KR20110030252A - 히트파이프와 회전 반사판 슬랫을 구비한 유로 블라인드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적어도 하나의 회전하여 집광하는 회전 반사판 슬랫(이하 “회전 반사판 슬랫”이라 칭함)과 히트파이프를 구비하고 집광된 광을 수광하는 히트파이프 어셈블리, 매니폴드 유류관을 포함하여 이루어져, 상기 매니폴드 유류관을 통해, 상기 하나 이상의 회전 반사판 슬랫이 연결됨으로써 유로를 구성하고, 상기 유로를 흐르는 유류와 상기 히트파이프 슬랫의 히트파이프가 열 교환하는 것을 특징으로 하는 히트파이프와 회전 반사판 슬랫을 구비한 히트파이프 유로 블라인드(이하 “히트파이프-회전 반사판 유로 블라인드”라 칭함)를 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 히트파이프-회전 반사판 유로 블라인드를 이용하여 매니폴드 유류관 내의 유류로 공기를 흐르게 하면, 이를 히트파이프를 통해 전달된 태양에너지로 가열하여 고온의 공기로 공급할 수 있어, 통상의 음식물 쓰레기 처리기, 신발건조기, 칫솔건조 소독기, 행주건조기 등에 적용하면 전기사용을 줄이므로 매우 경제적인 효과가 있으며, 물을 흐르게 하면 온수 및 난방기기로 사용할 수 있다.

본 발명은 히트파이프를 블라인드 슬랫에 구비하고, 슬랫에 도달하는 태양에너지를 신속하게 흡열할 수 있도록 하여 블라인드의 응용 범위를 크게 확대하여, 슬랫에 탑재하는 태양전지를 포함하는 전자기기의 냉각장치, 공기청정기, 실내 환기 장치 등에 적용하면 활용성이 큰 효과가 있다.

반사판, 히트파이프, 블라인드, 태양광, 태양열,유동 유로, 슬랫

Description

히트파이프와 회전 반사판 슬랫을 구비한 유로 블라인드{A solar energy collecting window blind having fluid flow path equipped with heat-pipe and rotating reflector slats}

본 발명은 블라인드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전 집광하는 회전 반사판 슬랫과 회전 반사판 슬랫에 일대일 대응되게 구비되는 히트파이프 어셈블리와 매니폴드 유류관을 연결하여 유로를 구비하고 유로를 흐르는 공기와 같은 유류와 히트파이프가 열 교환 되게 하여 회수된 열을 효율적으로 이용할 수 있도록 개선된 히트파이프-회전 반사판 유로 블라인드에 관한 것이다.

종래 블라인드는, 아파트 등 공동주택의 개별 세대에서 태양광에 대한 수광 면적과 시간 측면에서 태양 에너지 이용 잠재력을 상대적으로 크게 가지고 있다.

이를 테면, 고정 설치되는 창호나 건물 벽체와는 다르게 슬랫의 중첩과 인출을 통한 태양광 수광 면적 또는 시간의 임의 해제 및 다양한 태양에너지 응용 적용의 용이성, 저렴한 가격의 경제성, 착탈 편리함과 같은 이동성, 구조적인 태양추미구동 가능성을 가지고 있어, 여러 가지 목적에 응용하기가 매우 유연하다는 것이 그것이다.

하지만, 현재까지 개시된 종래 블라인드는 단순한 태양빛의 차양막 역할에 그치고 있어 다양한 응용기술의 접목이 필요하다.

이러한 접목기술로 히트파이프를 들 수 있는데, 일반적으로 히트파이프는 밀폐된 용기 내에 작동유체를 주입한 후 진공 배기한 것으로 작동유체의 증발과 응축에 의하여 별도의 외부 동력 없이 열을 전달하는 기구를 말하며, 통상적으로 증발부로부터 응축부로의 기체의 이동은 압력차에 의하여 발생하며, 응축부에서 증발부로의 이동은 용기 내에 형성된 다공성 윅(Wick)을 이용한다.

히트파이프의 특수한 형태로서, 서모 사이폰(thermosyphon)이 있는데, 이는 별도의 윅 구조를 가지지 않으면서 중력에 의하여 액체가 증발부로 이동하는 구조이며, 반드시 수직 형태로 설치되어야 하고 대표적으로 태양열 집열관을 들 수 있다. 또한, 이러한 열의 전달에 사용하는 히트파이프는 특정 함체 내를 유동하는 유류보다 내부의 열을 더욱 신속하게 싱크시키는데 주로 이용한다. 예를 들면 컴퓨터의 CPU를 냉각시키거나 태양전지를 냉각시키거나, 태양열 집열관 내부의 태양에너지에 의해 가열된 열을 물로 채워진 축열조에 전달하는 용도 등으로 사용되며, 지속적으로 열을 전달하도록 응축부에서 다른 열매체와 열 교환한다.

도 1은 특수한 형태로서 진동 세관형 히트파이프의 작동 개념도이다.

진동 세관형 히트파이프는 윅(wick)에 의한 증발부로의 작동액 환원 없이, 유체의 진동에 의하여 열을 수송하는 열전달 기구로서, 도 1과 같이 세관을 사행(serpentine,蛇行)시킨 밀폐 구조인데, 세관을 진공 상태로 만든 후 임의의 비율 로 작동유체를 충전시킨 매우 단순한 구조로 되어 있다. 기본적인 작동은 작동액 및 증기포의 불규칙적인 루프내 순환 또는 축방향 진동에 의한 것이며, 가열부에 주어진 열량만큼의 핵 비등을 일으키고, 핵 비등에 의해 발생된 기포는 합쳐진 후 기액 슬러그류(slug flow)의 형태로 되며, 슬러그류는 압력파를 발생시킴과 동시에 축 방향 진동을 동반하는 유동으로 되어 순환하고, 증기의 기포가 대류 열전달과 잠열 수송을 하며, 이러한 작동을 위해서는 세관 형 튜브의 내경이 충분히 작아야 된다.

이와 같이 일반적인 히트파이프 내지 서모 사이폰과는 달리 진동 세관형 히트파이프는 충분히 작은 내경으로 인한 표면장력과 축 방향 진동에 의한 순환운동을 이용하므로 그 길이에 있어서 거의 제한이 없다.

이러한 진동 세관형 히트파이프는 클로로디플루오르메탄과 같은 작동유체를 열전도율이 매우 좋은 동관, 알루미늄 관 또는 플라스틱 관에 내체적비 30% ~ 40%로 충전하여 사용하며, 통상적으로 관의 외경은 5mm 이하이고, 내경은 관 제작 재질에 따라 다를 수 있으며, 이러한 히트파이프를 태양빛으로 가열되는 슬랫에 배치하여 열을 신속하게 방사하거나 습득하여 전달시켜 고온공기 생성, 온수 및 난방 등에 활용할 수 있다.

한편, 종래 블라인드는 슬랫이 수평으로 거치되는 수평 블라인드, 수직으로 거치되는 수직 블라인드로 나뉘고 구동원에 따라 전동식 블라인드와 수동식 블라인드로 구분되어 진다. 그 중 전동식 블라인드는 모터와 리모콘을 구비하여 슬랫의 회전이나 중첩/인출을 자동으로 하도록 진화하고 있으며 예컨대, 도 2와 같다.

도 2에서와 같이, 전동 수직 블라인드(6)는 (a)처럼 크게 두 부분으로 이루어져 있다. 즉, 베이스 케이싱(9)을 포함하는 수직 슬랫 구동부(61)와, 상하단에 각각 하단 고정줄(92d)이 구비된 다수의 수직 슬랫(62)으로 구성되는데, (b)와 같이 수직 슬랫 구동부(61)는 리트렉터와 각도조절수단으로 구성되며, 각도 조절수단은 슬랫 회전고정부재, 동력 변환부재, 동력전달부재, 동력구동부재로 이루어지고 각각의 구현은 수직 슬랫(62)을 지지하고 회전시키는 슬랫 회전고정부재인 회전핀(95a), 슬랫 회전 고정부재를 회전시키는 베벨기어쌍(94a,94b)으로 구성되는 동력 변환부재, 그리고 동력전달부재인 각도조절 회전 샤프트(93), 전동식 동력구동부재인 종동기어(99b), 구동기어(99a)이다. 그리고 동력원인 모터(91) 및 블라인드 구동제어수단(98)을 포함한다.

