KR101953331B1 - 기어 어셈블리를 갖는 수동형 태양광 추적장치 - Google Patents

기어 어셈블리를 갖는 수동형 태양광 추적장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사용자가 수동으로 조작이 가능하면서도 태양광을 보다 효율적으로 집열할 수 있는 기어 어셈블리를 갖는 수동형 태양광 추적장치에 관한 것이다.
본 발명은 지면에 대하여 일정 설치각을 가지면서 배치되는 집열판; 상기 집열판을 회전 가능하게 지지하는 본체프레임; 상기 본체프레임의 양측에 배치되어, 상기 본체프레임을 회전 가능하게 지지하는 지지프레임; 상기 본체프레임에 상에 설치되어, 상기 집열판을 동서방향으로 회전시키기 위한 제1 핸들유닛; 상기 제1 핸들유닛과 기어 결합되어, 상기 집열판을 회전시키기 위한 회전력을 전달하는 동력전달유닛; 상기 본체프레임을 북남방향으로 회전시키기 위한 제2 핸들유닛; 및 상기 제2 핸들유닛의 회전력을 상기 본체프레임으로 전달시키기 위한 기어 어셈블리;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어 어셈블리를 갖는 수동형 태양광 추적장치를 제공한다.

Description

기어 어셈블리를 갖는 수동형 태양광 추적장치{Passive type solar tracking apparatus including gear assembly}
본 발명은 태양광 추적장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 사용자가 수동으로 조작이 가능하면서도 태양광을 보다 효율적으로 집열할 수 있는 기어 어셈블리를 갖는 수동형 태양광 추적장치에 관한 것이다.
최근 들어서 전세계는 한정된 전기 및 가스, 석유 자원에만 의존해온 영향으로 인해 원유가가 급등하고 있는 반면에 인류가 대부분 석유 에너지의 사용에 따른 온실가스의 증가 등으로 환경오염 문제가 심각하게 제기되고 있다.
이에 따라, 환경적인 공해가 발생되지 않고 친환경 차원에서 무한정으로 사용할 수 있는 태양광을 비롯하여 풍력, 조력 등 자연을 이용한 대체 에너지의 개발에 대한 관심이 집중되고 있다.
그 중에서도 특히 태양광을 이용하여 가정 및 산업체에 사용되는 온수 또는 난방용수에 필요한 열에너지를 생산하기 위한 장치의 개발이 활발히 진행되고 있는 실정이다.
태양광 발전의 방식은 크게 고정식과 추적식으로 분류가 가능하며, 고정식은 태양광 발전설비를 연중 태양에너지를 가장 많이 흡수할 수 있는 고도각과 방위각에 맞추어 고정하는 것을 의미하며, 추적식은 태양의 고도각과 방위각을 지속적으로 추적하여 태양광 발전설비가 최고의 효율을 내도록 하는 것을 의미한다.
효율적인 측면에서는 추적식이 고정식보다 20~40%이상의 발전효율이 높으나 설치비가 고정식 대비 상대적으로 많고 유지보수의 어려움 때문에 고정식이 주로 설치되고 있는 실정이다. 최근에는 효율을 높이면서도 설치 및 유지보수가 간편한 추적식에 대한 연구가 많이 진행되고 있다.
한국공개특허공보 10-2011-0124824호 (발명의 명칭 : 태양광 추적용 구동장치, 공개일 : 2011.11.18)
본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 제1 핸들유닛 및 제2 핸들유닛을 이용하여 태양광이 집열판에 수직으로 입사되도록 집열판 및 본체프레임을 수동으로 손쉽게 조작할 수 있도록 하는 기어 어셈블리를 갖는 수동형 태양광 추적장치를 제공하는데 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 어셈블리를 갖는 수동형 태양광 추적장치는 지면에 대하여 일정 설치각을 가지면서 배치되는 집열판; 상기 집열판을 회전 가능하게 지지하는 본체프레임; 상기 본체프레임의 양측에 배치되어, 상기 본체프레임을 회전 가능하게 지지하는 지지프레임; 상기 본체프레임에 상에 설치되어, 상기 집열판을 동서방향으로 회전시키기 위한 제1 핸들유닛; 상기 제1 핸들유닛과 기어 결합되어, 상기 집열판을 회전시키기 위한 회전력을 전달하는 동력전달유닛; 상기 본체프레임을 북남방향으로 회전시키기 위한 제2 핸들유닛; 및 상기 제2 핸들유닛의 회전력을 상기 본체프레임으로 전달시키기 위한 기어 어셈블리;를 포함한다.
