CN109945529B - 一种太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种太阳能热水器，本发明解决了现有支架不具备可调节性、遮挡功能的问题，解决了现有水箱在雨雪、冰雹天气容易受到破坏的问题，提高水箱在雨雪天气的保温性能；通过在安装架下设置主动齿轮、从动齿轮等带动安装架转动，从而实现安装架角度的调节，即完成集热管的角度调节，安装架可以根据季节变化、纬度地区的不同、日光照射的角度不同进行调节，从而最大限度利用太阳能光照；通过可调节的第一遮挡装置在恶劣天气避免水箱受到破坏，通过可调节的第二遮挡装置对集热器起到防护作用，同时解决了雨雪堆积问题，起到保温作用，延长水箱和集热器的使用寿命；通过加热管加热传热介质，从而加速遮挡板、防护板的干燥，避免雨水堆积。

Description

一种太阳能热水器

技术领域

本发明涉及太阳能技术领域，具体涉及一种太阳能热水器。

背景技术

太阳能热水器是将太阳光能转化为热能的加热装置，将水熊低温加热到高温，以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器按结构形式分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器，主要以真空管式太阳能热水器为主，占据国内95％的市场份额。

真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关零配件组成，把太阳能转换成热能主要依靠真空集热管，真空集热管利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而得到所需热水。但是现有的真空管式家用太阳能热水器存在以下问题：一是支架一般是固定安装的结构，不具备可调节性，所以在季节变化的情况下，以及不同的纬度地区，日光的照射角度也是不同的，所以现有的太阳能热水器存在着不能随地区、以及季节的不同进行调整，无法达到最大限度利用太阳能光照的问题；二是不具备遮挡功能，水箱和集热管在冰雹、雨雪天气下，容易受到破坏，保温加热效果变差。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种太阳能热水器，具有能最大限度利用太阳光照、恶劣天气保温效果好的特点。

本发明解决上述问题的技术方案为：一种太阳能热水器，包括底座、安装架、水箱、集热管、第一遮挡装置、第二遮挡装置、干燥装置；

底座上端面设有主安装座，安装架下端面与主安装座铰接；安装架右端面设有水箱托架，水箱托架通过连杆与安装架连接，连杆分别位于安装架的前后两侧；水箱托架为圆弧形结构，水箱固定在水箱托架上；安装架上端面开有主安装槽；集热管位于主安装槽内，集热管沿Y方向均匀分布，集热管一端与安装架连接，另一端与水箱连通；

安装架下端面设有传动座，传动座与安装架铰接；

底座上端面设有主支撑座，主支撑座为U形结构；主支撑座内设有驱动轴，驱动轴两端与主支撑座转动连接；驱动轴为中空结构，第一电机固定在驱动轴内，第一电机为筒状电机；主动齿轮固定在驱动轴上；主动齿轮与从动齿轮啮合，主动齿轮、从动齿轮均为锥齿轮；从动齿轮固定在主轴上，主轴上设有螺纹；主轴与传动座螺纹连接；主轴下端设有驱动座，驱动座与主轴转动连接，驱动座与驱动轴固定连接；

底座的前后两侧分别设有支架，支架位于副支撑座右侧，支架截面为L形，支架一端与底座连接；

两个支架之间设有支撑板，支撑板两端与支架连接；支撑板下端面设有第一滑轨，第一滑轨分别位于支撑板的前后两侧，第一遮挡装置位于第一滑轨下方；

第一遮挡装置包括遮挡板、遮挡框、第一齿轮、第一齿条；

遮挡框为矩形框架结构，遮挡框与第一滑轨滑动连接，遮挡框下端面与遮挡板上端面连接；遮挡框内设有第一齿条、第二齿条，第一齿条、第二齿条分别位于遮挡框的前后两侧，第一齿条与第一齿轮啮合，第二齿条与第二齿轮啮合，第一齿轮与第二齿轮啮合；第一齿轮、第二齿轮结构、尺寸完全相同，第一齿轮固定在第一轴上，第一轴与第一安装座转动连接，第一安装座固定在支撑板上，第一轴一端伸出支撑板与驱动电机轴连接，驱动电机固定在支撑板上；第二齿轮固定在第二轴上，第二轴与第二安装座转动连接，第二安装座固定在支撑板上；

遮挡板内设有副安装槽，副安装槽内设有隔板，隔板左右两端与遮挡板连接，隔板上设有多个圆形通孔；隔板将副安装槽分为第一安装区、第二安装区，第一安装区位于第二安装区上方；第一安装区内设有干燥装置，第二安装区内设有第二遮挡装置。

