KR101801641B1 - 태양열 집열장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 사이 간격을 가지면서 열매체가 공급 및 배출되는 한 쌍의 주관들과 상기 주관들의 사이 간격을 연결하면서 열매체가 이동하면서 열교환하도록 된 다수의 세관들로 이루어진 집열수단을 수용하는 몸체에 상기 주관들을 간편하게 고정함은 물론, 외부에서 인가되는 충격하중을 안정적으로 상세하여 안정성을 확보할 수 있도록;
내부에 전면과 배면을 관통하는 관통공을 가지는 '틀' 형상의 몸체와, 상기 몸체의 배면에 결합하는 배면판과, 상기 몸체의 전면에 결합하며 투광성재질로 이루어진 전면판과, 상기 몸체의 관통공에 배치되며 사이 간격을 가지면서 열매체가 공급 및 배출되는 한 쌍의 주관들과 상기 주관들의 사이 간격을 연결하면서 열매체가 이동하면서 열교환하도록 된 다수의 세관들로 이루어진 집열수단과, 상기 주관을 상기 몸체에 고정하는 고정수단을 포함하여 이루어진 태양열 집열장치에 있어서; 상기한 고정수단은, 상기 주관이 끼움결합하는 끼움홈을 형성하는 고리편과, 상기 고리편의 일 부위에서 연장형성되며 상기 몸체의 내측면에 형성된 고정홈에 고정된 고정편을 포함하여 이루어지되; 상기 고정수단은, 탄성을 가지는 금속밴드가 절곡성형되어 형성되는 태양열 집열장치를 제공한다.

Description

태양열 집열장치{A solar heat collection device}

본 발명은, 사이 간격을 가지면서 열매체가 공급 및 배출되는 한 쌍의 주관들과 상기 주관들의 사이 간격을 연결하면서 열매체가 이동하면서 열교환하도록 된 다수의 세관들로 이루어진 집열수단을 가지는 태양열 집열장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 상기 집열수단을 수용하는 몸체에 상기 주관들을 간편하게 고정함은 물론, 외부에서 인가되는 충격하중을 안정적으로 상세하여 안정성을 확보할 수 있도록 된 태양열 집열장치에 관한 것이다.

일반적으로, 태양 에너지는 태양으로부터의 열과 빛 형태의 복사 에너지로써, 각종 에너지원 중에서 가장 풍부한 에너지로서 가열/냉각/발전 등의 에너지원으로 활용되고 있는 실정이다.

이와 같이, 태양에너지를 난방 등의 에너지원으로 이용하고자 할 때, 태양열을 집열하도록 된 태양열 집열장치들은, 태양열 적용시스템 및 구조들에서 필수적으로 구비되는 장치로써, 주로 태양열을 이용하여 물 등과 같은 열매체와 열교환을 통해 열매체의 온도를 상승시킨 후 순환시키도록 된 구성을 가진다.

한국특허등록번호 제10-0891716호(명칭: 공기가열식 태양열 집열장치)에서는, 공보에 공지된 바와 같이, 사각함체형상으로 된 케이스의 내부일측에는 내측면에 보온재가 설치된 집열판설치공간부가 형성되며 내부타측에는 가로격벽에 의해 분할되는 공기유출입공간부가 각각 형성되고, 상기 케이스의 집열판설치공간부와 공기유출입공간부사이에는 하부양측에 집열판설치공간부와 공기유출입공간부를 각각 연통시키는 통공이 형성된 세로격벽이 설치되며, 상기 케이스의 공기유출공간부의 내측저면에는 송풍팬이 설치된 공기유출구가 형성되고 공기유입공간부의 내측저면에는 공기정화용 필터재가 구비된 공기유입구가 형성되며 공기유출입공간부의 상부에는 공기유출구에 설치된 송풍팬에 전력을 공급하는 태양전지모듈이 설치되고, 상기 케이스의 집열판설치공간부의 내부에는 상면에 태양열흡수용 도료층이 도포되고 일단부에 유로형성용 홈부가 형성된 복수개의 ㄷ자형 채널로 이루어진 집열판이 삽입설치되며, 상기 집열판설치공간부의 내부에 삽입설치된 집열판의 하부에는 공기유출공간부와 공기유입공간부를 서로 연통시키게 되는 U자형공기유로가 형성되고, 상기 집열판설치공간부의 상부에는 집열판의 상부에 공기층을 형성하게 되는 투명한 강화유리판이 설치되도록 구성된 태양열 집열장치가 기재되어 있다.

