KR101019972B1 - A heat-pipe type solar energy collecting pipe - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A heat tube type solar energy collecting tube is provided to enable efficient transmission of absorbed radiant heat since evaporation diffusion type thermal medium is formed in an inner vacuum tube, and a thermal radiation projected tube is connected to the inner vacuum tube. CONSTITUTION: A heat tube type solar energy collecting tube comprises a double vacuum tube made of an outer vacuum tube(110) and an inner vacuum tube(120). The lower part of the inner vacuum tube is filled with an evaporation diffusion type thermal medium(10). A thermal radiation projected tube(130) is formed on the top of the double vacuum tube. The thermal radiation projected tube is inserted into the heat collection tank for transmission of solar radiation. The thermal radiation projected tube connects to the inner vacuum tube. A vaporization accelerating outlet(140) is put into the evaporation diffusion type thermal medium. The vaporization accelerating outlet has a thermal medium residue checking part(141).

Description

히트파이프형 집열관{A HEAT-PIPE TYPE SOLAR ENERGY COLLECTING PIPE}Heat pipe type heat collecting tube {A HEAT-PIPE TYPE SOLAR ENERGY COLLECTING PIPE}

본 발명은 히트파이프형 집열관에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 히트파이프형 집열관에 있어서, 집열관을 이중 진공관으로 형성하고, 내부 진공관에 기화 확산형 열매체를 주입 구비하며, 내부 진공관에 흡열된 태양 복사열을 집열탱크로 전달할 수 있게 돌출된 열방출 돌출관부 및, 내부 진공관의 하부에 액상으로 채워져 있는 기화 확산형 열매체를 태양 복사열이 가해질 때 기화를 촉진하는 기화 촉진구를 구비하여서, 흡열된 복사열이 전달이 효율적으로 이루어지도록 하며, 기화 확산형 열매체의 기화가 신속하게 이루어져 복사열의 흡수가 효율적으로 이루어지도록 함을 목적으로 한 것이다.The present invention relates to a heat pipe type heat collecting tube, and more particularly, in a heat pipe type heat collecting tube, the heat collecting tube is formed as a double vacuum tube, and the vaporizing diffusion heat medium is injected into the internal vacuum tube, The heat dissipation protrusion tube part which protrudes so that a solar radiation heat can be transmitted to a collection tank, and the vaporization | stimulation opening which promotes vaporization when a solar radiation heat is applied to the vapor-diffusion type heat medium filled in the liquid state in the lower part of an inner vacuum tube, and absorbs radiant heat The purpose of this transfer is to efficiently perform, and the purpose of the vaporization diffusion heat medium is to quickly vaporize the absorption of radiant heat efficiently.

일반적으로, 집열판은 태양 복사열을 이용하여 온수 또는 난방수를 가열할 수 있도록 한 것이다.In general, the heat collecting plate is made to heat hot water or heating water using solar radiation.

이상과 같은 집열판은 판 형상으로 이루어지며 내부에 액상의 열매체가 순환되게 구성된 것으로서, 상기 액상의 열매체에 의하여 태양 복사열을 흡수하여 온수 또는 난방수를 간접가열 할 수 있도록 한 것이다.The heat collecting plate as described above is formed in a plate shape and configured to circulate a liquid heat medium therein, so as to absorb solar radiation heat by the liquid heat medium to indirectly heat hot water or heating water.

한편, 상기한 바와 같은 집열판은 그 구조가 규격화된 판 형태로 이루어져 있어 설치환경과 난방 및 온수 용량에 따른 대응이 원활하지 않아 독립된 관 형태로 이루어져 설치환경과 난방 및 온수 용량에 따라 그 크기 및 용량을 다양화할 수 있도록 한 집열관이 개발되어 사용되고 있다.On the other hand, the heat collecting plate as described above is made in the form of a standardized structure of the structure is not smooth response to the installation environment and heating and hot water capacity is made of an independent tube form its size and capacity according to the installation environment and heating and hot water capacity A heat collecting tube has been developed and used to diversify.

