KR20080089954A - A heat collector - Google Patents

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KR20080089954A
KR20080089954A KR1020070032790A KR20070032790A KR20080089954A KR 20080089954 A KR20080089954 A KR 20080089954A KR 1020070032790 A KR1020070032790 A KR 1020070032790A KR 20070032790 A KR20070032790 A KR 20070032790A KR 20080089954 A KR20080089954 A KR 20080089954A
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Abstract

A heat collector is provided to concentrate incident light in a heat collecting unit and employ a reflective layer rounded about the heat collecting unit. A heat collector(20) includes a heat collecting unit(23), an insulating unit(25), and a reflective layer(26). The heat collecting unit gets external heat when working fluid flows. The insulating unit is filled with insulating gas. The insulating unit reduces heat loss of the heat collecting unit. The insulating unit is an internal space of a protective layer(24) surrounding an outer portion of the heat collecting unit. The insulating unit prevents heat energy of a working fluid from being dissipated to the outside. Insulating gas is filled in the insulating unit regardless of the sort of the insulating gas.

Description

집열기{A Heat Collector}Collector {A Heat Collector}

도 1은 일반적인 집열기를 이용한 집열시스템을 나타낸 개략도.1 is a schematic diagram showing a heat collecting system using a general collector.

도 2는 종래 기술에 의한 집열기의 구성을 보인 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing the configuration of a collector according to the prior art.

도 3은 본 발명에 의한 집열기의 제 1실시예를 보인 단면도.3 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a collector according to the present invention.

도 4는 본 발명에 의한 집열기의 제 2실시예를 보인 단면도. Figure 4 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the collector according to the present invention.

도 5는 본 발명의 의한 집열기의 제 3실시예를 보인 단면도.Figure 5 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the collector of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

20, 30, 40: 집열기 22, 32, 42: 집열막20, 30, 40: collector 22, 32, 42: collector

23, 33, 43: 집열부 24, 34, 44: 보온막 23, 33, 43: heat collecting part 24, 34, 44: heat insulating film

25, 35, 45: 보온부 26, 48: 반사막25, 35, 45: heat insulation part 26, 48: reflective film

36, 46: 진공막 37, 47: 진공부36, 46: vacuum film 37, 47: vacuum part

본 발명은 집열시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부의 열을 효율적으로 흡수하는 집열기에 관한 것이다. The present invention relates to a heat collecting system, and more particularly to a heat collector that absorbs external heat efficiently.

도 1에는 일반적인 튜브형 집열기를 이용한 집열시스템을 나타낸 개략도가 도시되어 있으며, 이에 도시된 바에 따르면, 집열시스템(2)이 급수배관(P)을 통해 유입하는 작동유체를 고온의 상태로 변환시키는 집열기(4)와, 고온의 작동유체를 저장하는 축열기(6)와, 작동유체가 상기 집열기(4)에서 상기 축열기(6)로 유동하도록 하는 펌프(8)를 포함하여 구성된다.Figure 1 is a schematic diagram showing a heat collecting system using a general tubular collector, as shown, the heat collecting system (2) is a collector for converting the working fluid flowing through the water supply pipe (P) to a high temperature state ( 4), a regenerator 6 for storing a high temperature working fluid, and a pump 8 for allowing the working fluid to flow from the collector 4 to the regenerator 6.

그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 집열기(4)는 작동유체가 흐르는 집열부(10)와, 상기 집열부(10)의 외부를 둘러싸면서 보온기체로 채워지는 보온부(12)로 형성된다. 상기 작동유체는 입사광을 통해 흡수한 열에너지를 축열기(6)로 전달하는 역할을 하며, 종류에는 제한이 없으나 물을 사용하는 것이 일반적이다. 상기 작동유체는 겨울철에 결빙되는 것을 방지하기 위해 부동액을 사용하거나 부동액과 물을 일정비율로 혼합하여 사용하는 것도 가능하다. And, as shown in Figure 2, the collector 4 is formed of a heat collecting portion 10 through which the working fluid flows, and the heat insulating portion 12 is filled with a heat insulating gas surrounding the outside of the heat collecting portion 10 do. The working fluid serves to transfer the heat energy absorbed through the incident light to the heat accumulator (6), and there is no limitation on the kind, but water is generally used. The working fluid may be used by using an antifreeze or a mixture of antifreeze and water in a certain ratio to prevent freezing in winter.

또한, 상기 축열기(6)는 작동유체가 가지는 열에너지를 저장하는 역할을 하며, 외부로의 열손실을 최소화할 수 있도록 설계된다.In addition, the heat accumulator 6 serves to store the heat energy of the working fluid, it is designed to minimize the heat loss to the outside.

상기 종래기술에 의한 집열시스템의 작동과정을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the heat collecting system according to the prior art as follows.

열전달 매체인 작동유체가 집열기(4)에 유입되고, 상기 작동유체는 집열기 내에서 태양열을 흡수하여 고온의 상태로 변화한다. 집열과정을 거친 고온의 작동유체는 집열기(4)에서 배출되고, 배출된 작동유체는 펌프(8)에 의하여 축열기(6)로 유입된다. 상기 축열기(6)에 저장된 열에너지는 필요에 따라 난방이나 온수의 용도로 사용되게 된다.A working fluid, which is a heat transfer medium, flows into the collector 4, and the working fluid absorbs solar heat in the collector and changes to a high temperature state. The high temperature working fluid that has undergone the collecting process is discharged from the collector 4, and the discharged working fluid is introduced into the heat storage 6 by the pump 8. The heat energy stored in the heat accumulator 6 is used for heating or hot water as needed.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다. However, the above-described prior art has the following problems.

