KR100935662B1 - 포물 반사면을 갖는 반사판 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포물 반사면을 갖는 경금속의 거치대에 박판의 유리를 설치하여 구성함으로서 반사판의 무게를 줄일 수 있고, 유리의 두께가 얇아짐으로서 반사율의 감소되는 것을 줄일 수 있는 반사반 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 포물 반사면을 갖는 반사판은 프레스 금형으로 얇은 경금속 판을 가압하여 형성되고, 포물면을 갖으며, 다수의 보강 비드가 형성된 거치대와 ; 상기 거치대 내면에 접착제로 접착된 박판의 유리로 만들어진 반사경을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한 이러한 반사판을 만드는 방법은 CNC 선반을 이용하여 포물면을 갖는 프레스 금형을 만드는 과정과 ; 경금속 판을 상기 프레스 금형으로 가압하여 거치대를 만드는 과정과 ; 거치대의 포물면에 접착제를 도포한 후 박판 반사경(2)을 포물면에 정렬시킨 후 가압하여 반사경을 거치대 내면에 접착시키는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

집광기, 반사판, 반사경, 거치대, 지그,

Description

포물 반사면을 갖는 반사판 및 이를 제조하는 방법{parabolic reflectors and manufacturing methode thereby}

본 발명은 집광용 반사판 및 이를 제조하는 방법에 관한 것으로써, 상세하게는 포물 반사면을 갖는 반사판 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

더욱 상세하게는 포물 반사면을 갖는 경금속의 거치대에 박판의 유리를 설치하여 구성함으로서 반사판의 무게를 줄일 수 있고, 유리의 두께가 얇아짐으로서 반사율의 감소되는 것을 줄일 수 있는 반사반 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

화석연료가 점차 고갈되어 감에 따라 자연력을 이용하여 동력을 얻기 위한 방법 및 장치들에 대한 관심이 높아지고 있다.

이러한 자연력을 이용한 동력 발생 수단의 하나로 태양광을 집광하여 전기를 발생시키는 장치가 있다.

이러한 태양열발전시스템은 집광기에서 집광된 태양열로 발전설비를 구동시켜 전기를 발생시키는 것으로, 집광기는 태양광을 어느 한점으로 모아 보다 높을 열을 발생시킬 수 있도록 호형 반사면을 갖는 접시형태로 구성되어 있으며, 이렇게 집광기에서 집광된 태양광은 흡수기에서 흡수하여 엔진으로 전달하여 엔진을 구동 시킴에 의해 전기를 발생시키게 된다.

이러한 태양열발전시스템은 집광기를 통해 집광되는 빛을 어느 한점에 모아주는 것이 중요하다.

즉, 태양광은 에너지 밀도가 낮아 고온을 얻기 위해서는 빛을 어느 한점에 모아주기 위한 집광수단이 필요하며, 이러한 집광기는 빛을 어느 한점에 모으기 위해 호형으로 굽혀진 오목한 면으로 구성되어 있다.

특히, 집광효율을 높이기 위해 집광기의 오목한 면은 포물면을 이루어야 하며, 이렇게 집광효율이 높은 집광기를 제작하기 위해서는 집광기를 구성하는 반사판을 다수로 분리하여 구성하고, 이렇게 다수의 반사판으로 구성된 집광기를 햇빛이 드는 장소에서 실험을 통해 초점을 맞추고 있다.

이러한 반사판은 가능한 반사되는 빛이 반사된 과정에서 좁은 영역에 초점이 형성되게 함으로서 집광효율을 높일 수 있다.

종래의 반사판은 두꺼운 유리를 포물면으로 성형한 후 뒷면에 반사물질을 코팅하여 사용하고 있다.

이러한 종래의 반사판을 만드는 방법은 유리를 가열하여 연성을 갖게 한 후 지그 등에 올려 가열된 유리가 쳐지게 하여 포물면을 만들고 있으며, 이러한 방법으로 만들어진 종래의 반사판은 정교하지 못하여 반사된 빛이 어느 하나의 초점에 모아지지 않고 넓게 퍼져 높은 온도를 얻을 수 없고, 두꺼운 유리의 배면에 코팅된 반사물질에 의해 빛이 반사됨으로서 반사되는 빛이 유리를 통과하는 과정에서 감소하게 된다.

즉, 유리의 두께의 2배에 해당하는 양의 빛이 유리에 의해 손실되어 집광효율을 떨어뜨리는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 개발된 것으로써, 빛을 반사하는 과정에서 빛이 감소하는 것을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 내구성도 상승된 반사판 및 이를 제조하는 방법을 제공함을 목적으로 한다.

