KR890003113B1

KR890003113B1 - 태양광 수집장치

Info

Publication number: KR890003113B1
Application number: KR1019840005587A
Authority: KR
Inventors: 모리게이
Original assignee: 모리게이
Priority date: 1983-09-19
Filing date: 1984-09-14
Publication date: 1989-08-22
Also published as: NZ209501A; US4589400A; DE3482487D1; EP0138084B1; EP0138084A2; EP0138084A3; JPS6064315A; CA1254423A; KR850002329A

Abstract

내용 없음.

Description

태양광 수집장치

제1도는 본 출원인이 앞서 제안한 종래의 태양광 수집장치의 1예를 나타내는 도시.

제2도는 본 발명에 의하는 태양광 수집장치의 1실시예를 나타내는 도시.

제3도는 본 발명의 실시예에 사용하는 태양광 수집부의 측단면도.

제4도는 본 발명의 실시예에 사용하는 태양광 수집부의 평면도.

제5도는 제2도의 태양광 수집부(20)를 제거한때의 확대사시도.

제6도는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 개략 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 기체부 2 : 돔형상 머리부

3 : 캡슈울 10 : 태양광 수집부

11 : 렌즈 12 : 태양광 방향센써

13 : 지지틀체 15 : 전동기

16 : 지지아암 17 : 회전축

20 : 태양광 수집부 21 : 렌즈

22 : 광파이버 30 : 상부커버

40 : 수평중공축 50 : 중공의 수직회전축

60 : 전동기 70 : 치차

80 : 반원형상의 치차 90 : 베어링기구

100 : 하부커버 110 : 지지아암

본 발명은, 태양광을 렌즈에 의하여 집속하여 광도체내에 도입하고 이 광도체를 통하여 임의 소망의 장소에 전달하여서, 조명, 기타의 사용에 제공하게한 태양광 수집장치의 개량에 관한 것이다.

본 출원인은, 앞서, 태양광을 렌즈등에 의하여 집속하여, 광도체내에 도입하고, 이 광도체를 통하여 임의 소망의 장소에 전달하여서, 조명, 기타의 이용에 제공하는 태양광 수집장치에 대하여 제안하여 왔다.

제1도는, 본 출원인이 앞서 제안한 태양광 수집장치의 1예를 설명하기 위한 사시도로서, 도시중(1)은 통형상의 기체부이고, (2)는 투명체의 돔형상 머리부이고, 이들에 의하여 태양광 수집장치용의 캡슈울(3)을 형성하고, 사용 상태에 있어서는, 이 캡슈울(3)내에, 도시에서와 같이 태양광 수집부(10)가 수용되어 있다.

이 태양광 수집부(10)는, 태양광을 집속하기 위한 다수매, 예를 들면, 19매의 동심원 형상으로 배설된 렌즈(11), 태양의 방향을 검출하기 위한 태양광 방향센써(12), 이들을 일체적으로 지지하는 지지틀(13), 이들을 화살표 A방향으로 회동되게 하기 위한 제1의 전동기(15), 상기 렌즈(11) 내지 전동기(15)를 지지하는 지지아암(16), 상기 렌지 내지 전동기(15)의 회전축과 직교하게 배설된 회전축(17), 이 회전축(17)을 화살표 B방향으로 회전되게 하기 위한 제2의 전동기(도시하지 않음)등을 형성하고, 상기 태양광 방향센써(12)에 의하여 태양의 방향을 검출하여, 이 검출신호에 의하여 렌즈(11)가 항상 태양의 방향으로 향하게 상기 제1 및 제2의 전동기를 제어하고, 렌즈(11)에 의하여 집속된 태양광을 이 렌즈의 각 촛점위치에 그 수광단이 배설된 도시하지 아니한 다수본(제1도의 A에 있어서는 19본)의 광도체 케이블 등에 도입하여, 이 광도체 케이블을 통하여 임의 소망의 장소에 전달할 수 있게 되어 있다.

그런데, 상기에서와 같은 태양강 수집장치에 있어서는, 태양광 수집부를 비, 바람이나, 먼지등으로부터 보호하기 위하여, 이 태양광 수집부를 캡슈울내에 수용하게 되어 있으나, 태양광의 일부는 이 캡슈울 표면에서 반사하여, 입사각 θ가 임계입사각 이상으로 되면, 이 캡슈울의 표면에서 전반사 되어서, 태양광 수집부까지 도달하지 아니한다.

