CN117109186A - 一种太阳能集热管增热储热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了新能源技术领域的一种太阳能集热管增热储热装置，包括支撑架，支撑架上安装有外框，外框上活动连接有多个集热管，集热管内设有两个空腔，两个空腔相互贯通，两个空腔呈上下开设，两个空腔之间设有储热管，储热管两端均固定连接有气管，气管一端安装有阀门，外框下侧设有多个增热机构，外框上设有移动机构，外框上固定连接有多个导流环，擦拭机构分别与集热管和增热机构活动连接，外框上设有驱动机构，驱动机构与移动机构和增热机构活动连接，支撑架上设有储能机构，有效的提高了设备的集热效率，使设备在使用时集热效率更快，能源利用率更高。

Description

一种太阳能集热管增热储热装置

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，具体为一种太阳能集热管增热储热装置。

背景技术

在各种能源中，太阳能作为一种清洁、高效的新能源，有助于我们解决能源危机等世界性问题，太阳能集热装置的作用是吸收太阳辐射的光，并通过产生的热能提供动力，太阳能集热器有天平板型、真空管型，它们都具有专门的吸热装置，吸收太阳能辐射，转化成热能，然而太阳能在应用过程中仍然存在诸多问题，比如由于导热材料的限制，对于导热的速度存在一定的峰值，这就导致了随着集热管内的温度的不断提升，在高温、高热流密度调节下，通过辐射穿透集热管玻璃而散失的热量也将呈线性增加，导致热损失严重，例如在专利号为：CN202011427426.7中就公开一种技术方案，用于解决上述问题，但是该技术方案在使用时仍存在着一些问题，有设备在收集太阳光时，集热管呈管状，而太阳光由上侧照下上时，集热管受热面仅仅为上侧，而集热管得下侧并不能进行完全照射，从而导致设备在集热时效率受到影响，继而影响了设备的使用效果，且一般集热管都是在户外，由于会外会有灰尘或者异物，如果灰尘覆盖在集热管上，则会导致集热管表面和阳光的接触效率下降，从而导致设备在集热时无法充分的集热，继而降低了设备的实用性。

基于此，本发明设计了一种太阳能集热管增热储热装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能集热管增热储热装置，以解决上述背景技术中提出的设备存在阴影面，导致设备集热效率降低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种太阳能集热管增热储热装置，包括支撑架，所述支撑架上安装有外框，所述外框上活动连接有多个集热管，所述集热管内设有两个空腔，两个所述空腔相互贯通，两个所述空腔呈上下开设，两个所述空腔之间设有储热管，所述储热管两端均固定连接有气管，所述气管一端安装有阀门，所述外框下侧设有多个增热机构，所述外框上设有移动机构，所述外框上固定连接有多个导流环，所述导流环套设在集热管外侧，所述阀门贯通连接在导流环上，所述导流环上固定连接有导热管，所述导热管另一端固定连接有固定环，多个所述固定环相互固定连接，所述固定环固定连接在移动机构上，所述固定环上设有擦拭机构，所述擦拭机构分别与集热管和增热机构活动连接，所述外框上设有驱动机构，所述驱动机构与移动机构和增热机构活动连接，所述支撑架上设有储能机构。

作为本发明的进一步方案，所述外框和支撑架之间设有支撑杆，所述外框转动连接在支撑杆上，所述支撑杆可伸缩。

作为本发明的进一步方案，所述增热机构位于集热管下侧，所述增热机构包括折光板、齿环、第一旋转柱、第一齿轮和第二齿轮，所述外框上转动连接有折光板，所述折光板呈V形，所述折光板下侧安装有齿环，所述外框上转动连接有多个第一旋转柱，多个所述第一旋转柱传动连接，所述第一旋转柱上安装有第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮和齿环相互啮合。

作为本发明的进一步方案，所述移动机构包括丝杆和滑块，所述外框上转动连接有两个丝杆，所述丝杆上螺纹连接有滑块，其中两个固定环固定连接在滑块上，所述滑块滑动连接在外框内。

