41内部的水的热水更换组件8设于顶部空筒42上，热水更换组件8包括有固定杆81、推动汽轮82、提升杆83、连接杆84、水阀85、固定弯管86、浮板87、固定导向杆88和按压挡板89，顶部空筒42内顶部联接有固定杆81，固定杆81上滑动式连接有推动汽轮82，推动汽轮82位于顶部空筒42内部，推动汽轮82上联接有提升杆83，提升杆83远离顶部空筒42一侧开有滑槽，提升杆83与顶部空筒42滑动式连接，提升杆83上滑动式连接有连接杆84，连接杆84底端开有滑槽，放水管44上转动式连接有水阀85，水阀85与连接杆84限位配合，热水筒41内部联接有固定弯管86，固定弯管86采用L型，固定弯管86上滑动式连接有浮板87，浮板87具有质量小的特点，热水筒41内部联接有固定导向杆88，固定导向杆88上滑动式连接有按压挡板89，按压挡板89穿过热水筒41，按压挡板89与热水筒41贴合。

随着热水筒41内水的温度的升高，热水筒41内的水会蒸发并产生水蒸气，水蒸气则会带动推动汽轮82及其上装置向上运动并使连接杆84带动水阀85转动，从而使得水阀85打开，热水筒41内的热水则可以通过放水管44排出，随着热水筒41内部热水的减少，热水筒41内部的水蒸气也随之减少，推动汽轮82及其上装置随之会在重力的作用下向下复位，从而使得连接杆84带动水阀85复位，热水筒41内部的水则不再排出，然后随着热水筒41内部水位的下降，按压挡板89随之会向下运动并使其不再挡住热水筒41与进水管43之间的通孔，外部的水随之可以通过进水管43再次注入至热水筒41内部，随后按压挡板89会在水的浮力作用下向上复位并将热水筒41堵住，再然后手动推动按压挡板89向下运动并使其不再堵住热水筒41，当热水筒41内部注满水后，松开按压挡板89，按压挡板89随之会复位，实现了能够自动地更换热水筒41内部的水的目的。

实施例3

在实施例2的基础之上，如图12-13所示，还包括有复位组件9，复位组件9设于弧形架3上，复位组件9包括有固定推板91、安装槽板92、旋转轴93、旋转小齿轮94、导向齿条95、旋转大齿轮96、滑动齿条97和固定推条98，弧形架3上联接有固定推板91，固定推板91呈L型，主架1上联接有安装槽板92，主架1上转动式连接有旋转轴93，旋转轴93上联接有旋转小齿轮94，安装槽板92上滑动式连接有导向齿条95，导向齿条95与旋转小齿轮94啮合，导向齿条95位于旋转小齿轮94上方，旋转轴93上联接有旋转大齿轮96，主架1上滑动式连接有滑动齿条97，滑动齿条97与旋转大齿轮96啮合，滑动齿条97位于旋转大齿轮96下方，滑动齿条97上联接有固定推条98，固定推条98采用L型结构，固定推条98与活动拨杆710接触。

当反光镜45及其上装置转动至最大角度时，固定推板91会与导向齿条95接触，固定推板91会推动导向齿条95运动并使其带动旋转小齿轮94及其上装置转动，旋转大齿轮96则会带动滑动齿条97及其上装置运动并使固定推条98推动活动拨杆710摆动，从而使得活动拨杆710不再卡住其中一固定圆柱79，弧形架3及其上装置随之会复位，代替人手动拨动活动拨杆710，随后第二扭力弹簧711随之会复位并带动活动拨杆710复位，活动拨杆710会带动固定推条98及其上装置相继反向复位，通过上述操作以省去人手动拨动活动拨杆710的麻烦。

实施例4

在实施例3的基础之上，如图14所示，还包括有水滴刮除组件10，用于将反光镜45上表面的水滴擦除的水滴刮除组件10设于支杆2上，水滴刮除组件10包括有固定三角架101、弧形挡雨板102和活动海绵筒103，支杆2上联接有固定三角架101，两固定三角架101之间共同联接有一对弧形挡雨板102，弧形挡雨板102采用弧面结构，两固定三角架101之间共同转动式连接有活动海绵筒103，弧形挡雨板102用于防止雨水将活动海绵筒103淋湿，活动海绵筒103采用海绵材质，活动海绵筒103用于将反光镜45上表面的水滴擦除。

在反光镜45及其上装置缓慢地转动的过程中，由于活动海绵筒103的作用，活动海绵筒103会将反光镜45上表面的水滴擦除，通过弧形挡雨板102，可以防止雨水将活动海绵筒103淋湿，以保持活动海绵筒103的吸水性能，通过上述操作可以有效地防止反光镜45上残留有过多的水滴。

实施例5

在实施例4的基础之上，如图15所示，还包括有复位缓冲组件11，用于缓冲的复位缓冲组件11设于主架1上，复位缓冲组件11包括有固定弧形槽板111、固定L形架112、卡紧杆113和卡紧弹簧114，弧形架3上联接有固定弧形槽板111，固定弧形槽板111底部呈弧线开有圆孔卡槽，主架1上联接有固定L形架112，固定L形架112上滑动式连接有卡紧杆113，卡紧杆113顶端采用圆球状，卡紧杆113卡入至固定弧形槽板111上的其中一卡槽上，卡紧杆113与固定L形架112之间连接有卡紧弹簧114。

