CN108868440A - 一种自动调节方位的太阳能窗 - Google Patents

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Abstract

一种自动调节方位的太阳能窗，包括有窗框，窗框上设有6个窗口；6个窗口分别为左开放式窗口、上固定窗口、右开放式窗口、右智能窗口、下固定窗口、左智能窗口；左开放式窗口和右开放式窗口为双支杆铰链结构，为可开启玻璃窗扇；上固定窗口和下固定窗口为固定窗扇结构，为不可开启玻璃窗；右智能窗口和左智能窗口结构相同，设有光伏板；左智能窗口和右智能窗口上的光伏板通过安装左、右传动结构实现张开、偏转和闭合功能；通过将太阳能光伏板与窗户集成为一体，增加高层建筑的人均太阳能利用量；光伏板与太阳光始终保持近似垂直的姿态，极大提高了光伏板太阳能吸收率和电能转换量。

Description

一种自动调节方位的太阳能窗
技术领域
本发明属于太阳能应用技术领域，具体涉及一种自动调节方位的太阳能窗。
背景技术
由于煤炭、石油和天然气的广泛应用，造成“温室效应”等等一系列环境问题，各国广发开始关注清洁能源的开发和利用。国外光伏发展比较早，著名的如日本的“太阳电池瓦”和“太阳电池玻璃幕墙”，还有美国的“百万个太阳能屋顶计划”。国内光伏发展主要表现在光伏发电站，如西藏的太阳能光伏发电站，最近几年太阳能屋顶也有一些发展，还有太阳能路灯等。对于城市建筑密集的缘故，由此极大地限制了太阳能光伏板的应用。城市建筑墙壁和窗户为光伏板发展提供了很大可能性，然而到目前为止，国内建筑幕墙和窗户上光伏板的应用还比较少见。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种自动调节方位的太阳能窗，通过将太阳能光伏板与窗户集成为一体，增加高层建筑的人均太阳能利用量；在程序的控制下，光伏板与太阳光始终保持近似垂直的姿态，极大提高了光伏板太阳能吸收率和电能转换量。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种自动调节方位的太阳能窗，包括有窗框，窗框上设有6个窗口；6个窗口分别为左开放式窗口、上固定窗口、右开放式窗口、右智能窗口、下固定窗口、左智能窗口；左开放式窗口和右开放式窗口为双支杆铰链结构，为可开启玻璃窗扇；上固定窗口和下固定窗口为固定窗扇结构，为不可开启玻璃窗；右智能窗口和左智能窗口结构相同，设有光伏板；窗框与6个窗口组成太阳能窗。
所述的左智能窗口由窗扇、横梁、左竖杆、右竖杆、左动力区、存储控制区、右动力区、左传动机构和右传动机构组成；所述的横梁位于左竖杆与右竖杆的上端；左竖杆与右竖杆的下端连接由左动力区、存储控制区、右动力区组成的杆体内；左竖杆内设有左丝杆，右竖杆内设有右丝杆；
所述的窗扇左侧上部通过铰链D与左短杆的一端连接，左短杆另一端通过铰链C与左竖杆连接，左短杆中部通过铰链与左短拉杆的一端连接，左短拉杆的另一端与左滑块一铰链连接；左滑块一套装在左丝杆上，左丝杆上的左滑块二与左长拉杆通过铰链连接，左长拉杆的另一端通过铰链与左长杆连接；左长杆的一端通过铰链B与左竖杆连接，左长杆的另一端通过铰链A与窗扇连接；左丝杆的下端焊接有左锥齿轮，左锥齿轮与左齿轮啮合，左齿轮与左马达的动力轴相连；左马达的导线与存储控制区内的控制模块相连；存储于控制区内的蓄电池为左马达提供电能，蓄电池与光伏板相连，电能最终来源于光伏板。
所述的窗扇的右侧上部与右短杆的一端铰链连接；右短杆的另一端与右竖杆的上端铰链连接；右短杆的中部通过铰链与右短拉杆的一端连接；右短拉杆的另一端与右滑块一相连；右滑块一设在右丝杆上；右滑块二套装在右丝杆上，位于右滑块一的下方；右滑块二与右长拉杆的下端铰链连接；右长拉杆的上端与右长杆的中部铰链连接；右长杆的一端与右竖杆铰接连接；右长杆的另一端与窗扇的右边框铰接连接；右丝杆的下端焊接有右锥齿轮；右锥齿轮与右齿轮啮合；右齿轮与右马达的动力轴相连；右马达的导线与蓄电池相连；蓄电池与光伏板相连。
所述的左马达位于左动力区内；所述的右马达位于右动力区内。
所述的窗框设有倒T字形分布的采光窗口和左右分布的光伏窗口，采光窗口具有从左到右依次排布的左开放式窗口、上固定窗口、右开放式窗口和处于下方的下固定窗口；光伏窗口包括左右分布的左智能窗口和右智能窗口。
所述的窗框用于嵌入墙体及固定6个窗口。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，左智能窗口和右智能窗口上的光伏板通过安装在左竖杆、右竖杆上的左传动机构、右传动机构实现张开、偏转和闭合功能。随着太阳升起，光伏板张开，随太阳光线偏转，传动机构控制光伏板张开和偏转，确保光伏板实时与太阳光线保持垂直。本发明可以极大地提高光电转化率，其次光伏窗处于下方两端布置，有利于提高室内采光率。
附图说明
图1为本发明一种自动调节方位的太阳能窗的室内安装简图。
图2为本发明一种自动调节方位的太阳能窗的结构示意图。
图3为本发明的左智能窗口结构示意图。
