KR102615849B1 - 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린 - Google Patents

적외선 차단이 가능한 수막층 스크린 Download PDF

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조영준
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Abstract

본 발명은 가시광선은 통과되도록 하고, 온도를 상승시키는 적외선은 차단되도록 하는 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린에 관한 것이다. 본 발명은 패널부에 형성되는 물이 그 표면을 따라 흐르면서 수막을 형성하는 것이 아니라, 제 1, 2 패널부 사이의 공간으로 물이 채워지면서 두꺼운 수막층으로 형성되므로, 가시광선은 통과되도록 하고, 내부 온도를 상승시키는 적외선은 차단되도록 하여, 무더운 여름철에 온실 내부의 온도를 농작물을 기르기에 알맞은 온도로 용이하게 낮출 수 있는 효과가 있다. 또힌, 본 발명은 태양광 패널이 수막층을 통과하는 태양광의 가시광선을 이용하여 전기 에너지를 생산할 때, 태양광의 적외선이 수막층에 의하여 차단되므로, 자외선에 의한 태양광 패널의 온도 상승이 제한되어, 태양광 패널의 발전 효율이 향상되는 효과가 있다.

Description

적외선 차단이 가능한 수막층 스크린{Water Film Layer Screen Capable of Blocking Infrared Rays}
본 발명은 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가시광선은 통과되도록 하고, 온도를 상승시키는 적외선은 차단되도록 하는 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린에 관한 것이다.
온실은 농가의 소득증대와 다양한 과수 재배를 도모하기 위한 것으로, 일반적인 비닐하우스 구조로 형성될 수도 있고, 가옥 형태와 같이 벽체프레임 및 지붕프레임으로 기본 틀을 형성하고 벽체프레임 및 지붕프레임에 투명 비닐, 유리 등의 투명창을 설치하여 온실을 형성할 수도 있다. 이러한 온실은 햇빛에 의해 실내의 온도를 적절하게 유지할 수 있어, 계절에 관계 없이 채소, 과일, 화훼 등 각종 작물을 재배할 수 있다.
도 1은 종래 온실을 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 종래 온실은 가옥 형태의 뼈대를 형성하는 프레임과, 프레임을 커버하는 투명창(11, 12)과, 지하수를 투명창(11, 12)으로 살수하기 위한 급수장치(34)와, 투명창(11, 12) 표면으로 살수한 지하수를 회수하여 다시 급수장치(34)로 공급하기 위한 회수장치(41)를 포함한다. 그리고 투명창(11, 12)은 이중의 비닐커버로 구성되며, 급수장치(34)의 노즐(34a)이 투명창(11, 12) 사이의 공간부로 물을 뿌려서 수막을 형성하도록 구성된다. 이러한 수막은 물이 얇은 막(film)을 이룬 것으로, 온실의 실내와 실외 사이의 열전달을 일부 차단하도록 하여, 식물 생육에 필요한 실내온도를 유지하도록 한다.
그러나 종래 투명창(11, 12)은 단순히 물이 뿌려져서 얇은 수막을 형성하는 구성인데, 이러한 얇은 수막은 열을 발생시키는 적외선의 차단 효율이 낮아 무더운 여름철에 온실 내부의 온도를 필요 이상으로 상승시키는 문제점이 있다.
