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KR100917707B1 - Sunlight concentrating device to devide a infrared ray and a visible ray from the sun's ray in perpendicular direction and to respectively concentrate them - Google Patents

Sunlight concentrating device to devide a infrared ray and a visible ray from the sun's ray in perpendicular direction and to respectively concentrate them Download PDF

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Publication number
KR100917707B1
KR100917707B1 KR1020080025074A KR20080025074A KR100917707B1 KR 100917707 B1 KR100917707 B1 KR 100917707B1 KR 1020080025074 A KR1020080025074 A KR 1020080025074A KR 20080025074 A KR20080025074 A KR 20080025074A KR 100917707 B1 KR100917707 B1 KR 100917707B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
infrared
visible light
lens
casing
condensing
Prior art date
Application number
KR1020080025074A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이상천
박현국
Original Assignee
주식회사 고려광에너지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 고려광에너지 filed Critical 주식회사 고려광에너지
Priority to KR1020080025074A priority Critical patent/KR100917707B1/en
Priority to PCT/KR2009/001313 priority patent/WO2009116772A2/en
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Abstract

A sunlight concentrating device is provided to perform lighting and photovoltaic power generation at the same time by concentrating and separating an infrared ray and a visible ray to a vertical direction. A casing(11) has an opening in an upper part. A first concentration mirror firstly concentrates the sunlight inputted from the opening unit to the direction opposite to the incident direction. An infrared ray reflective mirror(12) reflects only infrared rays to a direction vertical to the incident direction of the firstly concentrated sunlight. An infrared ray condensing lens fixing member(9) is fixed in the upper part of the casing and the optical fiber for the infrared ray is inserted. An infrared ray condensing lens(4) secondly concentrates the incident infrared ray by the infrared ray reflective mirror. An optical fiber(7) for the visible ray is inserted into the visible ray condensing lens fixing member.

Description

적외선과 가시광선을 수직방향으로 분리하여 집광하는 태양광 집속장치{Sunlight concentrating device to devide a infrared ray and a visible ray from the sun's ray in perpendicular direction and to respectively concentrate them} Solar concentrating device to devide a infrared ray and a visible ray from the sun's ray in perpendicular direction and to respectively concentrate them}

본 발명은 반사경을 이용한 태양광 집속장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자연 채광이 가능한 태양광을 반사경과 태양광 분리 반사경을 이용하여 가시광선과 적외선으로 각각 분리 집속하고, 이것을 광파이버를 이용하여 전송함으로써, 집속된 가시광선은 조명용으로 사용하고, 적외선은 태양열을 이용한 다양한 열 펌프 등 에너지 발생 기기의 사용이 가능하도록 하는 고 효율 태양광 집속장치에 관한 것이다.The present invention relates to a solar focusing apparatus using a reflector, and more particularly, by separately focusing sunlight capable of natural light into visible light and infrared rays using a reflector and a solar split reflector, and transmitting the light using an optical fiber. In addition, the concentrated visible light is used for lighting, and the infrared light relates to a high efficiency solar focusing device that enables the use of energy generating devices such as various heat pumps using solar heat.

최근 비용 및 공해문제로 인하여 화석연료의 사용량을 줄이고자 하는 노력이 세계적으로 이루어지고 있다. 이를 위하여 태양에너지를 이용한 대체에너지 또는 에너지 저감기술 개발이 이루어지고 있는 실정이다.Recently, efforts to reduce the use of fossil fuels have been made worldwide due to cost and pollution issues. To this end, the development of alternative energy or energy reduction technology using solar energy is being made.

