CN209085067U - 一种带自清洁保温箱的太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带自清洁保温箱的太阳能热水器，包括安装底座、吸热管、保温箱以及与吸热管、保温箱连通的管道系统，所述保温箱表面包覆有太阳能光伏板，所述保温箱内设有清洁组件和调压组件。本实用新型的一种带自清洁保温箱的太阳能热水器，过清洁组件和调压组件的协同作用，方便保温箱内部的脏污定期清理，还能防止北方寒冷季节下出现吸热管破损漏水的现象，安装底座可以适应南方的台风气候，防止大风对设备造成的破坏。

Description

一种带自清洁保温箱的太阳能热水器

技术领域

本实用新型涉及一种热水器，具体涉及一种自清洁太阳能热水器。

背景技术

地球上不可再生能源的日益匮乏，太阳能作为洁净资源也越来越多的进入到人们的生活，其中，太阳能热水器便是人们接触应用太阳能最为广泛的日常生活用品之一，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，但是，冷水在集热器中进行加热的过程中，会产生大量的水垢，对太阳能热水器的转换效率和使用寿命产生较大影响；对于存储在储水箱中的水垢，由于内部空间加大，人工处理可以进行处理，但是对于集热管内的水垢则较难处理，因此太阳能热水器在使用多年后，大多需要更换集热器才能满足使用需求，大大增加了使用者的维护成本，中国专利申请号为201720476109.1，记载到：包括清洁机构和用于控制清洁机构工作的控制机构，所述清洁机构包括设置在太阳能热水器储水箱一端并与储水箱内腔相隔离设置的储液箱和分布在太阳能热水器集热管和汇流管中的清洁管，位于储液箱下方的清洁管顶端与储液箱底部连通，位于集热管中的清洁管底端通过设置在汇流管中的清洁管相连通；所述清洁管的管壁上设置有若干朝向集热管和汇流管管壁设置的喷射口，储液箱内盛装有清洗集热管和汇流管的清洁液。本实用新型应用于太阳能热水器上，能够自动清除集热器内部的水垢，可大大提高太阳能热水器的使用寿命以及其热转换效率，但是该专利的清洁系统并不适用于水质较差的地区，不能够清除顽固水垢。

发明内容

发明目的：本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种带自清洁保温箱的太阳能热水器，方便使用。

技术方案：本实用新型所述的一种带自清洁保温箱的太阳能热水器，包括安装底座、吸热管、保温箱以及与吸热管、保温箱连通的管道系统，所述保温箱表面包覆有太阳能光伏板，所述保温箱内设有清洁组件和调压组件，所述清洁组件包括设于保温箱一端内壁的挠性补偿轴承，所述挠性补偿轴承连接于丝杠一端，所述保温箱另一端靠近内壁处设有轴承支架，所述丝杠另一端穿过轴承支架连接有锥形传动齿轮组，所述锥形传动齿轮组连接有第一无刷电机，所述轴承支架背离第一无刷电机一侧开设有环形槽，所述环形槽内可滑动的嵌套有环形清洁器，所述环形清洁器内环表面设有轮齿，所述保温箱内还设有用于驱动环形清洁器的第二无刷电机，所述丝杠螺纹传动连接有稳定器和刮擦器，所述稳定器包括与丝杠螺纹连接的第一传动螺母，所述第一传动螺母通过三角扰流板连接有支撑环，所述支撑环通过销轴连接有滚轮，所述刮擦器包括第二传动螺母，所述第二传动螺母上均匀环绕设有若干L型支撑杆，所述L型支撑杆设有伸缩阻尼杆，所述伸缩阻尼杆端部均匀铰接于用于刮擦污垢的橡胶圈内环，所述橡胶圈的截面为梯形且均匀环绕开设有条形槽，所述伸缩阻尼杆端部铰接于条形槽内，且该铰接处设有复位弹簧，所述复位弹簧驱动橡胶圈向背离第一无刷电机方向翻转，所述丝杠表面设有光滑内凹部，所述光滑内凹部与环形清洁器之间的间距等距于第二传动螺母与橡胶圈所在平面之间的间距，所述环形清洁器端面设有用于刮垢的凸齿，所述保温箱靠近环形清洁器处设有清污管，所述清污管内设有旋转毛刷，所述清污管端部设有可拆卸的端盖，所述保温箱外壁设有连接于太阳能光伏板的备用蓄电池、温度感应器和单片机，所述备用蓄电池连接于第一无刷电机、第二无刷电机、温度感应器和单片机。

所述第一无刷电机、第二无刷电机均设于密封腔内，所述端盖中央处设有察视窗，所述察视窗上可转动的设有用于覆盖察视窗的遮光片，所述保温箱端部设有螺旋盖，所述螺旋盖内设有活性炭块，所述活性炭块内嵌设有镁棒。