그리고, 한국특허공개번호 제10-2011-0011152호(명칭: 태양광의 집광 및 태양광의 실내 유입 조절 기능을 하는 차양시스템)에서는, 공보에 공지된 바와 같이, 소정의 넓이를 가지며 테두리를 형성하는 판넬 프레임부와, 상기 프레임부의 내부에 형성하며 태양광을 수집하는 집열 혹은 집광 판넬(태양전지 판)과, 상기 프레임의 일측 끝단부에 형성되며 상기 프레임과 연결 고정되는 힌지를 포함하는 집광부를 가지는 태양열 집열장치가 기재되어 있다.

또한, 한국특허등록번호 제10-0945855호(명칭: 수평다관식 태양열 집열장치)에서는, 공보에 기재된 바와 같이, 내측면에 보온재가 설치되는 사각함체형상의 케이스가 구비되며 상기 케이스의 내측면에 설치된 보온재의 표면에는 태양열반사판이 설치되고 상기 케이스의 내부에는 양단부가 폐쇄된 열매체순환관과 양단부가 개방된 열매체유출입관사이에 다수의 집열용 동관이 수평방향으로 평행하게 설치되도록 구성된 수평다관식 집열관이 고정설치되며 상기 수평다관식 집열관의 열매체유출입관의 중단부에는 다수의 집열용 동관의 내부에 U자형 유로를 형성하기 위한 유로형성용 격판이 고정설치되고 상기 케이스의 상부에는 케이스의 내부에 공기층을 형성하게 되는 강화유리판이 설치되도록 구성된 태양열 집열장치가 기재되어 있다.

한편, 한국특허등록번호 제10-1243383호(명칭: 태양광발전 겸용 이중창호)에서는, 공보에 기재된 바와 같이, 건축물의 외벽에 일체로 설치되고 실내와 실외를 개방하는 통기부가 마련된 창호프레임과, 상기 창호프레임의 통기부를 개폐하도록 상기 창호프레임의 실내측에 장착되는 제1창호와, 상기 창호프레임의 통기부를 개폐하되, 상기 창호프레임의 실외측에 상기 제1창호와 이격하여 장착되는 제2창호를 포함하는 이중창호에 있어서, 상기 제2창호의 일면에는 장착되어 전기를 발생하는 태양전지 셀이 다수 배치된 태양전지판; 상기 제2창호가 상기 창호프레임을 기준으로 회동하도록 상기 제2창호와 창호프레임을 연결하는 힌지부와, 상기 제2창호가 상기 힌지부를 중심으로 회동하도록 동력을 공급하는 구동부와, 상기 구동부의 동력을 공급받아 상기 제2창호를 상기 힌지부를 중심으로 회전시키는 동력전달부와, 상기 구동부의 작동을 제어하는 조작부를 포함하여, 상기 태양의 위치에 따라 상기 제2창호의 개폐각도를 조절하는 각도조절부; 상기 제1창호와 창호프레임 사이에 배치되어 상기 제1창호와 창호프레임을 연결하되, 상기 제1창호와 창호프레임의 측면에 회동가능하게 연결되어 상기 제1창호가 승강하면서 개폐되도록 하는 링크부재;를 포함하는 태양열 집열장치가 기재되어 있다.

1, 한국특허등록번호 제10-0891716호 2, 한국특허공개번호 제10-2011-0011152호 3, 한국특허등록번호 제10-0945855호 4, 한국특허등록번호 제10-1243383호

그러나, 상기와 같이 이루어지는 종래의 태양열 집열장치 및 시스템들에서, 열매체가 순환하며 열교환이 이루어지는 주관 및 세관들을 열교환공간을 구성하는 몸체에 고정하는 고정수단들이 복잡하여 고정 및 분리작업이 번거롭고, 지진 및 충격 등에 의해 인가되는 충격하중을 상기 주관 및 세관으로 유입되어 안정성이 떨어지는 문제점들이 있었다.

