CN111682840B - 一种太阳能热收集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及太阳能集热设备技术领域，具体是一种太阳能热收集装置;太阳能热收集装置包括第一控制箱、转动盘、第二控制箱、雨水收集桶、角度调节件、面齿轮、柱齿轮、转动杆、太阳能收集盒、清洁件、防护部件、第一出水管、第二出水管、第一挡雨板、雨水感应器、旋转轴、第二挡雨板、L型挡板、水位感应器、让位槽、密封机构，使得本装置能在恶劣天气下保护太阳能收集盒，提高太阳能收集盒内光伏板的使用寿命，也能对光伏板表面附着的灰尘和/或积雪和/或覆冰进行清理，不仅能提高光伏板的光电转换效率还能提高光伏板的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能集热设备技术领域;具体涉及太阳能集热设备的角度调节机构和清洁机构。
背景技术
传统的太阳能发电装置中太阳能板的安装角度不可调节，无法根据实际的太阳照射角度进行调整，而太阳能板的光能来源于太阳光直射，在光线较弱或太阳光照射角度偏移较大时，太阳能板对光能的利用率也就很低；此外，太阳能板通常安装于较高的位置以便于吸收光能，这就导致在恶劣天气时，太阳能板便容易受损、使用寿命短；同时，当昼夜温差较大时，太阳能收集器上会凝结小液滴同时吸附灰尘，在冬季遇到雨雪天气时，太阳能收集器上也会有积雪或结冰的现象，这样不仅会影响光转换效率，同时还会使光伏板上电压不稳定，也降低了光伏板的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能热收集装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明的技术方案是：所述一种太阳能热收集装置包括第一控制箱、转动连接在所述第一控制箱上端的转动盘、固定设置在所述转动盘上的第二控制箱、固定设置在所述第二控制箱上端的雨水收集桶、固定设置在所述转动盘上的角度调节件、固定设置在所述角度调节件内部转动电机输出端的面齿轮、与所述面齿轮相啮合的两个柱齿轮、固定连接在所述两个柱齿轮之间的转动杆、固定设置在所述转动杆上的太阳能收集盒、分别转动设置在所述太阳能收集盒两内侧壁上的若干个清洁件、分别铰链连接在所述太阳能收集盒两端的防护部件。
作为本发明的优选方案，所述防护部件包括铰链连接在所述太阳能收集盒上端的第一防护板、铰链连接在所述太阳能收集盒下端的第二防护板，所述第一防护板一端开设有定位槽，所述定位槽两侧分别开设有定位孔，所述第一防护板表面开设有若干个导流槽，所述第一防护板在若干导流槽之间的表面涂抹有反光材料，所述第二防护板一端固定设置有定位杆，所述第二防护板的表面涂抹有反光材料。
作为本发明的优选方案，所述雨水收集桶侧壁中间位置处固定设置有第一出水管，所述雨水收集桶侧壁上端位置处固定设置有第二出水管，所述雨水收集桶内部侧壁上端均匀设置有三个第一挡雨板，所述雨水收集桶内部侧壁位于第一挡雨板上端固定设置有雨水感应器，所述雨水收集桶中间转动连接有旋转轴，所述旋转轴上端沿圆周方向均匀固定设置有三个第二挡雨板，所述旋转轴中间位置固定设置有L型挡板，所述雨水收集桶内部侧壁位于第二挡雨板下端位置处固定设置有水位感应器，所述雨水收集桶底部开设有让位槽，所述旋转轴通过让位槽与第二控制箱内的转动电机输出端固定连接，所述让位槽内设置有密封机构。
作为本发明的优选方案，所述第一出水管外侧壁一端两侧分别开设有固定槽，所述固定槽底部固定设置有第一连接弹簧、所述第一连接弹簧的另一端固定设置有定位凸球。
作为本发明的优选方案，所述防护部件具有两个工位，分别是防护工位和使用工位，当位于防护工位时，所述第一防护板一端的定位槽与第二防护板一端的定位杆卡接；当位于使用工位时，所述第一防护板一端的定位槽与第一出水管卡接，且第一出水管外部的定位凸球与定位槽两侧的定位孔卡接。
作为本发明的优选方案，所述清洁件两侧开设有凹槽，所述凹槽内连接有第二连接弹簧，所述第二连接弹簧的另一端连接有滑块，所述清洁件端面固定设置有毛刷固定件，所述毛刷固定件底部设置有清洗毛刷，所述毛刷固定件的形状为八棱形柱状且在每个棱面上都涂覆有反光材料。
