KR101618334B1 - 부동액 농도 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부동액 농도 제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 부동액과 물이 혼합된 보충수를 태양열 집열부(10)로 공급하여, 상기 태양열 집열부(10)의 동파를 방지하는 보충수 탱크(100), 상기 보충수 탱크(100)와 연결되어, 상기 보충수 탱크(100)로 물을 공급하는 급수 밸브(200) 및 상기 보충수 탱크(100)와 급수 밸브(200) 사이에 개재 구비되어, 상기 급수 밸브(200)를 제어하며, 상기 보충수 탱크(100)로 부동액을 공급하는 부동액 탱크(300)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 부동액 농도 제어 장치에 관한 것이다.

Description

부동액 농도 제어 장치{Control device for antifreezing density}

본 발명은 부동액 농도 제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 알맞은 농도의 부동액이 희석되어 있는 보충수를 태양열 집열부로 공급할 수 있는 부동액 농도 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로 태양열 집열부는 외부로 노출되는 부분이 존재할 수 있으며, 이러한 외부로 노출되는 부분에 있어서, 외부 온도가 영하로 떨어지면 태양열 집열부가 동파될 수 있는 위험이 있다. 따라서, 종래에는 태양열 집열부에 부동액이 첨가되어 있는 보충수를 주입하고, 이에 따라서, 태양열 집열부의 온도가 영하 15도 이하로 떨어지더라도 얼지 않고 원활하게 순환되도록 하는 시스템을 구축하고 있다.

하지만, 자연 소모 및 증발에 의해서 보충수의 수위가 점점 낮아지게 되며, 이를 보충하기 위해 급수 라인만이 연결되어 있는 실정이다. 즉, 보충수 내의 부동액 농도가 낮아지게 되어, 태양열 집열부의 온도가 영하로 떨어지게 되면 태양열 집열부의 동파, 파손 및 태양열 시스템의 하자의 원인이 될 수 있다.

또한, 종래에 태양열 집열부로 보충수를 공급하는 보충수 탱크에 구비되는 부동액 농도 제어 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 보충수 탱크의 비중계를 이용하여 부동액의 농도를 검출하는 구조이다. 이 장치는 사용자가 부동액의 농도를 검출한 뿐으로, 부동액 농도가 낮아진다 해도 사용자가 수동으로 확인하기 전에는 대처할 방법이 전혀 없는 실정이다.

한국 등록 특허 제0411035호("냉각수와 부동액 감지 경고 장치", 이하 선행문헌 1)에서는 엔진 및 차량 냉각계에 심각한 손실을 끼칠 수 있는 부동액 농도 70%를 기준으로 그 이상의 경우 엔진 이상 경고등이 켜지는 구조를 개시하고 있다. 그러나, 이러한 장치는 차량용으로서 태양열 집열부에 구비되는 부동액 탱크 시스템과는 전혀 상이한 구조로 되어, 상기 종래 기술과 같은 기술을 적용하기에는 어려움이 있다.

한국등록특허 제0411035호 (등록일자 2003.12.02.)

