KR100406835B1 - 광 집속기의 반사경 및 흡열면 형성구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양열 에너지 이용 광 집속장치에 있어 반사경의 형성구조 및 흡열면의 형성구조에 관한 것이다.

일반적으로 광에너지 집속장치는 광학장치와 에너지 변환장치와의 합병으로 응용되는데, 이 합병은 가상적으로 태양에너지와 같은 광 에너지를 열 에너지 또는 전기 에너지로 전환시키는 모든 응용에 적용된다. 광학장치는 광 에너지를 집속하는 수 많은 장치에 적용되지만, 특히 고온을 필요로 하는 집열장치, 고효율을 요구하는 태양전지 배열(Array) 또는 모듈(Module) 등에 적용되는 것이다.

집속기의 기술적 과제는 일반적으로 비구면 광학곡면의 특수한 광학적 성질을 이용하는 것으로, 고밀도의 에너지를 일정한 크기의 흡열면에 집속시켜 고온을 생성하거나, 고광속(高光束)의 에너지를 태양전지용 반도체에 조사하여 전기에너지 변환효율을 높이고자 함에 있다. 또한 태양추적의 오차범위도 넓히도록 장치구조를 최적화함에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 2차원 광학 집속기를 사용할 경우, 특히 원통형 흡열관을 사용할 경우, 흡열장치의 형성구조상 장치의 효율을 높이기 위하여 흡열관 주위에 유리관을 사용하고 따라서 집속기의 구조상 반사면의 하부 정점부위를 절단하여야 하는데 이로 인한 광손실 또는 열손실 현상을 제거하고자 함에 있다. 따라서 집속장치의 효율을 높이며, 집속기의 광학 반사면의 오차범위를 넓혀 제조단가를 낮추며, 태양추적의 오차범위도 넓히고자 함에 있다.

또한 유리관을 사용한 진공관 형태의 흡열장치를 사용할 경우 유리관과 흡열관을 접착시켜야 하는데, 이 경우 흡열관의 신축작용으로 인한 관의 왜곡현상 또는 접합부위의 파손 등을 제거하고자 함에 있다.

Description

광 집속기의 반사경 및 흡열면 형성구조{Structures design of reflector and absorber of solar energy concentrators}

본 발명은 태양열 에너지 이용 광 집속장치에 있어 반사경의 형성구조 및 흡열면의 형성구조에 관한 것이다.

일반적으로 광에너지 집속장치는 광학장치와 에너지 변환장치와의 합병으로 응용되는데, 이 합병은 가상적으로 태양에너지와 같은 광 에너지를 열 에너지 또는 전기 에너지로 전환시키는 모든 응용에 적용된다. 광학장치는 광 에너지를 집속하는 수 많은 장치에 적용되지만, 특히 고온을 필요로 하는 집열장치, 고효율을 요구하는 인공위성의 동력판과 같은 태양전지 배열 또는 모듈(Module) 등에 적용되는 것이다.

태양열 이용기술은 잘 알려져 있으며, 특히 고온을 발생하여 동력원으로 사용하고자 하는 장치는 많이 개발되어 있다. 고온용 집속기는 사용하고자 하는 목적과 형태에 따라 여러 종류로 구분되는데, 본 발명과 관계가 있는 대표적인 것은 포물형 또는 신개선형 집속기로서, 도 1과 같은 2차원 포물선 또는 도 2와 같은 신개선(Involute)으로 구성된 여물통(Trough) 형태의 2차원 집속기가 있다. 도 1은 기본 복합포물면광집속기(Compound Parabolic Concentrator)로서, 도 2는 신개선형 복합포물면광집속기(CPC)로서 잘 알려져 있다.

광집속기를 사용할 때에 중요한 문제는 열손실을 최소화 시키는 것이다. 도 2의 경우 흡열관 주위에서 발생하는 대류 및 복사에 의한 열의 손실을 최소화하기위하여 도 3에 예시하듯이 흡열관을 유리관으로 덮는다. 이 경우 집속기의 하부 꼭지점 부위를 절단하고 제 2의 반사면을 부착시켜 광 손실을 최소화 하고 있다. 그러나 본 유리관의 흡열관에 대한 상대적인 크기 및 보조반사경의 형상과 위치의 정확성에 따라 일부의 광손실을 허용하게 된다.