有益效果
本发明通过改进在此提供一种太阳能热收集装置，与现有技术相比，具有如下改进及优点：
通过设置第一控制箱、转动盘、角度调节件、面齿轮、柱齿轮、太阳能收集盒，使得本装置中的太阳能收集盒能能根据太阳实际照射角度进行调节，始终正对于太阳光线，提高本装置的光电转换效率。
通过设置雨水收集桶、第二控制箱、第一出水管、第一防护板、第二防护板、导流槽、清洁件能应对不同的天气条件，不仅能清洁光伏板表面的灰尘还能去除光伏板表面的积雪和覆冰，提高光伏板的使用寿命，同时第一防护板和第二防护板表面涂覆有反光材料，能进一步提高光伏板的光电转换效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释:
图1为本发明的等轴侧视图；
图2为本发明的俯视图；
图3为图2中A-A处剖视图；
图4为图3中B处放大图；
图5为本发明中第一出水管俯视结构示意图；
图6为图5中C-C处剖视图；
图7为本发明中第一防护板等轴侧视图；
图8为本发明中雨水收集桶俯视结构示意图；
图9为图8中D-D处剖视图；
图10为本发明中旋转轴俯视结构示意图；
图11为图10中E-E处剖视图；
图12为本发明中清洁件右视结构示意图；
图13为本发明中清洁件俯视结构示意图；
图14为图13中F-F处剖视图；
图15为图14中G处放大图。
具体实施方式
下面将结合附图1至图15对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-3，7-9所示，本发明的太阳能热收集装置包括第一控制箱1、转动盘2、第二控制箱3、雨水收集桶4、角度调节件7、面齿轮6、柱齿轮8、转动杆9、太阳能收集盒5、清洁件51、防护部件,所述转动盘2固定连接在所述第一控制箱1内部的转动电机的输出端，所述第二控制箱3固定设置在转动盘2上，所述雨水收集桶4固定设置在第二电控箱3的上端，所述角度调节件7固定设置在转动盘2上，所述面齿轮6固定连接在角度调节件7内部的转动电机的输出端，所述柱齿轮8的数量为两个且分别与面齿轮6相啮合，所述转动杆9固定连接在所述两个柱齿轮8之间且贯穿于两个柱齿轮8，所述转动杆9转动连接在所述角度调节件7的内侧壁上，所述太阳能收集盒5固定设置在转动杆9上，所述太阳能收集盒5的内部设置有光伏板。由于太阳能收集盒两侧的灰尘较难清理，因此，在太阳能收集盒5两内侧壁上分别转动设置数量若干的清洁件51。所述防护部件分别铰链连接在太阳能收集盒5的两端，所述防护部件包括第一防护板11、第二防护板10，所述第一防护板11铰链连接在太阳能收集盒5的上端，所述第二防护板10铰链连接在太阳能收集盒5的下端，所述第一防护板11一端开设有定位槽110，所述定位槽110两侧分别开设有定位孔111，所述第一防护板11表面开设有若干个导流槽112，所述第一防护板11在若干导流槽112之间的表面涂抹有反光材料；所述第二防护板10一端固定设置有定位杆12，所述第二防护板10的表面涂抹有反光材料；所述雨水收集桶4侧壁中间位置处固定设置有第一出水管42，所述第一出水管42出水口处设置有电磁阀402，所述电磁阀402的驱动电源为太阳能光电转换电源，所述雨水收集桶4侧壁上端位置处固定设置有第二出水管41，所述第二出水管41与雨水收集桶4内部连通,所述雨水收集桶4内部侧壁上端均匀设置有三个第一挡雨板401，所述雨水收集桶4内部侧壁位于第一挡雨板401上端固定设置有雨水感应器43，所述雨水收集桶4中间转动连接有旋转轴45，所述旋转轴45上端沿圆周方向均匀固定设置有三个第二挡雨板451。
由于第一防护板11在若干导流槽112之间的表面涂抹有反光材料同时第二防护板10的表面也涂抹有反光材料，使得当太阳光线分散或光线较弱时，直射在第一防护板11和第二防护板10上的太阳光发生多次反射后，直射在太阳能收集盒5内的光伏板上，提高光伏板的光电转换效率；
