CN110411039A - 一种具有清洁和防护功能的太阳能热水器 - Google Patents

一种具有清洁和防护功能的太阳能热水器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有清洁和防护功能的太阳能热水器，包括基座、水箱、支板、支撑柱、连接盒和若干集热管，还包括防护机构和清洁机构，所述防护机构包括支撑轴、铰接杆、挡板、滑块和升降组件，所述清洁机构包括驱动组件和若干清洁组件，所述清洁组件包括齿轮、轴承、清洁板、连接杆、两个支杆、两个连环和两个连接单元，该具有清洁和防护功能的太阳能热水器通过防护机构，可以对集热管和水箱进行遮挡工作，避免雨水腐蚀，影响太阳能热水器的正常工作，通过清洁机构，可以清洁集热管上的灰尘，避免灰尘覆盖在集热管上，影响集热管的集热效果。

Description

一种具有清洁和防护功能的太阳能热水器
技术领域
本发明涉及太阳能光伏设备领域，特别涉及一种具有清洁和防护功能的太阳能热水器。
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，将水从低温加热到高温，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、蓄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。
现有的太阳能热水器一般是露天设置在屋顶上，导致灰尘容易覆盖在集热管上，影响集热管的集热效果，降低了实用性，不仅如此，现有的太阳能热水器一般是露天的，没有遮挡物，由于雨水具有酸性，导致雨水长期洗刷太阳能热水器会使得其腐蚀损坏，影响了太阳能热水器的正常工作。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有清洁和防护功能的太阳能热水器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有清洁和防护功能的太阳能热水器，包括基座、水箱、支板、支撑柱、连接盒和若干集热管，所述水箱通过支撑柱固定在基座的上方，所述支板倾斜设置，所述支板的两端分别与支撑柱的靠近水箱的一端和基座的上方固定连接，所述集热管和连接盒均设置在支板的远离基座的一侧，所述连接盒固定在支板的远离水箱的一侧，所述集热管与支板平行设置，所述集热管的两端分别与水箱和连接盒连通，所述基座内设有PLC，还包括防护机构和清洁机构，所述清洁机构设置在支板的远离基座的一侧，所述防护机构设置在支撑柱的远离支板的一侧；
所述防护机构包括支撑轴、铰接杆、挡板、滑块和升降组件，所述支撑轴竖向固定在基座的上方，所述滑块上设有穿孔，所述支撑轴穿过穿孔，所述支撑轴与穿孔同轴设置，所述升降组件设置在支撑轴的远离支撑柱的一侧，所述升降组件与滑块连接，所述铰接杆的一端与支撑轴的顶端铰接，所述挡板与滑块铰接，所述铰接杆的另一端与挡板的上方铰接；
所述清洁机构包括驱动组件和若干清洁组件，所述驱动组件设置在支板的靠近水箱的一侧，所述清洁组件的数量与集热管的数量相等，所述清洁组件与集热管一一对应，所述驱动组件与清洁组件连接；
所述清洁组件包括齿轮、轴承、清洁板、连接杆、两个支杆、两个连环和两个连接单元，所述轴承的内圈与集热管的靠近水箱的一端固定连接，所述齿轮上设有装配孔，所述轴承的外圈与齿轮的装配孔的内壁固定连接，两个支杆关于集热管对称设置，两个连环中，其中一个连环通过支杆与齿轮固定连接，所述连接杆的两端分别与两个连环固定连接，所述连环与集热管同轴设置，所述连环与连接单元一一对应，所述清洁板的两端分别通过两个连接单元与两个连环连接，所述清洁板与集热管抵靠。