지구로 조사되는 태양광은 자외선에서부터 적외선까지 넓은 영역의 파장대를 가진다. 이 중 자외선은 지구 대기권에서 대부분 흡수 및 반사되므로 지표면까지 도달하는 양은 얼마 되지 않으며, 나머지 가시광선과 적외선만이 지표면에 도달하게 된다. 가시광선 및 소량의 자외선을 이용한 기술로서는 태양 전지를 이용한 전기변환 기술을 예로 들 수 있으며, 적외선을 이용한 기술로는 태양열을 이용한 온수 기술을 들 수 있다. Sunlight emitted to the earth has a wide range of wavelengths from ultraviolet to infrared. Ultraviolet rays are mostly absorbed and reflected in the earth's atmosphere, so the amount of ultraviolet rays reaches the surface, and only the remaining visible and infrared rays reach the surface. As a technique using visible light and a small amount of ultraviolet light, an electric conversion technology using a solar cell is exemplified, and a technology using infrared light includes a hot water technology using solar heat.

태양 전지를 이용한 전기 변환기술은 태양으로부터 받은 에너지를 저장 후, 태양이 없는 흐린 날이나 밤에 전기로 변환하여 사용할 수 있으므로 소비전력을 저감시킬 수 있는 기술이다. 하지만, 태양전지 모듈의 제작비용이 많이 소요된다는 것과 전기 에너지로의 변환 효율이 20%이하로 매우 낮다는 것이 문제점으로 지적되고 있다. Electric conversion technology using solar cells is a technology that can reduce the power consumption because the energy received from the sun can be converted to electricity on a cloudy day or night without the sun. However, it is pointed out that the manufacturing cost of the solar cell module is high and the conversion efficiency into electrical energy is very low, which is less than 20%.

태양열을 이용한 온수 기술은 태양광 중 적외선만을 이용하여 물을 데우는 기술로 열변환 효율이 높아 현재 많은 사용이 이루고 있는 실정이다. Hot water technology using solar heat is a technology that heats water using only infrared rays among sunlight, and has high heat conversion efficiency.

하지만, 이 경우 적외선 이외의 가시광선과 자외선은 이용하지 않는다. 따라서 전체 태양광 에너지(자외선부터 적외선까지)로부터 이용 가능한 효율을 고려할 때 전체 에너지 이용 효율은 낮다. However, in this case, visible and ultraviolet rays other than infrared rays are not used. Therefore, considering the efficiency available from the total solar energy (from ultraviolet to infrared), the overall energy utilization efficiency is low.

태양광에서 가시광선은 자연채광이나 태양광 집속기술을 이용함으로써 직접 조명에 이용하는 것이 가능하다. 이 경우 태양광을 전기와 같은 다른 형태의 에너지로 변환할 필요가 없기 때문에 에너지 이용효율이 매우 높다. In sunlight, visible light can be used for direct lighting by using natural light or solar focusing technology. In this case, the energy use efficiency is very high because there is no need to convert sunlight into other forms of energy such as electricity.

그러므로 태양광 집속기술을 이용하여 집속된 태양광을 가시광선과 적외선으 로 분리하여 가시광선은 직접 조명으로 사용하고 적외선은 태양열을 이용한 온수 기기나 증기 발생기 등과 같은 기술에 접목하고, 이를 동시에 사용할 경우 전체 에너지 변환효율을 상당히 증대시킬 수 있다. Therefore, by using the solar focusing technology, the concentrated solar light is separated into visible light and infrared light, and the visible light is used as direct lighting, and the infrared light is applied to technologies such as hot water appliances or steam generators that use solar heat. Energy conversion efficiency can be significantly increased.

본 발명의 일반적인 목적은 반사경을 이용하여 태양광을 집속하고, 이것을 가시광선과 적외선으로 분리하여 직접조명과 열 에너지원으로 각각 이용함으로써 전체 에너지 이용효율을 높일 수 있는 고효율 태양광 집속장치를 제공하는 데에 있다. The general object of the present invention is to provide a high-efficiency solar focusing apparatus that focuses sunlight using a reflector, and separates it into visible light and infrared light and uses each as a direct light and a heat energy source to increase the overall energy utilization efficiency. Is in.

