CN112923587B - 一种太阳能集热器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及太阳能集热器技术领域，具体的说是一种太阳能集热器，包括集热器支撑机构、旋转机构、安装机构和传动机构，所述旋转机构置于集热器支撑机构中部，安装机构与旋转机构连接，传动机构与安装机构连接，集热器支撑机构包括后支撑板、固定孔、横向支撑板和纵向支撑板，固定孔数量为四个，且四个固定孔成对置于后支撑板的上端和下端，同一端的两个固定孔互相远离设置，该集热器拆卸方便快捷，有利于后期的保养和维护，且该集热器能够跟随太阳相对转动进行调节，增加集热器的面光面积，从而提高了集热器集热效率，同时该集热器可以自动进行清洁表面的灰尘，省时省力，进一步提高了该集热器的集热效率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能集热器技术领域，具体说是一种太阳能集热器。
背景技术
太阳能集热器是一种将太阳的辐射能转换为热能的设备,由于太阳能比较分散，必须设法把它集中起来，所以集热器是各种利用太阳能装置的关键部分,由于用途不同，集热器及其匹配的系统类型分为许多种，如用于炊事、用于产生热水、用于干燥物品、用于熔炼金属，以及用于海水淡化等等。
常见的家用集热器多用于对水加热，居民小区中高层多将集热器安装在阳台，现有的集热器安装多通过简单的安装架固定在阳台外壁，后期对集热器的维护需要对安装架进行拆卸，保养和维护工序繁琐，且由于太阳光线角度时刻发生着改变，现有的集热器不能时刻与太阳光线处于垂直状态，使得集热器集热效率低，同时集热器置于室外表面会附着灰尘，需要对集热器进行频繁清理，不及时清理会影响集热器效率，费时费力。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供了一种太阳能集热器，该集热器拆卸方便快捷，有利于后期的保养和维护，且该集热器能够跟随太阳相对转动进行调节，增加集热器的面光面积，从而提高了集热器集热效率，同时该集热器可以自动进行清洁表面的灰尘，省时省力，进一步提高了该集热器的集热效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种太阳能集热器，包括集热器支撑机构、旋转机构、安装机构和传动机构，所述旋转机构置于集热器支撑机构中部，安装机构与旋转机构连接，传动机构与安装机构连接，集热器支撑机构包括后支撑板、固定孔、横向支撑板和纵向支撑板，固定孔数量为四个，其中两个固定孔置于后支撑板的上端，另外两个固定孔置于后支撑板的下端，同一端的两个固定孔互相远离设置，横向支撑板数量为两个，另个横向支撑板分别置于后支撑板两侧，且横向支撑板与后支撑板固定连接，纵向支撑板的数量为两个，两个纵向支撑板分别置于后支撑板的上端和下端，且纵向支撑板与后支撑板固定连接；
所述旋转机构包括第一旋转块、连接轴、半球、第二旋转块、转轴、第一电机和第二电机，连接轴置于两个横向支撑板之间，且连接轴与横向支撑板转动连接，两个横向支撑板之间设有第一旋转块，第一旋转块与连接轴固定连接，连接轴中部固定连接有半球，第一电机固定连接在横向支撑板外壁，第一电机的输出端贯穿横向支撑板的外壁，且第一电机的输出端与横向支撑板转动连接，第一电机的输出端连接轴固定连接，两个纵向支撑板相对面中部均安装有转轴，转轴与纵向支撑板的一端转动连接，转轴的另一端与第二旋转块固定连接，第二电机固定连接在纵向支撑板上表面中部，第二电机的输出端贯穿纵向支撑板，且第二电机的输出端与纵向支撑板转动连接，第二电机的输出端与转轴固定连接。
具体的，所述旋转机构还包括第一传动轴，第一传动轴贯穿第二旋转块，且第一传动轴与第二旋转块转动连接，第一传动轴靠近第一旋转块一端连接有主动齿轮，第一旋转块内部上表面设有主动齿条，主动齿轮与主动齿条啮合设置。
