一种具有保温效果的太阳能集热储能罐
阅读说明：本技术 一种具有保温效果的太阳能集热储能罐 (Solar heat collection energy storage tank with heat preservation effect ) 是由 邓亚楠 于 2021-05-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种具有保温效果的太阳能集热储能罐,包括支架,所述支架的上端固定安装有配水罐,所述配水罐与所述支架下端之间固定安装有多个并排排列的集热管,所述配水罐的一端固定连接有进水室,所述进水室上固定安装有进水嘴,所述配水罐的下部开设有进水道,所述进水道的一端固定安装有第一过滤网,所述进水道的另一端延伸至与各个所述集热管的上端连通,所述支架下端的内部开设有出水道,所述出水道的一端固定安装有出水嘴；所述配水罐内设置有除垢机构。本发明,一方面集热管内的热水可以排出利用,避免浪费,另一方面在配水罐内设置除垢装置,在每次上水时可以除垢,并将污垢排出罐外,保障太阳能集热器的高效持久使用。(The invention discloses a solar heat collection and energy storage tank with a heat preservation effect, which comprises a support, wherein a water distribution tank is fixedly arranged at the upper end of the support, a plurality of heat collection tubes which are arranged side by side are fixedly arranged between the water distribution tank and the lower end of the support, one end of the water distribution tank is fixedly connected with a water inlet chamber, a water inlet nozzle is fixedly arranged on the water inlet chamber, a water inlet channel is arranged at the lower part of the water distribution tank, a first filter screen is fixedly arranged at one end of the water inlet channel, the other end of the water inlet channel extends to be communicated with the upper ends of the heat collection tubes, a water outlet channel is arranged in the lower end of the support, and a water outlet nozzle; and a descaling mechanism is arranged in the water distribution tank. According to the invention, on one hand, hot water in the heat collecting pipe can be discharged and utilized to avoid waste, and on the other hand, the descaling device is arranged in the water distribution tank, so that descaling can be performed when water is supplied every time, and dirt is discharged out of the tank, thereby ensuring efficient and durable use of the solar heat collector.)
技术领域
本发明涉及太阳能利用装置
技术领域
，具体为一种具有保温效果的太阳能集热储能罐。背景技术