作为优选，为了提升清洁效果，所述连接单元包括限位板、连轴和第二弹簧，所述连环上设有小孔，所述连轴的一端与清洁板固定连接，所述连轴的另一端穿过小孔与限位板固定连接，所述第二弹簧的两端分别与限位板和连环连接，所述第二弹簧处于拉伸状态。
作为优选，为了使得清洁组件工作，所述驱动组件包括齿条、移动板、第一电机、转盘、第一弹簧和拉线，所述第一电机固定在支板上，所述第一电机与转盘传动连接，所述拉线的一端缠绕在转盘上，所述拉线的另一端与移动板固定连接，所述齿条固定在移动板的靠近拉线的一侧，所述齿条设置在齿轮的下方，所述齿条与齿轮啮合，所述第一弹簧的两端分别与移动板和第一电机连接，所述第一弹簧处于压缩状态，所述第一电机与PLC电连接。
作为优选，为了带动齿轮转动流畅，所述齿条上涂有润滑脂。
作为优选，为了延长拉线的使用寿命，所述拉线的制作材料为尼龙。
作为优选，为了使得第一电机精确稳定的工作，所述第一电机为伺服电机。
作为优选，为了限制齿条的移动方向，所述驱动组件还包括滑道，所述滑道固定在支板上，所述滑道上设有滑槽，所述滑槽与齿条平行设置，所述齿条设置在滑槽的内部，所述齿条与滑槽匹配，所述齿条与滑槽滑动连接。
作为优选，为了避免齿条与滑道脱离，所述滑槽为燕尾槽。
作为优选，为了带动滑块移动，所述升降组件包括第二电机和丝杆，所述第二电机固定在基座的上方，所述第二电机与丝杆传动连接，所述丝杆与支撑轴平行设置，所述滑块套设在丝杆上，所述滑块的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹，所述第二电机与PLC电连接。
作为优选，为了检测是否下雨，所述基座上设有雨滴传感器，所述雨滴传感器与PLC电连接。
本发明的有益效果是，该具有清洁和防护功能的太阳能热水器通过防护机构，可以对集热管和水箱进行遮挡工作，避免雨水腐蚀，影响太阳能热水器的正常工作，与现有的防护机构相比，该防护机构防护效果好，实用性高，通过清洁机构，可以清洁集热管上的灰尘，避免灰尘覆盖在集热管上，影响集热管的集热效果，与现有的清洁机构相比，该清洁机构提升了清洁效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的具有清洁和防护功能的太阳能热水器的结构示意图；
图2是本发明的具有清洁和防护功能的太阳能热水器的清洁机构的结构示意图；
图3是图1的A部放大图；
图4是本发明的具有清洁和防护功能的太阳能热水器的连接单元的结构示意图；
图中：1.基座，2.支撑柱，3.水箱，4.支板，5.连接盒，6.集热管，7.第一电机，8.转盘，9.拉线，10.第一弹簧，11.移动板，12.齿条，13.齿轮，14.轴承，15.支杆，16.连环，17.连接杆，18.清洁板，19.连轴，20.第二弹簧，21.限位板，22.滑道，23.支撑轴，24.铰接杆，25.挡板，26.滑块，27.第二电机，28.丝杆，29.雨滴传感器。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种具有清洁和防护功能的太阳能热水器，包括基座1、水箱3、支板4、支撑柱2、连接盒5和若干集热管6，所述水箱3通过支撑柱2固定在基座1的上方，所述支板4倾斜设置，所述支板4的两端分别与支撑柱2的靠近水箱3的一端和基座1的上方固定连接，所述集热管6和连接盒5均设置在支板4的远离基座1的一侧，所述连接盒5固定在支板4的远离水箱3的一侧，所述集热管6与支板4平行设置，所述集热管6的两端分别与水箱3和连接盒5连通，所述基座1内设有PLC，还包括防护机构和清洁机构，所述清洁机构设置在支板4的远离基座1的一侧，所述防护机构设置在支撑柱2的远离支板4的一侧；
PLC，即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制。
