CN208075358U - 一种太阳能集热器的防过热装置和太阳能集热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及到太阳能技术领域，具体涉及一种太阳能集热器的防过热装置和太阳能集热器。一种太阳能集热器的防过热装置，包括形状记忆合金弹簧驱动器(1)、第一转动装置(2)和反射板(3)，所述反射板(3)设置在所述太阳能集热器的集热管(4)的外部，所述形状记忆合金弹簧驱动器(1)驱动所述第一转动装置(2)转动，所述第一转动装置(2)和所述反射板(3)传动连接，所述第一转动装置(2)带动反射板(3)绕所述集热管(4)转动。解决了现有技术中存在的防过热装置部件多、结构复杂、成本高的问题。

Description

一种太阳能集热器的防过热装置和太阳能集热器

技术领域

本申请涉及到太阳能技术领域，具体涉及一种太阳能集热器的防过热装置和太阳能集热器。

背景技术

在太阳能光热利用中，太阳能集热器是一个核心部件，太阳能集热器可以将太阳的辐射能转换为热能。但是夏天气温高，集热器内部温度可达到200℃，在这温度下，吸热板芯上的选择性吸收涂层的性能会衰减得比较快，集热器的密封橡胶件和保温材料易老化，这些都严重影响了太阳能集热器的性能和寿命。

为了防止太阳能集热器过热，现有技术中采用遮住太阳能集热管的方式来减少太阳能集热管受热。申请号为CN201020700578.5的中国申请公开了一种卷帘式防过热太阳能热水器，并具体公开了卷帘式防过热太阳能热水器，包括：水箱，与所述水箱连接的热管真空管；设置在水箱中的温度传感器；与所述温度传感器连接的控制器；与所述控制器连接的电机；与所述电机连接的，位于所述水箱外侧与水箱的轴向平行的连接轴；卷在所述连接轴上的遮阳帘；所述遮阳帘的另一端与配重杆的一端连接；所述配重杆的两侧设置有轨道；在所述轨道的上下两端部位置分别设置有上限点开关和下限点开关。根据水箱内水温自动开启或关闭遮阳帘，能够有效防止太阳对太阳能热水器的持续加热，减少持久过热的水温对热水器的损坏，从而延长热水器的使用寿命，高效的利用能源。但该防过热装置需要增加卷帘、温度传感器、控制器和电机，结构复杂，成本高。

申请号为CN200920027845.4的中国申请公开了一种太阳能热水器过热保护装置，并具体公开了在太阳能热水器的太阳能集热管旁设有遮光板，遮光板的两端与太阳能热水器的支架轴活动连接，遮光板的一端与电机的输出轴连接转动。上述的过热保护装置需要温度传感器感应温度，在通过控制器控制电机运转，电机带动遮光板进行遮光，该装置较前一装置结构稍作简化，但仍需要多个部件，仍然存在结构复杂、成本高的问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的防过热装置部件多、结构复杂、成本高的问题，本申请提出一种太阳能集热器的防过热装置和一种太阳能集热器，解决上述技术问题。本实用新型的技术方案为：

一种太阳能集热器的防过热装置，包括形状记忆合金弹簧驱动器、第一转动装置和反射板，所述反射板设置在所述太阳能集热器的集热管的外部，所述形状记忆合金弹簧驱动器驱动所述第一转动装置转动，所述第一转动装置和所述反射板传动连接，所述第一转动装置带动反射板绕所述集热管转动。

进一步地，所述形状记忆合金弹簧驱动器包括形状记忆合金弹簧和偏置弹簧，所述形状记忆合金弹簧的一端与太阳能集热器的水箱的一端连接，所述形状记忆合金弹簧的另一端与第一转动装置连接；所述偏置弹簧的一端与太阳能集热器的水箱的另一端连接，所述偏置弹簧的另一端与第一转动装置连接。