이때, 상기 제1 핸들유닛은, 상기 본체프레임의 일측면에 회전 가능하게 설치되는 제1 핸들; 및 상기 본체프레임의 일측 하부에 설치되되, 상기 제1 핸들과 결합된 상태로 설치되어 상기 제1 핸들의 회전력을 상기 동력전달유닛으로 전달하는 제1 스크류기어;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 동력전달유닛은, 상기 제1 스크류기어와 기어 결합되는 제1 핸들기어; 및 상기 제1 핸들기어와 결합되는 것과 동시에 상기 집열판과 결합되어, 상기 제1 핸들기어와 함께 회전되어 상기 집열판을 회전시키는 제1 집열판 회전축;을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 어셈블리를 갖는 수동형 태양광 추적장치는 상기 집열판의 상부표면에 설치되어, 상기 집열판에 태양광이 수직으로 입사되는지 여부를 판단하기 위한 추적지시유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 본체프레임에는 상기 본체프레임이 북남방향으로 이동될 때 중심이 되는 회전축이 돌출 형성되고, 상기 회전축은 상기 기어 어셈블리를 매개로 상기 제2 핸들유닛과 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 핸들유닛은, 상기 본체프레임을 회전시키기 위해 회전력을 발생시키는 제2 핸들; 및 상기 제2 핸들로부터 돌출 형성된 제2 핸들축에 결합되어 상기 제2 핸들의 회전력을 상기 기어 어셈블리로 전달하는 제1 기어;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기어 어셈블리는, 상기 지지프레임 상에 고정되고, 내부에 설치공간을 형성하는 기어 케이싱; 상기 기어 케이싱의 설치공간에 배치되고, 상기 제1 기어와 기어 결합되는 제2 기어; 상기 기어 케이싱의 설치공간에 배치되고, 상기 제2 기어와 결합되는 제2 스크류기어; 상기 기어 케이싱의 설치공간에 배치되고, 상기 제2 스크류기어와 기어 결합되는 제3 기어; 및 상기 기어 케이싱의 설치공간에 배치되고, 상기 제3 기어와 결합됨과 동시에 상기 회전축이 결합되며, 상기 회전축이 결합되는 부위에는 상기 회전축이 결합되도록 하기 위한 결합홈이 마련된 연결회전축;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 지지프레임은, 지면 또는 건물의 설치면에 배치되는 지지프레임 본체; 상기 지지프레임 본체 상에 형성되되, 상기 회전축이 관통 설치되는 회전축 관통부가 마련된 지지프레임 허브; 및 상기 지지프레임 본체 상에 설치되어, 상기 기어 케이싱을 지지하는 케이싱 홀더;를 포함할 수 있다.
한편, 상기 기어 어셈블리는, 상기 회전축을 상기 연결회전축의 상기 결합홈에 결합된 상태로 고정시키기 위한 핀부를 포함하는 고정핀을 더 포함하고, 상기 연결회전축에는 외주면으로부터 상기 결합홈의 반경방향을 향해 제1 관통공 및 제2 관통공이 형성되고, 상기 회전축에는 상기 제1 관통공과 제2 관통공 사이에 배치되는 제3 관통공이 형성되며, 상기 고정핀의 핀부가 상기 제1 관통공과, 상기 제3 관통공 및 상기 제2 관통공에 순차적으로 관통 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기어 어셈블리를 갖는 수동형 태양광 추적장치는 수동으로 제1 핸들유닛을 조작하여 집열판을 동서방향으로 회전시키는 것과 더불어 제2 핸들유닛을 조작하여 본체프레임을 집열판의 설치각에 따라 북남방향으로 회전될 수 있도록 함에 따라, 추적장치에 익숙하지 않은 사용자라도 태양광이 집열판에 수직으로 입사되도록 집열판을 수동으로 손쉽게 조작할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 수동으로 제1 핸들유닛 및 제2 핸들유닛을 조작할 수 있도록 구성함에 따라, 태양광 추적장치의 제작에 소요되는 비용을 줄일 수 효과가 있다.
