CN104422010A - 太阳能采暖器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能采暖器，包括发热装置、太阳能电池阵列，还包括螺杆、第一执行装置、第二执行装置，所述螺杆竖直设立于太阳能采暖器上，所述第一执行装置套设在螺杆上，所述第二执行装置可旋转的设置在第一执行装置上，所述第二执行装置设有水平角可调的固定支架，所述太阳电池阵列固定在固定支架上。本发明的有益效果为：在采暖器中采用太阳能电池阵列将太阳能转换成电能，能够有效避开直接利用太阳能供热的采暖器受季节和天气影响等问题，方便太阳能的储蓄与利用，在采暖器中设置太阳能电池阵列的高度、方位角、仰俯角调整装置，使太阳能电池阵列实时处于最佳受光状态，提高太阳能的转换效率。

Description

太阳能采暖器

技术领域

本发明涉及一种采暖器，尤其是一种太阳能采暖器。

背景技术

随着人们生活水平的提高，电暖器作为冬季家庭辅助取暖电器已越来越受人们的喜爱。而目前市面上的电暖器，多数是只有单一电采暖功能的产品。采暖器在工作时需要持续开机加热使用，在用电方面也相对其它的家电来的高，冬季采暖电费也是一笔不小的支出。太阳能作为一种新兴的可再生能源，受到各国研发人员的重视。但由于之前太阳能光电转换效率较低，人们在利用太阳能上不约而同的都面向光热转换这一方向，直接利用太阳光的热辐射给水箱加热，目前市面上常见的太阳能热水器与一些太阳能采暖器，如专利申请号为02121378.X，名称为“太阳能采暖器”所公布的。但是这种太阳能采暖器受季节天气影响较大，夏天阳光热辐射强，但使用供热供暖的需求却是最小，而在冬季需要大量供热供暖的时候，阳光却比较薄弱，对水的加热也较有限，多数设备上也需用电辅助加热，实际对太阳能的利用并不明显。因此如何提高太阳能光电转换效率，利用太阳能发电蓄电较直接利用太阳能供暖有更好的利用价值。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术的不足，提供一种太阳能光电转换效率较高的太阳能采暖器。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种太阳能采暖器，包括发热装置和太阳能电池阵列，还包括螺杆、第一执行装置、第二执行装置和第三执行装置，所述螺杆竖直设立于太阳能采暖器上，所述第一执行装置可移动的套设在螺杆上，所述第二执行装置可旋转的设置在第一执行装置上，旋转轴与螺杆平行或重合，所述第三执行装置水平角可调的设置在第二执行装置上，太阳能电池阵列固定在第三执行装置上。

优选的，所述第一执行装置包括：第一壳体、第一电机、第一主动轮和第一从动轮，所述第一电机、第一从动轮和第一主动轮设置在壳体内，所述第一从动轮设有与所述螺杆相适配的同心螺孔，螺杆穿过第一壳体并与第一从动轮的同心螺孔螺合，所述螺杆上沿轴向至少具有一条滑槽，所述第一壳体上设有与螺杆上的滑槽相适配的凸边，所述第一主动轮由第一电机带动旋转，第一主动轮带动第一从动轮旋转，第一从动轮旋转的同时带动第一壳体纵向移动。

优选的，所述第二执行装置包括：第二壳体、第二电机、第三齿轮和第四齿轮，第四齿轮固定在所述第一执行装置上，所述第二壳体可转动的套设在第四齿轮上，所述第二电机固定于第二壳体，所述第三齿轮由第二电机带动旋转，并且第三齿轮与第四齿轮相啮合。

优选的，所述第一执行装置上设置有一连接座，所述连接座为一圆环座，圆环座的外表面设有若干凹槽，所述第四齿轮设有同心通孔，同心通孔的内表面设有与所述凹槽相适配的凸边，第四齿轮通过连接座固定在第一执行装置上。