이상과 같은 진공관형 집열관은 진공관에 히트파이프를 구비하고, 상기 히트파이프의 일단이 진공관의 상단으로 돌출되어서 집열 탱크에 결합하게 구성한 것이다.
The vacuum tube collector tube as described above is provided with a heat pipe in the vacuum tube, and one end of the heat pipe protrudes to the upper end of the vacuum tube to be coupled to the collector tank.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 집열관은 동관으로 이루어지며 내부에 기화 확산형 열매체가 채워져 있는 별도의 히트파이프가 수납되어 있으나, 상기 히트 파이프는 구조상 흡열 면적이 작고, 집열탱크로의 돌출된 방열면적도 작아 흡열 및 열전달 효율이 매우 낮고, 히트파이프가 열전도가 잘되는 동관으로 이루어져 있어 태양의 복사열이 없는 야간에는 집열탱크의 열을 공기 중으로 방출시키는 문제점이 있었다.
However, the conventional heat collecting tube as described above is made of a copper tube and is housed in a separate heat pipe filled with a vapor-diffusion type heat medium therein, but the heat pipe has a small endothermic area in structure and protrudes heat from the heat collecting tank. Due to the small area, heat absorption and heat transfer efficiency is very low, and the heat pipe is made of a copper tube having good thermal conductivity, so there is a problem of dissipating heat from the collecting tank into the air at night without solar heat.

이에, 본 발명은 상술한 바와 같이 종래 히트파이프형 집열관이 흡열면적과 방열면적이 작아 열전달 효율이 떨어지는 문제점과, 열전도성이 높이 동관으로 이루어져 태양 복사열이 없는 야간에는 집열탱크의 열을 방출시키는 역할을 하는 등의 문제점을 해결할 수 있도록 한 것이다.Therefore, the present invention has a problem that the heat transfer efficiency of the conventional heat pipe type heat collecting tube has a low heat absorption area and a heat dissipation area is small, and the heat conduction is made of a copper tube having high thermal conductivity to discharge heat of the collecting tank at night without solar radiation. It is to solve problems such as playing a role.

즉, 본 발명은 히트파이프형 집열관에 있어서, 집열관을 이중 진공관으로 형성하고, 내부 진공관에 기화 확산형 열매체를 주입 구비하며, 내부 진공관에 흡열된 태양 복사열을 집열탱크로 전달할 수 있게 돌출된 열방출 돌출관부 및, 내부 진공관의 하부에 액상으로 채워져 있는 기화 확산형 열매체를 태양 복사열이 가해질 때 기화를 촉진하는 기화 촉진구를 구비하여 구성한 것이다.That is, in the heat pipe type heat collecting tube, the heat collecting tube is formed into a double vacuum tube, and the vaporizing diffusion heat medium is injected into the internal vacuum tube, and the heat radiating heat absorbed by the internal vacuum tube is projected to transfer to the collecting tank. The heat-dissipating protrusion tube part and the vaporization diffusion type heat medium filled in the liquid phase in the lower part of the inner vacuum tube are provided with the vaporization promotion tool which promotes vaporization when solar radiation heat is applied.

따라서, 본 발명은 히트파이프형 집열관에 별도의 히트파이프를 구비하지 않고 내부 진공관에 기화 확산형 열매체를 채워 구비하고, 내부 진공관부와 연결되어 상부로 돌출되어서 집열탱크로 삽입되는 열방출 돌출관부를 구비함으로써 흡열된 복사열의 전달이 효율적으로 이루어지며, 기화 촉진구를 구비함으로써 충진된 기화 확산형 열매체의 기화가 신속하게 이루어져 복사열의 흡수가 효율적으로 이루어지는 것이다.
Therefore, the present invention is provided with a heat-diffusing tube filled with a vapor-diffusion type heating medium in the inner vacuum tube without a separate heat pipe, and connected to the inner vacuum tube part to protrude upward and inserted into the heat collecting tank. By providing the endothermic radiant heat is transmitted efficiently, and by providing a vaporization promoting mechanism, the vaporization of the vaporized diffusion type heat medium filled is quickly made to absorb the radiant heat efficiently.

도 1 은 본 발명에 따른 일 실시 예를 보인 사시도.
도 2 는 본 발명에 따른 설치 상태를 보인 사시도.
도 3 은 본 발명에 따른 집열관의 상부 상세 단면도.
도 4 는 본 발명에 따른 집열관의 하부 상세 단면도.1 is a perspective view showing an embodiment according to the present invention.
Figure 2 is a perspective view showing an installation state according to the present invention.
Figure 3 is a detailed cross-sectional view of the heat collecting tube according to the present invention.
Figure 4 is a bottom detailed cross-sectional view of the heat collecting tube according to the present invention.

이하, 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail by the accompanying drawings as follows.

본 발명은 태양 복사열의 흡수가 효율적으로 이루어지고, 기화 확산형 열매체의 기화가 신속하고 용이하게 이루어지도록 한 것이다.The present invention is designed to efficiently absorb solar radiation and to vaporize the vaporized diffusion heat medium quickly and easily.