광집속기와는 달리 현재 온수용(40~60℃)으로 주로 사용되고 있는 평판형 집열기 도 4는 태양에너지를 집속하지 않으나 장치가 간편하고 태양 추적도 하지 않으므로 가장 보편화 된 집열기 장치이다. 본 장치 도 3에서 태양 에너지를 받아드리는 흡열면은 일반적으로 얇은 구리판으로 되어 있고 유체(예: 물) 또는 기체(예: 공기)가 흐르는 관(예: 동관)의 표면의 반 정도를 밀착하여 덮고 경계부분을 용접하여 흡열면과 흡열판 사이에 열교환이 일어나 관 내부의 매체가 가열된다. 본 장치는 광집속기 장치와 같이 고온(>100℃)을 구할 수 없다.

이와 같은 문제를 해결하기 위한 여러 개의 발명이 창안되어 왔으며, 미국특허번호 제4,002,499호(명칭: Cylindrical Concentrators for Solar Energy)와 미국특허번호 제4,387,961호(명칭: Compound Parabolic Concentrator With Cavity for Tubular Absorbers)가 기본적인 발명의 일종이다.

이러한 발명들은 기본적으로 도 1과 도 3에 도시된 광집속기의 구조이며 상술한 고질적인 문제의 실질적인 해결책을 제공하지 못하고 있다.

상술한 종래의 광 집속 장치의 문제들을 해결하기 위하여 원통형 흡열면 주위에 특수한 광학장치 또는 흡열장치를 부착하여 장치의 집속비를 동일하게 유지함과 동시에 비교적 단순한 장치로 실질적인 광의 손실을 전혀 없게 함에 있다.

즉 본 발명의 목적을 달성하고자 하는 집속기 장치로서 흡열관과 유리관 사이의 공간의 하부에 특수한 광학장치(반사면)를 설치하거나, 또는 흡열장치로서 흡열면에 특수한 보조흡열장치를 부가함으로서 광손실을 방지하여 장치의 효율을 높이며 동시에 장치의 특성인 집속비를 동일하게 유지하고자 한다. 또한 장치의 오차한계도 넓히고자 한다.

도 1은 기본 복합포풀면광집속기(CPC)구조의 단면

도 2는 신개선형 복합포풀면광집속기(CPC)구조의 단면

도 3은 유리관을 고용할 경우 복합포풀면광집속기(CPC)의 보조반사경을 사용한 구조의 단면도

도 4는 평판형 집열기의 구조의 단면도

도 5는 유리관을 고용할 경우 본 발명에 따른 보조반사경 및 변형된 집속 기의 제 1실시예의 단면형상구조

도 6a는 유리관을 고용할 경우 본 발명에 의한 보조반사경 및 변형된 집 속기의 제 2실시예의 단면형상구조(a)

도 6b는 유리관을 고용할 경우 본 발명에 의한 보조흡열면 및 변형된 집 속기의 제 2실시예의 다른 실시예 단면형상구조(b)

도 6c는 유리관을 고용할 경우 본 발명에 의한 변형된 유리관 및 집속기 의 제 2실시예의 또다른 실시예 단면형상구조(c)

도 7은 유리관을 고용할 경우 본 발명에 의한 보조반사경 및 변형된 집속기의 제 3실시예의 단면형상구조

도 8은 유리관을 고용할 경우 본 발명에 의한 보조반사경 및 변형된 집속 기의 제 4실시예의 단면형상구조

도 9는 유리관을 고용할 경우 본 발명에 의한 보조반사경 및 변형된 집속 기의 제 5실시예의 단면형상구조

도 10a 및 도 10b는 본 발명에 따른 광집속기에 있어서 진공관이 사용 된 흡열부 제 1구조의 사시도 및 단면도

도 10c 및 도 10d는 본 발명에 따른 광집속기에 있어서 진공관이 사 용된 흡열부의 제 2구조 사시도 및 단면도

도 11a 및 도 11b는 본 발명에 따른 광집속기에 있어서 진공관이 사용 된 흡열부의 제 3구조

도 12는 유리관을 고용할 경우 본 발명에 의한 보조반사경 및 변형된 집속 기의 제 6실시예의 단면도

도 13는 본 발명에 따른 제 6실시예에 있어서 흡열관의 사시도이다.

