KR101833952B1 - 적층형 유로를 가지는 광흡수판 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉각수의 흐름에 있어 와류를 형성하도록 유로를 개선하고, 또한 유로의 도중에 냉각수에 와류를 발생하는 수단을 마련하여 냉각수의 열전달을 활성화시킴으로서 더욱 정확한 태양열 취득열량을 산출할 수 있는 적층형유로를 가지는 광흡수판 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 본 발명에 따른 광흡수판 모듈은, 정면에서 광원으로부터 조사되어 시험체를 투과한 빛을 흡수하는 광흡수판과, 그 광흡수판의 후면에 설치되고, 냉각수 유입구로부터 냉각수 유출구까지 광흡수판에 접하여 냉각수가 흐르는 적층형태의 유로가 형성되어 있는 냉각챔버를 포함하고 있으며, 상기 유입구를 통해 상기 냉각챔버 내로 유입된 냉각수는 최하층에서 최상층을 향해 또는 최상층에서 최하층을 향해 한 층씩 이동하며 흐르되, 냉각수가 흐르는 상기 적층형태의 유로는 각층의 유로의 중앙부에서 양 끝으로 나뉘어 흐르다가 양 끝에서 다음 층으로 유입되게 유도하는 유로 구성과, 각층의 유로의 양 끝에서 중앙으로 흘러 합쳐져 중앙부에서 다음 층의 중앙부로 이동하도록 유도하는 유로 구성이 교번하여 나타나는 것을 특징으로 한다.

Description

적층형 유로를 가지는 광흡수판 모듈{Light absorbing Panel Module Having Stacked Fluid Path}
본 발명은 적층형 유로를 가지는 광흡수판 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광흡수판이 흡수한 열량을 정확하게 산출하여 신뢰도가 높은 실험데이터를 얻을 수 있는 적층형 유로를 가지는 광흡수판 모듈에 관한 것이다.
지구온난화에 따른 냉방에너지의 수요가 급증하고 특히 건물에서 창문의 면적비의 증가로 냉방부하가 증가하는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 여러 기능성 창이 연구되어 왔다. 기능성 창을 투과하여 실내로 도입된 태양열 취득열량(Φgain)은 창호의 냉난방 에너지 성능평가의 지표로 사용되며 이를 정확하고 신속하게 측정하기 위해 여러 측정 장치가 개발되어 왔다.
이를 측정하기 위한 일반적인 방법은 정면에 실험체가 형성되어 있는 챔버 내부에 광흡수판을 배치하고, 광원을 조사한 후 광흡수판이 취득한 총열량에서 실험체를 투과한 빛과 관련 없이 취득한 열량에 대한 감산보정을 하여 산출하는 것이다.
광흡수판이 취득한 총열량은 광흡수판의 후면에 접하여 설치된 냉각챔버에 열교환에 의해 회수된 총열량이고, 냉각챔버에 의해 회수된 총열량은 냉각챔버에 유입, 배출되는 냉각수의 온도 차이에 의해 산출한다.
따라서 태양열 취득열량(Φgain)을 정확하게 측정하기 위한 선행조건으로 냉각챔버에 의해 회수된 총열량이 정확하게 측정되어야 하며, 이를 위해서는 냉각수 내에서의 열전달이 원활하게 일어나야 한다. 이는 광흡수판의 특정부분이 아닌 광흡수판의 전부분에서 흡수된 열량을 정확하게 측정하기 위함이다.
종래부터 이를 위한 연구가 활발히 이루어졌다. 특허문헌 1에서는 단층 병류형 유로와 적층 향류형 유로를 가진 광흡수판 모듈을 개시하고 있다(도 1, 도 2 참조).
도 1은 단층 병류형 유로를 도시한 것으로, 냉판(200) 내부가 복수의 칸막이(600)에 의해 나란하게 구획되어 냉각수가 칸막이(600) 사이에 병열로 형성된 복수의 유로들을 통해 서로 독립 분산되어 일 방향으로만 흐르기 때문에 냉각수 내에서의 열전달이 원활하게 일어나지 않는다. 이는 하나의 냉수 유입구(410)를 통해 냉판(200) 내로 유입된 후 복수의 칸막이(600)에 의해 형성된 복수의 유로들을 통해 각기 독립적으로 병행하여 흐르던 냉각수가 하나의 유출구(420)에서 비로소 합류하여 배출되기 때문이다.
