CN109556303A - 一种太阳能风能相结合的热水器 - Google Patents

Abstract

一种太阳能风能相结合的热水器，属于集热设备领域。是由风力发电装置和太阳能装置组成的，所述的风力发电装置包括安装台、支撑杆、蓄电池、整流器、发电机、增速机、转轴、底座、支杆、叶片、和推力球轴承，所述的太阳能装置包括太阳能热水器、外伸板、挡板、挡片、电机、联轴器、丝杠和保温管。该装置利用风力发电装置进行发电，并将电能储存在蓄电池中用来化冻和给水加热，能够解决太阳能因为水管冻住而无法使用的问题，弥补太阳能装置集热的不足；通过在太阳能热水器上方覆盖挡片，能够防止冬天雨雪落在太阳能集热管表面进而冻住集热管，避免化冻时集热管破裂的情况。

Description

一种太阳能风能相结合的热水器

技术领域

本发明涉及一种太阳能风能相结合的热水器，具体地说是采用了太阳能集热，通过在太阳能上方覆盖挡片并依靠风力发电辅助致热实现太阳能防冻的装置，属于集热设备领域。

背景技术

太阳能热水器是利用太阳能真空管采集太阳热量，在阳光的照射下使太阳的光能转化为热能进而对水加热。但是在冬天，尤其是北方，太阳能热水器在使用时管道里的水容易上冻，甚至会造成管道破裂，容易被冻住的管道往往是房屋和太阳能热水器之间的管道，而且雪后化雪时被雪覆盖的太阳能真空管如果没有做到及时清雪也会被冻住，直至膨胀胀破管子。而在冬天，风力通常较大，风能作为一种清洁能源，同样可以制取热量。因此，当前亟待开发一种太阳能和风能联合的热水器，既提高太阳能热水器的稳定性，又提高对清洁能源的利用率，节约能源。

发明内容

针对上述太阳能热水器在冬天使用过程中易上冻造成管道和真空管破裂的不足，本发明提供了一种太阳能风能相结合的热水器。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种太阳能风能相结合的加热水的方法，该方法使用由风力发电装置和太阳能装置组成的装置，该装置所述的风力发电装置包括安装台、支撑杆、蓄电池、整流器、发电机、增速机、转轴、底座、支杆、叶片、和推力球轴承组成的，安装台上方固定连接有支撑杆，支撑杆顶部内侧有一凹槽，凹槽内安装有推力球轴承，推力球轴承上部安装有底座，底座下方与转轴的一端固结，转轴从推力球轴承的内圈穿过，底座上方安装有叶片，叶片通过支杆与底座连接在一起，支撑杆内部安装有蓄电池、整流器、发电机、增速机，转轴的另一端与安装在发电机上部的增速机相联，发电机有导线连接到整流器，整流器有导线连接到蓄电池，蓄电池有导线连接到电热丝，所述的太阳能装置包括太阳能热水器、外伸板、挡板、挡片、电机、联轴器、丝杠和保温管组成的，所述的太阳能热水器两侧固定安装有外伸板，太阳能热水器下方安装有挡板，挡板与太阳能热水器的集热管下方之间形成一道沟槽，沟槽的一侧安装有电机，电机通过导线与外部电源相连接，丝杠的一端通过联轴器与电机相连，太阳能热水器上方覆盖有多个挡片，最大的挡片与外伸板固定，最小的挡片内侧有一凸块，凸块开有能够与丝杠相配合的螺纹槽，太阳能热水器的进水口和出水口分别与保温管相连接。

