KR100512809B1 - Solar heat collectors using full-glassed u type vacuum pipe with annulus sealing device - Google Patents

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KR100512809B1
KR100512809B1 KR10-2004-0079424A KR20040079424A KR100512809B1 KR 100512809 B1 KR100512809 B1 KR 100512809B1 KR 20040079424 A KR20040079424 A KR 20040079424A KR 100512809 B1 KR100512809 B1 KR 100512809B1
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Abstract

본 발명은 밀봉 장치(3)인 주름관이 형성된 유리식 진공 파이프 2개를 이용하여 태양열을 집열함에 있어 그 내측으로 열전도성이 좋은 금속관을 각각 관통시키고, 각 금속관의 하단부는 단열재(15)로 피복된 신축성 있는 주름관으로 연결하여 "U"자형 유로(11)를 형성하되, 일측 상단은 축열조(7a) 내측의 냉수가 유입되도록 축열조(7a)의 바닥면에 근접하도록 위치시키고, 다른 일측 상단은 축열조(7a)의 바닥면으로부터 멀리 떨어져 축열조(7a) 내에서의 온수가 위치되는 부위에 위치시켜 유리 파이프 내측에 충진된 부동액이 태양열 에너지에 의해 가열되어 축열조에서 유입된 냉수가 가열되어 온수로 변해 축열조로 다시 유입이 될 수 있도록 구성되어진 것을 특징으로 하는 고리형으로 밀봉장치가 형성된 완전 유리식 "U"자형 진공 파이프의 태양열 집열기에 관한 것이다.The present invention penetrates the metal tubes having good thermal conductivity to the inside of the solar heat collector by using two glass vacuum pipes formed with corrugated pipes, which are sealing devices 3, and the lower end of each metal pipe is covered with a heat insulating material 15. Connected with an elastic corrugated pipe to form a "U" -shaped flow path 11, the upper end of one side is positioned so as to be close to the bottom surface of the heat storage tank (7a) so that the cold water inside the heat storage tank (7a), the other top of the heat storage tank ( It is located far from the bottom of 7a) at the location where hot water in the heat storage tank 7a is located, and the antifreeze filled inside the glass pipe is heated by solar energy, and the cold water introduced from the heat storage tank is heated to turn into hot water. To the solar collector of a fully glass "U" shaped vacuum pipe with an annular seal, which is configured to be re-flowed It is about.

Description

고리형으로 밀봉장치가 형성된 완전 유리식 "U"자형 진공 파이프의 태양열 집열기 {SOLAR HEAT COLLECTORS USING FULL-GLASSED U TYPE VACUUM PIPE WITH ANNULUS SEALING DEVICE} SOLAR HEAT COLLECTORS USING FULL-GLASSED U TYPE VACUUM PIPE WITH ANNULUS SEALING DEVICE}

본 발명은 고리형으로 밀봉장치가 형성된 완전 유리식 "U"자형 진공 파이프의 태양열 집열기에 관한 것으로서, 더 상세하게는 외측 표면으로 일정한 두께로 특수 코팅된 직경이 작은 유리 파이프를 안쪽에 그리고 직경이 큰 파이프를 바깥쪽에 진공으로 격리되면서 그 양단을 접속 밀봉시키고, 안쪽 유리 파이프와 바깥쪽 유리 파이프 간의 상이한 열적 팽창으로 인한 문제점을 바깥쪽 파이프의 일부를 그 외주연을 따라 절개하고 절개된 부분에 특수 설계된 금속재질의 주름관을 결합 장착함으로서 겨울철의 동파 방지는 물론 태양열 이용의 효율성과 적용성을 극대화할 수 있으면서 열적 성능 뿐 아니라 태양열 이용의 편의성 및 경제성을 극대화 할 수 있도록 하는 태양열 집열 장치의 구조에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a solar collector of an all-glass “U” shaped vacuum pipe with an annular sealing device, more specifically a small diameter glass pipe specially coated with a constant thickness to the outer surface inside and large diameter. The pipe is vacuum-insulated on the outside and sealed at both ends, and the problem caused by the different thermal expansion between the inner glass pipe and the outer glass pipe is cut in part of the outer pipe along its outer circumference and specially designed to the incision. It is related to the structure of the solar heat collecting device which can maximize the efficiency and applicability of solar heat as well as thermal efficiency while maximizing the efficiency and applicability of solar heat by combining the corrugated pipe of metal material in winter. .