도 2는 종래의 적층 향류형 유로를 도시한 것으로, 복수의 격판(600)이 냉판(200) 내부에 지그재그로 미로의 유로를 형성하여 냉각수가 흐르기 때문에 병류형 유로보다는 열전달 효율이 높아 병류형 유로보다 냉각수 내의 열전달이 원활하게 일어날 수 있다. 그러나 상기한 적층 향류형 유로의 경우 유로를 따라 층류 흐름을 유지하게 되므로 이러한 층류 흐름의 유로 형태를 개선하여 냉각수에 와류를 형성할 수 있다면 냉각수 내의 열전달율을 더 높일 수 있어 더욱 정확한 태양열 취득열량(Φgain)을 도출할 수 있다는 점에서 개선이 요구되고 있다.
특허문헌 1 : 한국특허공개공보 제 10-2013-0123066 호
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 감안하여 제안한 것으로서, 냉각수의 흐름에 있어 와류를 형성하도록 유로를 개선하고, 또한 유로의 도중에 냉각수에 와류를 발생하는 수단을 마련하여 냉각수의 열전달을 활성화시킴으로써 더욱 정확한 태양열 취득열량을 산출할 수 있는 적층형 유로를 가지는 광흡수판 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광흡수판 모듈은, 정면에서 광원으로부터 조사되어 시험체를 투과한 빛을 흡수하는 광흡수판과, 그 광흡수판의 후면에 설치되고, 냉각수 유입구로부터 냉각수 유출구까지 광흡수판에 접하여 냉각수가 흐르는 적층형태의 유로가 형성되어 있는 냉각챔버를 포함하고 있으며, 상기 유입구를 통해 상기 냉각챔버 내로 유입된 냉각수는 최하층에서 최상층을 향해 또는 최상층에서 최하층을 향해 한 층씩 이동하며 흐르되, 냉각수가 흐르는 상기 적층형태의 유로는 각층의 유로의 중앙부에서 양 끝으로 나뉘어 흐르다가 양 끝에서 다음 층으로 유입되게 유도하는 유로 구성과, 각층의 유로의 양 끝에서 중앙으로 흘러 합쳐져 중앙부에서 다음 층의 중앙부로 이동하도록 유도하는 유로 구성이 교번하여 나타나는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에 의하면, 상기 유로의 도중에는 적어도 1개의 와류발생장치가 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예 구성에 의하면, 정면에서 광원으로부터 조사되어 시험체를 투과한 빛을 흡수하는 광흡수판과, 그 광흡수판의 후면에 설치되고, 냉각수 유입구로부터 냉각수 유출구까지 광흡수판에 접하여 냉각수가 흐르는 적층형태의 유로가 형성되어 있는 냉각챔버를 포함하고 있으며, 상기 냉각챔버 내부는 수평 또는 수직으로 설치되는 복수개의 격판에 의해 지그재그의 유로를 형성하며, 상기 유로의 도중에는 적어도 1개의 와류발생장치가 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 와류발생장치는 각각의 층마다에 형성된 유로에 적어도 1개가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 와류발생장치는 각각의 층마다에 형성된 유로에 복수개가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또, 와류발생장치는 일측이 고정단으로 유로를 형성하는 격판에 고정되어 설치되고 타측이 자유단인 로드인 것을 특징으로 한다.
또, 상기 로드는 환봉인 것을 특징으로 한다.
또, 상기 로드는 상광하협한 테이퍼 형상인 것을 특징으로 한다.
또, 상기 로드는 냉각수의 흐름에 저항하는 표면을 가진 판상부재인 것을 특징으로 한다.
