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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022013493
(43)【公開日】2022-01-18
(54)【発明の名称】ソーラ熱収集装置
(51)【国際特許分類】
H02S 20/32 20140101AFI20220111BHJP
H02S 20/30 20140101ALI20220111BHJP
H02S 20/10 20140101ALI20220111BHJP
【ＦＩ】
H02S20/32
H02S20/30 A
H02S20/10 B
H02S20/10 C
H02S20/10 T
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020127019
(22)【出願日】2020-07-28
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2021-01-06
(31)【優先権主張番号】202010625559.9
(32)【優先日】2020-07-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(71)【出願人】
【識別番号】520242115
【氏名又は名称】浙江研基科技有限公司
(74)【代理人】
【識別番号】110002468
【氏名又は名称】特許業務法人後藤特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】郭 根松
(57)【要約】 （修正有）
【課題】実際の太陽の照射角度に応じて調節することができ、常に太陽光線に直射されるように調節し光電変換効率を向上させ、悪天候に遭遇する際にソーラ熱収集カートリッジを保護することができるソーラ熱収集装置を提供する。
【解決手段】ソーラ熱収集装置は、第１制御箱と、回転盤と、第２制御箱と、雨水収集タンク４と、角度調節具７と、フェースギヤ６と、柱状ギア８と、回転バー９と、ソーラ熱収集カートリッジ５と、清掃具と、防護部材と、第１排水管４２と、第２排水管４１と、第１レインシールドと、雨水センサと、回転軸と、第２レインシールドと、Ｌ字型ストッパーと、水位センサ４４と、逃げ溝と、シール機構と、を含む。これにより、ソーラ電池パネルの使用寿命を長くすることができるとともに、ソーラ電池パネルの表面に吸着される塵埃及び／又は積雪及び／又は被氷を取り除くことができソーラ電池パネルの光電変換効率を向上させることができる。
【選択図】図３
【解決手段】ソーラ熱収集装置は、第１制御箱と、回転盤と、第２制御箱と、雨水収集タンク４と、角度調節具７と、フェースギヤ６と、柱状ギア８と、回転バー９と、ソーラ熱収集カートリッジ５と、清掃具と、防護部材と、第１排水管４２と、第２排水管４１と、第１レインシールドと、雨水センサと、回転軸と、第２レインシールドと、Ｌ字型ストッパーと、水位センサ４４と、逃げ溝と、シール機構と、を含む。これにより、ソーラ電池パネルの使用寿命を長くすることができるとともに、ソーラ電池パネルの表面に吸着される塵埃及び／又は積雪及び／又は被氷を取り除くことができソーラ電池パネルの光電変換効率を向上させることができる。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１制御箱（１）と、
前記第１制御箱（１）の上端に回転自在に接続される回転盤（２）と、
前記回転盤（２）に固定して設けられる第２制御箱（３）と、
前記第２制御箱（３）の上端に固定して設けられる雨水収集タンク（４）と、
前記回転盤（２）に固定して設けられる角度調節具（７）と、
前記角度調節具（７）の内部に固定して設けられる回転モータと、
前記回転モータの出力端に固定して設けられるフェースギヤ（６）と、
前記フェースギヤ（６）と噛み合う二つの柱状ギア（８）と、
二つの前記柱状ギア（８）の間に固定して接続される回転バー（９）と、
前記回転バー（９）に固定して接続されるソーラ熱収集カートリッジ（５）と、
回転自在に前記ソーラ熱収集カートリッジ（５）の両内側壁のそれぞれに設けられる複数の清掃具（５１）と、
前記ソーラ熱収集カートリッジ（５）の両端に設けられる防護部材と、を含む、
ことを特徴とするソーラ熱収集装置。
前記第１制御箱（１）の上端に回転自在に接続される回転盤（２）と、
前記回転盤（２）に固定して設けられる第２制御箱（３）と、
前記第２制御箱（３）の上端に固定して設けられる雨水収集タンク（４）と、
前記回転盤（２）に固定して設けられる角度調節具（７）と、
前記角度調節具（７）の内部に固定して設けられる回転モータと、
前記回転モータの出力端に固定して設けられるフェースギヤ（６）と、
前記フェースギヤ（６）と噛み合う二つの柱状ギア（８）と、
二つの前記柱状ギア（８）の間に固定して接続される回転バー（９）と、
前記回転バー（９）に固定して接続されるソーラ熱収集カートリッジ（５）と、
回転自在に前記ソーラ熱収集カートリッジ（５）の両内側壁のそれぞれに設けられる複数の清掃具（５１）と、
前記ソーラ熱収集カートリッジ（５）の両端に設けられる防護部材と、を含む、
ことを特徴とするソーラ熱収集装置。
【請求項2】
前記防護部材は、
前記ソーラ熱収集カートリッジ（５）の上端にヒンジ接続される第１防護板（１１）と、
前記ソーラ熱収集カートリッジ（５）の下端にヒンジ接続される第２防護板（１０）と、を含み、
前記第１防護板（１１）の一端には、位置決め溝（１１０）が形成され、
前記位置決め溝（１１０）の両側には、それぞれ位置決め孔（１１１）が形成され、
前記第１防護板（１１）の表面には、複数の流体案内溝（１１２）が形成され、
複数の前記流体案内溝（１１２）の間に位置する前記第１防護板（１１）の表面には、光反射材が塗布され、
