KR101099781B1 - Water heating device by using solar energe - Google Patents

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이병성
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이한국
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Abstract

PURPOSE: A water heating device using sunlight is provided to maximize sunlight collecting efficiency since the water heating device can automatically rotate corresponding to a change in the phase of sun. CONSTITUTION: A water heating device using sunlight comprises a support(10), a support rod(20), a fixing plate(30), a transparent cover plate(40), a heating tank(50), a hot-water circulating pipe(60), and a light collecting plate(70). The lower end of the support rod is coupled to the central part of the support. An opening is formed on the front of the fixing plate. The rear central part of the fixing plate is coupled to the upper end of the support rod to be able to vertically rotate. The transparent cover plate is coupled to the front opening of the fixing plate to prevent heat from becoming emitted to the outside.

Description

태양광을 이용한 온수가열장치{WATER HEATING DEVICE BY USING SOLAR ENERGE}Hot water heating device using solar light {WATER HEATING DEVICE BY USING SOLAR ENERGE}

본 발명은 태양광을 이용한 온수가열장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양에너지를 효율적으로 집열하여 온수를 생산할 수 있고, 그 구조가 간단할 뿐만 아니라, 태양의 위상변화에 대응하여 자동으로 상하좌우 회전할 수 있도록 구성되어 태양광의 집광효율을 극대화할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양광을 이용한 온수가열장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a hot water heating device using solar light, and more particularly, it is possible to efficiently collect solar energy to produce hot water, its structure is simple, and automatically responds to the phase change of the sun up, down, left and right It is configured to rotate is related to a hot water heating device using solar light, characterized in that configured to maximize the light collection efficiency of solar light.

일반적으로, 태양에너지는 풍력에너지 및 수력에너지 등과 함께 청정한 자연친화적이며, 무한한 에너지원으로, 고갈위험에 처해 있는 화석원료의 유용한 대체수단으로 사용되고 있다. 특히, 태양에너지는 다른 에너지원에 비해 그 활용이 쉽고, 고효율의 풍부한 에너지를 얻을 수 있기 때문에 최근 태양에너지를 이용한 각종 자연 친화적 장치 및 설비 등이 속속 등장하고 있다. 그 중에서도 태양광을 집열하여 이를 온수 및 난방용 열원으로 활용되도록 한 태양광을 이용한 온수가열장치의 발전은 태양광 에너지 이용의 보편화를 가져왔다는 평가를 받고 있다.
In general, solar energy, together with wind energy and hydro energy, is a clean, nature-friendly, infinite energy source, and is used as a useful alternative to fossil raw materials at risk of exhaustion. In particular, since solar energy is easier to utilize than other energy sources, and abundant energy with high efficiency can be obtained, various natural friendly devices and facilities using solar energy have been introduced one after another. Among them, the development of hot water heating apparatus using solar light that collects solar light and utilizes it as a heat source for hot water and heating has been evaluated to bring about the universal use of solar energy.

도 1에는 이러한 태양광을 이용한 온수가열장치의 일례인 태양광 집광판이 도시되어 있다. 첨부된 도면을 참조하면, 태양광 집광판(2)은 케이스(3)와, 상기 케이스의 상하부 각각에 고정 지지된 상부 헤더(4a) 및 하부 헤더(4b)와, 태양광이 흡수되어 내부를 흐르는 물이 가열되도록 각각의 일단부는 상기 상부 헤더(4a)에 연결되고 타단부는 상기 하부 헤더(4b)에 연결된 다수의 집열관(5)을 포함하여 구성된다. 온수탱크(1)로부터 유입관(6)을 통해 상기 하부 헤더(4b)로 유입된 물은 상기 집열관(5)을 통과하면서 가열되어 상기 상부 헤더(4a)로 유입되어 상기 상부 헤더(4a)에 연결된 배출관(7)을 통해 상기 온수탱크(1)로 배출되도록 구성된다.
1 shows a solar light collecting plate which is an example of a hot water heating device using such solar light. Referring to the accompanying drawings, the solar light collecting plate 2 has a case 3, an upper header 4a and a lower header 4b fixedly supported at upper and lower portions of the case, and sunlight is absorbed and flows inside. Each end portion comprises a plurality of heat collecting tubes 5 connected to the upper header 4a and the other end connected to the lower header 4b so that water is heated. Water introduced into the lower header 4b from the hot water tank 1 through the inlet pipe 6 is heated while passing through the heat collecting pipe 5 to be introduced into the upper header 4a, and thus the upper header 4a. It is configured to be discharged to the hot water tank (1) through a discharge pipe (7) connected to.

하지만, 상기 종래의 태양광 집광판은 태양광을 집열하기 위해 마련되는 구성요소가 복잡하며, 그 제작비용 역시 과다할 뿐만이 아니라 주기적인 유지 보수도 매우 번거롭다는 문제점이 있었다.
However, the conventional solar light collecting plate has a problem that the components provided for collecting solar light are complicated, and the manufacturing cost is excessive, and the periodic maintenance is also very troublesome.