일반적으로 태양열을 이용하기 위한 태양열 집열기는 외형적인 구조와 적용성을 고려하여 크게 두 가지로 평판형과 진공관형 태양열 집열기로 구분된다.In general, solar collectors for solar use are classified into two types of flat panel and vacuum tube solar collectors in consideration of their external structure and applicability.

종래에 가장 널리 보급된 평판형 태양열 집열기는 사각형 모양의 평판 형태로 구성된 것으로 도 1에서와 같이 구리나 알루미늄 등으로 제작된 얇은 금속판에 태양광선을 최대한 흡수할 수 있게 표면을 특수 화공처리한 집열판(31)을 형성하고 이 집열판(31)의 일측 표면에 동재질의 다수의 가는 지관(32)(32')을 일정간격으로 용접시켜서 사각 틀체 내에 삽입시키고 투명덮개를 씌워서 제작하였다.The most widely used flat panel solar collector is a rectangular flat plate, and a heat collecting plate having a special chemical treatment on the surface of the thin metal plate made of copper or aluminum as shown in FIG. 31) was formed and welded to the surface of one side of the heat collecting plate 31, a plurality of thin paper tubes 32 (32 ') of the same material at regular intervals, inserted into a rectangular frame and covered with a transparent cover.

상기와 같은 평판형 태양열 집열기(P)는 태양광선이 일차적으로 집열판(31)을 가열시키고 가열된 집열판(31)으로부터 지관(32)(32') 내부에 열전달매체(또는 물)가 열에너지를 전달받아 상단의 본관(33)에서 합류하여 축열조(34)나 열교환기로 흐르는 것이다.In the flat solar collector P as described above, a solar heat beam primarily heats the heat collecting plate 31, and a heat transfer medium (or water) transfers heat energy from the heated heat collecting plate 31 to the inside of the branch pipes 32 and 32 ′. Receives to join in the main building 33 of the upper flows to the heat storage tank 34 or heat exchanger.

상기 평판형 집열기(P)는 물을 직접 집열기에서 가열하여 이용하는 경우도 있지만 동절기 혹한기가 존재하는 지역에서는 물보다는 부동액을 열매체로 사용하여 집열기를 통과하면서 가열된 부동액이 이차적으로 물을 가열시키는 방식을 적용하고 있다.The plate-type collector P may be used by directly heating water in the collector, but in an area where the cold weather is present, an antifreeze is used as a heat medium rather than water, and the antifreeze heated while passing through the collector heats the water secondarily. It is applied.

상기 평판형 집열기(P)는 주로 낮은 온도범위 즉, 80℃ 이하의 태양열을 이용하고 있으며 집열판(31)의 상부에 투명덮개를 사용함에도 집열판(31)으로부터 대류현상에 의해 외부로 열손실이 많이 발생하여 집열효율이 약 50% 이하로 떨어지는 등 문제점이 있었다.The flat plate collector P mainly uses solar heat of a low temperature range, that is, 80 ° C. or less, and heat loss from the heat collecting plate 31 to the outside due to convection from the heat collecting plate 31 is large. There was a problem such that the heat collection efficiency drops to about 50% or less.

그리고 진공관형 태양열 집열기(V)는 유리튜브 형상을 하고 있으며 태양열 집열 표면과 접하는 폐쇄된 공간을 진공처리하여 대류에 의한 열손실을 차단시킬 수 있게한 것으로, 도 2의 (a),(b)에서와 같이 하나의 유리튜브를 사용하는 방법과 두 개의 유리튜브를 이중진공관의 형태로 사용하는 방법이 있다.In addition, the vacuum tube solar collector V has a glass tube shape and is capable of blocking heat loss due to convection by vacuuming a closed space in contact with the solar collector surface. FIGS. 2A and 2B. As in, there is a method using one glass tube and two glass tubes in the form of a double vacuum tube.

