CN110864463A - 一种具有角度调节功能的除尘型太阳能热水器 - Google Patents

一种具有角度调节功能的除尘型太阳能热水器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有角度调节功能的除尘型太阳能热水器，包括水箱、支架、底板和至少两个集热管，还包括跟随机构和清洁机构，所述跟随机构包括转盘、安装盘、驱动组件和安装轴，所述清洁机构包括动力组件和至少两个清洁组件，所述清洁组件包括移动环、清洁刷、滑槽、滑块、弹性绳、第二定滑轮和连接线，所述动力组件包括滑杆、弹簧、凸轮、第一定滑轮和滑动套管，该具有角度调节功能的除尘型太阳能热水器中，通过跟随机构可以驱动太阳能热水器跟随太阳转动，延长了阳光直射太阳能热水器的时间，提高了太阳能热水器的加热效率，通过清洁机构可以对集热管进行清洁，提高了集热管吸收阳光的效率，进一步提高了太阳能热水器的加热效率。

Description

一种具有角度调节功能的除尘型太阳能热水器
技术领域
本发明涉及太阳能设备领域，特别涉及一种具有角度调节功能的除尘型太阳能热水器。
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、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。
现有技术的太阳能热水器通常固定安装在房顶上，随着太阳的移动，照射到太阳能热水器上的光线强度发生改变，降低了太阳能热水器的加热效率，不仅如此，现有技术的太阳能热水器在长时间使用的过程中，太阳能热水器上会堆积大量的灰尘，在灰尘的遮挡下，同样会影响太阳能热水器的加热效率。
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，提供一种具有角度调节功能的除尘型太阳能热水器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有角度调节功能的除尘型太阳能热水器，包括水箱、支架、底板和至少两个集热管，所述支架的顶端与水箱固定连接，所述底板的一侧与水箱固定连接，各集热管相互平行，各集热管的一端均与水箱连通，各集热管排列设置在底板的一侧，还包括跟随机构和清洁机构，所述支架和底板的远离水箱的一端均与跟随机构连接，所述清洁机构设置在集热管上；
所述跟随机构包括转盘、安装盘、驱动组件和安装轴，所述转盘与安装盘同轴设置，所述转盘与支架垂直，所述支架和底板的远离水箱的一端均与转盘固定连接，所述转盘的远离支架的一侧设有凹口，所述安装盘的顶端设置在凹口的内部，所述安装轴与转盘同轴设置，所述安装轴的顶端与转盘的顶部的内壁固定连接，所述安装轴的底端设有安装轴承，所述安装轴的底端通过安装轴承与安装盘的顶部连接，所述驱动组件设置在安装盘的顶部，所述驱动组件与安装轴连接；
所述清洁机构包括动力组件和至少两个清洁组件，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，所述清洁组件与集热管连接，所述动力组件设置在转盘的顶部的内壁上，所述动力组件与各清洁组件均连接，所述动力组件与转盘的顶部的内壁连接，所述动力组件与各清洁组件均连接；
所述清洁组件包括移动环、清洁刷、滑槽、滑块、弹性绳、第二定滑轮和连接线，所述移动环与集热管同轴设置，所述集热管穿过移动环，所述清洁刷设置在移动环的内侧，所述清洁刷与集热管抵靠，所述滑槽与集热管平行，所述滑槽设置在底板上，所述滑块与滑槽匹配，所述滑块设置在滑槽的内部，所述滑块与滑槽滑动连接，所述滑块与移动环固定连接，所述滑块通过弹性绳与集热管的远离水箱的一端固定连接，所述弹性绳处于拉伸状态，所述第二定滑轮安装在支架的靠近水箱的一端上，所述连接线的一端与滑块固定连接，所述连接线绕过定滑轮，所述连接线与定滑轮滚动连接。
作为优选，为了提高太阳能热水器的自动化程度，所述支架上设有控制箱，所述控制箱的内部设有PLC，所述控制箱上设有显示屏和至少两个控制按键，所述显示屏和各控制按键均与PLC电连接。