또, 상기 로드의 고정단은 탄성재질의 지지부재로 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하기는 상기 로드의 고정단을 형성하는 지지부재는 플렉시블한 탄성고무, 판스프링, 또는 코일스프링으로 형성되어 냉각수의 흐름에 의해 상기 로드가 요동쳐 냉각수를 휘젓게 되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 탄성고무, 판스프링, 또는 코일스프링으로 형성되는 상기 지지부재는 원판부재에 의해 지지되게 설치되며, 상기 원판부재가 유로를 형성하는 격판에 고정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 향류를 형성하는 적층형 유로를 가질 뿐만 아니라 각각의 유로에서 냉각수의 분리 및 병합에 의한 충돌로 와류 및 난류를 발생시키는 냉각수의 흐름이 일어나며, 특히 유로의 도중에 설치된 와류발생장치에 의해 냉각수의 대류가 원활하게 이루어져 냉각수 내에서의 열전달이 효율적으로 이루어진다.
따라서 광흡수판 전체에서 취득한 열량의 평균값을 기반으로 냉각챔버에 의해 제거된 열량이 산출되기 때문에 정확한 실험데이터를 도출할 수 있다.
도 1은 종래의 단층 병류형 유로를 가진 냉각챔버를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래의 적층형 유로가 형성된 냉각챔버를 나타낸 도면이다.
도 3은 일반적 구조의 태양열취득측정장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 적층형 유로가 형성된 냉각챔버를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시형태에 따른 와류발생장치를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시형태에 따른 와류발생장치에 의해 소용돌이가 형성된 것을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 와류발생장치를 적용한 적층형 유로가 형성된 냉각챔버의 다른 실시형태를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 통상적인 태양열취득측정장치(100)를 전체적으로 나타낸 블록구성도이다.
통상적인 태양열취득측정장치(100)는 빛이 방출되는 인공광원(101)과, 전방에 광도입창이 형성되어 있는 솔라시뮬레이터(103)와, 솔라시뮬레이터 내의 온도를 균일하게 유지시키기 위한 온도조절장치(107)와, 공기의 대류순환을 촉진하는 기류발생장치(120)와, 실내조건을 형성하며, 전방에 실험체가 장착되는 열량수집상자(105)와, 상기 실험체를 투과한 빛에 의한 열량을 흡수하는 광흡수판(130)과, 그 광흡수판(130)의 후방에 설치되고, 냉각수가 흘러 광흡수판이 취득한 열량을 냉각수와의 열교환을 통해 회수하여 측정할 수 있는 냉각챔버(132)와, 열량수집상자(105)의 온도를 실내조건과 균일하게 유지시키기 위한 온도조절장치(107)와, 기류발생장치(122)와, 내부를 가열하기 위한 히터(124), 실외조건인 환경챔버(104)와, 그 환경챔버(104)의 온도를 실외조건으로 균일하게 유지시키기 위한 온도조절장치(107)와, 냉각챔버(132)에 유입되는 냉각수와 배출되는 냉각수의 온도를 각기 측정하기 위한 온도측정장치(115, 117)와, 배출된 냉각수를 균일한 온도로 냉각하기 위한 냉동기(111)와, 순환하는 냉각수가 저장되는 냉각수저장탱크(109)와, 냉각챔버(132)로 유입되는 냉각수의 유량을 조절하여 냉각챔버(132)로 공급하는 유량조절장치(MFC)(113)를 포함하여 구성되어 있다.
냉각수는 냉각챔버(132)로 유입된 후 냉각챔버(132) 내에 형성된 유로를 따라 흐르며 광흡수판(130)이 광원(101)으로부터 흡수한 열량을 열교환에 의해 취득하여 배출하게 되는데, 이때 냉각챔버(132)에 유입되는 냉각수온과 배출되는 냉각수온의 차이를 온도측정장치(115, 117)를 통해 산출한 후 냉각수가 열교환을 통해 얻은 열량을 계산한다. 배출된 냉각수는 냉각수저장탱크(109)에 저장되었다가 냉동기(111)에 의해 소정온도, 즉 셋팅된 초기설정온도로 냉각된 후 유량조절장치(113)에 의해 다시 냉각챔버(132)로 유입되는 순환과정을 반복한다. 이 같이 하여 냉각챔버(132)에 유입되는 냉각수와 배출되는 냉각수의 온도차를 이용하여 냉각챔버에 의해 회수된 열량을 산출할 수 있다.