太阳能集热器是一种将太阳的辐射能转换为热能的设备。由于太阳能比较分散，必须设法把它集中起来，所以，集热器是各种利用太阳能装置的关键部分。由于用途不同，集热器及其匹配的系统类型分为许多种，名称也不同，如用于炊事的太阳灶、用于产生热水的太阳能热水器、用于干燥物品的太阳能干燥器、用于熔炼金属的太阳能熔炉，以及太阳房、太阳能热电站、太阳能海水淡化器等等。
常规的家用紧凑式真空集热管太阳能热水器主要由贮热水箱、太阳能集热器和支架三部分组成，太阳能集热器主要由排组式的玻璃真空集热管组成。
现有技术中太阳能热水器存在如下缺陷：
1、玻璃真空集热管有3种：一是全玻璃真空集热管，二是具有热管的真空集热管，三是具有金属吸热体的真空集热管，所组成的三种太阳能集热器的共同结构是都采用一端封闭一端开口的玻璃真空管结构，各玻璃真空管的开口端分别接入贮热水箱，而封闭端彼此相互独立而不能连通，进出水口均设在贮热水箱上，系统可用热水仅限于贮热水箱中贮存的热水，除具有热管的真空集热管内无热水外，另两种的全玻璃真空集热管内或金属吸热体内贮存的热水均因无法排出而难以利用，造成资源上的浪费。
2、应用在太阳能集热器中的水多为自来水，水质很硬，会产生很多水垢，现有的太阳能集热器自身结构中并没有设置排出水垢的装置，水垢多了，不但影响集热效率，而且减少了集热器的容积。现有技术中太阳能集热器除垢的办法就是拆卸掉太阳能集热管，将水垢倒掉，这种方式需要花费很大人力、物力、财力、时间等，且容易损坏集热管。
鉴于此，本发明提供一种具有保温效果的太阳能集热储能罐，以解决上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有保温效果的太阳能集热储能罐，一方面集热管内的热水可以排出利用，避免浪费，另一方面在配水罐内设置除垢装置，在每次上水时可以除垢，并将污垢排出罐外，保障太阳能集热器的高效持久使用，解决了背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有保温效果的太阳能集热储能罐，包括支架，所述支架的上端固定安装有配水罐，所述配水罐与所述支架下端之间固定安装有多个并排排列的集热管，所述配水罐的一端固定连接有进水室，所述进水室上固定安装有进水嘴，所述配水罐的下部开设有进水道，所述进水道的一端固定安装有第一过滤网，所述进水道的另一端延伸至与各个所述集热管的上端连通，所述支架下端的内部开设有出水道，所述出水道的一端固定安装有出水嘴，所述出水道的另一端延伸至与各个所述集热管的下端连通；
所述配水罐内设置有除垢机构，所述除垢机构包括通过换向机构实现彼此之间做反向转动的转杆与外转筒，所述外转筒转动连接在所述配水罐的内部，所述外转筒的内部定向滑动有内转筒，所述内转筒的内部具有中心孔，所述转杆的一端与所述进水室的侧壁转动连接，所述转杆的另一端延伸至所述中心孔中，所述转杆的杆体表面具有往复滑槽，所述中心孔的内壁固定连接有往复滑块，所述往复滑块与所述往复滑槽滑动连接，所述转杆的表面固定安装有受到水流冲击作用时可以转动的叶片，所述内转筒穿出至所述外转筒外部的一端固定连接有与配水罐内壁贴合的除垢旋板，所述内转筒的内部开设有用于水从进水室流到配水罐中的进水孔；
所述配水罐的下部设置有出垢机构，所述集热管的表面设置有清洁机构，所述除垢机构、出垢机构、清洁机构依次相连。
优选的，所述出垢机构包括升降筒，所述升降筒滑动连接在所述配水罐远离所述进水室的一端下部，所述升降筒的内部开设有储垢槽，所述升降筒与所述除垢旋板之间的所述配水罐内部固定连接有隔板，所述隔板的下部开设有流通口，所述隔板的上部设置有带动升降筒上下升降的升降部件，所述配水罐的上部设置有带动升降筒旋转的旋转部件。
优选的，所述升降部件包括多级伸缩杆，所述除垢旋板的表面开设有涡流槽，所述多级伸缩杆可以伸缩的一端与所述涡流槽滑动连接，所述多级伸缩杆的另一端固定连接有第二直线滑块，所述隔板上固定连接有直线导轨，所述直线导轨与所述第二直线滑块滑动连接，所述隔板的一侧转动连接有第一连杆，所述隔板的另一侧转动连接有第二连杆，所述第一连杆与所述第二连杆相对的一端均开设有轮齿，两个轮齿之间啮合有齿轮，所述齿轮转动连接在隔板内部，所述第二连杆的另一端转动连接有轴套，所述轴套的内壁转动连接有空心螺杆，所述空心螺杆的下端与所述升降筒固定连接。
优选的，所述旋转部件包括螺套，所述螺套固定连接在所述配水罐的上部，所述空心螺杆的上端与所述螺套螺纹连接，所述储垢槽的内部设置有卸料机构。
优选的，所述卸料机构包括第二过滤网，所述第二过滤网的一端与所述储垢槽的内壁转动连接，所述螺套的顶壁固定连接有第一固定杆，所述第一固定杆从所述空心螺杆的内部穿过并且其下端与所述第二过滤网转动连接。
