CN110440459A - 一种具有防护功能的高效型太阳能热水器 - Google Patents

一种具有防护功能的高效型太阳能热水器 Download PDF

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CN110440459A CN201910712431.3A CN201910712431A CN110440459A CN 110440459 A CN110440459 A CN 110440459A CN 201910712431 A CN201910712431 A CN 201910712431A CN 110440459 A CN110440459 A CN 110440459A
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Abstract

本发明涉及一种具有防护功能的高效型太阳能热水器，包括底板、支撑轴、支板、水箱、托板、连接盒、遮挡机构、调节机构和若干集热管，所述调节机构包括升降板、两个升降组件和若干铰接杆，所述升降组件包括驱动单元、滑块、固定块、伸缩架、滑道和两个铰接块，所述遮挡机构包括两个固定盒，其中一个固定盒内设有动力组件，另一个固定盒内设有遮挡组件，所述遮挡组件包括滚筒、遮挡布和两个轴承，该具有防护功能的高效型太阳能热水器通过调节机构，可以调节集热管的角度，使得集热管正对太阳光，提升了集热管的集热效果，通过遮挡机构，可以遮挡集热管，避免集热管长期处于高温状态，延长了集热管的使用寿命。

Description

一种具有防护功能的高效型太阳能热水器
技术领域
本发明涉及太阳能光伏设备领域，特别涉及一种具有防护功能的高效型太阳能热水器。
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在夏季时，集热管的吸热升温较快，若长时间不用水时，导致集热管长期处于高温状态，会导致集热管老化，缩短集热管的使用寿命，不仅如此，现有的太阳能热水器一般时固定在楼顶上的，导致集热管的位置角度固定，降低了太阳光的利用率。
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，提供一种具有防护功能的高效型太阳能热水器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有防护功能的高效型太阳能热水器，包括底板、支撑轴、支板、水箱、托板、连接盒、遮挡机构、调节机构和若干集热管，所述支撑轴的一端固定在底板的上方，所述支撑轴的另一端与支板的一端铰接，所述支板的另一端与水箱固定连接，所述托板固定在水箱的下方，所述调节机构设置在底板的上方的远离支撑轴的一端，所述调节机构与托板连接，所述集热管与支板平行设置，所述集热管和遮挡机构均设置在支板的远离调节机构的一侧，所述底板内设有PLC；
所述调节机构包括升降板、两个升降组件和若干铰接杆，两个升降组件分别设置在升降板的下方的两侧，所述升降组件与升降板连接，所述铰接杆均匀分布在升降板的上方，所述铰接杆的两端分别与升降板的上方和托板的下方铰接；
所述升降组件包括驱动单元、滑块、固定块、伸缩架、滑道和两个铰接块，所述驱动单元设置在底板的上方，所述驱动单元与滑块连接，所述伸缩架的一端的两侧分别与滑块和固定块铰接，所述固定块固定在底板的上方，所述伸缩架的另一端的两侧分别与两个铰接块铰接，所述滑道固定在升降板的下方的靠近驱动单元的一侧，所述滑道上设有滑槽，两个铰接块中，其中一个铰接块设置在滑槽的内部，其中一个铰接块与滑槽匹配，其中一个铰接块与滑槽滑动连接，另一个铰接块固定在升降板的下方的另一侧；
所述遮挡机构包括两个固定盒，所述固定盒固定在支板上，所述集热管设置在两个固定盒之间，所述固定盒的靠近集热管的一侧设有开口，两个固定盒中，其中一个固定盒内设有动力组件，另一个固定盒内设有遮挡组件，所述动力组件与遮挡组件连接；