즉, 본 발명은 히트파이프형 집열관에 있어서, 도 1 과 도 2 에 도시된 바와 같이 집열관(100)을 외부 진공관과 내부 진공관(120)으로 이루어진 이중 진공관으로 형성하고, 상기 내부 진공관(120)의 내부에서 기화 확산될 수 있게 내부 진공관(120)의 하부에만 채워지게 주입된 기화 확산형 열매체(10)를 구비하며, 상기 이중 진공관의 상부 측에 집열탱크(200)로 삽입되어 흡열된 태양 복사열을 전달할 수 있게 내부 진공관(120)과 연통되게 돌출된 열방출 돌출관부(130)을 구비하고, 상기 기화 확산형 열매체(10)가 태양 복사열에 의하여 기화되는 것을 촉진할 수 있게 내부 진공관(120)의 하부에 채워진 기화 확산형 열매체(10)에 침유되게 구비한 기화 촉진구(140)를 구비한 것이다.That is, in the heat pipe type heat collecting tube, as shown in FIGS. 1 and 2, the collecting tube 100 is formed of a double vacuum tube including an external vacuum tube and an internal vacuum tube 120, and the internal vacuum tube 120 is formed. Equipped with a vapor-diffusion type heating medium 10 is filled to be filled only in the lower portion of the inner vacuum tube 120 so as to be vaporized diffusion in the inside of the), and inserted into the heat collecting tank 200 on the upper side of the double vacuum tube is absorbed heat And a heat dissipation protrusion tube portion 130 protruding in communication with the inner vacuum tube 120 so as to transmit radiant heat, and the inner vacuum tube 120 to promote vaporization of the diffusion type heat medium 10 by solar radiation heat. It is provided with a vaporization promoting hole 140 provided to be immersed in the vaporized diffusion type heat medium (10) filled in the lower portion.

한편, 상기 기화 촉진구(140)에 도 4 에 도시된 바와 같이 채워진 기화 확산형 열매체(10)의 잔량을 확인할 수 있게 상하로 절개형성된 열매체잔량확인부(141)를 형성하여 실시할 수 있는 것이다.
On the other hand, the evaporation promoting opening 140 can be carried out by forming the residual heat medium residual amount checker 141 cut up and down to check the remaining amount of the vaporized diffusion type heat medium 10 filled as shown in FIG. .

여기서, 상기 외부 진공관(110)과 내부 진공관(120)은 상단에서 연속되게 결합되며, 내부 진공관(120)의 하단이 외부 진공관(110)의 하단 내부에서 이격된 상태로 결합하여 있는 것으로서, 상기 내부 진공관(120)이 진동에 의하여 외부 진공관(110)과 충돌 파손되는 것을 방지할 수 있게 내부 진공관(120)의 하단 외부를 지지하는 진공관 지지구(150)를 구비하여 실시할 수 있는 것이다.Here, the outer vacuum tube 110 and the inner vacuum tube 120 are continuously coupled at the upper end, the lower end of the inner vacuum tube 120 is coupled to the spaced apart state inside the lower end of the outer vacuum tube 110, the inner In order to prevent the vacuum tube 120 from colliding with the external vacuum tube 110 due to vibration, the vacuum tube 120 may be provided with a vacuum tube supporter 150 supporting the outside of the lower end of the internal vacuum tube 120.

상기 진공관 지지구(150)는 열전달이 최소화되고 진동을 흡수할 수 있게 발포단열재 또는 고무 중 어느 하나의 단열소재로 구성하여 실시함이 바람직한 것이다.
The vacuum tube support 150 is preferably implemented by any one of the heat insulating material of the foam insulation or rubber to minimize heat transfer and absorb vibration.

한편, 상기 기화 확산형 열매체(10)는 증류수와 메탄올과 에탄올 및 부동액으로 조성된 것으로서 상기 주 열매체 작용제는 메탄올은 그 비등점이 가장 낮아 저온에서 열매체의 작용을 하고, 증류수는 그 비등점이 높아 고온에서 분자활동에 의한 열전달 작용을 하는 것이고, 에탄올은 메탄올과 증류수의 중간 온도에서 그 역할을 하는 것이며, 부동액은 동절기에 증류수의 결빙을 방지하는 것이다.
On the other hand, the vaporized diffusion heat medium 10 is composed of distilled water, methanol, ethanol and antifreeze, wherein the main heat medium agonist acts as a heat medium at low temperature with low boiling point of methanol, and distilled water at high temperature with high boiling point Molecular activity is the heat transfer action, ethanol plays a role in the middle temperature between methanol and distilled water, antifreeze is to prevent the freezing of distilled water in winter.