该具有清洁和防护功能的太阳能热水器通过防护机构，可以对集热管6和水箱3进行遮挡工作，避免雨水腐蚀，影响太阳能热水器的正常工作，通过清洁机构，可以清洁集热管6上的灰尘，避免灰尘覆盖在集热管6上，影响集热管6的集热效果。
如图1所示，所述防护机构包括支撑轴23、铰接杆24、挡板25、滑块26和升降组件，所述支撑轴23竖向固定在基座1的上方，所述滑块26上设有穿孔，所述支撑轴23穿过穿孔，所述支撑轴23与穿孔同轴设置，所述升降组件设置在支撑轴23的远离支撑柱2的一侧，所述升降组件与滑块26连接，所述铰接杆24的一端与支撑轴23的顶端铰接，所述挡板25与滑块26铰接，所述铰接杆24的另一端与挡板25的上方铰接；
当进行防护工作时，控制升降组件工作，带动滑块26向远离基座1的方向移动，通过铰接杆24带动挡板25向远离支撑轴23的方向转动，从而使得挡板25对集热管6和水箱3进行遮挡工作，避免雨水腐蚀，影响太阳能热水器的正常工作。
如图2-3所示，所述清洁机构包括驱动组件和若干清洁组件，所述驱动组件设置在支板4的靠近水箱3的一侧，所述清洁组件的数量与集热管6的数量相等，所述清洁组件与集热管6一一对应，所述驱动组件与清洁组件连接；
所述清洁组件包括齿轮13、轴承14、清洁板18、连接杆17、两个支杆15、两个连环16和两个连接单元，所述轴承14的内圈与集热管6的靠近水箱3的一端固定连接，所述齿轮13上设有装配孔，所述轴承14的外圈与齿轮13的装配孔的内壁固定连接，两个支杆15关于集热管6对称设置，两个连环16中，其中一个连环16通过支杆15与齿轮13固定连接，所述连接杆17的两端分别与两个连环16固定连接，所述连环16与集热管6同轴设置，所述连环16与连接单元一一对应，所述清洁板18的两端分别通过两个连接单元与两个连环16连接，所述清洁板18与集热管6抵靠。
当进行清洁工作时，控制驱动组件工作，带动齿轮13转动，通过支杆15使得与其固定连接的连环16转动，通过连接杆17使得两个连环16同步转动，通过连接单元带动清洁板18绕着集热管6转动，使得清洁板18清洁集热管6上的灰尘，避免灰尘覆盖在集热管6上，影响集热管6的集热效果。
如图4所示，所述连接单元包括限位板21、连轴19和第二弹簧20，所述连环16上设有小孔，所述连轴19的一端与清洁板18固定连接，所述连轴19的另一端穿过小孔与限位板21固定连接，所述第二弹簧20的两端分别与限位板21和连环16连接，所述第二弹簧20处于拉伸状态。
在进行清洁工作时，由于第二弹簧20处于拉伸状态，通过第二弹簧20的回复力，给清洁板18一个靠近集热管6的方向的力，使得清洁板18紧贴在集热管6上，提升了清洁效果。
作为优选，为了使得清洁组件工作，所述驱动组件包括齿条12、移动板11、第一电机7、转盘8、第一弹簧10和拉线9，所述第一电机7固定在支板4上，所述第一电机7与转盘8传动连接，所述拉线9的一端缠绕在转盘8上，所述拉线9的另一端与移动板11固定连接，所述齿条12固定在移动板11的靠近拉线9的一侧，所述齿条12设置在齿轮13的下方，所述齿条12与齿轮13啮合，所述第一弹簧10的两端分别与移动板11和第一电机7连接，所述第一弹簧10处于压缩状态，所述第一电机7与PLC电连接。
当进行清洁工作时，控制第一电机7启动，带动转盘8转动，收紧拉线9，带动移动板11向靠近第一电机7的方向移动，同时压缩第一弹簧10，使得齿条12移动使得齿轮13转动，通过支杆15带动连环16转动，从而带动清洁板18绕着集热管6转动，使得清洁板18清洁集热管6上的灰尘，避免灰尘覆盖在集热管6上，影响集热管6的集热效果。
作为优选，为了带动齿轮13转动流畅，所述齿条12上涂有润滑脂，减小了齿轮13与齿条12之间的摩擦力，使得齿轮13转动时更加的流畅。
作为优选，为了延长拉线9的使用寿命，所述拉线9的制作材料为尼龙。
作为优选，为了使得第一电机7精确稳定的工作，所述第一电机7为伺服电机。