进一步的，第二遮挡装置包括传动电机、传动杆、第三齿轮；

传动杆位于遮挡板靠近水箱的一端，传动杆与副支撑座转动连接，副支撑座与遮挡板连接，传动杆一端与传动电机轴连接，传动电机固定在遮挡板上；传动杆上固定有第三齿轮，第三齿轮分别位于传动杆的两端；

遮挡板内固定有第二滑轨，第二滑轨分别位于遮挡板的前后两侧，防护板位于第三齿轮下方，防护板与第二滑轨滑动连接，防护板上固定有第三齿条706，第三齿条分别位于防护板的前后两侧，第三齿条与第三齿轮啮合。

进一步的，干燥装置包括干燥管、加热管，干燥管固定在隔板上，干燥管两端封堵，干燥管由多个U形管首尾相连组成，干燥管上设有多个加热孔，加热管插入加热孔内，加热管与干燥管密封连接；干燥管内充满传热介质。

进一步的，传热介质为油。

进一步的，安装架上设有太阳能电池板，太阳能电池板位于主安装槽的四周；第一电机、驱动电机、传动电机分别与太阳能电池板之间电连接。

本发明具有有益效果：

(1)本发明解决了现有支架不具备可调节性、遮挡功能的问题；通过在安装架下设置主动齿轮、从动齿轮等带动安装架转动，从而实现安装架角度的调节，即完成集热管的角度调节，安装架可以根据季节变化、纬度地区的不同、日光照射的角度不同进行调节，从而最大限度利用太阳能光照；

(2)本发明解决了现有水箱在雨雪、冰雹天气容易受到破坏的问题，提高水箱在雨雪天气的保温性能；通过可调节的第一遮挡装置在恶劣天气避免水箱受到破坏，通过可调节的第二遮挡装置对集热器起到防护作用，同时解决了雨雪堆积问题，起到保温作用，延长水箱和集热器的使用寿命；通过加热管加热传热介质，从而加速遮挡板、防护板的干燥，避免雨水堆积在表面。

附图说明

图1为本发明主视图。

图2为本发明俯视图。

图3为本发明未安装支架、第一遮挡装置时的右视图。

图4为本发明未安装水箱、安装架时的左视图。

图5为图4沿A-A方向剖视图。

图6为本发明遮挡板结构示意图。

图7为图6沿B-B方向剖视图。

图8为图6沿C-C方向剖视图。

图9为本发明水箱剖视图。

图10为本发明遮挡板、防护板展开时的俯视图。

图中：1-水箱，2-底座，3-主安装座，4-支撑板，5-第一滑轨，6-第一遮挡装置，7-第二遮挡装置，8-干燥装置，9-安装架，10-连杆，11-水箱托架，12-主安装槽，13-集热管，14-太阳能电池板，15-传动座，16-主支撑座，17-驱动轴，18-第一电机，19-主动齿轮，20-从动齿轮，21-主轴，22-驱动座，23-支架，101-内壳，102-外壳，103-端盖，104-安装头，105-保温层，106-安装孔，107-隔热垫圈，108-排气孔，109-进水口，110-出水口，111-溢流口，601-遮挡板，602-遮挡框，603-第一齿条，604-第二齿条，605-第一齿轮，606-第二齿轮，607-第一轴，608-第二轴，609-副安装槽，610-隔板，611-第一安装区，612-第二安装区，613-驱动电机，614-第一安装座，615-第二安装座，701-第二滑轨，702-传动杆，703-副支撑座，704-传动电机，705-第三齿轮，706-第三齿条，707-防护板，801-干燥管，802-加热管，803-U形管，804-传热介质。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的说明。

一种太阳能热水器，包括底座2、安装架9、水箱1、集热管13、第一遮挡装置6、第二遮挡装置7、干燥装置8；

底座2上端面设有主安装座3，安装架9下端面与主安装座3铰接；安装架9右端面设有水箱托架11，水箱托架11通过连杆10与安装架9连接，连杆10分别位于安装架9的前后两侧；水箱托架11为圆弧形结构，水箱1固定在水箱托架11上；安装架9上端面开有主安装槽12；集热管13位于主安装槽12内，集热管13沿Y方向均匀分布，集热管13一端与安装架9连接，另一端与水箱1连通；

安装架9上设有太阳能电池板14，太阳能电池板14位于主安装槽12的四周；安装架9下端面设有传动座15，传动座15与安装架9铰接；

底座2上端面设有主支撑座16，主支撑座16为U形结构；主支撑座16内设有驱动轴17，驱动轴17两端通过滚动轴承与主支撑座16转动连接；驱动轴17为中空结构，第一电机18固定在驱动轴17内，第一电机18为筒状电机，第一电机18带动驱动轴17转动；主动齿轮19固定在驱动轴17上；主动齿轮19与从动齿轮20啮合，主动齿轮19、从动齿轮20均为锥齿轮；从动齿轮20固定在主轴21上，主轴21上设有螺纹；主轴21与传动座15螺纹连接；主轴21下端设有驱动座22，驱动座22通过滚动轴承与主轴21转动连接，驱动座22与驱动轴17固定连接；

