CN207422052U - 一种高效雨水、阳光收集与调控装置 - Google Patents

Abstract

一种高效雨水、阳光收集与调控装置，包括水箱、灯杆、太阳能光伏板、挡板、蓄电池、路灯；灯杆内部空心且两端设有开口，灯杆下部安装在水箱上，灯杆和水箱相连通；灯杆上部的开口一侧设有挡板，太阳能光伏板转动式安装在灯杆上部，太阳能光伏板转动到灯杆上部的开口另一侧且和灯杆的杆体相接时，位于灯杆上部的开口两侧的太阳能光伏板和挡板形成和灯杆内部相连通的雨水收集器；蓄电池和路灯安装在灯杆上，蓄电池和太阳能光伏板、路灯电连接。本实用新型具有缓解因暴雨而导致的局部路面严重积水内涝、节约占有空间、能提高装置发电蓄能效果、结构简单、节能环保等优点。本实用新型属于市政用装置领域。

Description

一种高效雨水、阳光收集与调控装置

技术领域

本实用新型属于市政用装置领域，具体涉及一种高效雨水、阳光收集与调控装置。

背景技术

煤炭、石油等不可再生能源日渐枯竭，而且其使用造成的环境问题日益突出，能源问题成为制约经济社会发展的关键瓶颈。太阳能是清洁的可再生能源，太阳能的普遍有效利用能够改变能源结构，实现可持续发展，因此越来越多的国家开始开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。而路灯在人们的日常生活中有着重要的作用，在夜晚或者冬天，路灯能够方便行人走路，保证安全。此外公共场所，比如广场等地方的路灯更是能够方便人们的生活和户外活动。目前，大部分路灯都是消耗外界能源；自身具备太阳能发电装置的路灯仅有一部分且太阳能光伏板的位置相对固定，不能自动适应太阳直射角的变化，造成太阳能光伏板在某一个季节或者某一时间段几乎不发电、太阳能利用率低。此外，在下雨尤其是强暴雨天气，城市道路排水系统不能及时地排除雨水，或者排水系统不畅，易造成局部路面积水严重，甚至内涝，甚至影响交通通行。

针对以上的情况，发明人设计将太阳能路灯集夜间照明和暴雨天气助力排水集成到太阳能路灯装置，这样能实现一物多用途，节约资源、降低成本，减少装置占地空间。现有专利已经记载有这样一种装置，它在灯杆上安装太阳能光伏板和路灯，利用太阳能光伏板的发电蓄能可以供给路灯晚上照明；同时在灯杆的顶部安装有雨水收集罩，灯杆下部设有水箱，雨水天气时，雨水经雨水收集罩收集后再经灯杆进入水箱中。但是，此种装置存在如下缺陷：第一是单独设立雨水收集罩和太阳能光伏板，这使得装置占地空间大，同时成本花费较多；其次，它的太阳能光伏板是固定的，无法调整角度和高度以实现最大程度的利用太阳能来发电蓄能，为路灯夜间照明提供能量支持；此外，雨水经过收集后，并没有处理，在暴雨天气起到减积水、排积水的作用较弱。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种能节约占有空间、能提高装置发电蓄能的高效雨水、阳光收集与调控装置，它还具有结构更简单、节约材料、雨水天气减排积水能力更强等优点。

一种高效雨水、阳光收集与调控装置，包括水箱、灯杆、太阳能光伏板、蓄电池、路灯；灯杆内部空心且两端设有开口，灯杆下部安装在水箱上，灯杆和水箱相连通；灯杆上部的开口一侧设有挡板，太阳能光伏板转动式安装在灯杆上部，太阳能光伏板转动到灯杆上部的开口另一侧且和灯杆的杆体相接时，位于灯杆上部的开口两侧的太阳能光伏板、挡板形成和灯杆内部相连通的雨水收集器；蓄电池和路灯安装在灯杆上，蓄电池和太阳能光伏板、路灯电连接。

优选的，灯杆上部在竖直方向的杆体称为主干，主干上设有一个侧分支，主干和侧分支具有角度θ，主干的顶端封闭，侧分支的顶端开口；侧分支的顶端开口的外侧安装有挡板，太阳能光伏板安装在主干上，太阳能光伏板转动到侧分支的顶端开口的内侧与挡板形成雨水收集器，雨水收集器和侧分支相连通。

