CN219557115U - 幕墙自清洁装置及具有自清洁功能的光伏幕墙 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种幕墙自清洁装置及具有自清洁功能的光伏幕墙，自清洁装置包括装置本体、水平滑动机构和升降机构，装置本体包括清洁件、固定支撑件和吸水罩；固定支撑件包括安装盘和垂直固定在安装盘上的中空管，中空管的第一端与一给水管连通，中空管的第二端与安装盘连通，清洁件固定在安装盘上；吸水罩包括罩体和位于罩体顶端的中空连接部，固定支撑件安装在吸水罩内，安装盘位于罩体开口端，中空管的第一端嵌套于中空连接部中，吸水罩上设有用于连接外部抽水电机的排水管；水平滑动机构用于滑动安装装置本体，升降机构用于将安装有装置本体的水平滑动机构可升降地安装在幕墙外立面。该装置可边清洁边回收污水，清洁效果好，安全可靠。

Description

幕墙自清洁装置及具有自清洁功能的光伏幕墙

技术领域

本实用新型涉及幕墙清洁设备技术领域，尤其涉及一种幕墙自清洁装置及具有自清洁功能的光伏幕墙。

背景技术

光伏幕墙属于光伏建筑一体化(BIPV)的一种，是可以成为建筑物一部分的光伏建筑材料。同玻璃幕墙一样，光伏幕墙外墙也需要时常清洁，而且光伏幕墙具有吸收太阳光发电的能力，表面脏污会影响其发电效果，故光伏幕墙的清洁频次和洁净度要求要远大于常规玻璃幕墙，目前最常见的玻璃幕墙清洁方式是采用人工清洁，即便是高层建筑上的玻璃幕墙，主要也是采用人工高空清洁作业，高空作业具有非常大的危险性。由于光伏幕墙对清洁频次和清洁程度的要求远高于常规玻璃幕墙，更增加了高空作业人员工作的危险性。现有的部分带自清洁的玻璃幕墙虽然可以清洁单块玻璃幕墙，但是采用水清洁或海绵擦拭的方式会导致残留污水流到下层玻璃幕墙面上，而光伏幕墙内部设有连接电路，采用现有方式还容易使电路受潮短路，若人工清洗还有触电危险，因此现有针对普通幕墙的清洁方式并不适用于光伏幕墙，目前还没有针对光伏幕墙行之有效的自清洁方案提出。如中国实用新型专利202121035675.1公开了一种自动清洁的节能建筑光伏幕墙，包括安装架，安装架顶部设置有光伏幕墙板，光伏幕墙板底部内设置有清洁装置。通过水泵抽取清洗液并结合风扇使清洗液涂抹至光伏幕墙表面，并电机带动清洁块清洁光伏幕墙表面，清洁后的污水通过集杂盒收集避免污染下层光伏幕墙。该方案采用集杂盒收集幕墙表面流下的清洗液，并通过排污口流出，这种方式虽然可以避免清洗液流入下层光伏幕墙上，但是集杂盒和排污口容易沉淀脏污，沉淀后的脏污有一定的附着性，沉淀后的水垢无法通过排污口排出，易堵塞排污口，并且清理需要人工清理的方式处理集杂盒和排污口沉淀的脏污，而且排污口内部管道附着的脏污，更难清理，将大大加重人工作业的任务难度。中国实用新型专利202023268659.5公开了一种自动清洁的节能建筑光伏幕墙，包括安装板，所述安装板两侧顶端均固定有电机，所述电机输出轴固定有涡轮，所述安装板背面内壁自上而下滚动连接有第一齿轮和第二齿轮，所述第二铰接柱一侧底端固定有刮洗板，所述刮洗板一侧固定有毛刷。清洁前第一连杆、第二连杆和刮洗板均位于光伏幕墙的正上方，需要清洁时，电机开启涡轮转动，带动第一连杆向下方运动时，因第一连杆和第二连杆、第二连杆和刮洗板之间相互铰接，故带动第二连杆和刮洗板向下运动，因刮洗板上设置的毛刷与光伏幕墙表面相接触，从而实现自动清洗。该方案通过在刮洗板上设置进水槽和小孔，让水通过进水槽和小孔流入毛刷清洁，污水通过底部落水槽承接防止污染下层光伏幕墙，但同样存在落水槽易沉淀脏污的问题，积累一定量的脏污附着物后，可能会堵住排水孔从而影响排水性能，后续仍然需要人工清理沉淀脏污，仍然会存在人工清洁时的安全隐患。

