KR101039588B1 - Solar collector module and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양열 집열기 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 본 발명은 제조가 용이하며 태양열을 더 효율적으로 집열할 수 있게 하는 태양열 집열기 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a solar collector and a method for manufacturing the same, and more particularly, the present invention relates to a solar collector and a method for manufacturing the same, which are easy to manufacture and which can collect solar heat more efficiently.
태양열 에너지는 제한이 없는 에너지원으로서, 상기 태양열 에너지를 사용이 용이한 에너지로 집열하는 장치가 태양열 집열기이다. Solar energy is an unlimited energy source, and a solar collector is a device that collects the solar energy into energy that is easy to use.
상가 태양열 집열기는 평판형, 단일 진공관형, 이중 진공관형, 집광형 등 다양한 형태로 제안된 바 있다.The mall solar collector has been proposed in various forms such as flat plate type, single tube type, double tube type and condensing type.
집열기의 효율을 높이기 위한 방법으로서, 입사된 에너지가 외부로 방출되는 것을 방지하기 위해 진공 기술을 이용하고, 전달을 용이하기 위하여 고효율 전열 소자인 히트파이프(Heat pipe)를 이용하는 장치가 제안된 바 있다. As a method for increasing the efficiency of the collector, an apparatus using a vacuum technology is used to prevent the incident energy from being discharged to the outside, and a heat pipe, which is a high efficiency heating element, is proposed to facilitate the transfer. .
상기한 바와 같은 장치를 진공관형 태양열 집열기라 한다.The device as described above is called a vacuum tube solar collector.
도 1a은 상기 진공관형 태양열 집열기를 나타내었다. Figure 1a shows the vacuum tube solar collector.
상기 도 1a에 도시한 진공관형 태양열 집열기는 진공상태로 유지되는 유리관(4), 상기 유리관(4) 내부에 구비되는 태양열을 집열하는 태양열 흡수판(3)과 상기 흡수판(3)으로부터 열을 공급받아 전달하는 고효율 전열소자인 히트파이프(2)를 포함하는 진공관형 집열부(5)와, 상기 히트파이프(2)의 응축부와 열교환이 이루어지는 열매체가 유동되는 매니폴드(1)(Manifold)를 포함하여 형성된다. The vacuum tube-type solar collector shown in FIG. 1A is a
한편, 상기 히트파이프는 전열관이라고도 하며, 상기 공간에 작동유체가 봉입된 것으로서, 상기 히트파이프는 가열되면 내부의 작동유체가 증발되어 상기 매니폴드가 위치된 측(상측)으로 이동하여 열교환되고, 상기 영역에서 방열과정을 거치면 상기 작동유체가 다시 본래의 위치(하측)로 이동된다. On the other hand, the heat pipe is also referred to as a heat pipe, the working fluid is sealed in the space, when the heat pipe is heated, the working fluid inside the evaporation is moved to the side (upper side) where the manifold is located, the heat exchange, After the heat dissipation process in the region, the working fluid is moved back to its original position (lower side).
더욱 상세하게, 도 1b를 참조로, 상기 도 1a에 도시한 진공관형 태양열 집열기의 집열부(5) 부분을 설명한다. More specifically, with reference to FIG. 1B, a part of the
상기 집열부(5)는 유리관(4)의 양 단부가 개방된 상태로 형성되며, 매니폴드(1)와 연결되는 상기 유리관(4) 일측 개방 영역을 폐쇄하며, 중앙에 히트파이프(2)가 삽입되는 중공부가 형성된 상부 유리캡(6); 상기 상부 유리캡(6)의 중공부와 히트파이프(2) 사이에 구비되는 동관부품(7); 상기 유리관(4) 타측 개방 영역을 폐쇄하며, 유리관(4) 내부를 진공상태로 조절하는 배기부(8)가 형성된 하부 유리캡(8)을 포함하여 형성된다. The
이 때, 상기 하부 유리캡(8)의 배기부(8)는 상기 유리관(4) 내부를 진공상태로 조절한 후, 끝부분이 밀봉된다. At this time, the exhaust portion 8 of the lower glass cap 8 controls the inside of the
상기 도 1b에 도시한 바와 같은 종래의 진공관형 태양열 집열기는 상기 히트파이프(2)와 유리 재질이 직접 접합될 경우에 유리가 파손될 위험이 있어 동관부품(7)을 이용하므로, 상부 유리캡(6)에 동관부품(7)을 일체로 형성하는 공정 및 상기 동관부품(7)과 히트파이프(2)를 용접하는 공정이 필요하여 생산성 및 내구성이 저하될 수 있는 문제점이 있다. The conventional vacuum tube solar collector as shown in FIG. 1B has a risk of glass breakage when the
또한, 상기 하부 유리캡(8)에 배기부(8)가 형성됨에 따라 전체 진공관형 태양열 집열기의 길이가 증가될 수 밖에 없다. In addition, as the exhaust part 8 is formed in the lower glass cap 8, the length of the entire vacuum tube solar collector is inevitably increased.
