KR100807379B1 - 집열판 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파이프를 플레이트에 간극없이 결합하여 열효율이 우수한 집열판 및 그 제조방법을 제공함에 있다. 이러한 본 발명은 파이프들이 끼워질 수 있는 홈들을 갖는 플레이트를 성형하는 다음, 그 홈들에 납물질을 넣은 후 파이프들을 끼운 상태에서 열을 가해 용융되었다가 경화되는 납물질을 통해서 파이프들을 홈들에 빈틈없이 고정시킨 것이다. 이 때문에 파이프가 플레이트에 간극없이 결합됨으로서 파이프로의 열 전도성이 뛰어나 전반적으로 열효율이 우수한 집열판을 얻을 수 있도록 한 것이다.

집열판, 플레이트, 파이프, 열 전도성, 납, 가열, 용융, 경화

Description

집열판 및 그 제조방법{Solar Panel and Method For Manufacturing Thereof}

도1은 본 발명에 따른 집열판 제조에 사용되는 홈들을 갖는 플레이트를 나타낸 도면,

도2는 도1의 플레이트의 홈들에 납물질을 집어 넣은 상태를 나타낸 도면,

도3은 도2의 상태에서 납물질을 넣은 홈들에 제1파이프를 끼운 상태를 나타낸 도면,

도4는 도3의 상태에서 제1파이프를 끼운 플레이트에 열을 가하는 모습을 나타낸 도면,

도5는 본 발명의 방법으로 완성된 집열판의 평면도,

도6은 도5의 표시 A부분만을 나타낸 단면도,

도7은 도5에서 도면부호 70의 제2파이프를 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10:플레이트 11:홈

20:제1파이프 30:고정수단(납물질)

70:제2파이프 71:버어링부

73:버어링 구멍

본 발명은 태양에서 방출되는 빛의 복사 에너지를 흡수하여 유용한 에너지원으로 활용할 수 있도록 한 집열판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 열효율이 우수한 집열판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 집열판은 열 전도성이 우수한 구리 등으로 만들어진 평판과 관을 넓은 면적의 평판 상태로 연결하여 태양의 복사 에너지를 흡수하여 관의 내부를 흐르는 물이나 열매체 등과 같은 유체를 가열할 수 있는 구조로 이루어져 있다. 이러한 집열판을 본원 출원인은 한국 등록특허공보 등록번호 제10-0296999호로 개시한 바 있다.

상기 개시된 집열판은 파이프의 일측이 삽입될 수 있는 제1홈부와 제1홈부의 양측으로 이격하여 각각 설치된 플랜지 홈부를 갖는 제1플레이트를 성형하고, 또한 제1홈부와 대향 배치되어 파이프의 타측이 삽입될 수 있는 제2홈부와 제2홈부의 양측으로는 이격하여 각각 설치되어 플렌지 홈부에 삽입될 수 있는 플랜지를 갖는 제2플레이트를 성형한 다음, 제1홈부와 제2홈부 사이에 파이프를 배치하고 플랜지부는 플랜지 홈부에 각각 삽입하여 제1및 제2플레이트를 결합한 후, 플랜지부가 삽입되어 있는 플랜지 홈부를 일측으로 포밍하여 제1플레이트 표면상에 압착하는 과정을 거쳐 제조되는데, 그러나 압착을 하여도 파이프와 제1홈부와의 사이에는 미세하지만 간극이 형성되기 때문에, 그 간극이 형성하는 공간으로 인해서 파이프로의 열 전도성이 떨어져 전반적으로 열효율이 나쁘다는 문제가 있다.