특히, 포물 반사면을 갖는 거치대에 박판 유리를 적층하여 구성함으로서 전체 무게를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 유리의 두께가 얇아짐으로서 빛이 반사되는 과정에서 빛이 감소되는 양을 줄일 수 있는 반사판 및 이를 제조하는 방법을 제공함을 목적으로 한다.

이러한 본 발명의 포물 반사면을 갖는 반사판은 프레스 금형으로 얇은 경금속 판을 가압하여 형성되고, 포물면을 갖으며, 다수의 보강 비드가 형성된 거치대와 ; 상기 거치대 내면에 접착제로 접착된 박판의 유리로 만들어진 반사경을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한 이러한 반사판을 만드는 방법은 CNC 선반을 이용하여 포물면을 갖는 프레스 금형을 만드는 과정과 ; 경금속 판을 상기 프레스 금형으로 가압하여 거치대 를 만드는 과정과 ; 거치대의 포물면에 접착제를 도포한 후 박판 반사경(2)을 포물면에 정렬시킨 후 가압하여 반사경을 거치대 내면에 접착시키는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명은 반사판을 구성하는 반사경의 두께 즉, 유리의 두께를 얇게 함으로서 빛을 반사하는 과정에서 유리에 의해 빛이 감소하는 것을 줄일 수 있는 효과가 있다.

이렇게 반사경를 얇게 제작하고 거치대로 반사경을 보강함으로서 반사판의 내구성을 높일 수 있으며, 외부의 힘에 의해 반사판이 변형되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

즉, 경금속으로 만들어진 포물 반사면을 갖는 거치대에 박판 유리를 적층하여 구성함으로서 전체 무게를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 유리의 두께가 얇아짐으로서 빛이 반사되는 과정에서 빛이 감소되는 양을 줄일 수 있는효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 집광용 반사판 및 그 제조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도시한 바와 같이 본 발명에 따른 포물 반사면을 갖는 반사판은 거치대(1)와 판사경(2)으로 구성된다.

상기 거치대(1)는 반사경(2)을 지지하는 수단으로서 프레스 금형으로 얇은 경금속 판을 가압하여 형성되고, 포물면을 갖는 다.

이렇게 거치대(1)를 얇은 경금속 판으로 제작함으로서 바람이나 비 또는 눈 등에 의해 반사판이 변형될 수 있으며, 이렇게 반사판이 변형되는 것을 방지하기 위해 상기 거치대(1)에는 다수의 보강 비드(11, 12)가 형성되어 있다.

상기 거치대(1)를 구성하는 경금속 판은 알루미늄 등이 사용될 수 있고, 두께는 1mm내지 3mm정도로 얇은 판체로 구성한다.

이렇게 거치대(1)를 얇은 판으로 구성함으로서 반사판 전체의 무게를 줄일 수 있고 이렇게 반사판의 무게를 줄임으로서 집광기의 무게를 줄일 수 있게 된다.

상기 거치대(1)에 형성된 보강 비드(11, 12)들은 도시한 바와 같이 거치대의 중앙에 형성된 보강비드(12)와 거치대의 가장자리에 형성된 보강비드(11)가 있으며, 이들 보강 비드들(11, 12)들 중 거치대의 중앙에 형성된 보강 비드(12)는 반사경(2)이 접착되는 면의 반대면으로 돌출된 형상으로 형성되고, 가장자리에 형성된 보강비드(11)는 반사경이 설치되는 면을 향하여 돌출되게 형성되어 있다.

이러한 보강 비드(11, 12)들 중 가장자리에 형성된 보강 비드(11)에는 하나 이상의 고정홀(11a)이 형성되어 있어 집광기를 구성하는 프레임에 고정된다.

상기 반사경(2)은 실제로 빛을 반사하는 수단으로 얇은 박판 유리로 구성된다. 이렇게 얇은 유리로 구성함으로서 거치대(1)에 형성된 포물면에 접착된 상태에서 반사면이 포물면을 갖게 된다.

또한 상기 반사경(2)을 구성하는 유리를 얇게 구성함으로서 유리를 투과하는 동안 빛이 감소되는 것을 줄일 수 있으며, 이렇게 유리를 투과하는 과정에서 감소되는 빛의 양이 줄어들게 됨으로 집광효율이 높아지게 된다.

즉, 반사경(2)에 코팅된 반사물질은 반사경을 구성하는 유리판과 거치대(1) 사이에 놓여지게 되어 외부의 영향을 적게 받게 된다.

