CN110822733A - 一种具有压控功能的高效型太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有压控功能的高效型太阳能热水器，包括水箱和至少两个集热管，还包括调节机构和清洁机构，调节机构包括密封筒、升降筒、支撑套管、弹簧、支撑杆、通气管和动力筒，清洁机构包括动力组件、传动组件、第二管道、第一管道、至少两个喷嘴和至少两个清洁组件，清洁组件包括连接杆、清洁条、第一齿轮和两个安装轴承，传动组件包括第一连接轴、第二齿轮和第三齿轮，动力组件包括扇叶、第二连接轴和第四齿轮，该具有压控功能的高效型太阳能热水器中，通过调节机构可以调节太阳能热水器内部的压力，降低了太阳能热水器发生损坏的几率，通过清洁机构对集热管进行清洁，提高了集热管的加热效率，提高了太阳能热水器的加热效率。

Description

一种具有压控功能的高效型太阳能热水器

技术领域

本发明涉及太阳能设备领域，特别涉及一种具有压控功能的高效型太阳能热水器。

背景技术

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。太阳能热水器按结构形式分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器，主要以真空管式太阳能热水器为主，占据国内95%的市场份额。真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关零配件组成，把太阳能转换成热能主要依靠真空集热管，真空集热管利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而得到所需热水。

现有技术的太阳能热水器在使用时，如果阳光过于强烈，将会导致太阳能热水器内的水因温过高而蒸发成水蒸气，致使太阳能热水器内部压力过高，对太阳能热水器的密封性能造成破坏，不仅如此，现有技术的太阳能热水器在经过长时间的使用之后，太阳能热水器的集热管上会积累大量的灰尘，灰尘会对阳光造成遮挡，降低了太阳能热水器的加热效率。

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，提供一种具有压控功能的高效型太阳能热水器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有压控功能的高效型太阳能热水器，包括水箱和至少两个集热管，所述水箱的形状为圆柱形，所述集热管的轴线与水箱的轴线垂直，各集热管相互平行，各集热管的一端均与水箱连通，还包括调节机构和清洁机构，所述调节机构设置在水箱上，所述清洁机构设置在各集热管上；

所述调节机构包括密封筒、升降筒、支撑套管、弹簧、支撑杆、通气管和动力筒，所述密封筒的轴线与水箱的轴线垂直且相交，所述密封筒的底端与水箱的顶部固定连接，所述密封筒的底端与水箱的内部连通，所述支撑套管、支撑杆和升降筒均与密封筒同轴设置，所述支撑套管与密封筒的顶端固定连接，所述支撑杆穿过支撑套管，所述支撑杆与支撑套管滑动连接，所述升降筒的顶端处于密封状态，所述升降筒设置在密封筒的内部，所述升降筒与密封筒滑动且密封连接，所述支撑杆的底端与升降筒的顶端固定连接，所述弹簧套设在支撑杆上，所述支撑套管通过弹簧与升降筒固定连接，所述弹簧处于压缩状态，所述支撑杆的顶端上设有限位块，所述动力筒的轴线与水箱的轴线平行，所述动力筒的一端与密封筒的内部连通，所述动力筒的另一端处于密封状态，所述通气管的轴线与动力筒的轴线平行，所述通气管设置在升降筒的靠近动力筒的一侧，所述通气管的内径与动力筒的内径相等，所述支撑杆的长度小于密封筒的高度；

所述清洁机构包括动力组件、传动组件、第二管道、第一管道、至少两个喷嘴和至少两个清洁组件，所述第一管道设置在水箱的靠近集热管的一侧，所述喷嘴的数量与集热管的数量相等，所述喷嘴与集热管一一对应，各喷嘴排列设置在第一管道上，所述喷嘴与第一管道连通，所述喷嘴与集热管正对设置，所述第一管道通过第二管道与动力筒的远离密封筒的一端连通，所述动力组件设置在动力筒的内部，所述传动组件设置在水箱的一端上，所述清洁组件的数量与集热管的数量相等，所述清洁组件与集热管一一对应，各清洁组件分别设置在各集热管上，各清洁组件中相邻的两个清洁组件相互连接，所述动力组件通过传动组件与清洁组件连接。