또한, 본 발명은 기어 어셈블리에 구비된 것에 의해 제2 핸들유닛의 조작에 의해 본체프레임을 보다 정밀하게 회전시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 어셈블리를 갖는 수동형 태양광 추적장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 본체프레임에 제1 핸들유닛 및 동력전달유닛이 설치된 구조를 나타낸 요부 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 어셈블리와 회전축이 분리된 상태를 개략적으로 나타낸 요부 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 어셈블리에 회전축이 결합되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 핸들유닛 및 기어 어셈블리에 의해 본체프레임이 회전되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지지프레임의 구조를 나타낸 도면이다.
이하, 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시 예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 어셈블리를 갖는 수동형 태양광 추적장치를 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 어셈블리를 갖는 수동형 태양광 추적장치는 집열판과, 본체프레임(200)과, 제1 핸들유닛(300)과, 동력전달유닛(400)과, 제2 핸들유닛(500)과, 기어 어셈블리(600) 및 지지프레임(800)을 포함한다.
상기 집열판은 태양광을 집열하기 위한 제1 집열판(110), 제2 집열판(120), 제3 집열판(130) 및 제4 집열판(140)을 포함한다. 상기 각 집열판(110,120,130,140)은 지면에 대하여 일정 설치각을 가지면서 배치된다. 여기서 집열판의 개수는 이에 한정하지 않고, 다양하게 변형가능하다.
상기 제1 집열판(110)은 태양광을 집열하기 위한 제1 솔라패널(111), 상기 제1 솔라패널(111)을 지지하기 위한 제1 집열판 본체(112)를 포함한다.
상기 제1 솔라패널(111)은 후술하는 동력전달유닛(400)에 의하여 상기 제1 집열판 회전축(420)을 중심으로 회전하면서 태양을 따라 회전하게 된다.
상기 제2 집열판(120)도 상기 제1 집열판(110)과 마찬가지로, 제2 솔라패널(121) 및 제2 집열판 본체(122)를 포함한다. 상기 제2 집열판(120)은 상기 제1 집열판(110)과 실질적으로 동일한 구조를 가지므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 마찬가지로, 상기 제3 집열판(130) 및 제4 집열판(140)도 상기 제1 집열판(110)과 동일한 구조를 가지므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 본체프레임(200)은 사각틀 형상으로 형성되어, 그 내측에 설치된 상기 제1 집열판(110), 상기 제2 집열판(120), 상기 제3 집열판(130) 및 상기 제4 집열판(140)을 각각 독립적으로 회전 가능하게 지지한다.
상기 제1 집열판(110), 상기 제2 집열판(120), 상기 제3 집열판(130) 및 상기 제4 집열판(140)은 상기 제1 핸들유닛(300) 및 상기 동력전달유닛(400)에 의하여 동시에 회전하지만, 이하에서는 상기 제1 집열판(110) 및 제2 집열판(120)을 동시에 회전 가능하게 구조에 한하여 설명한다.
상기 본체프레임(200)의 폭방향 양단에는 상기 제1 집열판 회전축(420)을 지지하는 베어링(미도시)이 설치되고, 상기 본체프레임(200)의 일측에는 후술하는 동력전달유닛(400)의 제1 핸들기어(410)가 설치되는 제1 기어홀(210)이 형성되어 있다.
마찬가지로, 상기 본체프레임(200)의 양단에는 상기 제2 집열판 회전축(440)을 지지하는 베어링(미도시), 상기 동력전달유닛(400)의 제2 핸들기어(430)가 설치되는 제2 기어홀(220)이 형성되어 있다.
또한, 상기 본체프레임(200)의 길이방향을 따라 상기 본체프레임(200)의 일측 하부에는 상기 제1 핸들기어(410)와 맞물리는 상기 제1 핸들유닛(300)의 제1 스크류기어(310)가 배치되고, 상기 제1 스크류기어(310)의 일단에는 상기 제1 스크류기어(310)를 회전시키기 위한 상기 제1 핸들유닛(300)의 제1 핸들(310)이 배치된다.
