WO2017111354A1 - 가변형 패킹기구를 구비한 태양열 집열기 - Google Patents

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WO2017111354A1
WO2017111354A1 PCT/KR2016/014320 KR2016014320W WO2017111354A1 WO 2017111354 A1 WO2017111354 A1 WO 2017111354A1 KR 2016014320 W KR2016014320 W KR 2016014320W WO 2017111354 A1 WO2017111354 A1 WO 2017111354A1
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WO
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opening
sealing
side wall
main
main pipe
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/014320
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English (en)
French (fr)
Inventor
박종일
Original Assignee
주식회사 에스앤지에너지
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Publication date
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/70—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L13/00—Non-disconnectible pipe-joints, e.g. soldered, adhesive or caulked joints
    • F16L13/12—Non-disconnectible pipe-joints, e.g. soldered, adhesive or caulked joints with a seal made of lead, caulked packing, or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
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    • F24S80/30—Arrangements for connecting the fluid circuits of solar collectors with each other or with other components, e.g. pipe connections; Fluid distributing means, e.g. headers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44—Heat exchange systems

Definitions

  • the present invention relates to a solar collector having a packing mechanism, and more particularly, to a variable type that maintains hermeticity between the opening and the main pipe even if the main pipe passing through the opening of the case side wall plate of the solar collector is moved relative to the opening.
  • the solar collector is applied to the packing mechanism.
  • Korean Patent Publication No. 10-1207952 discloses a structure in which an opening is formed in a side wall plate of a case of the solar collector 1, and an end tube 10 penetrates through the opening.
  • the end pipe 10 is fixed to the case of the collector 1 while being surrounded by the corrugated pipe 11.
  • the end tube 10 is connected to one end of the connecting tube 20 via the connecting member 30, and the other end of the connecting tube 20 is connected to the end tube 10 of the other collector 1. . Thereby, the flow path of the medium between the two collectors 1 communicates.
  • a plurality of solar collectors may be arranged to build a hot water heating system. At this time, neighboring collectors need to be connected to the flow path.
  • the heat medium flow paths extending through the case are connected to neighboring collectors at the upper and lower ends thereof.
  • the heat medium which flowed in below the collector flows toward the collector.
  • the heat medium which flowed horizontally under the collector collector flows below the neighboring collector, and the heat medium which flowed horizontally over the collector collector flows to the upper side of the neighbor collector.
  • the internal structure of these collectors A, B, C, and D is the same.
  • the structure of the collector A is the same as FIG.
  • one or more main pipes 21 and one or more branch pipes 22 are provided to communicate with each other.
  • the main pipe 21 extends in the first direction (horizontal direction).
  • the branch pipe 22 extends in the 2nd direction (vertical direction) perpendicular
  • the main pipe 21 is connected to an external flow path through the opening 11 formed in the case 10.
  • the branch pipe 22 is fixedly connected to the main pipe 21 by soldering or the like.
  • main body member in which the main pipe or a connecting part is connected to the opening of the solar heat collector side wall plate in a watertight or airtight state. This is because, for example, in the case of solar collectors, when the opening is not closed, external rainwater may flow in, forming a water vapor film or corroding the internal parts, and the efficiency may be lowered.
  • the inner connector 31 is installed on the outer circumference of the connecting end 23, which is the end of the main pipe 21
  • a configuration is known in which a female screw 33 is formed in the inner circumference of the main pipe 21 and the outer connector 32 having a male screw 34 to be engaged with the female screw 33 is screwed.
  • the case 10 and the opening 11 are sandwiched between the inner connector 31 and the outer connector 32, whereby the main pipe 21 is fixed to the case 10.
  • the connecting port 35 which is an elastic packing is provided in the opening 11 of the case 10, and the main pipe 21 is elastically fitted in the hollow portion of the connecting port 35.
  • the configuration to penetrate is known. According to this, while the relative movement with respect to the opening 11 of the main pipe 21 is ensured within the elastic limit of the connection port 35, hermeticity is maintained.
  • the main pipe member is shifted in position so that the main pipe member is relatively moved relative to the opening of the solar collector side wall plate.
  • the main pipe 21 is changed in position (shanghai copper in the illustrated example) in accordance with the expansion and contraction of the branch pipe 22 due to heat.
  • Korean Patent No. 10-1207952 or the screwing configuration of FIG. 4 (a) completely fixes the case 10 and the main pipe 21 as shown in FIG. 4 (b). Therefore, the force of the relative motion can not be absorbed at all, the branch pipe 22 is bent and deformed, the welding portion between the main pipe 21 and the branch pipe 22 is broken, or the case 10 and the inner connector 31, As slip occurs between the outer connector 32, there is a problem that the screwing is loosened and the sealing property is lowered.
  • the present invention has been made to solve the problems of the prior art, a sealing mechanism for sealing between the main body member and the opening through the opening of the side wall plate of the solar collector case, even if the main body member is moved relative to the opening It is to provide a solar collector having a variable packing mechanism to maintain the.
  • a solar collector having a variable packing apparatus of the present invention for achieving the above object, according to the thermal expansion of the tube an provided in the solar collector, relative movement by the position variation in subjective member comprising a host placed in the branch pipe and the vertical even if it occurs, according to a solar collector having a variable packing device whereby airtightness is held between said organizing member which passes through the opening and the opening formed in the side wall plate of the case of the solar collector, the opening, the positional change direction
  • the variable packing mechanism has a hollow portion through which the main pipe member penetrates, and an inner member disposed inside the opening, and the main pipe member has a hollow portion through which the main pipe member changes in position.