前記第２防護板（１０）は、一端に位置決めバー（１２）が固定して設けられるとともに表面に光反射材が塗布される、
ことを特徴とする請求項１に記載のソーラ熱収集装置。
前記ソーラ熱収集カートリッジ（５）の上端にヒンジ接続される第１防護板（１１）と、
前記ソーラ熱収集カートリッジ（５）の下端にヒンジ接続される第２防護板（１０）と、を含み、
前記第１防護板（１１）の一端には、位置決め溝（１１０）が形成され、
前記位置決め溝（１１０）の両側には、それぞれ位置決め孔（１１１）が形成され、
前記第１防護板（１１）の表面には、複数の流体案内溝（１１２）が形成され、
複数の前記流体案内溝（１１２）の間に位置する前記第１防護板（１１）の表面には、光反射材が塗布され、
前記第２防護板（１０）は、一端に位置決めバー（１２）が固定して設けられるとともに表面に光反射材が塗布される、
ことを特徴とする請求項１に記載のソーラ熱収集装置。
【請求項3】
前記雨水収集タンク（４）の側壁は、中間位置に第１排水管（４２）が固定して設けられるとともに上端位置に第２排水管（４１）が固定して設けられ、
前記雨水収集タンク（４）における内部側壁の上端には、三つの第１レインシールド（４０１）が均等に設けられ、
前記第１レインシールド（４０１）の上端に位置する前記雨水収集タンク（４）における内部側壁には、雨水センサ（４３）が固定して設けられ、
前記雨水収集タンク（４）の中間には、回転軸（４５）が回転自在に接続され、
前記回転軸（４５）は、上端に円周方向に沿って三つの第２レインシールド（４５１）が均等に固定して設けられるとともに中間位置にＬ字型ストッパー（４５２）が固定して設けられ、
前記第２レインシールド（４５１）の下端に位置する前記雨水収集タンク（４）における内部側壁には、水位センサ（４４）が固定して設けられ、
前記雨水収集タンク（４）の底部には、逃げ溝が形成され、
前記回転軸（４５）は、前記逃げ溝を介して前記第２制御箱（３）内の前記回転モータの前記出力端に固定して接続され、
前記逃げ溝内には、シール機構（４０３）が設けられる、
ことを特徴とする請求項２に記載のソーラ熱収集装置。
前記雨水収集タンク（４）における内部側壁の上端には、三つの第１レインシールド（４０１）が均等に設けられ、
前記第１レインシールド（４０１）の上端に位置する前記雨水収集タンク（４）における内部側壁には、雨水センサ（４３）が固定して設けられ、
前記雨水収集タンク（４）の中間には、回転軸（４５）が回転自在に接続され、
前記回転軸（４５）は、上端に円周方向に沿って三つの第２レインシールド（４５１）が均等に固定して設けられるとともに中間位置にＬ字型ストッパー（４５２）が固定して設けられ、
前記第２レインシールド（４５１）の下端に位置する前記雨水収集タンク（４）における内部側壁には、水位センサ（４４）が固定して設けられ、
前記雨水収集タンク（４）の底部には、逃げ溝が形成され、
前記回転軸（４５）は、前記逃げ溝を介して前記第２制御箱（３）内の前記回転モータの前記出力端に固定して接続され、
前記逃げ溝内には、シール機構（４０３）が設けられる、
ことを特徴とする請求項２に記載のソーラ熱収集装置。
【請求項4】
前記第１排水管（４２）における外側壁の一端の両側には、それぞれ固定溝（４２１）が形成され、
前記固定溝（４２１）の底部には、第１接続バネ（４２３）が固定して設けられ、
前記第１接続バネ（４２３）の他端には、位置決め突起（４２２）が固定して設けられる、
ことを特徴とする請求項３に記載のソーラ熱収集装置。
前記固定溝（４２１）の底部には、第１接続バネ（４２３）が固定して設けられ、
前記第１接続バネ（４２３）の他端には、位置決め突起（４２２）が固定して設けられる、
ことを特徴とする請求項３に記載のソーラ熱収集装置。
【請求項5】
前記防護部材は、防護位置及び使用位置を有し、
前記防護部材が前記防護位置に位置する場合に、前記第１防護板（１１）の一端における前記位置決め溝（１１０）は、前記第２防護板（１０）の一端における前記位置決めバー（１２）に係合して接続され、
前記防護部材が前記使用位置に位置する場合に、前記第１防護板（１１）の一端における前記位置決め溝（１１０）は、前記第１排水管（４２）に係合して接続されるとともに、前記第１排水管（４２）の外部における前記位置決め突起（４２２）は、前記位置決め溝（１１０）の両側の前記位置決め孔（１１１）に係合して接続される、
ことを特徴とする請求項４に記載のソーラ熱収集装置。
前記防護部材が前記防護位置に位置する場合に、前記第１防護板（１１）の一端における前記位置決め溝（１１０）は、前記第２防護板（１０）の一端における前記位置決めバー（１２）に係合して接続され、
前記防護部材が前記使用位置に位置する場合に、前記第１防護板（１１）の一端における前記位置決め溝（１１０）は、前記第１排水管（４２）に係合して接続されるとともに、前記第１排水管（４２）の外部における前記位置決め突起（４２２）は、前記位置決め溝（１１０）の両側の前記位置決め孔（１１１）に係合して接続される、
ことを特徴とする請求項４に記載のソーラ熱収集装置。
【請求項6】
前記清掃具（５１）は、球状洗浄具（５１０）であり、
前記球状洗浄具（５１０）の両側には、凹溝（５１３）が形成され、
前記凹溝（５１３）内には、第２接続バネ（５１４）が接続され、
前記第２接続バネ（５１４）の他端には、スライダ（５１５）が接続され、
前記清掃具（５１）の端面には、ブラシ固定具（５１１）が固定して設けられ、
前記ブラシ固定具（５１１）の底部には、洗浄ブラシ（５１２）が設けられ、
前記ブラシ固定具（５１１）は、八角柱であるとともに、各稜面に光反射材が塗布される、
ことを特徴とする請求項５に記載のソーラ熱収集装置。
前記球状洗浄具（５１０）の両側には、凹溝（５１３）が形成され、
前記凹溝（５１３）内には、第２接続バネ（５１４）が接続され、