이와같은 좋지 못한 현상을 피하기 위하여, 상기 태양광 수집장치에 있어서, 캡슈울을 둥근형상으로 하여, 태양광 수집부의 수광면이 어느 방향을 향하고 있어도, 항상 같은 조건으로 태양광이 캡슈울내에 들어가게 함과 동시에, 태양광 수집부의 가장외측단의 렌즈가, 상기 임계각의 외측으로 되지 아니하게, 수광면의 직경 D를 결정하고 있다.

이로 인하여, 캡슈울을 포함하는 태양광 수집장치의 전체의 구조가 대형으로 된다.

또한, 렌즈로서는 직경 40Cm정도의 큰 지름의 프레넬렌즈를 사용하고 있는 것이어서, 렌즈에 촛접에 집합되는 열에너지가 커서, 사용 도중에 광도체 케이블 및 이 광도체 케이블의 지지부재등이 열변형 등을 하게 되어, 광도체 케이블의 수광면이 렌즈의 촛점과 일치되지 아니하여, 그때그때에 위치조정을 하지 아니하면 아니되었던 것이다.

본 발명은, 상기에서와 같은 실정을 감안하여 이루어진 것으로서, 특히, 태양광 집속 렌즈로서 직경 4Cm정도의 작은 지름의 렌즈를 다수개 사용하는 것에 의하여, 태양광 수집부를 얇은 형의 구조로 할 수 있는 것과 동시에, 각 렌즈이 촛점에 있어서의 극단적인 온도 상승을 억제하고, 또한 태양광 수집부를 덮는 투명체의 커버를, 이 태양광 수집부와 일체적으로 회동되게 하는 것에 의하여, 태양광이 같은 조건으로 태양광 수집부에 도달할 수 있게 하는 것과 동시에, 장치의 소형화를 도모한 것이다.

제2도는, 본 발명에 의하는 태양광 수집장치의 1실시예를 설명하기 위한 측면구성도이고, 도시중에 있어, (20)은 태양광 수집부, (30)은 이 태양광 수집부(20)의 렌즈면 즉, 상반부를 덮는 투명체의 상부커버, (40)은 수평중공축, (50)은 상단부에 있어 상기 수평중공축(40)을 일체적으로 지지하는 중공의 수직 회전축, (60)은 상기 수평중공축(40)에 일체적으로 착설된 전동기, (70)은 전동기(60)에 의하여 회전되는 치차, (80)은 이 치차(70)와 맞물리는 대략 반원형상의 치차, (90)은 베어링기구, (100)은 태양광 수집부(20)의 하반부를 덮는 하부커버이고, 상기 수평중공축(40)은 베어링기구(90)의 인너레이스에 고착되고, 상기 반원형상의 치차(80)는 아우터레이스에 고착되어 있다.

따라서, 태양광 수집부(20)는, 중공의 수직회전축(50)을 회전하는 것에 의하여, 이 중공의 수직호전축을 중심으로 화살표 X방향으로 회동되고, 또한 전동기(60)를 회전하는 것에 의하여, 수평중공축(40)을 중심으로 X방향으로 회동되게 할 수가 있는 것이어서, 이들의 회동을 태양의 이동에 따라서 제어하면, 태양광 수지부의 렌즈면을 항상 태양의 방향으로 향하게 할 수가 있는 것이다.

또한, 하부커버(100)는 중공의 수직회전축(50을 중심으로 이등분되어 있고, 이것에 의하여 상기 Y방향으로 회동이 자유롭게 될 수가 있는 것이다.

제3도는 태양광 수집부(20)의 측단면도(제4도의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도)이고, 제4도는 평면도로서, 도시중(21)는 직경 4Cm정도의 작은 지름의 렌즈이고, (22)는 각 렌즈의 촛점위치에 정확하게 위치 맞춤된 광파이버이고, 실제로는 일체로 형성된 기판위에 상기에서와 같은 렌즈가 수천개 배설되고, 각 렌즈의 촛점위치에 광파이버의 수광단이 정확하게 위치 맞춤되어 고정되어 있다.

그리고, 상기에서와 같은 작은 지름의 렌즈를 사용하면, 각 렌즈의 촛점에 집속된 태양광 에너지는 그리 크지 아니하고, 따라서, 광파이버 및 이 광파이버의 지지부 등에 있어서의 열변형은 거의 없어, 사용 현장에서의 촛점 위치 맞춤의 조정은 필요없게 되는 것이어서, 광파이버의 수광단을 렌즈의 촛점에 맞추는 위치 맞춤작업은, 제조공장 내에서 정확하게 행하여, 그 위치에 광파이버를 고정할 수 있는 작업이 가능하게 된다.