본 발명은, 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은, 사이 간격을 가지면서 열매체가 공급 및 배출되는 한 쌍의 주관들과 상기 주관들의 사이 간격을 연결하면서 열매체가 이동하면서 열교환하도록 된 다수의 세관들로 이루어진 집열수단을 수용하는 몸체에 상기 주관들을 간편하게 고정함은 물론, 외부에서 인가되는 충격하중을 안정적으로 상세하여 안정성을 확보할 수 있도록 된 태양열 집열장치를 제공하는 것에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 태양열 집열장치는, 내부에 전면과 배면을 관통하는 관통공을 가지는 '틀' 형상의 몸체와, 상기 몸체의 배면에 결합하는 배면판과, 상기 몸체의 전면에 결합하며 투광성재질로 이루어진 전면판과, 상기 몸체의 관통공에 배치되며 사이 간격을 가지면서 열매체가 공급 및 배출되는 한 쌍의 주관들과 상기 주관들의 사이 간격을 연결하면서 열매체가 이동하면서 열교환하도록 된 다수의 세관들로 이루어진 집열수단과, 상기 주관을 상기 몸체에 고정하는 고정수단을 포함하여 이루어진 태양열 집열장치에 있어서; 상기한 고정수단은, 상기 주관이 끼움결합하는 끼움홈을 형성하는 고리편과, 상기 고리편의 일 부위에서 연장형성되며 상기 몸체의 내측면에 형성된 고정홈에 고정된 고정편을 포함하여 이루어지되; 상기 고정수단은, 탄성을 가지는 금속밴드가 절곡성형되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 태양열 집열장치는, 태양열과 열교환하는 열매체가 순환하는 집열수단을 열교환공간을 구성하는 몸체에 고정할 때, 금속 밴드가 절곡 성형된 클립의 끼움홈을 통해 체결하여 고정하도록 됨으로써, 체결 및 분리 작업이 용이하게 이루어지는 효과를 가진다.

아울러, 지진 및 충격 등에 의해 인가되는 충격하중을 상기 클립에서 진동흡수하여 상쇄함으로써, 집열수단으로의 충격하중이 인가되지 않도록 함으로서, 장기간 안정적으로 사용할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 태양열 집열장치를 보인 개략 정 단면 예시도.
도 2는, 본 실시 예에 의한 태양열 집열장치를 보인 개략 측 단면 예시도.
도 3은, 본 실시 예에 의한 태양열 집열장치의 일 부위를 확대하여 보인 일부 발췌 개략 단면 예시도.
도 4는, 본 실시 예에 의한 태양열 집열장치의 사용상태를 보인 개략 측 단면 예시도.
도 5는, 본 발명에 따른 다른 실시 예에 의한 태양열 집열장치를 보인 일부 발췌 개략 단면 예시도.
도 6은, 본 발명에 따른 또 다른 실시 예에 의한 태양열 집열장치를 보인 일부 발췌 개략 단면 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 의한 태양열 집열장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1 내지 도 4는, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 태양열 집열장치를 보인 도면으로, 본 실시 예에 의한 태양열 집열장치(1)는, 내부에 전면과 배면을 관통하는 관통공을 가지는 '틀' 형상의 몸체(2)를 가진다.

상기 몸체(2)는, 스테인레스 및 알루미늄 등과 같은 금속재질의 프레임들의 조립으로 이루어지는 것이 바람직하며, 정면상 사각형상으로 이루어진 '사각틀'형상으로 이루어지는 것이 가장 바람직하다.

상기한 몸체(2)의 외측면에는, 도 4에서 도시된 바와 같이, 건물 또는 지지대 등과 같은 설치물(10)의 일 부위와 체결되는 체결편(3)이 결합하는 결합홈(21)이 형성되는 것이 바람직하며, 상기 결합홈(21)은, 상기 체결편(3)의 일 부위가 삽입 수용되어 고정되도록 입구가 좁고 내부가 넓은 형태로 이루어지는 것이 가장 바람직하다.

즉, 상기 체결편(3)을 통해 상기 몸체(2)가 설치물(10)에 고정된다.

한편, 상기한 몸체(2)를 구성하는 프레임들은 '관'의 관체로 이루어지는 것이 바람직하며, 단면 형상이 사각 형상을 가지는 '사각형 관'으로 이루어지는 것이 가장 바람직하다.

이러한 본 실시 예에 의한 태양열 집열장치(1)는, 상기 몸체(2)의 배면에 결합하는 배면판(4)을 가진다.

즉, 상기 배면판(4)을 통해 상기 몸체(2)에서 관통공의 후부를 폐쇄하게 된다.

상기에서 배면판(4)은, 스테인레스 및 알루미늄 등과 같은 금속재질의 판체로 이루어지는 것이 바람직하며, 전면 측 방향으로 광을 반사할 수 있도록 내측면에 반사층이 형성되는 것이 가장 바람직하다.

상기에서 배면판(4)은, 상기 몸체(2)에 나사 등과 같은 체결요소를 통해 체결될 수 있으며, 용접 등을 통해 결합할 수 있는 것으로 사용자의 선택에 따라 적용하는 것이 바람직하다.