综上所述，光伏幕墙作为近几年逐渐兴起的节能建筑材料，一般按照传统玻璃幕墙的清洁方式，通过人工高空作业进行清洁。虽然也有利用机械替代人工清洁的报道，在一定程度上降低人工高空作业的危险性，但是目前的方案并未深入设计脏污清洁后污水、杂质的妥善处理，容易导致污水流入下层光伏幕墙上，越往下层的光伏幕墙清洁效果越差，或残留在本层光伏幕墙表面上，造成清洁效果大打折扣，影响光伏幕墙发电效果。污水还可能损坏光伏幕墙内部电路，引起短路或触电的风险。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种安全可靠、清洁效果好，便于操作维护的幕墙自清洁装置及具有自清洁功能的光伏幕墙。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种幕墙自清洁装置，包括装置本体、水平滑动机构和升降机构，所述装置本体包括清洁件、固定支撑件和吸水罩；所述固定支撑件包括安装盘和垂直固定在安装盘上的中空管，所述中空管的第一端与一给水管连通，中空管的第二端与安装盘连通，所述清洁件固定在安装盘上，所述清洁件为柔性吸水材料；所述吸水罩包括罩体和位于罩体顶端的中空连接部，所述固定支撑件安装在吸水罩内，安装盘位于罩体开口端，中空管的第一端嵌套于中空连接部中，所述吸水罩上设有用于连接外部抽水电机的排水管；所述水平滑动机构用于可滑动地安装所述装置本体，所述升降机构用于将安装有装置本体的水平滑动机构可升降地安装在幕墙外立面。

上述的幕墙自清洁装置，优选的，所述水平滑动机构包括水平导轨、与水平导轨平行设置的第一传动链，所述水平导轨用于滑动安装所述装置本体，所述第一传动链用于连接外部驱动电机与所述装置本体。

上述的幕墙自清洁装置，优选的，所述升降机构为两副丝杆，所述丝杆包括丝杆轴和套在所述丝杆轴上的丝杆螺母，所述水平滑动机构的两端分别固定在两个所述丝杆螺母上。

上述的幕墙自清洁装置，优选的，所述中空管可转动地安装在中空连接部中，所述中空连接部外侧设有用于控制所述中空管转动的电机。

上述的幕墙自清洁装置，优选的，所述电机的输出轴上设有第二传动链，所述中空管靠近第一端的外周上设有与第二传动链配合的齿轮。

上述的幕墙自清洁装置，优选的，所述中空管的第一端与给水管通过一套管转接头连通，所述套管转接头包括内管和外管，内管的输入端穿出外管的第一端与给水管连通，外管的第一端与内管的外壁固定连接，内管的输出端伸入中空管的第一端，二者间隙配合，外管的第二端与中空连接部固定连接。

上述的幕墙自清洁装置，优选的，所述装置本体还包括防护罩，所述防护罩安装在吸水罩上，所述电机和中空连接部位于防护罩内。

上述的幕墙自清洁装置，优选的，所述安装盘和罩体之间设有隔水罩，所述隔水罩顶部设有通孔，所述中空管穿过通孔，二者间隙配合，所述隔水罩与罩体的内壁连接。

作为一个总的技术构思，本实用新型还提供了一种具有自清洁功能的光伏幕墙，所述光伏幕墙安装有上述的幕墙自清洁装置。

上述的具有自清洁功能的光伏幕墙，优选的，所述光伏幕墙包括由双层玻璃和边框封装成内部中空的幕墙单元，所述幕墙单元中安装有光伏元件，所述边框包括上边框、下边框和两个侧边框，所述升降机构安装在所述侧边框上。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