在弧形架3及其上装置复位的过程中，通过卡紧杆113、卡紧弹簧114与固定弧形槽板111的配合，可以减慢固定弧形槽板111及其上装置复位的速度，以起到缓冲的作用，从而可以防止由于固定弧形槽板111及其上装置复位的速度过快而造成损伤。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种槽式聚光型太阳能热利用热水装置，其特征是：包括有主架、支杆、弧形架、第一扭力弹簧、聚光热水组件、固定支板、安装块和动力调位组件：

支杆，主架上对称联接有支杆；

弧形架，两支杆之间共同转动式连接有弧形架；

第一扭力弹簧，弧形架与主架之间对称连接有第一扭力弹簧；

聚光热水组件，支杆上设有聚光热水组件，聚光热水组件用于聚集太阳光将水加热；

固定支板，主架上联接有固定支板；

安装块，主架上联接有安装块；

动力调位组件，固定支板上设有动力调位组件，动力调位组件用于调节聚光热水组件的角度，起调整太阳光的照射角度的作用。

2.按照权利要求1所述的一种槽式聚光型太阳能热利用热水装置，其特征是：聚光热水组件包括有热水筒、顶部空筒、进水管、放水管和反光镜，两支杆之间共同固定连接有热水筒，热水筒上连通有顶部空筒，热水筒上连通有进水管，进水管与主架联接，热水筒上连通有放水管，弧形架上联接有反光镜。

3.按照权利要求2所述的一种槽式聚光型太阳能热利用热水装置，其特征是：反光镜采用弧面结构，用于聚集太阳光并将其反射在热水筒上。

4.按照权利要求2所述的一种槽式聚光型太阳能热利用热水装置，其特征是：动力调位组件包括有第一光伏板、第二光伏板、发电机、动力小齿轮、传动轴、传动大齿轮、推动齿轮、弧形齿圈、固定圆柱、活动拨杆、第二扭力弹簧和顶杆，弧形架上联接有第一光伏板，弧形架上联接有第二光伏板，固定支板上固定安装有发电机，发电机输出轴与固定支板转动式连接，发电机输出轴一端联接有动力小齿轮，固定支板上转动式连接有传动轴，传动轴上联接有传动大齿轮，传动大齿轮与动力小齿轮啮合，传动轴上联接有推动齿轮，弧形架上联接有弧形齿圈，弧形齿圈与推动齿轮啮合，弧形架上呈弧线分布式联接有固定圆柱，安装块上转动式连接有活动拨杆，活动拨杆与其中一固定圆柱接触，活动拨杆与安装块之间连接有第二扭力弹簧，安装块上联接有顶杆，顶杆与活动拨杆接触。

5.按照权利要求4所述的一种槽式聚光型太阳能热利用热水装置，其特征是：还包括有热水更换组件，热水更换组件设于顶部空筒上，热水更换组件包括有固定杆、推动汽轮、提升杆、连接杆、水阀、固定弯管、浮板、固定导向杆和按压挡板，顶部空筒内顶部联接有固定杆，固定杆上滑动式连接有推动汽轮，推动汽轮上联接有提升杆，提升杆与顶部空筒滑动式连接，提升杆上滑动式连接有连接杆，放水管上转动式连接有水阀，水阀与连接杆限位配合，热水筒内部联接有固定弯管，固定弯管上滑动式连接有浮板，热水筒内部联接有固定导向杆，固定导向杆上滑动式连接有按压挡板，按压挡板穿过热水筒，按压挡板与热水筒贴合。

6.按照权利要求5所述的一种槽式聚光型太阳能热利用热水装置，其特征是：提升杆靠近顶部空筒一侧采用弧面板结构，用于将顶部空筒密封。

7.按照权利要求5所述的一种槽式聚光型太阳能热利用热水装置，其特征是：还包括有复位组件，复位组件设于弧形架上，复位组件包括有固定推板、安装槽板、旋转轴、旋转小齿轮、导向齿条、旋转大齿轮、滑动齿条和固定推条，弧形架上联接有固定推板，主架上联接有安装槽板，主架上转动式连接有旋转轴，旋转轴上联接有旋转小齿轮，安装槽板上滑动式连接有导向齿条，导向齿条与旋转小齿轮啮合，旋转轴上联接有旋转大齿轮，主架上滑动式连接有滑动齿条，滑动齿条与旋转大齿轮啮合，滑动齿条上联接有固定推条，固定推条与活动拨杆接触。

8.按照权利要求7所述的一种槽式聚光型太阳能热利用热水装置，其特征是：还包括有水滴刮除组件，水滴刮除组件设于支杆上，水滴刮除组件包括有固定三角架、弧形挡雨板和活动海绵筒，支杆上联接有固定三角架，两固定三角架之间共同联接有一对弧形挡雨板，两固定三角架之间共同转动式连接有活动海绵筒。

9.按照权利要求8所述的一种槽式聚光型太阳能热利用热水装置，其特征是：还包括有复位缓冲组件，复位缓冲组件设于主架上，复位缓冲组件包括有固定弧形槽板、固定L形架、卡紧杆和卡紧弹簧，弧形架上联接有固定弧形槽板，主架上联接有固定L形架，固定L形架上滑动式连接有卡紧杆，卡紧杆卡入至固定弧形槽板上的其中一卡槽上，卡紧杆与固定L形架之间连接有卡紧弹簧。

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