具体的，所述半球中部设有转动槽，转动槽中部设有转动轴，转动轴固定连接在转动槽内，旋转机构还包括固定轴，固定轴的一端套设在转动轴外壁，且固定轴与转动轴转动连接，固定轴的另一端同时穿过第一旋转块和第二旋转块的中部，且第一旋转块和第二旋转块均与固定轴的外壁接触。
具体的，所述安装机构包括安装壳体、清洁组件和连接槽，安装壳体固定连接在固定轴远离半球的一端，安装壳体两侧设有固定槽，安装壳体中部设有连接孔，连接槽置于安装壳体侧壁底部，清洁组件置于连接槽内，清洁组件包括齿条板、清洗立柱、导向滑块和毛刷，导向滑块置于齿条板两侧，连接槽两侧壁设有与导向滑块相适配的导向滑槽，导向滑块置于导向滑槽内，且导向滑块与导向滑槽滑动连接，齿条板上表面两端固定连接有清洗立柱，清洗立柱靠近安装壳体一侧固定连接有毛刷。
具体的，所述传动机构包括传动壳体、第二传动轴、第三传动轴和传动齿轮，传动壳体固定连接在安装壳体外壁，第二传动轴和第三传动轴置于传动壳体内，且第二传动轴和第三传动轴均与传动壳体转动连接，第二传动轴上端和下端均固定连接有锥形齿轮，第一传动轴靠近第二传动轴的一端固定连接有锥形齿轮，且第二传动轴与第一传动轴通过锥形齿轮啮合连接，第二传动轴下端与第三传动轴的一端通过锥形齿轮啮合连接，第三传动轴的另一端固定连接传动齿轮，传动齿轮与齿条板啮合设置。
本发明的有益效果：
(1)本发明所述的一种太阳能集热器，通过设置集热器支撑机构对旋转机构、安装机构和传动机构起到支撑和固定作用，通过设置旋转机构可以使集热器能够跟随太阳转动，增加集热器的面光面积，从而提高了集热器集热效率，通过设置安装机构，实现集热器的快捷安装和拆卸，有利于后期的保养和维护，同时通过安装机构可以自动进行清洁表面的灰尘，省时省力，进一步提高了该集热器的集热效率，通过设置传动机构将动力进行快速传递，通过后支撑板上设置有四个固定孔，通过螺钉穿过固定孔将后支撑板固定在阳台外壁，横向支撑板对连接轴起到支撑作用，由于夏天和冬天太阳光斜射角度不同，通过第一电机进行调节，开启第一电机，第一电机转动过程中带动连接轴转动，连接轴转动过程中带动第一旋转块转动，同时带动半球转动，由于每天早晨和晚上太阳相对位置会发生变化，通过第二电机进行调节，开启第二电机，第二电机转动过程中，带动转轴转动，转轴转动过程中带动第二旋转块转动，实现该集热器跟随太阳转动，增加集热器的面光面积，从而提高了集热器集热效率。
(2)本发明所述的一种太阳能集热器，安装壳体对该集热器起到固定作用，集热器两端沿固定槽插入进行固定即可，该集热器拆卸方便快捷，有利于后期的保养和维护，当齿条板两侧的导向滑块沿导向滑槽方向滑动，齿条板移动过程中带动清洗立柱运动，清洗立柱运动过程中带动毛刷同步运动，毛刷运动过程中实现该集热器可以自动进行清洁表面的灰尘，省时省力，进一步提高了该集热器的集热效率。
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为本发明提供的一种太阳能集热器的立体结构示意图。
图2为本发明提供的集热器支撑机构立体图。
图3为本发明提供的安装机构立体图。
图4为本发明提供的传动机构剖视图。
图5为本发明提供的清洁组件立体图。
图6为本发明提供的半球立体图。
图7为本发明提供的第一旋转块立体图。
图8为本发明提供的第一传动轴立体图。