반면, 수동식 수직 블라인드(미도시)의 경우는, 통상적으로 수동 리트렉터 견인줄과 상기 각도조절 회전 샤프트(93)의 회전수단으로 외부에 각이진 회전 막대(미도시)를 이용하여, 회전 막대를 마치 드라이버로 나사를 돌리듯이 수동으로 회전시키고 이를 통해 상기 각도조절 회전 샤프트(93)를 회전시킴으로써 수직 슬랫(62)을 좌우로 회전 거동하게 한다.

또한, 도시하지는 않았지만 수평 블라인드 역시, 베이스 케이싱을 구비한 수평슬랫 구동부, 한조의 수평 슬랫으로 이루어지며, 수평슬랫 구동부 역시 리트렉터와 각도조절수단을 포함하고 구동부에 있어 수직블라인드와의 차이점은 슬랫 회전 고정부재의 회전핀(95a) 대신에 와이어로프와 슬랫거치줄인 것만 다를 뿐이다. 이러한 리트렉터와 각도조절수단은 다양한 구현 방법이 있고 이미 공지된 것이기 때문에 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이와 같이 종래 블라인드가 수직형 혹은 수평형 또는 수동식 혹은 전동식 중 어떤 형태를 취하든지 간에 이들의 공통된 특징은 블라인드 슬랫을 회전시켜, 빛 주광을 받아들이는 채광 및 사생활 관련 타인의 시선과 빛을 차단하는 차광 기능을 가진다는 점이다.

최근에는 이러한 단순 차광기능에 더하여 다양한 기술들이 일부 블라인드에 접목되고 있는데, 주요한 예로 태양빛의 실내 반사, 태양광발전 블라인드 등으로 진화하는 등 기술 개선과 이들이 아파트 등 공동주택의 발코니, 이중창호 안에 보급이 확산되고 있는 것을 들 수 있다. 그러나 진화되고 있는 대부분의 기술들이 블라인드의 슬랫 표면에 단순 장착하는 수준 내지 활용하는 수준으로, 블라인드의 슬랫의 내부에까지 응용범위를 제대로 확대하지 못하고 있는 것이 사실이다.

이에, 본 출원인은 음식물쓰레기 처리기 등에 사용하고자, 슬랫 내부의 응용에 주목하여, 각도가 조절되어 직접 태양에 대향되는 블라인드 슬랫의 내부에 유류가 유동할 수 있는 공간을 형성시켜 태양빛이 슬랫 내부까지 인입되게 하는 내부 유로가 형성된 유로 슬랫(이하 “유로 슬랫”이라 함)을 구성하고, 이들을 연결 유류관을 사용하여 다단으로 연결한 유로 상에 유동 유류를 흐르게 함으로써 열 교환된 유동유류를 직접 사용하도록 하는 유동 유로를 구비한 블라인드(이하 “유로 블라인드”라 함)를 특허출원(10-2009-0087802)(이하 ‘선출원 1’이라 함)한 바 있다.

또한, 본 출원인은 상기 선출원 1과 다른 방법으로 음식물쓰레기 처리기 등에 사용하고자, 슬랫 내부의 응용에 더욱 주목하여, 각도가 조절되어 직접 태양에 대향되는 블라인드 슬랫의 내부에 히트파이프를 배치한 블라인드 슬랫(이하 ”히트파이프 슬랫“이라 함)을 구성하여, 매니폴드 유류관을 사용하여 다단으로 연결한 유로 상에 유동 유류를 흐르게 하고 이때 열 교환된 유동유류를 직접 사용하도록 한 히트파이프 슬랫을 구비한 유로 블라인드(이하 “히트파이프 유로 블라인드”라 함)를 특허출원(10-2009-0124508)(이하 ‘선출원 2’이라 함)한 바 있다.

예컨대, 본 출원인이 출원한 유로 블라인드(선출원 1참조) 및 히트파이프 유로 블라인드(선출원 2참조)는 종래의 블라인드를 구성하는 한 조의 슬랫 내부에 주목하여, 자연에너지의 활용, 공기순환장치, 냉각장치로 활용하도록 슬랫의 기능성을 슬랫 내부에까지 확대함으로써 다양한 응용에 활용 가능하도록 하여 종래의 블라인드를 상당한 수준까지 진화시킨 측면이 있다.

그런데, 선출원 2는 히트파이프 슬랫 전체가 회동하므로 인하여 매니폴드 유류관의 유류관 커넥터 및 매니폴드 함체사이의 유류호스가 꼬이는 문제가 있는데, 이는 태 양의 방위각 혹은 고도각에 따라 그 꼬임정도가 결정되나 그 각도가 좌우 90도를 넘지 않으므로 큰 문제를 가지지 않지만 슬랫의 각도조절시 마다 꼬임이 반복되면서 연결 부위가 일부 풀릴 수도 있는 우려가 있다.

뿐만 아니라, 상기 히트파이프 슬랫이 기능적 측면에서 많은 기술적 진보를 이룩하였음은 사실이나 복사손실 방지 및 히트파이프 슬랫의 하중경감을 위해 투명관의 직경을 더욱 줄일 필요가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 문제점을 해결하도록 회전 반사판을 이용하여 히트파이프-회전 반사판 유로 블라인드를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명 제 1측면에 따른 히트파이프-회전 반사판 유로 블라인드는 베이스케이싱과;, 베이스케이싱과 평행하게 설치된 슬랫가이더와;,베이스케이싱에 내장되고, 외주면에는 스플라인이 형성된 각도조절 회전샤프트와; 몸체에 각도조절 회전샤프트가 끼워져 좌우로 슬라이딩되고, 베이스케이싱에 의해 지지되며, 상하 개구부가 구비된 다수개의 기어박스와;, 기어박스에 내장되고, 각도조절 회전샤프트에 슬라이딩가능하게 끼워져 기어박스와 함께 수평 이동하는 웜과;, 기어박스에 내장되고, 중앙 내부에는 중공이 형성되며, 웜에 치결합된 웜기어와;,내부에는 중공이 형성되고, 기어박스의 하단에 걸림됨과 동시에 이를 관통하여 웜기어의 내부 중공에 회전가능하게 삽입되는 중공 회전핀과;, 기어박스에 지지되는 다수개의 매니폴드함체가 형성된 매니폴드 유류관과;