前記第２接続バネ（５１４）の他端には、スライダ（５１５）が接続され、
前記清掃具（５１）の端面には、ブラシ固定具（５１１）が固定して設けられ、
前記ブラシ固定具（５１１）の底部には、洗浄ブラシ（５１２）が設けられ、
前記ブラシ固定具（５１１）は、八角柱であるとともに、各稜面に光反射材が塗布される、
ことを特徴とする請求項５に記載のソーラ熱収集装置。
【請求項7】
雨水が収集される場合、前記第２レインシールド（４５１）は、前記雨水収集タンク（４）における内側壁の上端の前記第１レインシールド（４０１）の正下方に位置するとともに、前記Ｌ字型ストッパー（４５２）は、前記第１排水管（４２）の排水孔に位置することにより、前記排水孔を封止する、
ことを特徴とする請求項５に記載のソーラ熱収集装置。
ことを特徴とする請求項５に記載のソーラ熱収集装置。
【請求項8】
前記第２レインシールド（４５１）の面積は、二つの前記第１レインシールド（４０１）の間に位置する領域の面積よりも大きい、
ことを特徴とする請求項７に記載のソーラ熱収集装置。
ことを特徴とする請求項７に記載のソーラ熱収集装置。
【請求項9】
雨水が収集されない場合、前記第１レインシールド（４０１）と前記第２レインシールド（４５１）とは、ずれて重なるとともに、前記Ｌ字型ストッパー（４５２）は、前記排水孔を封止しない、
ことを特徴とする請求項８に記載のソーラ熱収集装置。
ことを特徴とする請求項８に記載のソーラ熱収集装置。
【請求項10】
前記ソーラ熱収集カートリッジ（５）の前記両内側壁には、複数の球状キャビティが形成され、
前記球状洗浄具（５１０）は、回転自在に前記球状キャビティ内に設けられ、
前記球状キャビティの内側壁には、環状溝が設けられ、
前記スライダ（５１５）は、前記環状溝に係合して接続される、
ことを特徴とする請求項６に記載のソーラ熱収集装置。
前記球状洗浄具（５１０）は、回転自在に前記球状キャビティ内に設けられ、
前記球状キャビティの内側壁には、環状溝が設けられ、
前記スライダ（５１５）は、前記環状溝に係合して接続される、
ことを特徴とする請求項６に記載のソーラ熱収集装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ソーラ熱収集装置技術分野に関し、特にソーラ熱収集装置の角度調節機構及びクリーニング機構に関する。
【背景技術】
【0002】
従来のソーラ発電装置において、ソーラパネルの取り付け角度を調節することができないため、実際の太陽の照射角度に応じて調節することができない。しかしながら、ソーラパネルの光エネルギーが直射日光によるものであるため、光が弱いときや太陽光の照射角度が大きくオフセットする場合に、ソーラパネルの光エネルギー利用率は、非常に低い。また、ソーラパネルは、光エネルギーを吸収しやすいために、通常高い位置に設けられる。これにより、悪天候に遭遇する場合に、ソーラパネルは、損傷しやすく使用寿命が短い。また、昼夜の温度差が大きい場合に、ソーラーコレクタに水滴が結露し、塵埃が吸着される。冬に雨や雪が降る場合に、ソーラーコレクタに雪が積もったり水が凍ったりすることもある。これにより、光変換効率が影響されるだけではなく、ソーラ電池パネルの電圧が不安定になり、使用寿命が短くなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明は、上記の技術的課題を解決するために、ソーラ熱収集装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明のある態様によれば、ソーラ熱収集装置は、第１制御箱と、前記第１制御箱の上端に回転自在に接続される回転盤と、前記回転盤に固定して設けられる第２制御箱と、前記第２制御箱の上端に固定して設けられる雨水収集タンクと、前記回転盤に固定して設けられる角度調節具と、前記角度調節具の内部に固定して設けられる回転モータと、前記回転モータの出力端に固定して設けられるフェースギヤと、前記フェースギヤと噛み合う二つの柱状ギアと、二つの前記柱状ギアの間に固定して接続される回転バーと、前記回転バーに固定して接続されるソーラ熱収集カートリッジと、回転自在に前記ソーラ熱収集カートリッジの両内側壁のそれぞれに設けられる複数の清掃具と、前記ソーラ熱収集カートリッジの両端に設けられる防護部材と、を含む。
【0005】
本発明のある態様によれば、前記防護部材は、前記ソーラ熱収集カートリッジの上端にヒンジ接続される第１防護板と、前記ソーラ熱収集カートリッジの下端にヒンジ接続される第２防護板と、を含み、前記第１防護板の一端には、位置決め溝が形成され、前記位置決め溝の両側には、それぞれ位置決め孔が形成され、前記第１防護板の表面には、複数の流体案内溝が形成され、複数の前記流体案内溝の間に位置する前記第１防護板の表面には、光反射材が塗布され、前記第２防護板は、一端に位置決めバーが固定して設けられるとともに表面に光反射材が塗布される。
【0006】
本発明のある態様によれば、前記雨水収集タンクの側壁は、中間位置に第１排水管が固定して設けられるとともに上端位置に第２排水管が固定して設けられ、前記雨水収集タンクにおける内部側壁の上端には、三つの第１レインシールドが均等に設けられ、前記第１レインシールドの上端に位置する前記雨水収集タンクにおける内部側壁には、雨水センサが固定して設けられ、前記雨水収集タンクの中間には、回転軸が回転自在に接続され、前記回転軸は、上端に円周方向に沿って三つの第２レインシールドが均等に固定して設けられるとともに中間位置にＬ字型ストッパーが固定して設けられ、前記第２レインシールドの下端に位置する前記雨水収集タンクにおける内部側壁には、水位センサが固定して設けられ、前記雨水収集タンクの底部には、逃げ溝が形成され、前記回転軸は、前記逃げ溝を介して前記第２制御箱内の前記回転モータの前記出力端に固定して接続され、前記逃げ溝内には、シール機構が設けられる。
