KR100913665B1 - 공기가열 솔라셀 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기가열 솔라셀 장치에 관한 것으로, 이는 특히 환경친화적이고 값싸며, 열전 및 열효율이 좋고 제작이 간단한 찬 공기→뜨거운 공기 교환 및 솔라셀 발전 장치를 성취할 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 일정 크기의 판 상에 종횡으로 배열된 다수의 볼록렌즈부(12)가 종횡으로 배열되게 하나의 판으로 성형한 볼록가열판본체(11)와, 이 볼록가열판본체(11)가 상부에 배치되고 각기 밀폐된 적당한 내 공간에서 초점(c)을 이루어 집중하게 한 위치로 덮여져 있고 그 하부에 상기 초점(c) 거리를 벗어난 위치에 설치되어 광에너지를 전기에너지로 발전하는 솔라셀판(3)과, 찬공기유입관(22)과 열기배출관(23)이 각기 일정 방향으로 형성되어 있으며 밀폐되고 일정한 공기가열 내공간을 형성하고 있는 공기가열솔라셀본체(21)로 이뤄져 있는 공기가열 솔라셀 장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 하나의 성형물로 집광집전하는 볼록 렌즈 공기가열판에 의한 값싸고 제작이 간단한 공기가열판 장치와 함께 동시에 솔라셀에 의한 효율적인 발전을 할 수 있어 공기열과 함께 전력이 필요한 것들 등 다양한 이용을 기대할 수 있다.

열에너지, 태양 광, 집열판, 열교환기, 전기

Description

공기가열 솔라셀 장치{Convex lens heater and electrical generator device}

도1은 본 발명의 일 실시예 참고 분해 사시도

도2는 도1의 종 단면도

*도면의 주요부분에 대한 부호설명*

1. 볼록렌즈가열판

11. 볼록가열판본체

12. 볼록렌즈부

2. 공기가열 솔라셀장치

21. 공기가열 솔라셀본체

22. 찬공기유입관

23. 열기유출관

3. 솔라셀판

31. 솔라셀본체

32. 출력단

a. 찬공기

b. 열기 c. 볼록렌즈 초점선

본 발명은 공기가열 솔라셀 장치에 관한 것으로, 이는 특히 친환경적이고 값싸며, 열효율이 좋고 제작이 간단하게 될 수 있는 찬공기→열공기이 가능하고 동시에 솔라셀 발전장치를 성취할 수 있도록 한 것이다.

종래 열 역학에 의한 열교환장치는 다양한 것이 알려져 있다.

일례로, 이러한 교환장치는 화석 연료인 석유나, 석탄을 열에너지원으로 하거나, 물의 낙차를 이용한 수력 발전, 풍력, 조수 간만차이를 이용한 조력발전, 화력발전, 태양전지를 이용한 태양광 발전 등 전기를 이용한 것들 등 다양하게 알려져 있다.

그리고, 대다수가 상기 화석 연료를 이용한 기기나 장치들이 다양한 형태로 진전되어 있고, 화석 연료는 지구에서 제한된 것이므로 몇 십년 후면 고갈된다고 보고 있고, 개도국 등이 산업 경제의 발전을 위해 다량의 에너지원을 필요로 하기 때문에 화석에너지의 사용 빈도가 높아만 가고 있으며, 가격도 비싸기 때문에 화석연료를 사용하는 지역은 경제적 부담을 감당해야 하고, 연료 소비로 인한 환경 파괴도 고려하여야 하기 때문에 친환경적이지 못한 문제점을 갖고 있다.

또, 각 국은 화석 연료 대신 환경 친화적인 대체 에너지 개발에 주력하고 있으나, 비교적 값싸고 제작이 간단하며 환경 친화적인 만족할 만한 에너지 발생 기기나 열 교환 장치들을 제공하고 있지 못하고 있는 실정에 있다.

