一种用于厨房的太阳能加热装置

技术领域

本发明涉及绿色能源技术领域，尤其涉及一种用于厨房的太阳能加热装置。

背景技术

随着国际国内能源形势的转变，传统能源的日益短缺必然导致新能源行业的快速崛起。太阳能清洁能源部分或全部取代传统能源已是必然的发展趋势，太阳能清洁能源与传统能源来比较具有供应总量巨大，洁净而安全，污染很小的优点，每年到达地球的太阳辐射能约合1300000亿吨标准煤，相当于全世界年能耗的2×104倍；阳光普照，太阳辐射可以到达地球表面任何地区。

在欧美等发达国家，太阳能光热利用的光伏产品70％放在城市的屋顶，太阳能发电直接在楼内应用，多余部分还可传到公共电网。而我国绝大部分的应用在西部、甚至是沙漠地区。现在中国已经是太阳能光伏产品的制造大国，我国也应该成为太阳能光热采集利用的大国，让没有污染的清洁能源能够普及到每一个家庭，在能源供应趋于紧张的今天，太阳能光热采集利用系统的应用和普及有其非常实际的意义。

目前我国在生活中针对太阳能的热能利用较少，在日常生活中用的较多的为太阳能热水器，太阳灶技术应用尚处于初步阶段，无法充分利用太阳热能应用到厨房。

发明内容

本发明实施例提供了一种用于厨房的太阳能加热装置，用以解决生活厨房太阳光热能利用较少的技术问题。

本发明实施例提供一种用于厨房的太阳能加热装置，包括光聚焦机构、转动盘机构、导引光机构和生活用具机构；所述光聚焦机构设置在转动盘机构上，所述转动盘机构下方连接有导引光机构，所述导引光机构的末端连接有生活用具机构。

所述转动盘机构包括转盘、齿轮盘、底座和第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端设有主动齿轮，所述主动齿轮与齿轮盘相啮合，所述转盘与齿轮盘同轴线连接，所述底座的顶部设有竖向固定设置的转轴，所述齿轮盘以及转盘的中央位置均开设有通孔，并且齿轮盘以及转盘均通过通孔与转轴转动连接，所述转轴的顶部与转盘的顶面平齐，所述转轴上下两端贯通。

所述光聚焦机构包括安装架和凸透镜，所述安装架包括U形的转动架，所述凸透镜设置在转动架内且凸透镜的水平两端与转动架转动连接，所述转动架的下端设有水平安装在转盘顶面的固定架，所述转动架与固定架之间形成夹角，所述固定架上设有用于调节凸透镜角度的角度调节机构。

所述导引光机构包括导引管和多个反射镜，所述导引管纵横向设置，且所述导引管的每个转向均为垂直拐角，所述导引光机构与转动盘机构连接处设有第一个反射镜，其余反射镜设置在导引管的垂直拐角处形成相互反射导光线路的组件，所述反射镜呈45°设置，所述导引管的输入端与转轴的底端连通，所述导引管的输出端与生活用具机构连通。

所述生活用具机构包括太阳灶，所述太阳灶的底部与导引管的输出端连通，所述导引管竖向朝上输出聚焦的太阳光，所述太阳灶上设有控制按钮，所述控制按钮与角度调节机构电连接。

其工作原理和过程如下：

在太阳光利用过程中，首先在安装调校设备时，根据当地的地理位置以及一年太阳照射的变化角度，设定凸透镜的额定角度以及转盘的转动速率，在日常应用时，按动控制按钮，角度调节机构将凸透镜调节到最佳角度，伺服电机通过主动齿轮带动齿轮盘转动，进而使得转盘带动光聚焦机构根据现在时间转动到额定的位置，凸透镜将太阳光汇聚在转轴的通孔内，反射镜将光线沿着导引管向下传输，通过导引管拐角处的反射镜将汇聚的光线转向，最终将聚焦的光线传输到太阳灶内，对太阳灶上的锅炉进行加热；在不使用加热功能时，通过按下控制按钮，角度调节机构调节凸透镜的角度，从而不对太阳光光线汇聚。

进一步的，所述夹角的角度为锐角，角度范围为30°-60°。

锐角角度的设置，减少了光聚焦机构对空间的占用。

进一步的，所述夹角的角度为钝角，角度范围为120°-150°。

钝角的设置，能够更有利于更好的利用太阳光，汇聚太阳光线。

进一步的，所述角度调节机构包括控制盒和开设在固定架上的滑槽，所述滑槽的开口朝上，所述滑槽内沿长度方向转动设有丝杠，所述丝杠的一端穿出滑槽并传动连接有第二驱动电机，所述滑槽内滑动设有滑块，所述丝杠穿过滑块并与滑块通过螺纹连接，所述滑块的顶端铰接有活动杆，所述活动杆的另一端与凸透镜铰接，所述控制盒的信号输入端与控制按钮的信号输出端连接，所述控制盒的第一信号输出端与第一驱动电机的信号输入端连接，所述控制盒的第二信号输出端与第二驱动电机的信号输入端连接。

