[实用新型]家用同步跟踪型太阳能开水器

说明书

本实用新型专利涉及一种利用太阳能为家庭加热热水装置，尤其是利用太阳能为家庭直接加热开水的装置。

当前，地球环境不断受到污染与破坏，煤和石油制品等燃料的燃烧造成了严重的空气污染和水污染。因此，人们对太阳能等洁净能源投入了越来越大的注意。

近年来我国研制成功高技术产品玻璃真空吸热管热水器并在全国得到广泛应用，为城乡居民提供了丰富的热水，节约了大量能源。但是，人们盼望直接用太阳能提供开水的愿望却迟迟未能实现。

经测算，中国每个家庭平均每天需用15～20％的能源来烧4～10升开水，平均约7升，所需能源约630大卡，计入热损失后约耗电0.8KWH。每年耗电约300KWH，电费约200元，如果全国有百分之五的家庭使用太阳能提供所需开水的三分之一，(全国家庭约4亿个)那么每年可节约用电20亿度，每年可减少因燃烧煤等燃料而向大气排放CO、CO₂、SO₂等有害气体数十万吨。这对于我国实施环境保护、生态平衡和可持续发展战略都是十分重要的。

本实用新型的目的是提供一种一般家庭都可使用的同步跟踪型太阳能开水器，而如何实现该装置对太阳的高精度跟踪、实现无电源跟踪、实现对阳光的高效聚焦和实现聚焦后的太阳能对水进行有效加热等问题就是本实用新型必须克服和解决的技术关键。

本实用新型是集天文、机械、传热和光学为一体的新产品，上述技术关键是这样实现的：利用真空吸热管(玻璃真空吸热管或金属玻璃复合真空热管)和镜面抛物柱面相结合，以小巧灵活的同步装置自动跟踪太阳运动，将照射在抛物面上的阳光聚焦到真空吸热管的表面，从而以数倍的能量高效率地对单根真空吸热管进行加热，通过管壁热交换和管内热对流，使壶中水温以较快的速度上升直至沸腾，从而解决了一般太阳能热水器不可能提供沸腾开水的难题。本实用新型的研制成功填补了一项普及型非电动式家用同步跟踪太阳能开水器的空白。

下面结合附图对本实用新型进一步说明：

图1是本实用新型工作状态

图2是倾倒开水时的状态

图3是真空保温壶组合件

图4是金属支架侧视图、图5是金属支架正视图

图6是同步跟踪机构侧视图、图7是同步跟踪机构正视图

图8是抛物面机构、图9是真空吸热管

图10是本实用新型的实施例：QTK-1型太阳能开水器倾倒开水时的状态

图11是本实用新型的实施例：QTK-1型太阳能开水器工作状态

图中所示：1保温盖、2双层壶体、3尾管、4水平轴、5俯仰角控制板、6支架、7轴承座、8销轴、9专用机芯、10法兰套管、11轴承系、12机芯座、13小传动轮、14传动带、15大传动轮、16防护罩、17发条盒、18卷簧、19示踪杆、20抛物线成型板、21、镜面抛物柱面、22转动叉架、23介质、24玻璃外管、25金属热管

图1为本实用新型的外观结构，它主要由：真空保温壶组合件、金属支架、同步跟踪机构、抛物面机构和真空吸热管五部分组成。根据情况可将其安装专用底座置于平台、地面或直接安装在阳台上。

图2为太阳能开水器倾倒开水终了时的状态。

图3为真空保温壶组合件系由：保温盖(1)、双层壶体(2)、尾管(3)、水平轴(4)、俯仰角控制板(5)组成为一整体。双层金属之间抽真空，壶顶部由保温壶盖保温；前面出水口，也由保温盖保温，尾管(3)与真空吸热管(23)直接连通并密封。其特点是：壶体不传热，保温性能好，尾管密封可靠，壶的造型设计能够满足热对流的要求及俯仰角的变化。

真空保温壶组合件利用两侧的水平轴(4)安装在支架的轴承座(7)中可使本实用新型绕轴作俯仰运动。俯仰角变化达95度，其中俯角达37度，仰角达58度。仰角的变化可使抛物面适应太阳在一年里纬度的变化。角度变化靠俯仰角控制板(5)调节。将销轴(8)插入控制板(5)中相应的小孔即可使抛物面恰好适应太阳所在的纬度。

图4、图5为金属支架系由：支架(6)、轴承座(7)、销轴(8)组成。其外形设计符合整机俯仰角变化的要求。