图4为本发明的左传动机构和右传动结构的示意图。
图5为本发明的左动力区的内部示意图。
图6为本发明的右动力区的内部示意图。
图7为本发明的铰链A、D示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步详细描述。
参见图1～7；一种自动调节方位的太阳能窗，包括有窗框8，窗框8上设有6个窗口；6个窗口分别为左开放式窗口1、上固定窗口2、右开放式窗口3、右智能窗口4、下固定窗口5、左智能窗口6；左开放式窗口1和右开放式窗口3为双支杆铰链结构，为可开启玻璃窗扇；上固定窗口2和下固定窗口5为固定窗扇结构，为不可开启玻璃窗；右智能窗口4和左智能窗口6结构相同，设有光伏板600。窗框8与6个窗口组成太阳能窗7。
所述的左智能窗口6由窗扇601、横梁602、左竖杆607、右竖杆603、左动力区606、存储控制区605、右动力区604、左传动机构61和右传动机构62组成；
所述的横梁602位于左竖杆607与右竖杆603的上端；左竖杆607与右竖杆603的下端连接由左动力区606、存储控制区605、右动力区604组成的杆体内；左竖杆607内设有左丝杆609，右竖杆603内设有右丝杆620；
所述的左传动机构61包括左短杆615、左短拉杆614、左滑块一613、左丝杆609、左滑块二610、左长拉杆611、左长杆612、左齿轮627、左锥齿轮608、左马达625；
右传动机构62包括右短杆616、 右短拉杆617、右滑块一618、右丝杆620、右滑块二622、右长拉杆621、右长杆619、右齿轮624、右锥齿轮623、右马达626。
所述的窗扇601左侧上部通过铰链D与左短杆615的一端连接，左短杆615另一端通过铰链C与左竖杆607连接，左短杆615中部通过铰链与左短拉杆614的一端连接，左短拉杆614的另一端与左滑块一613铰链连接；左滑块一613套装在左丝杆609上，左丝杆609上的左滑块二610与左长拉杆611铰链连接，左长拉杆611的另一端通过铰链与左长杆612连接；左长杆612的一端通过铰链B与左竖杆607连接，左长杆612的另一端通过铰链A与窗扇601连接；左丝杆609的下端焊接有左锥齿轮608，左锥齿轮608与左齿轮627啮合，左齿轮627与左马达625的动力轴相连；左马达625的导线与存储控制区605内的控制模块相连；存储于控制区605内的蓄电池为左马达625提供电能，蓄电池与光伏板600相连，电能最终来源于光伏板600。
所述的左马达625位于左动力区606内。
所述的铰链A、铰链D结构相同。
参见图3、4、6，所述的窗扇601的右侧上部与右短杆616的一端铰链连接；右短杆616的另一端与右竖杆603的上端铰链连接；右短杆616的中部通过铰链与右短拉杆617的一端连接；右短拉杆617的另一端与右滑块一618相连；右滑块一618设在右丝杆620上；右滑块二622套装在右丝杆620上，位于右滑块一618的下方；右滑块二622与右长拉杆621的下端铰链连接；右长拉杆621的上端与右长杆619的中部铰链连接；右长杆619的一端与右竖杆603铰接连接；右长杆619的另一端与窗扇601的右边框铰接连接；右丝杆620的下端焊接有右锥齿轮623；右锥齿轮623与右齿轮624啮合；右齿轮624与右马达626的动力轴相连；右马达626的导线与蓄电池相连；蓄电池与光伏板600相连。右马达626位于右动力区604内。
本发明的工作原理是：
光伏板通过线路与控制区连接，控制区605内蓄电池的外接导线9与住户电网连接，蓄电池充电完毕后，线路自动转换为工作模式，左马达625和右马达626开始启动，控制系统根据程序调节左马达625和右马达626的转速，例如：安装时间为下午，安装在向南的窗户上。控制系统自动调节左马达625转速小于右马达626，左马达625旋转，带动左齿轮627转动，左齿轮627啮合左锥齿轮608，将水平转动转换为左丝杆609竖直转动，左滑块一613和左滑块二610向上滑动，竖直转动转化为竖直移动；左滑块一613和左滑块二610位置的变化，导致左短拉杆614和左长拉杆611向上移动。左短拉杆614推动左短杆615绕铰链C做圆弧运动，左短杆615推动窗扇601上端离开窗框8，；左长拉杆611推动左长杆612绕铰链B做圆弧运动，左长杆612推动窗扇601下端离开窗框8。在右传动结构62作用下，窗扇601另一侧离开窗框8，窗扇601与窗框8形成一定的角度，由于左马达625转速小于右马达626，窗扇601左侧距窗框8的距离比窗扇601右侧距离窗框8的距离近因此，窗扇601平面垂直于太阳光线，极大的提高光伏板600吸收的太阳能。根据程序，随着太阳的方位，太阳能窗7的光伏板600不断调整姿势，随时保证太阳光线垂直照射光伏板600，从而获得最大的太阳能，进一步获得更多的电能。光伏板600在保障蓄电池电量的情况下，剩余电量为日光灯10提供电量。假如单元楼整体安装本发明太阳窗7，单元楼成为小型发电站，所发电能不仅维持自身用电，多余电量可以汇入国家电网。