  • At least one main body sealing member is provided to surround the main body member for sealing between the inner member and the sealing member or between the main member and the outer member.
  • the outer member the plate-shaped body that covers the opening in the portion other than the hollow portion, and while being connected to the inner member and connected to the connecting member passing through the hollow portion of the outer member It is preferable that a coupling member is provided to apply pressure to the plate-shaped body.
  • the outer member is formed of a plate-shaped body covering the opening in portions other than the hollow portion
  • the connecting member is formed to extend from the plate-shaped body toward the inside of the case, the inner member
  • the edge portion of the opening is formed at an end portion of the connecting member to have an outward step so as to be caught on the periphery of the opening parallel to the direction of the position change of the main pipe member.
  • a sealing mechanism for sealing between a main body member penetrating through an opening of a solar collector case side wall plate and the opening, and a solar heat collector having a variable packing mechanism for maintaining the sealing property even if the main body member is moved relative to the opening.
  • FIG. 1 is an exemplary perspective view of a solar system in which a plurality of general solar collectors are listed.
  • FIG. 2 is an exemplary plan view of a flow path arrangement between four solar collectors.
  • 3 is a plan sectional view inside the solar collector.
  • FIG 4 is an exemplary cross-sectional view of a conventional packing mechanism for the opening of the case side wall plate and the main pipe tip.
  • FIG. 5 is an exemplary cross-sectional view of FIG. 3 of the packing mechanism for the opening of the case side plate according to the present invention and the main pipe tip.
  • FIG. 6 is an enlarged view of a portion b of FIG. 5 and is an exemplary cross-sectional view of the packing mechanism of the present invention as compared with FIG. 4.
  • FIG. 7 is an exemplary sectional view of a modification of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view of the sealing mechanism of the present invention provided in a case.
  • FIG. 9 is a perspective view showing the member fastened to the case from the outside.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view of the sealing mechanism according to the present invention.
  • FIG. 11 is an exemplary perspective view of the inner member.
  • FIG. 12 is an exemplary perspective view of the sealing on the inner member side.
  • FIG. 13 is an exemplary perspective view of the opening packing.
  • 15 is an exemplary perspective view of the sealing on the coupling member side.
  • FIG. 16 is an exemplary perspective view of the coupling member.
  • the solar collector A of the present invention has a variable packing mechanism as shown in FIG. 5.
  • This variable packing mechanism is a mechanism which maintains the sealing property between the opening 11 of the solar heat collector A side wall plate , and even if relative movement generate
  • Organizing member refers to a member including a host (21), a host connection end 23 and a concept referred to the combination parts are coupled for connection to the host. Such relative movement may be caused by a positional change in the main pipe 21 disposed perpendicular to the paper pipe 22 according to thermal expansion of the paper pipe 22 provided in the solar collector A.
  • the opening 11 is formed in such a size that the position change direction (up and down direction in the illustrated example) allows the position change of the main pipe member. In other words, when the position of the main pipe member changes, the main pipe member is not obstructed by the upper end or the lower end of the opening. Therefore, there is no room for bending deformation.
  • the variable packing mechanism includes an inner member 42 , an outer member 43 , a connection member c, at least one opening seal s1, s2, 41, and at least one main member sealing ( s3) is provided.
  • the inner member 42 is a member disposed inside the opening 11 while having a hollow portion h3 through which the main pipe member penetrates.
  • This inner member 42 has a contact surface f1 facing the inner surface of the side wall plate.
  • the contact surface f1 may be configured to slide in close contact with the inner surface of the sidewall plate directly, as shown in FIG. 7 (a) and (b).
  • the inner member 42 may be configured as an outward stepped portion formed at the end of the connecting member c.
  • the sealing s1 may be provided between the inner side surface of the side wall plate and the contact surface f1.
  • the sealing s1 is formed to be fixed to the contact surface f1 in the illustrated example, and the inner surface of the sidewall plate is slid, but not limited thereto, and the sealing s1 is the inner surface of the sidewall plate. It is formed so that it may be fixed to the contact surface, and the contact surface f1 may be made to slide in this. At least one groove h1 and h2 for holding such a sealing s1 may be formed in the contact surface f1.
  • the opening packing 41 may be provided in the side wall plate so as to protrude toward the inner side surface of the side wall plate along the inner circumference of the opening 11. In this case, the contact surface f1 slides on the opening packing 41.
  • the outer member 43 has a hollow portion h8 through which the main pipe member penetrates, and is a member disposed outside the opening 11.
  • This outer member 43 has a contact surface f2 facing the outer surface of the side wall plate.
  • the contact surface f2 may be configured (not shown) to slide in direct contact with the outer surface of the side wall plate.
  • the outer member 43 is formed so as to cover the opening 11, except for the hollow portion h8.
  • the sealing s2 may be provided between the outer side surface of the side wall plate and the contact surface f2.
  • the sealing s2 is formed to be fixed to the contact surface f2 in the illustrated example, and the outer surface of the side wall plate is slid, but not limited thereto, and the sealing s2 is the outer surface of the side wall plate. It is formed so that it may be fixed to and the contact surface f2 may be made to slide in this. At least one groove h7 for retaining such a sealing s2 may be formed in the contact surface f2.