중공 회전핀의 내부를 접촉없이 통과하여 기어박스에 결합되고, 매니폴드 유류관에 연결되어 열교환하는 히트파이프와;, 히트파이프를 포함하고, 하단은 하단지지부재로 지지되며, 슬랫가이더를 따라 이동되는 히트파이프 하우징과;, 중공 회전핀과 결합되어 회전 반사판 슬랫을 구성하는 반사판과;, 회전 반사판 슬랫과 히트파이프 어셈블리를 인출하고 중첩시키는 리트렉터와;, 각도조절 회전샤프트를 구동하는 동력원인 모터를 포함하여 구성되고 히트파이프가 매니폴드 유류관의 매니폴드함체에 결합되어 유로를 형성하고, 매니폴드 유류관으로 유입된 유류가 유로 내를 유동하면서 히트파이프와 열교환하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명 제 2측면에 따른 히트파이프-회전 반사판 유로 블라인드는 베이스케이싱과;,베이스케이싱과 평행하게 설치된 슬랫가이더와;, 베이스케이싱에 내장되고, 외주면에는 스플라인이 형성된 각도조절 회전샤프트와;, 몸체에 각도조절 회전샤프트가 끼워져 좌우로 슬라이딩되고, 베이스케이싱에 의해 지지되며, 상하 개구부가 구비된 다수개의 기어박스와;, 기어박스에 내장되고, 각도조절 회전샤프트에 슬라이딩가능하게 끼워져 기어박스와 함께 수평 이동하는 웜과;, 기어박스에 내장되고, 중앙 내부에는 중공이 형성되며, 웜에 치결합된 웜기어와;, 내부에는 중공이 형성되고, 기어박스의 하단에 걸림됨과 동시에 이를 관통하여 웜기어의 내부 중공에 회전가능하게 삽입되는 중공 회전핀과;, 기어박스에 지지되는 다수개의 매니폴드함체가 형성된 매니폴드 유류관과;, 중공 회전핀의 중공을 접촉없이 통과하여 기어박스에 결합되고, 하단은 하단지지부재로 지지되며, 슬랫가이더를 따라 이동되면서 매니폴드 유류관에 연결되어 열교환하는 히트파이프와;, 중공 회전핀과 결합되어 회전 반사판 슬랫을 구성하는 반사판과;, 회전 반사판 슬랫과 히트파이프 어셈블리를 인출하고 중첩시키는 리트렉터와;, 각도조절 회전샤프트를 구동하는 동력원인 모터를 포함하여 구성되고; 히트파이프가 매니폴드 유류관의 매니폴드함체에 결합되어 유로를 형성하고, 매니폴드 유류관으로 유입된 유류가 유로 내를 유동하면서 히트파이프와 열교환하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명 제 3측면에 따른 히트파이프-회전 반사판 유로 블라인드는 베이스케이싱과;, 베이스케이싱과 평행하게 설치된 슬랫가이더와;, 베이스케이싱에 내장되고, 외주면에는 스플라인이 형성된 각도조절 회전샤프트와;, 몸체에 각도조절 회전샤프트가 끼워져 좌우로 슬라이딩되고, 베이스케이싱에 의해 지지되며, 상하 개구부가 구비된 다수개의 기어박스와;, 기어박스에 내장되고, 각도조절 회전샤프트에 슬라이딩가능하게 끼워져 기어박스와 함께 수평 이동하는 웜과;, 기어박스에 내장되고, 중앙 내부에는 중공이 형성되며, 웜에 치결합된 웜기어와;, 내부에는 중공이 형성되고, 기어박스의 하단에 걸림됨과 동시에 이를 관통하여 웜기어의 내부 중공에 회전가능하게 삽입되는 중공 회전핀과;, 기어박스에 지지되는 다수개의 매니폴드함체가 형성된 매니폴드 유류관과;, 중공 회전핀의 내부를 접촉없이 통과하여 기어박스에 결합되고, 매니폴드 유류관에 연결되어 열교환하는 히트파이프와;, 히트파이프의 일부가 삽입된 히트파이프 하우징과;, 히트파이프 하우징이 삽입되고, 상단은 중공 회전핀에 삽입되며, 하단은 하단지지부재로 지지되며, 슬랫가이더를 따라 이동되는 단열회전관과;, 중공 회전핀과 결합되어 회전 반사판 슬랫을 구성하는 반사판과;, 회전 반사판 슬랫과 히트파이프 어셈블리를 인출하고 중첩시키는 리트렉터와;, 각도조절 회전샤프트를 구동하는 동력원인 모터를 포함하여 구성되고; 히트파이프가 매니폴드 유류관의 매니폴드함체에 결합되어 유로를 형성하고, 매니폴드 유류관으로 유입된 유류가 유로 내를 유동하면서 히트파이프와 열교환하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 히트파이프 하우징은 진공 처리된 것을 특징으로 하며, 상기 반사판은 원호형상으로 형성되고, 요입된 만곡면에는 수광된 태양광을 히트파이프로 반사하는 거울이 형성되며, 상단은 중공 회전핀에 고정되고 하단은 하단지지부재에 고정된 ‘ㄷ' 형상의 반사판지지대에 의해 지지되고, 상기 반사판에는 상하 길이방향으로 가시광 통과슬릿이 형성되고, 상기 반사판지지대에는 상기 가시광 통과슬릿을 통과한 태양광이 집광되는 태양광 발전모듈이 설치된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 히트파이프의 외주면에는 카세그레인 블록 거울 기능을 수행하는 반사층이 더 형성된 것을 특징으로 하며, 상기 단열회전관의 상단면 적소에는 각도조절앵커가 돌출되고, 상기 각도조절앵커와 대응되는 개소의 중공 회전핀에는 상기 각도조절앵커가 삽입되는 앵커슬롯이 형성되며, 상기 앵커슬롯에는 상기 각도조절앵커를 조절각도로 고정하는 앵커싱크가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명은 히트파이프-회전 반사판 유로 블라인드를 이용하여 태양에너지로 유동 유로 내의 공기 등, 유동 유류를 가열하여 고온의 공기를 공급할 수 있어, 통상의 음식물 쓰레기 처리기, 신발건조기, 칫솔건조 소독기, 행주건조기 등에 적용하면 전기사용을 줄이므로 매우 큰 에너지 절감 효과가 있다.

또한, 온수 및 난방기기, 적시하지 않은 여타 건조장치 등에 매우 다양한 분야에 활용성이 큰 효과가 있다.

이러한 본 발명은 도시 특히, 태양이 비추는 공간이 적은 공동주택의 음식물 쓰레기 문제를 매우 경제적이고 에너지 절약방식으로 개선하는 효과가 기대된다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

(제 1 실시 예)

도 3은 본 발명 제1 실시예에 따른 히트파이프-회전 반사판 유로 블라인드의 사시도이고, 도 4는 본 발명 제1 실시 예에 따른 회전 반사판 슬랫 및 히트파이프 어셈블리의 분해사시도 및 태양광 유입경로를 보인 예시적인 단면도이다.

본 발명 제1 실시 예에 대한 구체적인 설명에 앞서, 설명의 편의상 종래 전동 수직 블라인드(6, 도 2참조)와 동일한 구성은 동일한 도면번호를 붙이고 추가적인 설명은 생략하기로 한다.

발명 제 1 실시예에 따른 히트파이프-회전 반사판 유로 블라인드(2“)는 벽체 등에 고정되는 베이스케이싱(9)과; 길이 방향으로 가이드 슬롯(262)이 형성되고 상기 베이스케이싱(9)과 평행하도록 일정한 간격으로 두고 구비되는 슬랫 가이더(26)와; 상기 베이스케이싱(9)에 내장되고, 외주면에는 스플라인이 형성되며, 회전되는 각도조절 회전샤프트(93)와; 몸체에 상기 각도조절 회전샤프트(93)가 끼워져 좌우로 슬라이딩되고, 베이스케이싱(9)에 의해 지지되며, 상하 개구부가 구비된 다수개의 기어박스(97)와; 상기 기어박스(97)에 내장되고 상기 각도조절 회전샤프트(93)에 슬라이딩가능하게 끼워져 기어박스(97)가 슬라이딩 될 때 기어박스(97)에 밀려 수평 이동하는 웜(94c)과; 상기 기어박스(97)에 내장되고, 중앙 내부에는 일정크기의 중공이 형성되며, 상기 웜(94c)에 치결합되어 동력을 수직으로 전환하는 웜기어(94d)와; 내부에는 중공이 형성되고, 상기 기어박스(97)의 하단에 걸림됨과 동시에 이를 관통하여 상기 웜기어(94d)의 내부 중공에 삽입되어 회전가능하게 설치되는 중공 회전핀(95b)과; 상기 기어박스(97)에 지지되는 다수개의 유류관 커넥터(미도시) 또는 매니폴드함체(1434)가 형성된 매니폴드 유류관(143m)과; 히트파이프(23a)를 구비하고, 상기 중공 회전핀(95b)의 내부를 접촉 없이 통과하여 상기 기어박스(97)에 결합 고정되고, 상기 매니폴드 유류관(143m)에 연결되어 열교환하는 히트파이프 어셈블리(23)와; 상기 히트파이프 어셈블리(23)에 결합되는 히트파이프 하우징(96)과; 상기 중공 회전핀(95b)과 일대일 대응되게 결합되는 회전 반사판 슬랫(14)과; 상기 회전 반사판 슬랫(14)과 히트파이프 어셈블리(23)를 인출하고 중첩시키는 리트렉터(미도시)와; 상기 각도조절 회전샤프트(93)를 구동하는 동력원인 모터(91)와; 상기 모터(91)를 제어하는 블라인드 구동제어수단(미도시)을 포함하여 구성되며,

상기 적어도 하나의 히트파이프 어셈블리(23)가 상기 매니폴드 유류관(143m)의 유류관 커넥터(미도시) 또는 매니폴드함체(1434)에 결합하여 유로를 형성함으로써, 상기 매니폴드 유류관(143m)으로 유입된 유류가 유로 내를 유동하면서 상기 히트파이프(23a)와 열교환하도록 구성된다.

이때, 상기 슬랫 가이더(26)는 폭 중앙에 가이드슬롯(262)이 길이방향으로 형성된 가이드레일(261)과; 상기 가이드레일(261)의 가이드슬롯(262)에 끼워져 수평이동되고 자유롭게 회동하도록 베어링을 포함하는 가이드회전부재(263)를 포함하며, 상기 베이스케이싱(9)과 일정간격 이격되어 평행하게 배열되되 상기 회전 반사판 슬랫(14)의 하단에 위치되고 건물의 벽체나 바닥에 고정 설치된다.