이 경우에, 상부커버(30)가 있는 경우와 없는 경우에서는, 광학계 통로가 다소 달라지게 되며, 상부커버(30)가 없는 상태에서 위치 맞춤을 하고, 그 후에 상부커버(30)을 착설하면, 커버를 착설한때에 광파이버의 수광단이 렌즈의 촛점에서 벗어날 염려가 있으나, 본 발명에서는 상부커버(30)를 태양광 수집부(20)와 일체적으로 구성되게 하였고, 따라서 상부커버(30)를 착설한 상태에서 각각의 광파이버의 수광단을, 그 대응하는 렌즈의 촛점에 위치 맞춤하는 것이 가능하게 되어, 상기에서와 같이 촛점위치가 벗어나는 문제는생기지 아니한다.

제5도는 상기 태양광 수집부(20) 및 상부커버(30)를 제거한때의 확대 사시도이고, 도시중 제2도와 동일한 작용을 하는 부분에는 제2도의 경우와 동일한 참조번호를 표시 하였다.

그리고, 하부커버(100)는 도시에서와 같이 중공의 수직회전축(50)을 중심으로 (100a)와 (100b)로 2등분 되고, 상단부는 개구되어 있고, 광파이버(22)는 이 개구를 통하여 수평중공축(40)의 중공부에 넣어지고, 이 수평중공축(40) 및 중공의 수직회전축(50)의 중공부를 통하여 임의 소망의 장소에 전달되어서 사용된다.

제6도는 본 발명의 다른 실시예를 표시하는 개략구성도이고, 도시중 제2도와 동일한 작용을 하는 부분에는, 제2도의 경우와 동일한 참조 반호를 표시하고 있다.

그런데, 이 실시예에서는, 중공의 수직회전축(50)의 선단에는, 2갈래의 지지아암(110)이 일체적으로 착설되어 있고, 이 지지아암(110)에 수평중공축(40)이 일체적으로 착설되고, 태양광 수집부(20)는 제2도에 표시한 실시예와 동일하게, 이 수평중공축(40)을 중심으로 회동할 수 있게 구성되고, 광파이버(22)는 이 수평중공축(40)와 지지아암(110) 및 중공의 수직회전축(50)을 통하여 임의 소망의 장소에 전달된다.

따라서, 이 실시예에 의하며, 수평중곡축(40)을, 중공의 수직회전축(50)을 중심으로 하는 소망의 간격을 가지고 2점에서 지지할 수 있게 되어 있는 것이어서, 태양광 수집부가 상당이 큰 것이라 하여도 안정된 상태에서 지지할 수가 있는 것이다.

이상의 설명에서 명백한 바와같이, 본 발명에 의하면, 얇은 형으로서, 제작후에 현장에서의 촛점 위치를 맞추는 조정 작업을 필요로 하지 아니하는 소형으로 될 수 있고, 또한 보수성이 우수한 태양광 수집장치를 제공할 수가 있는 것이다.

Claims

동일 평면위에 배설된 다수매의 렌즈와, 각 렌즈의 촛점 위치에 수광단이 정확하게 위치 결정된 광파이버로서 되는 태양광 수집부와, 이 태양광 수집부를 회전 가능하게 지지하는 수평중공축과, 이 수평중공축과 직교하는 방향으로 연장되고, 또한 상기 수평중공축을 일체적으로 지지하는 중공의 수직회전축과, 상기 수평중공축에 착설되어서, 상기 태양광 수집부를 이 수평중공축의 주위에 회동하게 하기 위한 구동수단을 구성한 것을 특징으로 하는 태양광 수집장치.
제1항에 있어서, 상기 태양광 수집부의 상기 렌즈면이 투명체의 커버 부재로서 덮여져 있는 것을 특징으로 하는 태양광 수집장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광파이버가, 상기 수평중공축 및 중공의 수직회전축의 중공부를 통하여 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 태양광 수집장치.
제1항에 있어서, 상기 태양광 수집부는 대략 반원 형상의 치차를 일체적으로 구성하고, 이 치차가 상기 구동 수단에 의하여 회전되는 치차와 같이 맞추어져서 되는 것을 특징으로 하는 태양광 수집장치.