(1)本实用新型的幕墙自清洁装置可以通过机械替代人工对幕墙进行清洁，减轻了作业人员在夏季炎热和冬季寒冷的时候的工作任务，以及在高层建筑中避免了高空作业的危险。

(2)本实用新型的幕墙自清洁装置解决了现有的机械清洁技术产生的污水未妥善处理的问题，清洁过程产生的污水不处理，会导致幕墙表面残留污水并形成污渍，同时污水会沿上层幕墙表面流到下层幕墙面上弄脏下层幕墙表面，降低清理效果，甚至会渗入幕墙内部损坏内部结构。而机械清洁无法做到像人工一样智能，必须用更全面的设计来规避机械清洁时存在的问题，比如现有技术在幕墙下方放置集杂盒或者落水槽收集污水并通过排水管自然排出，先集杂后排出污水会导致集杂盒或落水槽会存储污水一段时间，污水中的杂质容易沉淀下来，当杂质积累到一定量后，会慢慢堵塞排水口，甚至堵塞排水管道，后期运维成本大，而且在高层建筑上仍然需要人工上去维护，违背了机械清洁避免人工高空作业的初衷。本实用新型设计一种边清洁边处理污水的装置，在清洁的过程中，采用吸水罩包裹清洁部件，防止清洁过程中污水流出，通过吸水罩将清理面形成类中空的状态，并通过排水管吸气(类似于吸尘器的装置)抽出吸水罩内的污水，及时处理幕墙表面残留污水和清洁污水，防止形成污渍，也避免污水流到下次幕墙表面。

(3)本实用新型具有自清洁功能的光伏幕墙由于具有自清洁装置，可自动清洁墙面并回收污水，既清洁了幕墙表面，又实时回收了污水，避免了污水残留在本层幕墙表面、流入下层幕墙上，也避免了污水渗入光伏幕墙内部引起短路或人工清洁触电的危险，还可防止污水中的脏污沉淀封堵排水管，降低了人工高空维修的任务难度，且自清洁装置所需电能可由光伏幕墙供给。本实用新型的具有自清洁功能的光伏幕墙满足了其本身高频次清洁的需求，且清洁效果好，安全可靠，节能环保。

附图说明

图1是本实用新型实施例1幕墙自清洁装置的剖面结构示意图。

图2是图1中A处的放大示意图。

图3是本实用新型实施例1幕墙自清洁装置的仰视图。

图4是本实用新型实施例1中水平滑动机构的结构示意图。

图5是本实用新型实施例1中升降机构的结构示意图。

图6是本实用新型实施例2具有自清洁功能的幕墙的结构示意图。

图例说明：1、装置本体；11、清洁件；12、固定支撑件；121、安装盘；122、中空管；13、吸水罩；131、罩体；132、中空连接部；133、隔水罩；134、连接件；14、给水管；15、排水管；16、旋转驱动电机；161、第二传动链；162、齿轮；163、导线管；17、套管转接头；171、内管；172、外管；18、防护罩；191、玻璃；192、边框；2、水平滑动机构；21、水平导轨；22、第一传动链；3、升降机构；31、丝杆轴；32、丝杆螺母；101、偏转驱动电机；102、伸缩驱动电机；103、传动齿轮链条；201、牵引部件；202、偏转梯绳；203、伸缩提绳；301、光伏百叶叶片；302、导线。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1：