본 발명의 또 다른 목적은, 가시광선과 적외선을 상호 수직한방향으로 분리하여, 각각을 별도로 집광할 수 있는 태양광 집속장치를 제공하는 데에 있다. Still another object of the present invention is to provide a solar focusing apparatus capable of separating visible light and infrared light in a direction perpendicular to each other and condensing each separately.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상부에 개방된 개구부를 가지고 내부에 공간을 가지는 케이싱; 상기 케이싱의 하부에 설치되어 상기 개구부로부터 입사된 태양광을 입사방향과 반대방향으로 1차집광시키는 1차집광거울; 상기 케이싱에 설치되어 상기 1차집광거울로부터 집광된 태양광으로부터 가시광선은 통과시키고, 적외선만을 상기 1차집광된 태양광의 입사방향에 수직한 방향으로 반사시키는 적외선반사창; 상기 케이싱의 상부에 고정되고 내부에 적외선용 광파이버가 삽입되는 적외선집광렌즈고정부재; 상기 적외선집광렌즈고정부재의 일단에 설치되어 상기 적외선반사창에 의해 입사된 적외선을 2차 집광하는 적외선집광렌즈; 상기 케이싱의 상부측 중심부에 설치되며, 내부에 가시광선용 광파이버가 삽입고정되는 가시광선 집광렌즈고정부재; 및 상기 가시광선집광렌즈고정부재의 하측에 설치되어 적외선반사창을 투과한 가시광선을 2차 집광시켜 상기 가시광선용 광파이버에 공급하는 가시광선집광렌즈를 포함하는 태양광 집속장치이다.The present invention for achieving the above object, the casing having an opening therein and the space therein; A primary condensing mirror installed at a lower portion of the casing and condensing solar light incident from the opening in a direction opposite to the incident direction; An infrared reflecting window installed in the casing and allowing visible light to pass from sunlight collected from the primary condensing mirror, and reflecting only infrared rays in a direction perpendicular to the incident direction of the primary condensed sunlight; An infrared condenser lens fixing member fixed to an upper portion of the casing and into which an optical fiber for infrared rays is inserted; An infrared condenser lens installed at one end of the infrared condenser lens fixing member and condensing infrared rays incident by the infrared reflecting window; A visible light condenser lens fixing member installed at a central portion of the upper side of the casing and having a visible light fiber inserted therein; And a visible light condensing lens installed under the visible light condensing lens fixing member and converging the visible light passing through the infrared reflecting window to the optical fiber for visible light.

상기 1차집광거울의 집속율은 상기 가시광선집광렌즈 및 상기 적외선집광렌즈의 집속율보다 작은 것을 특징으로 한다.The focusing ratio of the primary condensing mirror may be smaller than that of the visible light collecting lens and the infrared light collecting lens.

또, 상기 적외선반사창은 평면의 유리에 적외선 반사필름이 증착된 것을 특징으로 한다.In addition, the infrared reflecting window is characterized in that the infrared reflecting film is deposited on the flat glass.

또, 상기 적외선반사창은 상기 케이싱에 설치되는 적외선반사창고정부재에 회전가능하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the infrared reflecting window is characterized in that it is installed to be rotatable to the infrared reflecting window fixing member installed in the casing.

또, 상기 1차집광거울과 상기 가시광선집광렌즈는 일축선상에 배치되고, 상기 1차집광거울의 초점은 상기 가시광선집광렌즈보다 하부에 위치하는 것을 특징으로 한다.In addition, the primary condensing mirror and the visible light condensing lens are disposed on one axis, and the focus of the primary condensing mirror is located below the visible light condensing lens.

또, 상기 1차집광거울의 축선과 상기 적외선집광렌즈의 축선은 수직으로 배치되고, 상기 적외선반사창에 반사된 상기 1차집광거울의 초점은 상기 적외선집광렌즈를 기준으로 상기 적외선용 광파이버의 반대측에 위치하는 것을 특징으로 한다.The axis of the primary condensing mirror and the axis of the infrared condensing lens are disposed vertically, and the focus of the primary condensing mirror reflected by the infrared reflecting window is opposite to the infrared optical fiber based on the infrared condensing lens. It is characterized in that located in.