  • the opening packing 41 may be provided in the side wall board so that it may protrude toward the outer side surface of the side wall board along the inner periphery of the opening 11. In this case, the contact surface f2 slides on the opening packing 41.
  • the connecting member c is a member that connects and supports the inner member 42 and the outer member 43.
  • Figs. 6A to 6D, and Figs. 7A and 7B although they are formed of boss-shaped members extending from the inner member 42 toward the outer member 43, Figs. In the example shown in 7 (c) and (d), on the contrary, it is formed of a boss-shaped member that extends from the outer member 43 toward the inner member 42.
  • the shape is not limited to the boss shape and does not need to be formed integrally with the inner member 42 or the outer member 43.
  • the said opening sealing s1, s2, 41 is sealing provided so that the said opening 11 may be surrounded.
  • This is a sealing s1 for sealing between the side wall plate and the inner member 42, a sealing s2 for sealing between the side wall plate and the outer member 43, or the opening 11 and the inner member.
  • the sealings s1 and s2 have a contact surface f1 of the inner member 42, an inner surface of the sidewall plate, an outer surface of the sidewall plate, and an adhesion surface of the outer member 43 so as to surround the opening 11. f2) can be installed.
  • the opening packing 41 provided in the periphery of the opening 11 may be formed so as to project toward the inner side or the outer side of the side wall plate while surrounding the opening 11 as shown in FIG. 6.
  • the opening h10 formed in the ring-shaped body and the groove h9 surrounded by the outer gripping portion w may be formed.
  • At least one of these opening packings 41 and sealings s1 and s2 may be provided.
  • the main pipe member sealing s3 is a sealing provided to surround the main pipe member. It may be composed of any one or more of a sealing (not shown) for sealing between the main member and the inner member 42, or a sealing (s3) for sealing between the main member and the outer member 43. .
  • the sealing s3 may be installed at either the portion facing the main member of the inner member 42 or the portion facing the main member of the outer member 43 so as to surround the main member. At least one of these sealing s3 may be provided.
  • the said main pipe member, the said inner member 42, and the outer member 43 move together in the same direction by the external force (force by thermal expansion contraction of a branch pipe) applied to a main pipe member.
  • the inner members and outer members 42 and 43 are arranged in parallel with the side wall plates. Therefore, since the external force is applied in the parallel direction of the side wall plate, these inner members and the outer member 42, 43 are slid in a direction parallel to the side wall plate.
  • the opening seals s1, s2 and 41 are provided to surround the opening 11, the sealing property is maintained even when relative movement of the inner member, the outer member 42, 43 and the main pipe member by external force occurs.
  • the main member sealing (s3) is provided to surround the main member, the sealing property is maintained. Therefore, corrosion of internal parts can be prevented and efficiency fall can be prevented.
  • the outer member 43 is shown in FIGS. 6A to 6D and 7A.
  • the plate-shaped body and the coupling member may be provided.
  • the plate shape is a member that covers the opening 11 at portions other than the hollow portion h8. Therefore, it can serve as a cover to prevent the ingress of external moisture.
  • the coupling member 44 is a member that applies pressure to the plate-shaped body while engaging with the connection member c.
  • the connecting member (c) is made to pass through the main pipe member while being connected to the inner member (42), and has a shape through the hollow portion (h8) of the outer member (43).
  • the projection of the coupling member 44 is spirally coupled to the groove formed on the outside of the boss-shaped connection member (c)
  • a structure in which a portion of the coupling member 44 presses a portion of the outer member 43 is illustrated, but is not limited thereto.
  • the outer member 43 and the coupling member 44 may be merged together to be integrally formed as shown in FIG. 6 (d).
  • the outer member 43 As another specific configuration example of the inner member 42 and the outer member 43 and the connecting member (c) connecting them, the outer member 43, as shown in Figs. It is good also as a wedge-fastening structure by pressurization.
  • the outer member 43 has a plate shape that covers the opening 11 at a portion other than the hollow portion h8.
  • the body is the same.
  • the connection member (c) is formed to extend from the plate-shaped body toward the inside of the case (10). In other words, this is the opposite of the previous example.
  • the inner member 42 may be formed integrally with the end of the connecting member c as shown in FIG.
  • the inner member 42 is formed so as to have an outwardly stepped portion configured to be caught by a circumferential portion of the opening 11 that is parallel to the direction of position change of the duct member among the circumferential portions of the opening 11.
  • the outer member 43, the connection member c, and the inner member 42 are all formed integrally, and by pressing them outward from the outer side, the outward end of the inner member 42 is fastened to a part of the opening. Is made and is slidably held in this fastened state.
  • the present invention can be used in the solar collector industry with a variable packing mechanism.