또한, 종래의 태양광 집광판은 태양고도광을 집광판에 집열할 때, 집광판이 태양의 위상 변화에 즉시 대응하지 못하고 일정한 위치에 고정되어 있기 때문에 집열장치의 출력이 떨어지거나 효율성이 낮아 현실적으로 가정 및 산업용으로 이용하기에는 한계가 있었다는 문제점이 있었다.
In addition, in the conventional solar light collecting plate, when the solar light is collected at the light collecting plate, the light collecting device does not immediately respond to the change in the phase of the sun and is fixed at a fixed position. There was a problem that there was a limit to use.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 태양에너지를 효율적으로 집열하여 온수를 생산할 수 있고, 그 구조가 간단할 뿐만 아니라, 태양의 위상변화에 대응하여 자동으로 상하좌우 회전할 수 있도록 구성되어 태양광의 집광효율을 극대화할 수 있도록 구성된 태양광을 이용한 온수가열장치를 제공하는 것이다.
The present invention has been made to solve the above problems, the object of which is to efficiently collect solar energy to produce hot water, the structure is simple, and automatically rotates up, down, left, and right in response to the phase change of the sun. It is configured to provide a hot water heating device using solar light configured to maximize the light collection efficiency of the solar light.

상기 본 발명의 목적은 받침대와, 상기 받침대의 중앙에 하단이 회전가능하게 결합되는 지지봉과, 전면에 개구부가 형성되고 내부에 설치공간이 마련되도록 구성되되, 상기 지지봉의 상단에 후면 중앙부분이 상하방향으로 회동 가능하게 결합되는 고정판과, 상기 고정판의 전방 개구부에 결합되어 열기가 외부로 방출되지 않도록 단열하는 투명커버판과, 상기 고정판 내부에 원주방향 방사상 형태로 다수개 구성되되, 중앙부분 전후방으로는 가열봉이 관통 설치되는 가열탱크와, 상기 각각의 가열탱크를 연결하여 가열된 온수를 순환시키는 온수순환관과, 상기 투명커버판의 전방에 마련되되, 태양광을 집광하여 상기 가열봉 및 가열탱크를 가열시킬 수 있도록 상기 각각의 가열탱크와 대응되는 위치에 원주방향 방사상 형태로 다수개의 집광렌즈가 설치된 집광판을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 태양광을 이용한 온수가열장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.
An object of the present invention is a support rod, the support rod is rotatably coupled to the bottom in the center of the pedestal, and the opening is formed in the front and the installation space is provided in the interior, the rear center portion at the top of the support rod up and down A fixed plate that is rotatably coupled in a direction, a transparent cover plate that is coupled to the front opening of the fixed plate to insulate the heat from being discharged to the outside, and a plurality of circumferential radial forms inside the fixed plate, the center part of the front and rear A heating tank through which a heating rod is installed, a hot water circulation pipe for circulating the heated hot water by connecting the respective heating tanks, and provided in front of the transparent cover plate, and collects sunlight to collect the heating rod and the heating tank. A plurality of condenser lenses are installed in a circumferential radial form at positions corresponding to the respective heating tanks to heat the It can be achieved by providing a hot water heating device using solar light, characterized in that including a light collecting plate.

본 발명에 따른 태양광을 이용한 온수가열장치는 집광렌즈를 통해 태양에너지를 효율적으로 집열하여 온수를 생산할 수 있고, 구조가 간단하여 제작비가 저렴하며, 태양의 위상변화에 대응하여 자동으로 회전할 수 있도록 구성되어 태양광의 집광효율을 극대화할 수 있다는 효과가 있다.
The hot water heating device using solar light according to the present invention can efficiently collect solar energy through a condensing lens to produce hot water, and its structure is simple and low in production cost, and can automatically rotate in response to the phase change of the sun. It is configured to have the effect of maximizing the condensing efficiency of solar light.

도1은 종래의 태양광 집광판을 나타낸 도면이며,
도2는 본 발명에 따른 태양광을 이용한 온수가열장치를 도시한 사시도이며,
도3은 본 발명에 따른 태양광을 이용한 온수가열장치를 도시한 측면도이며,
도4는 본 발명에 따른 태양광을 이용한 온수가열장치를 도시한 측단면도이며,
도5는 본 발명에서 온수순환관의 설치를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing a conventional solar light collecting plate,
Figure 2 is a perspective view showing a hot water heating apparatus using solar according to the present invention,
Figure 3 is a side view showing a hot water heating apparatus using solar according to the present invention,
Figure 4 is a side cross-sectional view showing a hot water heating apparatus using solar according to the present invention,
5 is a view for explaining the installation of the hot water circulation tube in the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 태양광을 이용한 온수가열장치를 보다 상세하게 설명한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in more detail the hot water heating apparatus using sunlight according to the present invention.

첨부된 도2는 본 발명에 따른 태양광을 이용한 온수가열장치를 도시한 사시도이고, 도3은 본 발명에 따른 태양광을 이용한 온수가열장치를 도시한 측면도이며, 도4는 본 발명에 따른 태양광을 이용한 온수가열장치를 도시한 측단면도이며, 도5는 본 발명에서 온수순환관의 설치를 설명하기 위한 도면이다.
2 is a perspective view showing a hot water heating apparatus using solar according to the present invention, Figure 3 is a side view showing a hot water heating apparatus using solar according to the present invention, Figure 4 is a view according to the present invention Side cross-sectional view showing a hot water heating apparatus using light, Figure 5 is a view for explaining the installation of the hot water circulation tube in the present invention.