作为优选，为了给安装轴提供动力，所述驱动组件包括电机、第一齿轮和第二齿轮，所述电机与安装盘固定连接，所述电机与第一齿轮传动连接，所述第二齿轮安装在安装轴上，所述第一齿轮与第二齿轮啮合。
作为优选，为了给连接线提供动力，所述动力组件包括滑杆、弹簧、凸轮、第一定滑轮和滑动套管，所述滑杆与安装轴的轴线垂直且相交，所述滑杆的两端均与转盘的顶端的内壁固定连接，所述滑杆穿过滑动套管，所述滑动套管与滑杆滑动连接，所述凸轮与安装轴垂直，所述凸轮的圆心处设有贯穿孔，所述安装轴穿过凸轮，所述凸轮与安装盘固定连接，所述滑动套管与凸轮的外周抵靠，所述滑动套管与凸轮滑动连接，所述弹簧套设在滑杆上，所述滑杆的靠近安装轴的一端通过弹簧与滑动套管固定连接，所述弹簧处于拉伸状态，所述弹簧的弹力大于弹性绳的弹力，所述第一定滑轮安装在滑杆的远离安装轴的一端上，所述转盘的顶部设有安装孔，各连接线的远离滑块的一端均穿过安装孔，各连接线的远离滑块的一端均与滑动套管固定连接，各连接线均绕过第一定滑轮，所述连接线与第一定滑轮滚动连接。
作为优选，为了提高对转盘转动角度控制的精确度，所述电机为伺服电机。
作为优选，为了提高底板对阳光的反射效率，所述底板的颜色为银色。
作为优选，为了提高第二定滑轮与连接线连接的稳定性，所述第二定滑轮的外周上均设有环形槽，所述连接线设置在环形槽的内部。
作为优选，为了提高滑动套管移动的顺畅度，所述滑杆上涂有润滑脂。
作为优选，为了提高转盘的稳定性，所述安装盘的顶端的四周周向设置有至少两个支撑轮，各支撑轮均与转盘的顶部的内壁滚动连接。
作为优选，为了提高安装盘与转盘之间的密封性能，所述安装盘的外周上设有密封圈，所述安装盘通过密封圈与转盘的内壁滑动且密封连接。
本发明的有益效果是，该具有角度调节功能的除尘型太阳能热水器中，通过跟随机构可以驱动太阳能热水器跟随太阳转动，延长了阳光直射太阳能热水器的时间，提高了太阳能热水器的加热效率，与现有跟随机构相比，该跟随机构通过转盘将电机罩住，降低了电机发生损坏的几率，不仅如此，通过清洁机构可以对集热管进行清洁，提高了集热管吸收阳光的效率，进一步提高了太阳能热水器的加热效率，与现有清洁机构相比，该清洁机构与跟随机构共用同一驱动源，降低了太阳能热水器的生产成本。
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是本发明的具有角度调节功能的除尘型太阳能热水器的结构示意图；
图2是本发明的具有角度调节功能的除尘型太阳能热水器的动力组件的结构示意图；
图3是图1的B部放大图；
图4是图1的A部放大图；
图中：1.支架，2.水箱，3.集热管，4.滑槽，5.弹性绳，6.底板，7.支撑轮，8.转盘，9.电机，10.凸轮，11.安装盘，12.连接线，13.第一定滑轮，14.滑动套管，15.弹簧，16.滑杆，17.安装轴，18.第一齿轮，19.第二齿轮，20.第二定滑轮，21.清洁刷，22.移动环，23.滑块。
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，一种具有角度调节功能的除尘型太阳能热水器，包括水箱2、支架1、底板6和至少两个集热管3，所述支架1的顶端与水箱2固定连接，所述底板6的一侧与水箱2固定连接，各集热管3相互平行，各集热管3的一端均与水箱2连通，各集热管3排列设置在底板6的一侧，还包括跟随机构和清洁机构，所述支架1和底板6的远离水箱2的一端均与跟随机构连接，所述清洁机构设置在集热管3上；
通过跟随机构可以驱动太阳能热水器跟随太阳转动，延长了阳光直射太阳能热水器的时间，提高了太阳能热水器的加热效率，通过清洁机构可以对集热管3进行清洁，提高了集热管3吸收阳光的效率，进一步提高了太阳能热水器的加热效率；
如图2所示，所述跟随机构包括转盘8、安装盘11、驱动组件和安装轴17，所述转盘8与安装盘11同轴设置，所述转盘8与支架1垂直，所述支架1和底板6的远离水箱2的一端均与转盘8固定连接，所述转盘8的远离支架1的一侧设有凹口，所述安装盘11的顶端设置在凹口的内部，所述安装轴17与转盘8同轴设置，所述安装轴17的顶端与转盘8的顶部的内壁固定连接，所述安装轴17的底端设有安装轴17承，所述安装轴17的底端通过安装轴17承与安装盘11的顶部连接，所述驱动组件设置在安装盘11的顶部，所述驱动组件与安装轴17连接；
