KR101211269B1 - 태양열 집열장치용 차광막 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양열을 이용하여 온수를 얻는 이중 진공관형 태양열 집열장치에 사용되어 여름철 과도한 집열을 막을 수 있도록 태양 빛을 차단하는 차광막에 관한 것이다.
본 발명은 집열기가 설치되는 프레임을 이용하고 프레임의 상단에는 정역회전 가능한 모터에 의해 구동하는 권취샤프트를 설치하여 차광막을 감거나 풀어주도록 하였으며, 차광막이 감겨있을 때 차광막을 보호하는 수단과 펼쳤을 때 펄럭임을 방지하는 수단을 구비함을 특징으로 한다.

Description

태양열 집열장치용 차광막{Shading curtain for solar heat collector}

본 발명은 태양열을 이용하여 온수를 얻는 이중 진공관형 태양열 집열장치에 사용되어 여름철 과도한 집열을 막을 수 있도록 태양 빛을 차단하는 차광막에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 태양열을 이용하여 온수를 얻는 태양열 집열장치의 경우에 종래에는 집열효율이 낮아서 최대한 집열효율을 높이는데 기술이 집중되었으나, 근래에는 집열에 관한 기술의 발전으로 이중진공관형의 집열장치가 개발되고 열을 효율적으로 사용 및 관리할 수 있는 많은 발전이 이루어진 상태이다.

이와 같은 상황에서의 집열장치에 따른 문제점으로 여름철 매우 높은 온도의 열이 집열되는 상태에서 온수의 사용도 마저 낮은 상태가 되면, 집열장치와 온수탱크는 물론 열교환기와 각종 배관라인에 과도한 열이 축적되고 이러한 이유로 각종 부품과 장치들이 손상되고 수명이 단축되는 문제가 발생하였던 것이다.

이러한 문제에 따라 종래에도 여름철에 필요시 태양열 집열기의 집열을 차단하고자 차광막이 개발된 바 있는데, 그 예는 특허출원 제10-2009-28527호이다.

이와 같은 종래 기술의 경우, 차광막을 집열기의 후면에 위치시켰다가 필요시 이를 수평방향으로 이동하면서 집열장치의 전면으로 위치시키는 방식이므로 전체적인 장치가 매우 복잡하고 설치비용이 고가이며, 차광막을 사용하지 않을 때도 차광막이 집열장치의 뒤에 펼쳐져 있어서 외관상 단정하지 못할 뿐 아니라, 햇빛이나 바람에 노출되면서 항상 바람에 펄럭이고 산화가 빨리 이루어지는 등 수명이 단축되는 단점이 있었고, 아울러 차광막을 집열장치의 전면에 이동시켜 설치한 경우에도 차광막이 고정되지 못하고 항상 펄럭이는 경우가 되므로 매우 수명이 짧은 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 문제점들을 감안하여 안출한 것으로, 기존 설치된 집열장치에 간단하게 추가 설치하여 차광효과를 얻을 수 있도록 하고, 전면의 상부에 롤링된 상태로 차광막이 준비되다가 필요시 아래 방향으로 늘어뜨리는 작동으로 차광이 신속하게 이루어지도록 하며, 차광막을 보호하여 수명을 연장하고 차광된 상태에서 바람의 영향을 적게 받으며 안정적인 차광효과를 지속할 수 있도록 함으로써 태양열 집열장치의 원활한 구동과 수명연장을 이룩함을 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 집열기가 설치되는 프레임을 이용하고 상단의 프레임 상에는 정역회전 가능한 모터에 의해 구동하는 권취샤프트를 설치하여 차광막을 감아 올리거나 풀어 내리도록 하였으며, 차광막이 감겨있을 때 차광막을 보호하는 수단과 펼쳤을 때 펄럭임을 방지하는 수단을 구비함을 특징으로 한다.

아울러 프레임의 측면에는 상하방향으로 가이드봉을 구성하여 차광막을 감거나 풀 때 차광막 끝단의 롤러가 가이드되면서 안정적인 개폐작용이 가능하게 함을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에 의하면 차광막이 사용하지 않을 때는 보호커버에 의해 단정하게 보관되면서 비나 태양 빛에 노출되지 않아 효과적으로 보호되는 장점이 있고, 차광을 위해 펼쳐진 상태에서도 유동방지 와이어와 고정수단에 의해 견고하게 고정되므로 바람에 펄럭임에 의해 차광막이 손상되거나 수명이 단축되는 것을 방지하게 된다.

