KR101075971B1 - 태양열집광용 포물면반사판의 고정밀 배열에 편리한 반사판 정렬장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수의 반사판으로 구성된 접시형 집광기에서 반사판을 집광기에 설치할 때 반사판에 의해 반사된 햇빛의 초점이 흡수기에 모아질 수 있도록 반사판을 설치할 수 있도록 반사판을 정렬시킬 수 있게 한 반사판 정렬장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 햇빛이 흐리거나 야간에도 반사판의 초점이 흡수기에 모아질 수 있도록 반사판의 초점을 정렬할 수 있게 함으로써, 흐린 날이나 야간에도 반사판 설치 작업을 할 수 있게 한 태양열집광용 포물면반사판의 고정밀 배열에 편리한 반사판 정렬장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 반사판 정렬장치는 일측이 파인 형상의 호형 프레임에 설치되는 반사판의 초점이 흡수기에 맺히도록 정렬하는 반사판 정렬 장치에 있어서, 상기 반사판에 착탈 가능하게 고정되는 고정지그와 ; 상기 고정지그에 설치된 광원을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

태양열발전, 흡수기, 반사반, 초점, 정렬

Description

태양열집광용 포물면반사판의 고정밀 배열에 편리한 반사판 정렬장치{reflection plate alignment apparatus for high-accuracy array of parabolic reflector of concentrated solar thermal}

본 발명은 반사판 정렬장치에 관한 것으로써, 상세하게는 다수의 반사판으로 구성된 접시형 집광기에서 반사판을 집광기에 설치할 때 반사판에 의해 반사된 햇빛의 초점이 흡수기의 한곳에 모아질 수 있도록 반사판을 편리하게 정렬시킬 수 있게 한 태양열집광용 포물면반사판의 고정밀 배열에 편리한 반사판 정렬장치에 관한 것이다.

보다 상세하게는 햇빛이 흐리거나 야간에도 반사판의 초점이 흡수기에 모아질 수 있도록 반사판의 초점을 정렬할 수 있게 함으로써, 흐린 날이나 야간에도 반사판 설치 작업을 할 수 있게 한 태양열집광용 포물면반사판의 고정밀 배열에 편리한 반사판 정렬장치에 관한 것이다.

화석연료의 고갈에 따라 자연력을 이용한 동력 발생 장치들이 많이 개발되고 있으며, 이러한 동력 발생 수단의 하나로 태양열을 이용한 것이 있다.

태양열을 이용한 동력 발생 장치 중에는 태양열발전장치가 있으며, 이러한 태양열발전장치 중에는 접시형 태양열발전장치가 있다.

접시형 태양열발전장치는 접시형태의 반사판이 태양을 추적하여 태양광을 한곳에 반사, 집광하는 집광시스템과 집광된 태양광의 열을 이용하여 동력을 발생시키는 엔진으로 구성되어 있으며, 엔진은 주로 외연기관인 스터링 엔진(Stirling engine)을 이용하고 있다.

이러한 접시형 태양열발전장치를 구성하는 집광기의 일예를 도 1 및 도 2에 도시하였다.

도시한 바와 같이 접시형 집광기는 일측이 움푹하게 파인 접시 형상을 이루는 집시형의 프레임에 설치된 다수의 반사판(100)과 상기 반사판(100)에 의해 반사되어 모아진 빛을 흡수하는 흡수기(200)를 포함하여 구성된다.

이렇게 구성된 종래의 접시형 집광기는 반사판에 의해 반사된 빛이 흡수기를 초점으로 모아져야하고, 이렇게 각 반사판들의 초점을 흡수기로 모으기 위해 반사판을 설치하는 과정에서 반사판을 정렬하여야 한다.

이렇게 각 반사판의 초점이 흡수기에 모아지게 반사판을 프레임에 설치하기 위해서는 햇빛이 반사되는 것을 육안으로 확인하여야 하므로 햇빛이 있는 맑은 날에 만 반사판의 설치가 가능하다.

즉, 햇빛이 흐리거나 없는 경우에는 반사판에 의해 반사되는 빛의 초점이 어느 부분에 맺히는 지를 확인할 수 없으므로 구름이 없는 맑은 날에만 반사판 설치작업을 하여야 하며, 이렇게 맑은 날 반사판 설치작업을 할 경우 강한 햇빛에 의해 눈이 손상되거나 고온에 의해 작업성이 떨어지는 문제가 있었다.

또한, 접시형 집광기는 집광 면적을 넓히기 위해 대형으로 제작되고, 이렇게 대형으로 제작된 접시형 집광기는 그 높이가 높다.