먼저, 집열기에서 실질적으로 태양열을 흡수해야 하는 집열부가 상대적으로 작아 효과적인 집열이 이루어지지 않아 시스템 전체의 효율이 떨어지는 문제점이 발생한다. First, a collector that needs to substantially absorb solar heat in the collector has a relatively small efficiency, and thus effective collection does not occur, resulting in a decrease in efficiency of the entire system.

그리고, 집열기의 보온부를 통하여 외부로 열이 전달되어 시스템 전체의 효율이 떨어지는 문제점이 발생한다. In addition, heat is transferred to the outside through the heat insulating part of the collector, which causes a problem that the efficiency of the entire system is lowered.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 집열기의 집열부에 입사광이 집중되도록 하는 집열기를 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and to provide a collector which concentrates incident light on a collector portion of the collector.

또한, 집열기의 집열부에 축적된 열이 외부로 손실되는 양을 감소시키는 집열기를 제공하는 것이다. In addition, to provide a collector that reduces the amount of heat accumulated in the collector portion of the collector to the outside.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은, 열전달매체인 작동유체를 흐르게 하여 외부 열을 받아들이는 집열부; 상기 집열부의 외부를 둘러싸서 상기 집열부의 열손실을 저감시키는 보온부; 그리고, 입사광을 집열부로 반사 및 집중시키도록 상기 보온부 내에 형성되는 반사막을 포함하여 구성될 수 있다. According to a feature of the present invention for achieving the above object, the present invention, the heat collecting unit for receiving the external heat by flowing the working fluid which is a heat transfer medium; A heat insulating part surrounding the outside of the heat collecting part to reduce heat loss of the heat collecting part; And it may be configured to include a reflective film formed in the heat insulating portion to reflect and concentrate the incident light to the heat collecting portion.

여기서, 상기 반사막은 상기 집열부를 중심으로 라운드지도록 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다. Here, the reflective film may be formed to be rounded around the heat collecting portion.

그리고, 상기 반사막은 상기 집열부 방향으로 상기 입사광이 집중되도록 반사되는 재질로 형성될 수 있다. The reflective film may be formed of a material that is reflected to concentrate the incident light toward the heat collecting part.

또한, 상기 반사막은 유연한 재질로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the reflective film may be formed of a flexible material.

그리고, 상기 반사막에 의해 나뉘어지는 상기 보온부의 두 구역의 압력이 서로 상이한 것을 특징으로 할 수 있다. The pressures of the two zones divided by the reflective film may be different from each other.

한편, 본 발명의 다른 실시예인 집열기는 열전달매체인 작동유체를 흐르게 하여 외부 열을 받아들이는 집열부; 그리고, 내부에는 보온기체가 채워지며, 상기 집열부의 외부를 감싸도록 설치되고, 입사광을 집열부로 반사 및 집중시키도록 내측에 반사기능을 부가시킨 보온부;를 포함하여 구성될 수 있다.On the other hand, the collector of another embodiment of the present invention includes a heat collecting portion for receiving the external heat by flowing the working fluid which is a heat transfer medium; The inside may be filled with a heat insulating gas, and installed to surround the outside of the heat collecting part, and a heat insulating part having a reflection function added to the inside to reflect and concentrate incident light to the heat collecting part.

그리고, 본 발명의 또 다른 실시예인 집열기는, 열전달매체인 작동유체를 흐르게 하여 외부 열을 받아들이는 집열부; 내부에는 보온기체가 채워지며, 상기 집열부의 외부를 둘러싸서 상기 집열부의 열손실을 저감시키는 보온부; 그리고, 상기 보온부와 집열부 사이에 상기 집열부를 둘러싸고 내부에 부압이 형성된 진공부를 포함하여 구성될 수 있다. In addition, a collector, which is another embodiment of the present invention, includes a collector for receiving external heat by flowing a working fluid that is a heat transfer medium; A heat insulating part filled with a heat insulating gas and surrounding the outside of the heat collecting part to reduce heat loss of the heat collecting part; The vacuum may be configured to surround the heat collecting part between the heat insulating part and the heat collecting part to form a negative pressure therein.

여기서, 상기 진공부는 다수개의 격막으로 구획되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다. The vacuum unit may be partitioned into a plurality of diaphragms.

그리고, 상기 격막으로 구획된 공간의 압력은 동일한 것을 특징으로 할 수 있다. The pressure in the space partitioned by the diaphragm may be the same.

또한, 상기 격막에는 관통된 천공구멍이 더 마련되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the diaphragm may be characterized in that the through hole is further provided.

그리고, 상기 진공부 내로 외부 공기를 주입 또는 추출할 수 있도록 공기출입 통로가 더 마련되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, an air access passage may be further provided to inject or extract external air into the vacuum unit.

한편, 상기 진공부와 상기 보온부의 압력이 서로 상이함을 특징으로 할 수 있다. On the other hand, the pressure of the vacuum portion and the heat insulating portion may be characterized in that they are different from each other.

