CN108039865B - 一种自然风风力放大和风向调节装置及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自然风风力放大和风向调节装置及其应用。该装置包括扇叶、扇叶连接器、导轨、渐缩式外壳、齿轮、销和步进电机；所述渐缩式外壳由外壳上盖和外壳底板组成；所述外壳底板下表面安装有卡板；所述扇叶通过销安装在外壳底板上，扇叶以销为圆心相对渐缩式外壳做旋转运动；所述扇叶的底部均开有卡槽；所述步进电机固定在渐缩式外壳的外侧，其输出端安装有齿轮；所述扇叶连接器的一端呈锯齿状，与齿轮通过啮合连接；所述扇叶连接器表面具有凸起，凸起伸入扇叶的卡槽中；所述导轨固定于外壳底板上，导轨的末端与扇叶具有的销一端接触但不连接；所述渐缩式外壳的出风口的大小小于进风口的大小。该装置用于清除固定式太阳能电池板表面灰尘。

Description

一种自然风风力放大和风向调节装置及其应用
技术领域
本发明涉及机械装置领域，具体是一种自然风风力放大和风向调节装置及其应用。
背景技术
一般风向调节装置多用于家用或车用空调等装置中。申请号201710064721.2公开了自然风去除太阳能电池板表面灰尘的装置，但对于固定式太阳能电池板未提出解决方案。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种自然风风力放大和风向调节装置及其应用。
本发明解决所述装置技术问题的技术方案是，提供一种自然风风力放大和风向调节装置，其特征在于该装置包括扇叶、扇叶连接器、导轨、渐缩式外壳、齿轮、销和步进电机；
所述渐缩式外壳由外壳上盖和外壳底板组成；所述外壳底板下表面安装有卡板；所述扇叶通过销安装在外壳底板上，扇叶以销为圆心相对渐缩式外壳做旋转运动；所述扇叶位于整个装置的进风口位置处；所述扇叶的底部均开有卡槽；所述步进电机固定在渐缩式外壳的外侧，其输出端安装有齿轮；所述扇叶连接器的一端呈锯齿状，与齿轮通过啮合连接；所述扇叶连接器表面具有凸起，凸起伸入扇叶的卡槽中；所述导轨固定于外壳底板上，导轨的末端与扇叶具有的销一端接触但不连接；所述导轨位于整个装置的出风口位置处；所述渐缩式外壳的出风口的大小小于进风口的大小。
本发明解决所述应用技术问题的技术方案是，提供一种自然风风力放大和风向调节装置的应用，其特征在于该装置用于清除固定式太阳能电池板表面灰尘；工作时，将卡板固定在固定式太阳能电池板的顶部；通过风向传感器检测实时风向，将数据传送给单片机，经过单片机处理后发送给步进电机驱动器信号，步进电机驱动器驱动步进电机转动，通过齿轮带动扇叶连接器左右运动，进而带动扇叶绕着销旋转；扇叶转至与风向平行处，使风沿着扇叶吹入，再沿着导轨平行于太阳能电池板吹出，通过渐缩式外壳，放大风力，有效地清除太阳能电池板表面灰尘。
与现有技术相比，本发明有益效果在于：
(1)内部扇叶可根据自然风的方向改变调节扇叶的角度，使自然风最大限度进入本装置。
(2)本发明设计的渐缩式外壳以渐缩喷管为模型设计，有效提高空气流速，达到放大风速的效果。
(3)风穿过整个装置，利用机械结构设计最低限度减少风力损失。
(4)通过巧妙的机械结构设计，将风向调节和风力放大两个功能融为一体，旨在应用自然风清除固定式太阳能电池板灰尘领域或其他适用领域。
(5)本装置机械结构较简单，并且安装简便，维护的成本低，可以大规模地应用于光伏发电产业。
附图说明
图1为本发明自然风风力放大和风向调节装置及其应用一种实施例的整体结构正面示意图；
图2为本发明自然风风力放大和风向调节装置及其应用一种实施例的去掉外壳上盖后的内部结构示意图；
图3为本发明自然风风力放大和风向调节装置及其应用一种实施例的整体结构背面示意图；
图4是本发明自然风风力放大和风向调节装置应用时与固定式太阳能电池板的连接示意图；(图中：1、扇叶；11、卡槽；2、扇叶连接器；21、凸起；3、导轨；4、渐缩式外壳；41、外壳上盖；42、外壳底板；43、卡板；5、齿轮；6、销；7、步进电机)
具体实施方式
下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制本申请权利要求的保护范围。
本发明提供了一种自然风风力放大和风向调节装置(简称装置，参见图1-3)，其特征在于该装置包括扇叶1、扇叶连接器2、导轨3、渐缩式外壳4、齿轮5、销6和步进电机7；
所述渐缩式外壳4由外壳上盖41和外壳底板42组成；所述外壳底板42下表面安装有卡板43，用于进行除尘时固定在固定式太阳能电池板上；所述扇叶1通过销6安装在外壳底板42上，扇叶1以销6为圆心相对渐缩式外壳4做旋转运动；所述扇叶1位于整个装置的进风口位置处；所述销6依次贯穿外壳上盖41、扇叶1和外壳底板42，两端伸出渐缩式外壳4外；所述扇叶1的底部均开有卡槽11；卡槽11的长度与扇叶1可转动角度的范围相关，卡槽11越长，扇叶1可转动角度就越大；所述步进电机7固定在渐缩式外壳4的外侧，其输出端安装有齿轮5；所述扇叶连接器2的一端呈锯齿状，与齿轮5通过啮合连接；所述扇叶连接器2表面具有凸起21，凸起21伸入扇叶1的卡槽11中；步进电机7转动，实现扇叶连接器2左右运动，使得凸起21能够在卡槽11内运动，带动扇叶1的转动，进而调节扇叶1的角度，达到风向调节的目的；所述导轨3固定于外壳底板42上，与外壳底板42的侧板平行放置，导轨3的末端与扇叶1具有的销6一端接触但不连接，且不影响扇叶1的旋转运动，有利于减少风力损失；所述导轨3位于整个装置的出风口位置处；所述渐缩式外壳4的进风口大且出风口小，实现风力放大功能。进风口和出风口可以根据风向设定角度，角度根据固定式太阳能电池板与地面夹角而定。
渐缩式外壳4的出风口部分依据渐缩喷管原理，出风口的大小小于进风口的大小，内部主流区几乎没有沿程损失，因此压力损失可以忽略。根据前后流量不变，Q＝A*V，V2/V1＝A1/A2，即根据喷灌进出风口面积差可以计算出进出口风速差。当控制进风口面积大于出风口面积时，可以成功放大风速。
优选地，该装置还包括单片机、风向传感器和步进电机驱动器；所述单片机分别与风向传感器和步进电机驱动器连接；所述步进电机驱动器与步进电机7连接；所述风向传感器用于检测实时风向，将数据传送给单片机，经过单片机处理后给步进电机驱动器信号，步进电机驱动器驱动步进电机转动。
本发明同时提供了一种自然风风力放大和风向调节装置的应用(简称应用，参见图4)，其特征在于该装置用于清除固定式太阳能电池板表面灰尘；工作时，将卡板43固定在固定式太阳能电池板的顶部；通过风向传感器检测实时风向，将数据传送给单片机，经过单片机处理后发送给步进电机驱动器信号，步进电机驱动器驱动步进电机7转动，通过齿轮5带动扇叶连接器2左右运动，进而带动扇叶1绕着销6旋转，即将齿轮5左右运动转移成了扇叶1的圆周运动。扇叶1转至与风向平行处，使风沿着扇叶1吹入，再沿着导轨3垂直于出风口吹出，即平行于太阳能电池板吹出，通过渐缩式外壳4放大风速，以保证风力足够除尘，有效地清除太阳能电池板表面灰尘。
本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (5)