그리고, 상기 리트렉터는 상기 회전 반사판 슬랫(14), 히트파이프 어셈블리(23), 히트파이프 하우징(96) 및 매니폴드 유류관(143m)의 유류호스(1432)를 중첩하거나 인출시키며, 특히 상기 회전 반사판 슬랫(14)은 별도의 동력원(미도시)에 의해 발생된 동력이 상기 각도조절 회전샤프트(93) - 웜(94c) - 웜기어(94d) - 중공 회전핀(95b)을 통해 전달되어 각도 조절되게 된다.

또한, 상기 히트파이프 어셈블리(23)는, 열교환하는 적어도 하나의 히트파이프(23a)와; 상기 히트파이프(23a)의 적어도 일부가 통과되어 외부로 노출되도록 지지하는 적어도 하나의 히트파이프 헤더(210)와; 상기 히트파이프(23a)가 삽입되는 히트파이프 하우징(96)과; 히트파이프 하우징(96)의 하단부에 위치하여 이를 회전가능하게 지지하는 하단지지부재(272)로 이루어진다.

이때, 상기 히트파이프 하우징(96)은 히트파이프(23a)를 내부에 인입시키고 상단은 히트파이프 헤더(210)에 결합되어 진공처리되며, 하단은 앞서 설명한 바와 같이 하단지지부재(272)에 의해 회전가능하게 지지되며, 특히 투명 강화유리관으로 형성됨 이 바람직하다.

그리고, 회전 반사판 슬랫(14)은 반사판지지대(14a), 반사판(14b), 하단베어링(14c)으로 이루어진다.

여기에서, 상기 반사판지지대(14a)의 상단은 상기 중공 회전핀(95b)에 일체로 고정되고, 하단은 상기 가이드회전부재(262)에 결합되어 회전가능하게 구성되며, 플라스틱 혹은 알루미늄 재질로 형성됨이 바람직하다.

뿐만 아니라, 상기 반사판(14b)은 반호형상으로 만곡진 요입면에 거울이 형성되고, 상기 반사판지지대(14a)에 부착된다. 이때, 상기 거울은 상하 길이방향으로 긴 선형거울로 형성됨이 특히 바람직하다.

아울러, 상기 하단베어링(14c)은 상기 반사판지지대(14a)에 대하여 자유롭게 회동하고, 히트파이프 하우징(96)의 하단에 구비된 하단지지부재(272)를 지지한다.

한편, 상기 히트파이프 하우징(96)은 소정길이와 곡률반경을 가진 중공의 반원형, 원형, 타원형, 다각형, 쌍곡면, 파라볼릭 관상체 중에서 선택된 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 히트파이프(23a)의 일부가 상기 히트파이프 하우징(96) 내부로 인입되도록 그 일단, 바람직하기로는 상단이 개구된다.

뿐만 아니라, 상기 히트파이프 하우징(96)의 재질은 투명한 강화유리관 또는 투명한 플라스틱으로 형성될 수 있는데, 태양열 집열관에 통상적으로 사용하는 강화유 리관을 사용함이 더욱 바람직하다. 이러한 히트파이프 하우징(96)의 역할은 태양광을 인입시키는 동시에 히트파이프(23a)를 외부의 충격이나 비나 눈과 같은 기후조건 영향으로부터 보호하고, 더 나아가 히트파이프(23a)와 히트파이프 하우징(96) 사이에 있는 빈 공간을 진공으로 만듦으로써 자연대류의 영향을 제거하여 히트파이프 하우징(96)에 도달한 태양광선을 고열의 에너지로 열 변환할 경우 전도나 대류에 의한 열손실을 거의 발생시키지 않도록 할 수 있다.

그리고 상기 중공 회전핀(95b)은 히트파이프 헤더(210)가 접촉 없이 통과하는 내부가 비어 있는 원통형상이며, 회전동력을 하단부에 결합된 상기 반사판지지대(14a)에 전달하여 회전 반사판 슬랫(14)을 회전시키기 위함이다.

이하, 베이스케이싱(9), 슬랫가이더(26), 각도조절 회전샤프트(93), 기어박스(97), 웜(94c), 웜기어(94d), 매니폴드 유류관(143m), 리트렉터, 동력원인 모터(91), 상기 모터(91)를 제어하는 블라인드 구동제어수단의 준비 및 조립과정과 히트파이프 하우징(96)과 히트파이프 헤더(210)의 결합, 히트파이프 헤더(210)와 매니폴드 유류관(143m)의 연결, 히트파이프 하우징(96)의 진공처리는 선출원 2에 상세히 개시되어 있으므로 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 하며, 본 발명의 주된 구성은 상술한 것에 있다.

그러면, 본 발명 제1 실시 예에 따른 히트파이프-회전 반사판 유로 블라인드(2")의 작동과정을 도 4를 참조하여 설명하기로 한다. 이때, 도 4의 (b)는 도 3 의 I'-I" 절단면에서의 태양광 입사를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이, 태양이 작렬하고 회전 반사판 슬랫(14)의 반사판(14b)에 입사된 태양광은 히트파이프 하우징(96)에 고도로 집속되어 조사된 다음 대부분 히트파이프 하우징(96)을 통과하여 히트파이프(23a)에 집광된 후 열 변환된다.

이때, 변환된 열은 상기 히트파이프(23a)와 매니폴드 유류관(143m)을 흐르는 유류와 열교환되어 태양광을 보다 효율적으로 열변환시키고, 열교환시켜 에너지원으로 활용할 수 있게 된다. 그리고 회전 반사판 슬랫(14)의 반사판(14b)은 도시하지 않은 블라인드 구동제어 수단에 의해 회전되어 태양의 방위각에 대향하도록 각도가 조절되되, 히트파이프(23a)는 회전하지 않는다.

(제 2 실시예)

도 5 는 본 발명 제2 실시 예에 따른 태양광 고도집속발전에 겸용으로 사용하는 히트파이프-회전 반사판 유로 블라인드의 사시도이고, 도 6은 본 발명 제2 실시 예에 따라 태양광 고도집속발전 겸용으로 사용하는 회전 반사판 슬랫 및 히트파이프 어셈블리의 분해사시도 및 태양광 유입경로를 보인 예시적인 단면도이다.

본 발명 제 2 실시 예에 따른 히트파이프-회전 반사판 유로 블라인드(2“)는 앞서 설명한 제 1 실시예의 히트파이프 하우징(96)을 사용하지 않고 히트파이프(23a)의 외주면 전체에 카세그레인 경면 역할을 하는 반사층을 더 포함하여 형성하고, 회전 반사판 슬랫(14)의 반사판(14b)의 중앙에 소정간격의 가시광 통과슬릿(14d)을 형성하며, 반사판(14b)은 카세그레인 주 반사거울 역할을 동시에 수행하도록 하고, 상기 반사판(14b)의 후면에는 선형 태양광 발전모듈(7030)을 더 포함하도록 하여 발전기능을 더 포함하도록 한 것으로, 이러한 것을 제외하면 본 발명 제1실시 예와 동일하다.

다만, 히트파이프 하우징이 없는 관계로 히트파이프(23a)를 고정하기 위해 그 하단에 히트파이프 테일(23b)이 형성되고, 상기 히트파이프 테일(23b)은 제1 실시 예에서 히트파이프 하우징의 하단이 고정되던 하단지지부재(272)에 직접 고정된다.

이와 같은 구조는, 태양열을 집열하면서 태양광 발전겸용으로 사용할 수 있는 특징을 가진 것으로, 도 5, 6을 참조하여 설명하면 다음과 같고, 도 6의 (b)는 도 5의 J'-J" 절단면에서의 태양광 입사를 도시한 것이다.

태양이 작렬하고 회전 반사판 슬랫의 반사판(14b)에 입사된 태양광은 회전 반사판 슬랫(14)의 반사판(14b)에 의해 1차로 집광되어 반사판(14b)의 집광 초점 전단에 위치한 카세그레인 부 반사 볼록거울 역할을 하는 히트파이프(23a)의 외주면 경면에 집광된 후 반사판(14b)의 중앙에 형성된 소정간격의 가시광 통과슬릿(14d)을 향하여 가시광선은 재반사하고 경면에 부딪힌 적외선은 열 변환된다.