한편, 태양광 발전기의 발전량은 온도 및 태양광의 가시광선에 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 즉, 태양광 발전기의 발전 전압은 설비의 온도가 올라갈수록 저하되고, 발전 전류는 가시광선의 양이 많을수록 상승된다. 이에 따라 충분한 태양광의 가시광선이 태양광 패널로 전달되면, 발전 전류가 상승되지만, 태양광에 포함된 적외선으로 인하여 태양광 패널의 온도까지 상승될 수 있으며, 이렇게 태양광 패널의 온도가 상승되면, 발전 전압을 떨어뜨리거나 발전량을 저하시키는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0937441호 대한민국 등록특허공보 제10-1946213호
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 가시광선은 통과되도록 하고, 온도를 상승시키는 적외선은 차단되도록 하는 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 온실 내부 온도를 농작물을 기르는데 적합한 온도로 유지하도록 하는 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 가시광선은 통과되도록 하고, 적외선은 차단되도록 하여, 태양광 패널의 발전 효율을 향상시키도록 하는 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다각형 또는 원형 형태의 틀을 형성하는 프레임과, 상기 프레임을 커버하는 한 쌍의 패널부를 포함하고, 한 쌍의 패널부 사이의 내부는 구획부에 의하여 제 1 공간부 및 제 2 공간부로 구분되고, 상기 구획부의 하측은 상기 프레임의 하측에 연결되고, 상기 구획부의 상측은 상기 프레임의 상측과 이격되어, 상기 구획부의 상측과 상기 프레임의 상측 사이에 이동안내부가 구비되고, 상기 프레임의 일측에 형성되는 공급부를 통하여 상기 제 1 공간부로 공급되는 물은 상기 제 1 공간부에 채워진 후 상기 이동안내부를 지나 상기 제 2 공간부로 공급되는 것을 특징으로 하는 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린을 제공한다.
또한, 상기 구획부는 한 개로 구성되고, 상기 제 1 공간부에서 상기 제 2 공간부로 공급되는 상대적으로 온도가 낮은 물은 상기 이동안내부의 하부로 멀어질수록 태양의 적외선과 접촉되는 시간이 길어지게 되면서 물의 온도가 점차 높아지고, 상기 제 2 공간부의 하부에 위치되는 상대적으로 온도가 높아진 물은 대향류를 형성하면서 상방으로 대류되는 것을 특징으로 하는 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린을 제공한다.
또한, 상기 제 2 공간부로 공급되는 물은 상기 제 2 공간부에 채워진 후 상기 프레임의 타측에 형성되는 배출부를 통하여 외부로 배출되고, 상기 공급부는 상기 제 1 공간부의 하측을 향하도록 형성되고, 상기 배출부는 상기 제 2 공간부의 하측을 향하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린을 제공한다.
또한, 상기 배출부에서 배출되는 물을 상기 공급부로 순환시키는 순환펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린을 제공한다.
또한, 상기 구획부의 상측보다 상부에 위치되는 상기 제 2 공간부의 상측에 설치되는 수위조절센서와, 상기 공급부를 개폐시키는 개폐밸브와, 상기 수위조절센서로부터 전달받은 수위 정보가 기 설정된 한계수위 이상이면 상기 개폐밸브가 상기 공급부를 폐쇄시키도록 제어하고, 상기 수위조절센서로부터 전달받은 수위 정보가 기 설정된 한계수위 미만이면 상기 개폐밸브가 상기 공급부를 개방시키도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린을 제공한다.
또한, 상기 프레임은 복수 개로 구성되고, 각각의 상기 배출부에서 배출되는 물을 상기 순환펌프로 이동시키는 배출연결관과, 상기 순환펌프에서 펌핑되는 물을 각각의 상기 공급부로 이동시키는 공급연결관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린을 제공한다.
또한, 태양과 대향되는 상기 패널부의 일면을 커버하도록 설치되는 한 쌍의 복층판을 더 포함하고, 한 쌍의 상기 복층판 사이에 공기층이 형성되는 것을 특징으로 하는 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린을 제공한다.
또한, 상기 프레임은 복수 개로 구성되고, 복수 개의 상기 프레임은 온실의 외벽 또는 지붕의 뼈대를 이루도록 배열되거나 또는 건물의 창호의 뼈대를 이루도록 배열되고, 상기 패널부 및 상기 구획부는 투명한 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린을 제공한다.
또한, 상기 프레임은 태양을 향하는 태양광 패널의 일면과 대향되도록 위치되고, 상기 패널부는 투명 또는 반투명 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린을 제공한다.