도 2와 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 태양광을 이용한 온수가열장치는 태양광을 이용하여 온수를 생산하는 장치로, 받침대(10), 지지봉(20), 고정판(30), 투명커버판(40), 가열탱크(50) 및 온수순환관(60) 및 집광판을 포함하여 구성된다.
2 and 4, the hot water heating apparatus using the solar according to the present invention is a device for producing hot water using the sunlight, the pedestal 10, the support rod 20, the fixed plate 30, the transparent cover The plate 40, the heating tank 50 and the hot water circulation pipe 60 and the light collecting plate is configured to include.

상기 받침대(10)는 바닥에 설치되어 온수가열장치를 지지하는 부분으로, 다양한 형상으로 구성될 수 있지만 도시된 바와 같이 십자형상으로 마련되어 바닥에 대해 안정적으로 지지될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
The pedestal 10 is installed on the floor to support the hot water heater, and may be configured in various shapes, but is preferably formed in a cross shape as shown to be configured to be stably supported on the floor.

상기 지지봉(20)은 상기 받침대(10)의 중앙에 하단이 회전가능하게 결합되도록 구성된다. 즉, 상기 지지봉(20)은 받침대(10)의 중앙부분에 하단이 끼움방식으로 결합되어 좌우방향으로 회전될 수 있도록 결합한다. 도시되지는 않았지만 상기 지지봉(20)은 자바라식으로 구성되어 길이 조절 가능하게 구성될 수 있음은 물론이다.
The support rod 20 is configured such that the lower end is rotatably coupled to the center of the pedestal 10. In other words, the support rod 20 is coupled to the center portion of the pedestal 10 so that the lower end is fitted in a way to be rotated in the left and right directions. Although not shown, the support rod 20 may be configured in a bellows type to be adjustable in length.

상기 고정판(30)은 전면에 개구부가 형성되고 내부에 설치공간(S)이 마련되도록 구성된다. 즉, 고정판(30)의 내부로는 후술하는 온수를 가열하는 구성요소들이 설치되기 때문에 내부에 설치공간(S)이 마련되는 것이다. 여기서, 상기 고정판(30)은 전면이 개구되고 내부에 설치공간(S)이 마련된다면 다양한 형상으로 마련될 수 있지만, 도시된 바와 같이, 전방은 열을 넓은 면적으로 효율적으로 집열할 수 있고 후방은 작은 면적으로 열을 효율적으로 축열할 수 있도록 반구면체 형상으로 마련되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 고정판(30)은 상기 지지봉(20)의 상단에 후면 중앙부분이 상하방향으로 회동 가능하게 결합된다. 여기서, 상기 고정판은 후면 중앙부분이 상기 지지봉(20)의 상단에 힌지(H) 결합되어 상방향 또는 하방향으로 회동된 다음 일정한 위치에서 고정 가능하게 구성되는 데, 이는 태양의 고도에 따라 고정판(30)을 상방향 또는 하방향으로 회동시킨 다음 태양과 대응되게 일직선으로 위치될 수 있도록 하기 위함이다. 여기서, 상기 고정판(30)의 내면은 개구부를 통해 내부로 들어오는 태양광을 전방으로 반사하여 열효율을 배가할 수 있도록, 빛을 반사할 수 있는 재질로 마련되는 것이 바람직하다.
The fixing plate 30 is configured such that an opening is formed at a front surface thereof, and an installation space S is provided therein. That is, the interior of the fixing plate 30 is installed because the components for heating the hot water to be described later is provided with an installation space (S). Here, the fixing plate 30 may be provided in a variety of shapes if the front surface is opened and the installation space (S) provided therein, as shown, the front can efficiently collect heat in a large area and the rear is It is preferable to provide a hemispherical shape so that heat can be efficiently stored in a small area. In addition, the fixing plate 30 is pivotally coupled to the upper center portion of the rear of the support rod 20 in the vertical direction. Here, the fixing plate is configured to be hinged (H) to the upper end of the support rod 20 is rotated upward or downward, and then fixed at a predetermined position, which is fixed according to the altitude of the sun ( 30) is rotated upward or downward, so that it can be positioned in a straight line corresponding to the sun. Here, the inner surface of the fixing plate 30 is preferably made of a material capable of reflecting light to reflect the sunlight coming into the interior through the opening to the front to double the thermal efficiency.

상기 투명커버판(40)은 상기 고정판(30)의 전방 개구부에 결합되어 열기가 외부로 방출되지 않도록 단열하는 역활을 수행한다. 즉, 상기 투명커버판(40)은 상기 고정판(30) 내부로 태양광은 통과되면서도, 고정판(30) 내부의 열기가 외부방출되지 않게 하여 열효율이 월등하게 향상시킬 수 있도록 마련되는 것이다.
The transparent cover plate 40 is coupled to the front opening of the fixing plate 30 to insulate the heat so that heat is not discharged to the outside. In other words, the transparent cover plate 40 is provided so that the heat efficiency is significantly improved by preventing heat from being discharged to the outside while the sunlight passes through the fixing plate 30.