또한, 일반적인 유리관은 원형태로 형성됨에 따라 전체 태양열 집열기의 두께가 증가될 수밖에 없으며, 유리관 내부가 진공 상태로 유지되어야 하는데 유리 재질의 양 단부를 막는 공정이 난해하여 전체 제조 공정 효율을 저하하는 문제점이 있다. In addition, as the general glass tube is formed in a circular shape, the thickness of the entire solar collector is inevitably increased, and the inside of the glass tube must be maintained in a vacuum state, and the process of blocking both ends of the glass material is difficult, thereby lowering the overall manufacturing process efficiency. There is this.
또한, 유리관이 복수개 구비된다 하더라도 집열판은 상기 유리관 내부의 한정적인 영역에만 구비되어야 하므로 에너지 효율을 높이는 것이 제한적인 문제점이 있다. In addition, even if a plurality of glass tubes are provided, the heat collecting plate should be provided only in a limited area inside the glass tube, thereby increasing energy efficiency.
한편, 최근 에너지에 대한 관심이 더욱 커짐에 따라 태양열 집열기의 소형화 및 효율을 보다 높이기 위한 연구가 계속되고 있다.
On the other hand, with the recent interest in energy, researches to further increase the miniaturization and efficiency of solar collectors continue.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 일측이 개방되고 타측이 폐쇄된 진공 유리관의 개방된 측이 금속 캡을 이용하여 접합 고정됨으로써 진공 유리관의 형태 형성이 용이하며, 접합을 용이하게 하여 전체 제조 공정 효율을 높일 수 있는 태양열 집열기 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다. The present invention has been made to solve the problems described above, an object of the present invention is to form the shape of the vacuum glass tube by the open side of the vacuum glass tube of one side is opened and the other side is bonded and fixed using a metal cap. It is easy to provide a solar collector and a method of manufacturing the same, which can facilitate the joining to increase the overall manufacturing process efficiency.
또한, 본 발명의 목적은 진공 유리관이 타원형 단면을 갖도록 형성됨으로써 태양열 집열기 전체의 두께를 저감할 수 있으며, 단일 진공 유리관 내부의 집열판 내부에 히트파이프가 복수개 구비될 수 있고 전체 집열판 형성 면적을 늘릴 수 있어 태양열 집열 효율을 향상할 수 있는 태양열 집열기 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
In addition, an object of the present invention is that the vacuum glass tube is formed to have an elliptical cross-section can reduce the thickness of the entire solar collector, a plurality of heat pipes can be provided inside the heat collecting plate inside a single vacuum glass tube, and the total heat collecting plate forming area can be increased. It is to provide a solar collector and a method of manufacturing the same that can improve the solar heat collecting efficiency.
본 발명의 태양열 집열기(1000)는 복수개의 집열부(100)와, 상기 집열부(100)로부터 흡수된 열을 수집하는 매니폴드(200)를 포함하는 태양열 집열기(1000)에 있어서, 상기 태양열 집열기(1000)의 집열부(100)는 관형태로, 일측 단부가 개방된 개방부(111)가 형성된 진공 유리관(110); 상기 진공 유리관(110) 내부에 구비되는 집열판(120); 상기 집열판(120)으로부터 열을 공급받아 전달하는 히트파이프(130); 및 상기 히트파이프(130)의 일정 영역이 삽입되어 고정되는 중공부(142) 및 상기 진공 유리관(110) 내부의 공기를 배기하여 진공 상태로 조절하기 위한 배기부(143)가 형성된 판부(141)와, 상기 판부(141)의 둘레부에 상기 유리관 개방부(111)의 단부가 안착되도록 돌출되는 안착부(144)가 형성된 캡(140); 을 포함하는 것을 특징으로 한다. In the
또한, 상기 캡(140)은 금속 재질로 형성되며, 상기 히트파이프(130)와 상기 히트파이프(130)가 삽입된 중공부(142)는 서로 용접 결합되고 상기 캡(140)은 안착부(144) 내부에 접착제(300)가 도포되며 상기 진공 유리관(110)이 안착된 후, 가열/냉각에 의해 일체로 조립되는 것을 특징으로 한다. In addition, the
