KR100251489B1 - 태양열온수기의환형단면유로의튜브위치고정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파이프 안에 양단이 막힌 튜브를 삽입하여 구성된 환형 단면의 유로에 있어서 튜브를 자체 지지하고 파이프의 중앙부에 튜브의 중심을 유지시키기 위한 지지 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 헤더와 파이프 내측에 장착되어 겨울철 혹한 속에서도 동파로 인해 파손되는 것을 방지하는 실리콘 러버로 제작된 튜브를 헤더와 파이프 내측의 중앙부에 항상 위치하도록 하여 파이프와 헤더 내측에 들어있는 물이 얼더라도 부피 팽창에 따른 내압 증가를 실리콘 러버 튜브가 일시적으로 수축하여 흡수하므로써 파이프와 헤더의 파손을 방지할 수 있는 실리콘 러버 튜브의 위치 고정장치에 관한 것이다.

파이프(14)와 헤더(12) 내측에 실리콘 러브 튜브(16)를 삽입함에 있어서 "

"형상의 링을 일정한 간격으로 끼우거나 "

Description

태양열 온수기의 환형 단면 유로의 튜브 위치 고정 장치

본 발명은 파이프에 그 양단이 막힌 튜브가 삽입되어 구성된 환형 단면 유로의 튜브 위치 고정 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 헤더와 파이프 내부에 장착되어 겨울철 혹한속에서도 동파로 인해 파이프가 파손되는 것을 방지하는 실리콘 러버 튜브를 헤더와 파이브의 중앙부에 위치하도록 하여 파이프와 헤더 내부에 들어있는 물이 얼더라도 부피 팽창에 따른 내압 증가를 실리콘 러버 튜브가 일시적으로 수축되어 흡수함으로써 파이프와 헤더의 파손을 방지하는 것은 물론, 실리콘 러버 튜브가 항상 파이프와 헤더의 중앙부에 위치하므로써 고정장치와 실리콘 러버 튜브의 사이로 물이 흐를 수 있도록 하여 파이프와 헤더의 내부를 흐르는 물의 유동이 원활히 유지될 수 있도록 하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 태양열 시스템이란 태양열을 이용해 주택이나 건물의 냉난방이나 급탕을 하도록 설치하는 시스템이다.

즉 다시 말하면 기계 장치를 사용하여 태양열을 이용하는 설비형 시스템 (active system)과 건물의 구조체가 태양열 에너지를 최대한 활용할 수 있도록 설계하는 설계형 또는 자연형 시스템 (passive system)이 있다.

설비형 시스템은 태양열을 흡수하여 물이나 기타 열 전달 매체를 데우는 집열 장치와 가열돤 전달 매체를 저장하는 축열 장치, 측열 장치로부터 열 전달 매체를 난방 장치로 순환시키는 급열 장치가 있으며 외기 온도변화에 대비하여 보조 난방 장치를 설치하게 된다.

또한 설계형 시스템은 건물의 구조나 공간을 설계하는 단계에서 태양열의 이용 또는 차단을 위해 태양 에너지를 최대한 활용할 수 있도록 설계하는 방식이다.

태양열 시스템은 제1차 석유 파동 이후 주택과 건물에 본격적으로 활용하고 있으며, 특히 우리 나라에서는 연평균 일조율이 50% 이상 되므로 태양열 주택을 건립하기에 좋은 기상 여건을 갖추고 있다.

그리고 여기서 태양열 집열기란 렌즈나 오목 거울 등을 사용하지 않은 평판형 태양열 집열기로서, 열 매체가 그 내부를 흐르는 구리 등으로 제작된 집열판의 수직관 및 헤더 그리고 태양열의 집열을 위한 흡열판과 집열된 열을 보존하기 위한 유리 덮개 및 단열재 등으로 구성되어 있다.

당초에는 개인 주택용으로 사용되었으나 현재는 공장이나 공공 건물에도 보급되고 있다.

상기와 같은 시스템의 원리인 종래 태양열 온수기는 열 매체로 부동액을 사용하므로 축열조는 물을 데우기 위한 이중 탱크 방식 등 별도의 열 교환 장치를 필요로 하며 이는 부동액을 열 매체로 사용하지 않고 집열기에서 물을 직접 가열할 경우 겨울철에 수직관, 헤더 그리고 집열기와 축열조를 연결하는 파이프 등의 내부에 들어 있는 물이 기온의 강하로 인해 얼게되면 물의 결빙에 따른 부피 팽창과 이로 인한 내부의 압력 상승을 흡수할 장치가 없어 헤더나 파이프가 동파 파손되기 때문이다.