이렇게 높은 집광기 프레임에 반사판을 설치하되 일조 직후 또는 일몰 직전에 반사판 설치 작업을 수행하게 되면 집광기 프레임이 수직에 가깝게 서있는 상태에서 작업을 수행해야 되고, 이렇게 수직에 가깝게 세워진 높은 집광기 프레임에 반사판을 설치할 경우 작업자가 프레임에 매달려 반사판 설치작업을 하여야 하므로 추락 등의 안전 사고의 위험이 있게 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로써, 햇빛이 없는 시간에도 반사판을 정렬하여 그 초점이 흡수기에 모아질 수 있도록 반사판 설치작업을 할 수 있게 한 태양열집광용 포물면반사판의 고정밀 배열에 편리한 반사판 정렬장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

즉, 반사판의 초점 방향을 지시할 수 있는 빛을 조사하는 광원을 설치하여 반사판을 설치할 때 반사판의 초점이 흡수기에 모아질 수 있도록 반사판의 방향을 조절할 수 있게 한 태양열집광용 포물면반사판의 고정밀 배열에 편리한 반사판 정렬장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 본 발명의 태양열집광용 포물면반사판의 고정밀 배열에 편리한 반사판 정렬장치는 일측이 파인 형상의 호형 프레임에 설치되는 반사판의 초점이 흡수 기에 맺히도록 정렬하는 반사판 정렬 장치에 있어서, 상기 반사판에 착탈 가능하게 고정되는 고정지그와 ; 상기 고정지그에 설치된 광원을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 태양열집광용 포물면반사판의 고정밀 배열에 편리한 반사판 정렬장치는 반사판에 설치되어 반사판의 초점이 맺히는 방향을 지시할 수 있게 구성되어 반사판을 설치할 때 반사판의 초점을 확인할 수 있어 햇빛이 흐른 날이나 어두운 야간에도 반사판을 정렬하여 설치할 수 있는 효과가 있다.

즉, 이렇게 반사판의 초점 정렬은 햇빛이 없는 시간에도 이루어 질 수 있으므로 작업이 용이한 시간에 반사판 설치 작업을 할 수 있어 작업 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 태양열집광용 포물면반사판의 고정밀 배열에 편리한 반사판 정렬장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 반사판 정렬장치가 설치된 반사판의 일예를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 반사판 정렬장치의 일예를 도시한 사시도이고, 도 5는 반사판 정렬장치의 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 다른 일예의 반사판 정렬장치가 설치된 반사판의 일예를 도시한 사시도이다.

본 발명에 따른 태양열집광용 포물면반사판의 고정밀 배열에 편리한 반사판 정렬장치는 반사판의 초점의 방향을 지지하는 기능을 갖는 장치이다.

즉, 접시형 집광기를 구성하는 다수의 반사판을 반사판 프레임에 설치할 때 반사판의 초점이 흡수기에 모아질 수 있도록 반사판의 방향을 조정할 때 반사판의 초점의 방향을 확인할 수 있는 장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 반사판 정렬장치는 일측이 파인 형상의 호형 프레임에 설치되는 반사판(100)의 초점이 흡수기(200)에 맺히도록 정렬하는 반사판 정렬 장치에 있어서, 상기 반사판(100)에 착탈 가능하게 고정되는 고정지그(11)와 ; 상기 고정지그(11)에 설치된 광원(12)을 포함하여 구성된다.

전술한 바와 같이 접시형 집광기는 호형상으로 일측이 파인 접시형의 프레임에 다수의 반사판(100)을 설치하여 이루어지고, 그 일측의 중앙에 반사된 빛의 열을 모아 흡수하는 흡수기(200)을 포함하여 구성되어 있으며, 이렇게 구성된 집광기에서 각 반사판(100)들의 초점은 흡수기(200)에 모아질 수 있도록 방향을 정렬하여야 한다.

이렇게 반사판(100)의 방향을 조절할 때 반사판(100)의 초점을 확인할 필요가 있고, 이렇게 반사판 초점의 방향을 확인할 수 있게 한 것이 본 발명의 반사판 정렬장치이고, 이러한 반사판 정렬장치는 반사판의 초점 방향을 지시할 수 있는 수단만 있으면 족하다.

이렇게 반사판의 초점의 방향을 지시하는 수단이 상기 광원(12)이다.

즉, 상기 광원(12)으로부터 조사된 빛이 지시하는 방향이 반사판(100)의 초점의 방향인 것이다.

이렇게 반사판의 초점의 방향을 지시하는 광원(12)을 반사판에 고정시키는 수단으로 상기 고정지그(11)가 구비되어 있으며, 고정지그(11)는 도 3에 도시한 바와 같이 반사판(100)의 중앙에 광원(12)을 고정시킨다.

물론, 상기 광원(12)으로부터 조사되는 빛의 방향이 반사판(100)의 초점의 방향이어야 하고, 이렇게 광원(12)에서 조사되는 빛의 방향이 반사판(100)의 초점 방향과 일치하도록 광원(12)에서 조사된 빛의 방향이 조절되어야 한다.

이렇게 광원(12)으로부터 조사된 빛이 반사판(100)의 초점과 일치되게 하기 위해서는 본 발명의 정렬장치를 제작할 때 반사판의 초점 경로를 계산하여 고정지그(11)의 방향이나 광원(12)으로부터 조사된 빛의 방향이 반사판(100)의 초점과 일치되게 제작할 수 있다.

