KR200210581Y1 - 집열판 구동형 태양열 보일러 - Google Patents

Abstract

본 고안은 태양열 보일러 중 집열판이 이동할 수 있는 태양열 보일러에 관한 것이다.

태양열 집열판(19)에 수직, 수평모터(2, 11)와 감속기(3, 3')로 작동하는 수직축(6)과 수평축(15)을 연결하였고 태양의 방위각과 앙각의 변동치수가 입력된 마이크로 컴퓨터(Micro Computer)(이하 마이콤으로 용어를 통일한다)가 들어있는 제어기(18)에 의해 상기 수직축(6)과 수평축(15)을 구동하여 태양의 움직임에 따라 집열판이 유동하여 장시간동안 태양열을 집열할 수 있도록 하였다.

그리고, 풍속감지 센서(17)를 집열판(19) 일측면에 부착하여 강풍(5m/sec 이상)이 불었을 시 제품손상을 막기위해 집열판이 설치면(지면)과 수평이되는 것이 가능하도록 한 매우 유용한 장치이다.

Description

집열판 구동형 태양열 보일러{Solar heat boiler of board driving style}

본 고안은 집열판이 태양의 움직임에 따라 이동하면서 집열을 할 수 있는 태양열 보일러에 관한 것이다.

종래에 사용되는 태양열 보일러의 집열판은 태양열을 흡수하는 집열판이 옥외에 일정한 한 방향으로 고정 설치되어서 태양빛의 집열 효율이 낮았다.

특히, 계절변화에 따른 태양의 유동성에 대처할 수 없음으로 인해 일정량의 태양열을 집열하는데 많은 어려움이 있으며, 집열된 에너지의 양도 작을 수 밖에 없어 난방을 하고 온수를 사용함에 있어 그 시간과 양이 제한되어 사용을 기피하였다.

이 때문에 비싼 설치비를 들이고 설치한 태양열 보일러를 활용하지 않음으로 인해 경제적 손실이 컸는데, 본 고안은 이런 것을 감안하여 집열판이 태양에 항상 수직이 되도록 모터와 감속기를 단 구동축을 구성하였고, 이 구동축이 태양의 방위각과 앙각의 치수가 입력된 저장장치와 타이머 장치로 구성된 제어기에 의해 유동되어 집열판의 수직, 수평 유동을 가능하게 하였고, 제품의 손상을 막기위해 풍속감지 센서를 달아 강풍(5m/sec 이상)이 불었을 시, 상기 풍속감지 센서가 이를 감지하여 제어기에 신호를 보내면 제어기는 저장장치에 입력된 기상청 자료를 무시하고 수평 구동모터를 구동하여 집열판이 설치면에 평행이 되게한 집열판 구동형 태양열 보일러이다.

본 고안의 목적은 종래의 태양열 보일러의 비효율성을 제거하기 위해 태양의 방위각과 앙각의 값이 입력된 마이콤이 있는 제어기가 수직, 수평모터를 구동시켜 집열판이 태양에 항상 수직이 되도록 하여 태양열 에너지의 사용효율을 극대화한 것이다.

또한, 집열판에 풍속감지 센서를 달아 강풍이 불었을 시 제어기에서 수평구동축을 구동시켜 집열판이 설치면에 수평이되게 함으로서 태양열 보일러의 손상을 방지할 수 있도록 한 것이다.

도 1은 본 고안의 일부 절취 후면 사시도

도 2는 본 고안의 수직축의 작동상태를 표시한 측면도

도 3은 본 고안의 수평축의 작동상태를 표시한 평면도로서

3a는 수평축이 정지된 상태

3b는 수평축이 유동하는 상태

도 4는 제어기 실시 예시도

＜ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1. 케이스 2. 수직모터 3,3'. 감속기 4. 소 베벨기어

5. 베어링 6. 수직축 7. 대 베벨기어 8. 보강대

9. 축삽입구 10. 수평 받침대 11. 수평모터 12. 소기어

13. 집열판 팔 14. 브라켓트 15. 수평축 16. 대기어

17. 풍속감지센서 18. 제어기 19. 집열판 20. 덮개

21. 전선 22. 코드 23. 타이머장치 24. 날짜입력단추

25. 시간입력단추 26. 분입력단추 27. 집열판 이동단추

28. 자동, 수동 변환스위치 29. 전원스위치 30. 전원선

31. 수직모터 신호제어 케이블 32. 수평모터 신호제어 케이블

33. 풍속감지센서 연결 케이블

본 고안을 첨부된 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 전체도면으로서 케이스(1) 내부로 수직모터(2)가 연결된 감속기(3)에 소 베벨기어(4)를 연결하여 일측에 베어링(5)이 형성된 수직축(6)의 대 베벨기어(7)에 치합되게 하고 보강대(8)와 축 삽입구(9)가 형성된 수평받침대(10)에 수평모터(11)가 연결된 감속기(3')에 소기어(12)를 형성하여 양일측에 집열판 팔(13)이 브라켓트(14)에 고정된 수평축(15)의 대기어(16)와 치합되어 집열판(19)을 유동할 수 있게 되어있다.

