一种根据气温自动调整集热面倾角式太阳能热水器支架制造技术

本实用新型专利技术涉及一种根据气温自动调整集热面倾角式太阳能热水器支架。本实用新型专利技术包括集热管、水箱、前支架、后支架、支架调节装置、地面滑动装置，其特点在于：当气温变化时汽缸２４内的气体热胀冷缩，使汽缸２４内腔的活塞上下移动，从而带动齿杆１９移动，带动转动齿轮２１、滑轮１８转动。转动齿轮２１和滑轮１８的转动角位移ω相同，半径不同产生的线位移的放大效应ｌ＝ｒθ通动钢丝绳２０在滑轮１８上缠绕或释放。当温度降低时滑轮１８转动将钢丝绳２０缠绕在滑轮１８上，钢丝绳１８则可拉动支架通过滚轮１６在滑槽１２中滑动，使集热面的倾角α增大。本实用新型专利技术由于密闭汽缸中气体的热胀冷缩可以根据气温的变化自动调整，不需要再消耗其他能量，经济实用，增加集热管集热量，提高集热效率，外型美观，安装方便。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种太阳能热水器支架，更具体地说涉及一种根据气温自动调整 集热面倾角式太阳能热水器支架，可根据季节气温自动调整太阳能热水器集热面倾角来追 踪太阳高度角，增大有效能量收益。
技术介绍
太阳能热水器为居家生活带来了极大的方便，提高了生活质量。目前已有的各种 类型的太阳能热水器支架，基本上都属于固定结构，但对于一年中不同季节的太阳高度角 的不同，集热面对太阳辐射的吸收有较大的偏差。传统太阳能支架不能根据季节性温度变 化对集热面的倾角做出调整，不可避免的造成对不同季节的太阳能利用率降低。少数可追 踪型的太阳能热水器支架也都是采用光强检测，电流电压检测，电机驱动来实现追踪，这种 追踪技术用于太阳能支架技术难度较大、不经济且不易实现。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是克服现有技术中的缺陷，提供一种根据气温自 动调整集热面倾角式太阳能热水器支架，可根据季节气温自动调整太阳能热水器集热面倾 角来追踪太阳高度角，增大有效能量收益。采用汽缸根据玻意耳马略特原理在不同季节气 温变化下利用活塞、齿杆位移带动旋转齿轮，再通过与旋转齿轮同轴的滑轮缠绕与集热面 相连的钢丝绳以实现集热面移动来改变集热面的倾角，从而有效克服了现有技术中所存在 的一系列问题。本技术一种根据气温自动调整集热面倾角式太阳能热水器支架，包括集热 管、水箱、前支架、后支架、支架调节装置、地面滑动装置；其特点在于a、在前支架上面均布集热管，其顶部置有水箱，其底部固定连接钢杆，在钢杆的两 端装有滚轮。前支架与后支架连接处及后支架与滑槽底板连接处均采用铰接或轴承连接， 在前、后支架之间置有弹簧。b、支架调节装置由汽缸、齿杆、旋转齿轮、滑轮、拉簧、钢丝绳、固定杆件组成，汽缸 固定在底板上，汽缸内腔装有活塞，活塞中间固定连接齿杆并伸出汽缸，齿杆与旋转齿轮啮 合。通过滑轮与旋转齿轮两端的螺杆连接固定杆件，固定杆件的另一端固定连接在底板上， 齿杆的顶端置有弹簧II与前支架固定连接。钢丝绳一端固定并缠绕在滑轮上，其另一端与 前支架固定连接。c、地面滑动装置由滑槽底板、滑轨、保护罩、防尘帘、止滑坎组成，支架两侧滑槽底 板分别由螺栓固定在地面上，滑槽底板中部设有滑轨，滑轨上装有保护罩，保护罩顶部设有 滴油孔，保护罩一侧开孔处设有防尘帘。