图中：1、集热器支撑机构；11、后支撑板；12、固定孔；13、横向支撑板；14、纵向支撑板；2、旋转机构；21、第一旋转块；211、主动齿条；22、连接轴；23、半球；231、转动槽；232、转动轴；24、第二旋转块；241、转轴；25、第一传动轴；251、主动齿轮；26、第一电机；27、第二电机；28、固定轴；3、安装机构；31、安装壳体；311、固定槽；312、连接孔；32、清洁组件；321、齿条板；322、清洗立柱；323、导向滑块；324、毛刷；33、连接槽；331、导向滑槽；4、传动机构；41、传动壳体；42、第二传动轴；43、第三传动轴；44、传动齿轮。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1-图8所示，本发明所述的一种太阳能集热器，包括集热器支撑机构1、旋转机构2、安装机构3和传动机构4，所述旋转机构2置于集热器支撑机构1中部，安装机构3与旋转机构2连接，传动机构4与安装机构3连接，集热器支撑机构1包括后支撑板11、固定孔12、横向支撑板13和纵向支撑板14，固定孔12数量为四个，其中两个固定孔12置于后支撑板11的上端，另外两个固定孔12置于后支撑板11的下端，同一端的两个固定孔12互相远离设置，横向支撑板13数量为两个，另个横向支撑板13分别置于后支撑板11两侧，且横向支撑板13与后支撑板11固定连接，纵向支撑板14的数量为两个，两个纵向支撑板14分别置于后支撑板11的上端和下端，且纵向支撑板14与后支撑板11固定连接；
所述旋转机构2包括第一旋转块21、连接轴22、半球23、第二旋转块24、转轴241、第一电机26和第二电机27，连接轴22置于两个横向支撑板13之间，且连接轴22与横向支撑板13转动连接，两个横向支撑板13之间设有第一旋转块21，第一旋转块21与连接轴22固定连接，连接轴22中部固定连接有半球23，第一电机26固定连接在横向支撑板13外壁，第一电机26的输出端贯穿横向支撑板13的外壁，且第一电机26的输出端与横向支撑板13转动连接，第一电机26的输出端连接轴22固定连接，两个纵向支撑板14相对面中部均安装有转轴241，转轴241与纵向支撑板14的一端转动连接，转轴241的另一端与第二旋转块24固定连接，第二电机27固定连接在纵向支撑板14上表面中部，第二电机27的输出端贯穿纵向支撑板14，且第二电机27的输出端与纵向支撑板14转动连接，第二电机27的输出端与转轴241固定连接，通过设置集热器支撑机构1对旋转机构2、安装机构3和传动机构4起到支撑和固定作用，通过设置旋转机构2可以使集热器能够跟随太阳转动，增加集热器的面光面积，从而提高了集热器集热效率，通过设置安装机构3，实现集热器的快捷安装和拆卸，有利于后期的保养和维护，同时通过安装机构3可以自动进行清洁表面的灰尘，省时省力，进一步提高了该集热器的集热效率，通过设置传动机构4将动力进行快速传递，通过后支撑板11上设置有四个固定孔12，通过螺钉穿过固定孔12将后支撑板11固定在阳台外壁，横向支撑板13对连接轴22起到支撑作用，由于夏天和冬天太阳光斜射角度不同，通过第一电机26进行调节，开启第一电机26，第一电机26转动过程中带动连接轴22转动，连接轴22转动过程中带动第一旋转块21转动，同时带动半球23转动，由于每天早晨和晚上太阳相对位置会发生变化，通过第二电机27进行调节，开启第二电机27，第二电机27转动过程中，带动转轴241转动，转轴241转动过程中带动第二旋转块24转动，实现该集热器跟随太阳转动，增加集热器的面光面积，从而提高了集热器集热效率。
具体的，旋转机构2还包括第一传动轴25，第一传动轴25贯穿第二旋转块24，且第一传动轴25与第二旋转块24转动连接，第一传动轴25靠近第一旋转块21一端连接有主动齿轮251，第一旋转块21内部上表面设有主动齿条211，主动齿轮251与主动齿条211啮合设置，第二电机27顺时针转动过程中，带动第二旋转块24顺时针转动，第二旋转块24转动过程中，使主动齿轮251与主动齿条211发生相对运动，主动齿轮251沿主动齿条211方向逆时针转动，同时过程中带动第一传动轴25逆时针转动，第二电机27逆时针转动过程中，带动第二旋转块24逆时针转动，第二旋转块24转动过程中，使主动齿轮251与主动齿条211发生相对运动，主动齿轮251沿主动齿条211方向顺时针转动，同时过程中带动第一传动轴25顺时针转动。