이에 따라, 가열된 히트파이프(23a)는 매니폴드 유류관(143m)을 흐르는 유류와 열교환 됨과 동시에, 가시광 통과슬릿(14d)을 통과한 고도로 집속된 가시광 태양광은 선형 태양광 발전모듈(7030)에 조사되고, 선형 태양광 발전모듈(7030)은 발전하게 된다.

아울러, 회전 반사판 슬랫의 반사판(14b)은 도시되지 않은 블라인드 구동제어수단에 의해 회전되어 태양의 방위각에 대향하도록 각도가 조절되어지되, 히트파이프(23a)는 회전하지 않는다. 따라서 상기 히트파이프(23a)의 외주면 전체에 형성된 카세그레인 부 반사거울 역할의 경면에 의해 회전하는 반사판(14b)과 카세그레인 주 반사거울 및 부 반사 볼록거울의 빛의 집광과 반사 및 재반사 구성을 언제나 유지하며, 선형 태양광 발전모듈(7030)은 회전 반사판 슬랫에 반사판(14b)과 같이 탑재되어 고도로 집속된 가시광을 언제나 수광하여 발전한다.

또한, 가시광 통과슬릿(14d)을 통과하는 가시광은 고도로 집속되어도 히트파이프(23a)의 외주면 경면에서 적외선이 분리된 상태이고, 반사판(14b)과 히트파이프(23a) 사이에서 외기에 의해 냉각되므로, 선형 태양광 발전모듈(7030)에 도달한 고에너지의 가시광은 선형 태양광 발전모듈(7030)의 발전효율을 높이게 된다.

이에 더하여, 가시광 통과 슬릿(14d)에 적외선 반사층을 구비하면 효율을 더욱 높일 수 있게 된다.

아울러, 이러한 카세그레인 주 반사거울 및 부 반사거울을 통한 광의 집광은 광학 망원경, 전파를 송수신하는 파라볼릭 안테나 또는 광케이블을 통해 태양광을 집광하여 전송하는 태양광 집광분야 등에서 오래전부터 사용되는 공지된 것으로써 그 원리에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

(제 3 실시예)

도 7은 본 발명 제3 실시 예에 따른 복사열 손실을 최소화한 히트파이프-회전 반사판 유로 블라인드의 사시도이고, 도 8은 본 발명 제3 실시 예에 따른 복사열 손실 방지하는 단열회전관을 구비한 회전 반사판 슬랫 및 히트파이프 어셈블리의 분해사시도 및 태양광 유입경로를 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명 제3 실시 예에 따른 외주면에 경면이 형성된 단열회전관을 구비한 회전 반사판 슬랫 및 히트파이프 어셈블리의 분해사시도 및 태양광 유입경로를 도시한 도면이며, 도 10은 위치조정 슬라이더를 도시한 도면이다.

본 발명 제3 실시예에 따른 히트파이프-회전 반사판 유로 블라인드(2“)는 본 발명 제 1실시예의 히트파이프 하우징(96)을 사용하되 히트파이프 하우징(96)의 직경을 작게 형성하여 사용한다. 이는 작은 공간을 유지하여 대류에 의한 열손실 방지용 진공을 형성하기 위한 것이다. 또한 히트파이프 하우징(96)의 주위에는 복사열 방지 회전 반사판 슬랫(14)과 일체로 결합되어 같이 회전하되, 일면에 길이방향으로 직선형상의 가느다란 광유입슬롯(14e4)을 구비한 금속재질의 단열회전관(14e)이 구비된다. 그리고 단열회전관(14e)은 상기 히트파이프 하우징(96)과 접촉 없이 회전하며 광유입슬롯(14e4)은 반사판(14b)에 의한 집광 초점이 일직선으로 형성되는 위치에 형성되고 반사판(14b)에 의한 집광 초점선이 히트파이프 하우징(96)과 히트파이프(23a) 사이에 형성되는 것이 가장 좋다.

또한, 단열회전관(14e)의 외주면 혹은 내주면에는 단열층이 형성되고, 내주면에는 적외선 반사층이 더 형성되면 더욱 좋으며 금속재질로 마련하여 히트파이프 하우징(96)을 보호하도록 구비함이 바람직하다.

그리고, 단열회전관(14e)의 상단은 본 발명 제 1 실시 예에서의 “ㄷ”자형의 반사판지지대(14a)의 상단이 중공 회전핀(95b)과 결합하는 것과 마찬가지로 중공 회전핀(95b)과 결합하며, 히트파이프 하우징(96)은 히트파이프 헤더(210)에 삽입되어 견고하고 기밀하게 결합되며 진공처리되고, 히트파이프 헤더(210)는 내부가 비어 있는 중공 회전핀(95b) 내부를 통과하여 중공 회전핀(95b)의 내주면과 접촉 없이 매니폴드 유류관(143m)의 유류관 커넥터(미도시) 또는 매니폴드함체(1434) 결합하여 유로를 형성함으로써, 상기 매니폴드 유류관(143m)으로 유입된 유류가 유로 내를 유동하면서 상기 히트파이프(23a)와 열교환하되, 단열회전관(14e)의 회전과 중공 회전핀(95b)의 회전에도 회전하지 않도록 마련된다.

이에 따라, 도 7의 K'-K" 절단면에서의 태양광 유입경로를 도시한 도 8의 (b)와 같이, 반사판(14b)과 단열 회전관(14e)이 일체로 회전하면서 입사되는 태양광을 광유입슬롯(14e4)에 조사하게 되며, 입사된 고도의 집속 태양광은 히트파이프(23a)를 가열하게 되고, 히트파이프 하우징(96)과 히트파이프(23a) 사이에 형성된 진공에 의해 대류가 방지되어 대류 열손실이 생기지 않게 된다. 그리고, 히트파이프 하우징(96)과 히트파이프(23a)으로부터 내부에서 단열회전관(14e)으로 반사되거나 복사된 적외선은 단열회전관(14e)의 내주면 혹은 외주면에 형성된 단열층에 의해 다시 히트파이프(23a)로 재복사되므로 복사에 의한 열손실을 막아 열변환 효율을 높이게 된다. 이때 히트파이프(23a) 외주면에는 히트싱크(23c)가 형성되는 것이 바람직하다.

이때, 열이 전달되는 방법은 전도, 대류, 복사와 같이 3종류가 있는데, 복사의 경우는 주지된 바와 같이 진공상태에서도 전달된다. 예를 들면 태양으로부터 지구에 도달하는 태양열은 우주공간이 진공상태인데도 지구까지 도달하는 것이 그것이며, 열의 경우도 진공에서 적외선 형태로 전도되며 다만 열 손실로 귀결된다. 주지하다시피, 통상의 태양열 집열관의 표면에는 적외선 반사층을 형성할 수 없다. 왜냐하면 적외선 반사층이 형성되면 태양광의 적외선이 태양열 집열관 내부로 입사되지 않기 때문이다. 따라서 통상의 태양열 집열관은 내부의 열이 외부로 복사 되어 손실되며 현재 보급되고 있는 그 직경이 매우 크므로 복사 손실 가능 면적도 매우 크므로 복사 손실량은 진공에 의한 대류보다도 더욱 클 수 있다.

더욱이, 대류는 열을 가진 분자가 이동하여 섞이면서 열을 전달하는 과정이므로 진공을 형성하는 두께가 그다지 중요하지 않게 된다. 왜냐하면 진공에서는 이러한 열을 전달하는 매체가 없다는 뜻이기 때문에 대류에 의한 열전달에 관한한, 진공이 형성되는 두께가 중요한 것이 아니다.