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Abstract

본 발명의 가변형 패킹기구를 구비한 태양열 집열기는, 태양열 집열기 내에 구비된 지관 의 열팽창에 따라, 상기 지관과 수직으로 배치된 주관 을 포함하는 주관부재 에 위치변동에 의한 상대이동이 발생되더라도, 상기 태양열 집열기의 케이스의 측벽판 에 형성된 개구 와 상기 개구를 관통하는 상기 주관부재 사이의 밀폐성이 유지되도록 하는 가변형 패킹기구를 구비한 태양열 집열기에 있어서, 상기 개구는, 상기 위치변동 방향의 크기가, 상기 주관부재의 위치변동을 허용하는 크기로 형성되고, 상기 가변형 패킹기구는, 상기 주관부재가 관통되는 중공부를 가짐과 함께, 상기 개구의 내측에 배치되는 내측부재 와, 상기 주관부재가 관통되는 중공부를 가짐과 함께, 상기 개구의 외측에 배치되는 외측부재 와, 상기 내측부재와 외측부재를 연결하여 지지하는 연결부재 와, 상기 측벽판과 내측부재 사이의 밀폐성 또는 상기 측벽판과 외측부재 사이의 밀폐성을 위해 상기 개구를 포위하도록 구비되는 적어도 하나의 개구씰링 과, 상기 주관부재와 내측부재 사이의 밀폐성 또는 상기 주관부재와 외측부재 사이의 밀폐성을 위해 상기 주관부재를 포위하도록 구비되는 적어도 하나의 주관부재씰링 이 구비됨을 특징으로 한다.

Description

가변형 패킹기구를 구비한 태양열 집열기
본 발명은, 패킹기구를 구비한 태양열 집열기에 관한 것으로서, 보다 상세히는, 태양열 집열기의 케이스 측벽판의 개구를 관통하는 주관이 개구에 대해 위치가 상대이동되더라도 개구와 주관 사이의 밀폐성을 유지하는 가변형 패킹기구가 적용된 태양열 집열기에 관한 것이다.
일반적으로 태양열 집열기의 케이스 측벽판에는 개구가 형성되어 있고, 그 개구에는 열매체의 주관이 관통되도록 되어 있다. 예컨대 한국특허 제10-1207952호 공보에는, 태양열 집열기(1)의 케이스의 측벽판에 개구가 형성되고, 이 개구를 통해 엔드관(10)이 관통되어 나오는 구조가 개시되어 있다. 이 엔드관(10)은, 주름관(11)에 에워싸인 채로 집열기(1)의 케이스에 고정되어 있다. 이 엔드관(10)은, 연결부재(30)를 개재하여 연결관(20)의 일단에 연결되고, 이 연결관(20)의 타단은 다른 집열기(1)의 엔드관(10)에 연결된다. 이로써, 두 집열기(1) 사이의 매체의 유로가 연통된다.
일반적으로 도 1과 같이, 다수의 태양열 집열기를 배치하여 온수 난방시스템을 구축하는 경우가 있다. 이때, 이웃하는 집열기끼리 유로의 연결이 필요하다.
예컨대 도 2와 같이, 4개의 집열기(A, B, C, D)가 배치된 경우를 생각하면, 상단 및 하단에 케이스를 관통해 뻗은 열매체 유로가 이웃 집열기끼리 연결된다. 각 집열기 내부에서는, 집열기의 하측으로 유입된 열매체가, 집열기의 상측을 향해 흐른다. 또한, 집열기 하측을 횡으로 흐른 열매체는, 이웃 집열기의 하측으로 흐르고, 집열기 상측을 횡으로 흐른 열매체는, 이웃 집열기의 상측으로 흐른다.
이들 각 집열기(A, B, C, D)의 내부구조는, 동일하다. 예컨대 집열기(A)의 구조는, 도 3과 같다. 케이스(10) 내부에는, 1 이상의 주관(21)과 1 이상의 지관(22)이 연통하도록 구비된다. 주관(21)은, 제1 방향(가로방향)으로 뻗어 있다. 지관(22)은, 이에 수직인 제2 방향(세로방향)으로 뻗어 있다. 주관(21)은, 케이스(10)에 형성된 개구(11)를 통해 외부의 유로에 연결된다. 지관(22)은 주관(21)에 납땜 등에 의해 고정 연결되어 있다.
그런데, 종래로부터 태양열 집열기 측벽판의 개구에 대해 주관 또는 이에 연결용 부속이 연결된 결합물(이하, '주관부재'라 함)을 수밀 또는 기밀상태로 밀폐하고자 하는 요구가 있다. 이는, 예컨대 태양열 집열기의 경우에, 개구가 밀폐되어 있지 않으면, 외부 빗물이 유입되어, 수증기막을 형성하거나 내부 부품을 부식시킬 우려가 있고, 효율이 저하될 우려가 있기 때문이다.
이러한 기밀상태의 구현을 위해, 종래에는, 한국특허 제10-1207952호 공보나 도 4 (a)와 같이, 주관(21)의 단부인 연결단(23)의 외주에 내측연결구(31)를 설치하고, 주관(21) 내주에 암나사(33)를 형성하고, 이 암나사(33)에 치합될 수나사(34)를 가지는 외측연결구(32)를 나사결합시키는 구성이 알려져 있다. 이에 의하면 도 4 (b)와 같이, 내측연결구(31)와 외측연결구(32) 사이에 케이스(10) 및 개구(11)가 끼임으로써, 주관(21)이 케이스(10)에 고정된다.
한편, 도 4 (c)와 같이, 케이스(10)의 개구(11)에 탄성 패킹인 접속구(35)를 설치하고, 이 접속구(35)의 중공부에 주관(21)을 탄성적으로 끼우면서 관통시키는 구성이 알려져 있다. 이에 의하면, 접속구(35)의 탄성한계 내에서 주관(21)의 개구(11)에 대한 상대이동이 확보되면서 밀폐성이 유지된다.