第二驱动电机接收到控制盒的控制信号以后，带动丝杠转动，进而丝杠带动滑块在滑槽内移动，活动杆的位置也随之移动，活动杆的位置移动带动凸透镜的转动，从而实现对凸透镜角度的调节。

进一步的，所述控制盒包括计时模块、处理模块、存储模块、定位模块和电池模块，所述定位模块、电池模块、存储模块以及计时模块均与处理模块电信号连接。

计时模块计算每天的时间，处理模块用于做出逻辑运行以及信息处理，存储模块用于存储数据信息和逻辑程序，定位模块用于对该设备进行定位，电池模块用于对设备提供电能。

进一步的，所述导引光机构还包括垂直向下的导引管，所述导引管的垂直向下的输出管拐角处设有可调节反光镜，所述可调节反光镜与导引管的内壁转动连接，所述导引管外设有第三驱动电机，所述第三驱动电机的转动轴与可调节反光镜连接，所述垂直向下的导引管的末端设有照明装置。

现在我国的城市化建设正在高速发展，在大都市中，高层建筑鳞比栉次，大楼建筑越来越高，很多大楼内部为了保证光亮，白天也会采用灯光照明，造成了大量的电能浪费，大多数建筑采用采光通道的方式，但是由于楼房太高，采光通道的采光效果很差；本发明在需要进行光照明时，第三驱动电机带动可调节反光镜转动，将传输过来的光线改变方向使其向下传输，向下传输的光线被导入到照明装置内，实现太阳光照明。

进一步的，所述照明装置包括凹透镜和聚光罩，所述凹透镜设置在导引管的末端开口处，所述聚光罩的小口端设置在导引管的末端。

传输来的汇聚太阳光线被凹透镜分解为分散的光线，从而实现大范围的照明，聚光罩能够防止光线过于扩散，使得光线集中在需要照明的范围内。

进一步的，所述第一驱动电机、第二驱动电机和第三驱动电机均为伺服电机。

伺服电机的设置，方便精确控制转动的角度。

进一步的，所述主动齿轮与齿轮盘啮合处设有防护罩壳，所述防护罩壳与底座可拆卸连接。

防护罩壳能够对主动齿轮和齿轮盘起到保护作用。

进一步的，所述生活用具机构为两个且两者不同时应用。

照明装置与太阳灶不能同时应用。

综上所述，本发明的有益效果如下：

本发明通过光聚焦机构将太阳光聚集为高热光线并传输到导引管内，通过反射镜将太阳光线传输到生活用具机构处，使得方便通过太阳灶利用太阳的热能进行做饭，加热锅炉，同时可通过导引管将太阳光线传输到需要的位置充当灯光照明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，这些均在本发明的保护范围内。

图1为本发明实施例1的整体结构示意图；

图2为本发明实施例1中光聚焦机构的局部剖视示意图；

图3为本发明实施例1中导引光机构的结构示意图；

图4为本发明实施例1中照明装置的结构剖视图；

图5为本发明实施例1中转动盘机构的俯视图；

图6为本发明实施例2中光聚焦机构的局部剖视示意图。

图中零件部件及编号：1、光聚焦机构；11、转动架；12、凸透镜；13、固定架；14、滑槽；15、丝杠；16、滑块；17、第一驱动电机；18、活动杆；19、控制盒；2、转动盘机构；21、转盘；22、齿轮盘；23、底座；24、第二驱动电机；25、防护罩壳；26、转轴；27、通孔；3、导引光机构；31、导引管；32、反射镜；33、可调节反光镜；34、第三驱动电机；4、生活用具机构；41、太阳灶；42、控制按钮；43、照明装置；431、凹透镜；432、聚光罩。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。如果不冲突，本发明以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。

实施例1：

如图1-图5所示，一种用于厨房的太阳能加热装置，包括光聚焦机构1、转动盘机构2、导引光机构3和生活用具机构4；光聚焦机构1设置在转动盘机构2上，转动盘机构2下方连接有导引光机构3，导引光机构3的末端连接有生活用具机构4。

转动盘机构2包括转盘21、齿轮盘22、底座23和第一驱动电机17，第一驱动电机17的输出端设有主动齿轮，主动齿轮与齿轮盘22相啮合，主动齿轮与齿轮盘22啮合处设有防护罩壳25，防护罩壳25罩盖在啮合处上方，防护罩壳25与底座23通过螺栓可拆卸连接。防护罩壳25能够对主动齿轮和齿轮盘22起到保护作用。转盘21与齿轮盘22同轴线连接，底座23的顶部设有竖向固定设置的转轴26，齿轮盘22以及转盘21的中央位置均开设有通孔27，并且齿轮盘22以及转盘21均通过通孔27与转轴26转动连接，齿轮盘22转动设置在底座23上，转轴26的顶部与转盘21的顶面平齐，转轴26上下两端贯通。

光聚焦机构1包括安装架和凸透镜12，安装架包括呈U形的转动架11，凸透镜12设置在转动架11内且凸透镜12的水平两端与转动架11转动连接，转动架11的下端设有水平安装在转盘21顶面的固定架13，转动架11与固定架13之间形成夹角，夹角的角度为锐角，角度范围为30°-60°。本实施例选用的夹角为45°。锐角角度的设置，减少了光聚焦机构1对空间的占用。固定架13上设有用于调节凸透镜12角度的角度调节机构。