그리고, 본 발명의 또 다른 실시예인 집열기는, 열전달매체인 작동유체를 흐르게 하여 외부 열을 받아들이는 집열부; 상기 집열부의 외부를 둘러싸서 상기 집열부의 열손실을 저감시키는 보온부; 상기 보온부와 집열부 사이에 상기 집열부를 둘러싸고 내부에 부압이 형성되는 진공부; 그리고, 입사광을 집열부로 반사 및 집중시키도록 상기 진공부 또는 상기 보온부 중 어느 일측의 내부에 형성되는 반사막을 포함하여 구성될 수 있다. In addition, a collector, which is another embodiment of the present invention, includes a collector for receiving external heat by flowing a working fluid that is a heat transfer medium; A heat insulating part surrounding the outside of the heat collecting part to reduce heat loss of the heat collecting part; A vacuum part surrounding the heat collecting part between the heat insulating part and the heat collecting part and having a negative pressure formed therein; And, it may be configured to include a reflective film formed inside any one of the vacuum portion or the heat insulating portion to reflect and concentrate the incident light to the heat collecting portion.

상기 진공막 또는 보온막 중 어느 일측의 집열부 쪽 면의 일정 구역에 반사기능을 갖추는 것을 특징으로 할 수 있다. It may be characterized by having a reflective function in a predetermined region of the side of the heat collecting portion on any one side of the vacuum film or the heat insulating film.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 집열기에 의하면, 집열기의 집열부 주위에 반사막을 두어 상기 집열부로 입사광이 집중될 수 있도록 하고, 집열기에서 집열부와 보온부 사이에 진공부를 두어 상기 집열부 내부의 열이 대류 및 전도에 의해 외부로 방출되는 양을 감소시켜 전체 시스템의 효율이 높아지는 이점이 있다. According to the collector according to the present invention having such a configuration, a reflecting film is arranged around the collector of the collector so that incident light can be concentrated in the collector, and a vacuum is disposed between the collector and the heat retainer in the collector. There is an advantage that the efficiency of the overall system is increased by reducing the amount of heat released inside to the outside by convection and conduction.

이하 본 발명에 의한 집열기의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, a preferred embodiment of the collector according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도3을 참조하여, 본 발명에 따른 집열기의 제 1실시예를 설명하면 다음과 같다.Referring to Figure 3, the first embodiment of the collector according to the present invention will be described.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 집열기(20)는, 열전달매체인 작동유체가 흐르면서 외부의 열을 받아들이는 집열부(23)와, 내부에는 보온기체가 채워 지고 상기 집열부(23)의 외부를 감싸도록 설치된 보온막(24)의 내부공간으로서 상기 집열부(23)의 열손실을 저감시키는 보온부(25), 그리고, 입사광을 집열부(23)로 반사 및 집중시키도록 상기 보온부(25) 내에 형성되는 반사막(26)을 포함하여 구성될 수 있다. As shown in FIG. 3, the collector 20 according to the present invention includes a heat collecting part 23 which receives an external heat while a working fluid that is a heat transfer medium flows therein, and an insulating gas is filled in the heat collecting part 23. Insulation space 25 to reduce the heat loss of the heat collecting portion 23 as the inner space of the heat insulating film 24 provided to surround the outside of the), and to reflect and concentrate incident light to the heat collecting portion 23 It may be configured to include a reflective film 26 formed in the insulating portion 25.

상기 보온부(25)는 집열부(23) 내부에 위치하는 작동유체의 열에너지가 외부로 방출되는 것을 감소시키는 기능을 가지며, 상기 보온부(25)에 채워지는 보온기체에는 제한이 없다. 다만, 보온기체로는 경제적이고 쉽게 얻을 수 있는 공기가 바람직하다.The heat insulating part 25 has a function of reducing the heat energy of the working fluid located inside the heat collecting part 23 to the outside, and there is no limitation on the heat insulating gas filled in the heat insulating part 25. However, as an insulating gas, air which can be obtained economically and easily is preferable.

상기 집열부(23)는 외부의 열을 받아들이는 기능을 하며, 집열막(22)에 의해 형성될 수 있다. 그리고, 상기 보온부(25)도 상기 집열부(23)를 형성하는 집열막(22)과 함께 보온기체를 채울 수 있도록 하는 보온막(24)으로 구성될 수 있다. 상기 입사광은 예로 태양광 등이 있을 수 있다. The heat collecting part 23 functions to receive external heat and may be formed by the heat collecting film 22. In addition, the heat insulating part 25 may be configured as a heat insulating film 24 to fill the heat insulating gas together with the heat collecting film 22 forming the heat collecting part 23. The incident light may be, for example, sunlight.

상기 보온부(25)는 격막(25a)에 의하여 다수개의 공간으로 구획될 수 있다. 도 3은 상기 보온부(25) 내에 3개의 격막(25a)을 갖는 집열기의 예시이다. 상기 격막(25a)은 상기 집열막(23)을 상기 보온막(24)과 연결시키는 부분으로서 상기 집열부(23)가 내부의 작동유체의 무게에 의하여 중력방향으로 처지는 것을 완화시키는 기능을 한다. The heat insulating part 25 may be partitioned into a plurality of spaces by the diaphragm 25a. 3 shows an example of a collector having three diaphragms 25a in the heat retaining portion 25. The diaphragm 25a connects the heat collecting film 23 with the heat insulating film 24 and serves to alleviate the heat collecting part 23 from sagging in the gravity direction by the weight of the working fluid therein.