一种太阳能风能相结合的热水器，是由风力发电装置和太阳能装置组成的，所述的风力发电装置包括安装台、支撑杆、蓄电池、整流器、发电机、增速机、转轴、底座、支杆、叶片、和推力球轴承组成的，安装台上方固定连接有支撑杆，支撑杆顶部内侧有一凹槽，凹槽内安装有推力球轴承，推力球轴承上部安装有底座，底座下方与转轴的一端固结，转轴从推力球轴承的内圈穿过，底座上方安装有叶片，叶片通过支杆与底座连接在一起，支撑杆内部安装有蓄电池、整流器、发电机、增速机，转轴的另一端与安装在发电机上部的增速机相联，发电机有导线连接到整流器，整流器有导线连接到蓄电池，蓄电池有导线连接到电热丝，所述的太阳能装置包括太阳能热水器、外伸板、挡板、挡片、电机、联轴器、丝杠和保温管组成的，所述的太阳能热水器两侧固定安装有外伸板，太阳能热水器下方安装有挡板，挡板与太阳能热水器的集热管下方之间形成一道沟槽，沟槽的一侧安装有电机，电机通过导线与外部电源相连接，丝杠的一端通过联轴器与电机相连，太阳能热水器上方覆盖有多个挡片，最大的挡片与外伸板固定，最小的挡片内侧有一凸块，凸块开有能够与丝杠相配合的螺纹槽，太阳能热水器的进水口和出水口分别与保温管相连接。

所述的挡片逐层包覆，除最大的挡片外，其余的每个挡片弧形外表面的一侧均开有第一凹槽，除最小的挡片外，其余的每个挡片弧形内表面的一侧均开有第二凹槽，第二凹槽内安装有短轴，短轴外安装有挡块，挡块可绕短轴转动。

所述的叶片为螺旋型叶片。

所述的保温管包括保温层、水管、电热丝和防水层，水管外表面开有环槽，环槽内安装有电热丝，水管外侧包覆有保温层，水管内侧填充有防水层，电热丝通过导线与外部电源相连接。

该发明的有益之处是，该装置利用风力发电装置进行发电，并将电能储存在蓄电池中用来化冻和给水加热，能够解决太阳能因为水管冻住而无法使用的问题，弥补太阳能装置集热的不足；通过在太阳能热水器上方覆盖挡片，能够防止冬天雨雪落在太阳能集热管表面进而冻住集热管，避免化冻时集热管破裂的情况；水管内部填充有防水层，能够将加热水管时产生的冷凝水挡在电热丝外侧，保护电路；叶片为螺旋型叶片，转动半径小，能够节约更多的空间，能容纳下更多的设备；螺旋型叶片起动风速低，风能利用率高；发电系统安装在支撑杆的底部，整体重心低，安装维修方便；通过将电热丝与外部电源相连接，增强了该装置使用的灵活性。

附图说明

图1为本发明风力发电装置的结构示意图；

图2为本发明风力发电装置的局部放大图；

图3为本发明支撑杆的剖视图；

图4为本发明太阳能装置不覆盖挡片的结构图；

图5为本发明太阳能装置覆盖挡片的结构图；

图6为本发明太阳能装置覆盖挡片的俯视图；

图7为本发明挡片的结构示意图；

图8为本发明单个挡片的斜视图；

图9为本发明单个挡片的仰视图；

图10为本发明第二凹槽部位的局部放大图；

图11为本发明保温管缠绕电热丝的结构示意图；

图12为本发明保温管不缠绕电热丝的结构示意图；

图13为本发明的结构示意图；

图14为本发明最小挡片的局部示意图；

图15为本发明水管的剖视图。

图中，1、安装台，2、支撑杆，3、蓄电池，4、整流器，5、发电机，6、增速机，7、转轴，8、底座，9、支杆，10、叶片，11、推力球轴承，12、太阳能热水器，13、外伸板，14、挡板，15、挡片，16、电机，17、联轴器，18、丝杠，19、保温管，1501、第一凹槽，1502、第二凹槽，1503、挡块，1504、短轴，1901、保温层，1902、水管，1903、电热丝，1904、防水层。

