KR20210001481U

KR20210001481U - 태양열을 이용한 공기 가열 공급장치

Info

Publication number: KR20210001481U
Application number: KR2020190005203U
Authority: KR
Inventors: 이왕희
Original assignee: 이왕희
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2019-12-20
Publication date: 2021-06-30
Also published as: KR200493978Y1

Abstract

본 고안은 태양열을 이용한 공기 가열 공급장치에 관한 것으로, 특히 태양광이 입사되도록 개방된 개방부(13), 단열재(15)가 구비된 바닥(11), 단열재(15)를 구비한 측벽(12a-12d)을 가진 하우징(10); 상기 하우징(10)의 개방부(13)의 일측 측벽에 힌지결합되고, 투명한 재질로 만들어진 커버(14); 금속 박판으로 만들어지고 상기 개방부(13)를 통하여 입사되는 태양광에 의해 가열된 열을 상기 하우징(10)의 내부 공간(S)을 향하여 방열하는 방열판(16); 금속 박판으로 만들어지고, 입구(21)와 출구(22)를 가지며, 대경부(23)와 소경부(24)가 교대로 반복하는 주름관으로 이루어지고, 상기 대경부(23)의 하부가 상기 방열판(16)의 바닥면(16a)에 맞닿도록 상기 방열판(16)에 고정된 공기 가열관(20); 상기 공기 가열관(20)의 대경부(23)가 상기 방열판(16)의 바닥면(16a)에 접촉하도록 상기 방열판(16)에 상기 공기 가열관(20)의 소경부(24)를 복수 곳에서 지지하여 고정하는 복수의 브라켓(30); 상기 공기 가열관(20)의 입구(21)에 탈착가능하게 설치된 공기 필터(26); 상기 공기 가열관(20)의 출구(22)에 구비된 공기 공급팬(40);을 포함한다.

Description

태양열을 이용한 공기 가열 공급장치{Solar powered air heating device}

본 고안은 태양열을 이용한 공기 가열 공급장치에 관한 것으로, 특히 공기를 태양열로 가열하여 가열된 공기를 실내 또는 건조실에 공급하는 공기 가열 공급장치에 관한 것이다.

최근 다양한 종류의 온풍기가 개발되어 사용되고 있다. 그런데 현재 널리 사용되는 온풍기는 전기나 가스, 또는 전기와 가스를 선택적으로 사용하는 하이브리드 타입이 대부분이다. 이러한 온풍기는 원료비가 비싸 가동시간을 늘일 수 없고 구조가 복잡한 단점이 있다.

이러한 전기 또는 가스를 사용하는 온풍기의 단점을 해결하기 위하여 태양열을 이용한 온풍기 또는 난방기가 제안되고 있다. 일예로서, 특허문헌 1에는 태양열 온풍기가 개시되어 있다. 이 특허문헌 1의 태양열 온풍기는, 태양열을 집열하여 내부의 온도를 상승시키고, 외부의 공기를 흡입하여 태양열과의 접촉시간이 길어지도록 외기의 흐름을 지연시켜 외기의 온도를 높이는 집열부와, 상기 집열부의 일측에 구비되어 높아진 온도의 외기를 실내로 송풍시키는 송풍부와, 상기 송풍부의 일측에 구비되고 태양의 빛 에너지를 전기에너지로 변환하여 송풍부를 구동시키는 태양전지부를 포함하는 구성으로 되어 있다. 그리고, 상기 종래의 태양열 온풍기의 경우, 집열부는, 일면이 개방되고 내부의 바닥에 집열판(111)이 깔리고, 하우징(110)의 개방된 일면은 태양광이 투과하도록 투명한 재질의 덮개(120)로 덮혀지며, 하우징(110)의 내부에는 지그재그형 공기 유로(150)를 구비한 구성으로 되어 있다.

이러한 구성에 따라, 지그재그형 공기유로(150)안으로 유입된 외기(공기)는 덮개를 투과한 태양광의 열에 의해서만 가열되게 되어 있으므로, 열효율이 낮고, 공기유로를 집열판 위에 설치하여야 하는 문제점이 있다.