图1至图5示出了本实用新型幕墙自清洁装置的一种具体实施例，包括装置本体1、水平滑动机构2和升降机构3，装置本体1包括清洁件11、固定支撑件12和吸水罩13；固定支撑件12包括安装盘121和垂直固定在安装盘121上的中空管122，中空管122的第一端与一给水管14连通，中空管122的第二端与安装盘121连通，清洁件11固定在安装盘121上，清洁件11为柔性吸水材料；吸水罩13包括罩体131和位于罩体131顶端的中空连接部132，固定支撑件12安装在吸水罩13内，安装盘121位于罩体131开口端，中空管122的第一端嵌套于中空连接部132中，吸水罩13顶部设有用于连接外部抽水电机的排水管15；水平滑动机构2用于可滑动地安装装置本体1，升降机构3用于将安装有装置本体1的水平滑动机构2可升降地安装在幕墙外立面。本实施例的幕墙自清洁装置可替代人工清洁，提高光伏幕墙洁净度的同时降低、甚至避免人工高空作业的危险性。

该装置通过水平滑动机构2和升降机构3安装在幕墙外立面，工作时，操作人员在控制室控制抽水机将含有清洁剂的水导入中空管122中，再由中空管122导入清洁件11中(若有需要可增设清水箱，漂洗时将给水管14的输入端切换至清水箱)，装置本体1在水平滑动机构2上滑动，带动具有吸水性能的柔性清洁件11水平滑动擦拭清洁墙面。其中，吸水罩13将清理污水包裹在内，防止污水流出，给水清洁的同时外部抽水电机给吸水罩13提供负压，吸水罩13将污水抽吸至排水管15排出。本实施例的幕墙自清洁装置可以边给水清洗边抽吸回收污水，保证幕墙面清洁后立即处理残留污水，有效避免了上一层的污水流到下一层，可以较好地保障清洁效果，由于污水被及时回收，也避免了污水渗入幕墙内部损坏内部结构，如用于发电的光伏幕墙内电路短路导致故障或维修人员触电的危险。

本实施例中，水平滑动机构2包括水平导轨21、与水平导轨21平行设置的第一传动链22，水平导轨21用于可滑动地安装装置本体1，第一传动链22用于连接外部驱动电机与装置本体1。

本实施例中，升降机构3为两副丝杆，该丝杆采用滑动丝杆，滑动丝杆包括丝杆轴31、套在丝杆轴31上的丝杆螺母32，水平滑动机构2的两端分别固定在两个丝杆螺母32上。工作时，两个丝杆轴31分别通过轴承可转动地安装在幕墙的两个侧边框上，然后通过驱动电机使丝杆轴31旋转，带动水平滑动机构2上升或下降，从而使装置本体1在幕墙面上下移动。当然，在其它实施例中丝杆也可以采用滚珠丝杆，但成本略高。

本实施例中，中空管122可转动地安装在中空连接部132中，中空连接部132外侧设有用于控制中空管122转动的旋转驱动电机16。中空管122旋转带动清洁件11旋转来实现对幕墙墙面的旋转清洁，旋转擦拭力度更强，清洁效果更好。

本实施例中，旋转驱动电机16的输出轴上设有第二传动链161，中空管122靠近第一端的外周上设有与第二传动链161配合的齿轮162，旋转驱动电机16采用伺服电机，电源线通过导线管163与外部电源连接。齿轮162与传动链配合的传动结构设置灵活且节省空间，当然，在其它实施例中也可以采用多个齿轮配合来实现传动。

本实施例中，中空管122的第一端与给水管14通过一套管转接头17连通，套管转接头17包括内管171和外管172，内管171的输入端穿出外管172的第一端与给水管14连通，外管172的第一端与内管171的外壁固定连接，内管171的输出端伸入中空管122的第一端，二者间隙配合，外管172的第二端与中空连接部132固定连接。

本实施例中，装置本体1还包括防护罩，防护罩安装在吸水罩13上，旋转驱动电机16和中空连接部132位于防护罩内。防护罩可以对清洁装置本体1及其与外部设备之间的连接水管、电线管进行较好的支撑和保护。