상기 반사경(2)은 거치대(1) 내면에 접착제로 접착된다. 이렇게 반사경을 거치대에 접착시키는 접착제는 통상적으로 사용되는 접착제 중 어느 하나 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 즉, 서로 다른 종류의 접착제를 혼합하여 반사경을 거치대에 접착함으로서 내구성을 높일 수 있다.

상기한 바와 같이 반사경(2)은 얇게 형성함이 바람직하므로 상기 반사경을 구성하는 유리판의 두께는 0.9mm내지 l 0.5mm로 제작한다.

물론 이보다 얇은 유리판으로 구성할 수 있으나 유리판이 지나치게 얇으면 반사경(2)을 거치대(1)에 접착하는 과정에서 반사경(2)이 보강 비드(12)가 형성된 홈 부분으로 밀려 일그러질 수 있고 쉽게 파손될 수 있으므로 상기한 바와 같이 1mm 내외의 유리판으로 구성함이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 반사판은 상기 거치대(1)의 테두리에 형성된 보강 비드(11)와 반사경(2)의 가장자리 사이에는 마감재(3)가 더 도포될 수 있다.

상기 마감재(3)는 반사경(2)을 보다 견고하게 거치대(1)에 고정시킬 뿐만 아니라 빗물 등이 반사경의 배면으로 침입하여 반사물질을 부식시키는 것을 방지할 수 있게 하기 위한 것으로 실란트(sealant) 등을 사용할 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 반사판을 제작하는 방법을 설명한다.

먼저, 포물면을 갖는 거치대(1)를 만들기 위해 거치대 제작용 금형을 만든다.

즉, CNC 선반을 이용하여 포물면을 갖는 프레스 금형을 만든다.

이렇게 CNC 선반으로 금형을 만들게 되면 컴퓨터를 이용하여 포물면의 형상을 3차원으로 설계할 수 있고, 이렇게 설계된 포물면을 CNC선반 가공 정보로 이용함으로서 보다 정확한 포물면을 갖는 프레스 금형을 만들 수 있는 것이다.

이렇게 만들어진 프레스 금형으로 경금속판을 가압하여 거치대(1)를 만든다.

거치대(1)를 만드는 과정은 통상의 프레스 금형을 이용한 프레싱 방법과 동일 유사하다. 이렇게 거치대(1)를 가압하여 포물면을 형성하는 과정에서 보강비드(12)가 동시에 만들어질 수 있다.

다만, 거치대(1)에 가장자리의 보강 비드(11)가 형성되어야 함으로 상기 거치대를 만드는 과정은 드로잉금형으로 금속판에 포물면고 보강비드(12)를 만드는 1차형성과정과, 포물면고 보강비드(12)가 형성된 거치대를 비드금형으로 가압하여 보강비드(11)를 만드는 과정으로 이루어지게 된다.

이렇게 포물면 형성과정과 보강비드 형성과정이 따로 수행되고 이때 사용되는 금형이 서로 다름으로 상기 프레스 금형을 만드는 과정에서는 드로잉금형을 만드는 과정과 비드금형을 만드는 과정이 수행된다.

상기 드로잉금형은 상기한 바와 같이 포물면과 보강비드(12)의 형상을 갖는 금형이고, 상기 비드금형은 보강비드(11) 부분을 눌려 보강비드(11)가 형성되게 하 기 위한 것이다.

이와 같이 만들어진 거치대(1)에 반사경(2)을 접착한다.

상기 반사경(2)은 통상적인 거울을 만드는 것과 동일한 과정에 의해 만들어지고 이렇게 만들어진 것을 선택하여 구성할 수 있는 것으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

다만, 상기한 바와 같이 빛이 반사되는 과정에서의 손실을 줄이기 위해 두께가 1mm내외의 것을 사용하며, 거치대(1)를 향한 면에 반사물질이 코딩된 것을 사용한다.

반사경(2)을 거치대(1)에 부착시키는 수단은 접착제이고, 이 접착제는 하나 이상을 사용할 수 있다.

통상적으로 유리를 부착시킴에 사용되는 접착제 중 어느 하나를 선택하여 거치대(1)의 내면에 도포한 후 반사경(2)을 거치대(1)의 내면에 정렬시키고, 부드러운 천 등으로 반사경(2)을 고르게 눌러 반사경(2)이 거치대의 포물면에 고르게 접착되게 한다.

이렇게 거치대(1)에 반사경(2)을 접착한 후 가압 수단으로 가압하면서 20시간내지 24시간 가압하여 접착제가 굳게 한다.