作为优选，为了提高太阳能热水器的自动化程度，所述水箱上设有中控箱，所述中控箱的内部设有PLC。

作为优选，为了对集热管进行清洁，所述清洁组件包括连接杆、清洁条、第一齿轮和两个安装轴承，两个安装轴承的内圈分别与集热管的两端固定连接，所述连接杆与集热管平行，所述连接杆的两端分别与两个安装轴承的外圈固定连接，所述清洁条设置在连接杆的靠近集热管的一侧，所述清洁条与集热管抵靠，所述第一齿轮安装在靠近水箱的一个安装轴承的外圈上，各第一齿轮中相邻的两个第一齿轮相互啮合。

作为优选，为了驱动清洁组件运行，所述传动组件包括第一连接轴、第二齿轮和第三齿轮，所述第一连接轴与水箱的轴线垂直，所述第一连接轴上设有两个固定轴承，所述第一连接轴通过固定轴承与水箱连接，所述第一连接轴的一端与第二齿轮固定连接，所述第二齿轮与其中一个第一齿轮啮合，所述第一连接轴的另一端与第三齿轮固定连接。

作为优选，为了给清洁组件提供动力，所述动力组件包括扇叶、第二连接轴和第四齿轮，所述第二连接轴与动力筒同轴设置，所述第二连接轴上设有连接轴承，所述第二连接轴通过连接轴承与动力筒的远离密封筒的一端连接，所述第二连接轴的一端与第四齿轮固定连接，所述第四齿轮与第三齿轮啮合，所述扇叶设置在动力筒的靠近密封筒的一端的内部，所述第二连接轴的另一端与扇叶固定连接。

作为优选，为了提高清洁条的清洁效果，所述清洁条的制作材料为橡胶。

作为优选，为了提高集热管的加热效率，所述集热管的颜色为黑色。

作为优选，为了提高支撑套管与支撑杆之间的密封性能，所述支撑套管的一端上设有密封圈，所述支撑套管通过密封圈与支撑杆密封连接。

作为优选，为了降低通气管与动力筒发生错位的几率，所述支撑杆的一侧设有限位槽，所述支撑套管的内壁上固定有限位块，所述限位块与限位槽匹配，所述限位块设置在限位槽的内部，所述限位块与限位槽滑动连接。

作为优选，为了延长水箱的使用寿命，所述水箱的内壁上涂有防腐涂层。

本发明的有益效果是，该具有压控功能的高效型太阳能热水器中，通过调节机构可以调节太阳能热水器内部的压力，降低了太阳能热水器发生损坏的几率，与现有调节机构相比，该调节机构可以给清洁机构提供动力，提高了太阳能热水器的节能性能，不仅如此，通过清洁机构可以对集热管进行清洁，提高了集热管的加热效率，提高了太阳能热水器的加热效率，与现有清洁机构相比，该清洁机构通过喷嘴喷出的气流和清洁条同时对集热管进行清洁，提高了对集热管的清洁效果。

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是本发明的具有压控功能的高效型太阳能热水器的结构示意图；

图2是本发明的具有压控功能的高效型太阳能热水器的清洁机构的结构示意图；

图3是本发明的具有压控功能的高效型太阳能热水器的调节机构的结构示意图；

图4是本发明的具有压控功能的高效型太阳能热水器的清洁组件的结构示意图；

图中：1.集热管，2.清洁条，3.连接杆，4.安装轴承，5.第一齿轮，6.第二齿轮，7.第一管道，8.第一连接轴，9.动力筒，10.第二管道，11.密封筒，12.水箱，13.第三齿轮，14.第四齿轮，15.第二连接轴，16.扇叶，17.支撑套管，18.支撑杆，19.弹簧，20.升降筒，21.喷嘴，22.通气管。