사실, 투명한 강화유리 진공관을 태양열 집열관으로 사용하는 이유는 일반적으로 크게 두 가지이다. 첫째 이유로는 태양광의 입사를 위해 투명한 재질이어야 하고 태양의 고도각과 방위각이 변하더라도 내부에 태양광을 효과적으로 굴절 입사시키면서도 충분한 입사면적을 유지하는 원형관을 가지며, 둘째 이유로는 내부에 히트파이프나 또 다른 열매체 내부관을 삽입하여 내부관과 원형관 사이 공간의 대류를 막기 위해 추가로 진공처리 하는 것이다. 이때 직경이 큰 원형관의 소정각도 외주면으로 입사되는 태양광이 내부를 가열하면서도 동시에 발생하는 복사손실을 감수하고도 상당한 수준으로 태양에너지를 얻을 수 있다는 것인데, 이와는 달리 본 발명 제3 실시 예에 따르면, 먼저 통상의 태양열 집열관의 복사손실을 줄일 수 있도록 그 표면적 즉, 직경을 줄여 복사손실 가능면적을 최대한 줄이고, 그 외부에는 아예 단열회전관(14e)을 씌워 복사손실을 가능한 한 차단하고, 반사판(14b)에 의해 태양을 추미하여 태양광을 고도로 집속한 후에 가느다란 광유입슬롯(14e4)을 통하여 고 에너지의 태양광을 집열관 내부로 들여보내는 것이므로 통상의 태양열 집열관이 받는 동일한 면적에 입사되는 태양에너지의 양과 동일하되, 가능한 복사손실은 획기적으로 줄이는 효과를 가져와 태양열의 변환 효율을 증대시킬 수 있게 되며, 적외선 반사층이 반사판(14b)에 추가로 형성되면 적외선 또한 더욱 집광되어 고도로 집속된 후에 광유입슬롯(14e4)을 통해 내부로 유입되어 히트파이프 하우징(96)과 히트파이프(23a)에 집중하므로 더욱 변환 효율을 증대시키는 것이고, 일단 단열회전관(14e)의 내부로 최대한 유입된 태양에너지는 단열회전관(14e)에 의해 복사로 빠져 나가는 태양에너지를 최대한 차단하여 태양 에너지의 출구가 작은 면적으로 형성된 광유입슬롯(14e4)을 통한 아주 미미한 복사손실로 제한하여 대부분의 태양에너지를 히트파이프(23a)를 통해 고효율로 열 교환하게 하는 것이다.

이와 같은 단열회전관(14e)은 또한, 본 발명 제 2 실시예의 히트파이프(23a)에 적용하여도 진공처리에 의한 대류손실은 막을 수 없으나 대류손실을 광유입슬롯(14e4)에 한정하는 대신 강화유리 진공관의 비용과 안정성을 비교하여 결정이 된다면 바람직할 수 있다. 예를 들어, 여름과 같은 경우에 가열된 유리진공관에 갑자기 소나기가 들이 닥치는 일이 반복되면 유리진공관 수명에 영향을 줄 수 있는데, 단열회전관(14e)이 광유입슬롯(14e4)을 제외한 부분에서 대부분 이를 외부에서 막아주므로 방지할 수 있으며, 히트파이프(23a)와 단열회전관(14e) 조합으로도 상당한 효과가 있다. 이때는 단열회전관(14e)의 광유입슬롯(14e4)을 유리로 막고 진공처리는 안되더라도 최대한 외기의 유입을 막으면 더욱 바람직하다.

또한, 이러한 효과 외에도 금속재질의 단열회전관(14e)에 의한 히트파이프 하우징(96)의 보호에도 매우 유리하며, 히트파이프 하우징(96)이 강화유리로 제작될 경우 직경이 작아지므로 하중도 대폭 줄이는 효과가 있고, 직경이 작기 때문에 제작원가를 낮출 수 있게 된다.

아울러, 단열회전관(14e)을 강화플라스틱 재질로 마련할 수 있는데 이때, 자외선 차단층을 형성하고 열화를 막기 위해 SiO2 피복층을 형성할 수 있으며, 열화될 경우라도 교체비용이 저렴하고 작업 방법도 매우 쉬운 장점이 있다.

나아가, 단열회전관(14e)의 기본 역할은 단열이므로 열화되어 불투명해진다고 하여도 단열층이 견고하다면 교체하지 않아도 되는데 그 이유는 광유입슬롯(14e4)이 절 개되어 있으므로 광의 입사에도 영향을 주지 않기 때문이다.

또한, 앞선 제 1, 2 실시 예와 달리 본 발명 제 3실시 예에서는 상기 단열 회전관(14e)이 추가됨으로 인해 하단지지부재(272)가 상기 단열 회전관(14e)의 하단을 직접 지지하도록 함이 바람직하다.

또한, 도 7의 K'-K" 절단면의 태양광 유입경로를 도시한 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 단열회전관(14e)을 부 반사거울로 사용하기 위해 위치각도조절수단을 구비하여 단열 회전관(14e)의 광유입슬롯(14e4)의 위치 각도를 사전에 세팅할 수 있으며, 수동방식과 후술할 위치조정 슬라이더(14g)와 같은 자동방식을 선택하여 구비할 수 있다.

본 발명 제 3 실시예에서는 상기 위치각도조절수단이 수동방식으로 이루어진 것에 대해 예시적으로 설명하기로 한다. 본 발명 제 3 실시예에 따른 위치각도조절수단은 각도조절앵커(14e5)를 포함한다. 상기 각도조절앵커(14e5)는 단열회전관(14e)의 상단면에 돌출되는 형태로 형성되며, 이와 대응되는 개소의 중공 회전핀(95b)의 하단에는 앵커슬롯(95b1)과 앵커싱크(미도시)가 형성된다.

따라서, 상기 단열회전관(14e)을 중공 회전핀(95b)에 결합시킬 때 단열 회전관(14e)의 광유입슬롯(14e4)의 위치각도를 사전에 세팅할 수 있게 된다.

특히, 상기 각도조절앵커(14e5)는 위치각도 조절이 끝나면 중공 회전핀(95b)에 형 성된 앵커슬롯(95b1)에 다수 형성된 앵커싱크(미도시)에 의해 광유입슬롯(14e4)의 위치각도가 유지되도록 고정되며, 필요한 경우 수동으로 각도조절앵커(14e5)를 돌려 기존 세팅 위치각도를 해제하고, 앵커싱크(미도시)의 위치를 변경하면 도 9의 (b)와 같이 광유입슬롯(14e4)으로 집속광이 유입되지 않도록 다른 위치각도에 세팅할 수도 있으며, 한번 세팅되면 중공 회전핀(95b)이 회전하면서 슬랫을 회전시키더라도 변하지 않게 된다.

이와 같이, 단열회전관(14e)의 광유입슬롯(14e4)의 위치각도세팅은 매우 중요한 이점이 있다. 예를 들면 우리나라는 사계절이 뚜렷하여 고가로 설치한 태양광 집열관에 대하여 여름철에는 딱히 활용할 대안이 없었다. 즉, 여름에도 온수를 필요로 하기 때문에 태양열 집열관을 이용한 온수의 생산이 유용하다고는 하지만, 아무래도 여름철에는 온수생산 이외의 방법에 활용해야 경제성을 확보할 수 있다.

이러한 관점에서 볼 때, 상기 단열회전관(14e)의 각도세팅으로 인해 발전모드로의 변환이 가능하다는 것은 큰 효과가 있으며 본 발명의 주된 특징 중 하나이다. 이에 따라 본 발명 제3실시예에 따른 본 제 3실시 예에 따른 히트파이프-회전 반사판 유로 블라인드(2“)는 여름에도 태양열 집열관 방식의 온수 및 난방을 제공할 수 있고 태양광발전도 할 수 있는데, 각도조절앵커(14e5)를 자동으로 절체 하는 수단을 갖추면, 태양열 집열관을 사용하는 온수 및 난방시스템에서도 매우 간편한 방법으로 태양광발전모드로 변환 또는 그 반대로의 절체가 가능하여 온수, 전기를 선택적으로 생산할 수 있으므로 자연에너지의 활용도를 매우 높일 수 있게 된다.

작용에 있어, 먼저 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이, 복사열 방지 회전 반사판 슬랫(14)의 반사판(14b)의 중앙에 소정간격의 가시광 통과슬릿(14d)을 형성시키고, 반사판(14b)은 카세그레인 주 반사거울 역할을 하게 한다.

그리고 반사판(14b)의 후면에는 선형 태양광 발전모듈(7030)을 구비한다. 그런 다음 단열회전관(14e)의 외주면에 반사층을 형성하여 카세그레인 부 반사 볼록 거울 역할을 하게 할 수 있다. 카세그레인 부 반사 볼록 거울은 반사면이 카세그레인 주 반사거울이 형성하는 초점의 전면에 배치하므로 단열회전관(14e)에 카세그레인 부 반사 볼록 거울로 사용하는 반사층을 형성하는데 문제가 없고, 상기 발전 모드 변환에 따라 특정각도로 카세그레인 부 반사 볼록 거울과 카세그레인 주 반사거울을 대향시킬 수 있으므로 단열회전관(14e)에 형성된 카세그레인 부 반사 볼록 거울을 통해 고도로 집속된 가시광선을 가시광 통과슬릿(14d)을 통해 재반사시켜 선형 태양광 발전모듈(7030)에 태양광을 집중 조사할 수 있다.