상기 격막(25a)에는 다수의 천공구멍(미도시)을 둠으로써 격막(25a)으로 구분된 보온부(25)의 양쪽 공간이 동일한 압력상태가 되도록 할 수 있다. By providing a plurality of perforations (not shown) in the diaphragm 25a, both spaces of the thermal insulation portion 25 divided by the diaphragm 25a may be in the same pressure state.

상기 보온막(24)과 격막(25a)은 외부의 빛을 투과시킬 수 있도록 투명한 재 질로 구성하는 것이 바람직하며, 상기 집열막(22)은 빛의 흡수도를 높이기 위하여 검은색 재질로 구성하는 것이 바람직하다. Preferably, the insulating film 24 and the diaphragm 25a are made of a transparent material to transmit external light, and the heat collecting film 22 is made of a black material to increase light absorption. desirable.

또한, 상기 집열막(23)과 보온막(25)과 격막(25a)은 유연한 재질로 구성될 수 있다. 즉, 상기 집열막(23)과 보온막(25)과 격막(25a)은 수지재질로 이루어질 수 있으며, 그 예로 비닐계 수지 등을 들 수 있다. 비닐계 수지와 같이 유연한 재질로 구성된 경우, 보온부(25) 내 압력이 대기압보다 크게 되도록 보온기체를 충분히 채워 집열기(20)를 부풀리고 집열부(23)의 작동유체도 적당한 압력을 갖도록 하여 도 3과 같이 집열에 필요한 소정의 단면형태를 구현할 수 있다. In addition, the heat collecting film 23, the heat insulating film 25, and the diaphragm 25a may be made of a flexible material. That is, the heat collecting film 23, the heat insulating film 25, and the diaphragm 25a may be made of a resin material, and examples thereof include vinyl resin. In the case of a flexible material such as a vinyl-based resin, the heat insulator 20 is sufficiently filled so that the pressure in the heat insulator 25 is greater than the atmospheric pressure, the inflator 20 is inflated, and the working fluid of the heat insulator 23 has an appropriate pressure. As such, it is possible to implement a predetermined cross-sectional shape required for heat collection.

상기 수지는 가격이 저렴하고 소망하는 형상으로 가공이 용이하기 때문에, 상기 재질로 이루어진 집열기(20)는 나대지 또는 농한기의 논밭 등 넓은 면적에 설치함으로써 태양광의 특성인 낮은 입사밀도를 극복하여 대량의 온수를 얻을 수 있다.Since the resin is inexpensive and easy to process into a desired shape, the collector 20 made of the material is installed in a large area such as a paddy field or a paddy field of a dry season to overcome low incidence density, which is a characteristic of sunlight, and a large amount of hot water. Can be obtained.

그리고, 상기 집열기(20)에는 상기 보온막(24)과 격막(25a)을 통과한 빛이 다시 집열부(23)로 유입되도록 반사막(26)이 마련된다. 상기 반사막(26)은, 상기 보온부(25) 내에 마련되어, 입사광이 상기 집열부(23)로 유입될 수 있도록 반사시켜 열효율을 높이는 역할을 한다. In addition, the collector 20 is provided with a reflective film 26 so that light passing through the heat insulating film 24 and the diaphragm 25a flows back into the heat collecting part 23. The reflective film 26 is provided in the heat insulating part 25, and reflects incident light so that the light may flow into the heat collecting part 23.

또한, 상기 반사막(26)은 도 3에 도시된 바와 같이, 막으로 형성될 수 있으며, 상기 빛 즉 입사광이 입사하는 방향의 반대쪽에 상기 집열부(23)를 중심으로 라운드지도록 형성될 수 있다. 상기 반사막(26)이 상기 집열부(23)를 중심으로 라운드져 상기 반사막(26)에 의해 반사되는 빛이 상기 집열부(23)로 집중될 수 있게 된다. In addition, the reflective film 26 may be formed as a film, as shown in FIG. 3, and may be formed to be rounded around the heat collecting part 23 on the opposite side to the direction in which the light, that is, the incident light, is incident. The reflective film 26 is rounded around the heat collecting part 23 so that the light reflected by the reflective film 26 can be concentrated on the heat collecting part 23.

한편, 상기 반사막(26)은 빛이 반사될 수 있도록 반사되는 재질로 구성될 수 있다. 예를 들면 거울반사가 일어나도록 상기 반사막(26)의 일측면에 수은 등의 재질로 도포될 수 있다. 물론, 상기 반사막(26)은 상기 반사막(26) 전체가 반사될 수 있는 재질로 구성될 수도 있으며, 일부만 반사될 수 있는 재질로 구성될 수도 있다. On the other hand, the reflective film 26 may be made of a material that is reflected so that light is reflected. For example, one side of the reflective layer 26 may be coated with a material such as mercury so that mirror reflection occurs. Of course, the reflective film 26 may be made of a material that can reflect the entirety of the reflective film 26, or may be made of a material that can be partially reflected.

