KR101856492B1

KR101856492B1 - 에어제트를 이용한 이물질 적층 방지 시스템

Info

Publication number: KR101856492B1
Application number: KR1020160142721A
Authority: KR
Inventors: 정성대; 오에녹
Original assignee: 리셋컴퍼니 주식회사
Priority date: 2016-10-31
Filing date: 2016-10-31
Publication date: 2018-05-11

Abstract

본 발명은 대상면의 일측에 적어도 하나 이상 장착되어 제1 압력의 압축 공기를 공급하는 공압원과 연결되고, 상부측으로부터 유입된 상기 제1 압력보다 낮은 제2 압력의 대기와 압축 공기를 내부에서 혼합시켜, 제1 압력보다 높은 제3 압력의 분사 에어를 방사상으로 분사시키는 노즐 유닛을 포함하는 구조로부터, 대상면의 적설이나 이물질을 효과적으로 제거할 수 있도록 하는 에어제트를 이용한 이물질 적층 방지 시스템에 관한 것이다.

Description

에어제트를 이용한 이물질 적층 방지 시스템{PREVENTING APPARATUS FOR ACCUMULATION OF ALIEN SUBSTANCE USING AIR JET}

본 발명은 에어제트를 이용한 이물질 적층 방지 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대상면의 적설이나 이물질을 효과적으로 제거할 수 있도록 하는 에어제트를 이용한 이물질 적층 방지 시스템에 관한 것이다.

최근 지구온난화 및 자원고갈 등의 많은 문제가 발생함에 따라 이산화탄소 절감을 위해, 신재생에너지의 사용이 증가하는 추세이다.

그 중 태양광 발전시설은 무한정, 무공해의 태양에너지를 이용하므로, 연료비 및 대기오염, 폐기물발생이 없다.

또한 기계적인 소음과 진동이 없고, 태양전지의 수명이 최소 20년 이상인 데다 자동화도 용이하여 운전 및 유지관리에 따른 비용을 최소화할 수 있다고 알려져 있다.

상기와 같은 관점에서 안출된 것으로, 등록특허 제10-1340039호의 "태양광 모듈 세척 장치를 구비하는 태양광 발전 시스템"(이하 '선행기술')과 같은 것을 들 수 있다.

선행기술은 태양광 모듈을 세척하기 위한 스프링클러와, 적설 제거용 압축 공기를 분사하기 위한 에어 콤프레셔와, 스프링클러에 물을 공급하는 펌프와, 태양광 모듈 오염도를 측정하는 오염도 측정 센서와, 적설 여부 감지를 위한 적설 센서와, 용수 회수 장치와, 제어부 및 모니터링 시스템을 포함하는 구조이다.

그러나, 선행기술은 지속적인 감시 및 관리 감독이 필요한 개소가 너무 많으며, 복잡한 구조로 되어 있으며, 특히 대규모 태양광 발전 시설의 설치에 적합한 관리 시스템이라 할 수 있으므로, 설치 및 시공에 넓은 공간과 면적이 필요함은 물론, 막대한 비용이 필요하게 되는 문제점이 있었다.

등록특허 제10-1340039호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 대상면의 적설이나 이물질을 효과적으로 제거할 수 있도록 하는 에어제트를 이용한 이물질 적층 방지 시스템을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 대상면; 및 상기 대상면의 일측에 적어도 하나 이상 장착되어 제1 압력의 압축 공기를 공급하는 공압원과 연결되고, 상부측으로부터 유입된 상기 제1 압력보다 낮은 제2 압력의 대기와 상기 압축 공기를 내부에서 혼합시켜, 상기 제1 압력보다 높은 제3 압력의 분사 에어를 방사상으로 분사시키는 노즐 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어제트를 이용한 이물질 적층 방지 시스템을 제공할 수 있다.