또한, 상기 프레임은 길이방향을 따라 긴 형태로 형성되고, 상기 프레임 내부에는 길이방향을 따라 복수 개의 차단막이 상호 이격되도록 설치되되, 상기 차단막의 상측과 하측은 상기 프레임의 상측과 하측에 연결되어, 상기 차단막을 통하여 상기 프레임 내부는 복수 개의 독립된 공간부가 형성되고, 상기 패널부는 각각의 상기 공간부에 설치되고, 상기 공급부는 상기 제 1 공간부의 하측 및 상기 제 2 공간부의 하측을 향하도록 구성되고, 상기 공급부를 통하여 상기 제 1 공간부로 공급되는 물은 상기 제 1 공간부에 채워진 후 상기 이동안내부를 지나 상기 제 2 공간부로 공급되고, 상기 공급부를 통하여 상기 제 2 공간부로 공급되는 물은 상기 제 2 공간부에 채워진 후 상기 이동안내부를 지나 상기 제 1 공간부로 공급되고, 상기 제 1 공간부 및 상기 제 2 공간부로 채워진 물은 상기 프레임의 타측에 형성되는 배출부를 통하여 외부로 배출되고, 상기 배출부는 상기 제 1 공간부 및 상기 제 2 공간부의 상측을 향하도록 상기 프레임의 상측에 형성되는 것을 특징으로 하는 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린을 제공한다.
본 발명은 패널부에 형성되는 물이 그 표면을 따라 흐르면서 수막을 형성하는 것이 아니라, 제 1, 2 패널부 사이의 공간으로 물이 채워지면서 두꺼운 수막층으로 형성되므로, 가시광선은 통과되도록 하고, 내부 온도를 상승시키는 적외선은 차단되도록 하여, 무더운 여름철에 온실 내부의 온도를 농작물을 기르기에 알맞은 온도로 용이하게 낮출 수 있는 효과가 있다.
또한, 수막층은 냉각과 보온 기능을 동시에 수행하며, 적외선을 열에너지로 흡수한 수막층의 물은 난방 등의 열회수를 통해 에너지를 절약할 수 있는 효과가 있다.
또한, 패널부의 일면에 배치되는 복층판에는 외부의 열 또는 한기를 차단시키는 공기층이 구비되므로, 열 전달을 확실하게 차단하고, 식물 성장에 필요한 빛은 통과시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 패널부, 복층판 및 구획부가 투명하게 형성되므로, 가시성이 뛰어나 외부에서 작물의 상태를 용이하게 관찰하는 등 다양한 목적으로 활용이 가능한 효과가 있다.
또한, 제 1 공간부의 하부에 공급부가 형성되고 제 2 공간부의 하부에 배출부가 형성되므로, 제 1 공간부로 공급되는 물이 점차 차오르면서 상승된 후 이동안내부를 지나 제 2 공간부로 하강되도록 공급되어, 패널부 내부의 유로가 2배로 길어지고, 이를 통해 대향류를 형성하게 되어 냉각 및 보온 기능이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 태양광 패널이 수막층을 통과하는 태양광의 가시광선을 이용하여 전기 에너지를 생산할 때, 태양광의 적외선이 수막층에 의하여 차단되므로, 자외선에 의한 태양광 패널의 온도 상승이 제한되어, 태양광 패널의 발전 효율이 향상되는 효과가 있다.
또한, 프레임의 하측에 공급부가 형성되고 프레임의 상측에 배출부가 형성되므로, 공급부를 통하여 제 1, 2 공간부로 채워지는 유체의 유동 방향 및 온도 구배가 일정해지는 효과가 있다.
또한, 프레임 내부는 차단막에 의하여 복수 개의 독립된 공간부가 형성되므로, 프레임으로 인한 태양광의 빛 가림을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 온실을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린이 적용된 온실을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린을 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린을 도시한 정면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 순환수단을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 복수 개의 프레임으로 공급되는 물이 순환되는 과정을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린이 적용되는 태양광 패널을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린이 태양광 패널의 상측에 설치된 상태를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린의 프레임에 복수 개의 패널부가 장착된 상태를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린을 더욱 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린이 적용된 온실을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린은 온실 또는 건물에 설치 가능하도록 구성되는 것으로, 프레임(100) 및 패널부(200)를 포함한다. 프레임(100)은 복수 개로 구성되며, 복수 개의 프레임(100)은 온실의 벽체 및 지붕의 뼈대 역할을 하도록 구성되거나 또는, 건물의 창호의 뼈대를 이루도록 배열될 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린을 도시한 측면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린은 프레임(100), 패널부(200), 구획부(230) 및 복층판(400)을 포함한다.