또한, 지그재그형 공기유로(150)를 바닥의 집열판 위에 고정설치하기 어렵고, 이로 인하여 바닥의 집열판과 공기 유로 사이의 전열효율이 낮은 단점이 있다.

뿐만 아니라, 종래의 온풍기는 지그재그형 공기 유로(150)를 통과하는 공기의 체류시간을 늘이도록 구성하므로 이 공기를 실내로 공급하기 위한 송풍기를 별도로 마련하고, 이 송풍기를 구동하기 위한 별도의 구동원을 사용하므로 에너지 낭비가 발생하는 문제점이 있다.

KR 10-0891716B1

본 고안은 상기 종래의 온풍기가 가진 단점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, 구조가 간단하면서도 태양열의 에너지 효율이 높고, 제조 원가가 낮은 태양열을 이용한 공기 가열 공급장치를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은 태양열을 이용한 공기 가열 공급 장치로서,

태양광이 입사되도록 태양광을 향하여 개방된 개방부, 단열재가 구비된 바닥, 바닥의 가장자리를 둘러싸고 단열재를 구비한 측벽을 가진 하우징; 상기 하우징의 개방부를 개폐가능하게 상기 개방부 일측 측벽에 힌지결합되고, 상기 하우징 내부로 태양광을 투과시킬 수 있도록, 투명한 재질로 만들어진 커버; 금속 박판으로 만들어지고 상기 하우징의 단열재 내측 공간에 설치되고, 상기 개방부를 통하여 입사되는 태양광에 의한 열을 상기 하우징의 내부를 향하여 방열하는 방열판; 열전도성이 우수한 금속 박판으로 만들어지고, 입구와 출구를 가지며 대경부와 소경부가 교대로 반복하는 주름관으로 이루어지고, 상기 대경부의 일부가 상기 방열판에 맞닿도록 상기 방열판에 고정되어, 입구를 통하여 유입된 공기를 출구를 통하여 배출하는 동안에 방열판으로부터 전달되는 열과 태양열에 의해 가열하는 공기 가열관; 상기 공기 가열관의 대경부가 상기 방열판에 맞닿도록 상기 방열판에 상기 공기 가열관의 소경부를 복수 곳에서 지지하여 고정하는 복수의 브라켓;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 방열판은 상기 하우징의 바닥 측 단열재 위에 고정된 바닥면과, 상기 바닥면의 가장자리에서 중앙 영역을 향하여 열을 반사하도록 구부러진 측면을 가진다.

상기 공기 공급팬은 풍차기구 또는 구동모터에 의해 회전하도록 구성된다.

본 고안의 태양열을 이용한 공기 가열 공급장치는 상기한 구성에 따라 공기를 가열하는 열원으로서 태양열을 이용하므로 운전비가 들지 않고 공해물질을 배출하지 않아 친환경적이며, 구조가 간단하고 설치가 간편하여 제작단가가 낮고, 열효율이 높은 장점을 가진다.

도 1은 본 고안에 따른 태양열을 이용한 공기 가열 공급장치를 태양광이 조사되는 건물의 외벽에 설치된 상태의 사시도이고,
도 2는 본 고안에 따른 태양열을 이용한 공기 가열 공급장치의 분해 사시도이고,
도 3은 본 고안에 따른 태양열을 이용한 공기 가열 공급장치를 정면에서 도시한 정면도이고,
도 4는 도 3의 'A-A'선 단면도이고,
도 5는 도 3의 'B-B'선 단면도로서, 외기가 흡입되는 입구 부분에 필터 하우징이 설치된 상태의 확대도이고,
도 6은 도 3의 'C'부의 확대도로서, 주름관으로 구성된 공기 가열관의 부분 확대도이고,
도 7은 공기 가열관의 지지하는 브라켓의 확대도이고,
도 8은 도 4의 'D'부의 확대도로서, 브라켓이 공기 가열관을 지지하는 구조를 확대한 도면이다.