여기서, 상기 대상면의 일측에 장착되어 상기 공압원과 전기적으로 연결되며, 상기 대상면 상에 쌓이는 적설로 인한 하중의 변화와, 상기 대상면 상에 적층되는 이물질로 인한 광량 변화와, 상기 대상면의 온도와, 상기 대상면 상에 쌓인 적설량과, 상기 대상면의 발전 상태를 실시간으로 감지하는 센서 유닛과, 상기 공압원 및 상기 센서 유닛과 전기적으로 연결되며, 상기 센서 유닛이 감지하는 정보를 실시간으로 전달받아 상기 공압원의 가동에 따른 상기 노즐 유닛의 분사 여부를 제어하는 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 노즐 유닛은, 상기 대상면의 일측에 장착되어 내부에 상기 대기와 상기 압축 공기가 혼합되는 혼합 공간을 형성하는 하우징과, 상기 하우징의 상면 외측 가장자리로부터 하부측으로 갈수록 점차 좁아지게 형성되는 곡면을 형성하며, 하단부 가장자리에는 상기 혼합 공간과 연통되는 유입홀을 형성하는 대기 유입 호퍼와, 상기 대기 유입 호퍼와 상기 하우징의 내측면 사이에 형성되어 공압원으로부터 공급된 상기 압축 공기가 일시 수용되는 적체 공간과, 상기 적체 공간을 통하여 상기 혼합 공간으로 유입된 상기 압축 공기와 상기 유입홀을 통해 유입된 대기가 상기 혼합 공간에서 혼합되면서 상기 분사 에어로 배출되는 배출홀을 포함하는 분사압력 형성부와, 상기 하우징의 하부측에 구비되어 상기 배출홀을 통하여 상기 분사 에어가 상기 배출홀을 통하여 상기 하우징의 외측으로부터 방사상으로 분사되도록 하는 가이드부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 하우징은, 상기 대기 유입 호퍼와 상기 적체 공간을 형성하며, 외측면에 상기 공압원과 연결되는 에어 유입 포트가 형성되는 상부 케이스와, 상기 상부 케이스의 내주면 하단부와 탈착 결합되는 상단부와, 내주면 상부측으로부터 상기 대기 유입 호퍼의 하단부 내측을 향하여 상향 경사지게 연장되며 상기 적체 공간의 하부측을 형성하는 중간 연결편을 포함하고, 상기 가이드부와 함께 상기 배출홀을 통한 상기 분사 에어의 배출 통로 상부측을 형성하는 하부 케이스를 포함하며, 상기 가이드부는 상기 하부 케이스 내주면 하단부와 탈착 결합되어 상기 배출홀을 통한 상기 분사 에어의 배출 통로 하부측을 형성하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 분사압력 형성부는, 상기 대기 유입 호퍼의 하단부인 상기 유입홀의 가장자리로부터 상기 가이드부를 향하여 점차 넓어지게 형성되는 제1 코안다 가이드(first coanda quide)와, 상기 중간 연결편의 상단부 가장자리를 따라 절곡하여 상부측으로 연장되고 상기 제1 코안다 가이드의 외주면과 대면하는 내주면을 형성하는 제2 코안다 가이드(seconda coanda guide)를 포함하며, 상기 제1 코안다 가이드와 상기 제2 코안다 가이드 상호간의 간극을 통하여 상기 분사 에어가 상기 혼합 공간으로 유입되게 하는 코안다 채널(coanda channel)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 가이드부는, 상기 하부 케이스의 개방된 하면을 덮는 마감편과, 상기 마감편의 상면으로부터 일정높이로 돌출되어 상기 하부 케이스 내주면 하단부와 탈착 결합되는 결합 돌부와, 상기 결합 돌부의 상면 외측 가장자리로부터 상부 중심을 향하여 원뿔 형상으로 돌출되어 상기 배출홀을 통한 상기 분사 에어의 배출 통로 하부측을 형성하는 분사 가이드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 대상면의 일측에 배치되어 상기 컨트롤러와 전기적으로 연결되고, 상기 공압원과 상기 노즐 유닛을 연결하는 배관 상에 장착되며, 상기 센서 유닛이 감지한 정보를 전달받아 상기 노즐 유닛의 분사를 결정한 상기 컨트롤러의 설정값에 따라 상기 노즐 유닛측을 향하는 상기 배관의 유로를 일정 시간동안 선택적으로 개폐하는 복수의 에어 분배기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 에어 분배기는, 상기 컨트롤러와 전기적으로 연결되어 상기 노즐 유닛측을 향하는 상기 배관의 유로를 개폐하는 전자 밸브와, 상기 전자 밸브 및 상기 컨트롤러와 전기적으로 연결되어 상기 컨트롤러의 기설정값에 따라 상기 전자 밸브에 의한 상기 배관 유로를 개폐하는 시간을 조정 가능한 개폐 타이머를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 공압원으로부터 분기되는 복수의 배관 각각의 분기 시점에 장착된 상기 에어 분배기들은 상기 컨트롤러의 조작에 따라 상기 공압원으로부터 가장 가까운 에어 분배기로부터 순차적으로 가동되고 정지되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 대상면은, 태양광 패널 또는 지붕면 또는 지면에 대하여 경사지게 형성된 지붕면 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.

