CN109140792A - 一种万向太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种万向太阳能热水器，包括储水容器、支架、集热管、反光板、旋转机构和摆动机构；反光板安装在支架上，集热管安装支架上并位于反光板的一侧；集热管形成有进水端和出水端；进水端和出水端分别与储水容器连通；摆动机构用于带动支架上下摆动；旋转机构用于带动支架绕竖向轴线转动。本发明通过采用旋转机构带动集热管旋转，并配合摆动机构带动集热管上下摆动，实现在不同时段太阳所处的位置不同时，均可将集热管调整至朝向太阳的位置，使集热管能充分地接受太阳光的照射，进而提高能源利用率。

Description

一种万向太阳能热水器

技术领域

本发明涉及一种热水器，尤其涉及一种万向太阳能热水器。

背景技术

太阳能热水器是利用集热管收集太阳光，集热管将太阳光转换为热能进而 将水加热的装置，然而，现有的太阳能热水器在装配后，其集热管的朝向不可 调，导致不能根据不同时间段太阳所在的位置，对集热管的朝向进行调整，而 使得集热管不能充分地接受太阳光的照射，太阳能源利用率较低。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种万向太阳能热水器， 其能调整集热管的朝向，以在不同时段均能充分地接受太阳光的照射，提高能 源利用率。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

一种万向太阳能热水器，包括储水容器、支架、集热管、反光板、旋转机 构和摆动机构；所述反光板安装在所述支架上，所述集热管安装所述支架上并 位于所述反光板的一侧；所述集热管形成有进水端和出水端；所述进水端和所 述出水端分别与所述储水容器连通；所述摆动机构用于带动所述支架上下摆动； 所述旋转机构用于带动所述支架绕竖向轴线转动。

进一步地，所述集热管包括铜管本体以及覆盖在所述铜管本体外的吸热层。

进一步地，所述反光板向远离所述集热管的方向凹陷。

进一步地，所述进水端通过进水软管与所述储水容器连通；所述出水端通 过出水软管与所述储水容器连通。

进一步地，所述万向太阳能热水器还包括四象限太阳跟踪传感器；所述四 象限太阳跟踪传感器用于感知光源信号，并根据该光源信号分别控制所述旋转 机构和所述摆动机构的运动。

进一步地，所述摆动机构包括转轴、伸缩气缸和摆臂；所述摆臂一端枢接 在所述转轴上，另一端固定在所述支架上；所述伸缩气缸的伸缩杆铰接在所述 摆臂上，所述伸缩气缸的缸体铰接在所述转轴上；所述旋转机构用于带动所述 转轴转动。

进一步地，所述旋转机构包括底座、旋转电机、传动齿轮和从动齿轮；所 述转轴可转动地安装在所述底座上；所述传动齿轮固定套装在所述旋转电机的 输出轴上；所述从动齿轮固定套装在所述转轴上，并与所述传动齿轮啮合。

进一步地，所述转轴通过轴承安装在所述底座上。

进一步地，所述万向太阳能热水器还包括太阳能板、蓄电池和加热部件； 所述太阳能板安装在所述支架上，并与所述蓄电池电连接；所述蓄电池用于给 所述加热部件提供电能；所述加热部件用于加热所述储水容器内的水。

进一步地，所述太阳能板的数量为两块；两块所述太阳能板分置于所述反 光板的相对两端，并分别固定在所述支架上。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明通过采用旋转机构带动集热管旋转，并配合摆动机构带动集热管上 下摆动，实现在不同时段太阳所处的位置不同时，均可将集热管调整至朝向太 阳的位置，使集热管能充分地接受太阳光的照射，进而提高能源利用率。

再者，本发明通过反光板将未被集热管吸收的太阳光反射至集热管，而可 促进集热管进一步吸收太阳能，进一步提高能源利用率。

附图说明

图1为本发明万向太阳能热水器的正面图；

图2为本发明万向太阳能热水器的侧面图；

图3为本发明万向太阳能热水器的侧面图(除去储水容器和底座)；

图4为本发明图3局部A的放大图。

图中：10、储水容器；20、支架；30、集热管；40、反光板；50、旋转机 构；51、底座；52、旋转电机；53、传动齿轮；54、从动齿轮；60、摆动机构； 61、转轴；62、伸缩气缸；63、摆臂；70、轴承；80、太阳能板；90、进水软 管；100、出水软管。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的 是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任 意组合形成新的实施例。