또, 상기 진공 유리관(110)의 단면이 타원 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the cross section of the
이 때, 상기 집열부(100)는 상기 진공 유리관(110)의 장변 길이(La)에 대한 단변 길(Lb)이 비가 0.15 내지 0.5로 형성되는 것을 특징으로 한다. At this time, the
아울러, 상기 집열부(100)는 상기 히트파이프(130)가 둘 이상 형성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the
또한, 상기 진공 유리관(110)은 상기 개방부(111)가 형성된 타측이 폐쇄되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the
한편, 본 발명의 태양열 집열기(1000)는 복수개의 집열부(100)와, 상기 집열부(100)로부터 흡수된 열을 수집하는 매니폴드(200)를 포함하는 태양열 집열기(1000)에 있어서, 상기 태양열 집열기(1000)의 집열부(100)는 단면이 타원인 관형태로, 일측 단부가 폐쇄되며, 타측 단부가 개방된 개방부(111)가 형성된 진공 유리관(110); 상기 진공 유리관(110) 내부의 가장 긴 내경 위치에 위치되는 집열판(120); 상기 집열판(120)으로부터 열을 공급받아 전달하는 히트파이프(130); 및 상기 히트파이프(130)의 일정 영역이 삽입되어 고정되는 중공부(142) 및 상기 진공 유리관(110) 내부의 공기를 배기하여 진공 상태로 조절하기 위한 배기부(143)가 형성된 판형태의 캡(140); 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Meanwhile, in the
한편, 본 발명의 태양열 집열기(1000) 제조 방법은 히트파이프(130)가 삽입되도록 일정 영역이 중공된 중공부(142) 및 진공 유리관(110) 내부의 공기를 배기하여 진공 상태로 조절하기 위한 배기부(143)가 형성된 판부(141)와, 상기 판부(141)의 둘레부에 상기 유리관 개방부(111)의 단부가 안착되도록 돌출되는 안착부(144)가 형성된 캡(140)에 집열판(120) 및 히트파이프(130) 조립체를 용접 고정하는 히트파이프(130) 고정 단계(S10); 상기 히트파이프(130)가 고정된 캡(140)의 안착부(144)에 접착제(300)를 도포하는 접착제(300) 도포 단계(S20); 진공 유리관(110)의 개방부(111) 둘레를 상기 안착부(144)에 안착하는 진공 유리관(110) 안착 단계(S30); 상기 캡(140)을 가열하고 냉각함으로써 캡(140)과 진공 유리관(110)을 고정하는 진공 유리관(110) 고정 단계(S40); 상기 배기부(143)를 통해 진공 유리관(110) 내부를 진공 상태로 조절한 후, 상기 배기부(143)를 절단 및 폐쇄하는 진공 처리 단계(S50); 및 상기 진공 처리된 진공 유리관(110)을 포함하는 집열부(100)와 매니폴드(200)를 조립하는 매니폴드(200) 조립 단계(S50);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
On the other hand, the
이에 따라, 본 발명의 태양열 집열기 및 그 제조 방법은 일측이 개방되고 타측이 폐쇄된 진공 유리관의 개방된 측이 금속 캡을 이용하여 접합 고정됨으로써 진공 유리관의 형태 형성이 용이하며, 접합을 용이하게 하여 전체 제조 공정 효율을 높일 수 있고, 내구성을 높일 수 있는 장점이 있다. Accordingly, the solar collector of the present invention and the method of manufacturing the same are bonded to the open side of the vacuum glass tube with one side open and the other closed with a metal cap to form a shape of the vacuum glass tube, and to facilitate the bonding. The overall manufacturing process efficiency can be increased, and durability can be improved.
또한, 본 발명의 태양열 집열기 및 그 제조 방법은 진공 유리관이 타원형 단면을 갖도록 형성됨으로써 태양열 집열기 전체의 두께를 저감할 수 있으며, 단일 진공 유리관 내부의 집열판 내부에 히트파이프가 복수개 구비될 수 있고 전체 집열판 형성 면적을 늘릴 수 있어 태양열 집열 효율을 향상할 수 있는 장점이 있다.
In addition, the solar collector and the method of manufacturing the same of the present invention can reduce the thickness of the entire solar collector by forming the vacuum glass tube has an elliptical cross-section, a plurality of heat pipes can be provided inside the collector plate inside a single vacuum glass tube and the entire collector plate Since the formation area can be increased, there is an advantage to improve the solar heat collection efficiency.
도 1은 종래의 진공관형 태양열 집열기를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 태양열 집열기를 나타낸 도면.
도 3 및 도 4는 상기 도 2에 도시한 태양열 집열기의 집열부를 나타낸 부분 절개 사시도 및 분해사시도.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 태양열 집열기를 나타낸 다른 사시도 및 단면도.
도 7은 상기 도 5 및 도 6에 도시한 태양열 집열기의 집열부를 나타낸 분해사시도.