이하, 본 발명의 동작과정에 대하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described.

상기한 바와 같이 히트파이프형 집열관에 있어서, 집열관(100)을 외부 진공관과 내부 진공관(120)으로 이루어진 이중 진공관으로 형성하고, 상기 내부 진공관(120)의 내부에서 기화 확산될 수 있게 내부 진공관(120)의 하부에만 채워지게 주입된 기화 확산형 열매체(10)를 구비하며, 상기 이중 진공관의 상부 측에 집열탱크(200)로 삽입되어 흡열된 태양 복사열을 전달할 수 있게 내부 진공관(120)과 연통되게 돌출된 열방출 돌출관부(130)을 구비하고, 상기 기화 확산형 열매체(10)가 태양 복사열에 의하여 기화되는 것을 촉진할 수 있게 내부 진공관(120)의 하부에 채워진 기화 확산형 열매체(10)에 침유되게 구비한 기화 촉진구(140)를 구비한 본 발명을 적용하여 실시하게 되면, 태양 복사열에 의하여 기화 촉진구가 가열되어서 내부 진공관에 채워진 기화 확산형 열매체(10)가 신속하게 기화 확산된 상태를 유지하게 되는 것이다.As described above, in the heat pipe type heat collecting tube, the heat collecting tube 100 is formed of a double vacuum tube composed of an external vacuum tube and an internal vacuum tube 120, and the internal vacuum tube may be vaporized and diffused in the internal vacuum tube 120. It is provided with a vaporized diffusion heat medium 10 is filled to be filled only in the lower portion of the 120, and inserted into the heat collecting tank 200 on the upper side of the double vacuum tube and the inner vacuum tube 120 and to transfer the heat absorbed solar radiation The vapor-diffusion type heat medium 10 having a heat dissipation protrusion tube part 130 protruding in communication and filled in the lower portion of the inner vacuum tube 120 so as to promote vaporization of the vapor-diffusion type heat medium 10 by solar radiation heat. When the present invention is provided with the vaporization promoting mechanism 140 provided soaked in), the vaporization promoting fruit is heated by the solar radiation and filled in the inner vacuum tube. Sieve 10 is to quickly maintain the vaporized diffusion state.

이상과 같이 기화 확산형 열매체(10)가 고르게 확산된 상태에서 태양 복사열이 확산된 기화 확산형 열매체(10)에 흡수되며 흡수된 복사열은 열방출 돌출관부(130)를 통하여 집열탱크(200)로 이동되게 되는 것이다.As described above, in the state in which the vaporized diffusion type heat medium 10 is evenly spread, the solar radiation heat is absorbed by the vaporized diffusion type heat medium 10, and the absorbed radiant heat is transferred to the heat collecting tank 200 through the heat dissipation protrusion tube 130. It will be moved.

이때, 상기 내부 진공관(120)에서의 열전도는 확산된 기화 확산형 열매체(10)에 의하여 전체적으로 고르고 신속하게 열전도가 이루어지고 집열탱크(200)로 돌출된 접수면적인 히트파이프에 비하여 넓은 열방출 돌출관부(130)를 통하여 손실 없이 신속하게 전달되는 것이다.At this time, the heat conduction in the inner vacuum tube 120 is evenly and rapidly conducted by the diffused vaporized diffusion type heat medium 10 as a whole, and the heat dissipation projected wider than the heat pipe of the receiving area protruding into the collecting tank 200. The tube 130 is to be quickly delivered without loss.

한편, 상기 외부 진공관(110)의 단부와 내부 진공관(120)의 단부 사이에 단열재로 이루어진 진공관 지지구(150)가 구비되어 있어 진동 및 충격에 대하여 내부 진공관(120)을 지지하여 충격에 의한 파손이 방지되는 것이다.
On the other hand, between the end of the outer vacuum tube 110 and the end of the inner vacuum tube 120 is provided with a vacuum tube support member 150 made of a heat insulating material to support the inner vacuum tube 120 against vibration and shock damage by damage This is to be avoided.

따라서, 본 발명은 히트파이프형 집열관에 별도의 히트파이프를 구비하지 않고 내부 진공관에 기화 확산형 열매체를 채워 구비하고, 내부 진공관부와 연결되어 상부로 돌출되어서 집열탱크로 삽입되는 열방출 돌출관부를 구비함으로써 흡열된 복사열의 전달이 효율적으로 이루어지는 것이다.Therefore, the present invention is provided with a heat-diffusing tube filled with a vapor-diffusion type heating medium in the inner vacuum tube without a separate heat pipe, and connected to the inner vacuum tube part to protrude upward and inserted into the heat collecting tank. By providing an endothermic radiant heat transfer is made efficiently.