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，一种具有压控功能的高效型太阳能热水器，包括水箱12和至少两个集热管1，所述水箱12的形状为圆柱形，所述集热管1的轴线与水箱12的轴线垂直，各集热管1相互平行，各集热管1的一端均与水箱12连通，还包括调节机构和清洁机构，所述调节机构设置在水箱12上，所述清洁机构设置在各集热管1上；

通过调节机构可以调节太阳能热水器内部的压力，降低了太阳能热水器发生损坏的几率，通过清洁机构可以对集热管1进行清洁，提高了集热管1的加热效率，提高了太阳能热水器的加热效率；

如图2-3所示，所述调节机构包括密封筒11、升降筒20、支撑套管17、弹簧19、支撑杆18、通气管22和动力筒9，所述密封筒11的轴线与水箱12的轴线垂直且相交，所述密封筒11的底端与水箱12的顶部固定连接，所述密封筒11的底端与水箱12的内部连通，所述支撑套管17、支撑杆18和升降筒20均与密封筒11同轴设置，所述支撑套管17与密封筒11的顶端固定连接，所述支撑杆18穿过支撑套管17，所述支撑杆18与支撑套管17滑动连接，所述升降筒20的顶端处于密封状态，所述升降筒20设置在密封筒11的内部，所述升降筒20与密封筒11滑动且密封连接，所述支撑杆18的底端与升降筒20的顶端固定连接，所述弹簧19套设在支撑杆18上，所述支撑套管17通过弹簧19与升降筒20固定连接，所述弹簧19处于压缩状态，所述支撑杆18的顶端上设有限位块，所述动力筒9的轴线与水箱12的轴线平行，所述动力筒9的一端与密封筒11的内部连通，所述动力筒9的另一端处于密封状态，所述通气管22的轴线与动力筒9的轴线平行，所述通气管22设置在升降筒20的靠近动力筒9的一侧，所述通气管22的内径与动力筒9的内径相等，所述支撑杆18的长度小于密封筒11的高度；

在支撑套管17的支撑作用下，通过支撑杆18提高了升降筒20的稳定性，同时通过密封筒11对升降筒20的限位作用，进一步提高了升降筒20的稳定性，当太阳能热水器内部水温过高时，太阳能热水器内部的水蒸发成水蒸气，增大了水箱12内部的压力，则通过蒸汽推动升降筒20沿着密封筒11上升，使通气管22与动力筒9重合，使通气管22与动力筒9连通，使蒸汽通过通气管22进入动力筒9内部，则减小了水箱12内部的压力，此时通过弹簧19驱动升降筒20沿着密封筒11下降，使通气管22与动力筒9错位，使水箱12处于密封状态，通过气压的大小，可以调节升降筒20上升的距离，则可以控制通气管22与动力筒9之间重合的面积，则可以根据水箱12内部的气压调节排气速度，提高了对水箱12内部压力调节的速度，降低了太阳能热水器发生损坏的几率；

如图2、4所示，所述清洁机构包括动力组件、传动组件、第二管道10、第一管道7、至少两个喷嘴21和至少两个清洁组件，所述第一管道7设置在水箱12的靠近集热管1的一侧，所述喷嘴21的数量与集热管1的数量相等，所述喷嘴21与集热管1一一对应，各喷嘴21排列设置在第一管道7上，所述喷嘴21与第一管道7连通，所述喷嘴21与集热管1正对设置，所述第一管道7通过第二管道10与动力筒9的远离密封筒11的一端连通，所述动力组件设置在动力筒9的内部，所述传动组件设置在水箱12的一端上，所述清洁组件的数量与集热管1的数量相等，所述清洁组件与集热管1一一对应，各清洁组件分别设置在各集热管1上，各清洁组件中相邻的两个清洁组件相互连接，所述动力组件通过传动组件与清洁组件连接；