하나의 유리튜브를 사용하는 방법은 유리튜브(41)의 내부에 집열판(43)이 장착된 히트파이프(42)를 삽입시키고 유리튜브(41)의 상단으로 히트파이프(42)를 돌출 설치시킨 상태에서 금속재질의 마개(44)로 밀폐시키고 그 내부를 진공처리하여 집열판(43) 표면에서 집열된 태양열을 대류에 의한 외부로의 열손실을 차단시키는 것이다.In the method of using one glass tube, a heat pipe 42 having a heat collecting plate 43 mounted therein is inserted into the glass tube 41, and the heat pipe 42 is protruded and installed at an upper end of the glass tube 41. In the metal stopper 44 is sealed and the inside of the vacuum treatment to prevent the heat loss to the outside due to convection solar heat collected from the heat collecting plate 43 surface.

상기와 같은 형태의 진공관형 태양열 집열기(V)는 유리튜브(41)의 상단을 금속재질의 마개(44)로 밀봉시킴에 있어 유리와 금속의 접합문제로 인하여 상당히 복잡한 공정이 요구되며 이로 인한 내구성 및 경제성의 문제가 있었다.Vacuum tube solar collector (V) of the type described above requires a fairly complicated process due to the glass and metal bonding problem in sealing the upper end of the glass tube 41 with a metal stopper 44, resulting in durability And economics.

또한 두 개의 유리튜브를 이중진공관의 형태로 사용하는 방법의 진공관형 태양열 집열기(V)는 외부튜브(45)와 태양열 집열을 위해 특수표면 처리된 집열튜브(46)사이를 진공으로 처리한 유리제 이중관을 형성하고 집열튜브(46)의 내측으로 열매체(액체,물 등)을 채우고 이중관의 상부를 단열마개(47)로 밀봉시켜 집열튜브(46) 내측에 채워진 열매체를 가열시켜 열에너지를 순환시키는 방식으로 외부튜브(45)와 집열튜브(46) 사이를 진공으로 처리하여 공기의 대류에 의한 외부로의 열손실을 차단시켰다.In addition, the vacuum tube-type solar collector (V), which uses two glass tubes in the form of a double vacuum tube, is a glass double tube vacuum-treated between the outer tube 45 and a special surface-treated collector tube 46 for solar heat collection. To form a heat medium (liquid, water, etc.) inside the heat collecting tube 46 and seal the upper portion of the double tube with a heat insulating plug 47 to heat the heat medium filled inside the heat collecting tube 46 to circulate heat energy. The vacuum between the outer tube 45 and the collecting tube 46 was vacuumed to block heat loss to the outside due to convection of air.

상기의 방식은 집열기 본체의 제작에는 문제가 없으나 열매체(물)를 집열튜브(46) 내에 직접 채워서 가열하면 동절기, 혹한기의 동파 문제와 태양열에 의해 가열된 집열튜브(46) 내에 물이 갑자기 유입되면 열응력에 의해 집열튜브(46)가 열쇼크 현상이 발생하여 파손되는 문제가 있으며 또한 외부튜브(45)와 집열튜브(46)의 재질이 유리제로 제작되어 축열조와 직접 접속되어 있어 튜브중 어느 하나가 파손되면 축열조의 물이 파손된 튜브로 누수되는 위험성이 있다. 또한, 이 방식은 직접 물을 집열튜브(46) 내에서 가열하므로 물의 열용량이 큰 관계로 집열튜브(46)의 크기를 증가시켜 집열면적을 확대시킬 수 없는 설계상의 문제를 가지고 있었다.The above method does not have a problem in the production of the collector body, but if the heating medium (water) is filled directly into the heat collecting tube 46 and heated, if the water suddenly flows into the heat collecting tube 46 heated by winter heat and cold weather and solar heat There is a problem that the heat collecting phenomenon of the heat collecting tube 46 is damaged due to thermal stress, and the material of the outer tube 45 and the heat collecting tube 46 is made of glass and is directly connected to the heat storage tank. If there is a risk that water in the heat storage tank leaks into the broken tube. In addition, since this method directly heats the water in the heat collecting tube 46, the heat capacity of the water has a large design problem in that the size of the heat collecting tube 46 is not increased to increase the heat collecting area.