실험대상은 보통 유리창으로 실험체 면에 수직으로 입사되는 일사열량(Φsolar)은 아래의 식 1에 따라 구한다.
[식 1]
Φsolar = Isolar ×Asp
Isolar : 조사강도(W/m2), Asp : 시험체 면적(m2)
실험체를 투과 후 순수하게 실내로 전달되는 태양열 취득열량(Φgain)은 아래의 식 2에 따라 구한다.
[식 2]
Φgain = (Φc - Φf - Φh ±Φp) - Φsp
Φc : 냉각챔버에 의해 회수된 열량(W)
Φf : 기류발생장치의 공급 열량(W)
Φh : 히터의 공급 열량(W)
Φp : 둘레벽에서의 유입 또는 출입 열량(W)
Φsp : 실험체를 통한 관류열량(W)
실험체를 투과 후 순수하게 실내로 전달되는 태양열 취득열량(Φgain)은 실험체, 즉 유리창의 품질을 나타낼 수 있는 중요한 지표이고, 냉방에너지와 난방에너지를 산정하는데 중요한 인자로서, 냉각챔버에 의해 회수된 열량(Φc)이 정확하게 측정되어야만 순수하게 실내로 전달되는 태양열 취득열량(Φgain)을 정확하게 산출할 수 있다. 실험체인 유리창을 통과하여 광흡수판에 흡수된 열량이 얼마나 되는 가를 측정하기 위해서는 광흡수판이 흡수한 열량을 회수하여 측정하게 되며, 냉각수와의 열교환에 의해 이 열량의 회수를 위해 광흡수판에 냉각챔버(132)가 장착된다.
도 4는 본 발명에 의한 적층형 유로가 형성된 냉각챔버를 나타낸 도면이다.
냉각챔버(132)는 정면이 개방되어 있는 직육면체 형상의 하우징(134)을 포함하고 있고, 상기 하우징(134)의 개방된 전면에는 광흡수판(도 3의 부호 130 참조)이 개방된 전면을 막도록 설치되어 박스 형상을 이루고 있다. 이 하우징(134)의 일측, 예를 들면 하단 중앙, 또는 후면판부재의 하단 중앙부에는 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구(136)가 형성되고, 그와 대향되는 상측 중앙, 또는 후면판 상단 중앙부에는 냉각수를 냉각챔버(132)의 외부로 배출하는 냉각수 유출구(138)가 형성되며, 하우징(134)의 내부 공간에는 복수개의 격판(140a, 140b: 대표 부호는 140)이 상하로 소정 간격을 두고 적층되는 형태로 수평으로 설치되어 하우징(134)의 하부 및 상부 벽면과 격판(140a) 사이, 격판(140a)과 격판(140b, 140b) 사이에 냉각수가 흐르는 유로(142: 점선으로 표시한 부분이 유로이며, 화살표 표시는 냉각수의 흐름 경로를 나타낸다)가 형성된다.
상기 격판(140a)과 격판(140b, 140b)은 반복하여 교대로 적층되며, 상기 격판(140a)은 하우징(134)의 폭보다 짧아 하우징의 양측 벽면과의 사이에 냉각수가 이동할 수 있는 틈새, 즉 유로(142)가 형성되며, 수평면 상에서 이웃한 2개의 격판(140b, 140b)들은 그들의 바깥 단부가 하우징(134)의 양측벽 내벽면에 밀착하여 고정되며, 2개의 격판(140b, 140b) 사이, 즉 중앙부에는 유로로서의 기능을 가지는 소정의 틈새를 두고 설치되어 있어, 그 틈새(유로: 일종의 구멍)를 통해 냉각수가 다른 층의 유로로 이동하게 된다.
이때 냉각수는 광흡수판(130)과 접하여 유로(142)를 통해 흐르고, 광흡수판(130)이 광원으로부터 흡수한 열량을 상대적으로 온도가 낮은 냉각수와의 열교환을 통해 전달받는다.