상기 가열탱크(50)는 상기 고정판 내부에 원주방향 방사상 형태로 다수개 구성되되, 중앙부분 전후방으로는 가열봉(51)이 관통 설치된다. 여기서, 상기 가열탱크(50)를 다수개로 형성하는 것은 후술하는 집광판을 통해 가열탱크(50)를 가열할 때, 가열탱크(50)를 작은 사이즈로 다수개 마련하여 가열탱크(50) 내의 물이 적은량 충진되게 하여 상기 가열봉을 통해 신속하게 가열될 수 있도록 하기 위함이다. 즉, 가열탱크(50)를 작은 사이즈로 다수개 마련하면 가열되는 물이 각각의 가열탱크(50)에 분산 수용되어 물의 가열이 신속하게 될 수 있는 것이다. 그리고, 상기 가열봉(51)은 상기 가열탱크(50)의 중앙에 전후방향으로 관통 삽입되어 가열탱크 내의 물을 가열시키는 역활을 수행한다. 여기서, 상기 가열봉(50)은 후술하는 집광렌즈를 통해 집광된 태양광을 통해 효율적으로 발열될 수 있는 재질이면 모두 채용가능하나, 열전도율이 우수한 구리 또는 동 재질로 마련되는 것이 바람직하다. 또한 상기 가열탱크(50)는 별도의 설치판(53)을 통해 고정판 내부에 설치되는 것이 바람직하다.
The heating tank 50 is composed of a plurality in the circumferential radial form inside the fixing plate, the heating rod 51 is installed through the front and rear of the central portion. Here, the plurality of heating tanks 50 are formed when the heating tank 50 is heated through a light collecting plate, which will be described later, to provide a plurality of heating tanks 50 in small size so that the water in the heating tank 50 may be reduced. This is to allow a small amount to be filled so that it can be quickly heated through the heating rod. That is, when a plurality of heating tanks 50 are provided in a small size, the water to be heated is dispersed and accommodated in each heating tank 50 so that the heating of the water can be performed quickly. In addition, the heating rod 51 is inserted through the center of the heating tank 50 in the front and rear direction to perform the role of heating the water in the heating tank. Here, the heating rod 50 may be used as long as the material can be efficiently generated by the sunlight collected through the condensing lens to be described later, it is preferably provided with a copper or copper material having excellent thermal conductivity. In addition, the heating tank 50 is preferably installed in the fixed plate through a separate mounting plate 53.

나아가, 상기 각각의 가열탱크(50)의 중앙에는 전후방향 관통홀(52)이 형성되고, 상기 관통홀(52)에는 가열탱크(50)와 이격된 상태로 가열봉(51)이 끼워져 장착되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 가열봉(51)은 상기 가열탱크(50)의 직접 삽입된 상태로 장착되어도 무방하나, 가열봉(51)이 외부에서 바로 공급되는 차가운 물에 직접 닿게 되면 식게 되어 발열 효율이 떨어지는 것을 방지하기 위함이다. 따라서, 상기와 같이 가열봉(51)이 관통홀(52)에 끼워져 가열탱크(50)와 이격된 상태로 장착되면, 가열봉(51)이 가열탱크(50) 내의 물이 닿지않고 열기를 전도시켜 가열탱크 (50)내의 물을 가열하는 구조를 가지기 때문에 가열효율을 월등히 높일 수 있다.
Furthermore, the front and rear through holes 52 are formed at the center of each heating tank 50, and the heating rods 51 are inserted into the through holes 52 while being spaced apart from the heating tank 50. It is preferable. That is, the heating rod 51 may be mounted in a directly inserted state of the heating tank 50, but when the heating rod 51 comes into direct contact with cold water directly supplied from the outside, the heating rod 51 cools and the heat generation efficiency decreases. This is to prevent. Therefore, when the heating rod 51 is inserted into the through hole 52 and spaced apart from the heating tank 50 as described above, the heating rod 51 does not touch the water in the heating tank 50 and conducts heat. It is possible to significantly increase the heating efficiency because it has a structure for heating the water in the heating tank (50).

상기 온수순환관(60)은 상기 각각의 가열탱크(50)를 연결시키고 상기 각각의 가열탱크(50)에서 가열된 온수를 순환시키는 역활을 수행한다. 물론 상기 온수순환관(60)의 양단부는 각각 외부에서 들어오는 물공급관(61)과, 가열탱크(50)에서 가열된 온수를 배출시키는 온수배출관(62)에 각각 연결되는 구조를 갖는 것이 바람직하다.
The hot water circulation pipe 60 connects the respective heating tanks 50 and performs a role of circulating the hot water heated in the respective heating tanks 50. Of course, both ends of the hot water circulation pipe 60 preferably have a structure connected to each of the water supply pipe 61 coming from the outside and the hot water discharge pipe 62 for discharging the hot water heated in the heating tank 50.