****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명****

1 : 집속기의 광학 반사면 2 : 원통형 흡열면

3 : 유리관 3' : 변형된 유리관

10 : 보조 반사면

12, 12' : 유리관과 흡열면을 접착시킨 경계면

13, 13' : 주름상자의 양단을 용접한 접합부위

15 : 나선형 또는 주름상자형 흡열관

16 : O-Ring

20 : 박막처리된 유리관의 반사면

20' : 변형된 반사면의 하부구조

22 : V형 보조흡열면

30 : 흡열면과 유리관 사이의 공간

40, 40' : 흡열면에 부착된 보조 흡열 핀(Fin)

42 : 도립된 V자형 보조흡열핀

50 : 얇은 흡열판

60 : 타원 또는 계란형 흡열관

70 : 보조반사경

A, B : 집속기의 반사면과 유리관의 접촉점

AR : 공기

C, D : 흡열핀과 흡열관과의 접합점

E, F : 보조 흡열 핀의 끝단점

G : 흡열면과 보조흡열핀의 꼭지점과의 접촉점

H : 유리관의 최하단점

J, K : 집속기 반사면의 상단점

V : 보조반사면의 최하단점

V' : 변형된 유리관의 하부 상위 꼭지점

VC : 진공

W : 흡열판이 흡열면에 용접된 점

본 발명에 따른 광 집속기 장치와 흡열장치의 형성구조에 대하여 이하에서 첨부도면과 함께 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명에 따른 광 집속기의 형성구조에 있어 제 1실시예에 의한 반사경의 기본구조를 단면형태로 도시한 도면이다.

본 발명에 있어 제 1실시예에 의한 반사경의 구조는 2차원 포물면 또는 신개선면(Involute) 또는 기타 고차원 곡면의 복합곡면[예: 특허출원번호: 10-2000-0017991; 10-2000-0025410] 등으로 구성된다. 흡열면은 원통, 평면 또는 다른 형태로 대치할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 광 집속기에 있어 제 1실시예에 의한 반사경은 단면으로 관찰할 때 주 반사경은 2개의 2차원 반사경으로 이루어진 한 벌의 반사경(1, 1') 사이의 저측면에 원통형 흡열면(2)이 성되고 흡열면 주위에 유리관(3)이 흡열면과 동심원으로 (또는 평면흡열관을 사용할 경우 상하 대칭으로) 구성되어 있다. 유리관은 대류 및 복사에 의한 흡열면의 열손실을 최소화하기 위한 것으로 이 경우 주 반사경의 하부 꼭지부위(도 2 참조)를 절단하고 제거하여야 한다. 이것으로 인한 광손실을 최소화하기 위하여 주반사경의 2개의 절단된 원형곡면(대략 "ㅅ"형상)으로 형성된 작은 조각의 보조반사경(10)을 흡열관과 유리관 사이에 본래의 위치에 놓으므로서 본 집속기의 완전한 반사경이 형성된다. 본 보조반사경(10)의 곡면의 형상(궤적)은 광추적의 결과에 따라 변형될 수 있다. 예로서 본 곡면은 선형 또는 원형의 일부로 형성될 수 있다.

도 6a, 6b, 6c는 본 발명에 따른 광 집속기의 형성구조에 있어 제 2실시예에 의한 반사경의 기본구조를 단면형태로 도시한 도면이다.

본 발명에 있어 제 2실시예에 의한 반사경 및 흡열면의 의 구조는 제 1실시예와 동일 또는 유사한 구조로 형성된다.

도 6a에 도시된 본 발명에 따른 광 집속기에 있어 제 2실시예에 의한 반사경은 제 1실시예와 동일하나 흡열면(2)을 둘러 싼 유리관(3)의 밑 부분의 구간(AVB)의 외부표면을 반사도가 높은 소재(예; 알미늄 또는 은)로 박막처리하여 제 2의 반사면(20)으로 사용한다. 본 구조는 흡열관과 유리관 사이의 간격(30)이 좁을 때 유용하다.