使用时，本申请可以根据季节变化、不同的纬度、日光的照射角度对安装架9的角度进行调节，第一电机18转动，第一电机18带动驱动轴17转动，主动齿轮19与从动齿轮20啮合，主轴21自转的同时，主轴21随驱动座22一起围绕驱动轴17中心轴线做圆周运动，从而带动传动座15运动，使安装架9的角度发生变化，起到调节安装架9角度的作用；

水箱1包括内壳101、外壳102；外壳102两端分别设有端盖103，端盖103与外壳102连接处密封；内壳101位于外壳102内，内壳101两端分别通过安装头104与外壳102连接；外壳102与内壳101之间形成空腔，空腔内填充有保温层105，保温层105为岩棉，岩棉粘接在外壳102上；

水箱1上端设有排气孔108，排气孔108穿过外壳102、保温层105与内壳101连通；水箱1下端设有进水口109，进水口109穿过外壳102、保温层105与外壳102连通；水箱1上部设有出水口110、溢流口111，出水口110、溢流口111分别位于水箱1的左右两侧，出水口110穿过外壳102、保温层105与外壳102连通，溢流口111穿过外壳102、保温层105与外壳102连通；

底座2的前后两侧分别设有支架23，支架23位于副支撑座703右侧，支架23截面为L形，支架23一端通过紧固件与底座2连接；

两个支架23之间设有支撑板4，支撑板4两端与支架23连接；支撑板4下端面设有第一滑轨5，第一滑轨5分别位于支撑板4的前后两侧，第一遮挡装置6位于第一滑轨5下方；

第一遮挡装置6包括遮挡板601、遮挡框602、第一齿轮605、第一齿条604；

遮挡框602为矩形框架结构，遮挡框602通过滑块与第一滑轨5滑动连接，遮挡框602下端面与遮挡板601上端面连接成一体；遮挡框602内设有第一齿条603、第二齿条604，第一齿条603、第二齿条604分别位于遮挡框602的前后两侧，第一齿条603与第一齿轮605啮合，第二齿条604与第二齿轮606啮合，第一齿轮605与第二齿轮606啮合；第一齿轮605、第二齿轮606结构、尺寸完全相同，第一齿轮605固定在第一轴607上，第一轴607通过滚动轴承与第一安装座614转动连接，第一安装座614固定在支撑板4上，第一轴607一端伸出支撑板4与驱动电机613轴连接，驱动电机613固定在支撑板4上；第二齿轮606固定在第二轴608上，第二轴608通过滚动轴承与第二安装座615转动连接，第二安装座615固定在支撑板4上；

当雨雪、冰雹天气时，启动驱动电机613，第一齿轮605与第二齿轮606啮合，第一齿轮605与第二齿轮606转动方向相反，第一齿轮605与第一齿条603啮合，第二齿轮606与第二齿条604啮合，带动遮挡框602向靠近水箱1的方向移动，从而对水箱1起到遮挡保护作用，避免雨雪、冰雹对水箱1造成破坏；

遮挡板601内设有副安装槽609，副安装槽609内设有隔板610，隔板610左右两端与遮挡板601连接成一体，隔板610上设有多个圆形通孔；隔板610将副安装槽609分为第一安装区611、第二安装区612，第一安装区611位于第二安装区612上方；第一安装区611内设有干燥装置8，第二安装区612内设有第二遮挡装置7；

第二遮挡装置7包括传动电机704、传动杆702、第三齿轮705；

传动杆702位于遮挡板601靠近水箱1的一端，传动杆702通过滚动轴承与副支撑座703连接，副支撑座703与遮挡板601固定连接，传动杆702一端与传动电机704轴连接，传动电机704固定在遮挡板601上；传动杆702上固定有第三齿轮705，第三齿轮705分别位于传动杆702的两端；

遮挡板601内固定有第二滑轨701，第二滑轨701分别位于遮挡板601的前后两侧，防护板707位于第三齿轮705下方，防护板707通过滑块与第二滑轨701滑动连接，防护板707上固定有第三齿条706，第三齿条706分别位于防护板707的前后两侧，第三齿条706与第三齿轮705啮合；

当雨雪、冰雹天气时，需要对集热管进行遮挡防护时，启动传动电机704，第三齿轮705转动，第三齿轮705与第三齿条706啮合，防护板707做直线运动，从而带动防护板707向靠近集热器的方向移动，从而对集热器本体起到遮挡保护作用，避免雨雪、冰雹对集热器本体造成破坏；