【0007】
本発明のある態様によれば、前記第１排水管における外側壁の一端の両側には、それぞれ固定溝が形成され、前記固定溝の底部には、第１接続バネが固定して設けられ、前記第１接続バネの他端には、位置決め突起が固定して設けられる。
【0008】
本発明のある態様によれば、前記防護部材は、防護位置及び使用位置を有し、前記防護部材が前記防護位置に位置する場合に、前記第１防護板の一端における前記位置決め溝は、前記第２防護板の一端における前記位置決めバーに係合して接続され、前記防護部材が前記使用位置に位置する場合に、前記第１防護板の一端における前記位置決め溝は、前記第１排水管に係合して接続されるとともに、前記第１排水管の外部における前記位置決め突起は、前記位置決め溝の両側の前記位置決め孔に係合して接続される。
【0009】
本発明のある態様によれば、前記清掃具は、球状洗浄具であり、前記球状洗浄具の両側には、凹溝が形成され、前記凹溝内には、第２接続バネが接続され、前記第２接続バネの他端には、スライダが接続され、前記清掃具の端面には、ブラシ固定具が固定して設けられ、前記ブラシ固定具の底部には、洗浄ブラシが設けられ、前記ブラシ固定具は、八角柱であるとともに、各稜面に光反射材が塗布される。
【発明の効果】
【0010】
本発明は、改良することによりソーラ熱収集装置を提供する。従来技術に比べ、具体的には以下の改良及び利点を有する。
【0011】
第１制御箱と、回転盤と、角度調節具と、フェースギヤと、柱状ギアと、ソーラ熱収集カートリッジと、を設けることにより、本装置におけるソーラ熱収集カートリッジは、実際の太陽の照射角度に応じて調節することができ、常に太陽光線に直射されるように調節し、本装置の光電変換効率を向上させる。
【0012】
また、雨水収集タンクと、第２制御箱と、第１排水管と、第１防護板と、第２防護板と、流体案内溝と、清掃具と、を設けることにより、異なる天気状態に対応でき、ソーラ電池パネルにおける表面の塵埃を洗浄できるとともにソーラ電池パネルにおける表面の積雪と被氷を除去することができる。ソーラ電池パネルの使用寿命を長くするとともに、第１防護板及び第２防護板における表面に光反射材を塗布することにより、ソーラ電池パネルの光電変換効率をさらに向上させる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の実施例に係る等角投影図である。
【図2】本発明の実施例に係る上面図である。
【図5】本発明の実施例に係る第１排水管の上面構造概略図である。
【図7】本発明の実施例に係る第１防護板の等角投影図である。
【図8】本発明の実施例に係る雨水収集タンクの上面構造概略図である。
【図10】本発明の実施例に係る回転軸の上面構造概略図である。
【図12】本発明の実施例に係る清掃具の右面構造概略図。
【図13】本発明の実施例に係る清掃具の上面構造概略図。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、図１～図１５を参照しながら本実施形態について説明する。本発明の実施例に係る技術的内容を明確かつ完全に説明する。明らかに、以下に説明する実施例は、本発明の実施例の一部にすぎず、すべての実施例ではない。本発明の実施例に基づいて、当業者は、創作的な努力なしで得られるすべての実施例は、本発明の保護範囲内に含まれる。
【0015】
図１～図３、図７～図９に示すように、本発明のソーラ熱収集装置は、第１制御箱１と、回転盤２と、第２制御箱３と、雨水収集タンク４と、角度調節具７と、フェースギヤ６と、柱状ギア８と、回転バー９と、ソーラ熱収集カートリッジ５と、清掃具５１と、防護部材と、を含む。前記回転盤２は、前記第１制御箱１の内部に位置する回転モータの出力端に固定して接続される。前記第２制御箱３は、前記回転盤２に固定して設けられる。前記雨水収集タンク４は、前記第２制御箱３の上端に固定して設けられる。前記角度調節具７は、前記回転盤２に固定して設けられる。前記フェースギヤ６は、角度調節具７の内部に位置する回転モータの出力端に固定して接続される。前記柱状ギア８は、二つがあるとともに、それぞれが前記フェースギヤ６と噛み合う。前記回転バー９は、二つの前記柱状ギア８の間に固定して接続されるとともに、二つの前記柱状ギア８を貫通する。前記回転バー９は、角度調節具７の内側壁に回転自由に接続される。前記ソーラ熱収集カートリッジ５は、前記回転バー９に固定して接続される。前記ソーラ熱収集カートリッジ５の内部には、ソーラ電池パネルが設けられる。ソーラ熱収集カートリッジにおける両側の塵埃を取り除くことが困難であるため、ソーラ熱収集カートリッジ５の両内側壁のそれぞれには、複数の清掃具５１が回転自在に設けられる。前記防護部材は、それぞれソーラ熱収集カートリッジ５の両端にヒンジ接続される。前記防護部材は、第１防護板１１と、第２防護板１０と、を含む。前記第１防護板１１は、ソーラ熱収集カートリッジ５の上端にヒンジ接続される。前記第２防護板１０は、ソーラ熱収集カートリッジ５の下端にヒンジ接続される。前記第１防護板１１の一端には、位置決め溝１１０が形成される。前記位置決め溝１１０の両側には、それぞれ位置決め孔１１１が形成される。前記第１防護板１１の表面には、複数の流体案内溝１１２が形成される。複数の前記流体案内溝１１２の間に位置する前記第１防護板１１の表面には、光反射材が塗布される。前記第２防護板１０は、一端に位置決めバー１２が固定して設けられるとともに表面に光反射材が塗布される。前記雨水収集タンク４の側壁は、中間位置に第１排水管４２が固定して設けられ、前記第１排水管４２の排水口には、電磁弁４０２が設けられる。前記電磁弁４０２の駆動電源は、ソーラ光電変換電源である。前記雨水収集タンク４の側壁は、上端位置に第２排水管４１が固定して設けられる。前記第２排水管４１は、雨水収集タンク４と内部が連通される。前記雨水収集タンク４における内部側壁の上端には、三つの第１レインシールド４０１が均等に設けられる。前記第１レインシールド４０１の上端に位置する前記雨水収集タンク４における内部側壁には、雨水センサ４３が固定して設けられる。前記雨水収集タンク４の中間には、回転軸４５が回転自在に接続される。前記回転軸４５は、上端に円周方向に沿って三つの第２レインシールド４５１が均等に固定して設けられる。