물론, 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않고, 상기 본체프레임(200) 중 상기 제1 핸들유닛(300) 및 동력전달유닛(400)이 배치되는 프레임의 반대방향 프레임에는 상기 제1 핸들유닛(300)의 하중 및 동력전달유닛(400)의 하중을 합한 것과 동일한 하중을 갖는 밸런스블럭(미도시)이 배치되어 상기 본체프레임(200)이 상기 제1 핸들유닛(300) 및 동력전달유닛(400)의 자중에 의하여 일측으로 치우치는 것을 방지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 본체프레임(200)에 제1 핸들유닛(300) 및 동력전달유닛(400)이 설치된 구조를 나타낸 요부 평면도이다.
도 1 및 도 2을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 핸들유닛(300) 및 동력전달유닛(400)의 구성에 대해 설명하면 다음과 같다.
상기 제1 핸들유닛(300)은 수동 조작에 의해 상기 제1 집열판(110) 및 상기 제2 집열판(120)의 상면이 태양광에 수직을 이루도록 하루 동안의 태양의 이동되는 위치를 따라 동서방향으로 상기 제1 집열판(110) 및 상기 제2 집열판(120)을 회전시키게 된다.
구체적으로, 상기 제1 핸들유닛(300)은 상기 본체프레임(200)이 고정된 상태에서 상기 제1 집열판(110) 및 상기 제2 집열판(120)을 태양의 위치에 따라 회전시키기 위한 제1 핸들(310)과, 상기 제1 핸들(310)에 결합되어 회전하는 제1 스크류기어(310)를 포함한다.
상기 동력전달유닛(400)은 상기 제1 핸들유닛(300)과 기어 결합되어 상기 제1 집열판(110) 및 상기 제2 집열판(120)을 회전시키기 위한 회전력을 전달한다.
상기 동력전달유닛(400)는 상기 제1 스크류기어(310)와 기어 결합되는 제1 핸들기어(410) 및 상기 제1 핸들기어(410)와 결합되는 것과 동시에 상기 제1 집열판(110)과 결합되어 상기 제1 핸들기어(410)와 함께 회전되어 상기 제1 집열판(110)을 회전시키는 제1 집열판 회전축(420)을 포함한다.
또한, 상기 제1 스크류기어(320)와 기어 결합되는 제2 핸들기어(430)와 상기 제2 핸들기어(430)와 함께 회전되어 상기 제2 집열판(120)을 회전시키는 제2 집열판 회전축(440)을 포함한다.
물론, 상기 동력전달유닛(400)은 상기 제3 집열판(130)을 회전시키기 위한 제3 핸들기어(450) 및 제3 집열판 회전축(460)과, 상기 제4 집열판(140)을 회전시키기 위한 제4 기어(470) 및 제4 집열판 회전축(480)을 포함한다.
상기 제1 핸들기어(410)는 상기 제1 기어홀(210)에 배치되고, 상기 제2 핸들기어(420)는 상기 제2 기어홀(220)에 배치된다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 제1 핸들기어(410) 및 상기 제2 핸들기어(430)가 상기 본체프레임(200)의 외부로 노출되도록 설치되지만, 본 발명의 일 실시예에서는 이에 한정되지 않고, 상기 제1 기어홀(210) 및 상기 제2 기어홀(220)은 홈의 형태로 구비되어 상기 제1 핸들기어(410) 및 상기 제2 핸들기어(430)가 상기 본체프레임(200)의 상면으로 노출되지 않도록 구현될 수도 있을 것이다.
사용자가 상기 제1 핸들(310)을 잡고 회전시키게 되면, 상기 제1 스크류기어(310)가 회전하게 되고, 상기 제1 스크류기어(310)가 회전하게 되면, 상기 제1 스크류기어(310)와 맞물리는 상기 제1 핸들기어(410) 및 상기 제2 핸들기어(430)가 회전하면서 상기 제1 집열판 회전축(420)과 상기 제2 집열판 회전축(440)을 회전시키게 되고, 상기 제1 집열판 회전축(420)과 상기 제2 집열판 회전축(460)이 회전하게 되면 상기 제1 집열판(110) 및 상기 제2 집열판(120)이 동시에 회전하게 된다.