具体的，所述半球23中部设有转动槽231，转动槽231中部设有转动轴232，转动轴232固定连接在转动槽231内，旋转机构2还包括固定轴28，固定轴28的一端套设在转动轴232外壁，且固定轴28与转动轴232转动连接，固定轴28的另一端同时穿过第一旋转块21和第二旋转块24的中部，且第一旋转块21和第二旋转块24均与固定轴28的外壁接触，在第二电机27转动过程中，带动第二旋转块24转动，第二旋转块24运动过程中推动固定轴28同步旋转，固定轴28靠近转动轴232一端沿转动轴232轴线转动。
具体的，所述安装机构3包括安装壳体31、清洁组件32和连接槽33，安装壳体31固定连接在固定轴28远离半球23的一端，安装壳体31两侧设有固定槽311，安装壳体31中部设有连接孔312，连接槽33置于安装壳体31侧壁底部，清洁组件32置于连接槽33内，清洁组件32包括齿条板321、清洗立柱322、导向滑块323和毛刷324，导向滑块323置于齿条板321两侧，连接槽33两侧壁设有与导向滑块323相适配的导向滑槽331，导向滑块323置于导向滑槽331内，且导向滑块323与导向滑槽331滑动连接，齿条板321上表面两端固定连接有清洗立柱322，清洗立柱322靠近安装壳体31一侧固定连接有毛刷324,安装壳体31对该集热器起到固定作用，集热器两端沿固定槽311插入进行固定即可，通过连接孔312给集热器连接一些水管之类的传输件，该集热器拆卸方便快捷，有利于后期的保养和维护，当齿条板321两侧的导向滑块323沿导向滑槽331方向滑动，齿条板321移动过程中带动清洗立柱322运动，清洗立柱322运动过程中带动毛刷324同步运动，毛刷324运动过程中实现该集热器可以自动进行清洁表面的灰尘，省时省力，进一步提高了该集热器的集热效率。
具体的，传动机构4包括传动壳体41、第二传动轴42、第三传动轴43和传动齿轮44，传动壳体41固定连接在安装壳体31外壁，第二传动轴42和第三传动轴43置于传动壳体41内，且第二传动轴42和第三传动轴43均与传动壳体41转动连接，第二传动轴42上端和下端均固定连接有锥形齿轮，第一传动轴25靠近第二传动轴42的一端固定连接有锥形齿轮，且第二传动轴42与第一传动轴25通过锥形齿轮啮合连接，第二传动轴42下端与第三传动轴43的一端通过锥形齿轮啮合连接，第三传动轴43的另一端固定连接传动齿轮44，传动齿轮44与齿条板321啮合设置,当第一传动轴25逆时针转动时，第一传动轴25逆时针转动过程中，通过锥形齿轮将动力传递给第二传动轴42，第二传动轴42逆时针转动，第二传动轴42转动过程中带动第三传动轴43逆时针转动，第三传动轴43逆时针转动过程中带动传动齿轮44逆时针转动，当第一传动轴25顺时针转动时，第一传动轴25顺时针转动过程中，通过锥形齿轮将动力传递给第二传动轴42，第二传动轴42顺时针转动，第二传动轴42转动过程中带动第三传动轴43顺时针转动，第三传动轴43顺时针转动过程中带动传动齿轮44顺时针转动。
在使用时，该集热板面南安装，该集热板工作时，开启第一电机26，使第一电机26顺时针转动，第一电机26顺时针转动过程中带动连接轴22转动同步运动，连接轴22顺时针转动过程中带动第一旋转块21顺时针转动，同时带动半球23转动顺时针转动，半球23顺时针转动过程中带动固定轴28顺时针转动，固定轴28在顺时针转动时带动安装壳体31顺时针转动，安装壳体31被抬起，由于夏天和冬天太阳光斜射角度不同，根据具体情况通过第一电机26对安装壳体31抬起适当高度，实现集热器能够跟随太阳相对转动进行调节，增加集热器面光面积，从而提高了集热器集热效率，开启第二电机27，第二电机27缓慢顺时针转动，第二电机27带动转轴241顺时针转动，转轴