제 2실시예의 다른 실시예로써, 도 6b와 같이 주반사경의 모형을 곡면 JAVBK를 일체형으로 제작하여 곡면 AVB를 유리관에 밀착시킴으로서 상술한 도 6a에서의 유리관의 AVB부분에 박막처리함을 대치할 수 있다. 구간 AB의 크기는 광추적(Ray-tracing)의 결과에 의하여 광손실이 없도록 선택하여야 한다. 만일 구조상 광손실이 발생되는 경우 제 2실시예의 다른 실시예로써 흡열관의 하부에 도 5와 유사한 장치의 보조반사경(10) 또는 도 8의 보조흡열면(42)와 유사하거나 또는 V자형(∨형, ▼형) 또는 반달형(22) 모양으로 형성된 부가된 보조흡열면(22)을 부착할 수 있다.

또는 제 2실시예의 또다른 실시예로써 도 6c와 같이 유리관의 하부측을 도 5의 꼭지 반사면(대략 "ㅅ"형상)(10)의 모형으로 절곡하여 변형(3')시키고 반사면(1)의 하단부는 도 6b와 같이 유리관의 하부 모형과 동일한 곡면으로 변형(대략 "ㅅ"형상)하여 AV'B 구간(20')을 따라 유리관(3)의 "ㅅ"형으로 변형된 하부측에 "ㅅ"형의 곡면의 반사면을 밀착시키면 광손실을 최소화 할 수 있다. 이 경우 유리관 및 반사면은 일체로 접하여 형성된다.

도 7은 본 발명에 따른 광 집속기의 형성구조에 있어 제 3실시예에 의한 반사경의 기본구조를 단면형태로 도시한 도면이고, 도 8은 상기 제 3실시예의 다른 실시예이다.

본 발명에 있어 제 3실시예에 의한 반사경 및 흡열면의 의 구조는 제 1실시예와 동일 또는 유사한 구조로 형성된다.

도 7에 도시된 본 발명에 따른 광 집속장치에 있어 제 3실시예에 의한 반사경은 제 1실시예와 동일하나, 흡열면(2)의 표면에 두 개의 흡열면과 동일한 재질(예: 구리)로 일종의 흡열 핀(40, 40')이 각 각 점 C와 D의 위치에서 절단된 반사면의 하단과 유리관이 만나는 점 E와 F를 향하여 대칭으로 뻗쳐 나와 있다. 두 핀(40, 40')의 총 길이(DB+CA)는 흡열면(2)의 원호(圓弧)구간 CD와 동일하다. 따라서 집속장치의 집속비는 본래의 집속비와 동일하게 된다. 접합점 C와 D는 각 각 흡열면(2)에 용접되어 있어 열전달 손실을 최소와 시킨다. 핀의 끝단(E, F)은 유리관(3)에 거의 접하여 있으나 유리관으로의 열전달을 방지하기 위하여 미세 간격으로 떨어져 있다.

도 8은 본 발명에 있어 제 3실시예의 다른 실시예로서 도 7에 있어서 두 개의 흡열 핀(40, 40')의 상단점(C, D)을 서로 합쳐 한 개의 도립된 "V"자형(∧형)(42)으로 형성하여 흡열관의 하단점(G)에 접하여 있다. 본 흡열핀의 끝단점(E, F)은 도 7의 경우와 동일하다. 본 장치의 경우 흡열핀의 총 길이(FG+GE)만큼 흡열면적이 흡열관 자체보다는 증가되므로 집속비는 흡열관의 표면과 흡열판의 한 쪽 면을 더한 전체면적을 기준으로하여 집속비를 정하여야 한다. 제 4실시예의 다른 실시예로 본 흡열핀(∧형)의 끝단점(E, F)을 서로 합친 "1"자형 모양의 한 개의 핀으로 형성하여 상단은 흡열관의 하단점(G)에 접합시키고 하단은 유리관의 하부정점(H)를 향하여 뻗쳐있는 구조로 형성할 수 있다.