优选的，所述清洁机构包括固定块，所述固定块具有两个，分别固定连接在所述配水罐靠近两端的表面，两个所述固定块上均转动连接有第三连杆，两个所述第三连杆的下端均转动连接有第四连杆，两个所述第四连杆的下端共同转动连接有升降板，所述升降板上活动连接有吸水部件，所述吸水部件套在各个所述集热管上，其中1个所述第三连杆的上端固定连接有与其一体的导向板，所述导向板上开设有导向槽，所述升降筒的下部滑动连接有环形滑块，所述环形滑块的下部固定连接有第二固定杆，所述第二固定杆上固定连接有导向块，所述导向块穿进所述导向槽中，所述升降筒的中部转动连接有硬管，所述第二固定杆的后部固定连接有固定套，所述固定套与所述硬管固定连接，所述硬管的下端连通有水管，所述水管的另一端与吸水部件连通。
优选的，所述换向机构包括第一锥齿轮，所述第一锥齿轮固定安装在所述外转筒延伸至所述进水室内的一端，所述进水室的顶壁转动连接有第二锥齿轮，所述转杆的一端固定安装有第三锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮啮合，所述第二锥齿轮与所述第三锥齿轮啮合。
优选的，所述外转筒的内壁开设有第一直线滑槽，所述内转筒的外壁固定连接有第一直线滑块，所述第一直线滑块与所述第一直线滑槽滑动连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明，通过设置除垢机构，利用进水嘴进入的水流冲击在叶片上，带动转杆转动，由于往复滑槽与往复滑块相连，可以带动内转筒相对于外转筒做往复直线运动，因此可以带动除垢旋板伸缩，通过第一锥齿轮、第二锥齿轮与第三锥齿轮之间的啮合，能够带动除垢旋板以边旋转边直线伸缩的运动形式，铲除掉配水罐内壁的水垢。
2、本发明，通过设置出垢机构，当除垢旋板位移时，升降筒上移或下移并伴随着旋转，升降筒上移储垢槽朝着流通口，便于水垢推进入，升降筒下移时旋转，储垢槽背离流通口，并且第二过滤网受到第一固定杆的提拉，往储垢槽出口的方向倾斜，水垢被清理下来。
3、本发明，通过设置清洁机构，在升降筒上移与下移过程中，会带动第二固定杆的上移和下移，通过导向块与导向槽的相抵，可以带动第三连杆与第四连杆展开与收拢，进而带动吸水部件上下刮擦集热管，进入到储垢槽中的积水经过硬管、水管流进吸水部件中，可以将集热管清理地更干净，防止灰尘附着在集热管上影响集热效率。
4、本发明，由于集热管与配水罐相通，进入到集热管中的水集热后可以从出水嘴导出使用。
附图说明
图1为本发明支架、配水罐与集热管固定的结构示意图；
图2为本发明升降筒伸出于配水罐外的结构示意图；
图3为本发明升降筒通过硬管、水管与吸水部件相连的结构示意图；
图4为本发明配水罐的侧视图；
图5为本发明沿图4中A-A的剖视图；
图6为本发明升降筒缩回进配水罐中的剖视图；
图7为本发明轮齿与齿轮啮合的结构示意图；
图8为本发明第一锥齿轮、第二锥齿轮与第三锥齿轮啮合的结构示意图；
图9为本发明除垢旋板的侧视图；
图10为本发明沿图8中B-B的剖视图；
图11为本发明往复滑槽的结构示意图；
图12为本发明吸水部件下移后的结构示意图。
图中：1、支架；2、配水罐；3、集热管；4、进水室；5、进水嘴；6、进水道；7、第一过滤网；8、出水道；9、出水嘴；10、转杆；11、外转筒；12、内转筒；13、往复滑槽；14、往复滑块；15、叶片；16、除垢旋板；17、进水孔；18、升降筒；19、储垢槽；20、隔板；21、流通口；22、多级伸缩杆；23、涡流槽；24、第二直线滑块；25、直线导轨；26、第一连杆；27、第二连杆；28、轮齿；29、轴套；30、空心螺杆；31、螺套；32、第二过滤网；33、第一固定杆；34、固定块；35、第三连杆；36、第四连杆；37、升降板；38、吸水部件；39、导向板；40、导向槽；41、环形滑块；42、第二固定杆；43、导向块；44、硬管；45、固定套；46、水管；47、第一锥齿轮；48、第二锥齿轮；49、第三锥齿轮；50、第一直线滑槽；51、第一直线滑块；52、齿轮。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图12，本发明提供一种技术方案：一种具有保温效果的太阳能集热储能罐，包括支架1，支架1起到支撑本装置的作用，支架1的上端固定安装有配水罐2，配水罐2与支架1下端之间固定安装有多个并排排列的集热管3，配水罐2的一端固定连接有进水室4，进水室4上固定安装有进水嘴5，进水嘴5外接水源，配水罐2的下部开设有进水道6，进水道6的一端固定安装有第一过滤网7，第一过滤网7起到过滤水源的作用，拦截水源中的杂质，降低凝结成水垢的概率，进水道6的另一端延伸至与各个集热管3的上端连通，支架1下端的内部开设有出水道8，出水道8的一端固定安装有出水嘴9，出水道8的另一端延伸至与各个集热管3的下端连通，当水源进入到配水罐2中后，经过第一过滤网7的过滤，然后从进水道6流进各个集热管3中，本案中水是直接进入到集热管3中进行受热的，现有技术中集热管3是插进配水罐2中，对配水罐2中水加热，集热管3的热量要往上传递，传递就会有损失，所以本案的受热效率更高，热损更少。