【0016】
複数の前記流体案内溝１１２の間に位置する第１防護板１１の表面に光反射材が塗布されるとともに、第２防護板１０の表面にも光反射材が塗布されるため、太陽光線が散乱したり弱くなったりする場合、第１防護板１１及び第２防護板１０に直射された太陽光は、複数回反射された後に、ソーラ熱収集カートリッジ５内のソーラ電池パネルに直射される。これにより、ソーラ電池パネルの光電変換効率が向上する。
【0017】
さらに、図４、図１０に示すように、前記回転軸４５は、中間位置にＬ字型ストッパー４５２が固定して設けられる。第２レインシールド４５１の下端に位置する前記雨水収集タンク４における内部側壁には、水位センサ４４が固定して設けられる。前記雨水収集タンク４の底部には、逃げ溝が形成される。前記回転軸４５は、逃げ溝を介して第２制御箱３内の回転モータの前記出力端に固定して接続される。前記逃げ溝内には、シーリングリングからなるシール機構４０３が設けられる。前記第１排水管４２における外側壁の一端の両側には、それぞれ固定溝４２１が形成される。前記固定溝４２１の底部には、第１接続バネ４２３が固定して設けられる。前記第１接続バネ４２３の他端には、位置決め突起４２２が固定して設けられる。前記防護部材は、防護位置及び使用位置を有する。防護部材が防護位置に位置する場合に、前記第１防護板１１の一端における位置決め溝１１０は、第２防護板１０の一端における位置決めバー１２に係合して接続され、防護部材が使用位置に位置する場合に、前記第１防護板１１の一端における位置決め溝１１０は、第１排水管４２に係合して接続されるとともに、第１排水管４２の外部における位置決め突起４２２は、位置決め溝１１０の両側の位置決め孔１１１に係合して接続される。
【0018】
さらに、図５、図６に示すように、雨水が収集される場合、第２レインシールド４５１は、雨水収集タンク４における内側壁の上端の第１レインシールド４０１の正下方に位置するとともに、Ｌ字型ストッパー４５２は、第１排水管４２の排水孔に位置することにより、排水孔を封止し、雨水が第１排水管４２から流出することを防止することにより、雨水収集タンク４が雨水を収集できる。雨水が満杯になって収集する必要がなくなる場合、回転モータの駆動により第１レインシールド４０１と第２レインシールド４５１とは、ずれて形成されるため、ずれて重なる構造を形成する。第２レインシールド４５１の面積は、二つの第１レインシールド４０１の間の領域の面積よりもやや大きいことで、雨が十分に遮られ、雨水が収集されない。この場合、レインシールドにおける上方の雨水が第２排水管４１から流出するとともに、Ｌ字型ストッパー４５２は、回転モータの駆動により排水孔を遮らなくなり、電磁弁４０２は、収集された雨水を排出することが実現できる。
【0019】
また、第２制御箱３は、雨水収集タンク４内に貯蔵する雨水を加熱することができる。レインシールドが重なることにより、温水と冷水との混合により第２制御箱３内の加熱装置が動作し続けてエネルギー消費が無駄になることが回避されるとともに、収集された雨水は、ソーラ電池パネルを掃除するために使用され、加熱された雨水は被氷を溶かすために使用される。
【0020】
また、雨水センサと水位センサが同時に情報を送信する場合にのみ、第２レインシールド４５１は、第１レインシールド４０１の正下方まで回転し、雨水を収集することができる。それは、しばらく使用した後に雨水収集タンク４内に収集された雨水が水位線より下になり、外部の天気が晴れているとき、第２レインシールド４５１を第１レインシールド４０１の正下方まで回転させると、雨水収集タンク４内に収集された雨水が太陽の照射により急速に蒸発するためである。これにより、本装置は、既存のリソースを合理的かつ効果的に利用できる。
【0021】
塵埃や被氷を除去する必要がある場合、第１排水管４２の排水口に位置する電磁弁４０２が動作することにより、雨水収集タンク４に収集された雨水は、第１排水管４２に沿って流出するとともに、第１防護板１１における表面の流体案内溝１１２に沿ってソーラ熱収集カートリッジ５内のソーラ電池パネルに流入し、ソーラ電池パネル上に吸着された塵埃を取り除く。また流体案内溝１１２が幅方向に沿って複数分布するため、水流はソーラ電池パネルの縁側など洗浄されにくい場所へ流れることができる。
【0022】
さらに、図１１～図１５に示すように、ソーラ熱収集カートリッジ５の両側の清掃具５１は、球状洗浄具５１０であり、球状洗浄具５１０の両側には、それぞれ凹溝５１３が設けられる。各凹溝５１３の底部のそれぞれには、第２接続バネ５１４の一端が接続される。第２接続バネ５１４の他端には、スライダ５１５が接続される。凹溝５１３の前端の両側には、スライダ５１５が摺動可能な摺動溝が設けられる。球状洗浄具５１０の前端には、ブラシ固定具５１１が固定して設けられる。ブラシ固定具５１１の下端面には、洗浄ブラシ５１２が設けられる。ブラシ固定具５１１は、八角柱であるとともに、各稜面に光反射材が塗布される。太陽光の照射によりソーラ電池パネルの光電変換効率をさらに向上させる。前記ソーラ熱収集カートリッジ５の両内側壁には、複数の球状キャビティが形成される。前記球状洗浄具５１０は、前記球状キャビティ内に回転自由に設けられる。前記球状キャビティの内側壁には、環状溝が形成される。前記スライダ５１５は、環状溝に係合して接続される。電磁弁により排水を制御する場合、水流の作用によりソーラ熱収集カートリッジ５における両側の清掃具５１の球状洗浄具５１０は球状キャビティ内において小範囲で回転する。これにより、スライダ５１５が環状溝内において往復摺動し、球状洗浄具５１０における両側の凹溝５１３内の第２接続バネ５１４が繰り返し伸縮し、球状洗浄具５１がソーラ熱収集カートリッジ５における両側の球状キャビティ内において小範囲で揺動し、ブラシ固定具５１１が往復揺動する。これによって、洗浄ブラシ５１２の揺動効果が向上し、ソーラ電池パネルを洗浄する効果が向上する。