도 8은 본 발명에 따른 태양열 집열기 제조 방법을 나타낸 단계도.
도 9는 본 발명에 따른 태양열 집열기 제조 방법의 단계를 설명한 개략도. 1 is a view showing a conventional vacuum tube solar collector.
2 is a view showing a solar collector according to the present invention.
3 and 4 are a partially cutaway perspective view and an exploded perspective view showing a heat collecting portion of the solar collector shown in FIG.
5 and 6 are another perspective view and a cross-sectional view showing a solar collector according to the present invention.
FIG. 7 is an exploded perspective view showing a heat collecting unit of the solar collector shown in FIGS. 5 and 6;
8 is a step showing a solar collector manufacturing method according to the invention.
9 is a schematic diagram illustrating the steps of the solar collector manufacturing method according to the present invention.
이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 태양열 집열기(1000) 및 그 제조 방법을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
Hereinafter, the
본 발명의 태양열 집열기(1000)는 복수개의 집열부(100)와 매니폴드(200)를 포함하는 구성으로서, 상기 집열부(100)는 태양열을 집열하는 부분으로, 진공 유리관(110), 집열판(120), 히트파이프(130) 및 캡(140)을 포함하여 형성된다.
또한, 상기 매니폴드(200)는 상기 집열부(100)로부터 흡수된 열을 수집하는 구성으로서, 내부에 열교환매체가 순환되어 열교환에 의해 상기 집열부(100)로부터 흡수된 열을 수집한다. In addition, the
상기 집열부(100)를 구성하는 기본 구성품인 상기 진공 유리관(110)은 길이방향으로 길게 형성된 관형태로, 일측 단부가 개방된 개방부(111)가 형성된다. The
이 때, 상기 진공 유리관(110)의 타측 단부는 개방부(111)와 동일하게 개방된 상태로 제조된 후, 유리캡에 의해 밀폐될 수도 있고, 최초 제작시부터 폐쇄된 상태를 유지할 수도 있다. In this case, the other end of the
상기 개방부(111)가 형성된 타측이 폐쇄된 진공 유리관(110)을 이용하는 경우에는 별도의 유리캡을 이용하여 밀폐하는 공정이 필요치 않아 공정 효율을 보다 높일 수 있는 장점이 있다. When the
즉, 상기 진공 유리관(110)은 최초 제작 시, 일측 단부는 동일 유리 재질에 의해 개방부(111)가 형성되며, 타측 단부는 폐쇄되는 것이 바람직하다. That is, when the
상기 진공 유리관(110)의 개방부(111) 부분은 상기 캡(140)에 의해 밀폐됨으로써, 진공 유리관(110)을 형성하는 단면 형태 그대로 연장된 상태로 일측이 개방될 뿐 다른 형태적 변형은 필요치 않다. The opening part 111 of the
상기 집열판(120)은 상기 진공 유리관(110) 내부에 구비되는 구성으로서, 태양열을 집열하기 위하여 판형태로 구비된다. The
상기 히트파이프(130)는 상기 집열판(120)과 일체로 형성되어 상기 집열판(120)으로부터 열을 공급받아 전달하는 역할을 담당한다. The
상기 히트파이프(130)는 열전도도가 높은 재질로 형성되되, 내부에 작동유체가 봉입되는 구성으로서 상기 작동유체에 의해 열이 전달된다. The
상기 캡(140)은 상기 진공 유리관(110)의 개방부(111)를 밀폐 고정하는 부분으로서, 중공부(142) 및 배기부(143)가 형성된 판부(141) 및 안착부(144)를 포함하여 형성된다. The
상기 판부(141)는 상기 진공 유리관(110)의 개방부(111)를 밀폐하는 부분으로서, 상기 진공 유리관(110) 내부에 구비되는 히트파이프(130)의 일정 영역이 삽입되어 외측으로 돌출되도록 일정 영역이 중공되는 중공부(142)가 형성된다. The
상기 중공부(142)는 상기 히트파이프(130)가 삽입된 후, 상기 히트파이프(130)의 둘레와 용접되는 것이 바람직하다. The
이를 위하여 상기 캡(140)은 금속 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 금속 캡(140)은 전체 태양열 집열기(1000)의 내구성을 보다 향상할 수 있는 장점이 있다. To this end, the