우선, 본 발명은 대상면의 일측에 적어도 하나 이상 장착되어 제1 압력의 압축 공기를 공급하는 공압원과 연결되고, 상부측으로부터 유입된 상기 제1 압력보다 낮은 제2 압력의 대기와 압축 공기를 내부에서 혼합시켜, 제1 압력보다 높은 제3 압력의 분사 에어를 방사상으로 분사시키는 노즐 유닛을 포함하는 구조로부터, 태양광 패널 뿐만 아니라 지붕면이나 지면과 경사지게 형성된 지붕면 등 일정 면적을 가진 대상면이라면 어떠한 곳도 적용할 수 있는 범용성과 관리 효율성을 도모할 수 있게 된다.

특히, 본 발명은 막대한 비용과 설치 및 시공 공간과 시간이 필요한 선행기술에 비하면, 넓은 면적의 관리도 가능하지만, 지붕면을 가진 일반 가옥이나 협소한 건물의 지붕면 등을 활용한 소규모 태양광 발전 설비에도 적용할 수 있다는 장점을 지닌다.

아울러, 본 발명은 태양광 발전 설비의 태양광 패널과 같은 대상면에 쌓이는 눈을 노즐 유닛의 분사 에어로 제거할 수 있음은 물론, 지붕면과 같은 대상면에 적층되는 먼지나 낙엽 또는 조수의 배설물 등을 제거하기 위한 용도로도 활용될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어제트를 이용한 이물질 적층 방지 시스템이 구현된 가옥의 외관을 도시한 사시 개념도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어제트를 이용한 이물질 적층 방지 시스템 중 주요부인 노즐 유닛의 외관을 위에서 바라본 것을 도시한 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어제트를 이용한 이물질 적층 방지 시스템 중 주요부인 노즐 유닛의 외관을 아래에서 바라본 것을 도시한 사시도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어제트를 이용한 이물질 적층 방지 시스템 중 주요부인 노즐 유닛의 내부 구조를 도시한 단면도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어제트를 이용한 이물질 적층 방지 시스템 중 주요부인 노즐 유닛의 내부 구조 및 분사되는 에어의 흐름 거동을 도시한 단면도

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.

본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.

또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어제트를 이용한 이물질 적층 방지 시스템이 구현된 가옥의 외관을 도시한 사시 개념도이다.

그리고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어제트를 이용한 이물질 적층 방지 시스템 중 주요부인 노즐 유닛의 외관을 위에서 바라본 것을 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어제트를 이용한 이물질 적층 방지 시스템 중 주요부인 노즐 유닛의 외관을 아래에서 바라본 것을 도시한 사시도이다.

또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어제트를 이용한 이물질 적층 방지 시스템 중 주요부인 노즐 유닛의 내부 구조를 도시한 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어제트를 이용한 이물질 적층 방지 시스템 중 주요부인 노즐 유닛의 내부 구조 및 분사되는 에어의 흐름 거동을 도시한 단면도이다.

참고로, 도 1에서 점선으로 표시된 부분은 전기적 연결 관계를, 일점 쇄선으로 표시된 부분은 유체가 흐르는 유로를 형성하는 배관 연결 관계를 각각 나타낸 것으로 정의한다.

우선, 본 발명은 대상면(100)의 일측에 적어도 하나 이상 장착되어 제1 압력(p1)의 압축 공기를 공급하는 공압원(300)과 연결되고, 상부측으로부터 유입된 제1 압력(p1)보다 낮은 제2 압력의 대기와 압축 공기를 내부에서 혼합시켜, 제1 압력(p1)보다 높은 제3 압력의 분사 에어를 방사상으로 분사시키는 노즐 유닛(200)을 포함하는 구조의 실시예를 적용할 수 있다.