나아가, 상기 가열탱크(50)의 후방으로 배출된 각각의 가열봉(51)의 외면으로는 상기 온수순환관(60)의 단부가 감겨 설치된 후 고정판(30)의 외부로 배출되도록 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 온수순환관(60)이 상기 가열봉(51)의 외면으로 감져진 구조를 갖기 때문에 온수순환관(60)이 고정판(30)의 외부로 배출되기 전 가열봉(51)이 온수순환관(60)을 가열하기 때문에 온수가 식지 않고 고정판(30) 외부로 배출될 뿐만 아니라, 가열봉(51)의 폐열을 용이하게 이용할 수 있다는 효과가 있다.
Furthermore, the outer surface of each heating rod 51 discharged to the rear of the heating tank 50 is preferably configured to be discharged to the outside of the fixed plate 30 after the end of the hot water circulation pipe 60 is installed wound. Do. That is, since the hot water circulation tube 60 has a structure wound around the outer surface of the heating rod 51, the heating rod 51 is the hot water circulation before the hot water circulation tube 60 is discharged to the outside of the fixed plate 30 Since the pipe 60 is heated, hot water is not cooled and is discharged to the outside of the fixed plate 30, and the waste heat of the heating rod 51 can be easily used.

상기 집광판(70)은 상기 투명커버판(40)의 전방에 마련되되, 태양광을 집광하여 상기 가열봉(51) 및 가열탱크(50)를 가열시킬 수 있도록 상기 각각의 가열탱크(50)와 대응되는 위치에 원주방향 방사상 형태로 다수개의 집광렌즈(71)가 설치되는 구성을 갖는다. 여기서, 상기 집광판(70)에 설치된 집광렌즈(71)는 태양광을 집광한 다음, 상기 가열봉(51)과 가열탱크(50)의 전면을 조사하여 가열시키도록 구성되는 것이다. 즉, 상기 집광렌즈(71)는 볼록렌즈로 구성되어, 돋보기의 원리를 통해 태양광을 상기 집광판(70)의 내측인 가열봉과 가열탱크로 집광시킬 수 있게 구성된다.
The light collecting plate 70 is provided in front of the transparent cover plate 40, and collects sunlight to heat the heating rod 51 and the heating tank 50 so as to heat each of the heating tanks 50. It has a configuration in which a plurality of condenser lenses 71 are installed in the circumferential radial form at corresponding positions. Here, the condenser lens 71 installed on the condenser plate 70 condenses sunlight, and is configured to irradiate and heat the front surfaces of the heating rod 51 and the heating tank 50. That is, the condenser lens 71 is configured as a convex lens, and is configured to condense sunlight into a heating rod and a heating tank that are inside the condenser plate 70 through the principle of a magnifying glass.

한편, 본 발명은 상기 집광판은 상기 고정판(30)의 전방에서 전후 방향으로 이동가능하게 설치되어 집광렌즈(71)의 초점 조절이 가능하도록 구성된다. 구체적으로, 상기 투명커버판(40)과 상기 집광판(70)의 저면은 지지대(31)를 통해 서로 연결된다. 그리고, 상기 지지대(31)의 상면에는 길이방향으로 슬라이딩홈(31a)이 형성되고, 상기 집광판(70)의 하단에는 상기 슬라이딩홈(31a)에 끼워져 가이드 이동되는 가이드돌기(72)가 형성되어, 투명커버판(40)과 집광판(70)의 사이 거리를 조절할 수 있도록 구성된다. 즉, 상기 집광판(70)의 가이드돌기(72)는 상기 지지대의 슬라이딩홈(31a)에 삽입된 상태에서 지지대(31)를 따라 전후 방향 이동가능하게 설치되고, 집광렌즈(71)의 초점 조절이 완료된 다음에는 가이드돌기(72)의 하단에 너트(N) 등의 고정부재를 체결하여 집광판(70)을 지지대(31)에 고정시키도록 구성되는 것이다.
On the other hand, in the present invention, the light collecting plate is configured to be movable in the front-rear direction from the front of the fixing plate 30 is configured to be able to adjust the focus of the light collecting lens (71). Specifically, the bottom of the transparent cover plate 40 and the light collecting plate 70 is connected to each other through the support (31). And, the upper surface of the support 31 is formed with a sliding groove (31a) in the longitudinal direction, the lower end of the light collecting plate 70 is formed with a guide projection 72 is inserted into the sliding groove (31a) guides, It is configured to adjust the distance between the transparent cover plate 40 and the light collecting plate 70. That is, the guide protrusion 72 of the light collecting plate 70 is installed to be moved forward and backward along the support 31 in a state of being inserted into the sliding groove 31a of the support, and the focusing of the light collecting lens 71 is controlled. After completion, the fastening member such as a nut (N) to the lower end of the guide protrusion 72 is configured to fix the light collecting plate 70 to the support (31).

나아가, 본 발명에 따른 태양광을 이용한 온수가열장치는 태양의 위상변화에 대응하여 자동으로 상하 각도조절 및 좌우 회전할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
Furthermore, it is preferable that the hot water heating apparatus using solar light according to the present invention is configured to automatically rotate vertically and horizontally in response to the phase change of the sun.