그리고, 내부 진공관에 기화 촉진구를 구비함으로써 충진된 기화 확산형 열매체의 기화가 신속하게 이루어져 복사열의 흡수가 효율적으로 이루어지는 것이다.In addition, by providing a vaporization promoting mechanism in the inner vacuum tube, vaporization of the vaporized diffusion type heat medium filled is rapidly performed, and absorption of radiant heat is efficiently performed.

또한, 상기 기화 촉진구에 열매체잔량확인구를 구비함으로써 외부에서 기화 확산형 열매체의 잔량을 용이하게 확인할 수 있는 것이다.In addition, the remaining amount of the vaporized diffusion type heat medium can be easily confirmed from the outside by providing the heat medium residual amount confirmation sphere in the vaporization promoting sphere.

10 : 기화 확산형 열매체
100 : 집열관
110 : 외부 진공관 120 : 내부 진공관
130 : 열방출 돌출관부
140 : 기화 촉진구 141 : 열매체잔량확인부
150 : 진공관 지지구
200 : 집열탱크10: vaporization diffusion type heat medium
100: heat collecting tube
110: external vacuum tube 120: internal vacuum tube
130: heat release protrusion tube
140: vaporization promoting sphere 141: heat medium residual amount checking unit
150: vacuum tube support
200: heat collecting tank

Claims (2)

히트파이프형 집열관에 있어서;
집열관(100)을 외부 진공관(110)과 내부 진공관(120)으로 이루어진 이중 진공관으로 형성하고, 상기 내부 진공관(120)의 내부에서 기화 확산될 수 있게 내부 진공관(120)의 하부에만 채워지게 주입된 기화 확산형 열매체(10)를 구비하며, 상기 이중 진공관의 상부 측에 집열탱크(200)로 삽입되어 흡열된 태양 복사열을 전달할 수 있게 내부 진공관(120)과 연통되게 돌출된 열방출 돌출관부(130)을 구비하고, 상기 기화 확산형 열매체(10)가 태양 복사열에 의하여 기화되는 것을 촉진할 수 있게 내부 진공관(120)의 하부에 채워진 기화 확산형 열매체(10)에 침유되게 구비한 기화 촉진구(140)를 구비하며,
상기 기화 촉진구(140)에 채워진 기화 확산형 열매체(10)의 잔량을 확인할 수 있게 상하로 절개형성된 열매체잔량확인부(141)를 형성하고,
상기 내부 진공관(120)의 단부가 진동에 의하여 외부 진공관(110)과 충돌 파손되는 것을 방지할 수 있게 내부 진공관(120)의 하단 외부를 지지하는 진공관 지지구(150)를 구비하되, 상기 진공관 지지구(150)는 열전달이 최소화되고 진동을 흡수할 수 있게 단열소재로 구성하며,
상기 기화 확산형 열매체(10)는 증류수와 메탄올과 에탄올 및 부동액으로 조성된 것을 특징으로 하는 히트파이프형 집열관.In a heat pipe type heat collecting tube;
The heat collecting tube 100 is formed of a double vacuum tube consisting of an outer vacuum tube 110 and an inner vacuum tube 120, and injected to fill only a lower portion of the inner vacuum tube 120 so as to be vaporized and diffused in the inner vacuum tube 120. It is provided with a vaporized diffusion type heat medium 10, the heat emission projecting tube portion which is inserted into the heat collecting tank 200 on the upper side of the double vacuum tube protruded in communication with the inner vacuum tube 120 to transfer the heat absorbed solar radiation ( 130, and the vaporization promoting mechanism provided so as to be infiltrated into the vaporization diffusion type heat medium (10) filled in the lower portion of the inner vacuum tube 120 to promote the vaporization diffusion type heat medium (10) is evaporated by solar radiation heat. 140, and
Forming the residual heat medium confirmation portion 141 cut up and down to check the remaining amount of the vaporization diffusion type heat medium 10 filled in the vaporization promotion hole 140,
In order to prevent the end of the inner vacuum tube 120 from colliding with the outer vacuum tube 110 due to the vibration is provided with a vacuum tube supporter 150 for supporting the outside of the lower end of the inner vacuum tube 120, Earth 150 is made of a heat insulating material to minimize heat transfer and absorb vibration,
The vaporized diffusion heat medium (10) is a heat pipe type heat collecting tube, characterized in that composed of distilled water, methanol, ethanol and antifreeze. 삭제delete
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