또한 물을 직접 가열하지 않고 부동액을 사용할 경우, 그 열효율이 물을 직접 가열할 경우에 비해 상당히 떨어지며 부동액의 정기적인 보충에 따른 여러 불편함도 초래하게 된다. 아울러 일반적으로 부동액은 유해하며 이로 인하여 축열조 내의 데워진 물에 대한 안정성 등에 문제가 발생될 수 있으며 부동액의 사용으로 인한 환경 오염 등도 무시할 수 없는 현안이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 헤더와 파이브 내부에 장착되어 겨울철 혹한 속에서도 동파로 인해 헤더나 파이프가 파손되는 것을 방지하는 실리콘 러버 튜브(실리콘 러버 뿐 아니라 폴리우레탄 혹은 폴리에틸렌 등 -20℃ ~ 90℃의 태양열 활용 범위 내에서 내열성과 탄력성이 입증된 재질의 부드러운 튜브면 사용가능)를 헤더와 파이프 내부의 중앙부에 항상 위치하도록 하여 파이프와 헤더 내부에 들어있는 물이 얼더라도 부피 팽창에 따른 내압 증가를 실리콘 러버 튜브가 일시적으로 수축하여 흡수함으로써 파이프와 헤더의 파손을 방지하고자 하는데 그 목적이 있는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해서 파이프(14)와 헤더(12) 내부에 실리콘 러버 튜브(16)를 삽입.고정하는데 "

"형상의 링을 일정한 간격으로 끼우거나 혹은 "

"형상의 링을 링의 돌출된 부분이 12시, 3시, 6시 그리고 9시 방향을 향하도록 일정한 간격을 두고 반복하여 설치할 수도 있으며 내경이 두 가지인 스프링 (10)을 이용할 수도 있다. 스프링을 이용할 경우, 내경이 작은 스프링(10)은 실리콘 러버 튜브(16)의 외벽을 감싸 처짐이 없도록 받쳐주고, 내경이 큰 스프링(10)은 실리콘 러버 튜브가(16)가 헤더(12)와 파이프(14)의 내부 벽면에 스프링의 탄성력으로 접촉ㆍ지지되므로써 실리콘 러버 튜브(16)가 파이프(14)나 헤더(12)의 중앙부에 위치하도록 하는 역할을 한다. 어떤 경우든 실리콘 러버 튜브(16)를 파이프(14)와 헤더(12) 내부 중앙부에 위치하도록 하여 헤더(12)와 파이프(14) 내부를 유동하는 물이 고정장치와 실리콘 러버 튜브(16) 사이의 공간을 통과하여 원활히 유동할 수 있도록 제공함에 있는 것이다.

제1도는 본 발명의 원리도.

제2도는 본 발명의 일 실시예인 태양열 온수기의 전체 외형도.

제3도는 제2도의 B-B 선 단면도.

제4도는 본 발명의 또 다른 실시예의 단면도.

제5도는 본 발명의 또 다른 실시예의 측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 스프링 12 : 헤더

14 : 파이프 16 : 실리콘 러버 튜브

18 : 유리 덮개 20 : 수직관

22 : 단열재 24 : 흡열판

첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 원리도, 제2도는 본 발명의 일 실시예인 태양열 온수기의 전체 외형도, 제3도는 제2도의 B-B 선 단면도, 제4도는 본 발명의 또 다른 실시예의 단면도, 제5도는 본 발명의 또 다른 실시예의 측면도를 도시한 것이다.

파이프(14)와 헤더(12) 내부에 실리콘 러버 튜브(16)를 삽입함에 있어서 "

"형상의 링을 일정한 간격으로 끼우거나 "

"형상의 링을 링의 돌출된 부분이 12시, 3시, 6시 그리고 9시 방향을 향하도록 일정한 간격을 두고 반복하여 설치하거나 혹은 내경이 두 가지인 스프링(10)을 이용하는데, 내경이 작은 스프링(10)은 실리콘 러버 튜브(16)의 외벽을 감싸 처짐이 없도록 받쳐주고, 내경이 큰 스프링(10)은 실리콘 러버 튜브가(16)가 헤더(12)와 파이프(14)의 내부 벽면에 스프링의 탄성력으로 접촉ㆍ지지되게 하므로써 실리콘 러버 튜브(16)의 파이프(14)나 헤더(12) 내부에서의 위치를 고정하게 되며 어떤 경우든 실리콘 러버 튜브(16)를 파이프(14)와 헤더(12) 내부 중앙부에 위치하도록 하여 헤더(12)와 파이프(14) 내부를 유동하는 물이 고정장치와 실리콘 러버 튜브(16) 사이의 공간을 통과하여 원활히 유동할 수 있도록 구성되어진 것이다.

본 발명의 작용은 다음과 같다.

헤더(12) 또는 파이프(14) 안에 양끝이 막혀 있으며 속이 빈 직경 8~10㎜크기의 실리콘 러버 튜브(16)(또는 폴리우레탄 튜브나 폴리에틸렌 튜브 등 -20℃ ~ 90℃의 태양열 활용범위 내에서 내열성과 탄력성이 입증된 재질의 부드러운 튜브)를 삽입한다.