具体实施方式

一种太阳能风能相结合的加热水的方法，该方法使用由风力发电装置和太阳能装置组成的装置，该装置所述的风力发电装置包括安装台1、支撑杆2、蓄电池3、整流器4、发电机5、增速机6、转轴7、底座8、支杆9、叶片10、和推力球轴承11组成的，安装台1上方固定连接有支撑杆2，支撑杆2顶部内侧有一凹槽，凹槽内安装有推力球轴承11，推力球轴承11上部安装有底座8，底座8下方与转轴7的一端固结，转轴7从推力球轴承11的内圈穿过，底座8上方安装有叶片10，叶片10通过支杆9与底座8连接在一起，支撑杆2内部安装有蓄电池3、整流器4、发电机5、增速机6，转轴7的另一端与安装在发电机5上部的增速机6相联，发电机5有导线连接到整流器4，整流器4有导线连接到蓄电池2，蓄电池2有导线连接到电热丝1903，所述的太阳能装置包括太阳能热水器12、外伸板13、挡板14、挡片15、电机16、联轴器17、丝杠18和保温管19组成的，所述的太阳能热水器两侧固定安装有外伸板13，太阳能热水器12下方安装有挡板14，挡板14与太阳能热水器12的集热管下方之间形成一道沟槽，沟槽的一侧安装有电机16，电机16通过导线与外部电源相连接，丝杠18的一端通过联轴器17与电机16相连，太阳能热水器12上方覆盖有多个挡片15，最大的挡片15与外伸板13固定，最小的挡片15内侧有一凸块，凸块开有能够与丝杠18相配合的螺纹槽，太阳能热水器12的进水口和出水口分别与保温管19相连接。

一种太阳能风能相结合的热水器，是由风力发电装置和太阳能装置组成的，所述的风力发电装置包括安装台1、支撑杆2、蓄电池3、整流器4、发电机5、增速机6、转轴7、底座8、支杆9、叶片10、和推力球轴承11组成的，安装台1上方固定连接有支撑杆2，支撑杆2顶部内侧有一凹槽，凹槽内安装有推力球轴承11，推力球轴承11上部安装有底座8，底座8下方与转轴7的一端固结，转轴7从推力球轴承11的内圈穿过，底座8上方安装有叶片10，叶片10通过支杆9与底座8连接在一起，支撑杆2内部安装有蓄电池3、整流器4、发电机5、增速机6，转轴7的另一端与安装在发电机5上部的增速机6相联，发电机5有导线连接到整流器4，整流器4有导线连接到蓄电池2，蓄电池2有导线连接到电热丝1903，所述的太阳能装置包括太阳能热水器12、外伸板13、挡板14、挡片15、电机16、联轴器17、丝杠18和保温管19组成的，所述的太阳能热水器两侧固定安装有外伸板13，太阳能热水器12下方安装有挡板14，挡板14与太阳能热水器12的集热管下方之间形成一道沟槽，沟槽的一侧安装有电机16，电机16通过导线与外部电源相连接，丝杠18的一端通过联轴器17与电机16相连，太阳能热水器12上方覆盖有多个挡片15，最大的挡片15与外伸板13固定，最小的挡片15内侧有一凸块，凸块开有能够与丝杠18相配合的螺纹槽，太阳能热水器12的进水口和出水口分别与保温管19相连接。

所述的挡片15逐层包覆，除最大的挡片15外，其余的每个挡片15弧形外表面的一侧均开有第一凹槽1501，除最小的挡片15外，其余的每个挡片15弧形内表面的一侧均开有第二凹槽1502，第二凹槽1502内安装有短轴1504，短轴1504外安装有挡块1503，挡块1503可绕短轴1504转动。

所述的叶片10为螺旋型叶片。

所述的保温管19包括保温层1901、水管1902、电热丝1903和防水层1904，水管1902外表面开有环槽，环槽内安装有电热丝1903，水管1902外侧包覆有保温层1901，水管1902内侧填充有防水层1904，电热丝1903通过导线与外部电源相连接。