그리고, 상기 반사막(26)은 유연한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 수지 등으로 형성되어 작업성을 용이하게 할 수 있다. In addition, the reflective layer 26 may be formed of a flexible material. For example, it can be formed with resin etc. and can make workability easy.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 반사막(26)에 의해 구획되는 보온부(25)의 입사광 쪽 공간과, 반대 쪽 공간에 작용하는 압력이 상이하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 입사광 쪽 공간의 압력을 상기 반대 쪽 공간의 압력보다 크게하여 상기 반사막(26)이 도시된 바와 같이 항상 팽창되어 상기 집열막(22)과 접촉되지 않도록 할 수 있다. In addition, as shown in FIG. 3, the pressure acting on the space opposite to the incident light of the heat insulating portion 25 partitioned by the reflective film 26 may be configured to be different. For example, the pressure of the space on the side of the incident light may be greater than the pressure of the space on the opposite side so that the reflective film 26 is always expanded as shown and does not come into contact with the heat collecting film 22.

그리고, 상기 반사막(26)이 도 3에 도시된 바와 같은 형상으로 항상 유지될 수 있도록 하여, 상기 집열부(22)로 빛이 반사되어 집중될 수 있도록 할 수 있다. In addition, the reflective film 26 may be always maintained in the shape as shown in FIG. 3, so that light may be reflected and concentrated to the heat collecting part 22.

한편, 상술한 실시예에서는 상기 반사막(26)이 별개로 마련되어 있으나, 상기 반사막(26)이 별도로 구비되어 있지 않고, 상기 보온막(24)의 내측면이 반사기능을 갖도록 마련되어 상기 집열부(23) 근처로 유입되는 빛을 반사시켜 상기 집열부(23)로 집중될 수 있도록 할 수 있다. 물론, 사용자의 필요에 따라 상기 보온막(24)의 내측면의 일부 또는 전부가 반사기능을 갖도록 할 수도 있다. Meanwhile, in the above-described embodiment, the reflective film 26 is provided separately, but the reflective film 26 is not provided separately, and the inner surface of the thermal insulation film 24 is provided to have a reflective function. By reflecting the light flowing into the vicinity can be concentrated to the heat collecting unit (23). Of course, some or all of the inner surface of the thermal insulation film 24 may have a reflective function as required by the user.

이하 본 발명인 집열기의 제 1실시예의 작용을 설명하면, 먼저, 상기 집열막(22) 내부의 유로를 따라 작동유체가 유동된다. 이때, 외부의 입사광이 상기 보온막(24)을 관통하여 일부는 상기 집열부(23)로 유입되고 나머지 일부는 격막(23a)을 관통한다. Referring to the operation of the first embodiment of the collector according to the present invention, first, the working fluid flows along the flow path inside the heat collecting film 22. At this time, external incident light penetrates through the heat insulating film 24, and a part of the light enters the heat collecting part 23, and a part of the light penetrates the diaphragm 23a.

상기 격막(23a)을 관통한 빛은 반사막(26)에 도달하게 된다. 상기 반사막(26)에 도달한 광은 상기 반사막(26)에 의해 반사되어 다시 상기 집열부(23)로 유입되게 된다. 이때, 상기 반사막(26)이 상기 집열부(23)를 중심으로 라운드져 있어 상기 반사막(26)에 의해 반사되는 광은 상기 집열부(23)로 더욱 집중되게 된다. Light passing through the diaphragm 23a reaches the reflective film 26. The light reaching the reflective film 26 is reflected by the reflective film 26 and then flows back into the heat collecting part 23. At this time, the reflecting film 26 is rounded around the heat collecting part 23 so that the light reflected by the reflecting film 26 is further concentrated on the heat collecting part 23.

다음으로, 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 집열기의 제 2실시예를 설명하면 다음과 같다. Next, referring to FIG. 4, a second embodiment of the collector according to the present invention will be described.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 집열기(30)는, 열전달매체인 작동유체가 흐르면서 외부의 열을 받아들이는 집열부(33)와, 내부에는 보온기체가 채워지고 상기 집열부(33)의 외부를 둘러싸서 상기 집열부(33)의 열손실을 저감시키는 보온부(35), 그리고, 상기 보온부(35)와 상기 집열부(33) 사이에서 상기 집열부(33)를 감싸도록 형성되어, 내부에 부압이 형성되는 진공부(37)를 포함하여 구성될 수도 있다. As shown in FIG. 4, the heat collector 30 according to the present invention includes a heat collecting part 33 which receives an external heat while a working fluid that is a heat transfer medium flows, and a heat insulating gas is filled in the heat collecting part 33. The heat insulating part 35 which reduces the heat loss of the heat collecting part 33 by surrounding the outside of the heat sink, and surrounds the heat collecting part 33 between the heat insulating part 35 and the heat collecting part 33. It may be configured to include a vacuum portion 37 is formed, the negative pressure therein.

상기 집열부(33)와 상기 보온부(35)는 도 3에 도시된 제 1실시예의 구성과 같이 유사하게 구성될 수 있다. 다만, 제 1실시예와 크게 다른 점은 상기 집열부(33)와 상기 보온부(35) 사이에 진공부(37)가 더 구비되어 있는 것이며, 이하 이에 대해 상세하게 설명하도록 한다. The heat collecting part 33 and the heat insulating part 35 may be similarly configured as in the first embodiment shown in FIG. 3. However, a significant difference from the first embodiment is that the vacuum unit 37 is further provided between the heat collecting part 33 and the heat insulating part 35, which will be described in detail below.