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 보충수 탱크로 전달되는 부동액의 양을 보충수에 희석되어 있는 부동액의 물의 농도에 따라서 알맞게 자동으로 공급함으로써, 태양열 집열부의 동파를 예방하는 부동액 농도 제어 장치를 공급함에 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 부동액 농도 제어 장치는, 부동액과 물이 혼합된 보충수를 태양열 집열부(10)로 공급하고, 상기 태양열 집열부(10)의 동파를 방지하도록 보충수 농도를 감지하는 정수위 밸브(110), 보충수의 수위를 감지하는 제 1 수위계(120) 및 상기 태양열 집열부(10)로 보충수를 공급하는 펌프(130)를 포함하여 이루어지는 보충수 탱크(100), 상기 보충수 탱크(100)와 연결되어, 상기 보충수 탱크(100)로 물을 공급하는 급수 밸브(200) 및 상기 보충수 탱크(100)와 급수 밸브(200) 사이에 개재 구비되며, 상기 급수 밸브(200)를 제어하고, 상기 보충수 탱크(100)로 부동액을 공급되는 부동액의 양을 제어하는 주입기(310)를 포함하여 이루어지는 부동액 탱크(300)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 보충수 탱크(100)는 상기 제 1 수위계(120)가 기설정된 보충수의 허용 범위의 최고 수위를 감지할 경우, 상기 주입기(310)가 상기 급수 밸브(200)를 차단하고, 경보 장치를 동작하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 보충수 탱크(100)는 상기 제 1 수위계(120)가 기설정된 보충수의 허용 범위의 최저 수위를 감지할 경우, 상기 주입기(310)가 상기 급수 밸브(200)를 차단하고, 경보 장치를 동작하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 보충수 탱크(100)는 상기 제 1 수위계(120)에서 감지되는 보충수의 수위의 시간적 변화량이 기설정된 속도 기준을 초과할 경우, 상기 펌프(130)의 동작을 정지하고, 상기 펌프(130)내의 보충수를 상기 보충수 탱크(100)로 역류하는 것을 특징으로 한다.

더 바람직하게는, 상기 보충수 탱크(100)는 상기 제 1 수위계(120)에서 감지되는 보충수의 수위의 시간적 변화량이 기설정된 속도 기준을 초과할 경우, 상기 주입기(310)가 상기 급수 밸브(200)를 차단하고, 경보 장치를 동작하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 부동액 탱크(300)는 부동액의 수위를 감지하는 제 2 수위계(320)를 더 포함하여 구성되되, 상기 제 2 수위계(320)가 기설정된 부동액의 허용 범위의 최저 수위를 감지하는 경우, 상기 주입기(310)가 상기 급수 밸브(200)를 차단하고, 경보 장치를 동작하는 것을 특징으로 한다.

더 바람직하게는, 상기 부동액은 프로필렌글리콜(Propylene Glycol) 및 에틸렌글리콜(Ethylene Glycol) 중 선택되는 어느 하나 인 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 부동액 농도 제어 장치는 보충수 탱크로 전달되는 부동액의 양을 보충수에 희석되어 있는 부동액와 물의 농도에 따라서 알맞게 자동으로 공급함으로써 태양열 집열부의 동파를 예방할 수 있는 효과가 있다

이에 따라, 태양열 시스템을 안정적으로 운영할 수도 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 부동액 농도 제어 장치에 대해 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부동액 농도 제어 장치에 대해 간략하게 나타낸 도면이다.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 부동액 농도 제어 장치를 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부동액 농도 제어 장치에 대해 간략하게 도시한 도면이다. 도 2를 참조로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 부동액 농도 제어 장치에 대해서 상세히 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 부동액 농도 제어 장치는 보충수 탱크(100), 급수 밸브(200) 및 부동액 탱크(300)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기에서 보충수란, 물과 부동액이 혼합되어 있는 용액을 의미한다. 상기 부동액 탱크(300)는 상기 보충수 탱크(100)로 공급되는 부동액 농도를 자동으로 조절할 수 있도록 해주는 것으로서, 이 부분이 바로 본 발명의 핵심적인 부분이다.

이하, 각 구성 요소에 대해서 살펴보기로 한다.

상기 보충수 탱크(100)는 부동액과 상기 급수 밸브(200)를 통해 공급되는 물이 혼합된 보충수를 상기 태양열 집열부(10)로 공급하며, 공급된 보충수로 인해 상기 태양열 집열부(10)의 동파가 방지된다. 상기 보충수 탱크(100)는 정수위 밸브(110), 제 1 수위계(120) 및 펌프(130)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 정수위 밸브(110)는 물과 부동액의 비율에 따른 보충수의 농도를 감지할 수 있으며, 적어도 하나 이상의 부레를 포함하여 이루어질 수 있다. 자세히 알아보자면, 상기 정수위 밸브(110)를 통해서, 보충수의 농도에 따른 상기 부레가 잠기는 정도를 다르므로 이를 감지하여 보충수의 농도를 알 수 있다. 또한, 보충수의 농도는 상기 보충수 탱크(100)를 통해서 보충수를 공급받는 상기 태양열 집열부(10)의 요구에 따라서, 각각 다르게 설정될 수 있다.