本技术的优点是因为夏季气温高而太阳高度角也较大，冬季气温低而太阳 高度角也较小。本技术一方面可根据季节气温自动调整太阳热水器集热面倾角，根据 理想气体热力学方程PV = nRT,由于气温变化汽缸内气体热胀冷缩带动汽缸活塞及齿杆上下移动继而带动旋转齿轮转动，由于滑轮与旋转齿轮的半径不同而产生的放大效应1 = r 0通过钢丝绳在滑轮上的缠绕或释放而使前支架在滑轨上滑动引起集热面倾角的变化。 而集热面角度的变化符合集热面与太阳入射尽量垂直的原则，实现了集热器自动追踪太阳 高度角功能，可有效增加集热器有效收益。另一方面由于密闭汽缸中气体的热胀冷缩可以 根据气温的变化自动调整，不需要再消耗其他能量，因此本技术经济适用且增加集热 管集热量，提高了集热效率，外型美观，安装方便。以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细说明。附图说明图1为本技术一种根据气温自动调整集热面倾角式太阳能热水器支架的结 构示意图。图2为图1的右视放大图。图3为图1中保护罩9的放大结构示意图。图4为图3开孔25处两侧粘有防尘帘10的结构示意图。图5为图1中固定杆件23的放大结构示意图。具体实施方式实施例1在图1、2、3、4、5中在前支架17上面均布集热管13，其顶部置有水箱1，其底部固 定连接钢杆15，在钢杆15的两端伸出处装有滚轮16，使前支架17上面的集热管13和水箱 1始终在一个平面上，在滚轮16的滚动下改变集热面倾角a。前支架17与后支架3连接 处2及后支架3与滑槽底板7连接处5均采用铰接连接，使后支架3和前支架17可绕铰接 轴转动。在两侧前、后支架之间固定连接弹簧I 4，其作用是为防止前、后支架之间的夹角 变化过快。汽缸24固定在底板14上，汽缸24内腔装有活塞，活塞中间固定连接齿杆19伸 出汽缸24，齿杆19与旋转齿轮21啮合，旋转齿轮21与滑轮18同轴，通过滑轮18与旋转齿 轮21两端的螺杆连接固定杆件23，固定杆件23焊成A型，其顶部焊有套管26，套管26分别 套在滑轮18与旋转齿轮21两端的螺杆上，旋转齿轮21与滑轮18同轴，用螺母固定，固定 杆件23的另一端固定连接在底板14上。齿杆19的顶端置有弹簧II 22与前支架17固定 连接，其作用是在弹簧22的拉力作用下保证齿杆19和旋转齿轮21紧密啮合。钢丝绳20 一端固定并缠绕在滑轮18上，其另一端与前支架17固定连接，其作用是带动前支架1上 的滚轮16在滑轨12上能前后灵活滑动，来改变集热面倾角a。当温度升高时由水箱1的 自重可以将支架自动下压，支架的滑动可以使集热面的倾角a改变，这样可以自动的调节 集热面倾角a，使得集热面有效的追踪太阳高度角的变化，提高太阳能热水器的集热效率。 底板14与滑槽底板7连接并在同一水平面上，支架两侧滑槽底板7分别由螺栓6固定在地 面上，滑槽底板7中部设有滑轨12，在滑轨12前后两侧装有止滑坎8，其作用是限制滑动 的距离，止滑坎8的位置可根据使用地调整倾角a所需滑动的距离设置。滑轨12上装有 保护罩9，保护罩9顶部对称设有两个滴油孔11，其作用是便于给滑轨12添加润滑油，以 防滑轨12滑动阻力太大。保护罩9为空心长方体，在一侧长边中部开有长方形孔25，开孔 处两侧粘有防尘帘10。支架两侧的滑轨12上对称装有保护罩9，保护罩9上的开孔面分别在支架两侧。