상기 유로(142)의 도중에는 도 5에 도시한 것 같이 적어도 1개의 와류발생장치(144)가 설치되며, 상기 와류발생장치(144)는 일단부는 상기 하우징(132)의 벽면 및/또는 격판(140a, 140b)에 고정 설치되며, 타단은 상기 유로(142)에 돌출하는 자유단을 형성하는 로드(146)를 포함하며, 상기 와류발생장치(144)는 서로 상하로 이웃하는 격판(140a,140b)들 사이로 각각의 층마다에 형성된 유로(142)에 적어도 1개가 설치되거나 또는 각각의 층마다에 형성된 유로(142)에 복수개가 설치된다.
도 5에 예시한 실시형태에서는 상기 와류발생장치(144)의 로드(146)를 원통형 막대로 형성하였으나, 상기 로드(146)는 상부 측에 무게 중심이 있어 불안정하여 흔들림이 심하게 발생하고, 높이에 따른 직경의 차이로 지나는 유속 및 유동의 변화가 심하게 발생하는 상광하협한 테이퍼 원통 또는 냉각수의 흐름에 저항하는 표면을 가진 직사각형 또는 역삼각형 형상의 판상부재로 형성할 수 있고, 상기 로드(146)의 고정단은 탄성재질로 형성하는 것이 바람직하다. 바람직하기는 상기 로드(146)의 고정단(148)은 본체인 상기 로드(146)보다 직경이 가는 탄성을 가진 플렉시블한 지지부재로서, 상기 지지부재(148,고정단)는 예를 들면 탄성고무, 판스프링, 또는 코일스프링으로 형성하여 냉각수의 흐름에 의해 상기 로드(146)가 이리 저리 요동쳐 냉각수를 휘젓게 만드는 것이 좋으며, 상기 탄성고무, 판스프링, 또는 코일스프링으로 형성되는 고정단(148), 즉 지지부재는 직접 격판(140a,140b)에 고정되거나 또는 원판부재(150)에 의해 지지되도록 한 후, 상기 원판부재(150)가 유로(142)를 형성하는 격판(140a,140b)에 고정되도록 구성할 수 있다.
이 같은 구성의 상기한 적층형 유로가 형성된 냉각챔버(132)는, 도시하지 아니한 펌프장치에 의해 공급되는 냉각수가 최하층 유로의 중앙에 형성된 유입구(136)를 통하여 최하층 유로(142)의 중앙부위로 유입되고, 적층된 여러 개의 수평 격판(140a, 140b)은 상하 층들이 교번하여 양 단부가 개구되거나 중앙이 개구되어 있으므로 냉각수는 최하층 유로의 중앙에서 양 끝으로 나뉘어 흐른 후, 하우징(134) 벽면과의 사이에 형성된 양측의 유로(틈새)를 통해 각각 한 층씩 상승하여 2층 유로의 양 끝에서 중앙으로 흐른다.
이렇게 냉각수는 하층 유로의 중앙에서 양 끝으로 나뉘어 흐르다 한 층 상승하여 상층 유로의 양 끝, 즉 격판(140a)의 양끝에서 중앙부로 흘러 합쳐진 후 다시 격판 140b와 격판 140b 사이의 틈새(개구부, 유로)를 통해 상층으로 상승하여 다시 좌우 양측으로 갈라져 흐르는 것을 교번하며, 최종적으로 최상층 유로의 중앙에 형성된 유출구(138)를 통하여 배출된다. 이 같은 흐름 과정에서 냉각챔버(132)의 전면부재를 형성하고 있는 광흡수판과 냉각수가 접촉하면서 이동하는 과정에서 열교환이 일어나 광흡수판의 열을 냉각수가 회수하게 되는 데, 이때 냉각수가 서로 갈라졌다 부딪혀 합쳐진 후 격판 사이의 개구부를 통해 치솟아 오르는 과정의 반복을 통해서 냉각수가 격렬히 교란되면서 와류(소용돌이)를 일으켜 광흡수판이 광원으로부터 얻은 열을 열교환을 통해 빼앗게 되는 열이 냉각수에 고르게 퍼지게 되는 것이다. 또 냉각수가 유로를 흐르는 과정에서 유로의 도중에 돌출하고 있는 와류발생장치(144)의 로드(146)가 이리 저리 흔들거리게 되면서, 로드의 양측으로 흐르는 냉각수가 로드 후방에서 와류를 일으켜 열분산 효과를 더욱 좋게 만든다.