如图1-4所示的一种万向太阳能热水器，包括储水容器10、支架20、集热 管30、旋转机构50和摆动机构60；将集热管30通过焊接、螺接等等方式安装 在支架20上；集热管30形成有进水端和出水端，该进水端和出水端分别与储 水容器10连通，该储水容器10可为储水箱、储水桶、储水罐等等；摆动机构 60用于带动支架20上下摆动，即在支架20上下摆动时联动集热管30上下摆动； 旋转机构50用于带动支架20绕竖向轴线转动，即带支架20旋转时联动集热管 30旋转；如此，通过采用摆动机构60和旋转机构50带动集热管30运动，并控 制调整摆动机构60驱动摆动的角度以及旋转机构50驱动旋转的角度，即可根 据太阳实际所处位置，将集热管30调整至朝向太阳的位置，而使集热管30能 充分地接受太阳光的照射，进而提高能源利用率。

再者，现有采用外接管道储水容器10内的水导引至需供热水地方(如浴室、 厨房等等)，而相对现有的太阳能热水器，本万向太阳能热水器提高了太阳光的 利用率，故在达到相同的加热效率的情况下，本万向太阳能热水器可缩小加热 管的面积，进而缩小本万向太阳能热水器整体体积，而可将本万向太阳能热水 器安装在阳台等空间较小的地方，进而使本万向太阳能热水器尽可能的接近外 部需供热水的地方，而可缩短该外接管道的长度，降低热水在外接管道内流动 时的热量损耗。

进一步地，本万向太阳能热水器还包括反光板40，反光板40安装在支架 20上，并位于集热管30的一侧；如此，反光板40可将未被集热管30吸收的太 阳光反射至集热管30，可促进集热管30进一步吸收太阳能，进一步提高能源利 用率；此处需要说明的是，该反光板40为现有的部件。

上述的集热管30可采用玻璃管本体和覆盖在玻璃管本体外的吸热层，但是， 玻璃管本体在吸热过渡时容易爆破，存在一定的危险；本实施例采用以下实施 方式，优选地，集热管30包括铜管本体以及覆盖在铜管本体外的吸热层，可防 止爆破，且铜管本体吸热、导热效果好，可进一步提高太能光的吸收；上述的 吸热层可采用黑铬、黑镍、黑钴等等吸热材料涂抹在铜管本体外形成。

优选地，反光板40向远离集热管30的方向凹陷。根据光的反射原理，将 反光板40凹陷设置之后，经反光板40反射的太阳光能较为集中，进而更便于 集热管30的吸收。

具体地，进水端通过进水软管90与储水容器10连通；出水端通过出水软 管100与储水容器10连通，采用进水软管90和出水软管100，其具有柔韧性， 而确保集热管30旋转和摆动的可实施；再者可将储水容器10的内腔分成两个 区域，其中一个区域装热水，另一个区域装冷水。

为了实现本万向太阳能热水器自动调整集热管30的朝向，优选地，本万向 太阳能热水器还包括安装在支架20上的四象限太阳跟踪传感器；四象限太阳跟 踪传感器用于感知光源信号，并根据该光源信号分别控制旋转机构50和摆动机 构60的运动；如此，四象限太阳跟踪传感器的接收到太阳光的光源信号之后， 四象限太阳跟踪传感器根据光源所在的位置，驱动旋转机构50和摆动机构60 带动集热管30移动，并控制该移动的角度，此时四象限太阳跟踪传感器随支架 20一起运动，并在四象限太阳跟踪传感器感知到太阳光与其呈垂直状态时，即 集热管30已朝向太阳时，停止对旋转机构50和摆动机构60的控制；此处需要 说明的是，上述的四象限太阳跟踪传感器为现有的部件，其根据太阳光控制旋 转机构50和摆动机构60的原理可由公知常识获知，且四象限太阳跟踪传感器、 旋转机构50和摆动机构60三者的电路连接方式亦可由公知常识获知。

上述的摆动机构60可采用现有的旋转电机52或旋转液缸实现，在采用旋 转电机52时，支架20铰接安装，旋转电机52的输出轴与支架20固定连接， 且旋转电机52的输出轴平行于水平方向；本实施例优选以下实施方式，摆动机 构60包括转轴61、伸缩气缸62和摆臂63；摆臂63一端枢接在转轴61上，另 一端固定在支架20上；伸缩气缸62的伸缩杆铰接在摆臂63上，伸缩气缸62 的缸体铰接在转轴61上；如此，使用时，通过伸缩该伸缩气缸62的伸缩杆， 拉动摆动饶其铰接点转动，进而实现带动支架20摆动，即带动集热管30摆动； 上述结构中，通过伸缩气缸62和摆臂63同时支撑支架20，可提高整体稳定性； 同时，旋转机构50用于带动转轴61转动。

上述的旋转机构50可采用旋转液缸或者中空旋转平台，采用旋转液缸时， 将旋转液缸的输出轴与转轴61固定连接即可；与此同时，可将旋转液缸或者中 空旋转平台安装在摆动机构60，或者将摆动机构60安装在旋转液缸或者中空旋 转平台上。

