KR20120006807U

KR20120006807U - 집광형 태양집열기 구조

Info

Publication number: KR20120006807U
Application number: KR2020110002470U
Authority: KR
Inventors: 김철수
Original assignee: 김철수
Priority date: 2011-03-23
Filing date: 2011-03-23
Publication date: 2012-10-05

Abstract

본 고안은 태양광을 집광하여 초점에서 고온을 형성하고 초점부에 설치된 흡수기로 열매체를 순환시켜 고온의 열을 획득하고 그 열을 온수와 난방 등 산업용 용도에 활용하는 집광형 태양집열기의 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양광을 반사하여 초점에 모으는 반사판, 판사판을 포물선으로 형상을 유지시키는 반사판받침, 집광된 초점의 열을 흡수하는 흡수기, 흡수기와 반사판을 고정하는 집광구조물, 집광구조물을 양단에서 지지하는 집광기둥으로 구성됨을 특징으로 하는 집광형 태양집열기의 구조에 관한 것이다.

본 고안에 따른 집광형 태양집열기는 종래의 다른 태양집열기에 비해 집열 효율이 높고 고온을 획득할 수 있어 태양열을 이용하여 난방과 고온수 생산에 적합하다.

집광, 태양열, 고온, 흡수기

Description

집광형 태양집열기 구조{The Structure of solar thermal concentrator}

본 고안은 태양광을 집광하여 고온을 획득하는 집광형 태양집열기의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 비 집광형 태양집열기는 고온을 얻을 수 없을 뿐만 아니라 겨울철 집열 효율이 낮아 난방과 산업용으로 사용하기에 부적합하다. 화석에너지의 가격 증가와 기후 변화로 인한 신재생에너지원으로 적극적인 발굴이 필요함에 따라 태양열을 집광하여 고온을 획득하여 가정용, 산업용으로 활용하는 집광형 태양집열기에 관한 것이다.

기존의 출원된 많은 태양집열기들이 구조적으로 복잡하고 고온을 획득하기 곤란하면 경제성이 낮기에 본 고안은 이러한 문제점을 극복하고 구조가 간단하고 경제성이 높으며 활용성이 높은 집광형 태양집열기 구조에 관한 것을 특징으로 한다.

본 고안은 기존의 수차에 관한 기술들의 경제성이 낮은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 제작이 용이하고, 운반과 설치 및 유지 보수가 편리하면서도 높은 효율성과 경제성을 얻는 집광형 태양집열기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 고안은 양단의 기둥에 1축으로 회동이 가능한 집광구조물을 설치하고 집공구조물은 태양고도에 따라 회전이 가능하게 파워실린더로 구동되면 집광구조물상에 태양광을 흡수하는 흡수기와 흡수기에 초점을 형성하도록 반사하는 반사판으로 구성된다.

본 고안의 집광형 태양집열기는 구조가 간단하고 높은 집광효율을 지니므로 태양열의 경제적 이용이 가능하게 한다.

이하 본 고안의 구성 및 작용을 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 의한 집광형 태양집열기의 전체사시도, 도 2는 집광형 태양집열기의 측면도, 도 3은 집광프레임의 사시도, 도 4는 반사판받침의 연결사시도, 도 5는 반사판받침의 종단 상세도, 도 6은 집광기 구동부의 상세사시도이다.

상기 집광형 태양집열기의 구조물과 모든 부품은 장시간 외기에 노출 설치되므로 녹이 쓸지 않는 재료를 사용하거나 도금이나 도장 같은 내부식 처리가 바람직하다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 고안에 따른 집광형 태양집열기는 양측에 집광 기둥(10, 10')이 바닥면에 고정 설치되고 집광기둥(10, 10')의 상부에 베어링(18, 18')이 부착되고 베어링으로 중심부에 집광프레임(20)의 회전축(26, 26')이 끼워져 집광프레임(20)은 회전축(26)을 중심으로 회전운동이 가능하다. 집광프레임의 저면에는 소정의 초점거리를 형성하게 포물선 형상으로 반사판(21)이 부착되고 상면의 흡수기파이프(25)에 초점의 열을 흡수하는 흡수기(30)이 부착된다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 고안에 따른 집광형 태양집열기의 측면도로 바닥면에 고정 설치된 집광기둥(10)의 상면에 집광프레임(20)이 베어링(18)을 통하여 집광기둥(10)의 상면에 회동가능하게 설치된다.