이때, 가시광 통과슬릿(14d)의 전단에는 적외선 반사층을 구비하여 고온의 집속된 태양광 중 적외선을 분리하고, 선형 태양광 발전모듈(7030)에 조사토록 하여 고집적 태양광에 의한 발전을 할 수 있다.

이는 고집적 태양광 발전이어서 대면적의 태양광 모듈이 필요치 않게 되면서도 발전효율이 매우 큰 선형 고집적 태양광 발전모듈(7030)을 채택할 수 있으며, 고집적 에 필요한 반사판 등의 장비가 이미 구비된 상태이므로 그 만큼 추가비용이 들지 않고, 더욱이 블라인드 자체가 태양광 추미수단이므로 추미장치에 대한 비용도 들지 않으므로 매우 경제적으로 태양광 발전 장비를 구비할 수 있는 장점이 있음은 물론 태양열 집열 모드로의 절체는 이와 역순으로 세팅하면 된다.

고집적 태양광 발전의 경우, 반사판의 총 면적에 입사하는 태양광속 만큼의 태양에너지를 전력으로 변환하며, 고도 집속에 따른 변환효율이 매우 높아 매우 큰 경제적인 효과가 있다.

또한, 복사열 방지 회전 반사판 슬랫(14)은 반사판(14b)을 전진 또는 후퇴시키는 위치조정 슬라이더(14g)를 더 포함하고 소정곡률을 갖는 반사판(14b)의 초점 위치를 미세 조정할 수 있다.

도 10을 참조하여 설명하면, 상기 위치조정 슬라이더(14g)는 소형모터(14g5), 구동기어(14g3), 종동기어(14g4), 외주면에 스플라인이 형성된 회동축(14g6), 암나사요부(14g8), 슬라이딩드럼(14g7), 건전지(14g2), 제어수단(14g9)을 포함하되, 슬라이더 설치구(14h)를 통해 반사판지지대(14a)의 하단(도 7d의 B위치) 또는 상단(도 10의 A위치)에 설치될 수 있으며, 중공 회전핀(95b)에 설치할 수도 있다. 본 발명 제3 실시예에서는 반사판지지대(14a)의 상단(도 10의 A위치)에 구비하였으며, 반사판지지대(14a)는 상단 및 하단에 각각 서로 간에 끼워져 결합되되 수평 이동하는 암슬라이더(14a1)와 숫슬라이더(14a2)로 구성된다.

이때, 상기 소형모터(14g5)는 건전지(14g2)의 전원을 공급받아 구동기어(14g3) - 종동기어(14g4) - 회동축(14g6)을 차례로 구동하여 슬라이딩드럼(14g7)을 회전시키고 암슬라이더(14a1)속에 끼워진 암나사요부(14g8)가 형성된 숫슬라이더(14a2)를 밀어내거나 끌게 되어 반사판지지대(14a)를 수평이동시킨다.

이러한 위치조정 슬라이더(14g)는 본 발명 제3 실시 예와는 다르게 구현할 수 있는데, 예컨대 마이크로 액추에이터, 수동으로 조작이 가능한 나사밀기 등이 있으며 특별한 제약은 없다.

이에 따라 복사열 방지 회전 반사판 슬랫(14)은 상기 반사판지지대(14a)에 부착된 반사판(14b)을 수평이동시켜 초점거리를 미세 조정할 수 있어 상기 단열회전관(14e)의 광유입슬롯(14e4)으로 유입되는 광량을 조절할 수 있고, 단열 회전관(14e)의 외주면에 형성된 반사층이 카세그레인 부 반사 거울 역할을 하도록 조절할 수 있다.

이러한, 카세그레인 주 반사거울 및 부 반사거울을 통한 광의 집광은 광학 망원경, 전파를 송수신하는 파라볼릭 안테나 또는 광케이블을 통해 태양광을 집광하여 전송하는 태양광 집광분야 등에서 오래전부터 사용되는 공지된 것으로써 그 원리에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

덧붙여, 제1 실시 예에서 설명되지 않은 도면 부호들은 제 2, 3 실시 예에 포함된 것으로, 제 1, 2, 3 실시예가 단독적으로 구현될 수도 있지만 주요 기능들 을 분리하여 서로 복합적으로 구성할 수도 있음은 물론이다.

이러한 본 발명은 히트파이프-회전 반사판 유로 블라인드를 이용하여 태양에너지로 유동 유로 내의 공기 등, 유동 유류를 가열하여 고온의 공기를 공급할 수 있어, 통상의 음식물 쓰레기 처리기, 신발건조기, 칫솔건조 소독기, 행주건조기 등에 적용하면 전기사용을 줄이므로 매우 큰 에너지 절감 효과가 있다.

또한, 온수 및 난방기기, 적시하지 않은 여타 건조장치 등에 매우 다양한 분야에 활용성이 큰 효과가 있고 제작이 용이한 장점이 있다.

도 1 은 진동 세관형 히트파이프의 작동 개념도

도 2 는 종래의 전동 수직 블라인드 사시도

도 3 은 본 발명 제1 실시예에 따른 히트파이프-회전반사판 유로블라인드의 사시도

도 4 는 본 발명 제1 실시예에 따른 회전 반사판 슬랫 및 히트파이프 어셈블리의 분해사시도 및 태양광 유입경로를 보인 예시적인 단면도

도 5 는 본 발명 제2 실시 예에 따른 태양광 고도집속발전에 겸용으로 사용하는 히트파이프-회전 반사판 유로블라인드의 사시도

도 6 은 본 발명 제2 실시 예에 따라 태양광 고도집속발전 겸용으로 사용하는 회전 반사판 슬랫 및 히트파이프 어셈블리의 분해사시도 및 태양광 유입경로를 보인 예시적인 단면도

도 7은 본 발명 제3 실시 예에 따른 복사열 손실을 최소화한 히트파이프-회전 반사판 유로블라인드의 사시도

도 8은 본 발명 제3 실시 예에 따른 복사열 손실 방지하는 단열회전관을 구비한 회전 반사판 슬랫 및 히트파이프 어셈블리 분해사시도 및 태양광 유입경로를 도시한 도면

도 9는 본 발명 제3 실시 예에 따른 외주면에 경면이 형성된 단열회전관을 구비한 회전 반사판 슬랫 및 히트파이프 어셈블리 분해사시도 및 태양광 유입경로를 도시한 도면

도 10은 위치조정 슬라이더를 도시한 도면이다.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧

6: 전동 수직 블라인드 61: 수직 슬랫 구동부 62: 수직 슬랫

9: 베이스 케이싱

91: 모터 92d: 하단 고정줄

93: 각도조절 회전 샤프트 94a,94b: 베벨기어쌍

95a: 회전핀 98: 블라인드 구동제어수단

99a: 구동기어 99b: 종동기어

2“: 히트파이프-회전 반사판 유로 블라인드

14: 회전 반사판 슬랫

14a: 반사판지지대 14a1: 암슬라이더 14a2: 숫슬라이더

14b: 반사판 14c: 하단베어링 14d: 가시광 통과슬릿

14e: 단열회전관 14e4: 광유입슬롯 14e5: 각도조절앵커

14g: 위치조정 슬라이더

14g2: 건전지 14g3: 구동기어 14g4: 종동기어

14g5: 소형모터 14g6: 회동축 14g7: 슬라이딩드럼

14g8: 암나사요부 14g9: 제어수단 14h: 슬라이더 설치구

23: 히트파이프 어셈블리 23a: 히트파이프 23b: 히트파이프 테일

96: 히트파이프 하우징 210: 히트파이프 헤더 272: 하단지지부재

94c: 웜 94d: 웜기어 95b: 중공 회전핀

95b1: 앵커슬롯 97: 기어박스

26: 슬랫 가이더

261: 가이드레일 262: 가이드슬롯 263: 가이드회전부재

143m: 매니폴드 유류관 1432: 유류호스 1434: 매니폴드함체

선형 태양광 발전모듈(7030)

Claims (8)

1. 베이스케이싱(9)과;

   베이스케이싱(9)과 평행하게 설치된 슬랫가이더(26)와;

   베이스케이싱(9)에 내장되고, 외주면에는 스플라인이 형성된 각도조절 회전샤프트(93)와;