操作人员将安装盘11放置在地面上，通过安装轴17提高了转盘8与安装盘11连接的牢固度，通过驱动组件提供动力，驱动安装轴17转动，则通过安装轴17驱动转盘8转动，则通过转盘8驱动太阳能热水器转动，通过控制转盘8的转速，使太阳能热水器可以跟随阳光转动，延长了阳光直射太阳能热水器的时间，提高了太阳能热水器的加热效率；
如图3-4所示，所述清洁机构包括动力组件和至少两个清洁组件，所述清洁组件的数量与集热管3的数量相等，所述清洁组件与集热管3一一对应，所述清洁组件与集热管3连接，所述动力组件设置在转盘8的顶部的内壁上，所述动力组件与各清洁组件均连接，所述动力组件与转盘8的顶部的内壁连接，所述动力组件与各清洁组件均连接；
如图4所示，所述清洁组件包括移动环22、清洁刷21、滑槽4、滑块23、弹性绳5、第二定滑轮20和连接线12，所述移动环22与集热管3同轴设置，所述集热管3穿过移动环22，所述清洁刷21设置在移动环22的内侧，所述清洁刷21与集热管3抵靠，所述滑槽4与集热管3平行，所述滑槽4设置在底板6上，所述滑块23与滑槽4匹配，所述滑块23设置在滑槽4的内部，所述滑块23与滑槽4滑动连接，所述滑块23与移动环22固定连接，所述滑块23通过弹性绳5与集热管3的远离水箱2的一端固定连接，所述弹性绳5处于拉伸状态，所述第二定滑轮20安装在支架1的靠近水箱2的一端上，所述连接线12的一端与滑块23固定连接，所述连接线12绕过定滑轮，所述连接线12与定滑轮滚动连接；
通过动力组件提供动力，拉动连接线12移动，则在第二定滑轮20的导向作用下，通过连接线12拉动滑块23沿着滑槽4移动，则通过滑块23驱动移动环22沿着集热管3滑动，当连接线12对滑块23的拉力减小的时候，则通过弹性绳5驱动滑块23沿着滑槽4反向移动，则使移动环22沿着集热管3反向滑动，则通过清洁刷21对集热管3进行清洁，提高了集热管3吸收阳光的效率，进一步提高了太阳能热水器的加热效率。
作为优选，为了提高太阳能热水器的自动化程度，所述支架1上设有控制箱，所述控制箱的内部设有PLC，所述控制箱上设有显示屏和至少两个控制按键，所述显示屏和各控制按键均与PLC电连接；
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，操作人员通过控制按键发送控制信号给PLC，则通过PLC控制太阳能热水器运行，同时通过显示屏可以显示太阳能热水器的工作状态，则提高了太阳能热水器的自动化程度。
如图2所示，所述驱动组件包括电机9、第一齿轮18和第二齿轮19，所述电机9与安装盘11固定连接，所述电机9与第一齿轮18传动连接，所述第二齿轮19安装在安装轴17上，所述第一齿轮18与第二齿轮19啮合；
通过电机9驱动第一齿轮18转动，在第二齿轮19的传动作用下，通过第一齿轮18驱动安装轴17转动，则通过安装轴17驱动转盘8转动。
如图3所示，所述动力组件包括滑杆16、弹簧15、凸轮10、第一定滑轮13和滑动套管14，所述滑杆16与安装轴17的轴线垂直且相交，所述滑杆16的两端均与转盘8的顶端的内壁固定连接，所述滑杆16穿过滑动套管14，所述滑动套管14与滑杆16滑动连接，所述凸轮10与安装轴17垂直，所述凸轮10的圆心处设有贯穿孔，所述安装轴17穿过凸轮10，所述凸轮10与安装盘11固定连接，所述滑动套管14与凸轮10的外周抵靠，所述滑动套管14与凸轮10滑动连接，所述弹簧15套设在滑杆16上，所述滑杆16的靠近安装轴17的一端通过弹簧15与滑动套管14固定连接，所述弹簧15处于拉伸状态，所述弹簧15的弹力大于弹性绳5的弹力，所述第一定滑轮13安装在滑杆16的远离安装轴17的一端上，所述转盘8的顶部设有安装孔，各连接线12的远离滑块23的一端均穿过安装孔，各连接线12的远离滑块23的一端均与滑动套管14固定连接，各连接线12均绕过第一定滑轮13，所述连接线12与第一定滑轮13滚动连接；
在转盘8转动的过程中，转盘8带动滑杆16转动，当凸轮10推动滑动套管14的时候，滑动套管14沿着滑杆16向远离安装轴17的反向移动，当凸轮10对滑动套管14的推力减小时，则通过弹簧15拉动滑动套管14沿着滑杆16向靠近安装轴17的方向移动，则在第一定滑轮13的导向作用下，通过滑动套管14拉动连接线12移动。