이하, 본 고안에 따른 태양열을 이용한 공기 가열 공급장치의 실시예를 첨부도면에 따라 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 태양열을 이용한 공기 가열 공급장치를 태양광이 조사되는 건물의 외벽에 설치된 상태의 사시도이고, 도 2는 본 고안에 따른 태양열을 이용한 공기 가열 공급장치의 분해 사시도이고, 도 3은 본 고안에 따른 태양열을 이용한 공기 가열 공급장치를 정면에서 도시한 정면도이다. 도 4는 도 3의 'A-A'선 단면도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 공기 가열 공급장치(100)는 하우징(10)을 구비한다. 상기 하우징(10)은 태양광을 효율적으로 받아들일 수 있는 건물의 외벽(W) 창문에 설치하기 적합하도록 4각 통 형상을 가진다. 하우징(10)은 바닥면(11), 좌측 측벽(12a), 우측 측벽(12b), 상측 측벽(12c), 하측 측벽(12d)으로 둘러싸인 내부 공간(S)을 가지고, 전면은 태양광이 입사되도록 개방된 개방부(13)를 구비한다.

상기 하우징(10)의 개방부(13)를 개폐가능하도록 상기 개방부(13) 일측 측벽에 커버(14)가 회동가능하게 결합된다. 상기 커버(14)는 하우징(10)의 내부 공간(S)안으로 태양광이 투과할 수 있도록 투명한 재질, 예컨대 유리 또는 폴리카보네이트로 제조하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 하우징(10)의 바닥(11), 좌/우측 측벽(12a, 12b), 상측 측벽(12c), 하측 측벽(12d)에는 각각 단열재(15)가 부착된다. 단열재(15)는 내부 공간(S)의 열이 하우징(10) 외부로 손실되는 것을 차단하는 역할을 한다.

상기 하우징(10)의 바닥(11)의 단열재(15)에는 방열판(16)이 설치된다. 상기 방열판(16)은 상기 하우징(10)의 바닥(11)측의 단열재(15) 위에 고정된 바닥면(16a)과, 상기 바닥면의 가장자리에서 중앙 영역을 향하여 열을 반사하도록 구부러진 측면(16b)을 가진다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 방열판(16)은 개방부(13)를 통하여 입사되는 태양광에 의해 가열되어 하우징(10)의 내부 공간(S)쪽으로 방열한다. 상기 방열판(16)은 금속 박판으로 만들어지고, 상기 하우징(10)의 바닥(11)측 단열재(15)상에 부착설치된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 방열판(16)에는 공기 가열관(20)이 설치된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 공기 가열관(20)은 입구(21)와 출구(22)를 가지며, 대경부(23)와 소경부(24)가 교대로 반복하는 주름관으로 이루어지고, 열전도성이 우수한 금속 박판, 예컨대 알루미늄 박판으로 만들어진다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 공기 가열관(20)은 하우징(10)의 내부에 지그재그형으로 배치되어 방열판(16)상에 브라켓(14)으로 고정설치된다. 공기 가열관(20)은 입구(21)가 하우징(10)의 일측 측벽의 하단에 형성된 유입구(10a)에 결합되어 하우징(10) 외측의 공기를 입구(21)를 통하여 공기 가열관(20) 내부로 유입시키고, 출구(22)는 하우징(10)의 상측 측벽(12c)에 형성된 유출구(10b)와 연통되게 결합된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(10)의 유입구(10a)에는 공기 필터(26)가 설치되어 유입공기에 포함된 먼지, 이물질 등을 여과하게 되어 있다. 상기 공기 필터(26)는 상기 하우징(10)의 유입구(10a)에 삽입 설치되는 필터 하우징(27)에 교체가능하게 설치될 수 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(10)의 유출구(10b)에는 공기 가열관(20)에서 태양열에 의해 가열된 공기를 공기 가열관(20)의 출구(22)를 통하여 본 고안의 장치 외부(실내 또는 건조실)로 공급하는 공급팬(40)이 결합된다. 상기 하우징(10)의 상측 측벽상에 외부 바람에 의해 회전하는 풍차(41)를 설치하고, 이 풍차(41)의 회전축(42)을 상기 공급팬(40)의 회전축에 연결하여, 상기 공급팬(40)을 별도의 전기 구동장치를 사용하지 않고 풍차(41)의 회전으로 구동할 수 있다.

그러나, 본 고안에서는 풍차 대신에 태양전지에 의해 구동되는 전동 모터를 사용하여 상기 공급팬(40)을 구동할 수도 있다.