所述橡胶圈的梯形截面长边处设有环状凹部，所述环状凹部内镶嵌有环状支撑圈，所述橡胶圈的梯形截面靠近保温箱内壁的短边处设有用于铲垢的环状刀片。

所述调压组件包括连通于保温箱的调压腔，以及连接于热水器总进水管的电磁阀，所述调压腔靠近保温箱处设有两个限位环，所述限位环外侧端面设有倒角，所述两个限位环之间可滑动的设有调压活塞，所述调压活塞与调压腔之间连接有用于保持稳定移动的伸缩杆，所述调压腔外部设有连通于其内部的气泵，所述调压腔以及保温箱的内壁均设有压力传感器，所述气泵、电磁阀、压力传感器均连接于备用蓄电池。

所述安装底座包括固定支架以及微动补偿组件，所述固定支架包括底板以及垂直设于底板上的立板，所述底板下方通过若干橡胶减震垫连接于偏移板，所述偏移板端部四个直角边缘处通过旋转阻尼器连接有转盘，所述转盘端面固定有平衡杆，所述平衡杆一端铰接于第一连动杆一端，所述第一连动杆另一端铰接于底板，所述平衡杆另一端铰接于第二连动杆一端，所述第二连动杆另一端铰接于支撑脚，所述支撑脚顶部设有用于承托转盘的凹部。

所述保温箱外壁设有第一安装角铁，所述立板设有第二安装角铁，所述第一安装角铁与第二安装角铁之间通过直线滑轨连接。

一种带自清洁保温箱的太阳能热水器的工作原理，包括以下步骤：

步骤1：太阳能光伏板将太阳所发电能储存于备用蓄电池中，备用蓄电池为供第一无刷电机、第二无刷电机、气泵、压力传感器、温度感应器、电磁阀和单片机供电；

步骤2：当温度感应器检测到温度过低至冰点时，压力传感器启动并检测保温箱内水压以及调压腔内的气压，其中，水压以及气压的检测值发送至单片机中，当水压以及气压的检测值过大时，为防止与保温箱连通的吸热管冷缩热涨破碎则需调节水压，气泵启动充气或者放气时，可以改变调压活塞的位置，当水压过大时，气泵放气、电磁阀减小流量，当水压过小时，气泵充气、电磁阀增大恢复流量；

步骤3：当保温箱需要清洁时，启动第一无刷电机和第二无刷电机，第一无刷电机通过锥形传动齿轮组带动丝杠转动，进而带动稳定器和刮擦器移动，刮擦器向轴承支架一侧移动时，伸缩阻尼杆和复位弹簧将橡胶圈抵在保温箱内壁，刮擦器移动时摩擦力使得橡胶圈发生翻转，用于铲垢的环状刀片贴紧保温箱内壁，当刮擦器反向移动时，橡胶圈再次翻转，使得污垢向一个方向移动，第二无刷电机带动环形清洁器转动，转动的环形清洁器可清洁掉橡胶圈铲落的污垢，旋转毛刷将环形清洁器凸齿上的污垢刷落，当第一传动螺母移动至光滑内凹部时停止移动，防止由于第一无刷电机出现控制紊乱，造成设备挤压破碎；

步骤4：当环境中风过大时，底板带动第一连动杆摆动，第一连动杆进而带动平衡杆、第二连动杆摆动，进而将震动和变形传导至转盘，偏移板的旋转阻尼器减缓转盘的高频晃动，最终达到减震抗风的效果。

有益效果：本实用新型的一种带自清洁保温箱的太阳能热水器，通过清洁组件和调压组件的协同作用，方便保温箱内部的脏污定期清理，还能防止北方寒冷季节下出现吸热管破损漏水的现象，安装底座可以适应南方的台风气候，防止大风对设备造成的破坏。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型保温箱的内部示意图；

图3为本实用新型稳定器的结构示意图；

图4为本实用新型刮擦器的局部示意图；

图5为本实用新型旋转毛刷的结构示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。

如图1至图5所示，本实用新型的一种带自清洁保温箱的太阳能热水器，包括安装底座、吸热管1、保温箱2以及与吸热管1、保温箱2连通的管道系统，保温箱2表面包覆有太阳能光伏板3，保温箱2内设有清洁组件和调压组件。

清洁组件包括设于保温箱2一端内壁的挠性补偿轴承，挠性补偿轴承连接于丝杠4一端，保温箱2另一端靠近内壁处设有轴承支架，丝杠4另一端穿过轴承支架连接有锥形传动齿轮组5，锥形传动齿轮组5连接有第一无刷电机6，轴承支架背离第一无刷电机6一侧开设有环形槽，环形槽内可滑动的嵌套有环形清洁器7，环形清洁器7内环表面设有轮齿，保温箱2内还设有用于驱动环形清洁器7的第二无刷电机8，丝杠4螺纹传动连接有稳定器和刮擦器。