优选的，主干和侧分支具有角度θ为30至60度。

优选的，在主干和侧分支之间安装有横杆，横杆上安装有升降机构，升降机构和动力机构相连，太阳能光伏板的背部通过铰链部分别与主干的顶端、升降机构铰接。

优选的，还包括电磁阀，用于控制升降机构升降的电磁阀安装在横杆上，电磁阀与动力机构、升降机构连接。

优选的，灯杆包括灯杆上体、灯杆下体，灯杆下体安装在水箱上，灯杆下体的上部的外壁设有环状凸台，灯杆上体的下部的外壁设有环状凸台，灯杆上体插入灯杆下体的内部且两者相连通，并在灯杆上体的环状凸台和灯杆下体的环状凸台之间安装升降机构。

优选的，升降机构包括升降阀体、升降阀盖、升降阀杆；升降阀体的下部安装在横杆上，升降阀杆位于升降阀体内，升降阀盖安装在升降阀体的顶部，升降阀杆的顶部通过铰链部与太阳能光伏板铰接。

优选的，还包括控制水阀，控制水阀包括上阀片、下阀片、水阀芯和水阀盖，控制水阀设置于灯杆下体；在灯杆下体内部的两侧设有上下错开的上阀片和下阀片，水阀芯通过水阀盖安装在灯杆下体，且水阀芯的安装位置位于上、下阀片之间，水阀芯在灯杆下体的径向方向移动以控制灯杆下体内部的连通状态。

优选的，水阀芯包括水阀芯底部和水阀芯拉杆，水阀芯拉杆和水阀芯底部相接，水阀芯底部的高度和上阀片、下阀片之间的高度相同，水阀芯底部的宽度和灯杆下体的内径相同；水阀芯拉杆伸出水阀盖。

优选的，还包括排水管，排水管环绕在水箱的外壁，排水管一端和水箱连接且相通，排水管另一端开口。排水管的开口可通向装置安装点出的主下水道或地势较低洼处。

本实用新型的工作原理：调整太阳能光伏板，使得太阳能光伏板在雨水尤其是暴雨天气时能转动至灯杆上体的侧分支的顶端开口的内侧，并和侧分支的顶端开口的外侧的挡板形成收集雨水较为高效的雨水收集器，收集的雨水经灯杆的内部输送至底部的水箱，并通过与水箱连接的排水管排出到地势较低的地方，减少地面积水和内涝；调整太阳能光伏板，使得太阳能光伏板在晴雨天气时，能通过横杆上的升降机构调整角度，并通过灯杆上体、灯杆下体之间的升降机构调整高度，从而使得太阳能光伏板能调整到合适的位置，充分利用太阳能发电蓄能，为夜间路灯的照明提供能量。

本实用新型的优点：通过太阳能光伏板的调节，能满足本装置在雨水天气时高效收集、排出雨水和在晴好天气时充分利用太阳能发电蓄能，灵活利用太阳能光伏板，使得太阳能光伏板在雨水和晴好天气时都能发挥积极作用，具有缓解因暴雨而导致的局部路面严重积水、减少装置占地空间、提高装置发电蓄能效率、结构简单、节能环保的优点；主干和侧分支具有角度θ，这使得太阳能光伏板倾斜一定角度，具有大面积的雨水采集面，且太阳能光伏板和挡板相组合具有一定角度从而利于雨水输送，因此形成了更高效的雨水收集器；太阳能光伏板采用双铰接的结构，且一处铰接具有升降支持，因此太阳能光伏板能灵活转动，满足本装置不同场景的使用需求；本装置在灯杆上体和灯杆下体之间安装有升降机构，方便调节太阳能光伏板的高度，提高太阳能光伏板的发电效率；灯杆下体上设置的控制水阀，控制水阀可以控制水流的输送，当强暴雨天气需要蓄水、排水时，可以调节控制水阀控制水流输送、排出的速度；在水箱底部安装有排水管，收集的雨水能通过排水管排到地势较低的地方，从而使得装置蓄水、排水得以继续进行，有效减少地面积水和内涝；环绕的排水管较长，可以容纳更多地积水。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中，1为水箱，2为排水管，3为灯杆下体，4为水阀芯，5为水阀盖，6为下阀片，7为上阀片，8为蓄电池，9为升降阀杆，10为升降阀体，11为升降阀盖，12为灯杆上体，13为路灯，14为主干，15为铰链部，16为横杆，17为电磁阀，18为升降机构，19为太阳能光伏板，20为挡板，21为侧分支。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的具体说明。

一种高效雨水、阳光收集与调控装置，包括水箱、灯杆、太阳能光伏板、挡板、蓄电池、路灯。

水箱可置于地面或安装于地面之下，在水箱的外壁环绕至少一根排水管，排水管一端和水箱连接且相通，排水管另一端开口，排水管的开口可通向装置安装地点附近的主下水道或地势较低的地方。排水管可缠绕在水箱外壁上数圈，以增长排水路径，容纳更多雨水。