여기서, 대상면(100)은, 도 1에 도시된 바와 같이 가옥의 지붕에 설치된 태양광 패널일 수도 있고, 이러한 태양광 패널이 생략된 일반적인 지붕면, 또는 지면에 대하여 경사지게 형성된 지붕면 중 어느 하나일 수 있다.

이때, 분사 에어에 의하여 제거되는 이물질은 동절기 대상면(100)에 쌓이는 눈이 될 수도 있고, 먼지나 또는 새나 짐승들의 배설물 등과 같은 것들이 될 수도 있다.

본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용이 가능하며, 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.

우선, 본 발명은 노즐 유닛(200)의 정확한 제어 및 효율적인 관리를 위하여, 센서 유닛(400)과 컨트롤러(500)를 더 구비할 수도 있다.

센서 유닛(400)은 대상면(100)의 일측에 장착되어 공압원(300)과 전기적으로 연결되며, 대상면(100) 상에 쌓이는 적설로 인한 하중의 변화와, 대상면(100) 상에 쌓인 적설량과, 대상면(100)의 발전 상태를 실시간으로 감지하는 것이다.

컨트롤러(500)는 공압원(300) 및 센서 유닛(400)과 전기적으로 연결되며, 센서 유닛(400)이 감지하는 정보를 실시간으로 전달받아 공압원(300)의 가동에 따른 노즐 유닛(200)의 분사 여부를 제어하는 것이다.

우선, 센서 유닛(400)은, 대상면(100) 상에 쌓인 적설로 인한 하중 변화를 실시간으로 감지하는 하중 센서(410)와, 대상면(100) 상에 쌓인 적설량과, 노즐 유닛(200)의 상면이 적설로 인하여 막혔는지 여부를 실시간으로 감지하는 적설 센서(420)를 구비할 수 있다.

그리고, 센서 유닛(400)은, 대상면(100)이 받아들인 태양열 에너지를 전기 에너지로 전환하는 인버터(150)와 대상면(100) 사이에 배치되어, 태양열 에너지가 인버터(150)로 유입되는 양을 실시간으로 감지하는 발전감지 센서(430)를 구비할 수도 있다.

또한, 센서 유닛(400)은, 대상면(100) 상에 적층되는 이물질로 인한 광량 변화의 발생에 따른 오염도를 감지하는 광량 센서(440)와, 대상면(100)의 온도를 측정하는 온도 센서(450)를 구비할 수도 있다.

따라서, 컨트롤러(500)는 하중 센서(410)와 적설 센서(420)와 발전감지 센서(430)와 광량 센서(440) 및 온도 센서(450)의 감지 정보를 실시간으로 전달받아 공압원(300)의 가동 여부를 결정하게 되는 것이다.

예를 들어, 하중 센서(410)가 감지한 대상면(100)상의 적설 하중이 설정값 이상이면 컨트롤러(500)는 이를 감지하여 공압원(300)에 작동 신호를 전달하고, 노즐 유닛(200)은 분사 에어를 대상면(100) 상에 분사시켜 쌓인 눈을 대상면(100)으로부터 제거하게 될 것이다.

그리고, 적설 센서(420)가 감지한 적설량이 대상면(100)의 표면으로부터 노즐 유닛(200)의 상면까지의 직선 거리보다 클 경우, 컨트롤러(500)는 이를 감지하여 공압원(300)에 작동 신호를 전달하고, 노즐 유닛(200)은 분사 에어를 대상면(100) 상에 분사시켜 쌓인 눈을 대상면(100)으로부터 제거하게 될 것이다.

즉, 적설 센서(420)는 후술할 노즐 유닛(200)의 상면이 쌓인 눈으로 막혀서 대기 유입에 따른 분사 에어 생성에 지장 받는 것을 미연에 방지코자 실시간으로 적설량을 감지하게 되는 것이다.

그리고, 발전감지 센서(430)가 감지한 인버터(150)로 태양열 에너지가 유입되는 양이 설정값 이하이면, 컨트롤러(500)는 이를 감지하여 공압원(300)에 작동 신호를 전달하고, 노즐 유닛(200)은 분사 에어를 대상면(100) 상에 분사시켜 쌓인 눈을 대상면(100)으로부터 제거하게 될 것이다.

