TW201506336A - 可擴大集收太陽幅射能的太陽能熱水器 - Google Patents

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Abstract

本發明係有關一種可擴大集收太陽幅射能的太陽能熱水器，係指集熱器安設在轉動軸，該轉動軸受驅動裝置驅動並被分度暨感應裝置和剎車裝置控制做定時、定向轉動，據之，集熱器在一併轉動中可隨著太陽轉動得到充分日照，進而達到提高集收太陽幅射能和產生較佳加熱效率的效果。

Description

可擴大集收太陽幅射能的太陽能熱水器
本發明係在提供一種可擴大集收太陽幅射能的太陽能熱水器，尤指一種設置簡單，操作、使用簡易、方便，可使集熱器具有更佳的集熱效率，進而達到提高熱水器加熱效果的可擴大集收太陽幅射能的太陽能熱水器。
按，習知常見的太陽能熱水器，主要係由集熱器、儲水筒、管路和控制系統構成。其中，集熱器呈平面狀設計，其是太陽能熱水器的心臟，主要功能是將太陽幅射能轉換成熱能，再傳給循環工作的流體；儲水筒是將集熱器流出的熱水暫時儲存，以供使用需要；管路是將儲水筒暫存的熱水引出供使用需要；控制系統包括溫度控制和時間控制，可依所選定時間控制儲水筒內的水溫，其中，如果太陽能熱水器裝設有輔助電熱器，可在日射量不足時，輔助加熱達到所需溫度。
又，上述習知太陽能熱水器中的平面狀集熱器，都是以斜置的固定形態安裝在基架上，俾日照的太陽幅射經由集熱器的集熱板吸收並熱傳導到引水管外壁後，該水管內的水液可被加熱，並以熱對流模式將熱水往上輸送至位於基架高處的儲水筒，而儲水筒內較冷的水液則自動往下輸送至集熱器的循環水管。然，吾人亦知，太陽每日均東升西下不停的轉動，對於呈固設形態安裝的平面狀集熱器而言，其白天各時間接受到太陽 幅射的程度必然不會相同，自清晨至中午係由弱漸強，而自中午至傍晚係由強轉弱，其中在正午時的幅射為最強；該日照幅射愈強，會使集熱器集收愈高的太陽幅射能，進而產生較高的加熱效率；反之，日照幅射愈弱，則集熱器的加熱效率將會降低。換言之，由於太陽不停的轉動，無法對固定不動的集熱器隨時提供正面對應日照，致習知太陽能熱水器白天各時間集收太陽幅射能的程度和效果並不同情形下，必然的，其對水液提供的加熱效率，亦將有不穩定且無法提高的缺點。
本發明之主要目的，乃在提供一種可擴大集收太陽幅射能的太陽能熱水器，其可改善上述缺失，並使太陽能熱水器具有更高的加熱效率。
為了達到上述目的，本發明可擴大集收太陽幅射能的太陽能熱水器，主要係將集熱器安設在轉動軸，該轉動軸受驅動裝置驅動並被分度暨感應裝置和剎車裝置控制做定時、定向轉動，據之，集熱器在一併轉動中可隨著太陽轉動得到充分日照，進而達到提高集收太陽幅射能和產生較佳加熱效率的效果。
為使 貴審查委員對於本發明之目的、特徵和功效有更進一步的了解和認同，茲配合圖式和實施例詳細說明於后：
10‧‧‧基架
20‧‧‧轉動軸
30‧‧‧集熱器
301‧‧‧循環管
302‧‧‧導管
40‧‧‧儲水筒
401‧‧‧導管
402‧‧‧導管
403‧‧‧導管
50‧‧‧驅動裝置
501‧‧‧驅動馬達
502‧‧‧傳動元件
502a‧‧‧鏈輪
502b‧‧‧鏈條
60‧‧‧分度暨感應裝置
601‧‧‧分度盤
6011‧‧‧分度點
6011’‧‧‧末端復歸分度點
6011”‧‧‧前端啟動分度點
602‧‧‧感應器
602’‧‧‧復歸感應器
602”‧‧‧啟動感應器
70‧‧‧剎車裝置
701‧‧‧左、右夾持塊