所述遮挡组件包括滚筒、遮挡布和两个轴承，两个轴承分别固定在固定盒的与开口垂直的两侧的内壁上，所述滚筒的两端分别设置在两个轴承的内部，所述遮挡布的一端卷绕在滚筒上，所述遮挡布的另一端与动力组件连接。
作为优选，为了带动遮挡布移动，所述动力组件包括第一电机、转杆、传动单元和两个连接单元，所述第一电机与固定盒的与开口垂直的一侧的内壁固定连接，所述第一电机与转杆传动连接，所述转杆通过传动单元与滚筒连接，两个连接单元分别设置在转杆的两端，所述连接单元包括转盘和拉线，所述转盘与转杆固定连接，所述拉线的一端缠绕在转杆上，所述拉线的另一端穿过开口与遮挡布固定连接，所述第一电机与PLC电连接。
作为优选，为了实现传递动力的功能，所述传动单元包括皮带和两个传动轮，两个传动轮分别固定在转杆和滚筒上，两个传动轮通过皮带连接。
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，为了给伸缩架的伸缩提供动力，所述驱动单元包括第二电机、摆动杆和连杆，所述第二电机固定在底板的上方，所述第二电机与摆动杆的一端传动连接，所述摆动杆的另一端通过连杆与滑块铰接，所述第二电机与PLC电连接。
作为优选，为了限制滑块的移动方向，所述升降组件还包括支架，所述支架的竖向截面形状为U形，所述支架的两端均固定在底板的上方，所述滑块上设有小孔，所述支架穿过小孔，所述支架与小孔匹配，所述滑块与支架滑动连接。
作为优选，为了避免滑块在支架上移动时发生转动，所述小孔的形状为方形。
作为优选，为了避免铰接块与滑道脱离，所述滑槽为燕尾槽。
作为优选，为了检测连接盒的温度，所述连接盒上设有温度传感器，所述温度传感器与PLC电连接。
本发明的有益效果是，该具有防护功能的高效型太阳能热水器通过调节机构，可以调节集热管的角度，使得集热管正对太阳光，提升了集热管的集热效果，与现有的调节机构相比，该调节机构调节便捷，实用性高，通过遮挡机构，可以遮挡集热管，避免集热管长期处于高温状态，延长了集热管的使用寿命，与现有的遮挡机构相比，该遮挡机构也可对集热管进行防尘工作，避免灰尘覆盖在集热管上，影响集热管的集热效果。
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是本发明的具有防护功能的高效型太阳能热水器的结构示意图；
图2是本发明的具有防护功能的高效型太阳能热水器的侧视图；
图3是图2的A部放大图；
图4是本发明的具有防护功能的高效型太阳能热水器的遮挡机构的结构示意图；
图中：1.底板，2.支撑轴，3.支板，4.水箱，5.托板，6.第二电机，7.摆动杆，8.连杆，9.滑块，10.固定块，11.伸缩架，12.铰接块，13.滑道，14.升降板，15.铰接杆，16.支架，17.固定盒，18.第一电机，19.转杆，20.转盘，21.拉线，22.传动轮，23.皮带，24.滚筒，25.遮挡布，26.轴承，27.集热管，28.连接盒，29.温度传感器。
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，一种具有防护功能的高效型太阳能热水器，包括底板1、支撑轴2、支板3、水箱4、托板5、连接盒28、遮挡机构、调节机构和若干集热管27，所述支撑轴2的一端固定在底板1的上方，所述支撑轴2的另一端与支板3的一端铰接，所述支板3的另一端与水箱4固定连接，所述托板5固定在水箱4的下方，所述调节机构设置在底板1的上方的远离支撑轴2的一端，所述调节机构与托板5连接，所述集热管27与支板3平行设置，所述集热管27和遮挡机构均设置在支板3的远离调节机构的一侧，所述底板1内设有PLC；
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。