当蒸汽流经动力筒9时，通过蒸汽驱动动力组件运行，通过动力组件提供动力，通过传动组件驱动清洁组件运行，则通过清洁组件对集热管1进行清洁，提高了集热管1对阳光的吸收效率，提高了太阳能热水器的加热效率，之后动力筒9内部的蒸汽通过第二管道10和第一管道7输送至各喷嘴21处，之后通过喷嘴21将蒸汽喷到集热管1上，之后蒸汽在集热管1上凝结成水，则通过水提高了对集热管1的清洁效果，进一步提高了集热管1对阳光的吸收效率。

作为优选，为了提高太阳能热水器的自动化程度，所述水箱12上设有中控箱，所述中控箱的内部设有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控制烟熏炉运行，则提高了烟熏炉的自动化程度。

如图4所示，所述清洁组件包括连接杆3、清洁条2、第一齿轮5和两个安装轴承4，两个安装轴承4的内圈分别与集热管1的两端固定连接，所述连接杆3与集热管1平行，所述连接杆3的两端分别与两个安装轴承4的外圈固定连接，所述清洁条2设置在连接杆3的靠近集热管1的一侧，所述清洁条2与集热管1抵靠，所述第一齿轮5安装在靠近水箱12的一个安装轴承4的外圈上，各第一齿轮5中相邻的两个第一齿轮5相互啮合。

如图2所示，所述传动组件包括第一连接轴8、第二齿轮6和第三齿轮13，所述第一连接轴8与水箱12的轴线垂直，所述第一连接轴8上设有两个固定轴承，所述第一连接轴8通过固定轴承与水箱12连接，所述第一连接轴8的一端与第二齿轮6固定连接，所述第二齿轮6与其中一个第一齿轮5啮合，所述第一连接轴8的另一端与第三齿轮13固定连接。

如图3所示，所述动力组件包括扇叶16、第二连接轴15和第四齿轮14，所述第二连接轴15与动力筒9同轴设置，所述第二连接轴15上设有连接轴承，所述第二连接轴15通过连接轴承与动力筒9的远离密封筒11的一端连接，所述第二连接轴15的一端与第四齿轮14固定连接，所述第四齿轮14与第三齿轮13啮合，所述扇叶16设置在动力筒9的靠近密封筒11的一端的内部，所述第二连接轴15的另一端与扇叶16固定连接；

当蒸汽流经动力筒9的时候，通过蒸汽驱动扇叶16转动，则通过第二连接轴15驱动第四齿轮14转动，通过第四齿轮14驱动第三齿轮13转动，则在第一连接轴8的传动作用下，通过第三齿轮13驱动第二齿轮6转动，进而通过第二齿轮6驱动各第一齿轮5转动，通过第一齿轮5驱动安装轴承4转动，则通过连接杆3驱动清洁条2绕着集热管1转动，则通过清洁条2对集热管1进行清洁。

作为优选，为了提高清洁条2的清洁效果，所述清洁条2的制作材料为橡胶；

由于橡胶较为柔软，减小了清洁条2对集热管1的磨损，延长了集热管1的使用寿命。

作为优选，为了提高集热管1的加热效率，所述集热管1的颜色为黑色；

由于黑色对阳光具有较好的吸收效果，提高了集热管1的加热效率。

作为优选，为了提高支撑套管17与支撑杆18之间的密封性能，所述支撑套管17的一端上设有密封圈，所述支撑套管17通过密封圈与支撑杆18密封连接；

通过密封圈减小了支撑套管17与支撑杆18之间的间隙，降低了支撑套管17处发生漏气的几率。

作为优选，为了降低通气管22与动力筒9发生错位的几率，所述支撑杆18的一侧设有限位槽，所述支撑套管17的内壁上固定有限位块，所述限位块与限位槽匹配，所述限位块设置在限位槽的内部，所述限位块与限位槽滑动连接；