241顺时针转动过程中带动第二旋转块24顺时针转动，第二旋转块24在顺时针旋转过程中带动固定轴28同步旋转，固定轴28靠近转动轴232一端沿转动轴232轴线转动，固定轴28另一端带动安装壳体31同步转动，实现集热器能够跟随太阳转动进行调节，增加集热器面光面积，从而提高了集热器集热效率，第二旋转块24在顺时针旋转同时，使主动齿轮251与主动齿条211发生相对转动，主动齿轮251转动过程中带动第一传动轴25逆时针转动，第一传动轴25逆时针转动过程中，通过锥形齿轮将动力传递给第二传动轴42，第二传动轴42逆时针转动，第二传动轴42转动过程中带动第三传动轴43逆时针转动，第三传动轴43逆时针转动过程中带动传动齿轮44逆时针转动，传动齿轮44逆时针转动过程中带动齿条板321运动，齿条板321两侧的导向滑块323沿导向滑槽331方向滑动，齿条板321移动过程中带动清洗立柱322运动，清洗立柱322运动过程中带动毛刷324同步运动，毛刷324运动过程中实现该集热器可以自动进行清洁表面的灰尘，省时省力，进一步提高了该集热器的集热效率；
当第一电机26逆时针转动时，第一电机26逆时针转动过程中带动连接轴22转动同步运动，连接轴22逆时针转动过程中带动第一旋转块21逆时针转动，同时带动半球23转动逆时针转动，半球23逆时针转动过程中带动固定轴28逆时针转动，固定轴28在逆时针转动时带动安装壳体31逆时针转动，安装壳体31向下运动，回到初始位置，第二电机27缓慢逆时针转动，第二电机27带动转轴241逆时针转动，转轴241逆时针转动过程中带动第二旋转块24逆时针转动，第二旋转块24在逆时针旋转过程中带动固定轴28同步旋转，固定轴28靠近转动轴232一端沿转动轴232轴线转动，固定轴28另一端带动安装壳体31回到初始位置，第二旋转块24在逆时针旋转同时，使主动齿轮251与主动齿条211发生相对转动，主动齿轮251转动过程中带动第一传动轴25顺时针转动，第一传动轴25顺时针转动过程中，通过锥形齿轮将动力传递给第二传动轴42，第二传动轴42顺时针转动，第二传动轴42转动过程中带动第三传动轴43顺时针转动，第三传动轴43顺时针转动过程中带动传动齿轮44顺时针转动，传动齿轮44顺时针转动过程中带动齿条板321运动，齿条板321两侧的导向滑块323沿导向滑槽331方向滑动，齿条板321移动过程中带动清洗立柱322运动，清洗立柱322运动过程中带动毛刷324同步运动，毛刷324运动过程中实现该集热器可以自动进行清洁表面的灰尘，省时省力，进一步提高了该集热器的集热效率。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种太阳能集热器，其特征在于：包括集热器支撑机构(1)、旋转机构(2)、安装机构(3)和传动机构(4)，所述旋转机构(2)置于集热器支撑机构(1)中部，安装机构(3)与旋转机构(2)连接，传动机构(4)与安装机构(3)连接，集热器支撑机构(1)包括后支撑板(11)、固定孔(12)、横向支撑板(13)和纵向支撑板(14)，固定孔(12)数量为四个，其中两个固定孔(12)置于后支撑板(11)的上端，另外两个固定孔(12)置于后支撑板(11)的下端，同一端的两个固定孔(12)互相远离设置，横向支撑板(13)数量为两个，另个横向支撑板(13)分别置于后支撑板(11)两侧，且横向支撑板(13)与后支撑板(11)固定连接，纵向支撑板(14)的数量为两个，两个纵向支撑板(14)分别置于后支撑板(11)的上端和下端，且纵向支撑板(14)与后支撑板(11)固定连接；