【0023】
本装置の角度調節具の他の部分であるシール機構、水位センサ、及び雨水センサは、従来技術であるため、省略される。
【0024】
動作の原理
使用する際に、毎日異なる時間帯の太陽光の照射角度が異なることに対応できるように第１制御箱１内の回転モータの駆動により回転盤２を回転させることができる。これにより、ソーラ熱収集カートリッジ５内のソーラ電池パネルは、太陽光線に直射され、太陽追随効果が図れる。異なる季節または異なる時間帯における太陽直射角度が異なることに対応するように、角度調節具７内の回転モータによりフェースギヤ６の回転を駆動し、フェースギヤ６により柱状ギア８の回転を駆動することにより、ソーラ熱収集カートリッジ５の鉛直方向の角度を調整する。これにより、ソーラ熱収集カートリッジ５内のソーラ電池パネル太陽光線に直射され、ソーラ電池パネルの光電変換効率が向上する。
使用する際に、毎日異なる時間帯の太陽光の照射角度が異なることに対応できるように第１制御箱１内の回転モータの駆動により回転盤２を回転させることができる。これにより、ソーラ熱収集カートリッジ５内のソーラ電池パネルは、太陽光線に直射され、太陽追随効果が図れる。異なる季節または異なる時間帯における太陽直射角度が異なることに対応するように、角度調節具７内の回転モータによりフェースギヤ６の回転を駆動し、フェースギヤ６により柱状ギア８の回転を駆動することにより、ソーラ熱収集カートリッジ５の鉛直方向の角度を調整する。これにより、ソーラ熱収集カートリッジ５内のソーラ電池パネル太陽光線に直射され、ソーラ電池パネルの光電変換効率が向上する。
【0025】
悪天候に遭遇する際に、特に雹などがソーラ電池パネルに損傷を与える際に、作業員は、第１防護板１１と第２防護板１０を引っくり返すことにより、第１防護板１１の一端に位置する位置決め溝１１０を第２防護板１０の一端に位置する位置決めバー１２に係合して接続することができる。これにより、ソーラ熱収集カートリッジ５の内部のソーラ電池パネルが保護されるため、避免ソーラ電池パネルが悪天候に遭遇する際に損傷することが防止される。
【0026】
雨が降るとき、雨水センサ４３が雨水を感知するとともに、水位センサ４４が雨水収集タンク４内の水量が水位線より下になることを感知すると、第２制御箱３内の回転モータは動作し、回転軸４５の上端の第２レインシールド４５１が全体として雨水収集タンク４における内側壁の上端にある第１レインシールド４０１の正下方に位置するように回転軸４５を一定の角度を回転させる。Ｌ字型ストッパー４５２は、丁度第１排水管４２の排水孔に位置し、排水孔を封止することができ、これにより、雨水が第１排水管４２から流出することが防止され、雨水収集タンク４が雨水を収集できるとともに、第２制御箱３が雨水収集タンク４内に貯蔵する雨水を加熱できる。そのため、収集された雨水が水位線に達して水位センサに感知されると、回転モータが駆動されて引っくり返ることにより、第１レインシールド４０１と第２レインシールド４５１とはずれて分布するため、雨水は、収集されなくなり、第２排水管４１から流出する。収集された雨水は、後にソーラ電池パネルの洗浄に使用される。また、雨水センサと水位センサが同時に情報を送信する場合にのみ、第２レインシールド４５１は、第１レインシールド４０１の正下方まで回転し、雨水を収集することができる。
【0027】
ソーラ熱収集カートリッジ５内のソーラ電池パネルがソーラを収集する必要があるとき、第１防護板１１と第２防護板１０を開き、第１防護板１１の一端の位置決め溝１１０を第１排水管４２に係合して接続する。また、第１排水管４２の外部の位置決め突起４２２は、位置決め溝１１０の押圧力を受けて第１接続バネ４２３に沿って内へ収縮することにより、第１防護板１１の一端の位置決め溝１１０が第１排水管４２に完全に係合して接続されることが確保される。位置決め突起４２２が位置決め溝１１０の両側の位置決め孔１１１に位置するとき、押圧力を受けなくなるため、第１接続バネ４２３は、元の位置に戻り、位置決め突起４２２は、位置決め孔１１１内に位置する。これにより、第１防護板１１は、外力を受けずに完全に第１排水管４２に係合して接続される。また、複数の流体案内溝１１２の間に位置する第１防護板１１の表面に光反射材が塗布されるとともに、第２防護板１０の表面にも光反射材が塗布されるため、太陽光線が散乱したり弱くなったりする場合、第１防護板１１及び第２防護板１０に直射された太陽光は、複数回反射された後に、ソーラ熱収集カートリッジ５内のソーラ電池パネルに直射される。これにより、ソーラ電池パネルの光電変換効率が向上する。
【0028】