태양열 보일러를 가동시키면 제어기(18)가 켜지고 이 제어기가 수직, 수평모터(2, 11)를 동시에 가동시키면 수직모터(2)의 감속기(3)에 형성된 소 베벨기어(4)를 구동시켜 치합된 대 베벨기어(7)가 회전하면서 대 베벨기어(7)와 일체로 되어 베어링(5)이 형성된 축 삽입구(9)에 의해 수직축(6)과 일체로 되어 제어기(18)에서 주어진 각도에 맞게 회전된 때에 수평받침대(10)의 수평모터(11)와 감속기(3')에 형성된 소기어(12)도 제어기(18)에서 주어진 각도로 회전하면서 수평축(15)에 일체로 된 대기어(16)를 회전시켜 브라켓트(14)와 고정된 집열판 팔(13)에 부착된 집열판(19)이 수직축(6)과 수평축(15)의 유동에 따라 함께 유동하면서 태양열을 집열하는 것이다.

도 4는 본 고안의 제어기(18)를 예시한 도면으로서 상기 제어기(18)는 크게 저장장치, 타이머장치, 제어장치로 구분된다.

저장장치는 지역에 따른 태양의 방위각과 앙각의 기상청 자료가 입력되어 있어, 설치후에 타이머장치(23)에 시간을 입력하면 지역과 시간에 맞는 태양의 방위각 및 앙각 수치에 따라 제어장치로 신호를 보내고 이 제어장치에서 상기 수평, 수직모터(2, 11)를 구동해 집열판(19)이 이동하여 태양에 수직이 되는 방향으로 집열판(19)이 이동해서 집열하게 된다.

타이머장치(23)는 오후 12시가 되면 제어장치에 원위치 신호를 보내고 상기 제어장치는 구동축을 가동시켜 태양이 뜨는 위치로 집열판(19)을 이동시키게 된다.

또한, 상기 집열판(19)의 일측에는 풍속감지 센서(17)를 달아 강풍(5m/sec 이상)이 불었을 시 집열판(19)이 설치면과 수평이 되게 움직여 태양열 보일러의 손상을 방지하였다.

즉, 상기 저장장치는 풍속감지 센서(17)의 센싱신호를 디지털 값으로 변환하여 이를 일차적으로 저장한 후, 이 저장된 값을 초기에 설정한 값(5m/sec)과 비교하여 그 값이 작으면 저장장치에 입력된대로 집열판(19)을 이동하게 되고, 그 값이 크면 저장장치에 입력된 기상청의 자료값을 무시하고, 집열판이 수직축(6)에 수직인 상태 즉, 설치면과 수평인 상태까지 집열판(19)을 이동하라는 신호를 보내게 된다.

상기 제어장치에서 구동축에 집열판이 지면과 수평이 되도록하는 신호를 보내면, 상기 타이머 장치는 소정시간(약 30분 정도)을 계산하여 리턴신호를 제어기(18)에 보내는데, 집열판(19)이 지면과 수평이 되어있는 상태에서 또다시 풍속감지 센서(17)의 센싱신호의 디지털 변환값이 초기설정값(5m/sec)보다 크면 또 다시 소정시간(약 30분 정도)을 계산해 리턴신호를 보낸다.

리턴시간을 타이머장치(23)에서 지정하는 이유는 강풍이 불었다 안불었다 하는 날에 집열판(19)이 자주 이동함으로 인한 동력소모를 막기 위해서이다.

이상에서와 같이 본 고안에 의하면, 종래의 태양열 보일러에 집열판이 태양의 움직임에 따라 움직일 수 있는 기능이 있어 장시간동안 태양열을 수직으로 집열할 수 있도록하여 태양열 에너지의 사용효율을 높였고, 강풍(5m/sec 이상)이 불었을 때도 집열판이 지면과 수평이 되어 바람의 저항을 최소화하므로 제품의 손상을 막을 수 있다.

Claims (3)

1. 태양열 보일러의 집열판(19)에 수직, 수평모터(2, 11)와 감속기(3, 3')로 연결된 수직, 수평구동축이 형성되어 태양의 이동방향에 따라 집열판(19)이 이동하는 태양열 보일러에 있어서, 태양의 방위각 및 앙각에 의하여 모터의 이동량을 제어하는 제어기(18)가 설치된 집열판 구동형 태양열 보일러.
2. 제 1항에 있어서, 제어기(18)는 그 지역의 태양의 방위각 및 앙각이 입력된 저장장치, 현 시각을 입력하고 일정시간이 지나면 리턴신호를 주는 타이머장치(23), 상기 저장장치 및 타이머장치(23)의 데이타 입력신호에 따라서 수직, 수평모터(2, 11)를 일정 각도만큼 정, 역 구동하는 제어신호를 발생하는 제어장치로 구성된 집열판 구동형 태양열 보일러.
3. 제 1항에 있어서, 강풍(5m/sec 이상)이 불 때 집열판(19) 손상을 막기위해 관용의 풍속감지 센서(17)를 상기 집열판(19)의 일측면에 부착한 집열판 구동형 태양열 보일러.