도 6은 본 발명에 따른 와류발생장치가 와류를 일으키는 것을 도식적으로 나타낸 것으로서, 도시한 바와 같이, 냉각수가 흐르면, 로드(146)는 흐름에 저항하며 전후좌우로 진동하며 회전한다. 로드(146)가 탄성 있는 고무재, 또는 스프링재의 지지부재(148)에 의해 불안정한 상태가 될수록, 흔들림이 심해지면서 더욱 강도 높은 진동운동을 하게 되며, 로드(146)의 양측으로 빗겨 지나가는 냉각수의 흐름은 로드(146)의 후단에서 도 6의 A 표시와 같이 교란을 일으키게 되는 것이며, 이러한 로드(146)의 요동에 의해 냉각수에 소용돌이가 더 크게 형성되고, 대류에 의해 소용돌이가 형성된 부분의 냉각수 내에서 열전달율이 상승하게 되는 것이다.
도시하지는 않았지만, 반대로 유입구가 최상층 유로의 뒷면 중앙에 형성되고, 유출구가 최하층 유로의 뒷면 중앙에 설치된 경우, 냉각수는 최상층에서 최하층으로 한 층씩 이동하며 각층의 유로의 중앙에서 양 끝으로 나뉘어 흐르는 것과 각층의 유로의 양 끝에서 중앙으로 흘러 합쳐지는 것을 교번하며 흐르게 되며, 냉각수의 유입 및 유출구는 필요에 따라 복수개가 설치될 수 있으며, 그의 설치 위치도 냉각챔버 내에 형성한 유로 구조에 맞추어 변경할 수 있다.
도 7은 본 발명의 와류발생장치를 적용한 다른 실시형태에 따른 병류형 적층 유로 구조를 나타낸 도면으로, 냉각챔버(132a)는 전면이 개방된 하우징(134)을 구비하고 있고, 개방된 하우징(134)의 전면은 광흡수판(도 3의 부호 130 참조)이 덮고 있으며, 복수개의 격판(140c, 140d)이 상하로 소정의 간격을 두고 설치하되, 격판(140c)과 격판(140d)은 상호 교대로 적층되고 있으며, 격판(140c)(140d)의 길이는 하우징(134)의 폭보다 작고, 격판(140c)의 일단부는 하우징(134)의 우측벽면(도시 상태를 기준)에 일체로 고정되게 형성되거나 또는 용접 등에 의해 고정 장착되며, 격판(140d)의 반대편 단부는 하우징(134)의 좌측벽면(도시 상태를 기준)에 일체로 형성 또는 용접 등에 고정 장착되어 마치 선반이 지그재그로 설치된 형상으로 배열되고 각각의 격판의 자유단에서 하우징 벽면과의 사이에 틈새(공간, 유로)가 형성되어 점선으로 표시한 유로(142a)가 지그재그 형식의 미로를 형성하고 있고, 하우징(136)의 일측 벽면 하부에는 냉각수의 유입구(136a)가, 그리고 대각선 위치의 하우징 상부 측면에는 냉각수가 배출되는 유출구(138a)가 마련되어 있다.