상기와 같은 실정을 감안하여 본 출원인은 2007년 12.27.자로 본 발명인에 의해 선원으로 제출된 대한민국 특허출원 10-2007-138039 호 '오목반사경 공기가열판 및 이를 이용한 공기가열 장치'와 동 특허출원 10-2008-0006821 호 '볼록렌즈 공기가열판 및 이를 이용한 공기가열장치'가 출원된 바 있으며, 이는 일정 크기의 판 상에 종/횡으로 배열된 다수의 오목반사경부를 갖는 공기가열판을 이루고 있고 이를 이용한 오목반사경 공기가열 장치를 성취하고 있다.

또, 본 출원인에 의한 후자의 경우에는 전자의 오목반사경 공기가열장치는 위에 설치된 판이 단지 투명판 덮개로 광을 투과하도록 되어 있어 열 효율 면에서 보다 증강된 공기가열 장치를 제작하는데 미흡하여 본체내의 내공기를 가열 할 때 볼록렌즈와 오목반사경에 의한 상승된 공기 가열 장치를 얻도록 하고 있다.

그러나, 상기와 같은 장치 들은 찬공기를 열공기로 변환 시키는 데는 제각기 장단점이 있을 수 있으나 공기열 발생과 동시에 전기를 일으키는 발전 장치로서의 역할을 하지 못하고 있다.

본 발명의 목적은 자연 및 환경친화적이고 값싸며, 열효율이 좋고 제작이 간단하게 될 수 있는 찬공기→열공기 교환이 가능하면서 동시에 태양광에 의한 솔라셀 발전도 가능한 공기가열 솔라셀 장치를 제공하려는 데 있다.

본 발명은 특히 일정 크기의 판 상에 종횡으로 배열된 다수의 볼록렌즈부가 종횡으로 배열되게 하나의 판으로 성형한 볼록가열판과, 이 볼록가열판은 밀폐된 적당한 내 공간에서 각기 초점을 이루어 집중하도록 한 위치로 상부에 덮여져 있고 그 하부에는 상기 초점거리를 벗어난 위치로 설치되어 광에너지를 전기에너지로 발전하는 솔라셀판과, 외측에 찬공기유입관과 열기배출관이 각기 일정 방향으로 형성되어 있으며 밀폐되고 일정한 공기가열 내공간을 형성하고 있는 공기가열솔라셀본체로 이뤄져 있는 공기가열 솔라셀 장치에 그 특징이 있다.

이하에서 이를 첨부된 도면과 함께 좀더 구체적으로 설명하여 보므로서 본 발명의 보다 상세한 특징들이 이해될 수 있을 것이다.

도1 및 도2는 본 발명의 공기가열 솔라셀 장치(2)의 일 실시예로서, 도 1은 일부 분해 사시도이며, 도 2는 도 1의 종 단면도를 각기 나타내었다.

상기 공기가열 솔라셀 장치(2)의 볼록가열판(1)은 도1 및 도2와 같이 일정 크기의 정방형판 상에 종횡으로 다수의 볼록렌즈부(12)가 종횡으로 배열되어 있고, 이것이 하나의 판으로 성형한 볼록가열판본체(11)로 이뤄져 있다.

상기 볼록가열판(1)을 이용한 공기가열 솔라셀장치(2)는 상기 볼록가열판본체(11)가 상부에 배치되고 각기 밀폐된 적당한 내 공간에서 초점(c)을 이루어 집중하도록 하게 한 위치로 덮여져 있다.

또, 그 하부에는 상기 초점(c) 거리를 벗어난 위치에서 광에너지를 전기에너지로 발전하는 솔라셀판(3)이 배치되어 있고, 이는 다수의 솔라셀이 집적되어 있는 솔라셀판본체(31)를 이루고 있으며, 이 솔라셀판본체(31)에는 외부로 전기를 출력하는 출력단(32)이 형성되어 있다.

또, 찬공기유입관(22)과 열기배출관(23)이 정방형의 공기가열 솔라셀본체(21)에서 직선 또는 각형 등 일정 방향으로 형성되어 있으며 밀폐되고 일정한 공기가열 내공간을 형성하여 공기가열 솔라셀본체(21)를 이루고 있다.

상기 공기가열솔라셀장치(2)로 정방형으로 이뤄져 있으나, 이는 직육면체 또는 원통형 등 다양한 형태가 있을 수 있다.