이를 위해 본 발명은 상기 받침대(10)의 일측에는 구동모터(81)가 설치되고, 이 구동모터의 회전축(81a)에는 구동스프라켓(82)이 설치되며, 상기 지지봉(20)의 하단에는 종동스프라켓(83)이 일체로 결합되고, 상기 구동스프라켓(82)과 종동스프라켓(83)은 체인(84)을 통해 연결되도록 구성된다. 즉, 상기 구동모터(81)의 회전하면 구동모터의 회전력이 구동스프라켓(82), 체인(84), 종동스프라켓(83)으로 전달되어 지지봉(20)을 회전되도록 구성되는 것이다. 따라서, 지지봉(20)의 상단에 결합된 고정판(30) 및 집광판(70)도 회전가능하게 되어 태양의 위상변화에 따라 회전할 수 있게 구성되는 것이다. 여기서, 상기 구동스프라켓과 종동스프라켓은 각각 구동풀리와 종동풀리로 이루어질 수 있고, 상기 체인은 벨트로 이루어져 구동모터의 회전력이 지지봉에 전달할 수 있도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 지지봉(20)과 지지대(31)의 후단 사이에는 실린더본체(85a)와 실린더로드(85b)로 이루어진 실린더(85)가 결합된다. 그리고, 상기 실린더본체(85a)는 미도시된 콤퓨레샤와 공압호수를 통해 연결된다. 즉, 콤퓨레샤에서 공압을 제공하여 실린더(85)를 신장시키면, 상기 실린더본체(85a)에서 실린더로드(85b)가 배출되면서 지지봉(20) 상단을 기준으로 고정판(30) 및 집광판(70)이 상측으로 회동되고, 실린더본체(85a)에서 공압을 해제하여 실린더(85)를 수축시키면, 상기 실린더본체(85a)로 실린더로드(85b)가 삽입되면서 지지봉(20) 상단을 기준으로 고정판(30) 및 집광판(70)이 하측으로 회동되도록 구성되는 것이다. 따라서, 태양의 고도변화에 따라 고정판(30) 및 집광판(70)이 상측 및 하측으로 회동될 수 있게 구성되는 것이다. 한편, 상기 실린더(85)는 상술한 바와 같이 공압 방식으로 작동될 수 있지만, 유압 방식, 솔레노이드 방식 중 어느 방식이든 적용이 가능할 것이다.
To this end, in the present invention, a driving motor 81 is installed at one side of the pedestal 10, and a driving sprocket 82 is installed at the rotation shaft 81a of the driving motor, and a driven sprocket is provided at the lower end of the supporting rod 20. The 83 is integrally coupled, and the drive sprocket 82 and the driven sprocket 83 are configured to be connected through the chain 84. That is, when the driving motor 81 rotates, the rotational force of the driving motor is transmitted to the driving sprocket 82, the chain 84, and the driven sprocket 83 so as to rotate the support rod 20. Therefore, the fixing plate 30 and the light collecting plate 70 coupled to the upper end of the support bar 20 are also rotatable and are configured to rotate in accordance with the phase change of the sun. Here, the drive sprocket and the driven sprocket may be made of a drive pulley and a driven pulley, respectively, the chain may be made of a belt so that the rotational force of the drive motor can be transmitted to the support rod.

In addition, between the support rod 20 and the rear end of the support 31, a cylinder 85 consisting of a cylinder body 85a and a cylinder rod 85b is coupled. In addition, the cylinder body 85a is connected to a compressor not shown through a pneumatic lake. That is, when the cylinder 85 is extended by providing air pressure in the compressor, the cylinder rod 85b is discharged from the cylinder body 85a while the fixing plate 30 and the light collecting plate 70 are based on the upper end of the support rod 20. When rotated upward, the cylinder 85 is contracted by releasing the air pressure from the cylinder body 85a, and the cylinder rod 85b is inserted into the cylinder body 85a while the fixing plate 30 is based on the upper end of the supporting rod 20. ) And the light collecting plate 70 is configured to rotate downward. Therefore, the fixed plate 30 and the light collecting plate 70 are configured to be rotated upward and downward in accordance with the change of the altitude of the sun. On the other hand, the cylinder 85 may be operated in a pneumatic manner as described above, it may be applied to any of the hydraulic method, solenoid method.

더 나아가, 상기 받침대(10)의 일측에는 태양의 조도편차를 감지할 수 있는 조도감지센서(90)가 설치되어 조도가 일정해지는 방향으로 구동모터(81)가 회전하거나, 실린더(85)가 늘어나거나 줄어들 수 있도록 마련되는 것이 바람직하다. 즉, 조도감지센서(90)는 일출에서부터 일몰까지 태양의 위치변화에 의한 조도편차를 체크하여 구동모터(81) 및 실린더(85)를 작동시킴으로써 태양의 위치에 따라 고정판 (30)및 집광판(70)을 상하 회동 및 좌우 회전시켜 태양이 위치한 방향과 일치되게 하는 것이다. 따라서, 고정판(30) 및 집광판(70)이 항상 태양과 마주보도록 설치되기 때문에 태양광의 집광효율을 극대화시킬 수 있게 되는 것이다.
Furthermore, the illumination sensor 90 is installed on one side of the pedestal 10 to detect the illumination deviation of the sun, so that the driving motor 81 rotates or the cylinder 85 is extended in a direction in which the illumination is constant. It is desirable to be provided to reduce or reduce. That is, the illuminance sensor 90 checks the illuminance deviation caused by the change of the position of the sun from sunrise to sunset and operates the driving motor 81 and the cylinder 85 to fix the fixed plate 30 and the light collecting plate 70 according to the position of the sun. ) Is rotated up and down and left and right to match the direction of the sun. Therefore, since the fixing plate 30 and the light collecting plate 70 are always installed to face the sun, the light collecting efficiency of the solar light can be maximized.