角度调节机构包括控制盒19和开设在固定架13上的滑槽14，滑槽14的开口朝上，滑槽14内沿长度方向转动设有丝杠15，丝杠15的一端穿出滑槽14并传动连接有第二驱动电机24，滑槽14内滑动设有滑块16，丝杠15穿过滑块16并与滑块16通过螺纹连接，滑块16的顶端铰接有活动杆18，活动杆18的另一端与凸透镜12铰接，控制盒19的信号输入端与控制按钮42的信号输出端连接，控制盒19的第一信号输出端与第一驱动电机17的信号输入端连接，控制盒19的第二信号输出端与第二驱动电机24的信号输入端连接。

导引光机构3包括导引管31和多个反射镜32，导引管31纵横向设置，且导引管31的每个转向均为垂直拐角，导引光机构3与转动盘机构2连接处设有第一个反射镜32，其余反射镜32设置在导引管31的垂直拐角处形成相互反射导光线路的组件，反射镜32呈45°设置，导引管31的输入端与转轴26的底端连通，导引管31的输出端与生活用具机构1连通。

生活用具机构4包括太阳灶41，太阳灶41的底部与导引管31的输出端连通，导引管31竖向朝上输出聚焦的太阳光，太阳灶41上设有控制按钮42，控制按钮42与角度调节机构电连接。

控制盒19包括计时模块、处理模块、存储模块、定位模块和电池模块，定位模块、电池模块、存储模块以及计时模块均与处理模块电信号连接。处理模块为PLC控制的单片机，电池模块为电池组，计时模块为时间继电器。

计时模块计算每天的时间，处理模块用于做出逻辑运行以及信息处理，存储模块用于存储数据信息和逻辑程序，定位模块用于对该设备进行定位，电池模块用于对设备提供电能。

导引光机构3还包括垂直向下的导引管31，导引管31的垂直向下的输出管拐角处设有可调节反光镜33，可调节反光镜33与导引管31的内壁转动连接，可调节反光镜33的镜面朝向太阳光传输来的方向，导引管31外设有第三驱动电机34，第三驱动电机34的转动轴与可调节反光镜33连接，垂直向下的导引管31的末端设有照明装置43。

照明装置43包括凹透镜431和聚光罩432，凹透镜431设置在导引管31的末端开口处，聚光罩432的小口端设置在导引管31的末端。

第一驱动电机17、第二驱动电机24和第三驱动电机34均为伺服电机。

伺服电机的设置，方便精确控制转动的角度。

生活用具机构4为两个且两者不同时应用。

照明装置43与太阳灶41不能同时应用。

其工作原理和过程如下：

在太阳光利用过程中，首先在安装调校设备时，根据当地的地理位置以及一年太阳照射的变化角度，设定凸透镜12的额定角度以及转盘21的转动速率，在日常应用时，按动控制按钮42，第二驱动电机24接收到控制盒的控制信号以后，带动丝杠15转动，进而丝杠15带动滑块16在滑槽14内移动，活动杆18的位置也随之移动，活动杆18的位置移动带动凸透镜12的转动，从而实现对凸透镜12角度的调节，角度调节机构将凸透镜12调节到最佳角度，伺服电机通过主动齿轮带动齿轮盘22转动，进而使得转盘21带动光聚焦机构1根据现在时间转动到额定的位置，凸透镜12将太阳光汇聚在转轴26的通孔27内，反射镜32将光线沿着导引管31向下传输，通过导引管31拐角处的反射镜32将汇聚的光线转向，最终将聚焦的光线传输到太阳灶41内，对太阳灶41上的锅炉进行加热；在不使用加热功能时，通过按下控制按钮42，角度调节机构调节凸透镜12的角度，从而不对太阳光光线汇聚。现在我国的城市化建设正在高速发展，在大都市中，高层建筑鳞比栉次，大楼建筑越来越高，很多大楼内部为了保证光亮，白天也会采用灯光照明，造成了大量的电能浪费，大多数建筑采用采光通道的方式，但是由于楼房太高，采光通道的采光效果很差；本发明在需要进行光照明时，第三驱动电机34带动可调节反光镜33转动，将传输过来的光线改变方向使其向下传输，向下传输的光线被导入到照明装置43内，实现太阳光照明。传输来的汇聚太阳光线被凹透镜431分解为分散的光线，从而实现大范围的照明，聚光罩432能够防止光线过于扩散，使得光线集中在需要照明的范围内。

后期可加入太阳能加热温度控制措施，通过调节凸透镜12角度，进而调节太阳光线焦点汇聚程度，从而实现加热温度的调节。

实施例2：

如图6所示，本实施与实施例1的区别在于，夹角的角度为钝角，角度范围为120°-150°。

钝角的设置，能够更有利于更好的利用太阳光，汇聚太阳光线。

实施例2其余结构及其工作原理同实施例1。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。