프레임(100)은 다각형 또는 원형 형태의 틀을 형성하는 것으로, 예를 들면 사각형으로 형성된다. 그리고 프레임(100)의 폭은 패널부(200) 및 복층판(400)이 장착되기에 충분한 폭으로 넓게 형성될 수 있다.
패널부(200)는 프레임(100)의 개방된 일측을 커버하도록 형성되는 것으로, 판형으로 형성되는 제 1 패널부(202)와 제 2 패널부(204)가 상호 마주보도록 배치된다. 이러한 제 1, 2 패널부(202, 204)는 프레임(100)의 개방된 일측을 커버하도록 위치되며, 이때, 제 1, 2 패널부(202, 204)의 외주연은 프레임(100)의 내주연 일측에 맞닿도록 위치된다.
그리고 제 1 패널부(202)와 제 2 패널부(204) 사이의 내부는 이격되어 이들 사이의 공간에 물이 채워져서 패널부(200)의 내부에 수막층이 형성되도록 한다. 수막층은 물이 두꺼운 층(layer)을 이루도록 형성되는 것으로, 물이 얇은 막(film)을 이루는 수막과 구분된다. 이러한 수막층은 태양광의 적외선을 차단시키도록 하고, 온실 내부의 대류열이 열교환 되도록 한다. 특히, 수막층은 상술한 바와 같이 물이 제 1 패널부(202)의 표면을 따라 흐르면서 형성되는 얇은 수막이 아니라, 제 1, 2 패널부(202, 204) 사이의 공간으로 물이 채워지면서 형성되는 두꺼운 수막층으로 형성되므로, 가시광선은 통과되도록 하고, 내부 온도를 상승시키는 적외선은 차단되도록 하여, 무더운 여름철에 온실 내부의 온도를 농작물을 기르기에 알맞은 온도로 용이하게 낮출 수 있는 효과가 있다.
또한, 수막층은 냉각과 보온 기능을 동시에 수행하며, 적외선을 열에너지로 흡수한 수막층의 물은 난방 등의 열회수를 통해 에너지를 절약할 수 있는 효과가 있다. 또한, 적외선을 보다 효율적으로 차단하기 위하여 패널부(200)로 물 이외에 다른 액체를 이용할 수도 있음은 물론이다.
복층판(400)은 태양과 대향되는 패널부(200)의 일면을 커버하도록 프레임(100)의 개방된 타측에 설치된다. 복층판(400)은 판형으로 형성되는 제 1 복층판(402)과 제 2 복층판(404)이 상호 마주보도록 배치되고, 제 1, 2 복층판(402, 404) 사이의 공간에 공기층(410)이 형성된다. 공기층(410)은 밀폐되어 있으므로 단열 성능이 있어, 외부의 열 또는 한기가 내부로 전달되지 않아 열 전달을 확실하게 차단하고, 식물 성장에 필요한 빛은 통과시킬 수 있는 효과가 있다.
그리고 제 1, 2 패널부(202, 204), 제 1, 2 복층판(402, 404) 및 후술하는 구획부(230)는 각각 투명판 판, 예를 들면 아크릴 판으로 형성될 수 있다. 이처럼 패널부(200), 복층판(400) 및 구획부(230)가 투명하게 형성되므로, 가시성이 뛰어나 외부에서 작물의 상태를 용이하게 관찰하는 등 다양한 목적으로 활용이 가능한 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린을 도시한 정면도이다.