灯杆包括灯杆下体和灯杆上体，灯杆上体和灯杆下体皆为内部空心的杆体。灯杆下体为一根直杆，灯杆下体通过螺栓连接方式固定在水箱上，灯杆下体与水箱相连通。在本实施例中，灯杆上体为一根直杆并在直杆的上部设有一侧分支，并将灯杆上体在竖直方向的杆体(即直杆)称为主干，主干的顶部封闭，侧分支的顶端开口，灯杆上体的下部开口。主干和侧分支具有角度θ，主干和侧分支具有角度θ为30至60度，本实施例中优选为45度。在灯杆下体的内部设有一圈内凸台，灯杆上体的下部插入灯杆下体的上部内，初始时，灯杆上体通过灯杆下体的内凸台支撑。灯杆上体与灯杆下体在连接处相通。在灯杆上体的下部和灯杆下体的上部的外壁上均设有一圈环状凸台，在两环状凸台之间对称安装一对升降机构；两环状凸台之间的升降机构的结构、工作原理和灯杆上体处的升降机构相同。

本实施例中，还包括控制水阀，控制水阀包括上阀片、下阀片、水阀芯和水阀盖，控制水阀设置于灯杆下体；在灯杆下体内部的两侧设有上下错开的上阀片和下阀片，水阀芯通过水阀盖安装在灯杆下体，且水阀芯的安装位置位于上、下阀片之间，水阀芯在灯杆下体的径向方向移动以控制灯杆下体内部的连通状态。

水阀芯包括水阀芯底部和水阀芯拉杆，水阀芯拉杆和水阀芯底部相接，水阀芯底部的高度和上阀片、下阀片之间的高度相同，水阀芯底部的宽度和灯杆下体的内径相同，从而在水阀芯移动至和上、下阀片相接的时候，水阀芯底部恰好和上阀片、下阀片紧密相接以将灯杆下体的内部分隔成两段，实现灯杆内部的水流通道被封堵的目的；水阀盖安装于灯杆下体上，并恰好和灯杆下体嵌合为一体，水阀盖上设有供水阀芯拉杆伸出的安装孔；水阀芯拉杆伸出水阀盖，拉动水阀芯拉杆使得水阀芯在灯杆的径向方向移动，从而使得水阀芯起到打开或封堵或调整灯杆内部的水流通道的作用。

在灯杆上体的主干和侧分支之间安装有一横杆，在横杆上安装有升降机构和电磁阀，在升降机构的顶端设有铰链部。在灯杆上体的主干的顶端设有铰链部。太阳能光伏板的背部通过铰链部安装于升降机构的顶端和主干的顶端。通过升降机构在垂直于横杆的方向的运动，太阳能光伏板以和主干的顶端的铰接点为支点转动。电磁阀和动力机构、升降机构连接。当启动动力机构时，通过电磁阀控制升降机构上下升降、静止，从而使太阳能光伏板转动或保持某一位置。

本实施例中，升降机构包括升降阀体、升降阀盖、升降阀杆；升降阀体的下部安装在横杆上，升降阀杆位于升降阀体内，升降阀盖安装升降阀体的顶部，升降阀杆的顶部通过铰链部和太阳能光伏板铰接。

更为具体地说，动力机构为液压动力机构。当太阳能光伏板需要上升时(升降机构上升)，由于电磁铁的作用，电磁阀芯往右移动，打开液压泵与升降阀体之间的通道，液压油经过电磁阀进入升降阀体，推动升降阀杆向上运动，从而实现太阳能光伏板上升。

当太阳能光伏板需要下降时(升降机构下降)，电磁铁吸引电磁阀芯往左移动，打开液压油箱与升降阀体之间的通道，使升降阀体里的液压油回到油箱，压力降低，升降阀杆向下运动，实现太阳能光伏板向下运动，同时可以调控电磁铁的电流，实现液压流量可调。