本实施例中，安装盘121和罩体131之间设有隔水罩133，隔水罩133顶部设有通孔，中空管122穿过通孔，二者间隙配合，不影响中空管122转动且污水可从间隙穿过被回收，隔水罩133与罩体131的内壁通过连接件134连接。本实施例在吸水罩13中设置隔水罩133，可以实现双层隔水效果，以最大限度地减少或降低污水流出吸水罩13外的风险。

本实施例中，清洁件11采用海绵制成，安装盘121和清洁件11的形状均为圆形。

实施例2：

图6示出了本实用新型具有自清洁功能的幕墙的一种具体实施例，该幕墙安装有实施例1的幕墙自清洁装置，因此，也具有实施例1的优点，即可避免人工清洗时高空作业的危险，且产生的污水可实时处理，清洗效果好。

本实施例中，幕墙为光伏幕墙，光伏幕墙包括由双层玻璃191和边框192封装成内部中空的幕墙单元，幕墙单元中安装有光伏元件，边框192包括上边框、下边框和两个侧边框，升降机构3安装在侧边框上。

光伏幕墙本身具有发电功能，其光伏元件吸收太阳能转换为电能，幕墙表面脏污会降低太阳光直射光伏元件的辐照度，影响发电效率，故光伏幕墙对表面清洁的频次和要求更高，这样增加了作业人员的危险性。本实施例的光伏幕墙可通过自清洁装置实现自清洁功能，避免了高空作业的危险，同时也可以高频次、高质量洁清。操作人员只需在控制室发送指令，控制各驱动电机工作，带动各个执行部件运作，即可实现光伏幕墙表面清洁。由于清洁过程产生的污水通过吸水罩13、排水管15和抽水电机(图中未示出)进行实时回收，不会污染下层光伏幕墙，清洁效果好，还避免了污水渗入幕墙内部引起的短路或触电风险。并且自清洁装置涉及的电机所需电源可由光伏幕墙中的光伏元件吸收太阳能转换为电能提供，电能自给自足便于内部电路连接，且绿色节能。

本实施例中的光伏元件为可将太阳能转化为电能的光伏百叶叶片301，光伏百叶叶片301上安装有太阳能电池，光伏幕墙还包括安装在上边框的偏转驱动电机101、伸缩驱动电机102、传动齿轮链条103和牵引部件201，牵引部件201连接有偏转梯绳202，其作用是通过偏转梯绳202将所有光伏百叶叶片301连接到牵引部件201上，一方面可通过偏转驱动电机101、传动齿轮链条103控制牵引部件201旋转，由偏转梯绳202带动光伏百叶叶片301实现偏转功能，另一方面通过伸缩驱动电机102、传动齿轮链条103直接控制伸缩提绳203带动光伏百叶叶片301实现伸缩功能，全部光伏百叶叶片301由多段导线302依次串联起来形成回路。