优选的，所述第三执行装置包括：第三电机、固定支架和转轴，所述第三电机固定于第二执行装置，转轴中部设有齿轮，第三电机带动转轴旋转，固定支架设置在转轴上。

优选的，所述固定支架固定面上矩阵式的设置有若干椭圆形通孔。

优选的，还设置有若干光线传感器，所述光线传感器设置在所述太阳能电池阵列的四个角上。

优选的，所述螺杆上具有两条滑槽。

优选的，所述螺杆的底端和顶端设置有边界传感器。

优选的，所述边界传感器为微动开关。

本发明的有益效果为：在采暖器中采用太阳能电池阵列将太阳能转换成电能，能够有效避开直接利用太阳能供热的采暖器受季节和天气影响等问题，方便太阳能的储蓄与利用，在采暖器中设置第一执行装置、第二执行装置和第三执行装置，用于调整太阳能电池阵列的高度、方位角、仰俯角，使太阳能电池阵列实时处于最佳受光状态，提高太阳能的转换效率。

附图说明

图1绘示的是本发明一较佳实施例中螺杆、第一执行装置、第二执行装置和第三执行装置之间的连接结构示意图；

图2绘示的是本发明一较佳实施例中太阳能电池阵列、螺杆、第一执行装置、第二执行装置和第三执行装置之间的连接结构示意图。

图3绘示的是本发明一较佳实施例中螺杆的结构示意图；

图4绘示的是本发明一较佳实施例中第一执行装置、第二执行装置和第三执行装置的结构示意图；

图5绘示的是本发明一较佳实施例的控制关系图。

图号说明：11：螺杆；12：第一执行装置；13：第二执行装置；14：太阳能电池阵列；15：光线传感器；16：第三执行装置；111：滑槽；121：第一壳体；122第一电机；123：第一主动轮；124：连接座；125：第一从动轮；126：同心螺孔；127：凸边；131：第二壳体；132：第三齿轮；133：第二电机；134：第四齿轮；135：固定支架；136：减速箱；137：第三电机；138：转轴。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1至图5，其中相同的元件或部位沿用相同的符号来表示，需注意的是图式仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。本发明太阳能采暖器，包括发热装置和太阳能电池阵列14，还包括螺杆11、第一执行装置12、第二执行装置13和第三执行装置16，所述螺杆11竖直设立于太阳能采暖器上，所述第一执行装置12可移动的套设在螺杆11上，所述第二执行装置13可旋转的设置在第一执行装置12上，旋转轴与螺杆11平行或重合，所述第三执行装置16水平角可调的设置在第二执行装置13上，太阳能电池阵列14固定在第三执行装置16上。

本发明的有益效果为：在采暖器中采用太阳能电池阵列将太阳能转换成电能，能够有效避开直接利用太阳能供热的采暖器受季节和天气影响等问题，方便太阳能的储蓄与利用，在采暖器中设置第一执行装置和第二执行装置，用于调整太阳能电池阵列的高度、方位角、仰俯角，使太阳能电池阵列实时处于最佳受光状态，提高太阳能的转换效率。

为了实现上述第一执行装置、第二执行装置和第三执行装置的功能，作为一较佳实施例，如图4所示，所述第一执行装置12包括：第一壳体121、第一电机122、第一主动轮123和第一从动轮125，所述第一电机122、第一从动轮125和第一主动轮123设置在第一壳体121内，所述第一从动轮125设有与所述螺杆11相适配的同心螺孔126，螺杆11穿过第一壳体121并与第一从动轮123的同心螺孔126螺合，所述螺杆11上沿轴向至少具有一条滑槽111，所述第一壳体121上设有与螺杆上的滑槽111相适配的凸边，所述第一主动轮123由第一电机122带动旋转，第一主动轮123带动第一从动轮125旋转，第一从动轮125旋转的同时带动第一壳体121纵向移动。在本实施例中第一主动轮123与第一从动轮125为齿轮，第一主动轮123与第一从动轮125相啮合。在其它实施例中第一主动轮123和第一从动轮125可以是由皮带或者其他公知的传动技术传动。

所述第二执行装置13包括：第二壳体131、第二电机133、第三齿轮132和第四齿轮134，第四齿轮134固定在所述第一执行装置12上，所述第二壳体131可转动的套设在第四齿轮134上，所述第二电机133固定于第二壳体131，所述第三齿轮132由第二电机133带动旋转，并且第三齿轮132与第四齿轮134相啮合。

所述第三执行装置16包括：第三电机137、固定支架135和转轴138，所述第三电机137固定于第二执行装置13，转轴138可转动的设置在第二装置上，转轴的旋转轴与螺杆11垂直，转轴138中部设有齿轮，第三电机137带动转轴138旋转，固定支架设置在转轴138上。具体为：如图4所示，第三电机固定于第二壳体131内，转轴水平贯穿于第二壳体131，固定支架135固定连接于转轴的两端。