进一步的，结合如图4，10所示，所述旋转轴45中间位置固定设置有L型挡板452，所述雨水收集桶4内部侧壁位于第二挡雨板451下端位置处固定设置有水位感应器44，所述雨水收集桶4底部开设有让位槽，所述旋转轴45通过让位槽与第二控制箱3内的转动电机输出端固定连接，所述让位槽内设置有密封机构403，所述密封机构403为密封圈；所述第一出水管42外侧壁一端两侧分别开设有固定槽421，所述固定槽421底部固定设置有第一连接弹簧423、所述第一连接弹簧423的另一端固定设置有定位凸球422；所述防护部件具有两个工位，分别是防护工位和使用工位，当位于防护工位时，所述第一防护板11一端的定位槽110与第二防护板10一端的定位杆12卡接；当位于使用工位时，所述第一防护板11一端的定位槽110与第一出水管42卡接，且第一出水管42外部的定位凸球422与定位槽110两侧的定位孔111卡接。
进一步地，结合图5-6所示，当进行雨水收集时，第二挡雨板451都位于雨水收集桶4内侧壁上端的第一挡雨板401的正下方，此时L型挡板452正好位于第一出水管42的出水孔处可以将出水孔堵住，防止雨水从第一出水管42中流出，使得雨水收集桶4能对雨水进行收集。当雨水收集满不需要再进行雨水收集时，通过电机旋转带动第一挡雨板401与第二挡雨板451交错分布、形成错位叠置结构，第二挡雨板451面积比两第一挡雨板401之间的面积略大以实现充分叠挡，使雨水不再收集，此时，挡雨板上方的雨水从第二出水管41中流出，同时，L型挡板452也由于电动机的带动不再挡住出水孔，电磁阀402可以实现对收集来的雨水的排放。
且第二控制箱3能对储存在雨水收集桶4内的雨水进行加热，通过挡雨板叠置避免因温水与冷水会形成混合而导致的第二控制箱3内的加热装置持续工作，浪费能耗，同时使得收集起来的雨水后续能用于对光伏板的清洁，加热后的水也可以用于消融覆冰。
且只有当雨水感应器与水位感应器同时传递信息时，才能将第二挡雨板451转动到第一挡雨板401的正下方对雨水进行收集，因为可能在使用一段时间后，雨水收集桶4内收集的雨水处于水位线以下，而外部天气为晴天时，如果将第二挡雨板451转动到第一挡雨板401的正下方时，会使得雨水收集桶4内收集的雨水在太阳照射下加速蒸发，这样使得本装置能更合理有效地利用现有资源。
在需要除尘或消融覆冰时，第一出水管42出水口处的电磁阀402工作，使得雨水收集桶4中收集的雨水能沿着第一出水管42流出，同时沿着第一防护板11表面的导流槽112流入到太阳能收集盒5内的光伏板上，对光伏板上附着的灰尘进行清理，又因为导流槽112沿宽度方向上分布有若干个，使得水流能流向光伏板边上难清洗的地方。
进一步地，结合图11-15所示，太阳能收集盒5两侧的清洁件51为球型清洗件510，其两侧分别设置有凹槽513，每个凹槽513的底部分别连接有第二连接弹簧514，第二连接弹簧514的另一端连接有滑块515，在凹槽513的前端的两侧设置有可供滑块515滑动的滑槽。球型清洗件510的前端固定有毛刷固定件511，毛刷固定件511的下端面上设置有清洗毛刷512。毛刷固定件511的形状为八棱形柱状，且在每个棱面上都涂覆有反光材料，在太阳光的照射下能进一步提高光伏板的光电转换效率，所述所述太阳能收集盒(5)两内侧壁上开设有若干个球型腔，所述球型清洗件（510）转动设置在所述球型腔内，所述球型腔内侧壁上开设有环形槽，所述滑块515卡接在环形槽内。电磁阀控制出水时，在水流的作用下使得太阳能收集盒5两侧的清洁件51的球型清洗件510在球型腔内发生小范围的转动，带动滑块515在环形槽内往复滑动，使得球型清洗件510两侧的凹槽513内的第二连接弹簧514往复缩放，使得球型清洗件51在太阳能收集盒5两侧的球型腔内产生小范围的摆动，使得毛刷固定件511往复摆动，提高清洗毛刷512的摆动效果，提高对光伏板的清洗效果。
本装置的角度调节件其他部分、密封机构、水位感应器和雨水感应器为现有技术固不在赘述。
工作原理：
在使用过程中，可以通过第一控制箱1内的转动电机带动转动盘2转动，以适应每天不同时间段太阳光线照射角度的不同，使得太阳能收集盒5内的光伏板正对太阳光线，起到逐日的功能，通过角度调节件7内的转动电机带动面齿轮8转动，面齿轮8带动柱齿轮9转动，调节太阳能收集盒5在竖直方向上的角度，以适应不同季节或者不同时间段太阳直射角的不同，使得太阳能收集盒5内的光伏板正对太阳光线，以提高光伏板的光电转换效率；