그런데, 주관부재가 위치변동되어, 태양열 집열기 측벽판의 개구에 대해 주관부재가 심하게 상대이동되는 경우가 알려져 있다. 예컨대 열에 의한 지관(22)의 팽창 수축에 따라 주관(21)이 위치변동(도시된 예에서는 상하이동)되는 경우를 들 수 있다.
한국특허 제10-1207952호 공보나 도 4 (a)의 나사결합 구성은, 도 4 (b)와 같이 케이스(10)와 주관(21)을 완전 고정시킨다. 따라서, 상대운동의 힘을 전혀 흡수할 수가 없어서, 지관(22)이 굴곡 변형되거나, 주관(21)과 지관(22) 사이의 용접부위가 파손되거나, 케이스(10)와 내측연결구(31), 외측연결구(32) 사이에 슬립이 발생하면서 나사결합이 느슨해져서 밀폐성이 저하되는 등의 문제가 있다.
또한, 도 4 (c)의 탄성 패킹 구성은, 도 4 (d)와 같이, 상대운동의 힘을 받으면서 패킹 파손(36)이 발생될 수 있고, 이로써 간극(37)이 발생되어, 밀폐성이 저하되는 등의 문제가 있다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 태양열 집열기 케이스 측벽판의 개구를 관통하는 주관부재와 상기 개구 사이를 밀폐하는 패킹기구로서, 주관부재가 개구에 대해 상대이동되더라도 그 밀폐성을 유지하는 가변형 패킹기구를 가지는 태양열 집열기를 제공하고자 하는 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 가변형 패킹기구를 구비한 태양열 집열기는, 태양열 집열기 내에 구비된 지관의 열팽창에 따라, 상기 지관과 수직으로 배치된 주관을 포함하는 주관부재에 위치변동에 의한 상대이동이 발생되더라도, 상기 태양열 집열기의 케이스의 측벽판에 형성된 개구와 상기 개구를 관통하는 상기 주관부재 사이의 밀폐성이 유지되도록 하는 가변형 패킹기구를 구비한 태양열 집열기에 있어서, 상기 개구는, 상기 위치변동 방향의 크기가, 상기 주관부재의 위치변동을 허용하는 크기로 형성되고, 상기 가변형 패킹기구는, 상기 주관부재가 관통되는 중공부를 가짐과 함께, 상기 개구의 내측에 배치되는 내측부재와, 상기 주관부재가 관통되는 중공부를 가짐과 함께, 상기 개구의 외측에 배치되는 외측부재와, 상기 내측부재와 외측부재를 연결하여 지지하는 연결부재와, 상기 측벽판과 내측부재 사이의 밀폐성 또는 상기 측벽판과 외측부재 사이의 밀폐성을 위해 상기 개구를 포위하도록 구비되는 적어도 하나의 개구씰링과, 상기 주관부재와 내측부재 사이의 밀폐성 또는 상기 주관부재와 외측부재 사이의 밀폐성을 위해 상기 주관부재를 포위하도록 구비되는 적어도 하나의 주관부재씰링이 구비됨을 특징으로 한다.
여기서, 상기 외측부재는, 상기 중공부 이외의 부분에서 상기 개구를 가리는 판형상 바디와, 상기 내측부재에 연결된 채 상기 주관부재를 관통시키고, 상기 외측부재의 중공부를 관통하는 상기 연결부재와 결합하면서 상기 판형상 바디에 압력을 가하는 결합부재가 구비됨이 바람직하다.
또는, 상기 외측부재는, 상기 중공부 이외의 부분에서 상기 개구를 가리는 판형상 바디로 이루어지고, 상기 연결부재는, 상기 판형상 바디로부터 상기 케이스 내측으로 향하여 뻗도록 형성되고, 상기 내측부재는, 상기 개구의 주연부 중 상기 주관부재의 위치변동 방향과 평행한 상기 개구의 주연부에 걸리도록 외향단턱을 가지도록 상기 연결부재의 단부에 형성됨이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 태양열 집열기 케이스 측벽판의 개구를 관통하는 주관부재와 상기 개구 사이를 밀폐하는 패킹기구로서, 주관부재가 개구에 대해 상대이동되더라도 그 밀폐성을 유지하는 가변형 패킹기구를 가지는 태양열 집열기가 제공된다.
도 1은, 일반적인 복수의 태양열 집열기가 나열된 태양열시스템의 예시 사시도이다.
도 2는, 4개의 태양열 집열기 사이의 유로배치의 예시 평면도이다.
도 3은, 태양열 집열기 내부의 평단면도이다.
도 4는, 케이스 측벽판의 개구와 주관 선단부에 대한 종래의 패킹기구의 예시 단면도이다.
도 5는, 본 발명에 의한 케이스 측판의 개구와 주관 선단부에 대한 패킹기구의 도 3과 대비되는 예시 단면도이다.
도 6은, 도 5의 b 부분에 대한 확대도로서, 도 4와 대비되는 본 발명의 패킹기구의 예시 단면도이다.
도 7은, 본 발명의 변형예의 예시 단면도이다.
도 8은, 케이스에 설치된 본 발명의 밀폐기구의 사시도이다.