第一电机122顺时针/逆时针转动时，带动第一主动轮123转动，第一主动轮123同时带动第一从动轮125转动，因第一从动轮125螺合于螺杆11并设在第一执行装置12内，因此第一从动轮125带动第一执行装置12在螺杆11上向上/向下运动，又因第一执行装置12设有与螺杆的凹槽111相配合的凸边127，凸边与凹槽的配合对第一执行装置的纵向移动进行导向，同时使第一执行装置12在螺杆11上上下运动时不会绕螺杆11旋转，从而实现第一执行装置高度调整的功能。

因第二执行装置13固定在第一执行装置12上，所以当第一执行装置12移动时，第二执行装置13随同第一执行装置12一同上下移动，因第三齿轮132与第四齿轮134相啮合，且第四齿轮134是固定在第一执行装置12上，因此当第二电机133转动时，第二电机133和第三齿轮132绕第四齿轮134外圆周旋转，因第二电机133固定于第二壳体131，所以第二电机133带动第二执行装置13一同绕第四齿轮134旋转，因而实现第二执行装置13方位角调整功能。第三电机137连接有齿轮，所述齿轮与转轴138中部的齿轮啮合，当第三电机转动时，带动转轴138轴向旋转，因此带动固定支架135和太阳能电池阵列14仰俯角调整。

在本实施例中，第四齿轮134是固定在第一执行装置12上，第二执行装置13绕第四齿轮134旋转，在另一实施例中，如图4所示，所述第四齿轮134具有一同心通孔，所述同心通孔略大于螺杆外径，第四齿轮套134设于螺杆11并固定在第一执行装置12上，因此第二执行装置与第四齿轮一同套设在螺杆上，第二执行装置绕螺杆旋转。

在本实施例中，通过第三电机137由齿轮直接驱动转轴旋转，调整太阳能电池阵列14的仰俯角，为增大第三电机137的扭力和调整的灵敏度，在另一实施例中，第三电机通过减速箱136带动转轴旋转以调整太阳能电池阵列14的仰俯角，在其他实施例中，可以选用气缸与连接顶杠结构等公知技术来实现第三电机137与太阳能电池阵列14的仰俯角调整。

作为一较佳实施例，为了能够实现太阳能电池阵列高度、方位角、仰俯角自动调整，还设置有若干光线传感器15，所述若干光线传感器15设置在所述太阳能电池阵列14的四个角上，因此可以更加准确的反馈当前状态下太阳能电池板的光照强度，控制系统根据检测到的光线信号控制太阳能电池阵列的调整，使太阳能电池阵列处于最佳受光状态。所述光线传感器为光敏电阻或其他公知的光电传感器。

为使第一执行装置在螺杆上更加顺畅的移动，所述螺杆11上具有两条滑槽111，滑槽为U型平底滑槽，两槽在螺杆外表面对称分布。

为了与螺杆上的滑槽相适配，第一执行装置上设有两个凸边。为方便第一执行装置12与第二执行装置13之间的装配，所述第一执行装置12上固定有一连接座124，所述连接座124为一圆环座，圆环座的外表面设有若干凹槽，所述第四齿轮134的设有同心通孔，所述中心通孔的内表面设有与所述凹槽相适配的凸边，第四齿轮134通过连接座124固定在第一执行装置上。因此在装配时，只需要将第四齿轮134用工具压装在第一执行装置上即可。

因太阳能电池阵列的型号和规格非常丰富，为使固定支架能够更大程度的与多种型号和规格的太阳能电池阵列相适配，所述固定支架135固定面上矩阵式的设置有若干椭圆形通孔，可以根据不同的太阳能电池阵列来选择固定面上合适的安装孔位，并且把通孔设计成椭圆形还可以增大固定螺栓可调整的范围，使固定支架适配的太阳能电池阵列更加丰富。

为了更好的控制所述第一执行装置和第二执行装置在螺杆中运动，所述螺杆11的底端和顶端设置有边界传感器，所述边界传感器为微动开关，并且在第一执行装置和第二执行装置上也设有边界挡片，当第一执行装置和第二执行装置运动到螺杆的上边界或下边界时，所述上挡片或下挡片就触碰到边界传感器，边界传感器开关状态发生翻转，控制系统根据检测到的边界传感器的信号，控制第一执行装置和第二执行装置停止向上或向下运动，所述第一电机122、第二电机133、第三电机137为伺服电机，也可以是步进电机、直流电机、交流电机。