该具有防护功能的高效型太阳能热水器通过调节机构，可以调节集热管27的角度，使得集热管27正对太阳光，提升了集热管27的集热效果，通过遮挡机构，可以遮挡集热管27，避免集热管27长期处于高温状态，延长了集热管27的使用寿命。
如图1-2所示，所述调节机构包括升降板14、两个升降组件和若干铰接杆15，两个升降组件分别设置在升降板14的下方的两侧，所述升降组件与升降板14连接，所述铰接杆15均匀分布在升降板14的上方，所述铰接杆15的两端分别与升降板14的上方和托板5的下方铰接；
所述升降组件包括驱动单元、滑块9、固定块10、伸缩架11、滑道13和两个铰接块12，所述驱动单元设置在底板1的上方，所述驱动单元与滑块9连接，所述伸缩架11的一端的两侧分别与滑块9和固定块10铰接，所述固定块10固定在底板1的上方，所述伸缩架11的另一端的两侧分别与两个铰接块12铰接，所述滑道13固定在升降板14的下方的靠近驱动单元的一侧，所述滑道13上设有滑槽，两个铰接块12中，其中一个铰接块12设置在滑槽的内部，其中一个铰接块12与滑槽匹配，其中一个铰接块12与滑槽滑动连接，另一个铰接块12固定在升降板14的下方的另一侧；
当进行调节工作时，控制驱动单元工作，使得滑块9向靠近固定块10的方向移动，使得伸缩架11伸长，带动升降板14向远离底板1的方向移动，通过铰接杆15带动托板5向上移动，从而改变了水箱4和集热管27的角度，使得集热管27能够正对太阳光，提升了集热管27的集热效果。
如图4所示，所述遮挡机构包括两个固定盒17，所述固定盒17固定在支板3上，所述集热管27设置在两个固定盒17之间，所述固定盒17的靠近集热管27的一侧设有开口，两个固定盒17中，其中一个固定盒17内设有动力组件，另一个固定盒17内设有遮挡组件，所述动力组件与遮挡组件连接；
所述遮挡组件包括滚筒24、遮挡布25和两个轴承26，两个轴承26分别固定在固定盒17的与开口垂直的两侧的内壁上，所述滚筒24的两端分别设置在两个轴承26的内部，所述遮挡布25的一端卷绕在滚筒24上，所述遮挡布25的另一端与动力组件连接。
当进行遮挡工作时，控制动力组件工作，使得滚筒24转动，放长遮挡布25，使得遮挡布25向靠近动力组件的方向移动，使得遮挡布25遮挡集热管27，从而降低了集热管27的吸热量，避免集热管27长期处于高温状态，延长了集热管27的使用寿命，通过遮挡布25遮挡集热管27，也实现了防尘的功能，避免灰尘覆盖在集热管27上，影响集热管27的集热效果。
作为优选，为了带动遮挡布25移动，所述动力组件包括第一电机18、转杆19、传动单元和两个连接单元，所述第一电机18与固定盒17的与开口垂直的一侧的内壁固定连接，所述第一电机18与转杆19传动连接，所述转杆19通过传动单元与滚筒24连接，两个连接单元分别设置在转杆19的两端，所述连接单元包括转盘20和拉线21，所述转盘20与转杆19固定连接，所述拉线21的一端缠绕在转杆19上，所述拉线21的另一端穿过开口与遮挡布25固定连接，所述第一电机18与PLC电连接。
作为优选，为了实现传递动力的功能，所述传动单元包括皮带23和两个传动轮22，两个传动轮22分别固定在转杆19和滚筒24上，两个传动轮22通过皮带23连接。
当进行遮挡工作时，控制第一电机18启动，转杆19转动，使得转盘20转动，收紧拉线21，带动遮挡布25向靠近转杆19的方向移动，转杆19转动的同时，带动与其固定的传动轮22转动，通过皮带23带动另一个传动轮22转动，从而使得滚筒24转动，放长遮挡布25，从而使得遮挡布25遮盖集热管27，降低集热管27的吸热量，避免集热管27长期处于高温状态，延长了集热管27的使用寿命。
作为优选，为了使得第一电机18精确稳定的工作，所述第一电机18为伺服电机。
作为优选，为了延长拉线21的使用寿命，所述拉线21的制作材料为尼龙。
作为优选，为了给伸缩架11的伸缩提供动力，所述驱动单元包括第二电机6、摆动杆7和连杆8，所述第二电机6固定在底板1的上方，所述第二电机6与摆动杆7的一端传动连接，所述摆动杆7的另一端通过连杆8与滑块9铰接，所述第二电机6与PLC电连接。