作为优选，为了限制齿条12的移动方向，所述驱动组件还包括滑道22，所述滑道22固定在支板4上，所述滑道22上设有滑槽，所述滑槽与齿条12平行设置，所述齿条12设置在滑槽的内部，所述齿条12与滑槽匹配，所述齿条12与滑槽滑动连接。
通过设置滑道22，限制了齿条12的移动方向，使得齿条12移动时更加的稳定。
作为优选，为了避免齿条12与滑道22脱离，所述滑槽为燕尾槽。
作为优选，为了带动滑块26移动，所述升降组件包括第二电机27和丝杆28，所述第二电机27固定在基座1的上方，所述第二电机27与丝杆28传动连接，所述丝杆28与支撑轴23平行设置，所述滑块26套设在丝杆28上，所述滑块26的与丝杆28的连接处设有与丝杆28匹配的螺纹，所述第二电机27与PLC电连接。
当进行防护工作时，控制第二电机27启动，丝杆28转动，带动滑块26向远离基座1的方向移动，使得挡板25遮挡集热管6，避免雨水腐蚀集热管6和水箱3等。
作为优选，为了检测是否下雨，所述基座1上设有雨滴传感器29，所述雨滴传感器29与PLC电连接。
通过设置雨滴传感器29，检测是否下雨，当检测到下雨时，控制升降组件工作，带动滑块26向远离基座1的方向移动，使得挡板25遮挡集热管6，避免雨水腐蚀集热管6和水箱3等。
当雨滴传感器29检测到下雨时，控制第二电机27启动，丝杆28转动，带动滑块26向远离基座1的方向移动，通过铰接杆24带动挡板25向远离支撑轴23的方向转动，从而使得挡板25对集热管6和水箱3进行遮挡工作，避免雨水腐蚀，影响太阳能热水器的正常工作。当进行清洁工作时，控制第一电机7启动，转盘8转动，收紧拉线9，带动移动板11向靠近第一电机7的方向移动，同时压缩第一弹簧10，使得齿条12移动，带动齿轮13转动，通过支杆15使得与其固定连接的连环16转动，通过连接杆17使得两个连环16同步转动，通过连接单元带动清洁板18绕着集热管6转动，使得清洁板18清洁集热管6上的灰尘，避免灰尘覆盖在集热管6上，影响集热管6的集热效果。
与现有技术相比，该具有清洁和防护功能的太阳能热水器通过防护机构，可以对集热管6和水箱3进行遮挡工作，避免雨水腐蚀，影响太阳能热水器的正常工作，与现有的防护机构相比，该防护机构防护效果好，实用性高，通过清洁机构，可以清洁集热管6上的灰尘，避免灰尘覆盖在集热管6上，影响集热管6的集热效果，与现有的清洁机构相比，该清洁机构提升了清洁效果。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种具有清洁和防护功能的太阳能热水器，包括基座(1)、水箱(3)、支板(4)、支撑柱(2)、连接盒(5)和若干集热管(6)，所述水箱(3)通过支撑柱(2)固定在基座(1)的上方，所述支板(4)倾斜设置，所述支板(4)的两端分别与支撑柱(2)的靠近水箱(3)的一端和基座(1)的上方固定连接，所述集热管(6)和连接盒(5)均设置在支板(4)的远离基座(1)的一侧，所述连接盒(5)固定在支板(4)的远离水箱(3)的一侧，所述集热管(6)与支板(4)平行设置，所述集热管(6)的两端分别与水箱(3)和连接盒(5)连通，所述基座(1)内设有PLC，其特征在于，还包括防护机构和清洁机构，所述清洁机构设置在支板(4)的远离基座(1)的一侧，所述防护机构设置在支撑柱(2)的远离支板(4)的一侧；
所述防护机构包括支撑轴(23)、铰接杆(24)、挡板(25)、滑块(26)和升降组件，所述支撑轴(23)竖向固定在基座(1)的上方，所述滑块(26)上设有穿孔，所述支撑轴(23)穿过穿孔，所述支撑轴(23)与穿孔同轴设置，所述升降组件设置在支撑轴(23)的远离支撑柱(2)的一侧，所述升降组件与滑块(26)连接，所述铰接杆(24)的一端与支撑轴(23)的顶端铰接，所述挡板(25)与滑块(26)铰接，所述铰接杆(24)的另一端与挡板(25)的上方铰接；