따라서 본 발명의 목적은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 파이프를 플레이트에 간극없이 결합하여 열효율이 우수한 집열판 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 유체 유동로를 형성하는 제1파이프들; 길이를 따라 외부로 돌출되는 버어링부를 갖는 버어링 구멍들을 상기 제1파이프들과 대응하게 형성하여 상기 버어링부의 외측으로 대응하는 상기 제1파이프들을 끼움으로서 상기 제1파이프들의 양단으로 연락되게 연결되게 설치되는 제2파이프들; 일정 크기의 판상형을 이루어 태양 빛을 받아 집열하며, 일면에 상기 제2파이프들과 연락되게 연결되는 상기 제1파이프들을 끼워 배열하기 위한 다수개의 홈들을 일정 간격을 두고 형성하여 상기 홈들에 끼워진 상기 제1파이프들을 통해 흐르는 유체를 데우기 위한 플레이트; 납물질로 이루어지며, 상기 제1파이프들이 상기 홈들에 끼워지기 전에 상기 홈들에 겔 상태로 넣어져 열을 받아 용융시 상기 제1파이프들과 홈들과의 사이에서 경화됨에 의해 상기 제1파이프들을 상기 플레이트에 고정하기 위한 고정수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 제1파이프들이 끼워질 수 있는 홈들을 갖는 플레이트를 성형하는 단계; 상기 홈들의 내부에 겔상의 납물질을 넣는 단계; 상기 납물질을 넣은 홈들에 상기 제1파이프들을 끼워 상기 플레이트의 일면에 상기 제1파이프들을 배열하는 단계; 상기 홈들에 열을 가해 상기 납물질을 용융시킨 후 냉각하여 상기 제1파이프들을 상기 홈들에 고정하는 단계; 길이를 따라 외부로 돌출되는 버어링부를 갖는 버어링 구멍들을 상기 제1파이프들과 대응하게 형성하여 상기 버어링부의 외측으로 상기 제1파이프들을 끼움으로서 상기 제1파이프들의 양단으로는 상기 제1파이프들과 연락되게 연결되는 제2파이프들을 설치하기 위한 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 및 장점 그리고 다른 특징은 첨부 도면을 참조한 아래의 설명으로 부터 명백할 것이다.

삭제

삭제

삭제

삭제

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명에 따른 집열판 제조에 사용되는 홈들을 갖는 플레이트를 나타낸 도면, 도2는 도1의 플레이트의 홈들에 납물질을 집어 넣은 상태를 나타낸 도면, 도3은 도2의 상태에서 납물질을 넣은 홈들에 제1파이프를 끼운 상태를 나타낸 도면, 도4는 도3의 상태에서 제1파이프를 끼운 플레이트에 열을 가하는 모습을 나타낸 도면이다.

도1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 집열판의 제조는 플레이트(10)를 성형하는 단계로부터 시작된다. 열 전도성이 뛰어난 구리 등으로 만들어진 평판을 포밍머신으로 작업하여 상기 플레이트(10)를 성형한다. 상기 플레이트(10)에는 그 플레이트(10) 상에서 유체 이동로를 형성하는 상기 플레이트(10)와 동일 재질의 제 1파이프(20)를 끼울 수 있는, 대략 반원형 모양의 홈들(11)이 서로 일정 간격을 두고 형성되도록 한다. 상기 홈들(11)의 단면 모양은 상기 제1파이프(20)의 단면 모양에 맞추어 성형된다. 예컨대, 4각 단면의 파이프(20)를 사용하는 경우에는 그 모양에 맞추어 상기 홈들(11)을 형성하면 된다.

그런 다음 도2에 도시된 바와 같이, 상기 플레이트(10)에 상기 제1파이프들(20)을 고정하기 위한 고정수단을 형성하는 납물질(30)을 상기 홈들(11)의 내부에 집어 넣는다. 바람직하게는 겔상태의 납물질(30)을 상기 홈들(11)의 내부에 일정량 집어 넣는다. 참고로 납의 녹는온도는 327.5℃이고, 구리의 녹는온도는 1084℃이다.

이후 도3에 도시된 바와 같이, 상기 납물질(30)을 넣은 홈들(11)에 상기 제1파이프들(20)을 끼워 상기 플레이트(10)의 일면에 상기 제1파이프들(20)을 배열한 다음, 도4에 도시된 바와 같이 상기 홈들(11)에 열을 가해 상기 납물질(30)을 녹여 상기 제1파이프들(20)을 상기 홈들(11)에 고정시킨다. 열은 상기 홈들(11)의 아래에서 바로 가해짐이 바람직하나, 상기 제1파이프들(20)을 끼운 플레이트(10)를 컨베이어(50)로 이송할 경우에는 상기 홈들(11)의 위에서 가해진다. 열은 전열선을 갖는 전기 히터(40)를 통해서 가해진다. 가해지는 열의 온도는 상기 납물질(30)이 녹는 온도 이상이면 될 것이나, 가열로 인한 상기 플레이트(10)의 변화로 차후 쉽게 부식될 염려가 있기 때문에, 가급적 430∼450℃의 범위 안에서 이루어짐이 바람직하다.

이처럼 상기 납물질(30)이 용융되면 유동성을 갖기 때문에 상기 제1파이 프(20)와 홈들(11)의 사이를 빈틈없이 채울 것이고, 그 상태로 공냉, 수냉 또는 자연냉각 중 어느하나로 냉각하면 상기 납물질(30)이 딱딱하게 경화됨으로서, 상기 제1파이프(20)가 상기 홈들(11)과의 사이에 빈틈없이 상기 플레이트(10)에 고정된다.