도 3에 도시된 바와 같이 집광프레임(20)의 저면에는 직사각형의 받침파이프(23)가 있고 그 양측면에 기둥파이프(24, 24')가 부착되고 기둥파이프의 상부에 흡수기파이프(25)가 부착된다. 받침파이프(23)에 2개 이상 다수개의 반사판받침(22)이 끼움홈(27, 27')으로 삽설된다.

도 4에 도시된 바와 같이 반사판받침(22)의 상면은 소정의 초점거리를 지니는 포물선 형상으로 가공되며 그 저면에 집광프레임(20)의 받침프레임(23)에 삽설이 가능한 끼움홈(27, 27')이 형성되고 반사판받침(22)간의 간격은 간격볼트(29)에 의하여 유지된다.

도 5에 도시된 바와 같이 반사판받침의 상면 포물선곡면에 반사판(21)이 부착되고 반사판의 종단을 클램프(32)가 누르면서 볼트로 반사판받침(22)에 고정되어 반사판의 종단을 고정하며 반사판받침 상면에 받침봉홈(33)이 있어 2개 이상 다수개의 반사판받침(22)에 소정의 길이의 한 개의 받침봉(33)을 삽입하여 반사판이 포 물선 곡면을 형성시 변형을 방지 한다. 반사판받침(22)에 간결볼트구멍(34)가 있어 반사판받침간의 일정한 간격을 유지하는 간격볼트(29)를 끼운다.

도 6에 도시된 바와 같이 집광기둥(10)의 파워실린더고정부(11)가 있어 파워실린더(12)의 저면이 핀으로 고정되며 파워실린더(12)의 실린더로더(15)종단은 핀(16)으로 구동링크(13)의 일단과 연결되면 타단은 고정결합(17)을 통하여 집광프레임(20)의 회전축(26)에 고정 결합된다.

상면이 소정의 초점거리를 형성하게 포물선으로 가공되고 저면은 끼움홈(27, 27')이 형성된 반사판받침(22), 상기 반사판받침(22)이 2개 이상 다수개가 끼움홈(27, 27')을 통하여 받침파이프(23)에 부착되고 양단에 기둥파이프(24)를 통하여 흡수기파이프(25)가 부착된 집광프레임(20), 상기 집광프레임(20)에 부착된 반사판받침대(22)의 포물선면에 부착되어 태양광을 흡수기파이프(25)에 부착된 흡수기(30)의 중심부로 반사하여 초점을 형성하는 2개이상 다수개의 반사판(21), 바닥면에 고정된 집광기둥(10, 10'), 상기 집광프레임(20)의 양단 회전축(26, 26')이 베어링(18, 18')을 통하여 상기 집광기둥(10, 10')에 회동가능하게 결합된 집광구조물, 상기 집광프레임(20)의 회전축(26)에 고정결합(17)을 통하여 고정 결합되는 구동링크(13), 상기 구동링크(13)와 핀(16)으로 회동가능하게 결합되는 실린더로더(15), 실린더로더(15)를 상하 운동 가능케 하는 파워실린더(12)와 모터(14)로 구성되는 것을 특징으로 하는 집광형 태양집열기 구조이다.

반사판받침(22)에 형성된 간격볼트구멍(34)에 간격볼트를 삽입하여 너트로 고정하여 2개 이상의 반사판받침(22)의 간격을 유지하며 2개 이상 다수개의 반사판 받침(22)간에 소정의 길이를 갖은 받침봉(33)을 반사판받침(22)의 포물선 곡면상에 형성된 받침봉홈(33)에 삽입하여 반사판의 변형을 방지하며 반사판받침(22)의 종단에 고정되는 클램프(32)가 반사판의 종단을 눌러 고정하는 구조이며 반사판(21)과 반사판받침(22)의 접촉면은 접착제로 접착한다.

보다 상세한 작동 예는 다음과 같다.