702‧‧‧軸銷
703‧‧‧彈性元件
704‧‧‧電磁吸鐵
第一圖係發明作實施例之立體示意圖。
第二圖係第一圖之前視示意圖。
第三圖係本發明集熱器早上6點對應太陽方向實施例之平面 示意圖。
第四圖係本發明集熱器早上9點對應太陽方向實施例之平面示意圖。
第五圖係本發明集熱器中午12點對應太陽方向實施例之平面示意圖。
第六圖係本發明集熱器下午3點對應太陽方向實施例之平面示意圖。
第七圖係本發明集熱器下午6點對應太陽方向實施例之平面示意圖。
第八圖係本發明分度暨感應裝置之復歸感應器對應末端復歸分度點實施例之平面示意圖。
第九圖係本發明分度暨感應裝置之啟動感應器對應前端啟動分度點實施例之平面示意圖。
請參閱第一、二圖所示，本發明一種可擴大集收太陽幅射能的太陽能熱水器，包含有：基架10；轉動軸20，係以前低後高的斜置狀樞設在基架10；集熱器30，係安裝固設在轉動軸20上，可集收太陽幅射能並將太陽幅射能轉換成熱能傳給安設於內的水液循環管301，俾對循環管301內的水液加熱，其中，該循環管301可透過導管302連接外部供水；儲水筒40，係安裝在基架10的上端位置，可透過導管401輸 入歷經集熱器30的熱水並行暫存，可將熱水經導管402輸出供使用，及將較冷的水經導管403輸送回集熱器30加熱；驅動裝置50，可驅動轉動軸20轉動，設有安裝在基架10的驅動馬達501，及安設在驅動馬達501和轉動軸20之間的傳動元件502(如鏈輪502a、鏈條502b)，透過驅動馬達501的驅動，該轉動軸20暨安裝於上的集熱器30可隨著轉動；分度暨感應裝置60，可控制驅動裝置50定時、定向轉動，俾轉動軸20暨安裝於上的集熱器30隨著一併定時、定向轉動，設有分度盤601和至少一只感應器602；該分度盤601固設在轉動軸20，周面設有預定數目的分度點6011，該等分度點6011依使用需要設為等距或不等距間隔；該感應器602安設在基架10並與分度盤601的分度點6011相對應，可在對應到分度點6011時透過控制電路致驅動裝置50停止作動，並開始計算預定時間，待預定時間到時，透過控制電路控制，該驅動裝置50的驅動馬達501又被驅動並致轉動軸20和分度盤601一同轉動，繼之，待次一分度點6011對應到感應器602時，該驅動裝置50再被制動停止並開始計時；依序循環，待預定的末端復歸分度點6011’對應到另只復歸感應器602’時，透過控制電路控制，該驅動裝置50的驅動馬達501將被控制反向轉動，並帶動分度盤601一併反向轉動，而當預定的前端啟動分度點6011”對應到另只啟動感應器602”時，該驅動裝置50的驅動馬達501又被控制停止，並開始計時至設定時間再啟動驅動馬達501正向轉動，繼之，再依分度盤601的諸分度點6011依序控制驅動馬達501停止和轉動運作；剎車裝置70，受控制電路設定，可在驅動裝置50的驅動馬達 501停轉時對轉動軸20實施剎車，而驅動馬達501啟動時，則同步實施解除剎車動作，係安設在基架10，設有左、右夾持塊701對應在分度盤601兩側，該左、右夾持塊701以軸銷702為轉點實施開合，可受彈性元件703作用隨時保持常開狀態，及可受電磁吸鐵704控制，在分度暨感應裝置60的感應器602對應到分度盤601的分度點6011，並致驅動裝置50的驅動馬達501停轉時，立即對分度盤601實施相互夾固，俾對分度盤601和轉動軸20行剎車作用；而停轉的驅動馬達501受控制電路計時設定啟動時，該左、右夾持塊701又受電磁吸鐵704和彈性元件703控制配合，做相互開啟釋放分度盤601動作；即，利用上述所構成的本發明，請配合第三~九圖所示，由於該集熱器30係安設在轉動軸20上，而轉動軸20樞設在基架10後係被驅動裝置50驅動轉動，則集熱器30將連帶被驅動裝置50驅動，而非呈固定不動狀態。