한편, 상기 본체프레임(200)에는 상기 본체프레임(200)이 북남방향으로 이동될 때 중심이 되는 회전축(700)이 돌출 형성될 수 있으며, 후술하는 지지프레임 허브(820)에 형성된 회전축 관통부(821)를 관통한 상태로 기어 어셈블리(600)의 연결회전축(650)에 결합된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 어셈블리(600)에 회전축(700)이 분리된 상태를 개략적으로 나타낸 요부 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 어셈블리(600)에 회전축(700)이 결합되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 핸들유닛(500) 및 기어 어셈블리(600)의 구성에 대해 설명하면 다음과 같다.
상기 제2 핸들유닛(500)은 후술하는 기어 어셈블리(600)와 연결되어, 상기 기어 어셈블리(600)에 회전력을 전달하여 상기 본체프레임(200)을 북남방향으로 회전시킨다. 이러한 상기 제2 핸들유닛(500)은 제2 핸들(510) 및 제1 기어(520)를 포함한다.
상기 제2 핸들(510)은 후술하는 기어 어셈블리(600)의 기어 케이싱(610) 외측에 설치되고, 사용자의 수동 조작에 의해 상기 본체프레임(200)을 회전시키기 위한 회전력을 발생시킨다.
상기 제1 기어(520)는 상기 제2 핸들(510)로부터 돌출 형성된 제2 핸들축(511)에 결합되어 상기 제2 핸들(510)의 회전력을 후술하는 기어 어셈블리(600)의 제2 기어(620)로 전달한다.
이때, 상기 제1 기어(520)의 일측단부는 상기 기어 케이싱(610)의 외측에 설치된 상기 제2 핸들(510)과 결합되고 타측단부는 후술하는 기어 케이싱(610)의 설치공간(611) 상에 설치되는 제2 기어(620)와 결합된다.
상기 기어 어셈블리(600)는 상기 제2 핸들유닛(500)의 회전력을 상기 본체프레임(200)으로 전달한다. 이러한 상기 기어 어셈블리(600)는 기어 케이싱(610)과, 제2 기어(620)와, 제2 스크류기어(630)와, 제3 기어(640) 및 연결회전축(650)을 포함한다.
상기 기어 케이싱(610)은 후술하는 지지프레임(800)의 케이싱 홀더(830)에 설치될 수 있으며, 내부에는 설치공간(611)을 형성한다.
상기 제1 기어(520)는 상기 기어 케이싱(610)의 상기 설치공간(611)에 배치될 수 있으며, 상기 제1 기어(520)와 결합되어 상기 제2 핸들유닛(500)으로부터 발생된 회전력을 상기 제1 기어(520)를 통해 전달 받는다.
상기 제1 기어(520) 및 상기 제2 기어(620)는 두 회전축이 서로 수직한 베벨기어(bevel gear)어로 구성될 수 있으며, 후술하는 제2 스크류기어(630)에 회전력을 전달한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 사용되는 상기 제1 기어(520) 및 상기 제2 기어(620)가 상기와 같은 베벨기어에만 한정되는 것은 아니고, 서로 수직하는 축 사이에 회전력을 전달할 수만 있다면 어떠한 기어라도 사용할 수 있을 것이다. 예를 들어, 헤리컬기어(helical gear)나 웜기어(worm gear) 역시 상기 제2 핸들유닛(500)의 회전력을 전달하는 수단으로 적용될 수 있을 것이다.
상기 제2 스크류기어(630)는 상기 기어 케이싱(610)의 상기 설치공간(611)에 배치될 수 있으며, 상기 제2 기어(620)와 결합되어 상기 제2 기어(620)와 함께 회전된다.
상기 제3 기어(640)는 상기 기어 케이싱(610)의 상기 설치공간(611)에 배치될 수 있으며, 상기 제2 스크류기어(630)와 직교상태로 기어 결합될 수 있다.
이때, 상기 제2 기어(620)와 상기 제3 기어(640)는 웜과 웜휠로 이루어진 웜기어로 구성될 수 있으며, 후술하는 연결회전축(650)에 회전력을 전달한다.
상기 연결회전축(650)은 상기 기어 케이싱(610)의 상기 설치공간(611)에 배치될 수 있으며, 상기 제3 기어(640)와 결합됨과 동시에 상기 회전축(700)이 결합되어 상기 제3 기어(640)의 회전력을 상기 회전축(700)에 전달한다.