도 4를 참조하면, 구획부(230)는 예를 들면 한 개로 구성될 수 있으며, 제 1, 2 패널부(202, 204) 사이의 중앙 부근에 위치된다. 구획부(230)는 판형으로 길게 형성되고, 구획부(230)의 하측은 프레임(100)의 하측에 연결되고, 구획부(230)의 길이방향 일측은 제 1 패널부(202)에 접촉되고, 구획부(230)의 길이방향 타측은 제 2 패널부(204)에 접촉되어, 패널부(200) 내부는 구획부(230)에 의하여 제 1 공간부(210) 및 제 2 공간부(220)로 구분된다. 그리고 구획부(230)의 상측은 프레임(100)의 상측과 이격되어, 구획부(230)의 상측과 프레임(100)의 상측 사이에 빈 공간의 이동안내부(240)가 구비된다.
그리고 프레임(100)의 일측에 외부로부터 물이 공급되는 공급부(110)가 형성되되 공급부(110)는 제 1 공간부(210)의 하측을 향하도록 프레임(100)의 일측 하부에 형성된다. 그리고 프레임(100)의 타측에 외부로 물을 배출시키는 배출부(120)가 형성되되 배출부(120)는 제 2 공간부(220)의 하측을 향하도록 프레임(100)의 타측 하부에 형성된다. 그리고 공급부(110)를 통하여 제 1 공간부(210)로 공급되는 물은 제 1 공간부(210)에 채워진 후 이동안내부(240)를 지나 제 2 공간부(220)로 공급된다. 제 2 공간부(220)로 공급되는 물은 제 2 공간부(220)에 채워진 후 배출부(120)를 통하여 외부로 배출된다.
여기서, 제 1 공간부(210)에서 제 2 공간부(220)로 공급되는 상대적으로 온도가 낮은 물은 이동안내부(240)의 하부로 멀어질수록 태양의 적외선과 접촉되는 시간이 길어지게 되면서 물의 온도가 점차 높아지게 된다. 그리고 제 2 공간부(220)의 하부에 위치되는 상대적으로 온도가 높아진 물은 대향류(Counter flow)를 형성하면서 상방으로 대류된다. 즉, 제 2 공간부(220)에서 고온의 유체와 저온의 유체가 서로 반대 방향으로 흐르는 것이다.
이처럼 본 발명은 이동안내부(240)를 기준으로 하여 제 1 공간부(210)의 하부에 공급부(110)가 형성되고 제 2 공간부(220)의 하부에 배출부(120)가 형성되므로, 제 1 공간부(210)로 공급되는 물이 점차 차오르면서 상승된 후 이동안내부(240)를 지나 제 2 공간부(220)로 하강되도록 공급되어, 패널부(200) 내부의 유로가 2배로 길어지고, 이를 통해 대향류를 형성하게 되어 냉각 및 보온 기능이 향상되는 효과가 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 순환수단을 설명하기 위하여 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 복수 개의 프레임으로 공급되는 물이 순환되는 과정을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 프레임(100)은 복수 개가 나란하도록 배치되고, 각각의 프레임(100)의 각각의 배출부(120)에서 배출되는 물은 순환수단(300)에 의하여 순환되도록 구성된다. 그리고 각각의 배출부(120)에서 배출되는 물을 순환수단(300)의 순환펌프(310)로 이동시키는 배출연결관(350)과, 순환펌프(310)에서 펌핑되는 물을 각각의 공급부(110)로 이동시키는 공급연결관(360)을 더 포함한다.
순환수단(300)은 순환펌프(310), 수위조절센서(320), 개폐밸브(330), 밸브구동부(332) 및 제어부(340)를 포함한다. 순환펌프(310)는 배출부(120)에서 배출되는 물을 공급부(110)로 펌핑 및 순환시키기 위한 것으로, 예를 들면 정압펌프로 구성될 수 있으며, 일측은 배출연결관(350)에 연결되고, 타측은 공급연결관(360)에 연결된다.