   몸체에 각도조절 회전샤프트(93)가 끼워져 좌우로 슬라이딩되고, 베이스케이싱(9)에 의해 지지되며, 상하 개구부가 구비된 다수개의 기어박스(97)와;

   기어박스(97)에 내장되고, 각도조절 회전샤프트(93)에 슬라이딩가능하게 끼워져 기어박스(97)와 함께 수평 이동하는 웜(94c)과;

   기어박스(97)에 내장되고, 중앙 내부에는 중공이 형성되며, 웜(94c)에 치결합된 웜기어(94d)와;

   내부에는 중공이 형성되고, 기어박스(97)의 하단에 걸림됨과 동시에 이를 관통하여 웜기어(94d)의 내부 중공에 회전가능하게 삽입되는 중공 회전핀(95b)와;

   기어박스(97)에 지지되는 다수개의 매니폴드함체(1434)가 형성된 매니폴드 유류관(143m)과;

   중공 회전핀(95b)의 내부를 접촉없이 통과하여 기어박스(97)에 결합되고, 매니폴드 유류관(143m)에 연결되어 열교환하는 히트파이프(23a)와;

   히트파이프(23a)를 포함하고, 하단은 하단지지부재(272)로 지지되며, 슬랫가이더(26)를 따라 이동되는 히트파이프 하우징(96)과;

   중공 회전핀(95b)과 결합되어 회전 반사판 슬랫(14)을 구성하는 반사판(14b)과;

   회전 반사판 슬랫(14)과 히트파이프 어셈블리(23)를 인출하고 중첩시키는 리트렉터와;

   각도조절 회전샤프트(93)를 구동하는 동력원인 모터(91)를 포함하여 구성되고; 히트파이프(23a)가 매니폴드 유류관(143m)의 매니폴드함체(1434)에 결합되어 유로를 형성하고, 매니폴드 유류관(143m)으로 유입된 유류가 유로 내를 유동하면서 히트파이프(23a)와 열교환하도록 구성된 것을 특징으로 하는 히트파이프-회전 반사판 유로 블라인드.
2. 베이스케이싱(9)과;

   베이스케이싱(9)과 평행하게 설치된 슬랫가이더(26)와;

   베이스케이싱(9)에 내장되고, 외주면에는 스플라인이 형성된 각도조절 회전샤프트(93)와;

   몸체에 각도조절 회전샤프트(93)가 끼워져 좌우로 슬라이딩되고, 베이스케이싱(9)에 의해 지지되며, 상하 개구부가 구비된 다수개의 기어박스(97)와;

   기어박스(97)에 내장되고, 각도조절 회전샤프트(93)에 슬라이딩가능하게 끼워져 기어박스(97)와 함께 수평 이동하는 웜(94c)과;

   기어박스(97)에 내장되고, 중앙 내부에는 중공이 형성되며, 웜(94c)에 치결합된 웜기어(94d)와;

   내부에는 중공이 형성되고, 기어박스(97)의 하단에 걸림됨과 동시에 이를 관통하여 웜기어(94d)의 내부 중공에 회전가능하게 삽입되는 중공 회전핀(95b)과;

   기어박스(97)에 지지되는 다수개의 매니폴드함체(1434)가 형성된 매니폴드 유류 관(143m)과;

   중공 회전핀(95b)의 중공을 접촉없이 통과하여 기어박스(97)에 결합되고, 하단은 하단지지부재(272)로 지지되며, 슬랫가이더(26)를 따라 이동되면서 매니폴드 유류관(143m)에 연결되어 열교환하는 히트파이프(23a)와;

   중공 회전핀(95b)과 결합되어 회전 반사판 슬랫(14)을 구성하는 반사판(14b)과;

   회전 반사판 슬랫(14)과 히트파이프 어셈블리(23)를 인출하고 중첩시키는 리트렉터와;

   각도조절 회전샤프트(93)를 구동하는 동력원인 모터(91)를 포함하여 구성되고; 히트파이프(23a)가 매니폴드 유류관(143m)의 매니폴드함체(1434)에 결합되어 유로를 형성하고, 매니폴드 유류관(143m)으로 유입된 유류가 유로 내를 유동하면서 히트파이프(23a)와 열교환하도록 구성된 것을 특징으로 하는 히트파이프-회전 반사판 유로 블라인드.
3. 베이스케이싱(9)과;

   베이스케이싱(9)과 평행하게 설치된 슬랫가이더(26)와;

   베이스케이싱(9)에 내장되고, 외주면에는 스플라인이 형성된 각도조절 회전샤프트(93)와;

   몸체에 각도조절 회전샤프트(93)가 끼워져 좌우로 슬라이딩되고, 베이스케이싱(9)에 의해 지지되며, 상하 개구부가 구비된 다수개의 기어박스(97)와;

   기어박스(97)에 내장되고, 각도조절 회전샤프트(93)에 슬라이딩가능하게 끼워져 기어박스(97)와 함께 수평 이동하는 웜(94c)과;

   기어박스(97)에 내장되고, 중앙 내부에는 중공이 형성되며, 웜(94c)에 치결합된 웜기어(94d)와;

   내부에는 중공이 형성되고, 기어박스(97)의 하단에 걸림됨과 동시에 이를 관통하여 웜기어(94d)의 내부 중공에 회전가능하게 삽입되는 중공 회전핀(95b)과;

   기어박스(97)에 지지되는 다수개의 매니폴드함체(1434)가 형성된 매니폴드 유류관(143m)과;

   중공 회전핀(95b)의 내부를 접촉 없이 통과하여 기어박스(97)에 결합되고, 매니폴드 유류관(143m)에 연결되어 열교환하는 히트파이프(23a)와;

   히트파이프(23a)의 일부가 삽입된 히트파이프 하우징(96)과;

   히트파이프 하우징(96)이 삽입되고, 상단은 중공 회전핀(95b)에 삽입되며, 하단은 하단지지부재(272)로 지지되며, 슬랫가이더(26)를 따라 이동되는 단열회전관(14e)과;

   중공 회전핀(95b)과 결합되어 회전 반사판 슬랫(14)을 구성하는 반사판(14b)과;

   회전 반사판 슬랫(14)과 히트파이프 어셈블리(23)를 인출하고 중첩시키는 리트렉터와;

   각도조절 회전샤프트(93)를 구동하는 동력원인 모터(91)를 포함하여 구성되고; 히트파이프(23a)가 매니폴드 유류관(143m)의 매니폴드함체(1434)에 결합되어 유로를 형성하고, 매니폴드 유류관(143m)으로 유입된 유류가 유로 내를 유동하면서 히트파이프(23a)와 열 교환하도록 구성된 것을 특징으로 하는 히트파이프-회전 반사판 유로 블라인드.
4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서;

   상기 히트파이프 하우징(96)은 진공 처리된 것을 특징으로 하는 히트파이프-회전 반사판 유로 블라인드.
5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서;

   상기 반사판(14b)은 원호형상으로 형성되고, 요입된 만곡면에는 수광된 태양광을 히트파이프(23a)로 반사하는 거울이 형성되며, 상단은 중공 회전핀(95b)에 고정되고 하단은 하단지지부재에 고정된 ‘ㄷ' 형상의 반사판지지대(14a)에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 히트파이프-회전 반사판 유로 블라인드.
6. 청구항 5에 있어서;

   상기 반사판(14b)에는 상하 길이방향으로 가시광 통과슬릿(14d)이 형성되고, 상기 반사판지지대(14a)에는 상기 가시광 통과슬릿(14d)을 통과한 태양광이 집광되는 태양광 발전모듈(7030)이 설치된 것을 특징으로 하는 히트파이프-회전 반사판 유로 블라인드.
7. 청구항 6에 있어서;

   상기 히트파이프(23a)의 외주면에는 카세그레인 블록 거울 기능을 수행하는 반사층이 더 형성된 것을 특징으로 하는 히트파이프-회전 반사판 유로 블라인드.
8. 청구항 3에 있어서;

   상기 단열회전관(14e)의 상단면 적소에는 각도조절앵커(14e5)가 돌출되고, 상기 각도조절앵커(14e5)와 대응되는 개소의 중공 회전핀(95b)에는 상기 각도조절앵커(14e5)가 삽입되는 앵커슬롯(95b1)이 형성되며, 상기 앵커슬롯(95b1)에는 상기 각도조절앵커(14e5)를 조절각도로 고정하는 앵커싱크가 더 구비된 것을 특징으로 하는 히트파이프-회전 반사판 유로 블라인드.

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