제 4실시예의 또다른 실시예로써 도립된 3각형(▽형) 또는 직립된 "V"자형(∨형) 또는 이와 유사한 모형의 보조 흡열면(22)을 본래의 흡열관(2)의 하부에 용접하여 부착함으로서 흡열관과 유리관 사이로 손실되는 광을 포착할 수 있고 따라서 흡수된 열을 본래의 흡열면(2)에 전달될 수 있다.

도 9는 본 발명에 있어 제 4실시예로서 집속기의 반사경(1)은 도 6의 경우와 동일 또는 유사하나, 흡열장치의 구조는 평면판 집열기 도 4의 구조와 유사하다.즉 흡열관(2)의 표면의 반 이상을 얇은 흡열판(50)으로 밀착하여 덮고 경계부분(W)을 용접하여 전도에 의하여 흡열관(2)에 열을 전도하도록 형성된 장치이다. 흡열판(50)의 양단 끝은 유리관과 미세한 간격으로 떨어져 있다. 본 장치는 흡열관과 흡열판과의 접촉면에서 열전도 현상이 발생하므로 이로 인한 열손실(온도차이)이 발생할 수 있으나 평면판 집열기 기술은 잘 개발된 정립된 기술로 본 장치의 응용은 안정적이다. 집속비는 흡열판의 면적을 기준으로 하여 정하여야 한다.

도 10 내지 도 11은 본 발명의 제 5실시예로써, 열손실을 더욱 줄이기 위하여 유리관과 흡열관 사이의 공간을 진공으로 유지하여 대류 및 방사에 의한 열손실을 최소화하도록 한 것이다. 이러한 진공을 유지하기 위하여 유리관과 흡열관의 접합부위를 일종의 접착제(Sealant)로 밀봉하여야 한다. 이 경우 흡열관의 열팽창으로 인하여 접합 부위(12, 12')에서 유리관이 깨어지거나 또는 흡열관(2)이 왜곡되거나 뒤틀리는 등의 파열현상이 일어난다. 이러한 현상을 방지하기 위하여 본 흡열관(2)의 일부분에 도 10a과 같이 나선형(Spiral) 또는 주름상자(Bellow)형으로 형성된 관(15)을 용접하여 접합시키면 열팽창/수축으로 인한 관 전체의 신축현상이 나선형 관(15)에서 상쇄되므로 유리관의 양면의 접합부위(12, 12')나 또는 유리관(2) 자체의 파열현상을 방지할 수 있고 진공이 유지된다. 또는 유리관(3)의 외부에 도 10b와 같이 설치할 수 있다. 이 경우 흡열관(2)과 주름상자관(15) 사이의 압력(AR)은 주름상자관 외부의 압력(대기)과 동일하여야 하므로 유리관과 흡열관 사이에 O-Ring(16)을 사용하여 흡열관과 주름상자관 사이의 공간압력(AR)과 유리관과 흡열관 사이의 서로 다른 압력(VC)을 서로 유지하도록 하며 동시에 흡열관의 길이방향의 수축/팽창으로 인한 신축작용의 자유로움을 도모한다.

또는 도 11과 같이 유리관의 일부에 나선형 또는 주름상자(Bellow)형으로 형성된 관(15)을 접합시키면 도 10a, 10c의 경우와 동일한 효과를 구할 수 있다.

도 10a과 같이 나선형 또는 주름상자관을 흡열관과 접합할 경우 실시예 제 3, 4, 5, 6의 흡열면 장치의 구조는 나선형 구조를 고용한 일부 구간에 해당되는 보조 흡열판의 부분을 절단시켜야 한다.

첨부도면 중 도 10a와 도 10c는 사시도로 표현한 것이고, 도 10b와 도 10d는 도 10a와 도 10b를 각각 단면도로 표현한 것이다.