상기와 같은 문제점을 보완하기 위하여 근래에는 도 3의(a)(b)경우와 같이 유리제 이중관을 사용하여 태양열을 집열하고 있다.In order to supplement the above problems, the solar heat is collected by using a glass double tube as in the case of FIG. 3 (a) and (b).

도 3의 (a)와 (b)의 경우 집열튜브(46) 내에 구리판(48)를 말아서 집열튜브(46)의 내면에 밀착하여 삽입한 후 "U"자형의 구리관(42')이나 히트 파이프(42)를 집열튜브(46)와 삽입된 구리판(48) 사이에 끼워넣는 방식을 적용하고 있다. In the case of FIGS. 3A and 3B, the copper plate 48 is rolled into the collecting tube 46 and inserted into and adhered to the inner surface of the collecting tube 46. Then, the “U” shaped copper tube 42 ′ or heat is inserted into the collecting tube 46. The method in which the pipe 42 is sandwiched between the collecting tube 46 and the inserted copper plate 48 is applied.

상기 (a),(b)와 같이 구리판(48)을 삽입하는 방식은 시스템 이용의 복잡성과 함께 제작비용의 증가 및 구리판(48)과 "U"자형구리관(42') 또는 히트 파이프(42) 사이의 접촉불량으로 인한 열저항의 증가와 이로 인한 집열효율이 저하되는 문제가 있었다.Inserting the copper plate 48 as shown in (a) and (b) increases the manufacturing cost with the complexity of using the system and the copper plate 48 and the "U" copper pipe 42 'or the heat pipe 42. There was a problem that the heat resistance is increased due to poor contact between the) and the heat collection efficiency is reduced thereby.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 안쪽 유리 파이프 내부 표면에 부동액이나 다양한 장치(코팅을 형성)를 효율적으로 적용하므로써 겨울철 동파에 관하여 염려할 필요가 없으며 히트 파이프의 제작이나 구리판 혹은 "U"형의 구리관을 집열 튜브 내에 삽입·밀착시키는 번거로움을 제거함은 물론 집열 튜브 내의 부동액이 집열 튜브의 가열과 함께 직접적으로 데워지므로 열저항을 극소화할 수 있을 뿐 아니라 열매체인 부동액과 궁극적으로 태양열에너지를 이용 가열하고자 하는 유체(물 등)가 물리적으로 분리되어 있으므로 열쇼크가 발생하지 않으며 설사 집열 튜브가 일부 파손된다 하더라도 시스템 전체에 그 영향이 크게 작용하지 않도록 하여 열저항의 증가와 집열 효율의 저하를 극복할 수 있도록 하는데 그 목적이 있는 것이다.The present invention has been made to solve such a conventional problem, and by effectively applying an antifreeze or various devices (coating) to the inner surface of the inner glass pipe, there is no need to worry about freezing in winter, the production of heat pipe or copper plate Alternatively, it eliminates the hassle of inserting and adhering the “U” type copper tube into the collecting tube, and the antifreeze in the collecting tube is heated directly with the heating of the collecting tube, thereby minimizing thermal resistance and Ultimately, since the fluid (water, etc.) to be heated using solar energy is physically separated, no heat shock occurs, and even if the heat collecting tube is partially damaged, the effect of the heat resistance is increased so that the whole system does not have a significant effect. To overcome the degradation of the heat collection efficiency There is a purpose.