作为本发明的进一步方案，所述导热管为双层，所述导热管使用波纹管材质，所述导热管靠近集热管一侧开设有多个透气孔。

作为本发明的进一步方案，所述擦拭机构包括第一弹簧、第一擦拭板、限位杆、第二弹簧和第二擦拭板，所述固定环内侧固定连接有四个第一弹簧，四个所述第一弹簧呈环形排列，所述第一弹簧一端安装有第一擦拭板，所述集热管位于四个第一擦拭板之间，所述第一弹簧内套设有限位杆，所述限位杆可伸缩，所述固定环外侧固定连接有两个第二弹簧，所述第二弹簧一端固定连接有第二擦拭板，所述第二擦拭板和折光板活动连接。

作为本发明的进一步方案，所述驱动机构包括第二旋转柱、第三齿轮、第三旋转柱、驱动电机、伸缩杆和卡块，所述外框上转动连接有第二旋转柱，所述第二旋转柱上安装有第三齿轮，所述第三齿轮和第二齿轮相互啮合，所述外框上转动连接有第三旋转柱，所述第三旋转柱和丝杆传动连接，所述外框上安装有驱动电机，所述驱动电机输出端固定连接有伸缩杆，所述伸缩杆上安装有卡块，所述卡块分别与第二旋转柱和第三旋转柱活动连接。

作为本发明的进一步方案，所述储能机构包括太阳能板和蓄电池，所述外框上安装有太阳能板，所述支撑架上安装有蓄电池，所述蓄电池和太阳能板电性连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过通过设备中的集热管对太阳所产生的热量进行收集，并且使热量作用在液体上，从而对液体进行加热，而当集热管对液体进行加热时，液体的热量同时对储液管进行加热，使储热管内部产生大量的热气，当设备在夜晚无法照射太阳光时，储热管将热气流通过导热管作用在集热管上，使集热管进行二次加热，从提高了设备的热量储存利用率，而当集热管在集热的过程中，太阳照射在增热机构中的折光板上，此时折光板将太阳的光能进行反射收集，使太阳光作用在集热管的下侧，使集热管在集热时可同时进行整管加热，防止集热管下侧无法照射太阳光，从而导致设备的集热效率受到影响，进一步提高了设备的集热效率，同时当驱动机构和增热机构配合时，增热机构可跟随太阳的运动而运动，使折光板始终对太阳光进行折射，从而进一步提高了设备的集热效率。

2.设备在集热完成或者在夜晚时，驱动机构和移动机构之间的配合，使导热管作为防护膜同时作为加热组件覆盖在集热管上，一方面使集热管进行二次加热，另一方面对集热管进行保护，防止集热管损坏，同时对其进行保温，使其散热效率变慢，而当移动机构工作时，擦拭机构又可对集热管和增热机构进行擦拭，以防止其表面堆积灰尘，导致设备的集热效率变慢的情况，进一步提高了设备的实用性以及便捷性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明前侧视角结构示意图；

图2为图2中A处放大图

图3为本发明后侧视角结构示意图；

图4为本发明局部下侧视角结构示意图；

图5为本发明局部前侧视角内部结构示意图一；

图6为本发明局部前侧视角内部结构示意图二。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、支撑架；2、外框；3、支撑杆；4、集热管；5、空腔；6、储热管；7、气管；8、阀门；9、增热机构；10、折光板；11、齿环；12、第一旋转柱；13、第一齿轮；14、第二齿轮；15、移动机构；16、丝杆；17、导流环；18、导热管；19、固定环；20、擦拭机构；21、第一弹簧；22、第一擦拭板；23、限位杆；24、第二弹簧；25、第二擦拭板；26、驱动机构；27、第二旋转柱；28、第三齿轮；29、第三旋转柱；30、驱动电机；31、伸缩杆；32、卡块；33、储能机构；34、太阳能板；35、蓄电池。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图6，本发明提供一种技术方案：

一种太阳能集热管增热储热装置，包括支撑架1，支撑架1上安装有外框2，外框2上活动连接有多个集热管4，集热管4内设有两个空腔5，两个空腔5相互贯通，两个空腔5呈上下开设，两个空腔5之间设有储热管6，储热管6两端均固定连接有气管7，气管7一端安装有阀门8，外框2下侧设有多个增热机构9，外框2上设有移动机构15，外框2上固定连接有多个导流环17，导流环17套设在集热管4外侧，阀门8贯通连接在导流环17上，导流环17上固定连接有导热管18，导热管18另一端固定连接有固定环19，多个固定环19相互固定连接，固定环19固定连接在移动机构15上，固定环19上设有擦拭机构20，擦拭机构20分别与集热管4和增热机构9活动连接，外框2上设有驱动机构26，驱动机构26与移动机构15和增热机构9活动连接，支撑架1上设有储能机构33；