수위조절센서(320)는 각각의 패널부(200)의 내부에 장착되도록 복수 개로 구성되는 것으로, 구획부(230)의 상측보다 상부에 위치되는 제 2 공간부(220)의 상측에 설치된다. 수위조절센서(320)는 제 2 공간부(220)의 물의 수위를 감지하고 감지된 물의 수위 정보를 제어부(340)로 전송한다.
개폐밸브(330)는 각각의 공급부(110)에 설치되는 것으로, 제어부(340)의 제어신호에 따라 공급부(110)를 개폐시킨다. 밸브구동부(332)는 제어부(340)의 제어신호를 전달받아 개폐밸브(330)가 개방 또는 폐쇄되도록 구동시킨다.
제어부(340)는 수위조절센서(320)로부터 전달받은 수위 정보가 기 설정된 한계수위 이상이면, 패널부(200) 내부에 물이 더 이상 공급되지 않도록 하기 위하여 밸브구동부(332)를 구동시켜서 개폐밸브(330)가 공급부(110)를 폐쇄시키도록 제어한다. 또한, 제어부(340)는 수위조절센서(320)로부터 전달받은 수위 정보가 기 설정된 한계수위 미만이면 지속적으로 패널부(200) 내부로 물이 공급되도록 하기 위하여 밸브구동부(332)를 구동시켜서 개폐밸브(330)가 공급부(110)를 개방시키도록 제어한다. 이처럼 제어부(340)는 수위조절센서(320)로부터 전달받은 수위 정보를 바탕으로 하여 개폐밸브(330)를 개폐시키므로, 패널부(200) 내부로 공급되는 물은 항상 적정 수위를 유지할 수 있다.
한편, 수막층에 흡수된 적외선은 수막층의 물 분자를 자극하여, 수막층의 수온이 일정 온도 이상으로 상승될 수 있다. 이에 따라 공급연결관(360)에는 물의 온도를 낮추는 통상의 냉각부(미도시)가 구비되어, 공급연결관(360)을 통하여 공급부(110)로 공급되는 물의 온도를 낮추도록 구성될 수도 있을 것이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린이 적용되는 태양광 패널을 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린이 태양광 패널의 상측에 설치된 상태를 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린은 태양광 패널(S)의 상면을 덮도록 설치될 수 있다.
태양광 패널(S)은 태양광의 가시광선을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 통상적인 구성이다. 이때, 태양광 패널(S)로 전달되는 태양광의 적외선은 태양광 패널(S)의 온도를 상승시킬 수 있으며, 이는 발전 전압을 떨어뜨리거나 발전량을 저하시키는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 태양을 향하는 태양광 패널(S)의 일면과 대향되도록 프레임(150)을 설치하고, 프레임(150)에 패널부(200)가 설치되도록 하며, 패널부(200)에 수막층이 형성되도록 하여, 수막층이 태양광의 적외선을 차단하도록 한다. 이러한 패널부(200)는 투명 재질로 형성되거나 또는 적외선을 차단할 수 있는 반투명 재질로 형성될 수 있다.
이처럼 태양광 패널(S)이 수막층을 통과하는 태양광의 가시광선을 이용하여 전기 에너지를 생산할 때, 태양광의 적외선이 수막층에 의하여 차단되므로, 자외선에 의한 태양광 패널(S)의 온도 상승이 제한되어, 태양광 패널(S)의 발전 효율이 향상되는 효과가 있다.
도 9는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 프레임(150)은 태양광 패널(S)의 경사진 각도를 따라 경사지게 배치된다. 그리고 프레임(150)에는 공급부(160) 및 배출부(170)가 형성된다. 공급부(160)는 제 1 공간부(210)의 하측 및 제 2 공간부(220)의 하측을 향하도록 프레임(150)의 하측에 형성된다. 배출부(170)는 제 1 공간부(210) 및 제 2 공간부(220)의 상측을 향하도록 프레임(150)의 상측에 형성된다. 그리고 공급부(160)를 통하여 제 1 공간부(210)로 공급되는 물은 제 1 공간부(210)에 채워진 후 이동안내부(240)를 지나 제 2 공간부(220)로 공급된다. 그리고 공급부(160)를 통하여 제 2 공간부(220)로 공급되는 물은 제 2 공간부(220)에 채워진 후 이동안내부(240)를 지나 제 1 공간부(210)로 공급된다. 그리고 제 1 공간부(210) 및 제 2 공간부(220)로 채워진 물은 배출부(170)를 통하여 외부로 배출된다. 그리고 배출부(170)를 통하여 외부로 배출되는 물은 상술한 순환수단(300)을 이용하여 공급부(160)로 순환될 수 있다.