Claims (5)

1.一种自动调节方位的太阳能窗，包括有窗框（8），窗框（8）上设有6个窗口；其特征在于，6个窗口分别为左开放式窗口（1）、上固定窗口（2）、右开放式窗口（3）、右智能窗口（4）、下固定窗口（5）、左智能窗口（6）；左开放式窗口（1）和右开放式窗口（3）为双支杆铰链结构，为可开启玻璃窗扇；上固定窗口（2）和下固定窗口5为固定窗扇结构，为不可开启玻璃窗；右智能窗口（4）和左智能窗口（6）结构相同，设有光伏板（600）；窗框（8）与6个窗口组成太阳能窗（7）。
2.根据权利要求1所述的一种自动调节方位的太阳能窗，其特征在于，所述的左智能窗口（6）包括窗扇（601）、横梁（602）、左竖杆（607）、右竖杆（603）、左动力区（606）、存储控制区（605）、右动力区（604）、左传动机构（61）和右传动机构（62）；所述的横梁（602）位于左竖杆（607）与右竖杆（603）的上端；左竖杆（607）与右竖杆（603）的下端连接由左动力区（606）、存储控制区（605）、右动力区（604）组成的杆体内；左竖杆（607）内设有左丝杆（609），右竖杆（603）内设有右丝杆（620）；
所述的窗扇（601）左侧上部通过铰链D与左短杆（615）的一端连接，左短杆（615）另一端通过铰链C与左竖杆（607）连接，左短杆（615）中部通过铰链与左短拉杆（614）的一端连接，左短拉杆（614）的另一端与左滑块一（613）铰链连接；左滑块一（613）套装在左丝杆（609）上，左丝杆（609）上的左滑块二（610）与左长拉杆（611）通过铰链连接，左长拉杆（611）的另一端通过铰链与左长杆（612）连接；左长杆（612）的一端通过铰链B与左竖杆（607）连接，左长杆（612）的另一端通过铰链A与窗扇（601）连接；左丝杆（609）的下端焊接有左锥齿轮（608），左锥齿轮（608）与左齿轮（627）啮合，左齿轮（627）与左马达（625）的动力轴相连；左马达（625）的导线与存储控制区（605）内的控制模块相连；存储于控制区（605）内的蓄电池为左马达（625）提供电能，蓄电池与光伏板（600）相连；
所述的窗扇（601）的右侧上部与右短杆（616）的一端铰链连接；右短杆（616）的另一端与右竖杆（603）的上端铰链连接；右短杆（616）的中部通过铰链与右短拉杆（617）的一端连接；右短拉杆（617）的另一端与右滑块一（618）相连；右滑块一（618）设在右丝杆（620）上；右滑块二（622）套装在右丝杆（620）上，位于右滑块一（618）的下方；右滑块二（622）与右长拉杆（621）的下端铰链连接；右长拉杆（621）的上端与右长杆（619）的中部铰链连接；右长杆（619）的一端与右竖杆（603）铰接连接；右长杆（619）的另一端与窗扇（601）的右边框铰接连接；右丝杆（620）的下端焊接有右锥齿轮（623）；右锥齿轮（623）与右齿轮（624）啮合；右齿轮（624）与右马达（626）的动力轴相连；右马达（626）的导线与蓄电池相连；蓄电池与光伏板（600）相连。
3.根据权利要求1所述的一种自动调节方位的太阳能窗，其特征在于，所述的左马达（625）位于左动力区（606）内；所述的右马达（626）位于右动力区（604）内。
4.根据权利要求1所述的一种自动调节方位的太阳能窗，其特征在于，所述的窗框设有倒T字形分布的采光窗口和左右分布的光伏窗口，采光窗口具有从左到右依次排布的左开放式窗口、上固定窗口、右开放式窗口和处于下方的下固定窗口；光伏窗口包括左右分布的左智能窗口和右智能窗口。
5.根据权利要求1所述的一种自动调节方位的太阳能窗，其特征在于，所述的左智能窗口和右智能窗口独立于窗框，可拆卸。
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