도 12 및 도 13은 본 발명의 제 6실시예를 도시한 것인데, 흡열관 주위에 유리관을 사용시 주반사경의 하부를 절단하여야하는 결과로 광의 손실을 최소화하기 위하여 상술한 실시예 1~5 와 같은 모형의 조정대신에 도 12에 도시한 바와 같이 원통형 흡열관(2)의 단면이 종래에 원형이었던 것을 타원형 또는 계란(Oval)형의 단면을 갖는 흡열관(60)으로 대체하면 도 5, 6b, 7, 8, 9의 경우와 같이 부착된 보조 반사경(10) 또는 보조흡열면(22) 또는 흡열핀(40, 42)을 대치할 수 있다. 본 타원형 흡열관(60)의 단면을 고찰하여 볼 때 장축은 집속기의 축방향으로 위치하여 있고 단축의 폭은 본래 설계상의 원형관의 직경과 동일하다. 본 타원형 흡열관의 하단은 유리관의 내면 하부에 미세한 간격으로 거의 접하여 있어 유리관(30)과 흡열면 하단 사이의 공간이 거의 없어 광의 손실이 거의 없게 된다. 계란형일 경우에는 단축방향의 폭이 본래의 원형관의 직경과 동일하며 장축방향의 상부는 원형관의 상부와 거의 일치하며 하부는 유리관에 거의 접촉되어 있다.

본 모형의 흡열관 양단부위는 원형이고 태양 빛을 직접 받는 중앙부분의 흡열부위는 일종의 타원형 또는 계란형으로 구성하면 도 13 본 관과 또 하나의 다른 유사한 관을 연결할 경우 일반적인 연결고리(예: Pipe fitting)를 사용할 수 있다. 도 12에서 주 반사경과 연결된 보조반사경 70은 유리관의 하부로 새어 나가는 일부의 광손실을 제거하기 위한 반사면으로 그 모형은 전술한 바와 같은 유사한 모형 즉 "V"형, "W"자형, 원의 일부 등을 사용할 수 있다. 또는 타원형이나 계란형의 일부분으로 대칭으로 형성된 모형(70)으로 대치할 수 있다.

본 발명은 중고온(80~200℃)용 태양에너지 이용 집속기에 관한 것으로 특히 2차원 집속기의 가장 중요한 문제의 하나인 열손실 문제를 해결할 수 있어 집열기 자체의 효율을 증가시킬 수 있다. 또한 집속기 장치의 열손실 및 광손실 문제로 인한 각 부품의 정밀도의 정도를 낮출 수 있고, 따라서 제작비도 절감된다. 집속기를 태양전지에 응용할 경우 집속비에 따라 반도체의 면적을 줄일 수 있어 더욱 경제적이다.

Claims (10)

1. 포물곡면으로 된 두 개의 반사면과 원통형 흡열관과 열손실을 최소화하기 위하여 원통형 흡열관를 수용하는 원통형 유리관으로 구성된 광 집속기 장치에 있어서,

   두 반사면(1, 1') 사이에 흡열관(2)을 수용한 유리관(3)을 형성시키어 유리관(3)의 저면이 두 반사면(1, 1') 사이에 노출되게 하고, 유리관(3)의 저면 내측표면에서 흡열관(2)의 저면표면사이에 두 반사면(1, 1')의 포물곡면의 연장곡면으로 이루어진 단면으로 대략 "ㅅ"형상의 보조반사경(10)을 형성시킨 광 집속기의 반사경 및 흡열관 형성구조.
2. 포물곡면으로 된 두 개의 반사면과 원통형 흡열관과 열손실을 최소화하기 위하여 원통형 흡열관를 수용하는 원통형 유리관으로 구성된 광 집속기 장치에 있어서,

   두 반사면(1, 1') 사이에 노출되는 유리관(3)의 저면부분의 외부표면을 반사도가 높은 소재(예; 알미늄 또는 은)로 박막처리하여 반사면(20)을 형성한 광 집속기의 반사경 및 흡열관 형성구조.
3. 삭제
4. 포물곡면으로 된 두 개의 반사면과 원통형 흡열관과 열손실을 최소화하기 위하여 원통형 흡열관를 수용하는 원통형 유리관으로 구성된 광 집속기 장치에 있어서,