本实施例的旋转机构50优选以下实施方式，优选地，旋转机构50包括底 座51、旋转电机52、传动齿轮53和从动齿轮54；转轴61可转动地安装在底座 51上；传动齿轮53固定套装在旋转电机52的输出轴上；从动齿轮54固定套装 在转轴61上，并与传动齿轮53啮合；如此，使用时，旋转电机52的输出轴转 动，带动传动齿轮53传动，此时，传动齿轮53联动从动齿轮54，从动齿轮54 转动时带动转轴61转动，进而实现带动支架20旋转；通过齿轮传动的方式， 相对于旋转液缸的输出轴与转轴61固定连接的方式，可简化安装程度。

再者，为了提高转轴61的稳定性，即提高支架20旋转时的稳定性，转轴 61通过轴承70安装在底座51上，实际安装时，转轴61固定在轴承70的内圈， 轴承70的外圈与底座51固定安装。

为了在冬季、夜间等太阳光较弱的情况下仍能实现对水的加热，优选地， 本万向太阳能热水器还包括太阳能板80、蓄电池和加热部件；太阳能板80安装 在支架20上，并与蓄电池电连接；蓄电池用于给加热部件提供电能；加热部件 用于加热储水容器10内的水；使用时，太阳能板80吸收太阳光，并将光能转 化为电能存储在蓄电池里，如此，在太阳光较弱的情况下，采用蓄电池给加热 部件供电，加热部件即可加热储水容器10内的水，从而提高本万向太阳能热水 器的使用频率，且可避免本万向太阳能热水器因寒冬冻结。

上述的太阳能板80、蓄电池、加热部件均为现有的部件，其之间实现连接 的方法可从公知常识或者，且该加热部件可为电热板、电热棒等等。

具体地，太阳能板80的数量为两块；两块太阳能板80分置于反光板40的 相对两端，并分别固定在支架20上，可充分利用太阳光；实际使用中，也可根 据需求合理的设置太阳能板80为三块或以上。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的 范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换 均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种万向太阳能热水器，其特征在于：包括储水容器、支架、集热管、反光板、旋转机构和摆动机构；所述反光板安装在所述支架上，所述集热管安装所述支架上并位于所述反光板的一侧；所述集热管形成有进水端和出水端；所述进水端和所述出水端分别与所述储水容器连通；所述摆动机构用于带动所述支架上下摆动；所述旋转机构用于带动所述支架绕竖向轴线转动。

2.如权利要求1所述的万向太阳能热水器，其特征在于：所述集热管包括铜管本体以及覆盖在所述铜管本体外的吸热层。

3.如权利要求1所述的万向太阳能热水器，其特征在于：所述反光板向远离所述集热管的方向凹陷。

4.如权利要求1所述的万向太阳能热水器，其特征在于：所述进水端通过进水软管与所述储水容器连通；所述出水端通过出水软管与所述储水容器连通。

5.如权利要求1所述的万向太阳能热水器，其特征在于：所述万向太阳能热水器还包括安装在所述支架上的四象限太阳跟踪传感器；所述四象限太阳跟踪传感器用于感知光源信号，并根据该光源信号分别控制所述旋转机构和所述摆动机构的运动。

6.如权利要求1所述的万向太阳能热水器，其特征在于：所述摆动机构包括转轴、伸缩气缸和摆臂；所述摆臂一端枢接在所述转轴上，另一端固定在所述支架上；所述伸缩气缸的伸缩杆铰接在所述摆臂上，所述伸缩气缸的缸体铰接在所述转轴上；所述旋转机构用于带动所述转轴转动。

7.如权利要求6所述的万向太阳能热水器，其特征在于：所述旋转机构包括底座、旋转电机、传动齿轮和从动齿轮；所述转轴可转动地安装在所述底座上；所述传动齿轮固定套装在所述旋转电机的输出轴上；所述从动齿轮固定套装在所述转轴上，并与所述传动齿轮啮合。

8.如权利要求7所述的万向太阳能热水器，其特征在于：所述转轴通过轴承安装在所述底座上。

9.如权利要求1所述的万向太阳能热水器，其特征在于：所述万向太阳能热水器还包括太阳能板、蓄电池和加热部件；所述太阳能板安装在所述支架上，并与所述蓄电池电连接；所述蓄电池用于给所述加热部件提供电能；所述加热部件用于加热所述储水容器内的水。

10.如权利要求9所述的万向太阳能热水器，其特征在于：所述太阳能板的数量为两块；两块所述太阳能板分置于所述反光板的相对两端，并分别固定在所述支架上。