该装置在使用时，将风力发电装置通过安装台1固定，风经过时，吹动叶片10转动，进而带动转轴7转动，通过增速机6增速，发电机5开始发电，发出的电通过整流器4整流储存在蓄电池3中，蓄电池3有导线连接到电热丝1903并通过开关进行控制；下雪之前，通过外部电源给电机16供电，电机16带动丝杠18转动，进而带动挡片15层层覆盖住太阳能热水器，当相邻的两个挡片15即将分离时，较大挡片15的挡块1503卡在较小挡片15的第一凹槽1501内，防止两个挡片15分离；当水管1902被冻住或太阳能热水器的水温达不到用户需求时，可接通蓄电池3和电热丝1903之间的电路，利用蓄电池3内储存的电对水管1902进行加热，用于实现化冻和水的加热；当蓄电池3的电不够用时，可接通外部电源与电热丝1903之间的电路，利用外部电源对水管1902进行加热；电机16在使用之前需要在其上方放置遮蔽物用于保护电机。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种太阳能风能相结合的加热水的方法，其特征在于：该方法使用由风力发电装置和太阳能装置组成的装置，该装置所述的风力发电装置包括安装台、支撑杆、蓄电池、整流器、发电机、增速机、转轴、底座、支杆、叶片、和推力球轴承，安装台上方固定连接有支撑杆，支撑杆顶部内侧有一凹槽，凹槽内安装有推力球轴承，推力球轴承上部安装有底座，底座下方与转轴的一端固结，转轴从推力球轴承的内圈穿过，底座上方安装有叶片，叶片通过支杆与底座连接在一起，支撑杆内部安装有蓄电池、整流器、发电机、增速机，转轴的另一端与安装在发电机上部的增速机相联，发电机有导线连接到整流器，整流器有导线连接到蓄电池，蓄电池有导线连接到电热丝，所述的太阳能装置包括太阳能热水器、外伸板、挡板、挡片、电机、联轴器、丝杠和保温管，所述的太阳能热水器两侧固定安装有外伸板，太阳能热水器下方安装有挡板，挡板与太阳能热水器的集热管下方之间形成一道沟槽，沟槽的一侧安装有电机，电机通过导线与外部电源相连接，丝杠的一端通过联轴器与电机相连，太阳能热水器上方覆盖有多个挡片，最大的挡片与外伸板固定，最小的挡片内侧有一凸块，凸块开有能够与丝杠相配合的螺纹槽，太阳能热水器的进水口和出水口分别与保温管相连接。

2.一种太阳能风能相结合的热水器，是由风力发电装置和太阳能装置组成的，所述的风力发电装置包括安装台、支撑杆、蓄电池、整流器、发电机、增速机、转轴、底座、支杆、叶片、和推力球轴承组成的，所述的太阳能装置包括太阳能热水器、外伸板、挡板、挡片、电机、联轴器、丝杠和保温管组成的，其特征在于：安装台上方固定连接有支撑杆，支撑杆顶部内侧有一凹槽，凹槽内安装有推力球轴承，推力球轴承上部安装有底座，底座下方与转轴的一端固结，转轴从推力球轴承的内圈穿过，底座上方安装有叶片，叶片通过支杆与底座连接在一起，支撑杆内部安装有蓄电池、整流器、发电机、增速机，转轴的另一端与安装在发电机上部的增速机相联，发电机有导线连接到整流器，整流器有导线连接到蓄电池，蓄电池有导线连接到电热丝，所述的太阳能热水器两侧固定安装有外伸板，太阳能热水器下方安装有挡板，挡板与太阳能热水器的集热管下方之间形成一道沟槽，沟槽的一侧安装有电机，电机通过导线与外部电源相连接，丝杠的一端通过联轴器与电机相连，太阳能热水器上方覆盖有多个挡片，最大的挡片与外伸板固定，最小的挡片内侧有一凸块，凸块开有能够与丝杠相配合的螺纹槽，太阳能热水器的进水口和出水口分别与保温管相连接。

3.如权利要求2所述的一种太阳能风能相结合的热水器，其特征在于：所述的挡片逐层包覆，除最大的挡片外，其余的每个挡片弧形外表面的一侧均开有第一凹槽，除最小的挡片外，其余的每个挡片弧形内表面的一侧均开有第二凹槽，第二凹槽内安装有短轴，短轴外安装有挡块，挡块可绕短轴转动。

4.如权利要求2所述的一种太阳能风能相结合的热水器，其特征在于：所述的叶片为螺旋型叶片。

5.如权利要求2所述的一种太阳能风能相结合的热水器，其特征在于：所述的保温管包括保温层、水管、电热丝和防水层，水管外表面开有环槽，环槽内安装有电热丝，水管外侧包覆有保温层，水管内侧填充有防水层，电热丝通过导线与外部电源相连接。