상기 제 1 수위계(120)는 보충수의 수위를 감지하며, 상기 펌프(130)는 상기 태양열 집열부(10)로 보충수를 공급한다.

상기 급수 밸브(200)는 상기 보충수 탱크(100)와 연결되어, 상기 보충수 탱크(100)로 물을 공급한다.

이 때, 상기 제 1 수위계(120)는 감지되는 보충수의 수위에 대한 시간적 변화량이 기설정된 속도 기준을 초과하는 경우, 즉, 미리 설정된 속도 기준보다 빠르게 보충수의 수위가 감소하는 경우에 상기 펌프(130)의 동작을 정지시킨다. 또한, 상기 펌프(130) 내의 보충수를 상기 보충수 탱크(100)로 역류시킴으로써, 상기 태양열 집열부(10)로의 보충수 공급을 중단할 수 있다. 미리 설정된 속도 기준은 상기 펌프(130)에서 허용 가능한 용량에 따라서 달라질 수 있으며, 사용자의 요구에 의해서도 조절될 수 있다.

더불어, 상기 펌프(130) 내의 보충수가 상기 보충수 탱크(100)로 역류되므로, 상기 급수 밸브(200)를 차단하여 상기 보충수 탱크(100)가 최고 수위로 가는 것을 방지할 수 있으며, 아울러 경보 장치를 동작하여 사용자로 하여금 상기 보충수 탱크(100)의 오류를 확인할 수 있다. 이 때, 상기 급수 밸브(200)의 차단은 상기 부동액 탱크(300)의 주입기(310)를 통해서 이루어질 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 핵심적인 부분인 상기 부동액 탱크(300)는 상기 보충수 탱크(100)와 급수 밸브(200) 사이에 개재 구비되며, 주입기(310)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 부동액 탱크(300)는 상기 주입기(310)를 통해서, 상기 보충수 탱크(100)로 공급되는 부동액의 양을 제어한다.
또한, 상기 주입기(310)는 상기 급수 밸브(200)를 제어함으로써, 상기 보충수 탱크(100)로 공급되는 물의 양도 제어한다.
즉, 상기 부동액 탱크(300)의 주입기(310)는 상기 보충수 탱크(100)로 공급되는 부동액의 양과 물의 양을 제어한다.
이 때, 부동액으로는 프로필렌글리콜(Propylene Glycol) 또는 에틸렌글리콘(Ethylene Glycol) 중 선택되는 어느 하나일 수 있으며, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하다.

상기 주입기(310)는 상기 보충수 탱크(100)의 제 1 수위계(120)를 통해서 보충수의 수위가 감지되는 경우, 즉, 미리 설정되어 있는 보충수의 양에 대한 허용 범위의 최저 수위를 감지하는 경우에는, 상기 주입기(310)로 감지 결과가 전달되며, 상기 주입기(310)가 상기 급수 밸브(200)를 차단하여, 상기 보충수 탱크(100)로 공급되는 물을 차단할 수 있다. 미리 설정되어 있는 허용 범위는 사용자의 요구에 따라서 상기 보충수 탱크(100)마다 각각 다르게 설정된다.

이 때, 상기 주입기(310)가 상기 급수 밸브(200)를 차단하지 아니하여, 상기 보충수 탱크(100)에 지속적으로 물이 공급되는 경우에는 배관 및 상기 태양열 집열부(10)이 파손될 수 있으므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 부동액 농도 제어 장치는 상기 제 1 수위계(120)에서 감지된 보충수의 수위에 따라서, 상기 급수 밸브(200)를 자동으로 차단한다. 이에 따라, 상기 태양열 집열부(10)를 포함하여 이루어질 수 있는 태양열 시스템의 안정성을 더욱더 높일 수 있는 장점이 있다.