더욱 상세하게, 금속 캡(140)을 이용하지 않고 상기 히트파이프(130)가 진공 유리관(110)과 동관부품을 통해 용접되는 종래의 기술은 먼저, 상부 유리캡에 동관부품이 용접된 후, 히트파이프와 동관부품을 용접하게 되는데, 2회의 접합 공정이 필요하므로 생산성이 저하되며, 상기 히트파이프(130)의 용접 공정 및 사용 중에 상부 유리캡이 파손될 가능성이 있어 전체 내구성을 저하하게 되는 문제점이 있다. More specifically, the conventional technique in which the
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결할 수 있는 태양열 집열기(1000)로서, 본 발명은 금속 재질의 캡(140)을 이용함으로써 진공 유리관(110)의 일측(매니폴드(200)가 연결되는 측)을 용이하게 밀폐할 수 있으며, 히트파이프(130)와 캡(140)이 용이하게 용접 결합되어 제조성 및 내구성을 보다 높일 수 있는 장점이 있다. The present invention is a
또한, 상기 판부(141)는 상기 진공 유리관(110) 내부의 공기를 배기하여 진공 상태로 조절하기 위한 배기부(143)가 형성된다. In addition, the
상기 배기부(143)는 진공 유리관(110) 내부의 진공도를 조절하기 위한 수단이 결합될 수 있도록 관형태로 형성되며, 상기 집열부(100)와 매니폴드(200)와의 조립 이전에 상기 진공 유리관(110) 내부를 진공 상태로 형성한 후, 절단 및 폐쇄된다. The
상기 배기부(143)의 절단 및 폐쇄는 상기 진공 유리관(110) 내부를 진공 상태로 유지하면서 상기 캡(140) 부분이 매니폴드(200)와 조립됨에 따라 독립적인 공간을 형성하도록 하기 위한 것으로, 버너를 이용하여 절단과 함께 폐쇄되도록 하는 것이 바람직하다. Cutting and closing of the
상기 안착부(144)는 상기 진공 유리관(110)이 용이하게 고정되도록 하는 구성으로서, 상기 판부(141)의 일측 방향으로(상기 진공 유리관(110)이 형성된 측) 상기 유리관 개방부(111)의 둘레가 안착되도록 돌출된다. The
더욱 상세하게, 상기 안착부(144)는 상기 진공 유리관(110)의 일정 영역이 삽입되도록 오목한 영역을 형성하도록 형성되며, 상기 안착부(144) 내부에 접착제(300)가 도포되며 상기 진공 유리관(110)이 안착된 후, 가열/냉각에 의해 일체로 조립된다. More specifically, the
이를 통해, 본 발명의 태양열 집열기(1000)는 상기 안착부(144)가 형성된 캡(140)을 이용함으로써 간단한 공정으로 진공 유리관(110)과 금속 캡(140)을 용이하게 접합할 수 있는 장점이 있다. Through this, the
도 2 내지 도 4에 도시한 캡(140)은 중앙부에 히트파이프(130)가 삽입되는 중공부(142)가 형성되고, 그 주변에 배기부(143)가 형성된 예를 도시하였다. 2 to 4 illustrate an example in which a
상기 히트파이프(130)가 하나 구비되는 집열부(100)는 도면에 도시한 바와 같이, 중앙에 위치하여 집열판(120)으로부터 집열된 열을 고르게 전달할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. As shown in the drawing, the
그런데, 상기 히트파이프(130)가 둘 이상 형성되는 경우에, 전체 진공 유리관(110)의 내경이 커져 태양열 집열기(1000)의 두께 역시 함께 증가되어야 한다.
By the way, when two or
위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 태양열 집열기(1000)는 도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 집열부(100)의 진공 유리관(110) 단면이 타원 형태로 형성될 수 있다. In order to solve the above problems, as shown in FIGS. 5 to 7, the
이 때, 상기 타원 형태의 진공 유리관(110)은 가장 긴 내경을 갖는 장변 위치에 집열판(120)이 위치되어 충분한 집열 면적을 확보하도록 한다. At this time, the ellipsoidal
도 7에 장변 길이(La) 및 단변 길이(Lb)를 표시하였으며, 본 발명에서 장변 길이(La) 및 단변 길이(Lb)는 진공 유리관(110)의 단면을 기준으로, 소재 두께를 포함한 길이를 의미한다. In FIG. 7, the long side length La and the short side length Lb are shown. In the present invention, the long side length La and the short side length Lb refer to a length including a material thickness based on the cross section of the
이 때, 본 발명의 태양열 집열기(1000)는 타원형 진공 유리관(110)의 장변 길이(La)에 대한 단변 길(Lb)이 비(Lb/La)가 0.15 내지 0.5로 형성되는 것이 바람직하다. At this time, the
위의 수치 범위는 0.15 및 0.5를 포함한다. The above numerical range includes 0.15 and 0.5.