이처럼 프레임(150)의 하측에 공급부(160)가 형성되고 프레임(150)의 상측에 배출부(170)가 형성되므로, 공급부(160)를 통하여 제 1, 2 공간부(210, 220)로 채워지는 유체의 유동 방향 및 온도 구배가 일정해지는 효과가 있다.
도 10은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린의 프레임에 복수 개의 패널부가 장착된 상태를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 프레임(150)은 복수 개가 나란하게 배치될 수 있다. 이때, 태양광의 빛 가림을 최소화 하기 위하여, 상호 인접한 프레임(150) 사이는 기존의 프레임(150)이 아닌 구획부(230)와 같이 얇은 차단막(152)이 구비될 수 있다. 이를 위하여 프레임(150)은 길이방향을 따라 길게 형성되고, 프레임(150)의 내부에는 그 길이방향을 따라 복수 개의 차단막(152)이 일정 간격을 두고 상호 이격되도록 설치된다. 각각의 차단막(152)은 프레임(150)의 길이방향과 수직 방향으로 설치된다. 그리고 차단막(152)의 상측과 하측은 프레임(150)의 상측과 하측에 연결되어, 차단막(152)을 통하여 프레임(150) 내부는 복수 개의 독립된 공간부가 형성된다. 그리고 각각의 공간부에 패널부(200)가 설치되어, 공간부는 패널부(200)의 구획부(230)에 의하여 제 1 공간부(210)와 제 2 공간부(220)로 구획된다. 이처럼 프레임(150) 내부는 차단막(152)에 의하여 복수 개의 독립된 공간부가 형성되므로, 프레임(150)으로 인한 태양광의 빛 가림을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
그리고 프레임(150)의 하측에 형성되는 공급부(160)를 통하여 제 1 공간부(210)로 공급되는 물은 제 1 공간부(210)에 채워진 후 이동안내부(240)를 지나 제 2 공간부(220)로 공급되고, 공급부(160)를 통하여 제 2 공간부(220)로 공급되는 물은 제 2 공간부(220)에 채워진 후 이동안내부(240)를 지나 제 1 공간부(210)로 공급되고, 제 1 공간부(210) 및 제 2 공간부(220)로 채워진 물은 프레임(150)의 상측에 형성되는 배출부(170)를 통하여 외부로 배출된다.
여기서, 제 1 공간부(210) 및 제 2 공간부(220)의 하부로 공급되는 물은 제 1 공간부(210) 및 제 2 공간부(220)의 상부로 차오르면서 태양의 적외선과 접촉되는 시간이 길어지게 되어 물의 온도가 점차 높아지게 된다. 그리고 제 1 공간부(210)와 제 2 공간부(220)의 상부에 위치되는 상대적으로 온도가 높아진 물은 배출부(170)를 통하여 외부로 배출된다.
이때, 배출부(170)의 개수를 공급부(160)의 개수보다 많도록 하고, 배출부(170)의 오픈되는 정도, 즉 개도를 조정하여 배출부(170)를 통하여 배출되는 물의 유량을 제어할 수 있다. 이를 위하여 배출부(170)에는 유량의 흐름을 세부적으로 조절하는 조절밸브(미도시)가 장착될 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에서 상세히 설명되었지만, 본 발명을 이로 한정하지 않음은 당연하고, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.