상기 주입기(310)는 상기 급수 밸브(200)의 차단뿐만 아니라, 외부 또는 상기 보충수 탱크(100) 내부에 구비되어 있는 경보 장치를 동작시킴으로써, 사용자에게 보충수의 부족을 알릴 수 있다. 경보 장치가 동작과 상기 급수 밸브(200)의 차단이 동시에 이루어질 수도 있으며, 이 경우, 사용자에 의해서 인위적으로 상기 태양열 집열부(10)에 부동액과 물이 혼합된 보충수를 공급할 수 있다.

또한, 상기 주입기(310)는 상기 보충수 탱크(100)의 정수위 밸브(110)에서 감지되는 상기 보충수의 농도에 따라서, 상기 부동액 탱크(300)를 통해서 공급되는 상기 보충수 탱크(100)로 공급되는 부동액의 양을 자동으로 제어한다. 또한, 상기 급수 밸브(200)의 동작을 자동으로 제어함으로써, 상기 보충수 탱크(100)로 공급되는 물의 양을 제어하여, 상기 보충수 탱크(100)에서 요구하는 부동액의 농도로 자동으로 제어한다. 이 때, 상기 보충수 탱크(100)에서 요구하는 부동액의 농도는 사용자 또는 상기 태양열 집열부(10)의 요구에 따라서 임의로 변경할 수 있다.

더불어, 상기 부동액 탱크(300)는 제 2 수위계(320)를 더 포함하여 이루어질 수 있으며, 상기 제 2 수위계(320)는 미리 설정되어 있는 허용 범위를 토대로, 상기 부동액 탱크(300) 내의 부동액 수위를 감지할 수 있다.

상기 제 2 수위계(320)에서 부동액의 허용 범위의 최저 수위를 감지한다. 이때, 미리 설정되어 있는 부동액의 허용 범위는 사용자의 요구에 따라서 상기 부동액 탱크(300)마다 각각 다르게 설정된다. 상기 제 2 수위계(320)에서 부동액의 수위가 감지되는 경우, 상기 주입기(310)를 통해서 상기 급수 밸브(200)를 차단하여, 상기 보충수 탱크(100)로 공급되는 물을 차단한다.

이 때, 상기 급수 밸브(200)를 차단하지 아니하여, 상기 보충수 탱크(100)에 지속적으로 부동액이 포함되어 있지 않은, 물만 공급되는 경우에는, 이러한 보충수를 공급받은 상기 태양열 집열부(10)가 동파되어 파손될 수도 있다.

더불어, 상기 부동액 탱크(300)의 주입기(310)는 상기 제 2 수위계(320)에서 부동액의 수위가 감지되는 경우, 즉, 미리 설정되어 있는 부동액의 양에 대한 허용 범위의 최저 수위를 상기 제 2 수위계(320)에서 감지하는 경우에는 외부 또는 상기 부동액 탱크(300) 내부에 구비되어 있는 경보 장치를 동작함으로써, 사용자에게 부동액 원액의 부족을 알릴 수 있다. 이 때, 경보 장치가 작동하면서, 상기 급수 밸브(200)의 차단이 동시에 이루어질 수 있으며, 이 경우에 사용자에 의해서 인위적으로 상기 태양열 집열부(10)에 보충수를 공급한다.

즉, 다시 말하자면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부동액 농도 제어 장치는 상기 보충수 탱크(100)의 정수위 밸브(110)를 통해서 감지되는 보충수의 농도에 따라서, 상기 부동액 탱크(300)의 주입기(310)가 부동액 공급 및 상기 급수 밸브(200)를 통한 물 공급을 제어할 수 있다.

이에 따라서, 상기 주입기(310)는 상기 보충수 탱크(100)로 공급되는 부동액의 양이나, 물의 양을 자동으로 제어함으로써, 상기 태양열 집열부(10)에서 요구되는 부동액과 물이 알맞게 희석되어 있는 보충수를 원활하게 공급할 수 있다.