상기 진공부(37)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 집열부(33)를 완전히 감싸도록 형성되며, 내부가 대기압보다 작은 압력인 부압을 갖도록 마련된다. As shown in FIG. 4, the vacuum part 37 is formed to completely surround the heat collecting part 33, and the inside of the vacuum part 37 is provided to have a negative pressure which is a pressure smaller than atmospheric pressure.

상기 진공부(37)가 부압으로 형성되면, 상기 진공부(37) 내부에서는 열의 대류 및 전달이 대기압보다 큰 압력인 정압일 때에 비하여 감소된다. 즉, 상기 집열부(33) 내부의 열이 상기 진공부(37)에 의해 차단되어 외부로 적게 방출되게 된다. 따라서, 상기 진공부(37)에 의해 상기 집열부(33) 내부의 열의 손실이 감소되어 상기 집열기(30) 전체의 열효율이 높아지게 된다. When the vacuum part 37 is formed at a negative pressure, the convection and transfer of heat in the vacuum part 37 is reduced as compared with when the positive pressure is a pressure larger than atmospheric pressure. That is, heat inside the heat collecting part 33 is blocked by the vacuum part 37 so that less heat is emitted to the outside. Therefore, the loss of heat inside the heat collecting part 33 is reduced by the vacuum part 37, thereby increasing the thermal efficiency of the entire heat collecting device 30.

또한, 상기 진공부(37)에는 상기 진공부(37) 내부와 외기가 연통되는 공기출입 통로(미도시)가 더 마련될 수 있다. 상기 공기출입 통로는 예를 들면, 상기 진공부(37) 측과 외기측을 연통시키는 튜브같은 것을 설치하여 구성할 수도 있다. In addition, the vacuum unit 37 may be further provided with an air access passage (not shown) through which the inside of the vacuum unit 37 and the outside air communicate. The air intake passage may be configured by, for example, providing a tube for communicating the vacuum portion 37 side with the outside air side.

그리고, 상기 진공부(37)를 구성하는 진공막(36)은 상기 집열부(33)를 구성하는 집열막(32)에 대해 소정의 간격을 가지도록 형성된다. 즉, 상기 진공막(37)이 상기 집열막(32)에 대해 소정의 간격을 가져야 진공부(37)가 형성되어 상술한 효과가 발생하게 된다. The vacuum film 36 constituting the vacuum part 37 is formed to have a predetermined interval with respect to the heat collecting film 32 constituting the heat collecting part 33. That is, the vacuum part 37 is formed only when the vacuum film 37 has a predetermined interval with respect to the heat collecting film 32 so that the above-described effect occurs.

상기 진공부(37) 내에는 진공부(37)를 구획하는 다수의 격막(36a)을 둘 수 있다. 상기 격막(36a)은 상기 집열막(32)을 상기 진공막(36)과 연결시키는 부분으로서 상기 집열부(33)가 내부의 작동유체의 무게에 의하여 중력방향으로 처지는 것을 완화시키는 기능을 한다. In the vacuum unit 37, a plurality of diaphragms 36a may be disposed to define the vacuum unit 37. The diaphragm 36a connects the heat collecting film 32 with the vacuum film 36 and serves to alleviate the heat collecting part 33 from sagging in the gravity direction by the weight of the working fluid therein.

또한, 상기 공기출입 통로가 상기 격막(36a)으로 각각 구분되어 있는 상기 진공부(37)에 각각 형성될 수도 있으나, 상기 각각의 격막(36a)에 관통된 천공구 멍(미도시)이 마련되어 상기 진공부(37)의 구획된 공간이 모두 동일한 압력공간이 되므로 공기출입 통로를 1개만 설치할 수도 있다. In addition, the air access passage may be formed in the vacuum portion 37 respectively divided by the diaphragm 36a, but a drill hole (not shown) penetrated through each of the diaphragm 36a is provided. Since all of the divided spaces of the vacuum part 37 become the same pressure space, only one air access passage may be provided.

한편, 상기 보온막(34)이 상기 진공막(36)과 소정의 간격을 가지도록 형성된다. 즉, 상기 보온막(34)이 상기 진공막(36)에 대해 소정의 간격을 가져야 상기 보온부(35)에 공기층이 형성되며, 상기 공기층이 단열수단이 되어, 상기 집열부(33) 내부의 열이 보온되는 효과가 나타나게 된다. On the other hand, the insulating film 34 is formed to have a predetermined distance from the vacuum film 36. That is, an air layer is formed in the heat insulating part 35 only when the heat insulating film 34 has a predetermined interval with respect to the vacuum film 36, and the air layer serves as a heat insulating means. The effect of heat is retained.

상기 보온부(35)는 소정의 압력 이상으로 유지해야 한다. 보다 바람직하게는 상기 보온부(35) 내 압력을 충분히 크게 하여 도 4에 도시된 바와 같이 상기 보온막(34)이 외부로 팽창하고, 팽창된 상기 보온막(34)에 연결된 격막(34a)에 의하여 상기 진공막(36)이 상기 집열막(32)과 접촉되지 않고 소정의 간격을 유지하게 할 수 있다. The thermal insulation part 35 should be maintained above a predetermined pressure. More preferably, the pressure in the heat insulating part 35 is sufficiently increased, and as shown in FIG. 4, the heat insulating film 34 expands to the outside and is connected to the diaphragm 34a connected to the expanded heat insulating film 34. As a result, the vacuum film 36 may be maintained at a predetermined interval without being in contact with the heat collecting film 32.