工作时，通过外框2向集热管4内注入液体，此时液体经过其中一个空腔5流动至另外一个空腔5，使其形成一个回流，而当液体在集热管4内时，集热管4吸收光能，使光能产生热能，继而对集热管4内的液体进行加热，而当太阳进行照射时，太能作用在集热管4的上表面，同时太阳照射在增热机构9上，使增热机构9收集并且反射太阳光，使太阳光作用在集热管4的下表面上，从而使集热管4的整体进行受热，同时当太阳在移动的过程中，控制驱动机构26和增热机构9进行活动连接，此时增热机构9在驱动机构26的控制下进行转动，从而使其跟随太阳的转动进行发射，而当集热管4在加热的过程中，集热管4内的液体发热，此时液体的热量同时作用在储热管6内，使储热管6内的气流被加热，当设备处于夜晚时，此时没有太阳光进行照射，控制驱动机构26和移动机构15进行活动连接，此时驱动机构26控制移动机构15进行工作，同时固定环19带动导热管18进行移动，使导热管18拉长并且覆盖在接热管的外侧，此时储热管6内的热气流经过气管7进入到导热管18内，并且经过导热管18作用在集热管4的表面，从而对集热管4进行二次加热，同时当固定环19移动时，擦拭机构20对集热管4和增热机构9进行擦拭，以保障其洁净，从而保持设备的集热效率，当设备再次打开时，只需反向操作上述步骤即可；

本发明通过设备中的集热管4对太阳所产生的热量进行收集，并且使热量作用在液体上，从而对液体进行加热，而当集热管4对液体进行加热时，液体的热量同时对储液管进行加热，使储热管6内部产生大量的热气，当设备在夜晚无法照射太阳光时，储热管6将热气流通过导热管18作用在集热管4上，使集热管4进行二次加热，从提高了设备的热量储存利用率，而当集热管4在集热的过程中，太阳照射在增热机构9中的折光板10上，此时折光板10将太阳的光能进行反射收集，使太阳光作用在集热管4的下侧，使集热管4在集热时可同时进行整管加热，防止集热管4下侧无法照射太阳光，从而导致设备的集热效率受到影响，进一步提高了设备的集热效率，同时当驱动机构26和增热机构9配合时，增热机构9可跟随太阳的运动而运动，使折光板10始终对太阳光进行折射，从而进一步提高了设备的集热效率；

当设备在集热完成或者在夜晚时，驱动机构26和移动机构15之间的配合，使导热管18作为防护膜同时作为加热组件覆盖在集热管4上，一方面使集热管4进行二次加热，另一方面对集热管4进行保护，防止集热管4损坏，同时对其进行保温，使其散热效率变慢，而当移动机构15工作时，擦拭机构20又可对集热管4和增热机构9进行擦拭，以防止其表面堆积灰尘，导致设备的集热效率变慢的情况，进一步提高了设备的实用性以及便捷性。

作为本发明的进一步方案，外框2和支撑架1之间设有支撑杆3，外框2转动连接在支撑杆3上，支撑杆3可伸缩；

工作时，可根据需要改变支撑杆3的长度，使设备呈倾斜状态，继而使设备在集热时效果更好。

作为本发明的进一步方案，增热机构9位于集热管4下侧，增热机构9包括折光板10、齿环11、第一旋转柱12、第一齿轮13和第二齿轮14，外框2上转动连接有折光板10，折光板10呈V形，折光板10下侧安装有齿环11，外框2上转动连接有多个第一旋转柱12，多个第一旋转柱12传动连接，第一旋转柱12上安装有第一齿轮13和第二齿轮14，第一齿轮13和齿环11相互啮合；

工作时，太阳照射在折光板10上，使折光板10将太阳的光反射在集热管4的下侧，从而使集热管4在集热时可整体进行集热，从而提高设备的集热效率，同时当驱动机构26控制第一旋转柱12转动时，第一齿轮13带动齿环11进行转动，此时折光板10进行转动，使折光板10可根据太阳的移动进行转动，使设备在工作时可始终保持其集热的效果，进一步提高了设备的实用性。