이와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 태양열 집열장치(1)는, 상기 몸체(2)의 전면에 결합하며 투광성 재질로 이루어진 전면판(5)을 가진다.

즉, 상기 전면판(5)을 통해 상기 몸체(2)에서 관통공의 전면부를 폐쇄하게 된다.

상기에서 전면판(5)은, 태양광 및 열을 상기 몸체(2)의 관통공으로 입사하도록 된 투광성 재질로 이루어짐은 물론, 충격에 대한 내구성을 가지도록 강화유리 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 전면판(5)은, 상기 몸체(2)에 밀폐성 및 방수성을 가지면서 고정되는 것이 바람직하며, 이에 따라, 밀폐패킹 등과 같은 밀폐요소가 게재된 상태에서 상기 몸체(2)에 고정되는 것이 가장 바람직하다.

상기와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 태양열 집열장치(1)는, 상기 몸체(2)의 관통공에 배치되며 사이 간격을 가지면서 열매체가 공급 및 배출되는 한 쌍의 주관(61)들과 상기 주관(61)들의 사이 간격을 연결하면서 열매체가 이동하면서 열교환하도록 된 다수의 세관(62)들로 이루어진 집열수단(6)을 가진다.

즉, 상기 주관(61) 중 열매체기 공급되는 공급라인과 접속된 주관(61)을 통해 상기 몸체(2)의 외부에서 열매체를 공급받아 상기 세관(62)들로 열매체를 순환시키게 된다.

이때, 상기 세관(62)들로 공급된 열매체는, 상기 몸체(2)의 관통공을 경유하면서 상기 전면판(5)을 통해 입사된 태양열로부터 태양에너지를 흡수하여 온도가 상승된 후, 상기 몸체(2)의 외부에서 열매체를 유입받도록 된 유입라인과 접속된 주관(61)을 통해 상기 몸체(2)의 외부로 열매체를 배출하게 된다.

이에 따라, 저온의 열매체를 고온의 열매체로 전환하는 과정에서 태양열의 집열이 이루어진다.

이와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 태양열 집열장치(1)는, 상기 주관(61)을 상기 몸체(2)에 고정하는 고정수단(7)을 가지며, 상기 고정수단(7)은, 상기 주관(61)이 끼움 결합하는 끼움홈(71)을 형성하는 고리편(72)과, 상기 고리편(72)의 일 부위에서 연장형성되며 상기 몸체(2)의 내측면에 형성된 고정홈(22)에 고정된 고정편(73)을 포함하여 이루어진다.

즉, 상기 고정편(73)을 통해 상기 몸체(2)의 고정홈(22)에 끼움 결합된 상태에서, 상기 고리편(72)의 끼움홈(71)에 상기 주관(61)들을 수용하면서 끼움 결합하여 고정하게 된다.

상기에서 고정수단(7)은, 탄성을 가지는 금속밴드가 절곡성형되어 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 고정수단(7)은, 금속밴드라 절곡 성형되어 형성되는 클립으로 이루어지는 것이 가장 바람직하다.

이에 따라, 상기 집열수단(6)을 상기 몸체(2)에 고정할 때, 금속 밴드가 절곡 성형된 상기 끼움홈(71)을 통해 체결하여 고정하도록 됨으로써, 체결 및 분리 작업이 용이하게 이루어진다.

이와 더불어, 지진 및 충격 등에 의해 인가되는 충격하중을 상기 고정편(73)에서 자체 탄성을 통해 진동흡수하여 상쇄함으로써, 상기 집열수단(6)으로 충격하중이 인가되지 않도록 함으로서, 장기간 안정적으로 사용하게 된다.

상기와 같이 이루어지는 본 실시 에에 의한 태양열 집열장치(1)에서, 상기 고정수단(7)은, 도 3에서 도시된 바와 같이, 상기 고리편(72)이 일 부위가 개방된 원형의 공간을 형성하는 "원형 링"의 형상을 가지는 것이 바람직하며, 상기 고정편(73)은, 상기 고리편(72)의 개방된 단부에서 외측 방향으로 절곡되면서 연장형성되는 것이 가장 바람직하다.

즉, 상기 고리편(72)에 상기 주관(61)의 일부위가 상기 끼움홈(71)의 개구를통해 걸림 고정된 상태로 상기 몸체(2)에 고정된다.