进一步地，所述形状记忆合金弹簧的一端紧贴所述太阳能集热器的水箱的内侧壁与所述水箱的一端连接。

进一步地，所述形状记忆合金弹簧驱动器还包括第一固定支撑点，所述形状记忆合金弹簧绕过所述第一固定支撑点与所述第一转动装置连接。

进一步地，所述形状记忆合金弹簧驱动器还包括第二固定支撑点，所述偏置弹簧绕过所述第二固定支撑点与所述第一转动装置连接。

进一步地，所述反射板为半圆柱形，所述反射板的个数与所述太阳能集热器的集热管的个数相同。

进一步地，所述反射板朝向所述集热管的一面为反射面。

进一步地，所述形状记忆合金弹簧驱动器还包括第二转动装置，所述第一转动装置与所述反射板的上端连接，所述第二转动装置与所述反射板的下端连接。

一种太阳能集热器，包括上述的防过热装置，所述太阳能集热器还包括水箱，所述形状记忆合金弹簧驱动器感知水箱内的温度变化，驱动第一转动装置转动。

进一步地，所述水箱的箱壁由多层材料组成，内层为不锈钢层，中间层为保温层，外层为金属层。

基于上述技术方案，本实用新型所能实现的技术效果为：

1.本实用新型的太阳能集热器的防过热装置和太阳能集热器，在温度高的情况下，可以驱动反射板转动至集热管的前面，遮住太阳能集热器的集热管，阻止集热管继续接收太阳能，也进而阻止太阳能集热器温度继续升高；在温度低的情况下，反射板位于集热管的后部，反射板朝向集热管的一面为反射面，起到反射作用，帮助集热管收集太阳能；

2.本实用新型的太阳能集热器的防过热装置和太阳能集热器采用形状记忆合金弹簧驱动器作为驱动部件，利用形状记忆合金弹簧的物理特性来驱动反射板转动，这样无需使用其它类似电能的驱动方式；且形状记忆合金弹簧本身具有感知温度变化产生形变的特性，也无需使用温度传感器和控制器这些控制部件，简化了结构，节省了资源；

3.本实用新型的太阳能集热器的防过热装置和太阳能集热器，通过形状记忆合金弹簧驱动器感知水箱内的温度变化，来控制反射板的位置，实现遮住或者露出集热管的目的，实现了对太阳能的过热保护，也可防止水箱内温度过高，避免非金属件老化。

附图说明

图1为本实用新型的太阳能集热器的结构示意图；

图2为图1的右视图的局部剖视图；

图3为本实用新型的形状记忆合金弹簧驱动器与太阳能集热器的集热管之间的结构示意图；

图4为图3的A部放大图；

图中：1-形状记忆合金弹簧驱动器；11-形状记忆合金弹簧；12-偏置弹簧；13-第一固定支撑点；14-第二固定支撑点；2-第一转动装置；3-反射板；4-集热管；5-水箱；6-第二转动装置。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型的内容做进一步地说明。

如图1-4所示，本实施例公开了一种太阳能集热器的防过热装置，所述防过热装置安装在太阳能集热器上，用于在太阳能集热器温度过高时起到防过热作用。所述太阳能集热器的防过热装置包括形状记忆合金弹簧驱动器1、第一转动装置2和反射板3。所述形状记忆合金弹簧驱动器1驱动所述第一转动装置2转动，所述第一转动装置2和所述反射板3传动连接，所述第一转动装置2带动反射板3绕所述集热管4转动。

所述防过热装置主要通过改变反射板3的位置来起到防过热作用。所述反射板3设置在所述太阳能集热器的集热管4的外部，一个太阳能集热器一般有多个集热管4，所述集热管4为管状，所述反射板3也为多个，一个反射板3设置在一个集热管4的外部，优选地，所述反射板3为半圆柱形。所述反射板3朝向所述集热管4的一面为反射面，所述反射面起到反射光线的作用。当太阳能集热器的温度较低时，所述集热管4需要收集太阳能，所述反射板3位于所述集热管4的后部，所述反射面朝向阳光照射方向，起到反射阳光的作用，帮助所述集热管4收集太阳能；当太阳能集热器的温度较高时，为了保护集热管4，所述反射板3在形状记忆合金弹簧驱动器1的作用下转动到集热管4的前部，挡住阳光，避免阳光继续照射在集热管4上，有效地避免了太阳能集热器过热的问题。