또한, 광량 센서(440)가 감지한 대상면(100) 상의 오염도가 설정값 이상이면 컨트롤러(500)는 이를 감지하여 공압원(300)에 작동 신호를 전달하고, 노즐 유닛(200)은 분사 에어를 대상면(100) 상에 분사시켜 쌓인 이물질이나 눈을 대상면(100)으로부터 제거하게 될 것이다.

아울러, 온도 센서(450)가 감지한 대상면(100)의 온도가 설정값 범위를 벗어나면 컨트롤러(500)는 이를 감지하여 공압원(300)에 작동 신호를 전달하고, 노즐 유닛(200)은 분사 에어를 대상면(100) 상에 분사시켜 대상면(100)의 온도를 설정값 이내로 복원시킬 수 있을 것이다.

예를 들어, 하절기에 대상면(100)의 온도가 설정값 범위를 벗어날 정도로 뜨겁다면, 노즐 유닛(200)에 의하여 분사 에어를 생성하는 대신에, 즉 공압원(300)은 수압원(이하 미도시)으로 대체하여 냉각수를 분사되도록 하는 방안도 고려해 볼 수 있다.

또한, 동절기에 대상면(100)의 온도가 설정값 범위를 벗어날 정도로 차갑다면, 노즐 유닛(200)에 의하여 분사 에어를 생성하는 대신에, 즉 공압원(300)은 스팀 발생기(이하 미도시)로 대체하여 스팀이 분사되도록 하는 방안도 고려해 볼 수 있다.

아울러, 온도 센서(450)는 전술한 경우 외에도 대상면(100)에 쌓인 눈으로 인한 온도 변화, 즉 온도 하강을 감지하여 분사 에어를 생성하여 대상면(100) 상의 적설을 제거토록 할 수도 있음은 물론이다.

이와 같이, 컨트롤러(500)는 하중 센서(410)와 적설 센서(420)와 발전감지 센서(430)와 광량 센서(440) 및 온도 센서(450)의 감지 정보중 제일 먼저 컨트롤러(500)에 도달한 감지 정보에 기초하여 공압원(300)의 작동 신호를 전달할 수 있을 것이다.

한편, 공압원(300)은, 대기를 흡입하고 압축시켜 노즐 유닛(200)으로 공급하는 에어 펌프일 수 있다.

그리고, 센서 유닛(400)은 전술한 센서 외에도 온도, 습도, 광량 등 각종 측정값의 측정이 가능한 센서를 조합하여 컨트롤러(500)와의 상호 협력에 의하여, 공압원(300)의 가동 제어를 포함한 기타 대상면(100) 주변의 각종 관리 및 유지 보수에 효율성을 높일 수 있을 것이다.

컨트롤러(500)에 의한 더욱 정확하고 상세하며 적절한 제어를 위하여 공압원(300)과 복수의 배관으로 분기되어 각각 연결되는 에어 분배기(600)가 순서대로 온오프될 수 있도록 컨트롤러(500)가 기설정된 값에 따라 공압원(300)을 작동시키게 된다.

에어 분배기(600)에 관하여는 후술시 더욱 상세히 설명할 것이다.

또한, 노즐 유닛(200)의 가동은 자동 또는 수동 모드로 절환하여 컨트롤러(500)에 의한 동작 신호를 전달하도록 할 수도 있다.

한편, 노즐 유닛(200)은, 도 2 내지 도 5를 참조하여 살펴보면, 하우징(210) 상측에 대기 유입 호퍼(220)가 구비되고 하우징(210) 내부에 분사압력 형성부(230)및 가이드부(240)가 구비된 구조임을 파악할 수 있다.

하우징(210)은 대상면(100)의 일측에 장착되어 내부에 대기와 압축 공기가 혼합되는 혼합 공간(201)을 형성하는 것이다.

대기 유입 호퍼(220)는 하우징(210)의 상면 외측 가장자리로부터 하부측으로 갈수록 점차 좁아지게 형성되는 곡면(221)을 형성하며, 하단부 가장자리에는 혼합 공간(201)과 연통되는 유입홀(222)을 형성하는 것이다.