所述清洁机构包括驱动组件和若干清洁组件，所述驱动组件设置在支板(4)的靠近水箱(3)的一侧，所述清洁组件的数量与集热管(6)的数量相等，所述清洁组件与集热管(6)一一对应，所述驱动组件与清洁组件连接；
所述清洁组件包括齿轮(13)、轴承(14)、清洁板(18)、连接杆(17)、两个支杆(15)、两个连环(16)和两个连接单元，所述轴承(14)的内圈与集热管(6)的靠近水箱(3)的一端固定连接，所述齿轮(13)上设有装配孔，所述轴承(14)的外圈与齿轮(13)的装配孔的内壁固定连接，两个支杆(15)关于集热管(6)对称设置，两个连环(16)中，其中一个连环(16)通过支杆(15)与齿轮(13)固定连接，所述连接杆(17)的两端分别与两个连环(16)固定连接，所述连环(16)与集热管(6)同轴设置，所述连环(16)与连接单元一一对应，所述清洁板(18)的两端分别通过两个连接单元与两个连环(16)连接，所述清洁板(18)与集热管(6)抵靠。
2.如权利要求1所述的具有清洁和防护功能的太阳能热水器，其特征在于，所述连接单元包括限位板(21)、连轴(19)和第二弹簧(20)，所述连环(16)上设有小孔，所述连轴(19)的一端与清洁板(18)固定连接，所述连轴(19)的另一端穿过小孔与限位板(21)固定连接，所述第二弹簧(20)的两端分别与限位板(21)和连环(16)连接，所述第二弹簧(20)处于拉伸状态。
3.如权利要求1所述的具有清洁和防护功能的太阳能热水器，其特征在于，所述驱动组件包括齿条(12)、移动板(11)、第一电机(7)、转盘(8)、第一弹簧(10)和拉线(9)，所述第一电机(7)固定在支板(4)上，所述第一电机(7)与转盘(8)传动连接，所述拉线(9)的一端缠绕在转盘(8)上，所述拉线(9)的另一端与移动板(11)固定连接，所述齿条(12)固定在移动板(11)的靠近拉线(9)的一侧，所述齿条(12)设置在齿轮(13)的下方，所述齿条(12)与齿轮(13)啮合，所述第一弹簧(10)的两端分别与移动板(11)和第一电机(7)连接，所述第一弹簧(10)处于压缩状态，所述第一电机(7)与PLC电连接。
4.如权利要求3所述的具有清洁和防护功能的太阳能热水器，其特征在于，所述齿条(12)上涂有润滑脂。
5.如权利要求4所述的具有清洁和防护功能的太阳能热水器，其特征在于，所述拉线(9)的制作材料为尼龙。
6.如权利要求5所述的具有清洁和防护功能的太阳能热水器，其特征在于，所述第一电机(7)为伺服电机。
7.如权利要求6所述的具有清洁和防护功能的太阳能热水器，其特征在于，所述驱动组件还包括滑道(22)，所述滑道(22)固定在支板(4)上，所述滑道(22)上设有滑槽，所述滑槽与齿条(12)平行设置，所述齿条(12)设置在滑槽的内部，所述齿条(12)与滑槽匹配，所述齿条(12)与滑槽滑动连接。
8.如权利要求7所述的具有清洁和防护功能的太阳能热水器，其特征在于，所述滑槽为燕尾槽。
9.如权利要求1所述的具有清洁和防护功能的太阳能热水器，其特征在于，所述升降组件包括第二电机(27)和丝杆(28)，所述第二电机(27)固定在基座(1)的上方，所述第二电机(27)与丝杆(28)传动连接，所述丝杆(28)与支撑轴(23)平行设置，所述滑块(26)套设在丝杆(28)上，所述滑块(26)的与丝杆(28)的连接处设有与丝杆(28)匹配的螺纹，所述第二电机(27)与PLC电连接。
10.如权利要求1所述的具有清洁和防护功能的太阳能热水器，其特征在于，所述基座(1)上设有雨滴传感器(29)，所述雨滴传感器(29)与PLC电连接。
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