상기 진공 유리관(110)의 장변 길이(La)에 대한 단변 길(Lb)이 비(Lb/La)가 0.15 미만일 경우에 진공 유리관(110) 내부의 히트파이프(130)가 구비될 만큼의 충분한 공간을 확보하기 어려우며, 상기 진공 유리관(110)의 장변 길이(La)에 대한 단변 길(Lb)이 비(Lb/La)가 0.5 초과인 경우에 상기 진공 유리관(110)이 타원형으로 형성됨에 따른 집열판(120) 면적 증대 및 태양열 집열기(1000) 두께 감소 등의 충분한 효과를 기대하기 어렵다. When the short side length Lb of the long side length La of the
이에 따라, 본 발명의 태양열 집열기(1000)는 상기 진공 유리관(110)의 장변 길이(La)에 대한 단변 길(Lb)이 비(Lb/La)가 0.15 내지 0.5로 형성되는 것이 바람직하다. Accordingly, in the
또한, 집열판(120)의 면적이 큰 경우에, 단일 진공 유리관(110) 내부에 둘 이상의 히트파이프(130)가 구비될 수 있다. In addition, when the area of the
도 5 내지 7에서 상기 진공 유리관(110) 내부에 2개의 히트파이프(130)가 구비된 예를 도시하였으며, 이 때, 상기 캡(140)은 상기 중공부(142)가 상기 히트파이프(130)와 대응되는 위치에 2개 형성된다. 5 to 7 illustrate an example in which two
타원 형태의 진공 유리관(110)을 이용함으로써 본 발명의 태양열 집열기(1000)는 전체 두께를 줄일 수 있으며, 집열판(120)의 면적을 증대하여 집열 효율을 더욱 향상할 수 있는 장점이 있다. By using the ellipsoidal
다시 말해, 본 발명의 태양열 집열기(1000)는 진공 유리관(110)의 적층 방향으로 진공 유리관(110)의 폭이 증가되는 타원 형태로 형성됨으로써 종래의 진공 유리관(110)들 사이의 공간에도 집열판(120)이 위치될 수 있는 구조이며, 복수개의 히트파이프(130)가 구비됨으로써 집열 효율을 높일 수 있다. In other words, the
또, 집열 효율이 높아짐에 따라 전체 집열부(100) 길이(진공 유리관(110) 길이)를 줄여 생산 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다. In addition, as the heat collecting efficiency is increased, the total
특히, 본 발명의 태양열 집열기(1000)는 진공 유리관(110) 개방부(111) 단부에 대응되는 금속 캡(140)을 이용하여 용이하게 개방부(111)를 폐쇄할 수 있어 진공 유리관(110)의 개방부(111) 측의 다른 형태 변형 없이 접착제(300)를 통해 간단하게 고정할 수 있는 장점이 있다.
In particular, the
한편, 본 발명의 태양열 집열기(1000) 제조 방법은 상술한 바와 같은 태양열 집열기(1000)의 특징을 가지며, 크게 히트파이프(130) 고정 단계(S10); 접착제(300) 도포 단계(S20); 진공 유리관(110) 안착 단계(S30); 진공 유리관(110) 고정 단계(S40); 진공 처리 단계(S50); 및 매니폴드(200) 조립 단계(S60);를 포함한다. On the other hand, the
아울러, 상기 히트파이프(130) 고정 단계(S10) 이전에, 상술한 바와 같은 매니폴드(200)와, 진공 유리관(110), 집열판(120), 히트파이프(130), 및 판부(141)를 포함하는 집열부(100) 구성품이 준비되어야 한다. In addition, before the fixing of the heat pipe 130 (S10), the manifold 200, the
먼저, 상기 히트파이프(130) 고정 단계(S10)는 상기 캡(140)의 중공부(142)에 집열판(120) 및 히트파이프(130) 조립체의 히트파이프(130)를 용접 고정하는 단계이다. (도 9 (a) 참조)First, the fixing of the heat pipe 130 (S10) is a step of welding fixing the
상기 히트파이프(130) 고정 단계(S10)는 상기 캡(140)의 중공부(142)를 통해 외측으로 돌출된 히트파이프(130)와 중공부(142) 사이 영역을 용접하여 상기 집열판(120) 및 히트파이프(130) 조립체의 히트파이프(130)와 캡(140)을 고정하는 단계이다. The
상기 히트파이프(130) 고정 단계(S10)를 통해, 상기 히트파이프(130)와 캡(140)의 중공부(142) 영역이 서로 용접 고정됨에 따라 진공 유리관(110) 내부의 밀폐성을 확보하면서도 내구성을 보다 향상할 수 있는 장점이 있다. Through the fixing of the heat pipe 130 (S10), the
상기 접착제(300) 도포 단계(S20)는 상기 안착부(144)가 상측방향으로 돌출되도록 캡(140)을 위치한 후, 상기 안착부(144)에 접착제(300)를 도포하는 단계이다. (도 9 (b) 참조)The adhesive 300 applying step (S20) is a step of applying the adhesive 300 to the
상기 진공 유리관(110) 안착 단계(S30)는 내부에 집열판(120) 및 히트파이프(130)가 내장된 진공 유리관(110)의 개방부(111) 둘레를 상기 안착부(144)에 위치하도록 안착하는 단계이다. The
상기 진공 유리관(110) 고정 단계(S40)는 상기 캡(140)의 하측 부분을 가열하고 냉각함으로써 상기 접착제(300)에 의해 진공 유리관(110)과 캡(140)이 서로 접착되도록 고정하는 단계이다. (도 9 (c) 참조)The fixing of the vacuum glass tube 110 (S40) is a step of fixing the
상기 진공 처리 단계(S50)는 상기 캡(140)의 배기부(143)를 이용하여 진공 유리관(110) 내부를 진공 상태로 조절한 후, 상기 배기부(143)를 절단 및 폐쇄하여 진공 상태가 유지되도록 하는 단계이다. In the vacuum processing step S50, the inside of the
상기 배기부(143)는 진공 유리관(110) 내부의 공기가 배출되는 부분으로서, 진공 처리를 위한 장치가 연결되는 부분이다. The
상기 매니폴드(200) 조립 단계(S60)는 상기 접착제(300) 도포 단계 내지 진공 처리 단계를 통해 제조된 집열부(100)와 매니폴드(200)를 조립하는 단계이다.