本实施例具有自清洁功能的幕墙，具有玻璃幕墙的透光性，也具备光伏组件的发电功能，还可以像百叶窗那样内部光伏百叶叶片301可实现上下收缩以及偏转功能，同时其自身具备自清洁功能，无需人工清洁作业，大大降低高层建筑光伏幕墙人工清洁的危险性。本实施例主要解决的难题有：(1)光伏幕墙自清洁功能，通过控制端发射指令，一方面控制抽水机通过给水管14向清洁件11给水，另一方面控制电机带动清洁部件旋转，清理玻璃表面，并通过水平滑动机构2和升降机构3结合实现光伏百叶幕墙全方位清理；(2)实现污水自处理功能，通过吸水罩13在玻璃表面形成类中空的状态，通过电机驱动排水管15抽气，将吸水罩13内的污水通过排水管15抽出，在玻璃清洁的过程中及时的抽出污水，避免污水残留玻璃表面，也避免污水流到下层玻璃面上。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种幕墙自清洁装置，其特征在于：包括装置本体(1)、水平滑动机构(2)和升降机构(3)，所述装置本体(1)包括清洁件(11)、固定支撑件(12)和吸水罩(13)；所述固定支撑件(12)包括安装盘(121)和垂直固定在安装盘(121)上的中空管(122)，所述中空管(122)的第一端与一给水管(14)连通，中空管(122)的第二端与安装盘(121)连通，所述清洁件(11)固定在安装盘(121)上，所述清洁件(11)为柔性吸水材料；所述吸水罩(13)包括罩体(131)和位于罩体(131)顶端的中空连接部(132)，所述固定支撑件(12)安装在吸水罩(13)内，安装盘(121)位于罩体(131)开口端，中空管(122)的第一端嵌套于中空连接部(132)中，所述吸水罩(13)上设有用于连接外部抽水电机的排水管(15)；所述水平滑动机构(2)用于可滑动地安装所述装置本体(1)，所述升降机构(3)用于将安装有装置本体(1)的水平滑动机构(2)可升降地安装在幕墙外立面。

2.根据权利要求1所述的幕墙自清洁装置，其特征在于：所述水平滑动机构(2)包括水平导轨(21)、与水平导轨(21)平行设置的第一传动链(22)，所述水平导轨(21)用于滑动安装所述装置本体(1)，所述第一传动链(22)用于连接外部驱动电机与所述装置本体(1)。

3.根据权利要求2所述的幕墙自清洁装置，其特征在于：所述升降机构(3)为两副丝杆，所述丝杆包括丝杆轴(31)和套在所述丝杆轴(31)上的丝杆螺母(32)，所述水平滑动机构(2)的两端分别固定在两个所述丝杆螺母(32)上。

4.根据权利要求3所述的幕墙自清洁装置，其特征在于：所述中空管(122)可转动地安装在中空连接部(132)中，所述中空连接部(132)外侧设有用于控制所述中空管(122)转动的旋转驱动电机(16)。

5.根据权利要求4所述的幕墙自清洁装置，其特征在于：所述电机(16)的输出轴上设有第二传动链(161)，所述中空管(122)靠近第一端的外周上设有与第二传动链(161)配合的齿轮(162)。

6.根据权利要求5所述的幕墙自清洁装置，其特征在于：所述中空管(122)的第一端与给水管(14)通过一套管转接头(17)连通，所述套管转接头(17)包括内管(171)和外管(172)，内管(171)的输入端穿出外管(172)的第一端与给水管(14)连通，外管(172)的第一端与内管(171)的外壁固定连接，内管(171)的输出端伸入中空管(122)的第一端，二者间隙配合，外管(172)的第二端与中空连接部(132)固定连接。

7.根据权利要求6所述的幕墙自清洁装置，其特征在于：所述装置本体(1)还包括防护罩(18)，所述防护罩(18)安装在吸水罩(13)上，所述旋转驱动电机(16)和中空连接部(132)位于防护罩(18)内。

8.根据权利要求1至7任一项所述的幕墙自清洁装置，其特征在于：所述安装盘(121)和罩体(131)之间设有隔水罩(133)，所述隔水罩(133)顶部设有通孔，所述中空管(122)穿过通孔，二者间隙配合，所述隔水罩(133)与罩体(131)的内壁连接。

9.一种具有自清洁功能的光伏幕墙，其特征在于：所述光伏幕墙安装有权利要求1至8任一项所述的幕墙自清洁装置。

10.根据权利要求9所述的具有自清洁功能的光伏幕墙，其特征在于：所述光伏幕墙包括由双层玻璃(191)和边框(192)封装成内部中空的幕墙单元，所述幕墙单元中安装有光伏元件，所述边框包括上边框、下边框和两个侧边框，所述升降机构(3)安装在所述侧边框上。