1.一种自然风风力放大和风向调节装置，其特征在于该装置包括扇叶、扇叶连接器、导轨、渐缩式外壳、齿轮、销和步进电机；
所述渐缩式外壳由外壳上盖和外壳底板组成；所述外壳底板下表面安装有卡板；所述扇叶通过销安装在外壳底板上，扇叶以销为圆心相对渐缩式外壳做旋转运动；所述扇叶位于整个装置的进风口位置处；所述扇叶的底部均开有卡槽；所述步进电机固定在渐缩式外壳的外侧，其输出端安装有齿轮；所述扇叶连接器的一端呈锯齿状，与齿轮通过啮合连接；所述扇叶连接器表面具有凸起，凸起伸入扇叶的卡槽中；所述导轨固定于外壳底板上，导轨的末端与扇叶具有的销一端接触但不连接；所述导轨位于整个装置的出风口位置处；所述渐缩式外壳的出风口的大小小于进风口的大小。
2.根据权利要求1所述的自然风风力放大和风向调节装置，其特征在于卡槽的长度与扇叶转动角度的范围相关；卡槽越长，扇叶可转动角度越大。
3.根据权利要求1所述的自然风风力放大和风向调节装置，其特征在于该装置还包括单片机、风向传感器和步进电机驱动器；所述单片机分别与风向传感器和步进电机驱动器连接；所述步进电机驱动器与步进电机连接；所述风向传感器用于检测实时风向。
4.根据权利要求1所述的自然风风力放大和风向调节装置，其特征在于所述销依次贯穿外壳上盖、扇叶和外壳底板，两端伸出渐缩式外壳外。
5.一种权利要求1-4任一所述自然风风力放大和风向调节装置的应用，其特征在于该装置用于清除固定式太阳能电池板表面灰尘；工作时，将卡板固定在固定式太阳能电池板的顶部；通过风向传感器检测实时风向，将数据传送给单片机，经过单片机处理后发送给步进电机驱动器信号，步进电机驱动器驱动步进电机转动，通过齿轮带动扇叶连接器左右运动，进而带动扇叶绕着销旋转；扇叶转至与风向平行处，使风沿着扇叶吹入，再沿着导轨平行于太阳能电池板吹出，通过渐缩式外壳，放大风力，有效地清除太阳能电池板表面灰尘。
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