所述第一转动装置2与所述反射板3传动连接，所述第一转动装置2转动带动所述反射板3转动。优选地，所述第一转动装置2和反射板3的一端传动连接；优选地所述第一转动装置2为长椭圆形。所述第一转动装置2和所述反射板3可以采用齿轮传动连接，所述第一转动装置2的内部设置有内齿轮，所述反射板3的一端设置有齿轮，所述内齿轮和齿轮啮合，起到传动作用。除了齿轮传动连接之外，还可以采用其它传动方式，只要能起到第一转动装置2转动带动反射板3转动的作用即可。

所述形状记忆合金弹簧驱动器1驱动所述第一转动装置2转动。所述形状记忆合金弹簧驱动器1包括形状记忆合金弹簧11和偏置弹簧12，所述形状记忆合金弹簧11一端与太阳能集热器的水箱5的一端连接，所述形状记忆合金弹簧11的另一端与第一转动装置2连接；所述偏置弹簧12的一端与太阳能集热器的水箱5的另一端连接，所述偏置弹簧12的另一端与第一转动装置2连接。优选地，所述形状记忆合金弹簧11与水箱5连接的一端紧贴所述水箱5的内侧壁，水箱5内的水温可以传递到形状记忆合金弹簧11上，通过温度变化发挥作用。

所述形状记忆合金弹簧11可以是多种，只要能实现本实用新型的驱动作用即可。例如，当选择具有单程记忆效应的TiNi记忆合金弹簧时，当所述形状记忆合金弹簧11的温度低于设定温度T1时，所述偏置弹簧12的作用力大于所述形状记忆合金弹簧11的作用力，所述形状记忆合金弹簧11被拉伸，此时反射板3位于集热管4的后部，起到反射集中光线的作用；当所述形状记忆合金弹簧11的温度升高至设定温度T2时，所述形状记忆合金弹簧11恢复原状，所述形状记忆合金弹簧11的作用力大于偏置弹簧12的作用力，带动所述第一转动装置2转动，第二转动装置2带动所述反射板3转动，所述反射板3转到集热管4的前部，起到遮挡阳光的作用，其中，T1和T2可以根据材料特性来设定，T1<T2。也可以是温度高时，形状记忆合金弹簧11收缩变短，温度较低时，形状记忆合金弹簧11恢复原长度，只要能实现温度较低时，所述反射板3位于所述集热管4的后部，起到反射光线、集中光线作用；温度较高时，所述反射板4位于所述集热管4的前部，起到遮挡阳光的作用即可。

为了很好地驱动第一转动装置2，所述形状记忆合金弹簧驱动器1还包括第一固定支撑点13和第二固定支撑点14，所述形状记忆合金弹簧11绕过所述第一固定支撑点13与所述第一转动装置2连接，所述偏置弹簧12的另一端绕过所述第二固定支撑点14与所述第一转动装置2连接，通过第一固定支撑点13改变形状记忆合金弹簧11对第一转动装置2的作用力方向，通过第二固定支撑点14改变所述偏置弹簧对第一转动装置2的作用力方向，方便准确驱动所述第一转动装置2转动。

为了进一步保证驱动效果，所述形状记忆合金弹簧驱动器1还包括第二转动装置6。优选地所述第一转动装置2与所述反射板3的上端传动连接，所述第二转动装置6与所述反射板3的下端传动连接。优选地，所述第一转动装置2和第二转动装置6结构相同。

本实施例还公开了一种太阳能集热器，所述太阳能集热器包括上述的防过热装置，所述太阳能集热器还包括水箱5和集热管4，所述防过热装置中的形状记忆合金弹簧驱动器1感知水箱5内的温度变化，驱动第一转动装置2转动。