도 9은, 케이스에 외부로부터 체결되는 부재를 분리하여 나타낸 사시도이다.
도 10는, 본 발명에 의한 밀폐기구의 분해사시도이다.
도 11은, 내측부재의 예시 사시도이다.
도 12은, 내측부재 측의 씰링의 예시 사시도이다.
도 13는, 개구패킹의 예시 사시도이다.
도 14은, 외측부재의 예시 사시도이다.
도 15는, 결합부재 측의 씰링의 예시 사시도이다.
도 16는, 결합부재의 예시 사시도이다.
이하, 첨부도면을 참조하면서, 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 다만, 동일구성에 의해 동일기능을 가지는 부재에 대해서는, 도면이 달라지더라도 동일부호를 유지함으로써, 그 상세한 설명을 생략하는 경우가 있다.
본 발명의 태양열 집열기(A)는, 도 5와 같이, 가변형 패킹기구를 구비한다. 이 가변형 패킹기구는, 태양열 집열기(A) 측벽판의 개구(11)와, 이 개구(11)를 관통하는 열매체의 주관부재 사이에 상대이동이 발생되더라도, 이들 사이의 밀폐성이 유지되도록 하는 기구이다. 주관부재는, 주관(21)을 포함하는 부재를 말하며, 주관 연결단(23)이나 이 주관에 연결용 부속이 결합된 결합물을 통칭하는 개념이다. 이러한 상대이동은, 태양열 집열기(A) 내에 구비된 지관(22)의 열팽창에 따라, 상기 지관(22)과 수직으로 배치된 주관(21)에 위치변동이 발생함으로써 일어날 수 있다.
상기 개구(11)는, 상기 위치변동 방향(도시된 예에서는 상하방향)의 크기가, 상기 주관부재의 위치변동을 허용하는 크기로 형성되어 있다. 즉, 주관부재의 위치변동시에, 개구의 상단이나 하단에 의해 주관부재가 방해되지 않는다. 따라서 휨 변형이 발생될 여지가 없다.
그리고, 상기 가변형 패킹기구는, 내측부재(42)와, 외측부재(43)와, 연결부재(c)와, 적어도 하나의 개구씰링(s1, s2, 41)과, 적어도 하나의 주관부재씰링(s3)이 구비됨을 특징으로 한다.
상기 내측부재(42)는, 상기 주관부재가 관통되는 중공부(h3)를 가짐과 함께, 상기 개구(11)의 내측에 배치되는 부재이다. 이 내측부재(42)는, 측벽판의 내측면과 대향하는 밀착면(f1)을 가진다. 이 밀착면(f1)은, 도 7 (a)나 (b)와 같이, 직접 측벽판의 내측면과 밀착하여 슬라이딩되도록 구성될 수 있다. 또는, 도 7 (c)나 (d)와 같이, 내측부재(42)는, 연결부재(c)의 단부에 형성된 외향단턱으로 구성될 수도 있다.
한편, 측벽판의 내측면과 밀착면(f1) 사이에 씰링(s1)이 구비되어도 좋다. 이 씰링(s1)은, 도시된 예에서는 밀착면(f1)에 고정되도록 형성되어 있고, 이에 측벽판의 내측면이 슬라이딩되도록 되어 있으나, 이에 한하지 않고, 씰링(s1)이 측벽판의 내측면에 고정되도록 형성되어 있고, 이에 밀착면(f1)이 슬라이딩되도록 되어도 좋다. 이러한 씰링(s1)을 보유하기 위한 적어도 하나의 홈(h1, h2)이, 밀착면(f1)에 형성될 수 있다.
또한, 개구(11)의 내주연을 따라서 측벽판의 내측면 쪽으로 돌출되도록 개구패킹(41)이 측벽판에 구비되어도 좋다. 이 경우, 개구패킹(41)에 밀착면(f1)이 슬라이딩된다.
상기 외측부재(43)는, 상기 주관부재가 관통되는 중공부(h8)를 가짐과 함께, 상기 개구(11)의 외측에 배치되는 부재이다. 이 외측부재(43)는, 측벽판의 외측면과 대향하는 밀착면(f2)을 가진다. 이 밀착면(f2)은, 직접 측벽판의 외측면과 밀착하여 슬라이딩되도록 구성(미도시)될 수 있다. 다만, 외측부재(43)는, 중공부(h8)을 제외하고는, 상기 개구(11)를 가릴 수 있도록 형성된다.
한편, 측벽판의 외측면과 밀착면(f2) 사이에 씰링(s2)이 구비되어도 좋다. 이 씰링(s2)은, 도시된 예에서는 밀착면(f2)에 고정되도록 형성되어 있고, 이에 측벽판의 외측면이 슬라이딩되도록 되어 있으나, 이에 한하지 않고, 씰링(s2)이 측벽판의 외측면에 고정되도록 형성되어 있고, 이에 밀착면(f2)이 슬라이딩되도록 되어도 좋다. 이러한 씰링(s2)을 보유하기 위한 적어도 하나의 홈(h7)이, 밀착면(f2)에 형성될 수 있다.
또한, 개구(11)의 내주연을 따라서 측벽판의 외측면 쪽으로 돌출되도록 개구패킹(41)이 측벽판에 구비되어도 좋다. 이 경우, 개구패킹(41)에 밀착면(f2)이 슬라이딩된다.