当进行调节工作时，控制第二电机6启动，带动摆动杆7转动，通过连杆8带动滑块9向靠近固定块10的方向移动，使得伸缩架11伸长，带动升降板14向远离底板1的方向移动，通过铰接杆15带动托板5向上移动，从而改变了水箱4和集热管27的角度，使得集热管27能够正对太阳光，提升集热管27的集热效果。
作为优选，为了限制滑块9的移动方向，所述升降组件还包括支架16，所述支架16的竖向截面形状为U形，所述支架16的两端均固定在底板1的上方，所述滑块9上设有小孔，所述支架16穿过小孔，所述支架16与小孔匹配，所述滑块9与支架16滑动连接。
通过设置支架16，限制了滑块9的移动方向，使得滑块9移动时更加的稳定。
作为优选，为了避免滑块9在支架16上移动时发生转动，所述小孔的形状为方形。
通过将小孔设置为方孔，避免了滑块9在支架16上移动时发生转动，提高了滑块9移动时的稳定性。
如图3所示，所述滑槽为燕尾槽。
作为优选，为了检测连接盒28的温度，所述连接盒28上设有温度传感器29，所述温度传感器29与PLC电连接。
通过温度传感器29，检测连接盒28内的温度，当检测到连接盒28内水的温度过高时，发送信号给PLC，PLC控制遮挡机构工作，遮挡集热管27，降低集热管27的吸热量，避免集热管27长期处于高温状态，延长了集热管27的使用寿命。
当进行调节工作时，控制第二电机6启动，带动摆动杆7转动，通过连杆8带动滑块9向靠近固定块10的方向移动，使得伸缩架11伸长，带动升降板14向远离底板1的方向移动，通过铰接杆15带动托板5向上移动，从而改变了水箱4和集热管27的角度，使得集热管27能够正对太阳光，提升了集热管27的集热效果。当温度传感器29检测到连接盒28内水的温度过高时，发送信号给PLC，PLC控制动力组件工作，控制第一电机18启动，转杆19转动，使得转盘20转动，收紧拉线21，带动遮挡布25向靠近转杆19的方向移动，转杆19转动的同时，带动与其固定的传动轮22转动，通过皮带23带动另一个传动轮22转动，从而使得滚筒24转动，放长遮挡布25，从而使得遮挡布25遮盖集热管27，降低集热管27的吸热量，避免集热管27长期处于高温状态，延长了集热管27的使用寿命，通过遮挡布25遮挡集热管27，也实现了防尘的功能，避免灰尘覆盖在集热管27上，影响集热管27的集热效果。
与现有技术相比，该具有防护功能的高效型太阳能热水器通过调节机构，可以调节集热管27的角度，使得集热管27正对太阳光，提升了集热管27的集热效果，与现有的调节机构相比，该调节机构调节便捷，实用性高，通过遮挡机构，可以遮挡集热管27，避免集热管27长期处于高温状态，延长了集热管27的使用寿命，与现有的遮挡机构相比，该遮挡机构也可对集热管27进行防尘工作，避免灰尘覆盖在集热管27上，影响集热管27的集热效果。
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)

1.一种具有防护功能的高效型太阳能热水器，其特征在于，包括底板(1)、支撑轴(2)、支板(3)、水箱(4)、托板(5)、连接盒(28)、遮挡机构、调节机构和若干集热管(27)，所述支撑轴(2)的一端固定在底板(1)的上方，所述支撑轴(2)的另一端与支板(3)的一端铰接，所述支板(3)的另一端与水箱(4)固定连接，所述托板(5)固定在水箱(4)的下方，所述调节机构设置在底板(1)的上方的远离支撑轴(2)的一端，所述调节机构与托板(5)连接，所述集热管(27)与支板(3)平行设置，所述集热管(27)和遮挡机构均设置在支板(3)的远离调节机构的一侧，所述底板(1)内设有PLC；
所述调节机构包括升降板(14)、两个升降组件和若干铰接杆(15)，两个升降组件分别设置在升降板(14)的下方的两侧，所述升降组件与升降板(14)连接，所述铰接杆(15)均匀分布在升降板(14)的上方，所述铰接杆(15)的两端分别与升降板(14)的上方和托板(5)的下方铰接；