또, 상기 적외선집광렌즈고정부재는 상기 케이싱에 제1고정빔에 의해 고정되고, 상기 적외선용 광파이버는 상기 제1고정빔을 관통하는 것을 특징으로 한다.The infrared condenser lens fixing member is fixed to the casing by a first fixed beam, and the infrared optical fiber passes through the first fixed beam.

또, 상기 가시광선집광렌즈고정부재는 상기 케이싱에 제2고정빔에 의해 고정되는 것을 특징으로 한다.The visible light condensing lens fixing member is fixed to the casing by a second fixing beam.

또, 상기 적외선 집광렌즈는 볼렌즈인 것을 특징으로 한다.In addition, the infrared condensing lens is characterized in that the ball lens.

또, 상기 가시광선 집광렌즈는 볼렌즈인 것을 특징으로 한다.In addition, the visible light collecting lens is characterized in that the ball lens.

또, 상기 적외선집광렌즈의 초점은 상기 적외선용 광파이버의 단부상에 위치하는 것을 특징으로 한다.Further, the focus of the infrared condensing lens is located on the end of the infrared optical fiber.

또, 상기 가시광선집광렌즈의 초점은 상기 가시광선용 광파이버의 단부상에 위치하는 것을 특징으로 한다.The focus of the visible light collecting lens is located on the end of the optical fiber for visible light.

본 발명을 통하여, 거울을 이용한 빛의 반사와 집광 현상을 1차적으로 이용하고, 적외선 반사거울과 가시광선 집광렌즈 및 적외선 집광렌즈를 사용한 가시광선과 적외선 분리의 고안을 통하여 가시광선은 직접 조명으로 사용하고 적외선은 태양열을 이용한 온수 장치나 증기 발생기와 같은 기술에 응용이 가능하므로 태양광 에너지의 이용효율을 상당히 증대시킬 수 있다. Through the present invention, visible light is used as a direct light through the design of the reflection and condensation of light using a mirror primarily, and the design of visible light and infrared separation using an infrared reflecting mirror, a visible light collecting lens, and an infrared light collecting lens. Infrared rays can be applied to technologies such as solar water heaters and steam generators, which can significantly increase the utilization efficiency of solar energy.

이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가 지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described. In adding reference numerals to the components of the following drawings, the same components only have the same reference numerals as much as possible even if displayed on different drawings, it is determined that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention Detailed descriptions of well-known functions and configurations will be omitted.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 고효율 태양광 집속장치(100)에 대해 설명한다. Hereinafter, a high efficiency solar focusing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention will be described.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고효율 태양광 집속장치(100)의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a high efficiency solar focusing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

상기 태양광 집속장치(100)는 적외선 반사창(12)에 의하여 가시광선과 적외선을 분리하여 집광할 수 있도록 하였다.The solar concentrator 100 separates visible light and infrared light by an infrared reflecting window 12 so as to focus the light.

상기 태양광 집속장치(100)의 외형은 내부에 공간을 가지는 케이싱(11)에 의해 이루어진다.The outer shape of the solar focusing apparatus 100 is made by a casing 11 having a space therein.

상기 케이싱(11)은 상부가 개구된 개구부를 가지며, 상기 개구부의 상측으로태양광이 관통할 수 있는 수광창이 더 설치될 수 있다.The casing 11 may have an opening having an upper portion, and a light receiving window through which sunlight may pass may be further installed above the opening.

그리고 상기 케이싱(11)의 하부에는 상기 개구부로부터 입사된 태양광을 1차적으로 집광시키는 1차집광거울(1)이 배치된다. In addition, a primary condensing mirror 1 is disposed below the casing 11 to condense the sunlight incident from the opening.

상기 1차집광거울(1)의 하부에는 깨지기 쉬운 상기 1차집광거울(1)을 안전하게 보호하는 베이스(2)가 더 설치될 수 있다.A base 2 may be further installed below the primary condensing mirror 1 to secure the fragile primary condensing mirror 1.