作为本发明的进一步方案，移动机构15包括丝杆16和滑块，外框2上转动连接有两个丝杆16，丝杆16上螺纹连接有滑块，其中两个固定环19固定连接在滑块上，滑块滑动连接在外框2内；

工作时，当驱动机构26控制丝杆16转动时，丝杆16带动滑块移动，此时滑块带动固定环19移动，从而使导热管18覆盖在集热管4上或者进行收纳，继而可对集热管4进行防护，同时提高集热管4的保温性能。

作为本发明的进一步方案，导热管18为双层，导热管18使用波纹管材质，导热管18靠近集热管4一侧开设有多个透气孔；

工作时，热气流通过储热管6对集热管4内侧进行加热，同时打开阀门8时，热气流经过气管7进入到导热管18内，并且进过导热管18上的透气孔作用在集热管4的外表面，从而使集热管4在没有阳光时也可进行加热，同时导热管18可作为防护膜覆盖在集热管4外侧，继而对集热管4进行防护同时提高其保温性能。

作为本发明的进一步方案，擦拭机构20包括第一弹簧21、第一擦拭板22、限位杆23、第二弹簧24和第二擦拭板25，固定环19内侧固定连接有四个第一弹簧21，四个第一弹簧21呈环形排列，第一弹簧21一端安装有第一擦拭板22，集热管4位于四个第一擦拭板22之间，第一弹簧21内套设有限位杆23，限位杆23可伸缩，固定环19外侧固定连接有两个第二弹簧24，第二弹簧24一端固定连接有第二擦拭板25，第二擦拭板25和折光板10活动连接；

工作时，当固定环19在移动机构15的带动下进行移动时，第一弹簧21的弹力作用在第一擦拭板22上，使四个第一擦拭板22对集热管4表面进行擦拭，从而保障集热管4表面的洁净，同时当固定环19移动时，第二弹簧24的弹力作用在第二擦拭板25上，使擦拭板对折光板10进行擦拭，从而减少集热管4和折光板10上的灰尘，避免了灰尘对设备进行覆盖，从而影响了设备的集热效率。

作为本发明的进一步方案，驱动机构26包括第二旋转柱27、第三齿轮28、第三旋转柱29、驱动电机30、伸缩杆31和卡块32，外框2上转动连接有第二旋转柱27，第二旋转柱27上安装有第三齿轮28，第三齿轮28和第二齿轮14相互啮合，外框2上转动连接有第三旋转柱29，第三旋转柱29和丝杆16传动连接，外框2上安装有驱动电机30，驱动电机30输出端固定连接有伸缩杆31，伸缩杆31上安装有卡块32，卡块32分别与第二旋转柱27和第三旋转柱29活动连接；

工作时，当伸缩杆31伸长时，此时卡块32和第二旋转柱27进行卡接，此时驱动电机30卡可带动第二旋转柱27转动，同时使第三齿轮28带动第二齿轮14转动，继而控制增热机构9进行角度改变，从而提高设备的增热效率，同时当伸缩杆31回缩时，卡块32和第二旋转柱27脱离，同时卡块32和第三旋转柱29进行卡接，此时驱动电机30带动第三旋转柱29转动，同时第三旋转柱29带动移动机构15进行工作，使设备中的导热管18呈收缩或者拉长状态，继而有效的保障设备的使用以及安全性。

作为本发明的进一步方案，储能机构33包括太阳能板34和蓄电池35，外框2上安装有太阳能板34，支撑架1上安装有蓄电池35，蓄电池35和太阳能板34电性连接；

工作时，太阳能板34对光能进行收集，同时将光能转化成电能，由蓄电池35进行收集，从而使设备在使用时更加的节能。

Claims (8)