所述水箱5的横截面可以是圆形，也可以是方形。所述水箱5的箱壁由多层材料组成，内层为不锈钢层，中间层为保温层，外层为金属层。所述形状记忆合金弹簧驱动器1包括形状记忆合金弹簧11和偏置弹簧12，所述形状记忆合金弹簧11一端紧贴水箱5的箱壁的内层设置，由于所述水箱5的内层为不锈钢层，因此水箱内的温度会很好地传输到形状记忆合金弹簧11上，所述形状记忆合金弹簧11的另一端与第一转动装置2连接。优选地，所述形状记忆合金弹簧11一端紧贴水箱5的一端的侧面箱壁的内层设置，所述偏置弹簧12的一端紧贴水箱5的另一端的侧面箱壁的内层设置，由于形状记忆合金弹簧11和偏置弹簧12紧贴水箱5内壁设置，优选地，所述水箱5的侧面箱壁上分别设置有容置形状记忆合金弹簧11和偏置弹簧12的腔体，方便形状记忆合金弹簧11和偏置弹簧12在腔体内形变产生驱动作用。另一方面，形状记忆合金弹簧11和偏置弹簧12设置在腔体内，对形状记忆合金弹簧11和偏置弹簧12也能起到一定的保护作用。

所述集热管4可以是多种，例如真空管、玻璃金属热管、U形管等，本实施例优选为真空管，所述真空管包括外管和内管，所述外管为透明管，所述内管上涂覆有吸收涂层。

本实用新型的防过热装置和太阳能集热器，结构简单，部件少，且无需使用电机等其它驱动装置来驱动，环保高效，具有很强的实用性。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型的宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种太阳能集热器的防过热装置，其特征在于，包括形状记忆合金弹簧驱动器(1)、第一转动装置(2)和反射板(3)，所述反射板(3)设置在所述太阳能集热器的集热管(4)的外部，所述形状记忆合金弹簧驱动器(1)驱动所述第一转动装置(2)转动，所述第一转动装置(2)和所述反射板(3)传动连接，所述第一转动装置(2)带动反射板(3)绕所述集热管(4)转动。

2.如权利要求1所述的一种太阳能集热器的防过热装置，其特征在于，所述形状记忆合金弹簧驱动器(1)包括形状记忆合金弹簧(11)和偏置弹簧(12)，所述形状记忆合金弹簧(11)的一端与太阳能集热器的水箱(5)的一端连接，所述形状记忆合金弹簧(11)的另一端与第一转动装置(2)连接；所述偏置弹簧(12)的一端与太阳能集热器的水箱(5)的另一端连接，所述偏置弹簧(12)的另一端与第一转动装置(2)连接。

3.如权利要求2所述的一种太阳能集热器的防过热装置，其特征在于，所述形状记忆合金弹簧(11)的一端紧贴所述太阳能集热器的水箱(5)的内侧壁与所述水箱(5)的一端连接。

4.如权利要求2或3所述的一种太阳能集热器的防过热装置，其特征在于，所述形状记忆合金弹簧驱动器(1)还包括第一固定支撑点(13)，所述形状记忆合金弹簧(11)绕过所述第一固定支撑点(13)与所述第一转动装置(2)连接。

5.如权利要求4所述的一种太阳能集热器的防过热装置，其特征在于，所述形状记忆合金弹簧驱动器(1)还包括第二固定支撑点(14)，所述偏置弹簧(12)绕过所述第二固定支撑点(14)与所述第一转动装置(2)连接。

6.如权利要求1或5所述的一种太阳能集热器的防过热装置，其特征在于，所述反射板(3)为半圆柱形，所述反射板(3)的个数与所述太阳能集热器的集热管(4)的个数相同。

7.如权利要求6所述的一种太阳能集热器的防过热装置，其特征在于，所述反射板(3)朝向所述集热管(4)的一面为反射面。

8.如权利要求1或7所述的一种太阳能集热器的防过热装置，其特征在于，所述形状记忆合金弹簧驱动器(1)还包括第二转动装置(6)，所述第一转动装置(2)与所述反射板(3)的上端连接，所述第二转动装置(6)与所述反射板(3)的下端连接。

9.一种太阳能集热器，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的防过热装置，所述太阳能集热器还包括水箱(5)，所述形状记忆合金弹簧驱动器(1)感知水箱(5)内的温度变化，驱动第一转动装置(2)转动。

10.如权利要求9所述的一种太阳能集热器，其特征在于，所述水箱(5)的箱壁由多层材料组成，内层为不锈钢层，中间层为保温层，外层为金属层。