상기 1차집광거울(1)은 오목거울로 구성되며, 상기 태양광의 입상방향으로 반대방향으로 태양광을 집광하도록 반사시킨다. 상기 1차 집광거울(1)의 초점은 기본적으로 상기 케이싱의 중심의 상부측에 형성된다.The primary condensing mirror 1 is composed of a concave mirror, and reflects the sunlight to condense in the opposite direction in the granular direction of the sunlight. The focal point of the primary condensing mirror 1 is basically formed on the upper side of the center of the casing.

또, 상기 1차집광거울(1)의 초점의 위치보다 상기 적외선 반사창(12)이 상기 1차집광거울(1)에 가깝게 배치된다.In addition, the infrared reflecting window 12 is disposed closer to the primary condensing mirror 1 than the position of the focal point of the primary condensing mirror 1.

상기 케이싱(11)의 상부의 일측에는 적외선집광렌즈고정부재(9)가 제1고정빔(13)에 의해 상기 케이싱(11)의 내부공간을 향하여 수평방향으로 돌출되도록 설치된다. On one side of the upper portion of the casing 11, the infrared condenser lens fixing member 9 is installed to protrude in the horizontal direction toward the inner space of the casing 11 by the first fixing beam 13.

상기 적외선집광렌즈고정부재(9)의 내부에는 적외선용 광파이버(10)가 삽입고정된다. 이 때, 상기 적외선용 광파이버(10)가 수평방향을 유지해야 하므로, 상기 적외선용 광파이버(10)는 상기 제1고정빔(13)을 관통하게 설치될 수 있다.An infrared optical fiber 10 is inserted and fixed inside the infrared condenser lens fixing member 9. At this time, since the infrared optical fiber 10 should maintain the horizontal direction, the infrared optical fiber 10 may be installed to penetrate the first fixed beam (13).

상기 적외선집광렌즈고정부재(9)의 단부에는 적외선 집광렌즈(4)가 설치된다.An infrared light collecting lens 4 is installed at the end of the infrared light collecting lens fixing member 9.

이 때, 상기 적외선 집광렌즈(4)의 초점은 상기 적외선용 광파이버(10)의 단부상에 위치하도록 한다. 상기 적외선 집광렌즈(4)로는 볼렌즈 또는 볼록렌즈를 사용할 수 있다.At this time, the focus of the infrared condenser lens 4 is located on the end of the infrared optical fiber 10. The infrared condensing lens 4 may be a ball lens or a convex lens.

따라서, 상기 적외선 집광렌즈(4)와 상기 적외선용 광파이버(10)의 단부 사이에는 적외선의 집속을 위한 공간이 형성될 수 있다. 이 때, 상기 적외선용 광파이버(10)는 상기 공간에 단부가 노출되게 설치될 수 있다.Therefore, a space for focusing the infrared light may be formed between the infrared light collecting lens 4 and the end of the infrared optical fiber 10. At this time, the infrared optical fiber 10 may be installed so that the end is exposed in the space.

또, 상기 케이싱(11) 상부의 중앙부에는 가시광선집광렌즈고정부재(5)가 제2고정빔(14)에 의해 설치된다.In addition, a visible light condensing lens fixing member 5 is provided by the second fixing beam 14 at the center portion of the upper portion of the casing 11.

상기 가시광선집광렌즈고정부재(5)의 상단 중심부에는 가시광선용 광파이버(7)가 삽입설치된다. The visible light optical fiber 7 is inserted into the upper center of the visible light collecting lens fixing member 5.

상기 가시광선용 광파이버(7)는 상기 1차집광거울(1)과 동축선상에 배열시키 는 것이 렌즈의 배치에 유리한다.It is advantageous for the lens to be arranged such that the optical fiber 7 for visible light is coaxial with the primary condensing mirror 1.

그리고, 상기 가시광선집광렌즈고정부재(5)의 하단부에는 가시광선집광렌즈(3)가 설치된다. 상기 가시광선 집광렌즈(3)의 초점은 상기 가시광선용 광파이버(7)의 하단부상에 위치하도록 한다.In addition, a visible light condenser lens 3 is installed at a lower end of the visible light condenser lens fixing member 5. The focus of the visible light collecting lens 3 is located on the lower end of the optical fiber 7 for visible light.