분사압력 형성부(230)는 대기 유입 호퍼(220)와 하우징(210)의 내측면 사이에 형성되어 공압원(300)으로부터 공급된 압축 공기가 일시 수용되는 적체 공간(202)과, 적체 공간(202)을 통하여 혼합 공간(201)으로 유입된 압축 공기와 유입홀을 통해 유입된 대기가 혼합 공간(201)에서 혼합되면서 분사 에어로 배출되는 배출홀(235)을 포함하는 것이다.

가이드부(240)는 하우징(210)의 하부측에 구비되어 배출홀(235)을 통하여 분사 에어가 배출홀(235)을 통하여 하우징(210)의 외측으로부터 방사상으로 분사되도록 하는 것이다.

여기서, 하우징(210)은, 크게 상부 케이스(211) 및 하부 케이스(212)를 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.

이때, 상부 케이스(211)는 대기 유입 호퍼(220)와 적체 공간(202)을 형성하며, 외측면에 공압원(300)과 연결되는 에어 유입 포트(213)가 형성된 것이다.

그리고, 하부 케이스(212)는 상부 케이스(211)의 내주면 하단부와 탈착 결합되는 상단부와, 내주면 상부측으로부터 대기 유입 호퍼(220)의 하단부 내측을 향하여 상향 경사지게 연장되며 적체 공간(202)의 하부측을 형성하는 중간 연결편(214)을 포함하고, 가이드부(240)와 함께 배출홀(235)을 통한 분사 에어의 배출 통로 상부측을 형성하는 것이다.

여기서, 후술할 가이드부(240)는 하부 케이스(212) 내주면 하단부와 탈착 결합되어 배출홀(235)을 통한 분사 에어의 배출 통로 하부측을 형성하게 된다.

이때, 배출홀(235)은 하부 케이스(212)의 외주면을 따라 방사상으로 관통 형성되어 이격 배치된다.

한편, 분사압력 형성부(230)는, 도 4 및 도 5를 참조하면, 코안다 채널(230c, coanda channel)을 포함하는 구조이며, 전술한 코안다 채널(230c)은 크게 제1 코안다 가이드(231, first coanda quide)와, 제2 코안다 가이드(232, seconda coanda guide)를 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.

제1 코안다 가이드(231)는 대기 유입 호퍼(220)의 하단부인 유입홀(222)의 가장자리로부터 가이드부(240)를 향하여 점차 넓어지게 형성되는 부분이다.

제2 코안다 가이드(232)는 중간 연결편(214)의 상단부 가장자리를 따라 절곡하여 상부측으로 연장되고 제1 코안다 가이드(231)의 외주면과 대면하는 내주면을 형성하는 부분이다.

코안다 채널(230c)은 제1 코안다 가이드(231)와 제2 코안다 가이드(232) 상호간의 간극(t)을 통하여 분사 에어가 혼합 공간(201)으로 유입되게 하는 역할을 수행하게 되는 것이다.

한편, 가이드부(240)는, 하부 케이스(212)의 개방된 하면을 덮는 마감편(241)과, 마감편(241)의 상면으로부터 일정높이로 돌출되어 하부 케이스(212) 내주면 하단부와 탈착 결합되는 결합 돌부(242)와, 분사 가이드(243)를 포함한다.

분사 가이드(243)는 결합 돌부(242)의 상면 외측 가장자리로부터 상부 중심을 향하여 원뿔 형상으로 돌출되어 배출홀(235)을 통한 분사 에어의 배출 통로 하부측을 형성하는 것이다.

결합 돌부(242)와 분사 가이드(243)의 내부 구조는 중량을 줄이기 위하여 마감편(241)의 저면으로부터 연통된 중공의 구조로 되어 있으며, 이러한 중공 구조의 보강을 위하여 마감편(241)과 결합 돌부(242)의 내주면 및 분사 가이드(243)의 천장 내측면에 걸쳐 보강 리브(244, 이하 도 3 참조)가 더 구비되는 것이 바람직하다.

한편, 전술한 에어 분배기(600)는, 다시 도 1을 참조하여 살펴보면, 대상면(100)의 일측에 배치되어 컨트롤러(500)와 전기적으로 연결되고, 공압원(300)과 노즐 유닛(200)을 연결하는 배관 상에 장착되는 것이다.