稳定器包括与丝杠4螺纹连接的第一传动螺母9，第一传动螺母9通过三角扰流板10连接有支撑环11，支撑环11通过销轴12连接有滚轮13，刮擦器包括第二传动螺母14，第二传动螺母14上均匀环绕设有若干L型支撑杆15，L型支撑杆15设有伸缩阻尼杆16，伸缩阻尼杆16端部均匀铰接于用于刮擦污垢的橡胶圈17内环，橡胶圈17的截面为梯形且均匀环绕开设有条形槽，伸缩阻尼杆16端部铰接于条形槽内，且该铰接处设有复位弹簧，复位弹簧驱动橡胶圈17向背离第一无刷电机6方向翻转，丝杠4表面设有光滑内凹部18，光滑内凹部18与环形清洁器7之间的间距等距于第二传动螺母14与橡胶圈17所在平面之间的间距。

环形清洁器7端面设有用于刮垢的凸齿19，保温箱2靠近环形清洁器7处设有清污管20，清污管20内设有旋转毛刷21，清污管20端部设有可拆卸的端盖45，保温箱2外壁设有连接于太阳能光伏板3的备用蓄电池22、温度感应器和单片机，备用蓄电池22连接于第一无刷电机6、第二无刷电机8、温度感应器和单片机。

第一无刷电机6、第二无刷电机8均设于密封腔内，端盖45中央处设有察视窗，察视窗上可转动的设有用于覆盖察视窗的遮光片22，保温箱2端部设有螺旋盖23，螺旋盖23内设有活性炭块24，活性炭块24内嵌设有镁棒25。

橡胶圈17的梯形截面长边处设有环状凹部，环状凹部内镶嵌有环状支撑圈27，橡胶圈17的梯形截面靠近保温箱2内壁的短边处设有用于铲垢的环状刀片26。

调压组件包括连通于保温箱2的调压腔28，以及连接于热水器总进水管的电磁阀，调压腔28靠近保温箱2处设有两个限位环29，限位环29外侧端面设有倒角，两个限位环29之间可滑动的设有调压活塞30，调压活塞30与调压腔28之间连接有用于保持稳定移动的伸缩杆31，调压腔28外部设有连通于其内部的气泵32，调压腔28以及保温箱2的内壁均设有压力传感器33，气泵32、电磁阀、压力传感器33均连接于备用蓄电池22。

安装底座包括固定支架以及微动补偿组件，固定支架包括底板34以及垂直设于底板34上的立板35，底板34下方通过若干橡胶减震垫36连接于偏移板37，偏移板37端部四个直角边缘处通过旋转阻尼器连接有转盘38，转盘38端面固定有平衡杆39，平衡杆39一端铰接于第一连动杆40一端，第一连动杆40另一端铰接于底板34，平衡杆37另一端铰接于第二连动杆41一端，第二连动杆41另一端铰接于支撑脚42，支撑脚42顶部设有用于承托转盘38的凹部。

保温箱2外壁设有第一安装角铁43，立板35设有第二安装角铁44，第一安装角铁43与第二安装角铁44之间通过直线滑轨连接。

一种带自清洁保温箱的太阳能热水器的工作原理，包括以下步骤：

步骤1：太阳能光伏板3将太阳所发电能储存于备用蓄电池22中，备用蓄电池22为供第一无刷电机6、第二无刷电机8、气泵32、压力传感器33、温度感应器、电磁阀和单片机供电；

步骤2：当温度感应器检测到温度过低至冰点时，压力传感器33启动并检测保温箱2内水压以及调压腔内的气压，其中，水压以及气压的检测值发送至单片机中，当水压以及气压的检测值过大时，为防止与保温箱2连通的吸热管1冷缩热涨破碎则需调节水压，气泵32启动充气或者放气时，可以改变调压活塞30的位置，当水压过大时，气泵32放气、电磁阀减小流量，当水压过小时，气泵32充气、电磁阀增大恢复流量；

步骤3：当保温箱2需要清洁时，启动第一无刷电机6和第二无刷电机8，第一无刷电机6通过锥形传动齿轮组5带动丝杠4转动，进而带动稳定器和刮擦器移动，刮擦器向轴承支架一侧移动时，伸缩阻尼杆16和复位弹簧将橡胶圈17抵在保温箱2内壁，刮擦器移动时摩擦力使得橡胶圈17发生翻转，用于铲垢的环状刀片26贴紧保温箱2内壁，当刮擦器反向移动时，橡胶圈17再次翻转，使得污垢向一个方向移动，第二无刷电机8带动环形清洁器7转动，转动的环形清洁器7可清洁掉橡胶圈17铲落的污垢，旋转毛刷21将环形清洁器7凸齿上的污垢刷落，当第一传动螺母9移动至光滑内凹部18时停止移动，防止由于第一无刷电机6出现控制紊乱，造成设备挤压破碎；