作为优选，为了提高对转盘8转动角度控制的精确度，所述电机9为伺服电机。
作为优选，为了提高底板6对阳光的反射效率，所述底板6的颜色为银色；
由于银色对阳光具有较好的反射效果，提高了照射到集热管3上阳光的强度，提高了集热管3的加热效率。
作为优选，为了提高第二定滑轮20与连接线12连接的稳定性，所述第二定滑轮20的外周上均设有环形槽，所述连接线12设置在环形槽的内部；
通过环形槽对连接线12的限位作用下，提高了第二定滑轮20与连接线12连接的稳定性。
作为优选，为了提高滑动套管14移动的顺畅度，所述滑杆16上涂有润滑脂；
通过润滑脂减小了滑动套管14与滑杆16之间的摩擦力，提高了滑动套管14移动的顺畅度。
作为优选，为了提高转盘8的稳定性，所述安装盘11的顶端的四周周向设置有至少两个支撑轮7，各支撑轮7均与转盘8的顶部的内壁滚动连接；
通过支撑轮7的支撑作用，提高了转盘8的稳定性，同时通过支撑轮7减小了转盘8转动时受到的阻力，提高了转盘8转动的顺畅度。
作为优选，为了提高安装盘11与转盘8之间的密封性能，所述安装盘11的外周上设有密封圈，所述安装盘11通过密封圈与转盘8的内壁滑动且密封连接；
通过密封圈减小了安装盘11与转盘8之间的间隙，提高了安装盘11与转盘8之间的密封性能，提高了转盘8的防护效果。
通过驱动组件提供动力，驱动安装轴17转动，则通过安装轴17驱动转盘8转动，则通过转盘8驱动太阳能热水器转动，通过控制转盘8的转速，使太阳能热水器可以跟随阳光转动，延长了阳光直射太阳能热水器的时间，提高了太阳能热水器的加热效率，通过动力组件提供动力，拉动连接线12移动，则在第二定滑轮20的导向作用下，通过连接线12拉动滑块23沿着滑槽4移动，则通过滑块23驱动移动环22沿着集热管3滑动，当连接线12对滑块23的拉力减小的时候，则通过弹性绳5驱动滑块23沿着滑槽4反向移动，则使移动环22沿着集热管3反向滑动，则通过清洁刷21对集热管3进行清洁，提高了集热管3吸收阳光的效率，进一步提高了太阳能热水器的加热效率。
与现有技术相比，该具有角度调节功能的除尘型太阳能热水器中，通过跟随机构可以驱动太阳能热水器跟随太阳转动，延长了阳光直射太阳能热水器的时间，提高了太阳能热水器的加热效率，与现有跟随机构相比，该跟随机构通过转盘8将电机9罩住，降低了电机9发生损坏的几率，不仅如此，通过清洁机构可以对集热管3进行清洁，提高了集热管3吸收阳光的效率，进一步提高了太阳能热水器的加热效率，与现有清洁机构相比，该清洁机构与跟随机构共用同一驱动源，降低了太阳能热水器的生产成本。
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)

1.一种具有角度调节功能的除尘型太阳能热水器，包括水箱(2)、支架(1)、底板(6)和至少两个集热管(3)，所述支架(1)的顶端与水箱(2)固定连接，所述底板(6)的一侧与水箱(2)固定连接，各集热管(3)相互平行，各集热管(3)的一端均与水箱(2)连通，各集热管(3)排列设置在底板(6)的一侧，其特征在于，还包括跟随机构和清洁机构，所述支架(1)和底板(6)的远离水箱(2)的一端均与跟随机构连接，所述清洁机构设置在集热管(3)上；
所述跟随机构包括转盘(8)、安装盘(11)、驱动组件和安装轴(17)，所述转盘(8)与安装盘(11)同轴设置，所述转盘(8)与支架(1)垂直，所述支架(1)和底板(6)的远离水箱(2)的一端均与转盘(8)固定连接，所述转盘(8)的远离支架(1)的一侧设有凹口，所述安装盘(11)的顶端设置在凹口的内部，所述安装轴(17)与转盘(8)同轴设置，所述安装轴(17)的顶端与转盘(8)的顶部的内壁固定连接，所述安装轴(17)的底端设有安装轴(17)承，所述安装轴(17)的底端通过安装轴(17)承与安装盘(11)的顶部连接，所述驱动组件设置在安装盘(11)的顶部，所述驱动组件与安装轴(17)连接；