위와 같이 과정에 의해 만들어진 반사판은 반사경(2)과 거치대(1) 사이로 물이나 이물질이 들어갈 수 있으며, 이렇게 이물질이 반사경(2)과 거치대(1) 사이로 들어가면 반사경(2)의 배면에 코팅된 반사물질이 손상되어 반사효율이 낮아질 수 있으므로 반사경(2)과 거치대(1) 사이로 이물질이 들어가는 것을 방지할 필요가 있 고, 이렇게 이물질이 들어가는 것을 방지하기 위하여 거치대의 테두리에 형성된 보강 비드(11)의 내면과 반사경의 가장자리가 접하는 부분에는 마감재를 더 도포하여 둘 사이의 틈을 제거한다.

상기와 같이 구성된 반사판은 전술한 바와 같이 얇은 반사경으로 구성됨으로서 반사경에 의해 반사되는 빛이 유리를 통과하는 과정에서 감소되는 것을 줄일 수 있으며, 경금속의 박판으로 거치대를 제작함으로서 전체 무게를 줄을 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 포물 반사면을 갖는 반사판의 분해사시도이고,

도 2는 본 발명에 따른 포물 반사면을 갖는 반사판의 단면도이고,

도 3은 도 2의 A분 분 확대도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

1 : 거치대

11 : 보강비드

2 : 반사경

3 : 마감재

Claims (10)

1. 프레스 금형으로 얇은 경금속 판을 가압하여 형성되고, 포물면을 갖으며, 다수의 보강 비드(11, 12)가 형성된 거치대(1)와 ;

   상기 거치대(1) 내면에 접착제로 접착된 박판의 유리로 만들어진 반사경(2)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 포물 반사면을 갖는 반사판.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 반사경(2)의 거치대(1)를 향한 면에 반사물질이 코팅됨을 특징으로 하는 포물 반사면을 갖는 반사판.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 거치대(1)의 두께는 1mm내지 3mm이고, 상기 반사경(2)을 구성하는 유리의 두께는 0.9mm내지 l 0.5mm임을 특징으로 하는 포물 반사면을 갖는 반사판.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 거치대(1)에 형성된 보강 비드(11, 12)들 중 테두리에 형성된 보강 비드(11)에는 하나 이상의 고정홀이 형성됨을 특징으로 하는 포물 반사면을 갖는 반사판.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 거치대(1)의 테두리에 형성된 보강 비드(11)와 반사경(2)의 가장자리 사이에는 마감재(3)가 더 도포됨을 특징으로 하는 포물 반사면을 갖는 반사판.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 마감재(3)는 실란트(sealant)임을 특징으로 하는 포물 반사면을 갖는 반사판.
7. 포물면을 갖고 다수의 보강 비드(11, 12)가 형성된 거치대(1)와 ; 상기 거치대(1) 내면에 접착제로 접착되는 박판의 유리로 만들어진 반사경(2)을 포함하여 구성된 반사판을 제조하는 방법에 있어서,

   CNC 선반을 이용하여 포물면을 갖는 프레스 금형을 만드는 과정과 ;

   경금속 판을 상기 프레스 금형으로 가압하여 거치대를 만드는 과정과 ;

   거치대의 포물면에 접착제를 도포한 후 박판 반사경(2)을 포물면에 정렬시킨 후 가압하여 반사경(2)을 거치대(1)의 내면에 접착시키는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 포물 반사면을 갖는 반사판 제조 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 프레스 금형을 만드는 과정에서는 드로잉금형과 비드금형이 만들어지고,

   상기 거치대를 만드는 과정은 드로잉금형으로 금속판에 포물면을 만드는 1차형성과정과 ;

   포물면이 형성된 거치대를 비드금형으로 가압하여 비드를 만드는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 포물 반사면을 갖는 반사판 제조 방법.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

   상기 반사경을 거치대에 접착하는 과정은 반사경의 표면을 부드러운 천으로 밀어 반사경이 거치대의 내면에 접착되게 한 후 20시간내지 24시간 가압하여 접착제가 굳게 하여 이루어짐을 특징으로 하는 포물 반사면을 갖는 반사판 제조 방법.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 거치대의 내면에 반사경을 부착하는 과정을 수행한 후 거치대의 테두리에 형성된 보강 비드와 반사경의 가장자리가 접하는 부분에는 마감재를 더 포도함을 특징으로 하는 포물 반사면을 갖는 반사판 제조 방법.

Images