상기 목적을 달성하기 위해 수직으로 일정한 길이를 갖으면서 중앙에 중공부가 형성되며 일체형으로 연결되면서 일정한 간격으로 격리된 내측면 유리파이프의 외측 표면에 일정한 두께를 갖는 코팅부를 형성하고, 외측면 유리 파이프에는 고리 형상으로 일정한 길이가 절개되고, 상기 절개된 부분에 신축성을 갖는 주름관을 결합 장착하는 것으로 구성되어진 것을 제공함으로써 겨울철의 동파 방지는 물론 태양열 이용의 효율성과 적용성을 극대화할 수 있는 태양열 집열 장치에 관한 것이다. In order to achieve the above object, a hollow portion is formed at the center while having a vertically constant length, and a coating portion having a constant thickness is formed on the outer surface of the inner glass pipe which is integrally connected and separated at regular intervals. In the solar heat collecting device that can be cut to a certain length in a ring shape, and configured to combine the elastic corrugated pipe with the cut portion to prevent freezing during winter and maximize the efficiency and applicability of solar heat. It is about.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the configuration and operation of the present invention in detail with reference to the accompanying drawings as follows.

도 4는 본 발명 주름관이 형성된 유리식 진공 파이프를 "U"자형 유로에 결합 상태의 전체 구성도이다.4 is an overall configuration diagram of a glass vacuum pipe having a corrugated pipe of the present invention bonded to a “U” -shaped flow path.

밀봉 장치(3)인 주름관이 형성된 유리식 진공 파이프 2개를 이용하여 태양열을 집열함에 있어 그 내측으로 열전도성이 좋은 금속관을 각각 관통시키고, 각 금속관의 하단부는 단열재(15)로 피복된 신축성 있는 주름관으로 연결하여 "U"자형 유로(11)를 형성하되, 일측 상단은 축열조(7a) 내측의 냉수가 유입되도록 축열조(7a)의 바닥면에 근접하도록 위치시키고, 다른 일측 상단은 축열조(7a)의 바닥면으로부터 멀리 떨어져 축열조(7a) 내에서의 온수가 위치되는 부위에 위치시켜 유리 파이프 내측에 충진된 부동액이 태양열 에너지에 의해 가열되어 축열조에서 유입된 냉수가 가열되어 온수로 변해 축열조로 다시 유입이 될 수 있도록 구성되어진 것Two glass vacuum pipes having corrugated pipes, which are sealing devices 3, are used to penetrate through the metal tubes having good thermal conductivity inside to collect solar heat, and the lower end of each metal tube is a flexible corrugated pipe coated with a heat insulator 15. Connected to form a "U" -shaped flow path 11, the upper end of one side is positioned to be close to the bottom surface of the heat storage tank (7a) so that the cold water inside the heat storage tank (7a), the other top of the heat storage tank (7a) It is located far away from the bottom and placed in the place where hot water in the heat storage tank 7a is located. The antifreeze filled inside the glass pipe is heated by solar energy, and the cold water introduced from the heat storage tank is heated to become hot water and flows back into the heat storage tank. Configured to be

본 발명의 작용은 다음과 같다.The operation of the present invention is as follows.

일조시간대에 태양에너지가 집열기에 조사되면 집열기를 구성하는 이중 유리 파이프 중 선택흡수막으로 일정한 두께를 갖도록 검정색의 특수 도색된 코팅부가 형성된 내측면 유리 파이프의 표면이 가열되어 뜨겁게 달궈지며 이로 인하여 내측면 유리 파이프 전체가 가열되게 되는데, 그 결과 내측면 유리 파이프 내부의 빈 공간에 설치된 시설물이나 충진된 열매체가 데워지게 되는 것이다.When the solar energy is irradiated to the collector during the sunshine hours, the inner surface of the glass pipe with black specially coated coating part is formed to have a constant thickness as a selective absorption film among the double glass pipes constituting the collector. The entire glass pipe is heated, which heats up the facility or the filled heat medium installed in the empty space inside the inner glass pipe.

상기 코팅은 검정색으로 도색이 되는 것이며 내측면 유리 파이프가 집열 튜브의 역할을 하게 되는 것이다. The coating is painted black and the inner side glass pipe acts as a collecting tube.