그러나 이렇게 광원(12)으로부터 조사된 빛의 방향을 고정시켜 제작할 경우 다양한 광경로를 갖는 서로 다른 반사판(100)마다 따로 정렬장치를 제작하여야 하므로 정렬장치의 제작에 많은 노력과 비용이 소요되므로 광원(12)에서 조사되는 빛의 방향을 조절할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

이렇게 상기 광원(12)에서 조사되는 빛의 방향을 조절하여 반사판(100)의 초점과 일치시킬 수 있게 하기 위하여 상기 고정지그(11)에는 일측 단부에 구형홈(13a)이 형성된 봉체 형상의 고정대(13)가 형성되고, 상기 광원(12)은 상기 구형홈(13a)에 끼워져 회동되는 구형의 회동구(14)에 설치되어 있다.

즉, 상기 구형홈(13a)에 끼워진 회동구(14)는 구형홈(13a)에서 회전할 수 있고, 이렇게 회동구(14)가 회전함에 따라 도 4에 도시한 바와 같이 광원(12)의 방향이 바뀌어 조사되는 방향이 조절될 수 있는 것이다.

상기 고정지그(11)는 반사판(100)에 착탈 가능하게 설치되어야 하고, 반사판(100)에 설치하거나 반사판(100)으로부터 분리하였을 때 반사판에 흠이 생기면 안된다.

따라서, 상기 고정지그(11)는 탄성을 갖는 고무나 합성수지로 만들어진 흡착판으로 구성함이 바람직하다.

그러나 도 6에 도시한 바와 같이 반사판(100)이 가장자리에 테두리를 구비하고 있는 경우에는 이 테두리에 고정시킬 수 있도록 고정지그를 구성할 수도 있다.

상기한 바와 같이 상기 광원(12)은 반사판(100)의 초점의 방향을 지시하는 빛을 조사하는 수단으로 초점의 방향을 명확하게 확인 할 수 있게 하기 위해서는 빛이 한점에 모아지는 점광원으로 구성됨이 바람직하며, 이렇게 빛이 한점에 모아지는 발광 수단으로 많이 사용되는 레이저로 구성됨이 바람직할 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 반사판 정렬장치는 도 3 및 도 6에 도시한 바와 같이 반사판(100)에 설치되어 반사판(100)의 초점의 방향을 지시하게 되며, 이러한 반사판 정렬장치를 구성하는 광원(12)에서 조사되는 빛의 방향을 반사판(100)의 초점의 방향과 맞추는 정렬 작업은 이미 특성이 파악된 반사판의 곡률 등을 참조하여 조절되거나 햇빛이 있는 주간에 실제로 집광기 프레임에 설치한 반사판에 설치하여 초점 경로와 광원으로부터 조사된 빛의 방향을 맞추어 구할 수 있으며, 이렇게 반사판의 초점 방향과 정렬된 정렬장치를 설치될 반사판에 설치하여 초점을 정렬한 후 반사판을 고정시킬 수 있다.

도 1은 종래의 접시형 집광기의 일예를 도시한 사시도이고,

도 2는 도 1에 도시한 집광기의 단면도이고,

도 3은 본 발명에 따른 반사판 정렬장치가 설치된 반사판의 일예를 도시한 사시도이고,

도 4는 본 발명에 따른 반사판 정렬장치의 일예를 도시한 사시도이고,

도 5는 반사판 정렬장치의 단면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 다른 일예의 반사판 정렬장치가 설치된 반사판의 일예를 도시한 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

1 : 반사판정렬장치

11 : 고정지그

12 : 광원

13 : 고정대 13a : 구형홈

14 : 회동구

100 : 반사판

200 : 흡수기

Claims (5)

1. 일측이 파인 형상의 호형 프레임에 설치되는 다수의 포물면 반사판(100) 초점들을 흡수기(200) 중심부에서 하나의 초점이 되어 고온을 생산할 수 있도록 시간에 구애받지 않고 편리하게 정렬할 수 있는 반사판 정렬 장치에 있어서,

   상기 반사판(100)에 착탈 가능하게 고정되는 고정지그(11)와; 상기 고정지그(11)에 설치된 광원(12);을 포함하여 구성되되;

   상기 고정지그(11)에는 일측 단부에 구형홈(13a)이 형성된 봉체 형상의 고정대(13)가 형성되고, 상기 광원(12)은 상기 구형홈(13a)에 끼워져 회동되는 구형의 회동구(14)에 설치됨을 특징으로 하는 태양열집광용 포물면반사판의 고정밀 배열에 편리한 반사판 정렬장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 고정지그(11)는 탄성을 갖는 고무나 합성수지로 만들어진 흡착판임을 특징으로 하는 태양열집광용 포물면반사판의 고정밀 배열에 편리한 반사판 정렬장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 광원(12)은 빛이 한점에 모이는 점광원임을 특징으로 하는 태양열집광용 포물면반사판의 고정밀 배열에 편리한 반사판 정렬장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 광원(12)은 레이저임을 특징으로 하는 태양열집광용 포물면반사판의 고정밀 배열에 편리한 반사판 정렬장치.

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