所述清洁机构包括动力组件和至少两个清洁组件，所述清洁组件的数量与集热管(3)的数量相等，所述清洁组件与集热管(3)一一对应，所述清洁组件与集热管(3)连接，所述动力组件设置在转盘(8)的顶部的内壁上，所述动力组件与各清洁组件均连接，所述动力组件与转盘(8)的顶部的内壁连接，所述动力组件与各清洁组件均连接；
所述清洁组件包括移动环(22)、清洁刷(21)、滑槽(4)、滑块(23)、弹性绳(5)、第二定滑轮(20)和连接线(12)，所述移动环(22)与集热管(3)同轴设置，所述集热管(3)穿过移动环(22)，所述清洁刷(21)设置在移动环(22)的内侧，所述清洁刷(21)与集热管(3)抵靠，所述滑槽(4)与集热管(3)平行，所述滑槽(4)设置在底板(6)上，所述滑块(23)与滑槽(4)匹配，所述滑块(23)设置在滑槽(4)的内部，所述滑块(23)与滑槽(4)滑动连接，所述滑块(23)与移动环(22)固定连接，所述滑块(23)通过弹性绳(5)与集热管(3)的远离水箱(2)的一端固定连接，所述弹性绳(5)处于拉伸状态，所述第二定滑轮(20)安装在支架(1)的靠近水箱(2)的一端上，所述连接线(12)的一端与滑块(23)固定连接，所述连接线(12)绕过定滑轮，所述连接线(12)与定滑轮滚动连接。
2.如权利要求1所述的具有角度调节功能的除尘型太阳能热水器，其特征在于，所述支架(1)上设有控制箱，所述控制箱的内部设有PLC，所述控制箱上设有显示屏和至少两个控制按键，所述显示屏和各控制按键均与PLC电连接。
3.如权利要求1所述的具有角度调节功能的除尘型太阳能热水器，其特征在于，所述驱动组件包括电机(9)、第一齿轮(18)和第二齿轮(19)，所述电机(9)与安装盘(11)固定连接，所述电机(9)与第一齿轮(18)传动连接，所述第二齿轮(19)安装在安装轴(17)上，所述第一齿轮(18)与第二齿轮(19)啮合。
4.如权利要求1所述的具有角度调节功能的除尘型太阳能热水器，其特征在于，所述动力组件包括滑杆(16)、弹簧(15)、凸轮(10)、第一定滑轮(13)和滑动套管(14)，所述滑杆(16)与安装轴(17)的轴线垂直且相交，所述滑杆(16)的两端均与转盘(8)的顶端的内壁固定连接，所述滑杆(16)穿过滑动套管(14)，所述滑动套管(14)与滑杆(16)滑动连接，所述凸轮(10)与安装轴(17)垂直，所述凸轮(10)的圆心处设有贯穿孔，所述安装轴(17)穿过凸轮(10)，所述凸轮(10)与安装盘(11)固定连接，所述滑动套管(14)与凸轮(10)的外周抵靠，所述滑动套管(14)与凸轮(10)滑动连接，所述弹簧(15)套设在滑杆(16)上，所述滑杆(16)的靠近安装轴(17)的一端通过弹簧(15)与滑动套管(14)固定连接，所述弹簧(15)处于拉伸状态，所述弹簧(15)的弹力大于弹性绳(5)的弹力，所述第一定滑轮(13)安装在滑杆(16)的远离安装轴(17)的一端上，所述转盘(8)的顶部设有安装孔，各连接线(12)的远离滑块(23)的一端均穿过安装孔，各连接线(12)的远离滑块(23)的一端均与滑动套管(14)固定连接，各连接线(12)均绕过第一定滑轮(13)，所述连接线(12)与第一定滑轮(13)滚动连接。
5.如权利要求3所述的具有角度调节功能的除尘型太阳能热水器，其特征在于，所述电机(9)为伺服电机。
6.如权利要求1所述的具有角度调节功能的除尘型太阳能热水器，其特征在于，所述底板(6)的颜色为银色。
7.如权利要求1所述的具有角度调节功能的除尘型太阳能热水器，其特征在于，所述第二定滑轮(20)的外周上均设有环形槽，所述连接线(12)设置在环形槽的内部。
8.如权利要求4所述的具有角度调节功能的除尘型太阳能热水器，其特征在于，所述滑杆(16)上涂有润滑脂。
9.如权利要求1所述的具有角度调节功能的除尘型太阳能热水器，其特征在于，所述安装盘(11)的顶端的四周周向设置有至少两个支撑轮(7)，各支撑轮(7)均与转盘(8)的顶部的内壁滚动连接。
10.如权利要求1所述的具有角度调节功能的除尘型太阳能热水器，其特征在于，所述安装盘(11)的外周上设有密封圈，所述安装盘(11)通过密封圈与转盘(8)的内壁滑动且密封连接。
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