더욱 구체적, 상기 연결회전축(650)과 상기 제3 기어(640)가 결합되는 부위는 상기 기어 케이싱(610)의 상기 설치공간(611) 상에 배치되고, 상기 회전축(700)이 결합되는 부위는 상기 기어 케이싱(610)을 관통한 상태로 외부에 배치된다.
이때, 상기 연결회전축(650)의 상기 회전축(700)이 결합되는 부위에는 상기 회전축(700)이 결합되도록 하기 위한 결합홈(653)이 마련될 수 있다.
즉, 상기 회전축(700)은 상기 연결회전축(650)의 상기 결합홈(653)에 결합될 상태로 고정된다.
한편, 상기 회전축(700)을 상기 연결회전축(650)에 결합된 상태로 고정시키기 위한 고정핀(660)을 더 포함할 수 있다. 상기 고정핀(660)은 핀부(661)와 상기 핀부의 일단에 설치된 머리부(662)를 포함한다.
이때, 상기 연결회전축(650)에는 외주면으로부터 상기 결합홈(653)의 반경방향을 향해 제1 관통공(651) 및 제2 관통공(652)이 형성되고, 상기 회전축(700)에는 상기 제1 관통공(651)과 제2 관통공(652) 사이에 배치되는 제3 관통공(710)이 형성될 수 있다.
즉, 상기 고정핀(660)의 핀부(661)가 상기 제1 관통공(651)과, 상기 제3 관통공(710) 및 상기 제2 관통공(652)에 순차적으로 관통 설치되어 상기 회전축(700)을 상기 연결회전축(650)에 결합된 상태로 고정시킬 수 있다. 이때, 상기 고정핀(660)의 머리부(662)에 의해 상기 핀부(661)가 각 관통공(651,710,652)에 결합된 방향으로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 핸들유닛(500) 및 기어 어셈블리(600)에 의해 본체프레임(200)이 회전되는 과정을 나타낸 도면이다. 이때, 도 5a는 본체프레임(200)을 회전시키기 전 상태를 나타낸 도면이고, 도 5b는 제2 핸들유닛(500) 및 기어 어셈블리(600)를 수동으로 조작으로 인해 본체프레임(200)이 회전된 상태를 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 사용자가 상기 제2 핸들(510)을 잡고 회전시키게 되면 상기 제2 핸들축(511)과 결합된 상기 제1 기어(520)가 회전하게 되고, 상기 제1 기어(520)가 회전하게 되면서 상기 제1 기어(520)와 맞물리는 상기 제2 기어(620) 및 상기 제2 기어(620)와 결합된 상기 제2 스크류기어(630)가 회전하게 되며, 상기 제2 스크류기어(630)가 회전하게 되면서 상기 제2 스크류기어(630)와 맞물리는 상기 제3 기어(640)와 제3 기어(640)에 결합된 상기 연결회전축(650)이 회전하게 된다.
이때, 상기 연결회전축(650)이 회전하게 되면서 상기 연결회전축(650)에 결합되어 고정된 상기 회전축(700)이 회전하게 되고, 상기 회전축(700)이 회전하게 되면, 상기 회전축(700)에 결합된 본체프레임(200)이 회전하게 된다.
즉, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 사용자가 상기 제1 집열판(110) 및 제2 집열판(도1의 120)의 설치각에 따라 상기 제2 핸들유닛(500)을 잡고 회전시키면 상기 제2 핸들유닛(500)의 회전력이 상기 기어 어셈블리(600)에 전달되어 상기 기어 어셈블리(600)에 의해 상기 본체프레임(200)이 북남방향으로 회전된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지지프레임(800)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 지지프레임(800)의 구성에 대해 설명하면 다음과 같다.
상기 지지프레임(800)은 상기 본체프레임(200)의 길이방향 양단에 배치되어, 상기 본체프레임(200)을 지지하게 된다. 상기 지지프레임(800)은 지지프레임 본체(810)와, 지지프레임 허브(820) 및 케이싱 홀더(830)를 포함한다.
상기 지지프레임 본체(810)는 지면 또는 건물의 설치면으로부터 일정 높이를 가지도록 설치되어 상기 본체프레임(200)을 지지한다.