상기 연결부재(c)는, 상기 내측부재(42)와 외측부재(43)를 연결하여 지지하는 부재이다. 도 6의 (a)~(d) 및 도 7 (a), (b)에 도시된 예에서는, 내측부재(42)에서 외측부재(43) 쪽으로 뻗어나가는 보스형상의 부재로 형성되어 있지만, 도 7 (c), (d)에 도시된 예에서는 반대로, 외측부재(43)에서 내측부재(42) 쪽으로 뻗어나가는 보스형상의 부재로 형성되어 있다. 형상은 보스형상으로 한하지 않으며, 내측부재(42)나 외측부재(43)과 일체로 형성될 필요도 없다.
상기 개구씰링(s1, s2, 41)은, 상기 개구(11)를 포위하도록 구비되는 씰링이다. 이는, 상기 측벽판과 내측부재(42) 사이의 밀폐성을 위한 씰링(s1)이나, 상기 측벽판과 외측부재(43) 사이의 밀폐성을 위한 씰링(s2)이나, 상기 개구(11)와 내측부재(42) 사이나 상기 개구(11)와 외측부재(43) 사이의 밀폐성을 위한 개구패킹(41) 중 어느 하나 이상으로 구성될 수 있다.
예컨대, 씰링(s1, s2)은, 개구(11)를 포위하도록 내측부재(42)의 밀착면(f1), 측벽판의 내측면, 측벽판의 외측면, 외측부재(43)의 밀착면(f2) 중 어느 하나에 설치될 수 있다.
예컨대, 개구(11)의 주연부에 설치되는 개구패킹(41)은, 도 6과 같이 개구(11)를 에워싸면서 측벽판의 내측면이나 외측면 쪽으로 돌출되도록 형성되어도 좋다. 이는 구체적으로 도 13과 같이, 링형 바디에 형성된 개구(h10)와, 외측의 협지부(w)로 에워싸이는 홈(h9)을 가지도록 형성될 수 있다.
이들 개구패킹(41)과 씰링(s1, s2)은, 적어도 하나 구비되면 된다.
상기 주관부재씰링(s3)은, 상기 주관부재를 포위하도록 구비되는 씰링이다. 이는, 상기 주관부재와 내측부재(42) 사이의 밀폐성을 위한 씰링(미도시)이나, 상기 주관부재와 외측부재(43) 사이의 밀폐성을 위한 씰링(s3) 중 어느 하나 이상으로 구성될 수 있다.
예컨대, 씰링(s3)은, 주관부재를 포위하도록 내측부재(42)의 주관부재와 대향하는 부분이나, 외측부재(43)의 주관부재와 대향하는 부분 중 어느 하나에 설치될 수 있다. 이들 씰링(s3)은, 적어도 하나 구비되면 된다.
이러한 구성에 의해, 상기 주관부재 및 상기 내측부재(42), 외측부재(43)는, 주관부재에 가해지는 외력(지관의 열팽창 수축에 의한 힘)에 의해 동일방향으로 함께 이동된다. 그리고, 내측부재, 외측부재(42, 43)는, 측벽판과 평행하게 배치되어 있다. 그러므로, 외력이 상기 측벽판의 평행한 방향으로 인가되므로, 이들 내측부재, 외측부재(42, 43)는, 측벽판에 대해 평행한 방향으로 슬라이딩된다.
그리고, 개구(11)를 포위하도록 개구씰링(s1, s2, 41)이 구비되므로, 외력에 의한 내측부재, 외측부재(42, 43)와 주관부재의 상대이동이 발생되더라도, 밀폐성이 유지된다. 또한, 주관부재를 포위하도록 주관부재씰링(s3)이 구비되므로, 밀폐성이 유지된다. 따라서, 내부 부품의 부식을 방지하여, 효율 저하를 방지할 수 있다.
즉, 도 6 (a)와 같이 중간온도에 맞춰서 지관(22)의 팽창한계와 수축한계 사이에 개구(11)의 중간위치를 통과하도록 주관(21) 및 패킹기구를 설치한 경우에, 지관(22)이 열팽창이 되면, 도 6 (b)와 같이 팽창한계까지 주관(21) 및 패킹기구가 이동(상향)하더라도, 밀폐상태가 유지되고, 반대로 지관(22)이 열수축이 되면, 도 6 (c)와 같이 수축한계까지 주관(21) 및 패킹기구가 이동(하향)하더라도, 밀폐상태가 유지된다.
이러한 내측부재(42)와 외측부재(43) 및 이들을 연결하는 연결부재(c)의 구체적 구성예로서, 상기 외측부재(43)는, 도 6 (a)~(d) 및 도 7 (a), (b)와 같이, 판형상 바디와, 결합부재가 구비됨을 특징으로 하여도 좋다.
상기 판형상 바디는, 상기 중공부(h8) 이외의 부분에서 상기 개구(11)를 가리는 부재이다. 따라서 외부 습기의 침입을 방지하는 커버 역할을 할 수 있다.
상기 결합부재(44)는, 상기 연결부재(c)와 결합하면서 상기 판형상 바디에 압력을 가하는 부재이다. 이때, 상기 연결부재(c)는, 상기 내측부재(42)에 연결된 채 상기 주관부재를 관통시키고, 상기 외측부재(43)의 중공부(h8)를 관통하는 형상으로 이루어진다.