当遇到恶劣天气时，尤其是冰雹等会对光伏板造成损伤时，工作人员可以将第一防护板11和第二防护板10翻转，使得第一防护板11一端的定位槽110与第二防护板10一端的定位杆12卡接，对太阳能收集盒5内部的光伏板起到保护效果，避免光伏板在恶劣天气下受到损坏；
当遇到下雨时，雨水感应器43会感应到雨水且水位感应器44感应到雨水收集桶4内的水量位于水位线以下时，会使得第二控制箱3内的转动电机工作，带动旋转轴45转动一定角度，使得旋转轴45上端的第二挡雨板451都位于雨水收集桶4内侧壁上端的第一挡雨板401的正下方， L型挡板452正好位于第一出水管42的出水孔处可以将出水孔堵住，防止雨水从第一出水管42中流出，使得雨水收集桶4能对雨水进行收集，且第二控制箱3能对储存在雨水收集桶4内的雨水进行加热，因此当收集起来的雨水到达水位线时，被水位感应器感应，驱动转动电机反转，使得第一挡雨板401与第二挡雨板451交错分布，使得雨水不再收集、从第二出水管41中流出。收集起来的雨水后续能用于对光伏板的清洁，且只有当雨水感应器与水位感应器同时传递信息时，才能将第二挡雨板451转动到第一挡雨板401的正下方对雨水进行收集；
当太阳能收集盒5内的光伏板需要对进行太阳能收集时，将第一防护板11和第二防护板10打开，并且将第一防护板11上一端的定位槽110与第一出水管42卡接，且第一出水管42外部的定位凸球422受到定位槽110的挤压力会沿着第一连接弹簧423向内收缩，确保第一防护板11上一端的定位槽110与第一出水管42完全卡接，当定位凸球422位于定位槽110两侧的定位孔111处时，由于不再受到挤压力，第一连接弹簧423复位，使得定位凸球422处于定位孔111内，这样就使得第一防护板11在不受外力的情况下完全与第一出水管42卡接，又因为第一防护板11在若干导流槽112之间的表面涂抹有反光材料同时第二防护板10的表面也涂抹有反光材料，使得当太阳光线分散或光线较弱时，使得直射在第一防护板11和第二防护板10上的太阳光发生多次反射后，直射在太阳能收集盒5内的光伏板上，提高光伏板的光电转换效率；
当本装置位于昼夜温差较大的地区或者是在昼夜温差较大的季节时，光伏板上会有灰尘，此时第一出水管42出水口处的电磁阀402工作，使得雨水收集桶4中收集的雨水能沿着第一出水管42流出，同时沿着第一防护板11表面的导流槽112流入到太阳能收集盒5内的光伏板上，对光伏板上附着的灰尘进行清理，又因为导流槽112沿宽度方向上分布有若干个，使得水流能流向光伏板边上难清洗的地方，电磁阀控制出水时，在水流的作用下使得太阳能收集盒5两侧的清洁件51的球型清洗件510在球型腔内发生小范围的转动，带动滑块515在环形槽内往复滑动，使得球型清洗件510两侧的凹槽513内的第二连接弹簧514往复缩放，使得球型清洗件51在太阳能收集盒5两侧的球型腔内产生小范围的摆动，使得毛刷固定件511往复摆动，提高清洗毛刷512的摆动效果，提高对光伏板的清洗效果，且在每个棱面上都涂覆有反光材料，在太阳光的照射下能进一步提高光伏板的光电转换效率，且雨水收集桶4下方的第二控制箱3能对存储在雨水收集桶4内的雨水进行加热，使得在雨雪天气，或者冰冻天气时，温水能对光伏板上的积雪或者覆冰进行融化，提高光伏板的光电转换效率，同时不会使得光伏板损坏，提高光伏板的使用寿命。
Claims (9)