그리고, 상기 격막(34a)에는 상기 격막(34a)에 의해 구획된 각각의 공간의 압력을 동일하게 하기 위해, 상기 진공부(37)의 격막처럼 천공구멍(미도시)이 마련될 수도 있다. In addition, the diaphragm 34a may be provided with a perforation hole (not shown) like the diaphragm of the vacuum part 37 to equalize the pressure of each space partitioned by the diaphragm 34a.

이하 본 발명인 집열기의 제 2실시예의 작용을 설명하면, 먼저, 상기 집열부(33) 내부의 유로를 따라 작동유체가 유동된다. 이때, 외부의 입사광이 상기 보온막(34)을 관통하여 상기 집열부(33)로 유입된다. Referring to the operation of the second embodiment of the collector of the present invention, first, the working fluid flows along the flow path inside the collector 33. At this time, external incident light penetrates the heat insulating film 34 and flows into the heat collecting part 33.

상기 집열부(33)로 유입된 광은 상기 집열부(33)의 작동유체를 가열하는데 이용된다. 상기 집열부(33)가 가열되어 외부보다 온도가 높은 경우, 상기 집열부(33) 내부의 열이 외부로 유동될 수 있다. The light introduced into the heat collecting portion 33 is used to heat the working fluid of the heat collecting portion 33. When the heat collecting portion 33 is heated to a higher temperature than the outside, heat inside the heat collecting portion 33 may flow to the outside.

이때, 상기 집열부(33)의 외측에는 소정의 공간을 가지는 진공부(37)가 마련되어 있어, 외부로 유출되는 열의 양을 감소시킨다. 상기 진공부(37) 내에는 부압이 형성되어, 열을 전달할 수 있는 매질인 공기가 적으므로, 열의 전도와 대류가 적게 발생하게 된다. 따라서, 상기 집열부(33) 내부의 열이 외부로 적게 방출되어 집열효율이 높아지게 된다. At this time, a vacuum portion 37 having a predetermined space is provided outside the heat collecting portion 33 to reduce the amount of heat flowing out. In the vacuum part 37, a negative pressure is formed, and thus less air is used as a medium capable of transferring heat, so heat conduction and convection are less generated. Therefore, less heat is released to the outside of the heat collecting portion 33 to increase the heat collecting efficiency.

그리고, 본 발명에 의한 집열기의 제 3실시예로, 도 5에 도시된 바와 같이, 집열기(40)에 상술한 반사막(48)와 상술한 진공막(46)가 모두 구비될 수도 있다. As a third embodiment of the collector according to the present invention, as shown in FIG. 5, the collector 40 may include both the above-described reflective film 48 and the above-described vacuum film 46.

예를 들면, 상기 집열기(40)가, 열전달매체인 작동유체를 흐르게 하여 외부 열을 받아들이는 집열부(43)와, 상기 집열부(43)의 외부를 둘러싸서 상기 집열부(43)의 열손실을 저감시키는 보온부(45)와, 상기 보온부(45)와 상기 집열부(43) 사이에서 상기 집열부(44)를 둘러싸고 내부에 부압이 형성되는 진공부(47)와, 상기 열을 집열부(43)로 반사 및 집중시키도록 상기 진공부(47) 또는 상기 보온부(45) 중 어느 일측의 내부에 형성되는 반사막(48)을 포함하여 구성될 수도 있다. For example, the collector 40 collects an external heat by flowing a working fluid that is a heat transfer medium, and surrounds the outside of the heat collecting part 43 to heat the heat of the heat collecting part 43. A heat insulating part 45 for reducing a loss, a vacuum part 47 surrounding the heat collecting part 44 between the heat insulating part 45 and the heat collecting part 43, and a negative pressure is formed therein, and the heat It may be configured to include a reflecting film 48 formed inside any one of the vacuum portion 47 or the heat insulating portion 45 to reflect and concentrate to the heat collecting portion 43.

물론, 상기 반사막(48) 대신 상기 진공막(46) 또는 보온막(44) 중 어느 일측의 집열부 쪽 면의 일정 구역에 반사기능을 갖추어 입사광을 상기 집열부(43)에 집중시킬 수도 있다. Of course, instead of the reflective film 48, the vacuum film 46 or the heat insulating film 44 may be provided with a reflecting function in a predetermined region on the side of the heat collecting portion side of one side to concentrate the incident light on the heat collecting portion 43.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다. The rights of the present invention are not limited to the embodiments described above, but are defined by the claims, and those skilled in the art can make various modifications and adaptations within the scope of the claims. It is self-evident.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 집열기에서는 다음과 같은 효과가 있다. In the collector according to the present invention as described in detail above has the following effects.

먼저, 집열기의 집열부 주위에 반사막을 두어 상기 집열부로 입사광이 집중될 수 있도록 하여 전체 시스템의 효율이 높아지는 효과가 있다. First, a reflecting film is disposed around the heat collecting portion of the heat collector so that incident light can be concentrated on the heat collecting portion, thereby increasing the efficiency of the entire system.