상기 시설물이나 충진된 열매체는 부동액인 것이다.The facility or filled heating medium is an antifreeze.

이 때 가열된 내측면 유리 파이프와 일체형으로 연결 형성된 외측면 유리 파이프 사이에 상당한 온도차이가 발생하게 되어도 두 유리 파이프 사이의 빈 공간이 진공 상태로 처리되어 있으므로 두 파이프간의 열적 교류는 미미하게 일어나며 따라서 외부로의 열손실도 현재 널리 보급되고 있는 평판형 태양열 집열기에 비해 50% 이상 감소하게 되는 것이다.At this time, even if a significant temperature difference occurs between the heated inner side glass pipe and the outer side glass pipe formed integrally, the heat exchange between the two pipes is insignificant since the empty space between the two glass pipes is treated in a vacuum state. The heat loss to the outside is also reduced by more than 50% compared to the current flat solar collector.

한편 내측면 유리 파이프와 외측면 유리 파이프 사이의 온도차는 두 유리 파이프가 길이 방향으로 열적 팽창을 하는 정도 차이로 인해 내측면 유리 파이프와 외측면 유리 파이프 사이에 열적 스트레스를 유발시킬 수도 있으며 이로 인하여 두 파이프가 접속되는 양단의 연결부위에 균열이 발생할 가능성이 상존하게 되는 것이다.On the other hand, the temperature difference between the inner glass pipe and the outer glass pipe may cause thermal stress between the inner glass pipe and the outer glass pipe due to the difference in thermal expansion of the two glass pipes in the longitudinal direction. The possibility of cracking at both ends of the pipe connection remains.

본 발명은 이를 억제하기 위하여 외측면 유리 파이프의 일부를 그 외주면을 따라 고리 형상으로 절개하고 절개된 부분은 특수 설계된 금속재질의 밀봉장치(3)를 외측면 유리 파이프와 일체형이 되게 융착시켜 장착하는 것이다.The present invention is to cut a portion of the outer side glass pipe in a ring shape along the outer circumferential surface in order to suppress this, and the cut portion is a specially designed sealing device (3) of the metallic material to be integrally fused and mounted to the outer side glass pipe will be.

상기 밀봉장치(3)는 주름관 형상으로 이루어져 있으며 재질은 금속제 및 수밀이 유지되도록 표면이 코팅된 합성수지인 것이다.The sealing device (3) is made of a corrugated pipe shape and the material is a synthetic resin coated with a surface so that the metal and the watertight is maintained.

이는 온도 차이에 의한 길이 방향의 열적 팽창이 같아지도록 하는데 그 목적이 있는 것이다.This aims to ensure that the thermal expansion in the longitudinal direction by the temperature difference is equal.

즉, 외측면 유리 파이프의 일부를 밀봉이 되면서 수축과 팽창이 가능한 금속 및 합성 수지의 재질로 대체하는 효과를 이룸으로써 두 유리 파이프 사이에 온도 차이가 발생하여도 길이 방향으로는 같은 정도로 수축 혹은 팽창하게 하여 내측면 유리 파이프와 외측면 유리파이프 간의 열적 스트레스를 근본적으로 제거하게 되는 것이다.In other words, by sealing a part of the outer glass pipe with a material of a metal and a synthetic resin which can shrink and expand while being sealed, even if a temperature difference occurs between the two glass pipes, it shrinks or expands to the same extent in the longitudinal direction. By doing so, the thermal stress between the inner glass pipe and the outer glass pipe is essentially eliminated.