本装置が昼夜の温度差が大きい場所や、昼夜の温度差が大きい季節にある場合、ソーラ電池パネル上に塵埃が吸着される。この場合、第１排水管４２の排水口に位置する電磁弁４０２が動作することにより、雨水収集タンク４に収集された雨水は、第１排水管４２に沿って流出するとともに、第１防護板１１における表面の流体案内溝１１２に沿ってソーラ熱収集カートリッジ５内のソーラ電池パネルに流入し、ソーラ電池パネル上に吸着された塵埃を取り除く。また流体案内溝１１２が幅方向に沿って複数分布するため、水流はソーラ電池パネルの縁側などの洗浄されにくい場所へ流れることができる。電磁弁により排水を制御する場合、水流の作用によりソーラ熱収集カートリッジ５における両側の清掃具５１の球状洗浄具５１０は球状キャビティ内において小範囲で回転する。これにより、スライダ５１５が環状溝内において往復摺動し、球状洗浄具５１０における両側の凹溝５１３内の第２接続バネ５１４が繰り返し伸縮し、球状洗浄具５１がソーラ熱収集カートリッジ５における両側の球状キャビティ内において小範囲で揺動し、ブラシ固定具５１１が往復揺動する。これによって、洗浄ブラシ５１２の揺動効果が向上し、ソーラ電池パネルを洗浄する効果が向上する。また、各稜面に光反射材が塗布されるため、太陽光の照射によりソーラ電池パネルの光電変換効率をさらに向上させることができる。また、雨水収集タンク４の下方の第２制御箱３は、雨水収集タンク４内に貯蔵される雨水を加熱することができる。これにより、雨、雪、または氷結の天候に遭遇するとき、温水は、ソーラ電池パネル上の積雪と被氷を溶かすことができるため、ソーラ電池パネルの光電変換効率がさらに向上するとともに、ソーラ電池パネルが損傷せず、ソーラ電池パネルの使用寿命が長くなる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【手続補正書】
【提出日】2020-10-23
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
太陽光を光電変換するソーラ熱収集装置であって、
第１制御箱（１）と、
前記第１制御箱（１）の上端に回転自在に接続される回転盤（２）と、
前記回転盤（２）に固定して設けられる第２制御箱（３）と、
前記第２制御箱（３）の上端に固定して設けられる雨水収集タンク（４）と、
前記回転盤（２）に固定して設けられる角度調節具（７）と、
前記角度調節具（７）の内部に固定して設けられる回転モータと、
前記回転モータの出力端に固定して設けられるフェースギヤ（６）と、
前記フェースギヤ（６）と噛み合う二つの柱状ギア（８）と、
二つの前記柱状ギア（８）の間に固定して接続される回転バー（９）と、
前記回転バー（９）に固定して接続されるソーラ熱収集カートリッジ（５）と、
回転自在に前記ソーラ熱収集カートリッジ（５）の両内側壁のそれぞれに設けられる複数の清掃具（５１）と、
前記ソーラ熱収集カートリッジ（５）の両端に設けられる防護部材と、を含み、
前記ソーラ熱収集カートリッジ（５）には、ソーラ電池パネルが設けられ、
前記防護部材は、
前記ソーラ熱収集カートリッジ（５）の上端にヒンジ接続される第１防護板（１１）と、
前記ソーラ熱収集カートリッジ（５）の下端にヒンジ接続される第２防護板（１０）と、を含み、
前記第１防護板（１１）の一端には、位置決め溝（１１０）が形成され、
前記位置決め溝（１１０）の両側には、それぞれ位置決め孔（１１１）が形成され、
前記第１防護板（１１）の表面には、複数の流体案内溝（１１２）が形成され、
複数の前記流体案内溝（１１２）の間に位置する前記第１防護板（１１）の表面には、光反射材が塗布され、
前記第２防護板（１０）は、一端に位置決めバー（１２）が固定して設けられるとともに表面に光反射材が塗布され、
前記雨水収集タンク（４）の側壁は、中間位置に第１排水管（４２）が固定して設けられるとともに上端位置に第２排水管（４１）が固定して設けられ、
前記雨水収集タンク（４）における内部側壁の上端には、三つの第１レインシールド（４０１）が均等に設けられ、
前記第１レインシールド（４０１）の上端に位置する前記雨水収集タンク（４）における内部側壁には、雨水センサ（４３）が固定して設けられ、
前記雨水収集タンク（４）の中間には、回転軸（４５）が回転自在に接続され、
前記回転軸（４５）は、上端に円周方向に沿って三つの第２レインシールド（４５１）が均等に固定して設けられるとともに中間位置にＬ字型ストッパー（４５２）が固定して設けられ、
前記第２レインシールド（４５１）の下端に位置する前記雨水収集タンク（４）における内部側壁には、水位センサ（４４）が固定して設けられ、
前記雨水収集タンク（４）の底部には、逃げ溝が形成され、
前記回転軸（４５）は、前記逃げ溝を介して前記第２制御箱（３）内の前記回転モータの前記出力端に固定して接続され、
前記逃げ溝内には、シール機構（４０３）が設けられ、
前記第１排水管（４２）における外側壁の一端の両側には、それぞれ固定溝（４２１）が形成され、
前記固定溝（４２１）の底部には、第１接続バネ（４２３）が固定して設けられ、
前記第１接続バネ（４２３）の他端には、位置決め突起（４２２）が固定して設けられ、
前記防護部材は、防護位置及び使用位置を有し、
前記防護部材が前記防護位置に位置する場合に、前記第１防護板（１１）の一端における前記位置決め溝（１１０）は、前記第２防護板（１０）の一端における前記位置決めバー（１２）に係合して接続され、
前記防護部材が前記使用位置に位置する場合に、前記第１防護板（１１）の一端における前記位置決め溝（１１０）は、前記第１排水管（４２）に係合して接続されるとともに、前記第１排水管（４２）の外部における前記位置決め突起（４２２）は、前記位置決め溝（１１０）の両側の前記位置決め孔（１１１）に係合して接続される、
ことを特徴とするソーラ熱収集装置。
第１制御箱（１）と、
前記第１制御箱（１）の上端に回転自在に接続される回転盤（２）と、
前記回転盤（２）に固定して設けられる第２制御箱（３）と、
前記第２制御箱（３）の上端に固定して設けられる雨水収集タンク（４）と、
前記回転盤（２）に固定して設けられる角度調節具（７）と、
前記角度調節具（７）の内部に固定して設けられる回転モータと、
前記回転モータの出力端に固定して設けられるフェースギヤ（６）と、
前記フェースギヤ（６）と噛み合う二つの柱状ギア（８）と、
二つの前記柱状ギア（８）の間に固定して接続される回転バー（９）と、
前記回転バー（９）に固定して接続されるソーラ熱収集カートリッジ（５）と、
回転自在に前記ソーラ熱収集カートリッジ（５）の両内側壁のそれぞれに設けられる複数の清掃具（５１）と、