이 같은 구성에 의하면, 지그재그로 된 유로를 냉각수가 흘러갈 때, 유로의 도중에 마련한 상기 와류발생장치(144)의 로드(146)의 양측으로 냉각수의 흐름이 회절되면서 로드(146) 후방에 와류(소용돌이)를 형성하며, 이때 플렉시블한 지지부재에 의해 지지되는 로드(146)가 이리저리 흔들려 냉각수의 흐름을 더욱 교란시키게 되어, 열흡수판으로부터 냉각수에 전달되는 열이 냉각수에 고르게 분산되고, 국부적으로 냉각수 내의 열전달이 더욱 활발히 이루어지게 되어, 종래보다 더 정확한 태양열 취득열량(Φgain)을 도출할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 태양열취득측정장치 101: 인공광원
103: 솔라시뮬레이터 104: 환경챔버
105: 열량수집상자 107: 온도조절장치
109: 냉각수저장탱크 111: 냉동기
113: 유량조절장치 115, 117: 온도측정장치
120, 122: 기류발생장치 124: 히터
130: 광흡수판 132, 132a: 냉각챔버
134: 하우징 136, 136a: 유입구
138, 138a: 유출구 140(140a, 140b, 140c, 140d): 격판
142,142a: 유로 144: 외류발생장치
146: 로드 148: 지지부재(고정단)
150: 원판부재

Claims (12)

  1. 정면에서 광원으로부터 조사되어 시험체를 투과한 빛을 흡수하는 광흡수판과, 그 광흡수판의 후면에 설치되고, 냉각수 유입구로부터 냉각수 유출구까지 광흡수판에 접하여 냉각수가 흐르는 적층형태의 유로가 형성되어 있는 냉각챔버를 포함하고 있으며, 상기 유입구를 통해 상기 냉각챔버 내로 유입된 냉각수는 최하층에서 최상층을 향해 또는 최상층에서 최하층을 향해 한 층씩 이동하며 흐르되, 냉각수가 흐르는 상기 적층형태의 유로는 각층의 유로의 중앙부에서 양 끝으로 나뉘어 흐르다가 양 끝에서 다음 층으로 유입되게 유도하는 유로 구성과, 각층의 유로의 양 끝에서 중앙으로 흘러 합쳐져 중앙부에서 다음 층의 중앙부로 이동하도록 유도하는 유로 구성이 교번하여 나타나도록 구성되며, 상기 유로의 도중에는 로드와 그 로드를 지지하는 지지부재로 형성되는 적어도 1개의 와류발생장치가 설치되고, 상기 지지부재는 플렉시블한 탄성고무, 판스프링, 또는 코일스프링으로 형성되어 냉각수의 흐름에 의해 상기 로드가 요동쳐 냉각수를 휘젓게 되는 것을 특징으로 하는 광흡수판 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유로의 도중에는 적어도 1개의 와류발생장치가 설치되는 것을 특징으로 하는 광흡수판 모듈.
  3. 정면에서 광원으로부터 조사되어 시험체를 투과한 빛을 흡수하는 광흡수판과, 그 광흡수판의 후면에 설치되고, 냉각수 유입구로부터 냉각수 유출구까지 광흡수판에 접하여 냉각수가 흐르는 적층형태의 유로가 형성되어 있는 냉각챔버를 포함하고 있으며, 상기 냉각챔버 내부는 수평 또는 수직으로 설치되는 복수개의 격판에 의해 지그재그의 유로를 형성하며, 상기 유로의 도중에는 로드와 그 로드를 지지하는 지지부재로 형성되는 적어도 1개의 와류발생장치가 상기 격판에 의해 지지되도록 설치되고, 상기 지지부재는 플렉시블한 탄성고무, 판스프링, 또는 코일스프링으로 형성되어 냉각수의 흐름에 의해 상기 로드가 요동쳐 냉각수를 휘젓게 되는 것을 특징으로 하는 광흡수판 모듈.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 와류발생장치는 각각의 층마다에 형성된 유로에 적어도 1개가 설치되는 것을 특징으로 하는 광흡수판 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 와류발생장치는 각각의 층마다에 형성된 유로에 복수개가 설치되는 것을 특징으로 하는 광흡수판 모듈.
  6. 삭제
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로드는 환봉인 것을 특징으로 하는 광흡수판 모듈.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로드는 상광하협한 테이퍼 형상인 것을 특징으로 하는 광흡수판 모듈.
  9. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로드는 냉각수의 흐름에 저항하는 표면을 가진 판상부재인 것을 특징으로 하는 광흡수판 모듈.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄성고무, 판스프링, 또는 코일스프링으로 형성되는 상기 지지부재는 원판부재에 의해 지지되게 설치되며, 상기 원판부재가 유로를 형성하는 격판에 고정되는 것을 특징으로 하는 광흡수판 모듈.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101892048B1 (ko) * 2017-06-08 2018-08-27 한국에너지기술연구원 각도조절이 가능한 광흡수판 유닛

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