通过限位槽与限位块之间的相互限位作用，降低了支撑杆18在支撑套管17内部转动的几率，降低通气管22与动力筒9发生错位的几率。

作为优选，为了延长水箱12的使用寿命，所述水箱12的内壁上涂有防腐涂层；

通过防腐涂层减缓了水箱12被腐蚀的速度，延长了水箱12的使用寿命。

当太阳能热水器内部水温过高时，太阳能热水器内部的水蒸发成水蒸气，增大了水箱12内部的压力，则通过蒸汽推动升降筒20沿着密封筒11上升，使通气管22与动力筒9重合，使通气管22与动力筒9连通，使蒸汽通过通气管22进入动力筒9内部，则减小了水箱12内部的压力，降低了太阳能热水器发生损坏的几率，当蒸汽流经动力筒9时，通过蒸汽驱动动力组件运行，通过动力组件提供动力，通过传动组件驱动清洁组件运行，则通过清洁组件对集热管1进行清洁，提高了集热管1对阳光的吸收效率，提高了太阳能热水器的加热效率。

与现有技术相比，该具有压控功能的高效型太阳能热水器中，通过调节机构可以调节太阳能热水器内部的压力，降低了太阳能热水器发生损坏的几率，与现有调节机构相比，该调节机构可以给清洁机构提供动力，提高了太阳能热水器的节能性能，不仅如此，通过清洁机构可以对集热管1进行清洁，提高了集热管1的加热效率，提高了太阳能热水器的加热效率，与现有清洁机构相比，该清洁机构通过喷嘴21喷出的气流和清洁条2同时对集热管1进行清洁，提高了对集热管1的清洁效果。

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)

1.一种具有压控功能的高效型太阳能热水器，包括水箱（12）和至少两个集热管（1），所述水箱（12）的形状为圆柱形，所述集热管（1）的轴线与水箱（12）的轴线垂直，各集热管（1）相互平行，各集热管（1）的一端均与水箱（12）连通，其特征在于，还包括调节机构和清洁机构，所述调节机构设置在水箱（12）上，所述清洁机构设置在各集热管（1）上；

所述调节机构包括密封筒（11）、升降筒（20）、支撑套管（17）、弹簧（19）、支撑杆（18）、通气管（22）和动力筒（9），所述密封筒（11）的轴线与水箱（12）的轴线垂直且相交，所述密封筒（11）的底端与水箱（12）的顶部固定连接，所述密封筒（11）的底端与水箱（12）的内部连通，所述支撑套管（17）、支撑杆（18）和升降筒（20）均与密封筒（11）同轴设置，所述支撑套管（17）与密封筒（11）的顶端固定连接，所述支撑杆（18）穿过支撑套管（17），所述支撑杆（18）与支撑套管（17）滑动连接，所述升降筒（20）的顶端处于密封状态，所述升降筒（20）设置在密封筒（11）的内部，所述升降筒（20）与密封筒（11）滑动且密封连接，所述支撑杆（18）的底端与升降筒（20）的顶端固定连接，所述弹簧（19）套设在支撑杆（18）上，所述支撑套管（17）通过弹簧（19）与升降筒（20）固定连接，所述弹簧（19）处于压缩状态，所述支撑杆（18）的顶端上设有限位块，所述动力筒（9）的轴线与水箱（12）的轴线平行，所述动力筒（9）的一端与密封筒（11）的内部连通，所述动力筒（9）的另一端处于密封状态，所述通气管（22）的轴线与动力筒（9）的轴线平行，所述通气管（22）设置在升降筒（20）的靠近动力筒（9）的一侧，所述通气管（22）的内径与动力筒（9）的内径相等，所述支撑杆（18）的长度小于密封筒（11）的高度；