100: 프레임
110: 공급부 120: 배출부
150: 프레임
152: 차단막 160: 공급부
170: 배출부
200: 패널부
202: 제 1 패널부 204: 제 2 패널부
210: 제 1 공간부 220: 제 2 공간부
230: 구획부 240: 이동안내부
300: 순환수단
310: 순환펌프 320: 수위조절센서
330: 개폐밸브 332: 밸브구동부
340: 제어부 350: 배출연결관
360: 공급연결관
400: 복층판
402: 제 1 복층판 404: 제 2 복층판
410: 공기층

Claims (10)

  1. 다각형 또는 원형 형태의 틀을 형성하는 프레임과, 상기 프레임을 커버하는 한 쌍의 패널부를 포함하고,
    한 쌍의 패널부 사이의 내부는 구획부에 의하여 제 1 공간부 및 제 2 공간부로 구분되고,
    상기 구획부의 하측은 상기 프레임의 하측에 연결되고, 상기 구획부의 상측은 상기 프레임의 상측과 이격되어, 상기 구획부의 상측과 상기 프레임의 상측 사이에 이동안내부가 구비되고,
    상기 프레임의 일측에 형성되는 공급부를 통하여 상기 제 1 공간부로 공급되는 물은 상기 제 1 공간부에 채워진 후 상기 이동안내부를 지나 상기 제 2 공간부로 공급되고,
    상기 구획부는 한 개로 구성되고,
    상기 제 1 공간부에서 상기 제 2 공간부로 공급되는 상대적으로 온도가 낮은 물은 상기 이동안내부의 하부로 멀어질수록 태양의 적외선과 접촉되는 시간이 길어지게 되면서 물의 온도가 점차 높아지고,
    상기 제 2 공간부의 하부에 위치되는 상대적으로 온도가 높아진 물은 대향류를 형성하면서 상방으로 대류되어, 상기 제 2 공간부에서 고온의 물과 저온의 물이 서로 반대 방향으로 흐르고,
    상기 제 2 공간부로 공급되는 물은 상기 제 2 공간부에 채워진 후 상기 프레임의 타측에 형성되는 배출부를 통하여 외부로 배출되고,
    상기 공급부는 상기 제 1 공간부의 하측에 위치되고,
    상기 배출부는 상기 제 2 공간부의 하측에 위치되고,
    상기 공급부로 공급되는 물은 상기 제 1 공간부의 하측부터 채워져 상방을 향해 유동되는 것을 특징으로 하는 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 배출부에서 배출되는 물을 상기 공급부로 순환시키는 순환펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 구획부의 상측보다 상부에 위치되는 상기 제 2 공간부의 상측에 설치되는 수위조절센서와,
    상기 공급부를 개폐시키는 개폐밸브와,
    상기 수위조절센서로부터 전달받은 수위 정보가 기 설정된 한계수위 이상이면 상기 개폐밸브가 상기 공급부를 폐쇄시키도록 제어하고, 상기 수위조절센서로부터 전달받은 수위 정보가 기 설정된 한계수위 미만이면 상기 개폐밸브가 상기 공급부를 개방시키도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 프레임은 복수 개로 구성되고,
    각각의 상기 배출부에서 배출되는 물을 상기 순환펌프로 이동시키는 배출연결관과, 상기 순환펌프에서 펌핑되는 물을 각각의 상기 공급부로 이동시키는 공급연결관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린.
  7. 제 1 항에 있어서,
    태양과 대향되는 상기 패널부의 일면을 커버하도록 설치되는 한 쌍의 복층판을 더 포함하고,
    한 쌍의 상기 복층판 사이에 공기층이 형성되는 것을 특징으로 하는 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임은 복수 개로 구성되고,
    복수 개의 상기 프레임은 온실의 외벽 또는 지붕의 뼈대를 이루도록 배열되거나 또는 건물의 창호의 뼈대를 이루도록 배열되고,
    상기 패널부 및 상기 구획부는 투명한 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임은 태양을 향하는 태양광 패널의 일면과 대향되도록 위치되고,
    상기 패널부는 투명 또는 반투명 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 적외선 차단이 가능한 수막층 스크린.
  10. 삭제
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