所述旋转机构(2)包括第一旋转块(21)、连接轴(22)、半球(23)、第二旋转块(24)、转轴(241)、第一电机(26)和第二电机(27)，连接轴(22)置于两个横向支撑板(13)之间，且连接轴(22)与横向支撑板(13)转动连接，两个横向支撑板(13)之间设有第一旋转块(21)，第一旋转块(21)与连接轴(22)固定连接，连接轴(22)中部固定连接有半球(23)，第一电机(26)固定连接在横向支撑板(13)外壁，第一电机(26)的输出端贯穿横向支撑板(13)的外壁，且第一电机(26)的输出端与横向支撑板(13)转动连接，第一电机(26)的输出端连接轴(22)固定连接，两个纵向支撑板(14)相对面中部均安装有转轴(241)，转轴(241)与纵向支撑板(14)的一端转动连接，转轴(241)的另一端与第二旋转块(24)固定连接，第二电机(27)固定连接在纵向支撑板(14)上表面中部，第二电机(27)的输出端贯穿纵向支撑板(14)，且第二电机(27)的输出端与纵向支撑板(14)转动连接，第二电机(27)的输出端与转轴(241)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能集热器，其特征在于：所述旋转机构(2)还包括第一传动轴(25)，第一传动轴(25)贯穿第二旋转块(24)，且第一传动轴(25)与第二旋转块(24)转动连接，第一传动轴(25)靠近第一旋转块(21)一端连接有主动齿轮(251)，第一旋转块(21)内部上表面设有主动齿条(211)，主动齿轮(251)与主动齿条(211)啮合设置。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能集热器，其特征在于：所述半球(23)中部设有转动槽(231)，转动槽(231)中部设有转动轴(232)，转动轴(232)固定连接在转动槽(231)内，旋转机构(2)还包括固定轴(28)，固定轴(28)的一端套设在转动轴(232)外壁，且固定轴(28)与转动轴(232)转动连接，固定轴(28)的另一端同时穿过第一旋转块(21)和第二旋转块(24)的中部，且第一旋转块(21)和第二旋转块(24)均与固定轴(28)的外壁接触。
4.根据权利要求3所述的一种太阳能集热器，其特征在于：所述安装机构(3)包括安装壳体(31)、清洁组件(32)和连接槽(33)，安装壳体(31)固定连接在固定轴(28)远离半球(23)的一端，安装壳体(31)两侧设有固定槽(311)，安装壳体(31)中部设有连接孔(312)，连接槽(33)置于安装壳体(31)侧壁底部，清洁组件(32)置于连接槽(33)内，清洁组件(32)包括齿条板(321)、清洗立柱(322)、导向滑块(323)和毛刷(324)，导向滑块(323)置于齿条板(321)两侧，连接槽(33)两侧壁设有与导向滑块(323)相适配的导向滑槽(331)，导向滑块(323)置于导向滑槽(331)内，且导向滑块(323)与导向滑槽(331)滑动连接，齿条板(321)上表面两端固定连接有清洗立柱(322)，清洗立柱(322)靠近安装壳体(31)一侧固定连接有毛刷(324)。
5.根据权利要求4所述的一种太阳能集热器，其特征在于：所述传动机构(4)包括传动壳体(41)、第二传动轴(42)、第三传动轴(43)和传动齿轮(44)，传动壳体(41)固定连接在安装壳体(31)外壁，第二传动轴(42)和第三传动轴(43)置于传动壳体(41)内，且第二传动轴(42)和第三传动轴(43)均与传动壳体(41)转动连接，第二传动轴(42)上端和下端均固定连接有锥形齿轮，第一传动轴(25)靠近第二传动轴(42)的一端固定连接有锥形齿轮，且第二传动轴(42)与第一传动轴(25)通过锥形齿轮啮合连接，第二传动轴(42)下端与第三传动轴(43)的一端通过锥形齿轮啮合连接，第三传动轴(43)的另一端固定连接传动齿轮(44)，传动齿轮(44)与齿条板(321)啮合设置。
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