도 5는 본 발명에 따른 다른 실시 예에 의한 태양열 집열장치를 보인 도면으로, 본 실시 예에 의한 태양열 집열장치(1)에서, 상기한 고정수단(7)은, 금속밴드의 양단이 상기 몸체(2)의 내측면에 사이 간격을 가지면서 각각 형성된 상기 고정홈(22)에 각각 끼움 결합하며, 중앙에 상기 주관(61)의 일 부위가 끼움 결합하는 상기 끼움홈(71)을 형성하도록 된 상기 고리편(72)을 가진다.

즉, 상기 끼움홈(71)을 구성하는 상기 고리편(72)의 양단에서 각각 연장형성되어 상기 고정홈(22)에 끼움 결합하는 상기 고정편(73)이 각각 구비된다.

상기에서 끼움홈(71)의 개구는, 상기 고리편(72)의 하부에 위치하게 되며, 상기 개구는, 상기 주관(61)의 지름보다 작은 크기로 이루어져 무단으로 분리되지 않게 된다.

상기한 고정편(73)은, 상기 고리편(72)의 양단에서 절곡 연장형성되며 상기 고리편(72)을 외부에서 감싸는 연장부(731)와, 상기 연장부(731)에서 외측으로 연장되며 상기 고정홈(22)에 끼움 결합하는 단부를 가지는 고정부(732)로 이루어지는 것이 바람직하다.

이에 따라, 상기 고정편(73)이 형상에 따른 자체 탄성력을 가지어 상기 몸체(2)와 상기 고리편(72)을 상기 고정편(73)이 탄성적으로 고정하게 된다.

도 6은 본 발명에 따른 또 다른 실시 예에 의한 태양열 집열장치를 보인 도면으로, 본 실시 예에 의한 태양열 집열장치(1)에서, 상기 고정편(73)에는, 지그재그로 절곡된 요철(733)이 형성되어 형상적으로 자체 탄성을 가지도록 되어 있다.

이에 따라, 외부에서 인가되는 충격하중을 자체 탄성을 통해 진동흡수하여 상쇄하게 된다.

이상에서 설명된 본 발명의 일 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 집열장치 10 : 설치물
2 : 몸체 21 : 결합홈
22 : 고정홈 3 : 체결편
4 : 배면판 5 : 전면판
6 : 집열수단 61 : 주관
62 : 세관 7 : 고정수단
71 : 끼움홈 72 : 고리편
73 : 고정편 731 : 연장부
732 : 고정부 733 : 요철

Claims (1)

1. 내부에 전면과 배면을 관통하는 관통공을 가지는 '틀' 형상의 몸체(2)와; 상기 몸체(2)의 배면에 결합하는 배면판(4)과; 상기 몸체(2)의 전면에 결합하며 투광성재질로 이루어진 전면판(5)과; 상기 몸체(2)의 관통공에 배치되며 사이 간격을 가지면서 열매체가 공급 및 배출되는 한 쌍의 주관(61)들과, 상기 주관(61)들의 사이 간격을 연결하면서 열매체가 이동하면서 열교환하도록 된 다수의 세관(62)들로 이루어진 집열수단(6)과; 상기 주관(61)을 상기 몸체(2)에 고정하며 탄성을 가지는 금속밴드가 절곡성형되어 형성되고 상기 주관(61)이 끼움결합하는 끼움홈(71)을 형성하는 고리편(72)과, 상기 고리편(72)의 일 부위에서 연장형성되며 상기 몸체(2)의 내측면에 형성된 고정홈(22)에 고정된 고정편(73)을 가지는 고정수단(7);을 포함하여 이루어진 태양열 집열장치에 있어서;
   상기 고정수단(7)은,
   금속밴드의 양단이 상기 몸체(2)의 내측면에 사이 간격을 가지면서 각각 형성된 상기 고정홈(22)에 각각 끼움 결합하며, 중앙에 상기 주관(61)의 일 부위가 끼움 결합하는 상기 끼움홈(71)을 형성하도록 된 상기 고리편(72)을 가지며;
   상기 고정편(73)은,
   상기 고리편(72)의 양단에서 각각 절곡 연장형성되며 상기 고리편(72)을 외부에서 감싸는 연장부(731)와, 상기 연장부(731)에서 외측으로 연장되며 상기 고정홈(22)에 끼움 결합하는 단부를 가지는 고정부(732)로 이루어지되;
   상기 고정편(73)에는,
   지그재그로 절곡된 요철(733)이 형성되는 것을 특징으로 하는 태양열 집열장치.

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