1.一种太阳能热收集装置，其特征在于:所述太阳能热收集装置包括第一控制箱(1)、转动连接在所述第一控制箱(1)上端的转动盘(2)、固定设置在所述转动盘(2)上的第二控制箱(3)、固定设置在所述第二控制箱(3)上端的雨水收集桶(4)、固定设置在所述转动盘(2)上的角度调节件(7)、固定设置在所述角度调节件(7)内部的转动电机、固定设置在所述转动电机输出端的面齿轮(6)、与所述面齿轮(6)相啮合的两个柱齿轮(8)、固定连接在所述两个柱齿轮(8)之间的转动杆(9)、固定设置在所述转动杆(9)上的太阳能收集盒(5)、分别转动设置在所述太阳能收集盒(5)两内侧壁上的若干个清洁件(51)、设置在所述太阳能收集盒(5)两端的防护部件；所述防护部件包括铰链连接在所述太阳能收集盒(5)上端的第一防护板(11)、铰链连接在所述太阳能收集盒(5)下端的第二防护板(10)，所述第一防护板(11)一端开设有定位槽(110)，所述定位槽(110)两侧分别开设有定位孔(111)，所述第一防护板(11)表面开设有若干个导流槽(112)，所述第一防护板(11)在若干导流槽(112)之间的表面涂抹有反光材料，所述第二防护板(10)一端固定设置有定位杆(12)，所述第二防护板(10)的表面涂抹有反光材料。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能热收集装置，其特征在于：所述雨水收集桶(4)侧壁中间位置处固定设置有第一出水管(42)，所述雨水收集桶(4)侧壁上端位置处固定设置有第二出水管(41)，所述雨水收集桶(4)内部侧壁上端均匀设置有三个第一挡雨板(401)，所述雨水收集桶(4)内部侧壁位于第一挡雨板(401)上端固定设置有雨水感应器(43)，所述雨水收集桶(4)中间转动连接有旋转轴(45)，所述旋转轴(45)上端沿圆周方向均匀固定设置有三个第二挡雨板(451)，所述旋转轴(45)中间位置固定设置有L型挡板(452)，所述雨水收集桶(4)内部侧壁位于第二挡雨板(451)下端位置处固定设置有水位感应器(44)，所述雨水收集桶(4)底部开设有让位槽，所述旋转轴(45)通过让位槽与第二控制箱(3)内的转动电机输出端固定连接，所述让位槽内设置有密封机构(403)。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能热收集装置，其特征在于：所述第一出水管(42)外侧壁一端两侧分别开设有固定槽(421)，所述固定槽(421)底部固定设置有第一连接弹簧(423)、所述第一连接弹簧(423)的另一端固定设置有定位凸球(422)。
4.根据权利要求3所述的一种太阳能热收集装置，其特征在于：所述防护部件具有两个工位，分别是防护工位和使用工位，当位于防护工位时，所述第一防护板(11)一端的定位槽(110)与第二防护板(10)一端的定位杆(12)卡接；当位于使用工位时，所述第一防护板(11)一端的定位槽(110)与第一出水管(42)卡接，且第一出水管(42)外部的定位凸球(422)与定位槽(110)两侧的定位孔(111)卡接。
5.根据权利要求4所述的一种太阳能热收集装置，其特征在于：所述清洁件(51)为球型清洗件(510)，所述球型清洗件(510)两侧开设有凹槽(513)，所述凹槽(513)内连接有第二连接弹簧(514)，所述第二连接弹簧(514)的另一端连接有滑块(515)，所述清洁件(51)端面固定设置有毛刷固定件(511)，所述毛刷固定件(511)底部设置有清洗毛刷(512)，所述毛刷固定件(511)的形状为八棱形柱状且在每个棱面上都涂覆有反光材料。
6.根据权利要求5所述的一种太阳能热收集装置，其特征在于：当进行雨水收集时，第二挡雨板(451)位于雨水收集桶4内侧壁上端的第一挡雨板(401)的正下方，此时L型挡板(452)正好位于第一出水管(42)的出水孔处可以将出水孔堵住。
7.根据权利要求6所述的一种太阳能热收集装置，其特征在于：第二挡雨板(451)面积大于两第一挡雨板(401)之间的面积。
8.根据权利要求7所述的一种太阳能热收集装置，其特征在于：当不进行雨水收集时，第一挡雨板(401)与第二挡雨板(451)交错叠置，同时，L型挡板(452)不再挡住出水孔。
9.根据权利要求5所述的一种太阳能热收集装置，其特征在于：所述太阳能收集盒(5)两内侧壁上开设有若干个球型腔，所述球型清洗件(510)转动设置在所述球型腔内，所述球型腔内侧壁上开设有环形槽，所述滑块515卡接在环形槽内。
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