所述升降组件包括驱动单元、滑块(9)、固定块(10)、伸缩架(11)、滑道(13)和两个铰接块(12)，所述驱动单元设置在底板(1)的上方，所述驱动单元与滑块(9)连接，所述伸缩架(11)的一端的两侧分别与滑块(9)和固定块(10)铰接，所述固定块(10)固定在底板(1)的上方，所述伸缩架(11)的另一端的两侧分别与两个铰接块(12)铰接，所述滑道(13)固定在升降板(14)的下方的靠近驱动单元的一侧，所述滑道(13)上设有滑槽，两个铰接块(12)中，其中一个铰接块(12)设置在滑槽的内部，其中一个铰接块(12)与滑槽匹配，其中一个铰接块(12)与滑槽滑动连接，另一个铰接块(12)固定在升降板(14)的下方的另一侧；
所述遮挡机构包括两个固定盒(17)，所述固定盒(17)固定在支板(3)上，所述集热管(27)设置在两个固定盒(17)之间，所述固定盒(17)的靠近集热管(27)的一侧设有开口，两个固定盒(17)中，其中一个固定盒(17)内设有动力组件，另一个固定盒(17)内设有遮挡组件，所述动力组件与遮挡组件连接；
所述遮挡组件包括滚筒(24)、遮挡布(25)和两个轴承(26)，两个轴承(26)分别固定在固定盒(17)的与开口垂直的两侧的内壁上，所述滚筒(24)的两端分别设置在两个轴承(26)的内部，所述遮挡布(25)的一端卷绕在滚筒(24)上，所述遮挡布(25)的另一端与动力组件连接。
2.如权利要求1所述的具有防护功能的高效型太阳能热水器，其特征在于，所述动力组件包括第一电机(18)、转杆(19)、传动单元和两个连接单元，所述第一电机(18)与固定盒(17)的与开口垂直的一侧的内壁固定连接，所述第一电机(18)与转杆(19)传动连接，所述转杆(19)通过传动单元与滚筒(24)连接，两个连接单元分别设置在转杆(19)的两端，所述连接单元包括转盘(20)和拉线(21)，所述转盘(20)与转杆(19)固定连接，所述拉线(21)的一端缠绕在转杆(19)上，所述拉线(21)的另一端穿过开口与遮挡布(25)固定连接，所述第一电机(18)与PLC电连接。
3.如权利要求2所述的具有防护功能的高效型太阳能热水器，其特征在于，所述传动单元包括皮带(23)和两个传动轮(22)，两个传动轮(22)分别固定在转杆(19)和滚筒(24)上，两个传动轮(22)通过皮带(23)连接。
4.如权利要求3所述的具有防护功能的高效型太阳能热水器，其特征在于，所述第一电机(18)为伺服电机。
5.如权利要求4所述的具有防护功能的高效型太阳能热水器，其特征在于，所述拉线(21)的制作材料为尼龙。
6.如权利要求1所述的具有防护功能的高效型太阳能热水器，其特征在于，所述驱动单元包括第二电机(6)、摆动杆(7)和连杆(8)，所述第二电机(6)固定在底板(1)的上方，所述第二电机(6)与摆动杆(7)的一端传动连接，所述摆动杆(7)的另一端通过连杆(8)与滑块(9)铰接，所述第二电机(6)与PLC电连接。
7.如权利要求1所述的具有防护功能的高效型太阳能热水器，其特征在于，所述升降组件还包括支架(16)，所述支架(16)的竖向截面形状为U形，所述支架(16)的两端均固定在底板(1)的上方，所述滑块(9)上设有小孔，所述支架(16)穿过小孔，所述支架(16)与小孔匹配，所述滑块(9)与支架(16)滑动连接。
8.如权利要求7所述的具有防护功能的高效型太阳能热水器，其特征在于，所述小孔的形状为方形。
9.如权利要求1所述的具有防护功能的高效型太阳能热水器，其特征在于，所述滑槽为燕尾槽。
10.如权利要求1所述的具有防护功能的高效型太阳能热水器，其特征在于，所述连接盒(28)上设有温度传感器(29)，所述温度传感器(29)与PLC电连接。
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