상기 지지프레임 허브(820)는 상기 지지프레임 본체(810) 상에 구비되며, 상기 회전축(700)이 회전 가능하도록 삽입되는 회전축 관통부(821)가 마련될 수 있다.
이때, 상기 회전축(700)은 상기 지지프레임(800)의 상기 회전축 관통부(821)를 관통한 상태로 상기 연결회전축(650)의 상기 결합홈(653)에 결합되어 고정될 수 있다.
즉, 상기 제2 핸들유닛(500)과 기어 어셈블리(600)를 이용하여 상기 본체프레임(200)을 회전시킬 경우, 상기 회전축 관통부(821)에 결합된 상기 회전축(700)을 중심으로 상기 본체프레임(200)이 회전된다.
상기 케이싱 홀더(830)는 상기 지지프레임 본체(810) 상에 설치되어 상기 기어 어셈블리(600)의 상기 기어 케이싱(610)을 지지한다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 추적시시유닛(900)은 상기 각 집열판(110,120) 중 어느 하나의 상면에 설치되어 상기 제1 집열판(110) 및 상기 제2 집열판(120)에 태양광이 수직으로 입사되는지에 대한 여부를 판단한다.
본 실시 예에서는 설명의 편의상 상기 추적시시유닛(900)은 상기 제2 집열판(120)에 설치되지만, 각각의 집열판 상면에 모두 설치되거나, 중앙에 해당하는 집열판에 설치될 수 있다.
즉, 사용자는 상기 제1 핸들유닛(300) 및 상기 제2 핸들유닛(500)을 수동으로 이동시키면서 상기 제1 집열판(110) 및 상기 제2 집열판(120)에 태양광이 수직으로 입사되는지 여부를 상기 추적시시유닛(900)을 바탕으로 판단하게 된다.
이상 상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 어셈블리를 갖는 수동형 태양광 추적장치는 수동으로 상기 제1 핸들유닛을 조작하여 집열판을 동서방향으로 회전시키는 것과 더불어 제2 핸들유닛을 조작하여 본체프레임을 집열판의 설치각에 따라 북남방향으로 회전될 수 있도록 함에 따라, 추적장치에 익숙하지 않은 사용자라도 태양광이 집열판에 수직으로 입사되도록 집열판을 수동으로 손쉽게 조작할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 수동으로 제1 핸들유닛 및 제2 핸들유닛을 조작할 수 있도록 구성함에 따라, 태양광 추적장치의 제작에 소요되는 비용을 줄일 수 효과가 있다.
또한, 본 발명은 기어 어셈블리에 구비된 것에 의해 제2 핸들유닛의 조작에 의해 본체프레임을 보다 정밀하게 회전시킬 수 있는 효과가 있다.
상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.
110: 제1 집열판 111: 제1 솔라패널
112: 제1 집열판 본체 120: 제2 집열판
121: 제2 솔라패널 122: 제2 집열판 본체
130: 제3 집열판 140: 제4 집열판
200: 본체프레임 210: 제1 기어홀
220: 제2 기어홀 300: 제1 핸들유닛
310: 제1 핸들 320: 제2 스크류기어
400: 동력전달유닛 410: 제1 핸들기어
420: 제1 집열판 회전축 430: 제2 핸들기어
440: 제2 집열판 회전축 500: 제2 핸들유닛
510: 제2 핸들 520: 제1 기어
600: 기어 어셈블리 610: 기어 케이싱
611: 설치공간 620: 제2 기어
630: 제2 스크류기어 640: 제3 기어
650: 연결회전축 651: 제1 관통공
652: 제2 관통공 653: 결합홈
660: 고정핀 661: 핀부
662: 머리부 700: 회전축
710; 제3 관통공 800: 지지프레임
810: 지지프레임 본체 820: 지지프레임 허브
821: 회전축 관통부 830: 케이싱 홀더
900: 추적지시유닛

Claims (9)

  1. 지면에 대하여 일정 설치각을 가지면서 배치되는 집열판;
    상기 집열판을 회전 가능하게 지지하는 본체프레임;
    상기 본체프레임의 양측에 배치되어, 상기 본체프레임을 회전 가능하게 지지하는 지지프레임;
    상기 본체프레임에 상에 설치되어, 상기 집열판을 동서방향으로 회전시키기 위한 제1 핸들유닛;
    상기 제1 핸들유닛과 기어 결합되어, 상기 집열판을 회전시키기 위한 회전력을 전달하는 동력전달유닛;