1.一种太阳能集热管增热储热装置，包括支撑架(1)，其特征在于：所述支撑架(1)上安装有外框(2)，所述外框(2)上活动连接有多个集热管(4)，所述集热管(4)内设有两个空腔(5)，两个所述空腔(5)相互贯通，两个所述空腔(5)呈上下开设，两个所述空腔(5)之间设有储热管(6)，所述储热管(6)两端均固定连接有气管(7)，所述气管(7)一端安装有阀门(8)，所述外框(2)下侧设有多个增热机构(9)，所述外框(2)上设有移动机构(15)，所述外框(2)上固定连接有多个导流环(17)，所述导流环(17)套设在集热管(4)外侧，所述阀门(8)贯通连接在导流环(17)上，所述导流环(17)上固定连接有导热管(18)，所述导热管(18)另一端固定连接有固定环(19)，多个所述固定环(19)相互固定连接，所述固定环(19)固定连接在移动机构(15)上，所述固定环(19)上设有擦拭机构(20)，所述擦拭机构(20)分别与集热管(4)和增热机构(9)活动连接，所述外框(2)上设有驱动机构(26)，所述驱动机构(26)与移动机构(15)和增热机构(9)活动连接，所述支撑架(1)上设有储能机构(33)。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能集热管增热储热装置，其特征在于：所述外框(2)和支撑架(1)之间设有支撑杆(3)，所述外框(2)转动连接在支撑杆(3)上，所述支撑杆(3)可伸缩。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能集热管增热储热装置，其特征在于：所述增热机构(9)位于集热管(4)下侧，所述增热机构(9)包括折光板(10)、齿环(11)、第一旋转柱(12)、第一齿轮(13)和第二齿轮(14)，所述外框(2)上转动连接有折光板(10)，所述折光板(10)呈V形，所述折光板(10)下侧安装有齿环(11)，所述外框(2)上转动连接有多个第一旋转柱(12)，多个所述第一旋转柱(12)传动连接，所述第一旋转柱(12)上安装有第一齿轮(13)和第二齿轮(14)，所述第一齿轮(13)和齿环(11)相互啮合。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能集热管增热储热装置，其特征在于：所述移动机构(15)包括丝杆(16)和滑块，所述外框(2)上转动连接有两个丝杆(16)，所述丝杆(16)上螺纹连接有滑块，其中两个固定环(19)固定连接在滑块上，所述滑块滑动连接在外框(2)内。

5.根据权利要求1所述的一种太阳能集热管增热储热装置，其特征在于：所述导热管(18)为双层，所述导热管(18)使用波纹管材质，所述导热管(18)靠近集热管(4)一侧开设有多个透气孔。

6.根据权利要求1所述的一种太阳能集热管增热储热装置，其特征在于：所述擦拭机构(20)包括第一弹簧(21)、第一擦拭板(22)、限位杆(23)、第二弹簧(24)和第二擦拭板(25)，所述固定环(19)内侧固定连接有四个第一弹簧(21)，四个所述第一弹簧(21)呈环形排列，所述第一弹簧(21)一端安装有第一擦拭板(22)，所述集热管(4)位于四个第一擦拭板(22)之间，所述第一弹簧(21)内套设有限位杆(23)，所述限位杆(23)可伸缩，所述固定环(19)外侧固定连接有两个第二弹簧(24)，所述第二弹簧(24)一端固定连接有第二擦拭板(25)，所述第二擦拭板(25)和折光板(10)活动连接。

7.根据权利要求1所述的一种太阳能集热管增热储热装置，其特征在于：所述驱动机构(26)包括第二旋转柱(27)、第三齿轮(28)、第三旋转柱(29)、驱动电机(30)、伸缩杆(31)和卡块(32)，所述外框(2)上转动连接有第二旋转柱(27)，所述第二旋转柱(27)上安装有第三齿轮(28)，所述第三齿轮(28)和第二齿轮(14)相互啮合，所述外框(2)上转动连接有第三旋转柱(29)，所述第三旋转柱(29)和丝杆(16)传动连接，所述外框(2)上安装有驱动电机(30)，所述驱动电机(30)输出端固定连接有伸缩杆(31)，所述伸缩杆(31)上安装有卡块(32)，所述卡块(32)分别与第二旋转柱(27)和第三旋转柱(29)活动连接。

8.根据权利要求1所述的一种太阳能集热管增热储热装置，其特征在于：所述储能机构(33)包括太阳能板(34)和蓄电池(35)，所述外框(2)上安装有太阳能板(34)，所述支撑架(1)上安装有蓄电池(35)，所述蓄电池(35)和太阳能板(34)电性连接。