상기와 같은 구조 및 형상을 갖는 유리 파이프를 축열조에 설치한 실시예를 들어 설명하면 도 4에 도시한 바와 같이 본 발명 밀봉장치(3)인 주름관이 형성된 유리식 진공 파이프 2개를 이용하여 태양열을 집열함에 있어 그 내측으로 열전도성이 좋은 금속관을 각각 관통시키고, 각 금속관의 하단부는 단열재(15)로 피복된 신축성 있는 주름관으로 연결하여 "U"자형 유로(11)를 형성하되, 일측 상단은 축열조(7a) 내측의 냉수가 유입되도록 축열조(7a)의 바닥면에 근접하도록 위치시키고, 다른 일측 상단은 축열조(7a)의 바닥면으로부터 멀리 떨어져 축열조(7a) 내에서의 온수가 위치되는 부위에 위치시켜 유리 파이프 내측에 충진된 부동액이 태양열 에너지에 의해 가열되어 축열조에서 유입된 냉수가 가열되어 온수로 변해 축열조로 다시 유입이 될 수 있게 축열조의 물이 자연스럽게 순환이 되는 것이다.상기 축열조(7a) 내에서는 전체적으로 냉수는 밀도가 높아 아래로 내려오고 온수는 밀도가 낮아 위로 올라가는 대류현상이 일어나며, 이때 찬물은 축열조(7a)보다 더 낮은 곳에 위치한 좌측 금속관을 통해 유로(11)로 자연스럽게 유입된다. 도 4를 참조하여 금속관 및 유로(11)는 좌측의 높은 밀도의 냉수가 위치하는 금속관에서 하부로 작용하는 압력을 받으며, 동시에 우측의 낮은 밀도의 온수가 위치하는 금속관에서 상부로 작용하는 압력을 받아, 결과적으로 금속관 및 유로(11) 내에서는 좌측에서 하부로 하강하여 유로(11)를 지나 우측 상부로 상승하는 압력을 받게 되는 것이다.금속관으로 유입된 냉수는 좌측에 있는 첫번째 진공 파이프 내에서 1차로 가열되고, 유로(11)를 지나 두번째 진공 파이프 내에서 2차로 가열되어 밀도가 낮아지면서, 상기 금속관 및 유로(11) 내에서 작용하는 압력차에 의해 축열조(7a) 상부의 온수가 위치하는 우측 금속관 단부로 밀려 올라가게 되는 것이다. 이렇게 배출된 온수는 축열조(7a) 내부의 대류현상에 의해 하부의 냉수와 혼합되면서 물을 데우게 되는 것이다.Referring to the embodiment in which the glass pipe having the structure and shape as described above is installed in the heat storage tank, solar heat is collected by using two glass vacuum pipes in which a corrugated pipe, which is the sealing device 3 of the present invention, is formed as shown in FIG. 4. The metal pipes having good thermal conductivity penetrate into the inner side, and the lower end of each metal pipe is connected to the elastic corrugated pipe covered with the heat insulating material 15 to form a "U" -shaped flow path 11, and the upper end of one side of the heat storage tank ( 7a) positioned so as to be close to the bottom surface of the heat storage tank (7a) so that the cold water from the inside, and the upper end of the other side is located away from the bottom surface of the heat storage tank (7a) in a position where the hot water in the heat storage tank (7a) is located. The antifreeze filled inside the glass pipe is heated by solar energy, and the cold water introduced from the heat storage tank is heated to be converted into hot water and regenerated into the heat storage tank. In the heat storage tank (7a), the cold water is lower in density and the condensation phenomenon of hot water is lower in density, and the hot water is lower in density than the heat storage tank (7a). It flows naturally into the flow path 11 through the left metal pipe. Referring to FIG. 4, the metal tube and the flow path 11 receive pressure acting downward from the metal tube in which the cold water of high density on the left side is located, and simultaneously receive pressure acting upward in the metal tube of the low density hot water on the right side. As a result, in the metal pipe and the flow path 11, the pressure descends from the left side to the bottom and passes through the flow path 11 and rises to the upper right side. The cold water flowing into the metal pipe flows first in the first vacuum pipe on the left side. The metal pipe and the right side metal pipe in which the hot water above the heat storage tank 7a are positioned by the pressure difference acting in the metal pipe and the flow path 11 while being heated and being heated secondly in the second vacuum pipe through the flow path 11. It is pushed to the end. The hot water thus discharged is mixed with cold water at the bottom by convection in the heat storage tank 7a to heat the water.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