Assembling the manifold 200 (S60) is a step of assembling the
상술한 바와 같은 본 발명의 태양열 집열기(1000) 및 그 제조 방법은 유리 형태의 변경 없이 상기 개방부(111)를 폐쇄하는 캡(140)을 이용하여 진공 유리관(110)의 개방부(111)가 형성된 측을 통해 히트파이프(130)를 통한 열의 전달(매니폴드(200) 조립), 및 진공 처리가 가능하며, 집열 효율을 보다 높일 수 있는 장점이 있다. As described above, the
또한, 본 발명의 태양열 집열기(1000) 및 그 제조 방법은 타원 형태의 진공 유리관(110)을 이용함으로써 집열판(120)의 형성 면적을 증대할 수 있으며, 전체 두께 및 길이를 줄여 소형화가 가능하고, 심미적 효과를 더욱 높일 수 있는 장점이 있다.
In addition, the
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application is not limited, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims.
1000 : 태양열 집열기
100 : 집열부
110 : 진공 유리관 111 : 개방부
La : 타원형태 진공 유리관의 장변 길이
Lb : 타원형태 진공 유리관의 단변 길이
120 : 집열판
130 : 히트파이프
140 : 캡 141 : 판부
142 : 중공부 143 : 배기부
144 : 안착부
200 : 매니폴드
300 : 접착제
S10 ~ S60 : 본 발명의 태양열 집열기 제조 방법의 각 단계1000: solar collector
100: heat collecting part
110: vacuum glass tube 111: opening
La: Long side length of elliptical vacuum glass tube
Lb: Short side length of elliptical vacuum glass tube
120: heat collecting plate
130: heat pipe
140: cap 141: plate
142
144: seating part
200: manifold
300: adhesive
S10 ~ S60: each step of the solar collector manufacturing method of the present invention
Claims (8)
상기 태양열 집열기(1000)의 집열부(100)는
단면이 타원인 관형태로, 일측 단부가 개방된 개방부(111)가 형성된 진공 유리관(110);
상기 진공 유리관(110) 내부의 가장 긴 내경에 위치되는 집열판(120);
상기 집열판(120)으로부터 열을 공급받아 전달하는 히트파이프(130); 및
상기 히트파이프(130)의 일정 영역이 삽입되어 고정되는 중공부(142) 및 상기 진공 유리관(110) 내부의 공기를 배기하여 진공 상태로 조절하기 위한 배기부(143)가 형성된 판부(141)와, 상기 판부(141)의 둘레부에 상기 유리관 개방부(111)의 단부가 안착되도록 돌출되는 안착부(144)가 형성된 캡(140); 을 포함하며,
상기 캡(140)은 금속 재질로 형성되며, 상기 히트파이프(130)와 상기 히트파이프(130)가 삽입된 중공부(142)는 서로 용접 결합되고 상기 캡(140)은 안착부(144) 내부에 접착제(300)가 도포되며 상기 진공 유리관(110)이 안착된 후, 가열/냉각에 의해 일체로 조립되는 것을 특징으로 하는 태양열 집열기. In the solar collector 1000 including a plurality of collectors 100, and a manifold 200 for collecting the heat absorbed from the collector 100,
The heat collecting part 100 of the solar collector 1000
An elliptical cross section in the form of a tube, the vacuum glass tube 110 having an opening 111 open at one end thereof;
A heat collecting plate 120 positioned at the longest inner diameter of the vacuum glass tube 110 ;
A heat pipe 130 receiving and transferring heat from the heat collecting plate 120; And
A hollow portion 142 into which a predetermined region of the heat pipe 130 is inserted and fixed, and a plate portion 141 having an exhaust portion 143 configured to exhaust the air inside the vacuum glass tube 110 and adjust it to a vacuum state; A cap 140 having a seating portion 144 that protrudes so that an end portion of the glass tube opening 111 is seated at a circumference of the plate portion 141; Including;
The cap 140 is formed of a metal material, the heat pipe 130 and the hollow portion 142 into which the heat pipe 130 is inserted are welded to each other, and the cap 140 is inside the seating portion 144. After the adhesive 300 is applied and the vacuum glass tube 110 is seated, the solar collector, characterized in that assembled by heating / cooling integrally.