또는 상부에 모터와 권취샤프트를 구성하였으므로 하강시에는 신속하게 지지봉의 자중으로 하강하면서 신속하게 차광을 할 수 있으며, 아울러 롤러와 가이드 봉을 이용하면 차광막을 감거나 풀 때 안정적인 작동을 얻을 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 전체구성 예시도
도 2는 본 발명의 요부 사시도(차광 전의 상태)
도 3은 본 발명의 요부 사시도(차광된 상태)
도 4는 본 발명의 측단면도
도 5는 요부 확대도
도 6은 본 발명의 요부 단면도

이하 본 발명을 구현하기 위한 바람직한 구성실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 살펴보면 다음과 같다.

본 발명은 기본적으로 이중 진공관형으로 된 태양열 집열장치를 대상으로 하며, 이러한 집열장치(1)가 설치되는 프레임(2)을 이용하여 차광막(10) 설치를 위한 여러 가지 구조물들을 설치하게 된다.

즉, 프레임(2)의 상부에는 수평으로 길이가 긴 권취샤프트(11)를 베어링으로 설치하여 회전가능하게 하였고, 권취샤프트(11)의 일측에는 정역회전이 가능한 모터(12)를 연결하여 모터(12)의 구동으로 권취샤프트(11)가 정역회전할 수 있도록 설치하였다.

상기 권취샤프트(11)에는 차광막(10)의 일단이 고정되어 정역회전으로 차광막(10)이 감기거나 풀리게 된다. 상기 권취샤프트(11)의 상부에는 권취샤프트(11)와 권취된 차광막(10)을 감싸는 형태로 보호커버(13)가 설치된다.

차광막(10)의 하부 끝단에는 지지봉(14)이 설치되며, 지지봉(14)의 양단과 중간부에는 수개의 롤러(15)가 설치된다.

프레임(2)의 측단과 중간에는 일정한 간격을 갖고 상하 길이방향으로 설치되어 상기 롤러(15)의 승하강을 가이드하는 가이드봉(20)을 구성하였으며, 롤러(15)에는 가이드봉(20)에 일치하는 요홈(16)이 형성되어 안정적으로 구름작용이 일어나도록 하였다.

또한 가이드봉(20)의 위에는 롤러(15)의 요홈(16)에 삽입되는 형태의 제한봉(21)을 설치하여 롤러(15)가 굴러가는 도중에 가이드봉(20)을 이탈하는 것을 방지토록 하였다.

프레임(2)의 하단 즉, 차광막(10)이 완전히 펼쳐진 상태에서 지지봉(14) 또는 롤러(15)가 위치하는 부분에는 롤러(15) 또는 지지봉(14)이 움직이지 않도록 고정시키는 고정수단(22)이 구비된다. 고정수단(22)의 구체적인 예로는 솔레노이드(23)에 의해 돌출되는 고정축(24)이 지지봉(14)을 감싸면서 움직임을 제한하는 방식이 될 수 있을 것이다.

그리고 프레임(2)에는 대각선 방향으로 유동방지 와이어(25)가 구비되는데, 이러한 유동방지 와이어(25)는 차광막(10)이 펼쳐졌을 때 차광막(10)이 바람에 펄럭이는 것을 방지하며, 전체적으로 프레임(2)을 견고하게 유지하는 역할도 한다.

상기 권취샤프트(11)를 구동시키는 모터(12)는 제어부(30)에 의해 작동이 제어되며, 제어부(30)는 집열장치(1)와 열교환기(3), 온수탱크(4) 등에 설치되는 온도센서(31)의 온도를 감지하여 상한 설정된 온도 이상이 되면 모터(12)를 구동하여 차광을 실시하고 하한 설정온도 이하가 되면 다시 모터(12)를 구동하여 차광막(10)을 개방하도록 작동토록 제어된다.

또한 상기 롤러(15) 또는 지지봉(14)이 최대한 상승하는 위치 및 최대한 하강하는 위치에 감지장치(32)(32')를 각각 설치하여 제어부(30)와 연결하면, 과도한 작용을 막을 수 있고 안정적인 제어가 가능하게 될 것이다.

이와 같은 구성으로 된 본 발명의 작용을 살펴본다.