前記ソーラ熱収集カートリッジ（５）の両端に設けられる防護部材と、を含み、
前記ソーラ熱収集カートリッジ（５）には、ソーラ電池パネルが設けられ、
前記防護部材は、
前記ソーラ熱収集カートリッジ（５）の上端にヒンジ接続される第１防護板（１１）と、
前記ソーラ熱収集カートリッジ（５）の下端にヒンジ接続される第２防護板（１０）と、を含み、
前記第１防護板（１１）の一端には、位置決め溝（１１０）が形成され、
前記位置決め溝（１１０）の両側には、それぞれ位置決め孔（１１１）が形成され、
前記第１防護板（１１）の表面には、複数の流体案内溝（１１２）が形成され、
複数の前記流体案内溝（１１２）の間に位置する前記第１防護板（１１）の表面には、光反射材が塗布され、
前記第２防護板（１０）は、一端に位置決めバー（１２）が固定して設けられるとともに表面に光反射材が塗布され、
前記雨水収集タンク（４）の側壁は、中間位置に第１排水管（４２）が固定して設けられるとともに上端位置に第２排水管（４１）が固定して設けられ、
前記雨水収集タンク（４）における内部側壁の上端には、三つの第１レインシールド（４０１）が均等に設けられ、
前記第１レインシールド（４０１）の上端に位置する前記雨水収集タンク（４）における内部側壁には、雨水センサ（４３）が固定して設けられ、
前記雨水収集タンク（４）の中間には、回転軸（４５）が回転自在に接続され、
前記回転軸（４５）は、上端に円周方向に沿って三つの第２レインシールド（４５１）が均等に固定して設けられるとともに中間位置にＬ字型ストッパー（４５２）が固定して設けられ、
前記第２レインシールド（４５１）の下端に位置する前記雨水収集タンク（４）における内部側壁には、水位センサ（４４）が固定して設けられ、
前記雨水収集タンク（４）の底部には、逃げ溝が形成され、
前記回転軸（４５）は、前記逃げ溝を介して前記第２制御箱（３）内の前記回転モータの前記出力端に固定して接続され、
前記逃げ溝内には、シール機構（４０３）が設けられ、
前記第１排水管（４２）における外側壁の一端の両側には、それぞれ固定溝（４２１）が形成され、
前記固定溝（４２１）の底部には、第１接続バネ（４２３）が固定して設けられ、
前記第１接続バネ（４２３）の他端には、位置決め突起（４２２）が固定して設けられ、
前記防護部材は、防護位置及び使用位置を有し、
前記防護部材が前記防護位置に位置する場合に、前記第１防護板（１１）の一端における前記位置決め溝（１１０）は、前記第２防護板（１０）の一端における前記位置決めバー（１２）に係合して接続され、
前記防護部材が前記使用位置に位置する場合に、前記第１防護板（１１）の一端における前記位置決め溝（１１０）は、前記第１排水管（４２）に係合して接続されるとともに、前記第１排水管（４２）の外部における前記位置決め突起（４２２）は、前記位置決め溝（１１０）の両側の前記位置決め孔（１１１）に係合して接続される、
ことを特徴とするソーラ熱収集装置。
【請求項2】
前記清掃具（５１）は、球状洗浄具（５１０）であり、
前記球状洗浄具（５１０）の両側には、凹溝（５１３）が形成され、
前記凹溝（５１３）内には、第２接続バネ（５１４）が接続され、
前記第２接続バネ（５１４）の他端には、スライダ（５１５）が接続され、
前記清掃具（５１）の端面には、ブラシ固定具（５１１）が固定して設けられ、
前記ブラシ固定具（５１１）の底部には、洗浄ブラシ（５１２）が設けられ、
前記ブラシ固定具（５１１）は、八角柱であるとともに、各稜面に光反射材が塗布される、
ことを特徴とする請求項１に記載のソーラ熱収集装置。
前記球状洗浄具（５１０）の両側には、凹溝（５１３）が形成され、
前記凹溝（５１３）内には、第２接続バネ（５１４）が接続され、
前記第２接続バネ（５１４）の他端には、スライダ（５１５）が接続され、
前記清掃具（５１）の端面には、ブラシ固定具（５１１）が固定して設けられ、
前記ブラシ固定具（５１１）の底部には、洗浄ブラシ（５１２）が設けられ、
前記ブラシ固定具（５１１）は、八角柱であるとともに、各稜面に光反射材が塗布される、
ことを特徴とする請求項１に記載のソーラ熱収集装置。
【請求項3】
雨水が収集される場合、前記第２レインシールド（４５１）は、前記雨水収集タンク（４）における内側壁の上端の前記第１レインシールド（４０１）の正下方に位置するとともに、前記Ｌ字型ストッパー（４５２）は、前記第１排水管（４２）の排水孔に位置することにより、前記排水孔を封止する、
ことを特徴とする請求項１に記載のソーラ熱収集装置。
ことを特徴とする請求項１に記載のソーラ熱収集装置。
【請求項4】
前記第２レインシールド（４５１）の面積は、二つの前記第１レインシールド（４０１）の間に位置する領域の面積よりも大きい、
ことを特徴とする請求項３に記載のソーラ熱収集装置。
ことを特徴とする請求項３に記載のソーラ熱収集装置。
【請求項5】
雨水が収集されない場合、前記第１レインシールド（４０１）と前記第２レインシールド（４５１）とは、ずれて重なるとともに、前記Ｌ字型ストッパー（４５２）は、前記排水孔を封止しない、
ことを特徴とする請求項４に記載のソーラ熱収集装置。
ことを特徴とする請求項４に記載のソーラ熱収集装置。
【請求項6】
前記ソーラ熱収集カートリッジ（５）の前記両内側壁には、複数の球状キャビティが形成され、
前記球状洗浄具（５１０）は、回転自在に前記球状キャビティ内に設けられ、
前記球状キャビティの内側壁には、環状溝が設けられ、
前記スライダ（５１５）は、前記環状溝に係合して接続される、
ことを特徴とする請求項２に記載のソーラ熱収集装置。
前記球状洗浄具（５１０）は、回転自在に前記球状キャビティ内に設けられ、
前記球状キャビティの内側壁には、環状溝が設けられ、
前記スライダ（５１５）は、前記環状溝に係合して接続される、
ことを特徴とする請求項２に記載のソーラ熱収集装置。