한편, 상기 집광판(70)의 중앙 부분에는 태양광을 집광하는 중앙집광렌즈(72)가 마련되고, 상기 고정판(30)의 내측 중앙부분에는 상기 중앙집광렌즈(72)를 통해 집광된 태양광을 반사시켜 고정판(30) 내부에 열을 제공하는 가열반사판(32)이 마련되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 고정판의 내부는 중앙집광렌즈(72)를 통해 집광된 태양광을 반사시키는 가열반사판(32)을 통해 열을 제공받아 고정판 (30)내부를 가열하여 열효율을 높일 수 있도록 구성되는 것이다. 여기서, 상기 가열반사판(32)은 전방으로 볼록한 형상으로 마련되어 있기 때문에, 가열반사판(32)에 의해 반사된 태양광이 고정판(30)의 내부 전체에 걸쳐 고루 전달되는 구조를 갖게 되어 열효율이 월등하게 향상된다.
On the other hand, a central condenser lens 72 for condensing sunlight is provided in the central portion of the light collecting plate 70, the inner light central portion of the fixing plate 30 to collect the sunlight collected through the central condenser lens 72 It is preferable that a heating reflecting plate 32 is provided to reflect and provide heat to the inside of the fixed plate 30. That is, the inside of the fixing plate is configured to receive heat through the heat reflecting plate 32 reflecting the sunlight collected through the central condenser lens 72 to heat the inside of the fixing plate 30 to increase the thermal efficiency. Here, since the heating reflecting plate 32 is provided in a convex shape toward the front, it has a structure that the sunlight reflected by the heating reflecting plate 32 is evenly transmitted throughout the inside of the fixed plate 30, the thermal efficiency is excellent Is improved.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 태양광을 이용한 온수가열장치의 작동을 간단하게 설명하면, 집광판(70)에 설치된 집광렌즈(71)를 통해 태양광이 투명커버판(40)을 통과하여 고정판(20)의 내부에 설치된 가열봉(51) 및 가열탱크(50)의 전면에 집광된다. 이때, 가열봉(51)은 가열탱크(50) 내부에서 온수순환관(60)을 따라 순환되는 물을 가열시키게 되고, 가열탱크(50) 내부에서 가열된 물은 온수순환관(60)을 따라 다시 고정판(30)의 외부로 공급되어 온수로 사용된다.
When briefly explaining the operation of the hot water heating apparatus using the sunlight according to the present invention configured as described above, through the light collecting lens 71 installed on the light collecting plate 70 through the transparent cover plate 40 fixed plate ( 20 is collected on the front surface of the heating rod 51 and the heating tank 50 installed inside. At this time, the heating rod 51 is to heat the water circulated along the hot water circulation pipe 60 in the heating tank 50, the water heated in the heating tank 50 along the hot water circulation pipe 60 Again supplied to the outside of the fixed plate 30 is used as hot water.

이와 같이, 본 발명에 따른 태양광을 이용한 온수가열장치는 집광판에 설치된 집광렌즈를 통해 태양에너지를 효율적으로 집열한 다음, 가열봉 및 가열탱크를 가열시키도록 구성되어 온수를 생산할 수 있고, 그 구조 또한 간단하여 제작비가 저렴할 뿐만 아니라, 유지보수가 간편하다는 장점이 있다.
As described above, the hot water heating apparatus using the solar light according to the present invention is configured to efficiently collect solar energy through a condenser lens installed on the light collecting plate, and to heat the heating rod and the heating tank to produce hot water, and the structure thereof. In addition, the production cost is simple, and the maintenance is easy.

또한, 본 발명은 조도감지센서를 통해 태양의 위상변화에 대응하여 자동으로 고정판 및 집광판이 회전시킬 수 있도록 구성되기 때문에 일출부터 일몰까지 태양광의 집광효율을 극대화할 수 있다는 장점이 있다.
In addition, the present invention is configured to rotate the fixed plate and the light collecting plate automatically in response to the phase change of the sun through the illumination sensor has the advantage of maximizing the light collecting efficiency of sunlight from sunrise to sunset.

이상에서와 같이 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
While the invention has been shown and described in connection with specific embodiments as described above, it is well known in the art that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention as indicated by the claims. Anyone who owns it can easily find out.

10: 받침대 20: 지지봉
30: 고정판 40: 투명커버판
50: 가열탱크 51: 가열봉
60: 온수순환관 70: 집광판
81: 모터 82: 구동스프라켓
83: 동스프라켓 84: 체인
85: 실린더 90: 조도센서10: pedestal 20: support rod
30: fixed plate 40: transparent cover plate
50: heating tank 51: heating rod
60: hot water circulation tube 70: light collecting plate
81: motor 82: drive sprocket
83: copper sprocket 84: chain
85: cylinder 90: light sensor

Claims (5)