먼저 차광막(10)이 개방된 상태이고 정상적인 집열 작용이 이어지는 상태에서 온도센서(31)가 집열장치(1) 등의 온도를 감지하여 제어부(30)로 신호를 보내는데, 여름철 온수의 소모가 없이 과도한 집열이 되면, 온도센서(31)가 설정된 범위를 벋어나는 것을 제어부(30)가 판단하며, 제어부(30)는 모터(12)에 구동신호를 보내게 된다.

모터(12)가 작동하면, 권취샤프트(11)를 회전시켜 차광막(10)을 풀어 내리게 되고 차광막(10)은 지지봉(14)의 무게에 의해 아래로 곧게 펴지면서 펼쳐지게 된다.

이러한 과정에서 지지봉(14)에 설치된 롤러(15)가 가이드봉(20)을 타고 구름작용을 하면서 펼쳐지고, 롤러(15)의 상부는 제한봉(21)에 의해 걸려 있는 상태가 되므로 롤러(15)가 가이드봉(20)을 이탈하는 것이 방지된다.

지지봉(14)이 하강을 완료하면서 차광막(10)의 펼침이 완료되면 고정수단(22)이 롤러(15)의 움직임을 제한하므로 바람이나 기타의 여건에 의해 차광막(10)이 움직이거나 딸려 올라가는 것이 방지되며, 아울러 유동방지 와이어(25)가 차광막(10) 위를 덮고 있는 상태가 되므로 바람에 차광막(10)이 펄럭이는 현상도 방지하여 차광막(10)의 수명 단축을 방지하게 된다.

온도센서(31)의 감지온도가 설정범위 이하가 되면 다시 모터(12)를 작동시켜 권취샤프트(11)가 차광막(10)을 감아 올리게 되고, 정상적인 집열이 시작된다. 권취샤프트(11)에 감겨진 차광막(10)은 보호커버(13)에 의해 빛과 빗물로부터 보호된다.

차광막의 완전한 개폐는 감지수단(32)(32')에 의해 감지되어 제어부(30)가 모터(12)의 구동을 제어하여 작동이 단락된다.

1: 집열장치
2: 프레임
10: 차광막
11: 권취샤프트
12: 모터
13: 보호커버
14: 지지봉
15: 롤러
20: 가이드봉
21: 제한봉
22: 고정수단
25: 유동방지 와이어
30: 제어부
31: 온도센서
32, 32': 감지수단

Claims (3)

1. 집열장치(1)가 설치되는 프레임(2)의 상부에 수평으로 길이가 긴 권취샤프트(11)를 설치하고, 권취샤프트(11)의 일측에는 정역회전이 가능한 모터(12)를 연결하며, 상기 권취샤프트(11)에는 차광막(10)의 일단이 고정되어 정역회전으로 차광막(10)이 감기거나 풀리게 하는 태양열 집열장치용 차광막에 있어서,
   프레임(2)에는 차광막의 펄럭임을 방지하도록 대각선 방향으로 유동방지 와이어(25)를 구비하고,
   차광막의 하부 끝단에는 차광막의 풀림과 감김에 의해 승강하는 지지봉(14)이 설치되며,
   프레임(2)의 하단에 지지봉(14)이 움직이지 않도록 솔레노이드(23)에 의해 돌출되는 고정축(24)이 지지봉(14)을 감싸면서 고정시키는 고정수단(22)이 구비되며,
   지지봉(14)의 양단과 중간부에는 수개의 롤러(15)가 설치되고,
   프레임(2)의 측단과 중간에는 일정한 간격을 갖고 상하 길이방향으로 설치되어 상기 롤러(15)의 승하강을 가이드하는 가이드봉(20)을 구성하고,
   가이드봉(20)의 위에는 롤러(15)의 요홈(16)에 삽입되는 형태의 제한봉(21)을 설치하여 롤러(15)가 굴러가는 도중에 가이드봉(20)을 이탈하는 것을 방지토록 하며,
   상기 롤러(15) 또는 지지봉(14)이 최대한 상승하는 위치 및 최대한 하강하는 위치에 감지장치(32)(32')를 각각 설치하여 제어부(30)와 연결하여 감지장치의 신호에 의해 제어부가 모터를 제어하도록 함을 특징으로 하는 태양열 집열장치용 차광막.
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