태양의 고도가 높아지면 센서(미도시)를 통하여 태양의 위치를 감지하여 집광프레임의 초점부 고도를 높여야 반사판(21)에서 반사된 태양광의 초점이 흡수기파이프(25)에 부착된 흡수기(30)에 정확하게 형성된다. 집광프레임(20)에 부착된 흡수기(30)의 높이를 높이기 위하여 파워실린더(12)에 부착된 모터(14)에 전력이 공급되어 회전하면 실린더로더(15)의 길이가 줄어들고 집광프레임(20)의 회전축(26)에 고정된 구동링크(13)를 아래로 당기게 되어 집광프레임(20)이 도 6의 상태에서 시계 방향으로 회전하고 부착된 흡수기(30)의 위치가 상승하여 반사판의 초점이 흡수기에 연속적 위치하게 된다.

태양의 고도가 내려가면 센서가 태양의 위치를 감지하여 파워실린더(12)에 부착된 모터(14)에 전력이 역으로 공급되어 역회전하면 실린더로더(15)의 길이가 늘어나고 집광프레임(20)의 회전축(26)에 고정된 구동링크(13)를 위로 밀게 되어 집광프레임(20)이 반 시계 방향으로 회전하고 부착된 흡수기(30)의 위치가 하강하여 반사판의 초점에 흡수기가 위치하게 된다.

도 1은 본 고안에 의한 집광형 태양집열기의 전체사시도

도 2는 본 고안에 의한 집광형 태양집열기의 측면도

도 3은 본 고안에 의한 집광프레임의 사시도

도 4는 본 고안에 의한 반사판받침의 연결사시도

도 5는 본 고안에 의한 반사판받침의 종단 상세도

도 6는 집광기 구동부의 상세사시도

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

10, 10' : 집광기둥 11 : 파워실린더고정부

12 : 파워실린더 13 : 구동링크

14 : 모터 15 : 실린더로더

16 : 핀 17 :고정결합

18, 18' : 베어링 20 : 집광프레임

21 : 반사판 22 : 반사판받침

23 : 받침파이프 24, 24' : 기둥파이프

25 : 흡수기파이프 26, 26' : 회전축

27, 27' : 끼움홈 28 : 받침봉

29 : 간격볼트 30 : 흡수기

32 : 클램프 33 : 받침봉홈

34 : 간격볼트구멍

Claims

상면이 소정의 초점거리를 형성하게 포물선으로 가공되고 저면은 끼움홈(27, 27')이 형성된 반사판받침(22), 상기 반사판받침(22)이 2개 이상 다수개가 끼움홈(27, 27')을 통하여 받침파이프(23)에 부착되고 양단에 기둥파이프(24)를 통하여 흡수기파이프(25)가 부착된 집광프레임(20), 상기 집광프레임(20)에 부착된 반사판받침대(22)의 포물선면에 부착되어 태양광을 흡수기파이프(25)에 부착된 흡수기(30)의 중심부로 반사하여 초점을 형성하는 2개이상 다수개의 반사판(21), 바닥면에 고정된 집광기둥(10, 10'), 상기 집광프레임(20)의 양단 회전축(26, 26')이 베어링(18, 18')을 통하여 상기 집광기둥(10, 10')에 회동가능하게 결합된 집광구조물, 상기 집광프레임(20)의 회전축(26)에 고정결합(17)을 통하여 고정 결합되는 구동링크(13), 상기 구동링크(13)와 핀(16)으로 회동가능하게 결합되는 실린더로더(15), 실린더로더(15)를 상하 운동 가능케 하는 파워실린더(12)와 모터(14)로 구성되는 것을 특징으로 하는 집광형 태양집열기 구조.
2개 이상 다수개의 반사판받침(22)이 집광프레임에(20)에 끼움홈(27, 27')을 통하여 고정되고 반사판받침(22)대 간의 소정의 거리를 유지하게 하는 간격볼트(29), 상기 2개 이상 다수개의 반사판받침(22)의 포물선 곡면상에 형성된 받침봉홈(33)에 삽입하여 반사판의 변형을 방지하는 받침봉(28), 반사판받침(22)의 종단에 고정되어 반사판(21)의 종단을 눌러 고정하는 클램프(32)로 구성되는 것을 특징으 로 하는 반사판받침(22)과 반사판(22)의 부착 구조