받침대와,
상기 받침대의 중앙에 하단이 회전가능하게 결합되는 지지봉과,
전면에 개구부가 형성되고 내부에 설치공간이 마련되도록 구성되되, 상기 지지봉의 상단에 후면 중앙부분이 상하방향으로 회동 가능하게 결합되는 고정판과,
상기 고정판의 전방 개구부에 결합되어 열기가 외부로 방출되지 않도록 단열하는 투명커버판과,
상기 고정판 내부에 원주방향 방사상 형태로 다수개 구성되되, 중앙부분 전후방으로는 가열봉이 관통 설치되는 가열탱크와,
상기 각각의 가열탱크를 연결하여 가열된 온수를 순환시키는 온수순환관과,
상기 투명커버판의 전방에 마련되되, 태양광을 집광하여 상기 가열봉 및 가열탱크를 가열시킬 수 있도록 상기 각각의 가열탱크와 대응되는 위치에 원주방향 방사상 형태로 다수개의 집광렌즈가 설치된 집광판을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 태양광을 이용한 온수가열장치.
Pedestal,
A support rod having a lower end rotatably coupled to the center of the pedestal;
An opening is formed in the front and the installation space is provided in the inside, and the fixed plate which is coupled to the upper center portion of the support rod to be rotated in the up and down direction,
A transparent cover plate coupled to the front opening of the fixing plate to insulate the heat so that heat is not discharged to the outside;
The heating plate is composed of a plurality of circumferential radially inside the fixed plate, the heating tank is installed through the front and rear of the central portion,
A hot water circulation pipe for circulating the heated hot water by connecting the respective heating tanks;
The light collecting plate is provided in front of the transparent cover plate and includes a plurality of light collecting lenses installed in a circumferential radial shape at a position corresponding to each of the heating tanks to condense sunlight to heat the heating rods and the heating tanks. Hot water heating device using solar light, characterized in that configured to.
제1항에 있어서,
상기 각각의 가열탱크의 중앙에는 전후방향 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀에는 가열탱크와 이격된 상태로 가열봉이 끼워져 장착되되, 가열탱크의 후방으로 배출된 각각의 가열봉의 외면으로는 상기 온수순환관의 단부가 감겨 설치된 후 고정판의 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 태양광을 이용한 온수가열장치.
The method of claim 1,
A front and rear through hole is formed in the center of each heating tank, and a heating rod is inserted into the through hole in a state spaced apart from the heating tank, and the hot water circulates to the outer surface of each heating rod discharged to the rear of the heating tank. Hot water heating device using solar light, characterized in that the end of the pipe is installed wound and discharged to the outside of the fixed plate.
제1항에 있어서,
상기 투명커버판과 상기 집광판의 저면은 지지대를 통해 서로 연결되되,
상기 지지대의 상면에는 길이방향으로 슬라이딩홈이 형성되고, 상기 집광판의 하단에는 상기 슬라이딩홈에 끼워져 가이드 이동되는 가이드돌기가 형성되어, 투명커버판과 집광판의 사이 거리를 조절할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양광을 이용한 온수가열장치.
The method of claim 1,
The bottom of the transparent cover plate and the light collecting plate is connected to each other through a support,
The upper surface of the support is formed with a sliding groove in the longitudinal direction, the lower end of the light collecting plate is formed with a guide projection is inserted into the sliding groove guides, characterized in that configured to adjust the distance between the transparent cover plate and the light collecting plate Hot water heating device using sunlight.
제3항에 있어서,
상기 받침대의 일측에는 구동모터가 설치되고, 이 구동모터의 회전축에는 구동스프라켓이 설치되며, 상기 지지봉의 하단에는 종동스프라켓이 일체로 결합되고, 상기 구동스프라켓과 종동스프라켓은 체인을 통해 연결되며,
상기 지지봉과 지지대의 후단 사이에는 실린더본체와 실린더로드로 이루어진 실린더가 결합되어,
상기 받침대의 일측에 설치된 조도감지센서의 조도편차의 감지를 통해 조도가 일정해지는 방향으로 모터가 회전하고, 실린더가 신장 및 압축될 수 있도록 구성되어서, 태양의 위상변화에 대응하여 집광판이 회전 및 상하각도 조절될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양광을 이용한 온수가열장치.
The method of claim 3,
A drive motor is installed on one side of the pedestal, a drive sprocket is installed on the rotation shaft of the drive motor, and a driven sprocket is integrally coupled to the lower end of the support rod, and the drive sprocket and the driven sprocket are connected through a chain.
Between the support rod and the rear end of the support is coupled a cylinder consisting of a cylinder body and a cylinder rod,
The motor rotates in a direction in which the illuminance is constant through the detection of the illuminance deviation of the illuminance sensor installed on one side of the pedestal, and the cylinder is stretched and compressed so that the light collecting plate rotates and rotates in response to the phase change of the sun. Hot water heating device using solar light, characterized in that configured to be adjustable angle.
제1항에 있어서,
상기 집광판의 중앙 부분에는 태양광을 집광하는 중앙집광렌즈가 마련되고,
상기 고정판의 내측 중앙부분에는 상기 중앙집광렌즈를 통해 집광된 태양광을 반사시켜 고정판 내부에 열을 제공하는 가열반사판이 마련된 것을 특징으로 하는 태양광을 이용한 온수가열장치.
The method of claim 1,
In the central portion of the light collecting plate is provided a central condenser lens for condensing sunlight,
The hot water heater using solar light, characterized in that the inner central portion of the fixing plate is provided with a heating reflecting plate for reflecting the sunlight collected through the central condenser lens to provide heat inside the fixing plate.
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