    상기 본체프레임을 북남방향으로 회전시키기 위한 제2 핸들유닛; 및
    상기 제2 핸들유닛의 회전력을 상기 본체프레임으로 전달시키기 위한 기어 어셈블리;를 포함하며,
    상기 본체프레임에는, 상기 본체프레임이 북남방향으로 이동될 때 중심이 되는 회전축이 돌출 형성되고, 상기 회전축은 상기 기어 어셈블리를 매개로 상기 제2 핸들유닛과 연결되고,
    상기 제2 핸들유닛은,
    상기 본체프레임을 회전시키기 위해 회전력을 발생시키는 제2 핸들; 및
    상기 제2 핸들로부터 돌출 형성된 제2 핸들축에 결합되어 상기 제2 핸들의 회전력을 상기 기어 어셈블리로 전달하는 제1 기어;를 포함하며,
    상기 기어 어셈블리는,
    상기 지지프레임 상에 고정되고, 내부에 설치공간을 형성하는 기어 케이싱;
    상기 기어 케이싱의 설치공간에 배치되고, 상기 제1 기어와 기어 결합되는 제2 기어;
    상기 기어 케이싱의 설치공간에 배치되고, 상기 제2 기어와 결합되는 제2 스크류기어;
    상기 기어 케이싱의 설치공간에 배치되고, 상기 제2 스크류기어와 기어 결합되는 제3 기어; 및
    상기 기어 케이싱의 설치공간에 배치되고, 상기 제3 기어와 결합됨과 동시에 상기 회전축이 결합되며, 상기 회전축이 결합되는 부위에는 상기 회전축이 결합되도록 하기 위한 결합홈이 마련된 연결회전축;을 포함하는 것을 특징으로 하는 기어 어셈블리를 갖는 수동형 태양광 추적장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 핸들유닛은,
    상기 본체프레임의 일측면에 회전 가능하게 설치되는 제1 핸들; 및
    상기 본체프레임의 일측 하부에 설치되되, 상기 제1 핸들과 결합된 상태로 설치되어 상기 제1 핸들의 회전력을 상기 동력전달유닛으로 전달하는 제1 스크류기어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어 어셈블리를 갖는 수동형 태양광 추적장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 동력전달유닛은,
    상기 제1 스크류기어와 기어 결합되는 제1 핸들기어; 및
    상기 제1 핸들기어와 결합되는 것과 동시에 상기 집열판과 결합되어, 상기 제1 핸들기어와 함께 회전되어 상기 집열판을 회전시키는 제1 집열판 회전축;을 포함하는 것을 특징으로 하는 기어 어셈블리를 갖는 수동형 태양광 추적장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 집열판의 상부표면에 설치되어, 상기 집열판에 태양광이 수직으로 입사되는지 여부를 판단하기 위한 추적지시유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기어 어셈블리를 갖는 수동형 태양광 추적장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 지지프레임은,
    지면 또는 건물의 설치면에 배치되는 지지프레임 본체;
    상기 지지프레임 본체 상에 형성되되, 상기 회전축이 관통 설치되는 회전축 관통부가 마련된 지지프레임 허브; 및
    상기 지지프레임 본체 상에 설치되어, 상기 기어 케이싱을 지지하는 케이싱 홀더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어 어셈블리를 갖는 수동형 태양광 추적장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 기어 어셈블리는,
    상기 회전축을 상기 연결회전축의 상기 결합홈에 결합된 상태로 고정시키기 위한 핀부를 포함하는 고정핀을 더 포함하고,
    상기 연결회전축에는 외주면으로부터 상기 결합홈의 반경방향을 향해 제1 관통공 및 제2 관통공이 형성되고, 상기 회전축에는 상기 제1 관통공과 제2 관통공 사이에 배치되는 제3 관통공이 형성되며,
    상기 고정핀의 핀부가 상기 제1 관통공과, 상기 제3 관통공 및 상기 제2 관통공에 순차적으로 관통 설치되는 것을 특징으로 하는 기어어셈블리를 갖는 수동형 태양광 추적장치.
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