또한, 상기 정수위 밸브(110)를 통해서 보충수의 농도에 이상이 감지되거나, 상기 제 1 수위계(120)를 통해서 보충수의 양 및 상기 제 2 수위계(320)를 통해서 부동액의 양에 이상이 감지되는 경우에는, 별도의 경보 장치를 동작시켜 사용자에게 이상 여부를 알릴 수 있으며, 상기 주입기(310)에서 상기 급수 밸브(200)를 제어함으로써, 보충수의 기능이 미비해 질 수 있는 과도한 물 공급을 방지할 수 있는 장점이 있다.

상기 주입기(310)를 통해서 알맞은 농도와 수위로 자동 조절되는 보충수를 안정적으로 상기 태양열 집열부(10)에 공급함으로써, 상기 태양열 집열부(10)의 동파를 예방할 수 있으며, 더 나아가 상기 태양열 집열부(10)로 구성될 수 있는 태양열 시스템을 안정적으로 운영할 수도 있다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나 이는 본발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것 일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10 : 태양열 집열부
100 : 보충수 탱크
110 : 정수위 밸브 120 : 제 1 수위계
130 : 펌프
200 : 급수 밸브
300 : 부동액 탱크
310 : 주입기 320 : 제 2 수위계

Claims (7)

1. 부동액과 물이 혼합된 보충수를 태양열 집열부(10)로 공급하고, 상기 태양열 집열부(10)의 동파를 방지하도록 보충수 농도를 감지하는 정수위 밸브(110), 보충수의 수위를 감지하는 제 1 수위계(120) 및 상기 태양열 집열부(10)로 보충수를 공급하는 펌프(130)를 포함하여 이루어지는 보충수 탱크(100);
   상기 보충수 탱크(100)와 연결되어, 상기 보충수 탱크(100)로 물을 공급하는 급수 밸브(200); 및
   상기 보충수 탱크(100)와 급수 밸브(200) 사이에 개재 구비되며,
   상기 보충수 탱크(100)로 공급되는 부동액의 양을 제어하는 주입기(310) 및 부동액의 수위를 감지하는 제 2 수위계(320)를 포함하여 이루어지는 부동액 탱크(300);
   를 포함하여 구성되며,
   상기 주입기(310)는
   상기 급수 밸브(200)를 제어하여 상기 보충수 탱크(100)로 공급되는 물의 양을 제어하고,
   상기 부동액 탱크(300)는
   상기 제 2 수위계(320)가 기설정된 부동액의 양에 대한 허용 범위의 최저 수위를 감지하는 경우, 상기 주입기(310)가 상기 급수 밸브(200)를 차단하고, 경보 장치를 동작하는 것을 특징으로 하는 부동액 농도 제어 장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 보충수 탱크(100)는
   상기 제 1 수위계(120)가 기설정된 보충수의 양에 대한 허용 범위의 최고 수위를 감지할 경우, 상기 주입기(310)가 상기 급수 밸브(200)를 차단하고, 경보 장치를 동작하는 것을 특징으로 하는 부동액 농도 제어 장치.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 보충수 탱크(100)는
   상기 제 1 수위계(120)가 기설정된 보충수의 양에 대한 허용 범위의 최저 수위를 감지할 경우, 상기 주입기(310)가 상기 급수 밸브(200)를 차단하고, 경보 장치를 동작하는 것을 특징으로 하는 부동액 농도 제어 장치.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 보충수 탱크(100)는
   상기 제 1 수위계(120)에서 감지되는 보충수의 수위의 시간적 변화량이 기설정된 속도 기준을 초과할 경우, 상기 펌프(130)의 동작을 정지하고, 상기 펌프(130)내의 보충수를 상기 보충수 탱크(100)로 역류하는 것을 특징으로 하는 부동액 농도 제어 장치.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 보충수 탱크(100)는
   상기 제 1 수위계(120)에서 감지되는 보충수의 수위의 시간적 변화량이 기설정된 속도 기준을 초과할 경우, 상기 주입기(310)가 상기 급수 밸브(200)를 차단하고, 경보 장치를 동작하는 것을 특징으로 하는 부동액 농도 제어 장치.
   
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