여기서, 에어 분배기(600)는, 센서 유닛(400)이 감지한 정보를 전달받아 노즐 유닛(200)의 분사를 결정한 컨트롤러(500)의 설정값에 따라 노즐 유닛(200)측을 향하는 배관의 유로를 일정 시간동안 선택적으로 개폐하는 역할을 수행하게 된다.

이때, 에어 분배기(600)는, 컨트롤러(500)와 전기적으로 연결되어 노즐 유닛(200)측을 향하는 배관의 유로를 개폐하는 전자 밸브(610)와, 전자 밸브(610) 및 컨트롤러(500)와 전기적으로 연결되어 컨트롤러(500)의 기설정값에 따라 전자 밸브(610)에 의한 배관 유로를 개폐하는 시간을 조정 가능한 개폐 타이머(620)를 포함한다.

공압원(300)으로부터 분기되는 복수의 배관 각각의 분기 시점에 장착된 에어 분배기(600)들은 컨트롤러(500)의 조작에 따라 공압원(300)으로부터 가장 가까운 에어 분배기(600)로부터 순차적으로 가동되고 정지되는 일련의 제어 동작이 가능하게 된다.

이상과 같이 본 발명은 대상면의 적설이나 이물질을 효과적으로 제거할 수 있도록 하는 에어제트를 이용한 이물질 적층 방지 시스템을 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.

100...대상면
150...인버터
200...노즐 유닛
201...혼합 공간
202...적체 공간
210...하우징
211...상부 케이스
212...하부 케이스
213...에어 유입 포트
214...중간 연결편
220...대기 유입 호퍼
221...곡면
222...유입홀
230...분사압력 형성부
230c...코안다 채널
231...제1 코안다 가이드
232...제2 코안다 가이드
235...배출홀
240...가이드부
241...마감편
242...결합 돌부
243...분사 가이드
244...보강 리브
300...공압원
400...센서 유닛
410...하중 센서
420...적설 센서
430...발전감지 센서
440...광량 센서
450...온도 센서
500...컨트롤러
600...에어 분배기
p1...제1 압력
p2...제2 압력
p3...제3 압력
t...간극