다만, 상기 결합부재(44)와 연결부재(c)의 연결을 위한 구체적 구성의 예시로서, 보스 형상의 연결부재(c)의 외측에 형성된 홈에 결합부재(44)의 돌기가 나선형으로 결합되고, 이 결합에 의해 결합부재(44)의 일부가 외측부재(43)의 일부를 가압하는 구조가 예시되어 있지만, 이에 한하지 않는다. 예컨대 외측부재(43)와 결합부재(44)가 합체되어, 도 6 (d)와 같이, 일체로 구성되어도 좋다.
한편, 이러한 내측부재(42)와 외측부재(43) 및 이들을 연결하는 연결부재(c)의 다른 구체적 구성예로서, 상기 외측부재(43)는, 도 7 (c), (d)와 같이, 가압에 의한 쐐기체결형 구성으로 하여도 좋다. 이 경우, 상기 외측부재(43)는, 상기 중공부(h8) 이외의 부분에서 상기 개구(11)를 가리는 판형상 바디로 이루어짐은 동일하다. 그리고, 상기 연결부재(c)는, 상기 판형상 바디로부터 상기 케이스(10) 내측으로 향하여 뻗도록 형성된다. 즉, 앞서의 예와 반대가 된다.
그리고 상기 내측부재(42)는, 도 7 (d)와 같이, 상기 연결부재(c)의 단부에 일체로 형성됨을 특징으로 하여도 좋다. 그리고 이 내측부재(42)는, 상기 개구(11)의 주연부 중 상기 주관부재의 위치변동 방향과 평행한 상기 개구(11)의 주연부에 걸리도록 구성된 외향단턱을 가지도록 형성된다.
이로써, 외측부재(43), 연결부재(c) 및 내측부재(42)가 모두 일체로 형성되며, 이들을 외측에서 내측을 향하여 가압함으로써, 내측부재(42)의 외향단턱이 개구의 일부에 걸려서 체결이 이루어지고, 이 체결상태에서 슬라이딩 가능하게 유지된다.
이상, 구체적 실시예를 따라서 본 발명이 설명되었으나, 본 발명은 이에 한하지 않고, 청구범위에 기재된 범위 내에서 이루어진 변형, 개량, 변경은 모두 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은, 가변형 패킹기구를 구비한 태양열 집열기 산업에 이용될 수 있다.

Claims (3)

  1. 태양열 집열기 내에 제2 방향으로 뻗어 있도록 구비된 지관의 열팽창에 따라, 상기 지관과 수직인 제1 방향으로 뻗어 있도록 배치된 주관을 포함하는 주관부재에 위치변동에 의한 제2 방향의 상대이동이 발생되더라도, 상기 태양열 집열기의 케이스의 측벽판에 형성된 개구와 상기 개구를 관통하는 상기 주관부재 사이의 밀폐성이 유지되도록 하는 가변형 패킹기구를 구비한 태양열 집열기에 있어서,
    상기 개구는, 상기 주관부재의 위치변동 방향의 크기가, 상기 주관부재의 위치변동을 허용하는 크기로 형성되고,
    상기 가변형 패킹기구는,
    상기 주관부재가 관통되는 중공부를 가짐과 함께, 상기 개구의 내측에 배치되는 내측부재와,
    상기 주관부재가 관통되는 중공부를 가짐과 함께, 상기 개구의 외측에 배치되는 외측부재와,
    상기 내측부재와 외측부재를 연결하여 지지하는 연결부재와,
    상기 측벽판과 내측부재 사이의 밀폐성 또는 상기 측벽판과 외측부재 사이의 밀폐성을 위해 상기 개구를 포위하도록 구비되는 적어도 하나의 개구씰링과,
    상기 주관부재와 내측부재 사이의 밀폐성 또는 상기 주관부재와 외측부재 사이의 밀폐성을 위해 상기 주관부재를 포위하도록 구비되는 적어도 하나의 주관부재씰링
    이 구비되고,
    상기 지관의 열팽창에 따라 상기 주관부재가 위치변동 방향인 제2 방향으로 위치변동될 때, 상기 내측부재 및 상기 외측부재가 상기 측벽판에 평행하게 상기 제2 방향으로 슬라이딩됨
    을 특징으로 하는 가변형 패킹기구를 구비한 태양열 집열기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 외측부재는,
    상기 중공부 이외의 부분에서 상기 개구를 가리는 판형상 바디와,
    상기 내측부재에 연결된 채 상기 주관부재를 관통시키고, 상기 외측부재의 중공부를 관통하는 상기 연결부재와 결합하면서 상기 판형상 바디에 압력을 가하는 결합부재
    가 구비됨을 특징으로 하는 가변형 패킹기구를 구비한 태양열 집열기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 외측부재는, 상기 중공부 이외의 부분에서 상기 개구를 가리는 판형상 바디로 이루어지고,
    상기 연결부재는, 상기 판형상 바디로부터 상기 케이스 내측으로 향하여 뻗도록 형성되고,
    상기 내측부재는, 상기 개구의 주연부 중 상기 주관부재의 위치변동 방향과 평행한 상기 개구의 주연부에 걸리도록 외향단턱을 가지도록 상기 연결부재의 단부에 형성됨
    을 특징으로 하는 가변형 패킹기구를 구비한 태양열 집열기.
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