한편, 삽입되는 실리콘 러버 튜브를 헤더(12)와 파이프(14)의 중앙부에 고정하는데 "

"형상의 링을 일정한 간격으로 끼우거나 혹은 "

"형상의 링을 링의 돌출된 부분이 12시, 3시, 6시 그리고 9시 방향을 향하도록 일정한 간격을 두고 반복하여 설치할 수도 있으며 내경이 서로 다르면서 연결된 두 형태의 스프링(10)을 이용할 수도 있다. 스프링을 이용할 경우,내경이 작은 스프링(10)은 실리콘 러버 튜브(16)의 외벽을 감싸 처짐이 없도록 받쳐주고, 내경이 큰 스프링(10)은 실리콘 러버 튜브가(16)가 헤더(12)와 파이프(14)의 내부 벽면에 스프링의 탄성력으로 접촉ㆍ지지되어 실리콘 러버 튜브가 파이프(14)나 헤더(12)의 중앙부에 위치하도록 한다.

상기 헤더(12)와 파이프(14)의 내부 고정장치와 양단이 막힌 실리콘 러버 튜브(16) 사이의 공간을 흐르는 물이 겨울철에 혹 결빙되어도 부피 팽창으로 인한 압력을 실리콘 러버 튜브(16)의 수축 작용으로 흡수할 수 있어 파이프(14)와 헤더 (12)의 파손을 방지할 수 있게 되는 것이다.

즉, 물을 직접 가열하는 태양열 온수기의 겨울철 이용과 관련하여, 혹한 속에서도 집열기 내의 물이 축열조로 자연회수 되도록 유도하며, 이 과정에서 집열판에 수직으로 다수개 설치된 수직관(20) 혹은 헤더(12)내의 물이 얼더라도 실리콘 러버 튜브(16)가 물의 부피 팽창에 따른 내압의 증가를 일시적인 수축 작용으로 흡수하여 동파하지 않도록 한 것이다.

물의 결빙이 진행되더라도 헤더(12)의 파이프(14)의 중앙에 고정 장치를 이용하여 위치 고정된 실리콘 러버 튜브(16)가 일시적으로 수축되어 내압의 상승을 흡수하므로 항상 일정한 압력이 파이프(14)와 헤더(12)의 내부 벽에 작용할 수 있도록 하는 것이다.

미설명 부호(18)는 유리덮개, (22)는 단열재,(24)은 흡열판이다.

그러므로 본 발명은 파이프와 헤더 내부 중앙부에 고정장치를 이용하여 실리콘 러버 튜브가 위치 고정됨으로써 헤더와 파이프의 내부를 흐르는 물의 흐름을 방해하지 않게 될뿐 아니라, 태양열을 이용한 온수 직접 가열식 태양열 온수기는 물론 일반 태양열 온수기에도 적용될 수 있으며, 겨울 혹한기에서도 동파되는 것을 방지함으로 인해 언제든지 누구나 마음놓고 태양열을 이용해 급탕을 할 수 있도록 하는 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 파이프(14)와 헤더(12) 내부에 실리콘 러버 튜브(16)(실리콘 러버 뿐 아니라 폴리우레탄 혹은 폴리에틸렌 등 -20℃ ~ 90℃의 태양열 활용 범위 내에서 내열성과 탄력성이 입증된 재질의 부드러운 튜브면 사용 가능)를 삽입함에 있어서, "

   

   "형상의 링을 일정한 간격으로 끼우거나 "

   

   "형상의 링을 링의 돌출된 부분이 12시, 3시, 6시 그리고 9시 방향을 향하도록 일정한 간격을 두고 반복하여 설치하거나, 내경이 길이가 두 가지인 스프링(10)을 이용하는데, 내경이 작은 스프링(10)은 실리콘 러버 튜브(16)의 외벽을 감싸 처짐이 없도록 받쳐주고, 내경이 큰 스프링 (10)은 실리콘 러버 튜브가(16)가 헤더(12)와 파이프(14)의 내부 벽면에 스프링의 탄성력으로 이용하여 접촉ㆍ지지되게 하므로써 실리콘 러버 튜브(16)의 파이프(14)나 헤더(12)내부에서의 위치를 고정하게 되며, 어떤 경우든 실리콘 러버 튜브(16)가 파이프(14)와 헤더(12) 내부 중앙부에 위치하도록 하여 헤더(12)와 파이프(14) 내부를 유동하는 물이 고정장치와 실리콘 러버 튜브(16) 사이의 공간을 통과하여 원활히 유동할 수 있도록 구성되어진 것을 특징으로 하는 태양열 온수기의 환형 단면 유로의 튜브 위치 고정 장치.
2. 제1항에 있어서; 파이프(14)나 헤더(12)의 양단에 고정 부재(30)를 부착하여 실리콘 러버 튜브(16)의 양쪽 끝을 잡아당겨 고정시키므로써 헤더(12)와 파이프 (14)의 내부를 유동하는 물이 고정 장치나 실리콘 러버 튜브(16) 사이의 공간을 원활히 통과하여 유동될 수 있도록 구성되어진 것을 특징으로 하는 태양열 온수기의 환형 단면 유로의 튜브 위치 고정 장치.

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