그리고, 집열기에서 집열부와 보온부 사이에 진공부를 두어 상기 집열부 내부의 열이 대류 및 전도에 의해 외부로 방출되는 양을 감소시켜 전체 시스템의 효율이 높아지는 효과가 있다. In addition, by placing a vacuum part between the heat collecting part and the heat insulating part in the collector, the amount of heat released into the outside by convection and conduction is reduced, thereby increasing the efficiency of the entire system.

Claims (14)

열전달매체인 작동유체를 흐르게 하여 외부 열을 받아들이는 집열부;A heat collecting portion for receiving external heat by flowing a working fluid that is a heat transfer medium; 상기 집열부의 외부를 둘러싸서 상기 집열부의 열손실을 저감시키는 보온부; 그리고,A heat insulating part surrounding the outside of the heat collecting part to reduce heat loss of the heat collecting part; And, 입사광을 집열부로 반사 및 집중시키도록 상기 보온부의 내에 형성되는 반사막을 포함하여 구성되는 집열기.And a reflecting film formed in the heat retaining portion to reflect and concentrate incident light to the heat collecting portion. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 반사막은 상기 집열부를 중심으로 라운드지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 집열기.And the reflective film is formed to be rounded around the heat collecting part. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 반사막은 상기 집열부방향으로 상기 입사광이 집중되도록 반사되는 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 집열기.And the reflecting film is formed of a material that is reflected to concentrate the incident light toward the collecting part. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 반사막은 유연한 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 집열기.The collector is characterized in that the collector is formed of a flexible material. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 반사막에 의하여 나뉘어지는 상기 보온부의 두 구역의 압력이 서로 상이한 것을 특징으로 하는 집열기.And the pressures of the two zones divided by the reflective film are different from each other. 열전달매체인 작동유체를 흐르게 하여 외부 열을 받아들이는 집열부; 그리고,A heat collecting portion for receiving external heat by flowing a working fluid that is a heat transfer medium; And, 내부에는 보온기체가 채워지며, 상기 집열부의 외부를 감싸도록 설치되고, 입사광을 집열부로 반사 및 집중시키도록 내측에 반사기능을 갖춘 보온부;를 포함하는 집열기. And a warming gas filled therein, the heat insulating part being installed to surround the outside of the heat collecting part, and having a reflecting function inside to reflect and concentrate incident light to the light collecting part. 열전달매체인 작동유체를 흐르게 하여 외부 열을 받아들이는 집열부;A heat collecting portion for receiving external heat by flowing a working fluid that is a heat transfer medium; 내부에는 보온기체가 채워지며, 상기 집열부의 외부를 둘러싸서 상기 집열부의 열손실을 저감시키는 보온부; 그리고,A heat insulating part filled with a heat insulating gas and surrounding the outside of the heat collecting part to reduce heat loss of the heat collecting part; And, 상기 보온부와 집열부 사이에 상기 보온부를 둘러싸고, 내부에 부압이 형성되도록 하는 진공부를 포함하여 구성되는 집열기.And a vacuum part surrounding the heat insulating part between the heat insulating part and the heat collecting part, and having a negative pressure formed therein. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 진공부는 다수개의 격막으로 구획되어 있는 것을 특징으로 하는 집열기.And the vacuum part is partitioned into a plurality of diaphragms. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 격막으로 구획된 공간의 압력은 동일한 것을 특징으로 하는 집열기.And the pressure in the space partitioned by the diaphragm is the same. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,The method according to claim 8 or 9, 상기 격막에는 관통된 천공구멍이 마련되는 것을 특징으로 하는 집열기. And the through hole is provided in the diaphragm. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 진공부 내부로 외부의 공기를 주입 또는 추출할 수 있도록 공기출입 통로가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 집열기.Collector, characterized in that the air entry passage is further provided to inject or extract the outside air into the vacuum portion. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 진공부와 상기 상기 보온부 사이의 압력이 서로 상이함을 특징으로 하는 집열기. And a pressure between the vacuum part and the heat insulating part is different from each other. 열전달매체인 작동유체를 흐르게 하여 외부 열을 받아들이는 집열부;A heat collecting portion for receiving external heat by flowing a working fluid that is a heat transfer medium; 상기 집열부의 외부를 감싸도록 설치되어 상기 집열부의 열손실을 저감시키는 보온부; A heat insulating part installed to surround the outside of the heat collecting part to reduce heat loss of the heat collecting part; 상기 보온부와 집열부 사이에 상기 집열부를 감싸도록 형성되어, 내부에 부압이 형성되도록 하는 진공부; 그리고, A vacuum part formed to surround the heat collecting part between the heat insulating part and the heat collecting part so that a negative pressure is formed therein; And, 입사광을 집열부로 반사 및 집중시키도록 상기 진공부 또는 상기 보온부 중 어느 일측의 내부에 형성되는 반사막을 포함하여 구성되는 집열기.And a reflective film formed inside one of the vacuum part and the heat insulating part to reflect and concentrate incident light to the heat collecting part. 제 13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 진공막 또는 보온막 중 어느 일측의 집열부 쪽 면의 일정 구역에 반사기능을 갖추는 것을 특징으로 하는 집열기.And a reflecting function in a predetermined region of the surface of the heat collecting portion on any one side of the vacuum film or the heat insulating film.
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