配水罐2内设置有除垢机构，具体的，除垢机构包括通过换向机构实现彼此之间做反向转动的转杆10与外转筒11，外转筒11转动连接在配水罐2的内部，转动连接的方式可以是嵌入轴承或者滚珠，以轴承举例来说，可以在配水罐2的内部嵌入轴承，将外转筒11与轴承内圈套接，就可实现外转筒11相较配水罐2转动的过程。外转筒11的内部定向滑动有内转筒12，内转筒12的内部具有中心孔，转杆10的一端与进水室4的侧壁转动连接，转杆10的另一端延伸至中心孔中，转杆10的杆体表面具有往复滑槽13，中心孔的内壁固定连接有往复滑块14，往复滑块14与往复滑槽13滑动连接，往复滑块14与往复滑槽13是现有技术，就是不改变转杆10转向的情况下一直单向旋转，往复滑块14可以做直线往复运动。转杆10的表面固定安装有受到水流冲击作用时可以转动的叶片15，本案中进水嘴5接入增压过后的水源，因此在快速水流冲击下，叶片15可以实现转动。内转筒12穿出至外转筒11外部的一端固定连接有与配水罐2内壁贴合的除垢旋板16，除垢旋板16的外形与配水罐2一样，是圆形，其边缘处设置有一圈尖锐的凸起，用于铲掉配水罐2内壁的水垢，内转筒12的内部开设有用于水从进水室4流到配水罐2中的进水孔17，进水孔17的数量可以是多个，围绕中心孔设置。
进一步的，换向机构包括第一锥齿轮47，第一锥齿轮47固定安装在外转筒11延伸至进水室4内的一端，进水室4的顶壁转动连接有第二锥齿轮48，转杆10的一端固定安装有第三锥齿轮49，第一锥齿轮47与第二锥齿轮48啮合，第二锥齿轮48与第三锥齿轮49啮合，当叶片15旋转时，带动转杆10转动，与此同时第三锥齿轮49转动，通过第二锥齿轮48、第一锥齿轮47，带动外转筒11做与转杆10反向的旋转，由于往复滑块14与往复滑槽13滑动连接，因此可以带动内转筒12直线伸缩，进而带动除垢旋板16平移。进一步的，外转筒11的内壁开设有第一直线滑槽50，内转筒12的外壁固定连接有第一直线滑块51，第一直线滑块51与第一直线滑槽50滑动连接，通过第一直线滑块51与第一直线滑槽50的配合，不仅使得内转筒12伸缩更稳定，而且在外转筒11转动时，也可带动内转筒12转动，最终带动除垢旋板16边直线运动边旋转，铲除掉配水罐2内壁的水垢，相较于直线伸缩铲除水垢，边直线运动边旋转的方式阻力更小。
配水罐2的下部设置有出垢机构，集热管3的表面设置有清洁机构，除垢机构、出垢机构、清洁机构依次相连。
具体的，出垢机构包括升降筒18，升降筒18滑动连接在配水罐2远离进水室4的一端下部，升降筒18的内部开设有储垢槽19，升降筒18与除垢旋板16之间的配水罐2内部固定连接有隔板20，隔板20的下部开设有流通口21，隔板20的上部设置有带动升降筒18上下升降的升降部件，配水罐2的上部设置有带动升降筒18旋转的旋转部件。
具体的，升降部件包括多级伸缩杆22，除垢旋板16的表面开设有涡流槽23，多级伸缩杆22可以伸缩的一端与涡流槽23滑动连接，多级伸缩杆22的另一端固定连接有第二直线滑块24，隔板20上固定连接有直线导轨25，直线导轨25与第二直线滑块24滑动连接，当除垢旋板16旋转时，通过涡流槽23与多级伸缩杆22的配合，可以带动多级伸缩杆22做往复升降。隔板20的一侧转动连接有第一连杆26，隔板20的另一侧转动连接有第二连杆27，第一连杆26与第二连杆27相对的一端均开设有轮齿28，两个轮齿28之间啮合有齿轮52，齿轮52转动连接在隔板20内部，第二连杆27的另一端转动连接有轴套29，轴套29的内壁转动连接有空心螺杆30，空心螺杆30的下端与升降筒18固定连接，旋转部件包括螺套31，螺套31固定连接在配水罐2的上部，空心螺杆30的上端与螺套31螺纹连接，储垢槽19的内部设置有卸料机构。当多级伸缩杆22下降时，带动第一连杆26逆转，带动齿轮52顺转，带动第二连杆27逆转，轴套29升高，带动空心螺杆30升高，升降筒18上升，由于空心螺杆30与螺套31螺纹连接，并且螺距参数足够大，所以可以带动与空心螺杆30下端固定的升降筒18旋转，调转储垢槽19的方向，储垢槽19朝向流通口21，此时除垢旋板16正好位移到最右侧，以便水垢被推进储垢槽19中，反之当多级伸缩杆22上升时，带动第二连杆27顺转，轴套29下降，带动空心螺杆30下降，升降筒18下降，升降筒18旋转，调转储垢槽19的方向，储垢槽19背离流通口21，露出至配水罐2下方，以便于将水垢清理出。