이러한 본 발명은 도1 및 도2와 같이 본 발명에 의한 볼록가열판(1)은 동일 초점으로 빛을 모으는 다수의 볼록렌즈부(12)가 판상인 볼록가열판본체(11)에 종횡으로 인접하여 배열되어 있어 각 볼록렌즈부(12)는 일정한 초점(c)에서 빛을 모아 열을 발생할 수 있다.

이는 볼록렌즈로 광을 투과하여 일정한 초점에서 모으면 가연재질의 종이 등에 불이 붙게 되는 이치와 같은 광학적 효과를 낼 수 있다.

그리고, 상기 볼록가열판(1)을 이용한 공기가열 솔라셀장치(2)는 볼록가열판(1)의 볼록렌즈부(12)가 각기 적당한 내공간에서 초점(c)을 이루도록 설치되 있어 태양광은 도2와 같이 볼록가열판(1)의 볼록렌즈부(12)를 경유하고 각 볼록렌즈부(12)의 초점(c)에서 빛이 모이면 공기가열 솔라셀본체(21)의 내공간 일정 부위에서 제각기 가열 현상이 일어나 내공간 공기를 가열한다.

이때, 공기가열 솔라셀 장치(2)에는 찬공기유입관(22)을 통해 찬공기(a)가 유입되면 볼록가열판(1)의 볼록렌즈부(12)로 가열되어 열기유출관(23)으로 열기(b)가 배출된다.

상기 찬공기(a)가 가열된 열기(b)는 온,난방 또는 열에너지로 구동되는 기기나 장치의 열에너지원으로 활용할 수 있다.

한편, 상기 볼록가열판(1)의 볼록렌즈부(12) 초점을 벗어난 하부에 배치된 솔라셀판(3)은 솔라셀본체(31)에 다수의 솔라셀이 집적되어 있어 이들이 유효한 빛을 많이 흡수할 수 있고, 각기 본래의 평균 발전량을 웃도는 현상으로 집광되어 투명 유리창을 이용한 것 보다는 많은 광 에너지를 얻게 되는 것이고 이것에 의해 많은 전기를 발전할 수 있다.

솔라셀들에 의해 집전된 전기는 솔라셀본체(31)에 구비된 +,-의 출력단(32)을 통하여 집전된 전기를 사용할 수 있다.

그리고, 이와같이 집전되고 발전된 전력량에 따라 축전 장치가 구비된 전기/전자기기를 운용할 수 있다.

이상과 같은 본 발명은 하나의 성형물로 볼록렌즈에 의한 볼록가열판을 만들 수 있어 값싸고 제작이 간단하며 환경친화적인 공기가열장치를 제공할 수 있음과 동시에 우수한 전기집전 및 전력을 얻을 수 있다.
본 발명은 더욱이 환경 친화적이어서 화석에너지 고갈로 에너지난이 심화되는 원인등을 제거할 수 있으며, 에너지 사용 비용 면에서 커다란 부담이 되는 문제점등을 해결할 수 있음과 동시에 우수한 전기를 얻을 수 있어 이러한 것을 이용한 다양한 기기의 출현을 예고할 수 있다.

Claims (1)

1. 일정 크기의 판 상에 종횡으로 배열된 다수의 볼록렌즈부(12)가 종횡으로 배열되게 볼록가열판본체(11)로 성형한 볼록가열판(1)과, 이 볼록가열판(1)이 각기 밀폐된 적당한 내 공간에서 볼록렌즈부(12)의 초점(c)을 이루어 집중하도록 한 위치로 덮여져 있고 그 하부에 상기 초점(c) 거리를 벗어난 위치에 설치되어 광에너지를 전기에너지로 발전하는 솔라셀판(3)과, 찬공기유입관(22)과 열기배출관(23)이 각기 일정 방향으로 형성되어 있으며 밀폐되고 일정한 공기가열 내공간을 형성하고 있는 공기가열 솔라셀본체(21)로 이뤄져 있는 것을 특징으로 하는 공기가열 솔라셀 장치

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