   두 반사면(1, 1') 사이에 흡열관(2)을 수용한 유리관(3)을 형성시키어 유리관(3)의 저면이 두 반사면(1, 1') 사이에 노출되게 하고, 유리관(3)의 저면 내측표면과 흡열관(2)의 저면표면사이에 2개의 흡열핀(Fin)(40, 40')을 각 흡열핀(40, 40')의 길이방향이 두 반사면(1, 1')과 유리관(3)이 각각 접촉된 두 경계선을 향하여 연결되고, 각 흡열핀이 소정의 간격을 유지하며, 각 흡열핀의 상단은 흡열관(2)의 저면표면에 부착되고 동시에 각 흡열핀의 하단이 유리관(3)의 내부면과 미세한 간격으로 떨어지게 형성된 광 집속기의 반사경 및 흡열관 형성구조.
5. 포물곡면으로 된 두 개의 반사면과 원통형 흡열관과 열손실을 최소화하기 위하여 원통형 흡열관를 수용하는 원통형 유리관으로 구성된 광 집속기 장치에 있어서,

   두 반사면(1, 1')의 하단 사이공간에 유리관(3)의 저면이 노출되게 구성된 구조를 형성함에 있어 흡열관(2) 외측 3면을 감싸면서 흡열관(2)의 저면측 일부만을 노출하게 하면서 접착된 흡열판(50)이 형성되고 흡열판(50)의 양 끝단이 두 반사면(1, 1')와 유리관(3)이 접촉된 두 경계선을 향하여 뻗쳐있고, 동시에 유리관(3)의 내부면에 미세간격으로 떨어져 접촉되어 있지 않은 흡열핀(40, 40')의 상단과 연결된 광 집속기의 반사경 및 흡열관 형성구조.
6. 포물곡면으로 된 두 개의 반사면과 원통형 흡열관과 열손실을 최소화하기 위하여 원통형 흡열관을 수용하는 원통형 유리관으로 구성된 기본 집속기 장치에 있어서, 원통형 유리관(3)에 수용된 흡열관(2)의 일정부분을 절단하고 그 사이에 흡열관과 동질(同質)의 재질로된 나선형 또는 주름관(15)를 삽입 연결시킨 것을 특징으로 하는 광 집속기의 반사경 및 흡열관 형성구조.
7. 포물곡면으로 된 두 개의 반사면과 원통형 흡열관과 열손실을 최소화하기 위하여 원통형 흡열관를 수용하는 원통형 유리관으로 구성된 광 집속기 장치에 있어서, 원통형 흡열관(60)의 길이방향의 양단부를 제외한 태양 빛을 직접 받는 중앙부분의 흡열부위의 단면이 계란형 또는 타원형인 광 집속기의 반사경 및 흡열관 형성구조.
8. 포물곡면으로 된 두 개의 반사면과 원통형 흡열관과 열손실을 최소화하기 위하여 원통형 흡열관를 수용하는 원통형 유리관으로 구성된 광 집속기 장치에 있어서,

   두 반사면(1, 1') 사이에 노출되는 유리관(3)의 저면부분의 외부표면을 노출된 유리관(3) 저면에 두 반사면(1, 1')을 연장하여 일체형으로 곡면의 안쪽에 경면(鏡面)을 형성하여 반사면(20)을 형성한 광 집속기의 반사경 및 흡열관 형성구조.
9. 제2항 또는 제8항에 있어서, 반사면은 반사면과 일체형으로 형성된 유리관(3)부분에서 반사면과 유리관(3)의 저면이 "ㅅ"형상으로 일체로 접합된 형상으로 절곡되어 그 정점이 흡열관(2)의 저면을 지지하는 구조로 된 광 집속기의 반사경 및 흡열관 형성구조.
10. 포물곡면으로 된 두 개의 반사면과 원통형 흡열관과 원통형 흡열관을 수용하는 원통형 유리관으로 구성된 기본 집속기 장치에 있어서, 흡열관과 동질(同質)의 재질로된 주름관(15)을 원통형 흡열관(2)의 외측에 끼우되 주름관(15)의 일단을 유리관(3)에 고정하고 타단은 흡열관(2)의 소정의 부분에 고정하는 것을 특징으로 하는 광 집속기의 반사경 및 흡열관 형성구조.