그러므로 본 발명은 주름관인 밀봉 장치가 융착되어 결합된 완전 유리식 진공 유리 파이프를 이용한 태양열 집열기는 기존의 완전 유리식 진공관형 태양열 집열기에 비해 그 적용성이 상당히 월등하며, 다양한 형태로도 태양열 이용 시스템의 구성이 가능하여 태양열 이용의 효율성과 편리성을 제고 할 수 있는 효과가 있는 발명인 것이다.Therefore, in the present invention, the solar collector using the all-glass vacuum glass pipe in which the sealing device, which is a corrugated pipe, is fused and bonded, is considerably superior to the conventional all-glass vacuum tube solar collector, and has various forms of solar heat system. This is an invention that has the effect of improving the efficiency and convenience of using solar power.

도 1은 종래 평판형 태양열 집열기의 구조도1 is a structural diagram of a conventional flat solar collector

도 2의 (a)는 종래 단일 진공관형 태양열 집열기의 구조도Figure 2 (a) is a structural diagram of a conventional single vacuum tube solar collector

(b)는 종래 이중 진공관형 태양열 집열기의 구조도       (b) is a structural diagram of a conventional double vacuum tube solar collector

도 3의 (a)는 "U"자관을 이용한 이중 진공관형 태양열 집열기의 구조도Figure 3 (a) is a structural diagram of a double vacuum tube solar collector using the "U" magnetic tube

(b)는 히트파이프를 이용한 이중 진공관형 태양열 집열기의 구조도       (b) is a structural diagram of a double vacuum tube solar collector using a heat pipe

도 4는 본 발명 주름관이 형성된 유리식 진공 파이프를 "U"자형 유로에 결합 상태의 전체 구성도Figure 4 is an overall configuration of the glass vacuum pipe formed in the corrugated pipe of the present invention coupled to the "U" -shaped flow path

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

(3) : 밀봉장치 (5) : 부동액 (3): sealing device (5): antifreeze

(7a) : 축열조 (11) : "U"자형 유로 (7a): heat storage tank 11: "U" -shaped flow path

(15) : 단열재 15: insulation

Claims (1)

밀봉 장치(3)인 주름관이 형성된 유리식 진공 파이프 2개를 이용하여 태양열을 집열함에 있어 그 내측으로 열전도성이 좋은 금속관을 각각 관통시키고, 각 금속관의 하단부는 단열재(15)로 피복된 신축성 있는 주름관으로 연결하여 "U"자형 유로(11)를 형성하되, 일측 상단은 축열조(7a) 내측의 냉수가 유입되도록 축열조(7a)의 바닥면에 근접하도록 위치시키고, 다른 일측 상단은 축열조(7a)의 바닥면으로부터 멀리 떨어져 축열조(7a) 내에서의 온수가 위치되는 부위에 위치시켜 유리 파이프 내측에 충진된 부동액이 태양열 에너지에 의해 가열되어 축열조에서 유입된 냉수가 가열되어 온수로 변해 축열조로 다시 유입이 될 수 있도록 구성되어진 것을 특징으로 하는 고리형으로 밀봉장치가 형성된 완전 유리식 "U"자형 진공 파이프의 태양열 집열기.Two glass vacuum pipes with corrugated pipes, which are sealing devices 3, are used to penetrate the metal tubes having good thermal conductivity inside the solar heat collector, and the lower end of each metal tube is a flexible corrugated pipe coated with a heat insulator 15. Connected to form a "U" -shaped flow path 11, the upper end of one side is positioned to be close to the bottom surface of the heat storage tank (7a) so that the cold water inside the heat storage tank (7a), the other top of the heat storage tank (7a) It is located far away from the bottom and placed in the place where hot water in the heat storage tank 7a is located. The antifreeze filled inside the glass pipe is heated by solar energy, and the cold water introduced from the heat storage tank is heated to become hot water and flows back into the heat storage tank. A solar glass collector of an all-glass “U” shaped vacuum pipe with an annular sealing device, characterized in that it is configured to be capable of forming an air column.
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