钢杆15分别通过保护罩9内侧长方形孔25，同时通过防尘帘10中部，防尘帘 10呈折叠形，如同手风琴可拉伸的风箱，其作用是防尘，采用耐老化、耐折曲的软橡胶制成。 当钢杆15向前滚动时拉动后面的防尘帘10向前移动，钢杆15同时可以将前面的防尘帘向 前推进，反之亦然。综上所述根据热力学方程PV = nRT可以得出当气温变化时汽缸24内的气体热 胀冷缩，使汽缸24内腔的活塞上下移动，从而带动齿杆19移动，带动转动齿轮21、滑轮18 转动。转动齿轮21和滑轮18的转动角位移《相同，半径不同产生的线位移的放大效应1 =r 0通动钢丝绳20在滑轮18上缠绕或释放。当温度降低时滑轮18转动将钢丝绳20缠 绕在滑轮18上，钢丝绳18则可拉动支架通过滚轮16在滑槽12中滑动，使集热面的倾角a 增大。工作原理是当季节气温升高时，汽缸24内腔的温度升高，此时汽缸24内腔气体 膨胀，体积增大，使活塞带动齿杆19向上移动，同时带动旋转齿轮21逆时针转动，在水箱1 的重力作用下支架1底部的滚轮16在滑轨12上向前滑动，集热面与楼地面之间的倾角a 缩小；温度降低时，体积收缩，活塞带动齿杆19向下移动，齿杆19和旋转齿轮21在啮合作 用下带动旋转齿轮21、滑轮18顺时针转动，在钢丝绳20的拉力作用下支架1底部的滚轮 16在滑轨12上向后滑动，使得集热面与楼地面的夹角增大，以此调整集热面的倾角a，提 高太阳热水器的集热效率。实施例2实施例2与实施例1相同，不同的是前支架17与后支架3连接处2及后支架3与 滑槽底板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种根据气温自动调整集热面倾角式太阳能热水器支架，包括集热管、水箱、前支架、后支架、支架调节装置、地面滑动装置，其特征在于：ａ、在前支架（１７）上面均布集热管（１３），其顶部置有水箱（１），其底部固定连接钢杆（１５），在钢杆（１５）的两端伸出处装有滚轮（１６），前支架（１７）与后支架（３）连接处（２）及后支架（３）与滑槽底板（７）的连接处（５）均采用铰接或轴承连接；在两侧前后支架之间置有弹簧Ⅰ（４）；ｂ、支架调节装置由汽缸（２４）、齿杆（１９）、旋转齿轮（２１）、滑轮（１８）、弹簧Ⅱ（２２）、钢丝绳（２０）、固定杆件（２３）组成，汽缸（２４）固定在底板（１４）上，汽缸（２４）内腔装有活塞，活塞中间固定连接齿杆（１９）伸出汽缸（２４），齿杆（１９）与旋转齿轮（２１）啮合，通过滑轮（１８）与旋转齿轮（２１）两端的螺杆连接固定杆件（２３），固定杆件（２３）的另一端固定连接在底板（１４）上；齿杆（１９）的顶端置有弹簧Ⅱ（２２）与前支架（１７）固定连接；钢丝绳（２０）一端固定并缠绕在滑轮（１８）上，其另一端与前支架（１７）固定连接；ｃ、地面滑动装置由滑槽底板（７）、滑轨（１２）、保护罩（９）、防尘帘（１０）、止滑坎（８）组成，支架两侧滑槽底板（７）分别由螺栓（６）固定在地面上，滑槽底板（７）中部设有滑轨（１２），在滑轨（１２）前后两侧设有止滑坎（８），滑轨（１２）上装有保护罩（９），保护罩（９）顶部设有滴油孔（１１），保护罩（９）一侧开孔（２５）处设有防尘帘（１０）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁昀，杨庆，王跃军，展宏跃，陈海，潘存瑞，
申请(专利权)人：兰州交通大学，甘肃省第三建筑工程公司，
类型：实用新型
国别省市：62[]