한편, 도 3 및 도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 공기 가열관(20)을 방열판(16)에 고정하는 브라켓(30)은 공기 가열관(20)의 소경부(24)의 하부를 받쳐 지지하는 'C'형 받침부(31)를 가지고, 방열판(16)에 고정되는 베이스부(32)를 가진다. 상기 베이스부(32)에서 받침부(31)까지의 높이는 공기 가열관(20)의 대경부(23)와 소경부(24)의 직경 차이에 대응하는 높이로 이루어진다. 이러한 구조에 의해, 공기 가열관(20)이 브라켓(30)에 의해 방열판(16)에 고정 설치되었을 때, 공기 가열관(20)의 대경부(23)의 하단이 방열판(16)의 바닥면(16a)에 맞닿게 된다. 이로써 공기 가열관(20)은 방열판(16)의 복사열에 의해 가열된 내부 공간(S)의 공기뿐 만 아니라 방열판(16)과 직접 접촉한 대경부(23) 부분을 통하여 전달되는 방열판(16)의 열에 의해서도 가열된다.

100: 본 고안에 따른 공기 가열 공급장치
10: 하우징 10a: 유입구
10b: 유출구 11: 바닥
12a: 좌측 측벽 12b: 우측 측벽
12c: 상측 측벽 12d: 하측 측벽
13: 개방부 14: 커버
S: 내부 공간 15: 단열재
16: 방열판 16a: 바닥면
16b: 측면 20: 공기가열관
21: 입구 22: 출구
23: 대경부 24: 소경부
26: 공기 필터 27: 필터 하우징
30: 브라켓 31: 받침부
32: 베이스부 40: 공기 공급팬
41: 풍차 42: 회전축

Claims

태양열을 이용한 공기 가열 공급 장치로서,
태양광이 입사되도록 태양광을 향하여 개방된 개방부(13), 단열재(15)가 구비된 바닥(11), 상기 바닥(11)의 가장자리를 둘러싸고 단열재(15)를 구비한 측벽(12a-12d)을 가진 하우징(10); 상기 개방부(13)를 개폐하도록 상기 하우징(10)의 개방부(13)의 일측 측벽에 힌지결합되고, 상기 하우징(10) 내부로 태양광을 투과시킬 수 있도록, 투명한 재질로 만들어진 커버(14); 금속 박판으로 만들어지고 상기 하우징(10)의 내측 공간(S)에 설치되고, 상기 개방부(13)를 통하여 입사되는 태양광에 의해 가열된 열을 상기 하우징(10)의 내부 공간(S)을 향하여 방열하는 방열판(16); 열전도성이 우수한 금속 박판으로 만들어지고, 입구(21)와 출구(22)를 가지며, 대경부(23)와 소경부(24)가 교대로 반복하는 주름관으로 이루어지고, 상기 대경부(23)의 하부가 상기 방열판(16)의 바닥면(16a)에 맞닿도록 상기 방열판(16)에 고정되어, 입구(21)를 통하여 유입된 공기를 출구(22)를 통하여 배출되는 동안에 방열판(16)으로부터 전달되는 열과 태양열에 의해 가열하는 공기 가열관(20); 상기 공기 가열관(20)의 대경부(23)가 상기 방열판(16)의 바닥면(16a)에 접촉하도록 상기 방열판(16)에 상기 공기 가열관(20)의 소경부(24)를 복수 곳에서 지지하여 고정하는 복수의 브라켓(30); 상기 공기 가열관(20)의 입구(21)에 탈착가능하게 설치된 공기 필터(26); 상기 공기 가열관(20)의 출구(22)에 구비된 공기 공급팬(40);을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 공기 가열 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 방열판(16)은 상기 하우징(10)의 바닥(11) 측 단열재(15) 위에 얹혀져 지지된 바닥면(16a)과, 상기 바닥면(16a)의 가장자리에서 중앙 영역을 향하여 열을 반사하도록 구부러진 측면(16b)을 가진 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 공기 가열 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 공기 공급팬(40)은 풍차(41) 또는 전기모터에 의해 회전하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 태양열을 이용한 공기 가열 공급 장치.