进一步的，升降筒18的上端与下端外壁可以套上密封圈(图中未示出)，通过密封圈与配水罐2上的孔配合，防止水漏出。
具体的，卸料机构包括第二过滤网32，第二过滤网32的一端与储垢槽19的内壁转动连接，螺套31的顶壁固定连接有第一固定杆33，第一固定杆33从空心螺杆30的内部穿过并且其下端与第二过滤网32转动连接，在升降筒18升降期间，由于第一固定杆33始终连接着第二过滤网32，所以在升降筒18位于上方时，此时第二过滤网32倾斜状态如图，当水垢倒进储垢槽19中，不易流出，当升降筒18位于下方时，此时第二过滤网32倾斜状态如图，水垢从第二过滤网32自动倒出来。第二过滤网32与第一固定杆33转动连接的方式可以是嵌入轴承或者万向球的方式。
具体的，清洁机构包括固定块34，固定块34具有两个，分别固定连接在配水罐2靠近两端的表面，两个固定块34上均转动连接有第三连杆35，两个第三连杆35的下端均转动连接有第四连杆36，两个第四连杆36的下端共同转动连接有升降板37，升降板37上活动连接有吸水部件38，吸水部件38套在各个集热管3上，吸水部件38可以是海绵等吸水性强、扩散性强的结构。其中1个第三连杆35的上端固定连接有与其一体的导向板39，导向板39上开设有导向槽40，升降筒18的下部滑动连接有环形滑块41，环形滑块41的下部固定连接有第二固定杆42，通过环形滑块41，在升降筒18升降时，环形滑块41不转，第二固定杆42不转，仅仅只有高度上发生变化。
第二固定杆42上固定连接有导向块43，导向块43穿进导向槽40中，升降筒18的中部转动连接有硬管44，第二固定杆42的后部固定连接有固定套45，固定套45与硬管44固定连接，硬管44的下端连通有水管46，水管46的另一端与吸水部件38连通，从上文可知，当升降筒18上移时，第二固定杆42上移，通过导向块43与导向槽40相抵，带动第三连杆35转动，第三连杆35、第四连杆36展开，升降板37下移，吸水部件38下移，反之，当升降筒18下移时，升降板37上移，吸水部件38上移，实现对集热管3的清理，其中吸水部件38的水是储垢槽19中从第二过滤网32滤下的水，从硬管44进入到水管46中，再吸进吸水部件38中。
工作原理：该具有保温效果的太阳能集热储能罐使用时：
首先从进水嘴5接入增压水源，水源冲击在叶片15上，叶片15旋转，带动转杆10转动，与此同时第三锥齿轮49转动，通过第二锥齿轮48、第一锥齿轮47，带动外转筒11做与转杆10反向的旋转，由于往复滑块14与往复滑槽13滑动连接，因此可以带动内转筒12直线伸缩，进而带动除垢旋板16平移，由于外转筒11的内壁开设有第一直线滑槽50，内转筒12的外壁固定连接有第一直线滑块51，第一直线滑块51与第一直线滑槽50滑动连接，不仅使得内转筒12伸缩更稳定，而且在外转筒11转动时，也可带动内转筒12转动，最终带动除垢旋板16边直线运动边旋转，铲除掉配水罐2内壁的水垢，相较于直线伸缩铲除水垢，边直线运动边旋转的方式阻力更小；
当除垢旋板16旋转时，通过涡流槽23与多级伸缩杆22的配合，可以带动多级伸缩杆22做往复升降，当多级伸缩杆22下降时，带动第一连杆26逆转，带动齿轮52顺转，带动第二连杆27逆转，轴套29升高，带动空心螺杆30升高，升降筒18上升，由于空心螺杆30与螺套31螺纹连接，并且螺距参数足够大，所以可以带动与空心螺杆30下端固定的升降筒18旋转，调转储垢槽19的方向，储垢槽19朝向流通口21，此时除垢旋板16正好位移到最右侧，以便水垢被推进储垢槽19中，反之当多级伸缩杆22上升时，带动第二连杆27顺转，轴套29下降，带动空心螺杆30下降，升降筒18下降，升降筒18旋转，调转储垢槽19的方向，储垢槽19背离流通口21，露出配水罐2下方，以便于将水垢清理出；
当升降筒18上移时，第二固定杆42上移，通过导向块43与导向槽40相抵，带动第三连杆35转动，第三连杆35、第四连杆36展开，升降板37下移，吸水部件38下移，反之，当升降筒18下移时，升降板37上移，吸水部件38上移，实现对集热管3的清理，其中吸水部件38的水是储垢槽19中从第二过滤网32滤下的水，从硬管44进入到水管46中，再吸进吸水部件38中。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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