干燥装置8包括干燥管801、加热管802，干燥管801固定在隔板610上，干燥管801两端封堵，干燥管801由多个U形管803首尾相连组成，干燥管801上设有多个加热孔，加热管802插入加热孔内，加热管802与干燥管801密封连接；干燥管801内充满传热介质804，传热介质804为油；

当遮挡板601、防护板707回到初始位置时，可以利用加热管802加热传热介质804，从而加速遮挡板601、防护板707的干燥，避免雨水堆积在表面；

本申请通过无线电遥控控制第一电机18、驱动电机、传动电机的启闭，接收控制器、遥控器均为外购件，第一电机18、驱动电机、传动电机分别与接收控制器之间电连接，接收控制器固定在安装架9上，遥控器可远距离利用接收控制器控制第一电机18、驱动电机、传动电机工作；第一电机18、驱动电机、传动电机分别与太阳能电池板14之间电连接，太阳能电池板14为第一电机18、驱动电机、传动电机提供动力。

不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (4)

1.一种太阳能热水器，其特征在于，包括底座、安装架、水箱、集热管、第一遮挡装置、第二遮挡装置、干燥装置；

底座上端面设有主安装座，安装架下端面与主安装座铰接；安装架右端面设有水箱托架，水箱托架通过连杆与安装架连接，连杆分别位于安装架的前后两侧；水箱托架为圆弧形结构，水箱固定在水箱托架上；安装架上端面开有主安装槽；集热管位于主安装槽内，集热管沿Y方向均匀分布，集热管一端与安装架连接，另一端与水箱连通；

安装架下端面设有传动座，传动座与安装架铰接；

底座上端面设有主支撑座，主支撑座为U形结构；主支撑座内设有驱动轴，驱动轴两端与主支撑座转动连接；驱动轴为中空结构，第一电机固定在驱动轴内，第一电机为筒状电机；主动齿轮固定在驱动轴上；主动齿轮与从动齿轮啮合，主动齿轮、从动齿轮均为锥齿轮；从动齿轮固定在主轴上，主轴上设有螺纹；主轴与传动座螺纹连接；主轴下端设有驱动座，驱动座与主轴转动连接，驱动座与驱动轴固定连接；

底座的前后两侧分别设有支架，支架位于副支撑座右侧，支架截面为L形，支架一端与底座连接；

两个支架之间设有支撑板，支撑板两端与支架连接；支撑板下端面设有第一滑轨，第一滑轨分别位于支撑板的前后两侧，第一遮挡装置位于第一滑轨下方；

第一遮挡装置包括遮挡板、遮挡框、第一齿轮、第一齿条；

遮挡框为矩形框架结构，遮挡框与第一滑轨滑动连接，遮挡框下端面与遮挡板上端面连接；遮挡框内设有第一齿条、第二齿条，第一齿条、第二齿条分别位于遮挡框的前后两侧，第一齿条与第一齿轮啮合，第二齿条与第二齿轮啮合，第一齿轮与第二齿轮啮合；第一齿轮、第二齿轮结构、尺寸完全相同，第一齿轮固定在第一轴上，第一轴与第一安装座转动连接，第一安装座固定在支撑板上，第一轴一端伸出支撑板与驱动电机轴连接，驱动电机固定在支撑板上；第二齿轮固定在第二轴上，第二轴与第二安装座转动连接，第二安装座固定在支撑板上；

遮挡板内设有副安装槽，副安装槽内设有隔板，隔板左右两端与遮挡板连接，隔板上设有多个圆形通孔；隔板将副安装槽分为第一安装区、第二安装区，第一安装区位于第二安装区上方；第一安装区内设有干燥装置，第二安装区内设有第二遮挡装置。

2.如权利要求1所述的一种太阳能热水器，其特征在于，所述第二遮挡装置包括传动电机、传动杆、第三齿轮；

传动杆位于遮挡板靠近水箱的一端，传动杆与副支撑座转动连接，副支撑座与遮挡板连接，传动杆一端与传动电机轴连接，传动电机固定在遮挡板上；传动杆上固定有第三齿轮，第三齿轮分别位于传动杆的两端；

遮挡板内固定有第二滑轨，第二滑轨分别位于遮挡板的前后两侧，防护板位于第三齿轮下方，防护板与第二滑轨滑动连接，防护板上固定有第三齿条，第三齿条分别位于防护板的前后两侧，第三齿条与第三齿轮啮合。

3.如权利要求1所述的一种太阳能热水器，其特征在于，所述干燥装置包括干燥管、加热管，干燥管固定在隔板上，干燥管两端封堵，干燥管由多个U形管首尾相连组成，干燥管上设有多个加热孔，加热管插入加热孔内，加热管与干燥管密封连接；干燥管内充满传热介质。

4.如权利要求3所述的一种太阳能热水器，其特征在于，所述传热介质为油。

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