Claims

대상면; 및
상기 대상면의 일측에 적어도 하나 이상 장착되어 제1 압력의 압축 공기를 공급하는 공압원과 연결되고, 상부측으로부터 유입된 상기 제1 압력보다 낮은 제2 압력의 대기와 상기 압축 공기를 내부에서 혼합시켜, 상기 제1 압력보다 높은 제3 압력의 분사 에어를 방사상으로 분사시키는 노즐 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어제트를 이용한 이물질 적층 방지 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 대상면의 일측에 장착되어 상기 공압원과 전기적으로 연결되며, 상기 대상면 상에 쌓이는 적설로 인한 하중의 변화와, 상기 대상면 상에 적층되는 이물질로 인한 광량 변화와, 상기 대상면의 온도와, 상기 대상면 상에 쌓인 적설량과, 상기 대상면의 발전 상태를 실시간으로 감지하는 센서 유닛과,
상기 공압원 및 상기 센서 유닛과 전기적으로 연결되며, 상기 센서 유닛이 감지하는 정보를 실시간으로 전달받아 상기 공압원의 가동에 따른 상기 노즐 유닛의 분사 여부를 제어하는 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어제트를 이용한 이물질 적층 방지 시스템.
청구항 1에 있어서,
노즐 유닛은,
상기 대상면의 일측에 장착되어 내부에 상기 대기와 상기 압축 공기가 혼합되는 혼합 공간을 형성하는 하우징과,
상기 하우징의 상면 외측 가장자리로부터 하부측으로 갈수록 점차 좁아지게 형성되는 곡면을 형성하며, 하단부 가장자리에는 상기 혼합 공간과 연통되는 유입홀을 형성하는 대기 유입 호퍼와,
상기 대기 유입 호퍼와 상기 하우징의 내측면 사이에 형성되어 공압원으로부터 공급된 상기 압축 공기가 일시 수용되는 적체 공간과, 상기 적체 공간을 통하여 상기 혼합 공간으로 유입된 상기 압축 공기와 상기 유입홀을 통해 유입된 대기가 상기 혼합 공간에서 혼합되면서 상기 분사 에어로 배출되는 배출홀을 포함하는 분사압력 형성부와,
상기 하우징의 하부측에 구비되어 상기 배출홀을 통하여 상기 분사 에어가 상기 배출홀을 통하여 상기 하우징의 외측으로부터 방사상으로 분사되도록 하는 가이드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어제트를 이용한 이물질 적층 방지 시스템.
청구항 3에 있어서,
상기 하우징은,
상기 대기 유입 호퍼와 상기 적체 공간을 형성하며, 외측면에 상기 공압원과 연결되는 에어 유입 포트가 형성되는 상부 케이스와,
상기 상부 케이스의 내주면 하단부와 탈착 결합되는 상단부와, 내주면 상부측으로부터 상기 대기 유입 호퍼의 하단부 내측을 향하여 상향 경사지게 연장되며 상기 적체 공간의 하부측을 형성하는 중간 연결편을 포함하고, 상기 가이드부와 함께 상기 배출홀을 통한 상기 분사 에어의 배출 통로 상부측을 형성하는 하부 케이스를 포함하며,
상기 가이드부는 상기 하부 케이스 내주면 하단부와 탈착 결합되어 상기 배출홀을 통한 상기 분사 에어의 배출 통로 하부측을 형성하는 것을 특징으로 하는 에어제트를 이용한 이물질 적층 방지 시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 분사압력 형성부는,
상기 대기 유입 호퍼의 하단부인 상기 유입홀의 가장자리로부터 상기 가이드부를 향하여 점차 넓어지게 형성되는 제1 코안다 가이드(first coanda quide)와, 상기 중간 연결편의 상단부 가장자리를 따라 절곡하여 상부측으로 연장되고 상기 제1 코안다 가이드의 외주면과 대면하는 내주면을 형성하는 제2 코안다 가이드(seconda coanda guide)를 포함하며, 상기 제1 코안다 가이드와 상기 제2 코안다 가이드 상호간의 간극을 통하여 상기 분사 에어가 상기 혼합 공간으로 유입되게 하는 코안다 채널(coanda channel)을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어제트를 이용한 이물질 적층 방지 시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 가이드부는,
상기 하부 케이스의 개방된 하면을 덮는 마감편과,
상기 마감편의 상면으로부터 일정높이로 돌출되어 상기 하부 케이스 내주면 하단부와 탈착 결합되는 결합 돌부와,
상기 결합 돌부의 상면 외측 가장자리로부터 상부 중심을 향하여 원뿔 형상으로 돌출되어 상기 배출홀을 통한 상기 분사 에어의 배출 통로 하부측을 형성하는 분사 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어제트를 이용한 이물질 적층 방지 시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 대상면의 일측에 배치되어 상기 컨트롤러와 전기적으로 연결되고, 상기 공압원과 상기 노즐 유닛을 연결하는 배관 상에 장착되며, 상기 센서 유닛이 감지한 정보를 전달받아 상기 노즐 유닛의 분사를 결정한 상기 컨트롤러의 설정값에 따라 상기 노즐 유닛측을 향하는 상기 배관의 유로를 일정 시간동안 선택적으로 개폐하는 복수의 에어 분배기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어제트를 이용한 이물질 적층 방지 시스템.
청구항 7에 있어서,
상기 에어 분배기는,
상기 컨트롤러와 전기적으로 연결되어 상기 노즐 유닛측을 향하는 상기 배관의 유로를 개폐하는 전자 밸브와,
상기 전자 밸브 및 상기 컨트롤러와 전기적으로 연결되어 상기 컨트롤러의 기설정값에 따라 상기 전자 밸브에 의한 상기 배관 유로를 개폐하는 시간을 조정 가능한 개폐 타이머를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어제트를 이용한 이물질 적층 방지 시스템.
청구항 7에 있어서,
상기 공압원으로부터 분기되는 복수의 배관 각각의 분기 시점에 장착된 상기 에어 분배기들은 상기 컨트롤러의 조작에 따라 상기 공압원으로부터 가장 가까운 에어 분배기로부터 순차적으로 가동되고 정지되는 것을 특징으로 하는 에어제트를 이용한 이물질 적층 방지 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 대상면은,
태양광 패널 또는 지붕면 또는 지면에 대하여 경사지게 형성된 지붕면 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 에어제트를 이용한 이물질 적층 방지 시스템.