当太阳能光伏板需要保持位置不动时，电磁阀处于中位位置，液压油箱与升降阀体之间的通道和液压泵与升降阀体之间的通道都处于关闭状态。

蓄电池安装在灯杆下体的外壁上，路灯安装在灯杆上体的主干和侧分支上。蓄电池和太阳能光伏板、路灯电连接。

本实用新型在雨水天气尤其是暴雨时，太阳能光伏板转动至侧分支的内侧，且太阳能光伏板和侧分支的顶端平齐，从而太阳能光伏板和挡板构成了一近似漏斗形的雨水收集器，此雨水收集器能更高效地收集雨水，且雨水收集器和灯杆上体相连通，将收集的雨水输送至灯杆内部，并经灯杆内部输送至水箱。当遭遇大雨或暴雨时，并且城市排水系统饱和时，本装置可以蓄积一定的雨水，蓄积的雨水能经过排水管再排出到地势更低的地方，因此本装置能减少城市遭遇暴雨时的水涝，减少地面积水。本实用新型在晴好天气时，通过调整太阳能光伏板，使得太阳能光伏板能更高效地发电蓄能；太阳能光伏板的调节具体包括两方面，一是通过横杆上的升降机构调整太阳能光伏板的角度，二是通过灯杆上体和灯杆下体之间的升降机构调节太阳能光伏板的高度，两者结合使得太阳能光伏板能调节到发电效率最佳的位置，充分利用太阳能，为本装置夜间照明提供能量。

上述实施例为实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高效雨水、阳光收集与调控装置，其特征在于：包括水箱、灯杆、太阳能光伏板、挡板、蓄电池、路灯；灯杆内部空心且两端设有开口，灯杆下部安装在水箱上，灯杆和水箱相连通；灯杆上部的开口一侧设有挡板，太阳能光伏板转动式安装在灯杆上部，太阳能光伏板转动到灯杆上部的开口另一侧且和灯杆的杆体相接时，位于灯杆上部的开口两侧的太阳能光伏板、挡板形成和灯杆内部相连通的雨水收集器；蓄电池和路灯安装在灯杆上，蓄电池和太阳能光伏板、路灯电连接。

2.根据权利要求1所述一种高效雨水、阳光收集与调控装置，其特征在于：灯杆上部在竖直方向的杆体称为主干，主干上设有一个侧分支，主干和侧分支具有角度θ，主干的顶端封闭，侧分支的顶端开口；侧分支的顶端开口的外侧安装有挡板，太阳能光伏板安装在主干上，太阳能光伏板转动到侧分支的顶端开口的内侧与挡板形成雨水收集器，雨水收集器和侧分支相连通。

3.根据权利要求2所述一种高效雨水、阳光收集与调控装置，其特征在于：主干和侧分支具有角度θ为30至60度。

4.根据权利要求2所述一种高效雨水、阳光收集与调控装置，其特征在于：在主干和侧分支之间安装有横杆，横杆上安装有升降机构，升降机构和动力机构相连，太阳能光伏板的背部通过铰链部分别与主干的顶端、升降机构铰接。

5.根据权利要求4所述一种高效雨水、阳光收集与调控装置，其特征在于：还包括电磁阀，用于控制升降机构升降的电磁阀安装在横杆上，电磁阀与动力机构、升降机构连接。

6.根据权利要求5所述一种高效雨水、阳光收集与调控装置，其特征在于：升降机构包括升降阀体、升降阀盖、升降阀杆；升降阀体的下部安装在横杆上，升降阀杆位于升降阀体内，升降阀盖安装在升降阀体的顶部，升降阀杆的顶部通过铰链部与太阳能光伏板铰接。

7.根据权利要求1所述一种高效雨水、阳光收集与调控装置，其特征在于：灯杆包括灯杆上体、灯杆下体，灯杆下体安装在水箱上，灯杆下体的上部的外壁设有环状凸台，灯杆上体的下部的外壁设有环状凸台，灯杆上体插入灯杆下体的内部且两者相连通，并在灯杆上体的环状凸台和灯杆下体的环状凸台之间安装升降机构。

8.根据权利要求7所述一种高效雨水、阳光收集与调控装置，其特征在于：还包括控制水阀，控制水阀包括上阀片、下阀片、水阀芯和水阀盖，控制水阀设置于灯杆下体；在灯杆下体内部的两侧设有上下错开的上阀片和下阀片，水阀芯通过水阀盖安装在灯杆下体，且水阀芯的安装位置位于上、下阀片之间，水阀芯在灯杆下体的径向方向移动以控制灯杆下体内部的连通状态。

9.根据权利要求8所述一种高效雨水、阳光收集与调控装置，其特征在于：水阀芯包括水阀芯底部和水阀芯拉杆，水阀芯拉杆和水阀芯底部相接，水阀芯底部的高度与上阀片、下阀片之间的高度相同，水阀芯底部的宽度和灯杆下体的内径相同；水阀芯拉杆伸出水阀盖。

10.根据权利要求1所述一种高效雨水、阳光收集与调控装置，其特征在于：还包括排水管，排水管环绕在水箱的外壁，排水管一端和水箱连接且相通，排水管另一端开口。