步骤4：当环境中风过大时，底板34带动第一连动杆40摆动，第一连动杆40进而带动平衡杆37、第二连动杆41摆动，进而将震动和变形传导至转盘38，偏移板37的旋转阻尼器减缓转盘38的高频晃动，最终达到减震抗风的效果。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (6)

1.一种带自清洁保温箱的太阳能热水器，其特征在于：包括安装底座、吸热管、保温箱以及与吸热管、保温箱连通的管道系统，所述保温箱表面包覆有太阳能光伏板，所述保温箱内设有清洁组件和调压组件，所述清洁组件包括设于保温箱一端内壁的挠性补偿轴承，所述挠性补偿轴承连接于丝杠一端，所述保温箱另一端靠近内壁处设有轴承支架，所述丝杠另一端穿过轴承支架连接有锥形传动齿轮组，所述锥形传动齿轮组连接有第一无刷电机，所述轴承支架背离第一无刷电机一侧开设有环形槽，所述环形槽内可滑动的嵌套有环形清洁器，所述环形清洁器内环表面设有轮齿，所述保温箱内还设有用于驱动环形清洁器的第二无刷电机，所述丝杠螺纹传动连接有稳定器和刮擦器，所述稳定器包括与丝杠螺纹连接的第一传动螺母，所述第一传动螺母通过三角扰流板连接有支撑环，所述支撑环通过销轴连接有滚轮，所述刮擦器包括第二传动螺母，所述第二传动螺母上均匀环绕设有若干L型支撑杆，所述L型支撑杆设有伸缩阻尼杆，所述伸缩阻尼杆端部均匀铰接于用于刮擦污垢的橡胶圈内环，所述橡胶圈的截面为梯形且均匀环绕开设有条形槽，所述伸缩阻尼杆端部铰接于条形槽内，且该铰接处设有复位弹簧，所述复位弹簧驱动橡胶圈向背离第一无刷电机方向翻转，所述丝杠表面设有光滑内凹部，所述光滑内凹部与环形清洁器之间的间距等距于第二传动螺母与橡胶圈所在平面之间的间距，所述环形清洁器端面设有用于刮垢的凸齿，所述保温箱靠近环形清洁器处设有清污管，所述清污管内设有旋转毛刷，所述清污管端部设有可拆卸的端盖，所述保温箱外壁设有连接于太阳能光伏板的备用蓄电池、温度感应器和单片机，所述备用蓄电池连接于第一无刷电机、第二无刷电机、温度感应器和单片机。

2.根据权利要求1所述的带自清洁保温箱的太阳能热水器，其特征在于：所述第一无刷电机、第二无刷电机均设于密封腔内，所述端盖中央处设有察视窗，所述察视窗上可转动的设有用于覆盖察视窗的遮光片，所述保温箱端部设有螺旋盖，所述螺旋盖内设有活性炭块，所述活性炭块内嵌设有镁棒。

3.根据权利要求1所述的带自清洁保温箱的太阳能热水器，其特征在于：所述橡胶圈的梯形截面长边处设有环状凹部，所述环状凹部内镶嵌有环状支撑圈，所述橡胶圈的梯形截面靠近保温箱内壁的短边处设有用于铲垢的环状刀片。

4.根据权利要求1所述的带自清洁保温箱的太阳能热水器，其特征在于：所述调压组件包括连通于保温箱的调压腔，以及连接于热水器总进水管的电磁阀，所述调压腔靠近保温箱处设有两个限位环，所述限位环外侧端面设有倒角，所述两个限位环之间可滑动的设有调压活塞，所述调压活塞与调压腔之间连接有用于保持稳定移动的伸缩杆，所述调压腔外部设有连通于其内部的气泵，所述调压腔以及保温箱的内壁均设有压力传感器，所述气泵、电磁阀、压力传感器均连接于备用蓄电池。

5.根据权利要求1所述的带自清洁保温箱的太阳能热水器，其特征在于：所述安装底座包括固定支架以及微动补偿组件，所述固定支架包括底板以及垂直设于底板上的立板，所述底板下方通过若干橡胶减震垫连接于偏移板，所述偏移板端部四个直角边缘处通过旋转阻尼器连接有转盘，所述转盘端面固定有平衡杆，所述平衡杆一端铰接于第一连动杆一端，所述第一连动杆另一端铰接于底板，所述平衡杆另一端铰接于第二连动杆一端，所述第二连动杆另一端铰接于支撑脚，所述支撑脚顶部设有用于承托转盘的凹部。

6.根据权利要求5所述的带自清洁保温箱的太阳能热水器，其特征在于：所述保温箱外壁设有第一安装角铁，所述立板设有第二安装角铁，所述第一安装角铁与第二安装角铁之间通过直线滑轨连接。