이러한 과정으로 집열판을 만들면, 기존과는 달리 상기 제1파이프(20)와 홈들(11)과의 사이에는 간극, 즉 빈틈이 전연 없기 때문에, 상기 제1파이프(20)로의 열 전도성이 뛰어나 전반적으로 열효율이 좋아지게 된다.

도5는 본 발명의 방법으로 완성된 집열판의 평면도, 도6은 도5의 표시 A부분만을 나타낸 단면도, 도7은 도5에서 도면부호 70의 제2파이프를 나타낸 도면이다.

도5에 도시된 바와 같이, 앞에서 설명한 과정으로 집열판을 제작한 후 필요한 경우에는 제1파이프들(20)의 양단에 제2파이프들(70)을 연락되게 연결하여 제1파이프(20)에서 가열된 유체를 필요한 곳으로 보내고 다시 공급받을 수 있도록 하면 된다. 물론 경우에 따라서는 제1파이프들(20)을 직접 필요한 곳까지 연결할 수 있도록 하거나 아니면 이웃하는 제1파이프들(20)의 끝단을 순서대로 모두 연결하여 양측 가장자리의 제1파이프(20)에 다른 파이프를 연결할 수 있도록 구성하여도 된다.

도6 및 도7에 도시된 바와 같이, 상기 제2파이프들(70)은 길이를 따라 외부로 돌출되는 버어링부(71)를 갖는 버어링 구멍들(73)을 상기 제1파이프들(20)과 대응하게 형성하여 상기 버어링부(71)의 외측으로 상기 제1파이프들(20)을 끼움으로서 연락되게 연결됨이 바람직하다. 상기 버어링부(71)는 상기 버어링 구멍들(73)을 상기 제2파이프들(70)의 안에서 밖으로 천공할 때에 형성된다. 이러한 상기 버어링부(71)는 상기 제1파이프들(20)을 끼울 수 있는 장소를 마련하면서 지지하는 역할을 하며, 상기 버어링부(71)에 끼워져 상기 제2파이프들(70)에 결합된 상기 제1파이프들(20)은 저온용접을 통해서 상기 제2파이프들(70)에 견고히 고정된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 파이프가 플레이트에 간극없이 결합됨으로서 파이프로의 열 전도성이 뛰어나 전반적으로 열효율이 우수한 집열판을 얻을 수 있도록 한 효과가 있다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 유체 유동로를 형성하는 제1파이프들;

   길이를 따라 외부로 돌출되는 버어링부를 갖는 버어링 구멍들을 상기 제1파이프들과 대응하게 형성하여 상기 버어링부의 외측으로 대응하는 상기 제1파이프들을 끼움으로서 상기 제1파이프들의 양단으로 연락되게 연결되게 설치되는 제2파이프들;

   일정 크기의 판상형을 이루어 태양 빛을 받아 집열하며, 일면에 상기 제2파이프들과 연락되게 연결되는 상기 제1파이프들을 끼워 배열하기 위한 다수개의 홈들을 일정 간격을 두고 형성하여 상기 홈들에 끼워진 상기 제1파이프들을 통해 흐르는 유체를 데우기 위한 플레이트; 및

   납물질로 이루어지며, 상기 제1파이프들이 상기 홈들에 끼워지기 전에 상기 홈들에 겔 상태로 넣어져 열을 받아 용융시 상기 제1파이프들과 홈들과의 사이에서 경화됨에 의해 상기 제1파이프들을 상기 플레이트에 고정하기 위한 고정수단을 포함하는 집열판.
3. 삭제
4. 제1파이프들이 끼워질 수 있는 홈들을 갖는 플레이트를 성형하는 단계;

   상기 홈들의 내부에 겔상의 납물질을 넣는 단계;

   상기 납물질을 넣은 홈들에 상기 제1파이프들을 끼워 상기 플레이트의 일면에 상기 제1파이프들을 배열하는 단계;

   상기 홈들에 열을 가해 상기 납물질을 용융시킨 후 냉각하여 상기 제1파이프들을 상기 홈들에 고정하는 단계;및

   길이를 따라 외부로 돌출되는 버어링부를 갖는 버어링 구멍들을 상기 제1파이프들과 대응하게 형성하여 상기 버어링부의 외측으로 상기 제1파이프들을 끼움으로서 상기 제1파이프들의 양단으로는 상기 제1파이프들과 연락되게 연결되는 제2파이프들을 설치하기 위한 단계를 포함하는 집열판 제조방법.

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