如图5所示，所述发热装置包括发热体1、发热体2、风机、智能控制装置、驱动装置，所述发热体1、发热体2、风机并联于驱动装置，智能控制装置电连接于驱动装置，智能控制装置负责操作信号的输入与处理，并输出控制信号控制采暖器的各项工作，智能控制装置可以根据使用者的需要选择发热体1与发热体2均通电工作，或只选通其中一个发热体通电工作，实现不同发热功率输出，风机的出风口正对着发热体1、发热体2，因此可以借助于风机将发热体所发出的热量从出风口输出。作为另一较佳实施例，该采暖器还包括一蓄电模组，光电转换模组与蓄电模组电连接于智能控制装置，智能控制装置控制光电转换模组中第一执行装置与第二执行装置的运动，并控制光电转换模组转换模组对蓄电模组进行充电，智能控制装置中还设置有一电源控制模块，用于电源的选择与切换，当太阳光充足或蓄电模组电量充足时，优先选用蓄电模组为整机电源，当蓄电模组电量不时自动切换成市电，因此可以方便使用并能有效的保护蓄电模组不会因过度放电而损坏。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种太阳能采暖器，包括发热装置和太阳能电池阵列，其特征在于：还包括螺杆、第一执行装置、第二执行装置和第三执行装置，所述螺杆竖直设立于太阳能采暖器上，所述第一执行装置可移动的套设在螺杆上，所述第二执行装置可旋转的设置在第一执行装置上，旋转轴与螺杆平行或重合，所述第三执行装置水平角可调的设置在第二执行装置上，太阳能电池阵列固定在第三执行装置上。

2.根据权利要求1所述的太阳能采暖器，其特征在于：所述第一执行装置包括：第一壳体、第一电机、第一主动轮和第一从动轮，所述第一电机、第一从动轮和第一主动轮设置在壳体内，所述第一从动轮设有与所述螺杆相适配的同心螺孔，螺杆穿过第一壳体并与第一从动轮的同心螺孔螺合，所述螺杆上沿轴向至少具有一条滑槽，所述第一壳体上设有与螺杆上的滑槽相适配的凸边，所述第一主动轮由第一电机带动旋转，第一主动轮带动第一从动轮旋转，第一从动轮旋转的同时带动第一壳体纵向移动。

3.根据权利要求1所述的太阳能采暖器，其特征在于，所述第二执行装置包括：第二壳体、第二电机、第三齿轮和第四齿轮，第四齿轮固定在所述第一执行装置上，所述第二壳体可转动的套设在第四齿轮上，所述第二电机固定于第二壳体，所述第三齿轮由第二电机带动旋转，并且第三齿轮与第四齿轮相啮合。

4.根据权利要求3所述的太阳能采暖器，其特征在于：所述第一执行装置上设置有一连接座，所述连接座为一圆环座，圆环座的外表面设有若干凹槽，所述第四齿轮设有同心通孔，同心通孔的内表面设有与所述凹槽相适配的凸边，第四齿轮通过连接座固定在第一执行装置上。

5.根据权利要求1所述的太阳能采暖器，其特征在于，所述第三执行装置包括：第三电机、固定支架和转轴，所述第三电机固定于第二执行装置，转轴可转动的设置在第二装置上，转轴的旋转轴与螺杆垂直，第三电机带动转轴旋转，固定支架设置在转轴上。

6.根据权利要求5所述的太阳能采暖器，其特征在于：所述固定支架固定面上矩阵式的设置有若干椭圆形通孔。

7.根据权利要求1所述的太阳能采暖器，其特征在于：还设置有若干光线传感器，所述光线传感器设置在所述太阳能电池阵列的四个角上。

8.根据权利要求1所述的太阳能采暖器，其特征在于：所述螺杆上具有两条滑槽。

9.根据权利要求1所述的太阳能采暖器，其特征在于：所述螺杆的底端和顶端设置有边界传感器。

10.根据权利要求9所述的太阳能采暖器，其特征在于：所述边界传感器为微动开关。