상기 집열부(100)는
상기 진공 유리관(110)의 장변 길이(La)에 대한 단변 길(Lb)이 비(Lb/La)가 0.15 내지 0.5로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양열 집열기.
The method of claim 1,
The heat collecting part 100
Short side length (Lb) with respect to the long side length (La) of the vacuum glass tube 110, the ratio (Lb / La) is characterized in that the solar collector, characterized in that formed from 0.15 to 0.5.
상기 집열부(100)는 상기 히트파이프(130)가 둘 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 태양열 집열기.
The method of claim 1,
The collector 100 is a solar collector, characterized in that the heat pipe 130 is formed in two or more.
상기 진공 유리관(110)은 상기 개방부(111)가 형성된 타측이 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 태양열 집열기.
The method of claim 1,
The vacuum glass tube 110 is a solar collector, characterized in that the other side of the opening portion 111 is closed.
상기 태양열 집열기(1000) 제조 방법은
히트파이프(130)가 삽입되도록 일정 영역이 중공된 중공부(142) 및 진공 유리관(110) 내부의 공기를 배기하여 진공 상태로 조절하기 위한 배기부(143)가 형성된 판부(141)와, 상기 판부(141)의 둘레부에 상기 유리관 개방부(111)의 단부가 안착되도록 돌출되는 안착부(144)가 형성된 캡(140)에 집열판(120) 및 히트파이프(130) 조립체를 용접 고정하는 히트파이프(130) 고정 단계(S10);
상기 히트파이프(130)가 고정된 캡(140)의 안착부(144)에 접착제(300)를 도포하는 접착제(300) 도포 단계(S20);
진공 유리관(110)의 개방부(111) 둘레를 상기 안착부(144)에 안착하는 진공 유리관(110) 안착 단계(S30);
상기 캡(140)을 가열하고 냉각함으로써 캡(140)과 진공 유리관(110)을 고정하는 진공 유리관(110) 고정 단계(S40);
상기 배기부(143)를 통해 진공 유리관(110) 내부를 진공 상태로 조절한 후, 상기 배기부(143)를 절단 및 폐쇄하는 진공 처리 단계(S50); 및
상기 진공 처리된 진공 유리관(110)을 포함하는 집열부(100)와 매니폴드(200)를 조립하는 매니폴드(200) 조립 단계(S50);를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양열 집열기(1000) 제조 방법. In the manufacturing method of the solar collector 1000 of any one of Claims 1, 4, and 6,
The solar collector 1000 manufacturing method
A hollow portion 142 in which a predetermined region is hollowed so that the heat pipe 130 is inserted, and a plate portion 141 having an exhaust portion 143 formed therein for evacuating air in the vacuum glass tube 110 and adjusting it to a vacuum state; Heat to weld the heat collecting plate 120 and the heat pipe 130 assembly to the cap 140 formed with a seating portion 144 that protrudes so that the end of the glass tube opening 111 is seated around the plate portion 141. Fixing the pipe 130 (S10);
Applying an adhesive 300 to the seating portion 144 of the cap 140 on which the heat pipe 130 is fixed (S20) ;
A step (S30) of mounting the vacuum glass tube (110) for seating the periphery of the opening (111) of the vacuum glass tube (110) on the seating portion (144 ) ;
A fixing step (S40) of the vacuum glass tube (110) for fixing the cap (140) and the vacuum glass tube (110) by heating and cooling the cap (140 );
A vacuum processing step (S50) of cutting and closing the exhaust part 143 after adjusting the inside of the vacuum glass tube 110 through the exhaust part 143 in a vacuum state ; And
A step (S50) of assembling the manifold (200) to assemble the heat collecting part (100) including the vacuumed vacuum glass tube (110) and the manifold (200 ); Solar collector (1000) manufacturing method comprising a.
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