另，由於該分度暨感應裝置60的分度盤601係固設在轉動軸20，而可隨著轉動軸20一同被驅動裝置50驅動轉動，及分度盤601周面設有的預定數目分度點6011旋轉對應到感應器602時，該驅動裝置50的驅動馬達501又可被制動停止轉動，並透過控制電路同時計算設定時間後再啟動，則在分度暨感應裝置60控制下，該驅動軸20和集熱器30便可依設定時間被驅動裝置50做間歇式驅動轉動；例如，若將分度盤601的諸分度點6011規劃在180度夾角內，並以早上6點至下午6點每1小時等距設置一分度點6011為例，如第三圖所示，當第一分度點6011對應到感應器602時，驅動裝置50的驅動馬達501係將轉動軸20驅動，並致安置於上的集熱器30一併旋轉至面向東方升起的太陽，繼之，透過控制電路的控制計時，該驅動裝置50將每1小時驅動轉動軸20和集熱器30一次，並在感應器602對應到分度盤601之次一分度點6011時停止轉 動，形成每1小時依序間歇轉動形態，如第四圖所示係集熱器30早上9點對應的方向，如第五圖所示係集熱器30中午12點對應的方向，如第六圖所示係集熱器30下午3點對應的方向，如第七圖所示係集熱器30下午6點對應的方向；亦即，透過驅動裝置50的驅動和分度暨感應裝置60的控制，該安裝在轉動軸20上的集熱器30，將可隨著太陽的轉動定時、定向正面對應著太陽，俾隨時得到充分日照，進而達到提高集收太陽幅射能和產生較佳加熱效率的效果。
上述，請再配合第八、九圖所示，由於分度暨感應裝置60之分度盤601轉動致末端復歸分度點6011’對應到復歸感應器602’時(見第八圖)，該驅動裝置50會適時反向驅動轉動軸20和集熱器30轉動，並在前端啟動分度點6011”對應到啟動感應器602”時停止(如第九圖)，同時透過控制電路計時設定，在12小時後又會自動啟動驅動裝置50之驅動馬達501轉動，俾如第三圖所示，致第一分度點6011會對應到感應器602，並開始做次一循環動作，則集熱器30在驅動裝置50和分度暨感應裝置60的配合下，便可確實隨著太陽的轉動，每日做定時、定向轉動，達到發揮最大集收太陽幅射能的效果。
上述，由於該剎車裝置70受控制電路設定，可在驅動裝置50之驅動馬達501停止轉動，致轉動軸20和分度暨感應裝置60的分度盤601一併停轉時，立即對對應的分度盤601實施剎車動作，則該轉動軸20和安設於上之集熱器30的定時、定向轉動運作，便可達到確實的安定性，同時對於集熱器30集收太陽幅射能的效率，亦可達到實質提高的效果。當然，透過控制電路設定，該剎車裝置70在驅動馬達501啟動時可同步解除剎車動作，對於集熱器30定時、定向的轉動運作，亦可達到實施順暢性效果。
換言之，使用本發明將至少具有下述優點：
1、設置簡單，操作、使用簡易、方便。
2、可使集熱器具有更佳集熱效率，達到提高太陽能熱水器加熱效果。
綜上所述，本發明一種可擴大集收太陽幅射能的太陽能熱水器，確實可達到發明之目的與作用，且確可供產業上利用價值，故實已符合發明專利要件，謹請 審查委員惠予審視並賜准專利，無任感禱。
惟，以上所述僅為本發明之較佳實施例，大凡依本發明精神所作之等功效變化與修飾，仍應包含在本發明之申請專利範圍內。
10‧‧‧基架
20‧‧‧轉動軸