所述清洁机构包括动力组件、传动组件、第二管道（10）、第一管道（7）、至少两个喷嘴（21）和至少两个清洁组件，所述第一管道（7）设置在水箱（12）的靠近集热管（1）的一侧，所述喷嘴（21）的数量与集热管（1）的数量相等，所述喷嘴（21）与集热管（1）一一对应，各喷嘴（21）排列设置在第一管道（7）上，所述喷嘴（21）与第一管道（7）连通，所述喷嘴（21）与集热管（1）正对设置，所述第一管道（7）通过第二管道（10）与动力筒（9）的远离密封筒（11）的一端连通，所述动力组件设置在动力筒（9）的内部，所述传动组件设置在水箱（12）的一端上，所述清洁组件的数量与集热管（1）的数量相等，所述清洁组件与集热管（1）一一对应，各清洁组件分别设置在各集热管（1）上，各清洁组件中相邻的两个清洁组件相互连接，所述动力组件通过传动组件与清洁组件连接。

2.如权利要求1所述的具有压控功能的高效型太阳能热水器，其特征在于，所述水箱（12）上设有中控箱，所述中控箱的内部设有PLC。

3.如权利要求1所述的具有压控功能的高效型太阳能热水器，其特征在于，所述清洁组件包括连接杆（3）、清洁条（2）、第一齿轮（5）和两个安装轴承（4），两个安装轴承（4）的内圈分别与集热管（1）的两端固定连接，所述连接杆（3）与集热管（1）平行，所述连接杆（3）的两端分别与两个安装轴承（4）的外圈固定连接，所述清洁条（2）设置在连接杆（3）的靠近集热管（1）的一侧，所述清洁条（2）与集热管（1）抵靠，所述第一齿轮（5）安装在靠近水箱（12）的一个安装轴承（4）的外圈上，各第一齿轮（5）中相邻的两个第一齿轮（5）相互啮合。

4.如权利要求1所述的具有压控功能的高效型太阳能热水器，其特征在于，所述传动组件包括第一连接轴（8）、第二齿轮（6）和第三齿轮（13），所述第一连接轴（8）与水箱（12）的轴线垂直，所述第一连接轴（8）上设有两个固定轴承，所述第一连接轴（8）通过固定轴承与水箱（12）连接，所述第一连接轴（8）的一端与第二齿轮（6）固定连接，所述第二齿轮（6）与其中一个第一齿轮（5）啮合，所述第一连接轴（8）的另一端与第三齿轮（13）固定连接。

5.如权利要求1所述的具有压控功能的高效型太阳能热水器，其特征在于，所述动力组件包括扇叶（16）、第二连接轴（15）和第四齿轮（14），所述第二连接轴（15）与动力筒（9）同轴设置，所述第二连接轴（15）上设有连接轴承，所述第二连接轴（15）通过连接轴承与动力筒（9）的远离密封筒（11）的一端连接，所述第二连接轴（15）的一端与第四齿轮（14）固定连接，所述第四齿轮（14）与第三齿轮（13）啮合，所述扇叶（16）设置在动力筒（9）的靠近密封筒（11）的一端的内部，所述第二连接轴（15）的另一端与扇叶（16）固定连接。

6.如权利要求1所述的具有压控功能的高效型太阳能热水器，其特征在于，所述清洁条（2）的制作材料为橡胶。

7.如权利要求1所述的具有压控功能的高效型太阳能热水器，其特征在于，所述集热管（1）的颜色为黑色。

8.如权利要求1所述的具有压控功能的高效型太阳能热水器，其特征在于，所述支撑套管（17）的一端上设有密封圈，所述支撑套管（17）通过密封圈与支撑杆（18）密封连接。

9.如权利要求1所述的具有压控功能的高效型太阳能热水器，其特征在于，所述支撑杆（18）的一侧设有限位槽，所述支撑套管（17）的内壁上固定有限位块，所述限位块与限位槽匹配，所述限位块设置在限位槽的内部，所述限位块与限位槽滑动连接。

10.如权利要求1所述的具有压控功能的高效型太阳能热水器，其特征在于，所述水箱（12）的内壁上涂有防腐涂层。

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