30‧‧‧集熱器
301‧‧‧循環管
302‧‧‧導管
40‧‧‧儲水筒
401‧‧‧導管
402‧‧‧導管
403‧‧‧導管
50‧‧‧驅動裝置
501‧‧‧驅動馬達
502‧‧‧傳動元件
502a‧‧‧鏈輪
502b‧‧‧鏈條
60‧‧‧分度暨感應裝置
601‧‧‧分度盤
6011‧‧‧分度點
6011’‧‧‧末端復歸分度點
6011”‧‧‧前端啟動分度點
602‧‧‧感應器
602’‧‧‧復歸感應器
602”‧‧‧啟動感應器
70‧‧‧剎車裝置
701‧‧‧左、右夾持塊
702‧‧‧軸銷
704‧‧‧電磁吸鐵

Claims (5)

  1. 一種可擴大集收太陽幅射能的太陽能熱水器，包含有：基架；轉動軸，係以前低後高的斜置狀樞設在基架；集熱器，係安裝固設在轉動軸上，用為集收太陽幅射能並將太陽幅射能轉換為熱能傳給安設於內的水液循環管；儲水筒，係安裝在基架上端，供集熱器加熱後的水液暫存並供輸出使用；驅動裝置，用為驅動轉動軸和集熱器轉動，設有驅動馬達及安裝在驅動馬達和轉動軸之間的傳動元件；分度暨感應裝置，用為控制驅動裝置定時、定向驅動轉動軸和集熱器，設有分度盤和至少一只感應器，該分度盤設有預定數目的分度點，該感應器係與分度盤的分度點相對應，可在對應到分度點時透過控制電路致驅動裝置的驅動馬達停轉，並在驅動馬達停轉至設定時間，又透過控制電路致驅動馬達轉動；其中，該分度盤設有末端復歸分度點和前端啟動分度點，該感應器設有復歸感應器和啟動感應器；復歸感應器對應到末端復歸分度點時，透過電路控制，該驅動裝置的驅動馬達被控制做反向轉動，並致轉動軸一併反向轉動，而啟動感應器對應到前端啟動分度點時，透過電路控制，該驅動裝置的驅動馬達被控制停轉，並在設定時間屆時再啟動驅動馬達正向轉動驅動轉動軸；剎車裝置，受控制電路設定，在驅動裝置的驅動馬達停轉時對轉動軸實施剎車，而驅動馬達啟動時則解除剎車動作；利用上述，透過驅動裝置和分度暨感應裝置的控制，以及剎車裝置的制動配合，該安裝在轉動軸上的集熱器，可隨著太陽的轉動定時、定向正面對應著太陽，達到提高集收太陽幅射能效果。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之可擴大集收太陽幅射能的太陽能熱水器，其中，該驅動裝置之傳動元件具有分別安裝在驅動馬達轉軸和轉動軸的鏈輪，以及安裝在兩鏈輪之間的鏈條。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之可擴大集收太陽幅射能的太陽能熱水器，其中，該分度暨感應裝置之分度盤係安裝固設在轉動軸。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之可擴大集收太陽幅射能的太陽能熱水器，其中，該分度暨感應裝置之分度盤上的預定數目分度點，係設為等距或不等距間隔。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之可擴大集收太陽幅射能的太陽能熱水器，其中，該剎車裝置設有左、右夾持塊對應在分度暨感應裝置的分度盤兩側，該左、右夾持塊以軸銷為轉點實施開合，並受彈性元件作用保持常開狀態，該左、右夾持塊且受電磁吸鐵作用，在分度暨感應裝置致驅動裝置的驅動馬達停轉時，對分度盤實施相互夾固剎車，而驅動馬達啟動時，對分度盤實施相互釋放解除剎車。
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