본 발명의 실시예에서는 상기 가시광선집광렌즈(3)로 볼렌즈를 사용하였으나, 볼록렌즈 또는 반구렌즈를 사용하는 것도 가능하다. In the embodiment of the present invention, a ball lens is used as the visible light collecting lens 3, but a convex lens or a hemisphere lens may be used.

상기 가시광선 집광렌즈(3)의 상부에는 태양광의 집속을 위한 공간이 형성될 수 있다. 이 때, 상기 가시광선용 광파이버(7)는 상기 공간에 하단부가 노출되게 설치될 수 있다.A space for focusing sunlight may be formed on the visible light condenser lens 3. At this time, the visible light optical fiber 7 may be installed so that the lower end is exposed in the space.

상기 가시광선집광렌즈(3)와 상기 적외선집광렌즈(4)에 상기 1차집광거울(1)에 의해 집광된 태양광을 가시광선과 적외선으로 분리하여 공급하기 위한 적외선 반사창(12)이 설치된다.An infrared reflecting window 12 is provided to the visible light collecting lens 3 and the infrared light collecting lens 4 to separate and supply the sunlight collected by the primary light collecting mirror 1 into visible light and infrared light. .

상기 적외선반사창(12)은 상기 케이싱(11)에 고정된 적외선반사창고정부재(15)에 의해 고정된다.The infrared reflecting window 12 is fixed by the infrared reflecting window fixing member 15 fixed to the casing (11).

이 때, 상기 적외선반사창(12)은 상기 적외선반사창고정부재(15)에 회전가능하도록 설치되어, 반사각도를 조정하여 세팅할 수 있도록 한다.At this time, the infrared reflecting window 12 is rotatably installed in the infrared reflecting window fixing member 15, so that it can be set by adjusting the reflection angle.

상기 적외선 반사창(12)은 상기 1차집광거울(1)에 의해 집광된 태양광을 가시광선과 적외선으로 분리하는 역할을 한다. 즉, 적외선은 상기 적외선 반사창(12)에 의해 반사되고, 적외선을 제외한 태양광은 상기 적외선 반사창(12)을 투과하게 된다.The infrared reflecting window 12 serves to separate the sunlight collected by the primary condensing mirror 1 into visible light and infrared light. That is, infrared rays are reflected by the infrared reflecting window 12, and sunlight excluding the infrared rays passes through the infrared reflecting window 12.

이러한 기능을 수행하기 위해 상기 적외선 반사창(12)에는 적외선 반사필름이 증착된다. 본 발명의 실시예에서는 상기 적외선 반사창(12)은 평판형태의 유리를 사용한다.In order to perform this function, an infrared reflecting film is deposited on the infrared reflecting window 12. In the embodiment of the present invention, the infrared reflecting window 12 uses glass in the form of a plate.

그리고, 상기 적외선 반사창(12)은 상기 태양광의 입사방향에 대하여 일정한 각도로 경사지게 설치된다. 상기 적외선 반사창(12)의 경사각도는 대략 45°이다.In addition, the infrared reflecting window 12 is inclined at a predetermined angle with respect to the incident direction of the sunlight. The angle of inclination of the infrared reflecting window 12 is approximately 45 degrees.

따라서, 상기 적외선 반사창(12)은 상기 1차집광거울(1)로부터 집광된 태양광에서 적외선만을 태양광의 입사방향에 직각방향으로 진행하도록 하고 가시광선을 포함하는 다른 영역의 빛은 상기 태양광의 입사방향의 반대방향으로 투과시킨다.Accordingly, the infrared reflecting window 12 allows only infrared light to travel in a direction perpendicular to the direction of incidence of sunlight in sunlight collected from the primary condensing mirror 1, and light in another region including visible light is It is transmitted in the direction opposite to the incident direction.

그리고, 상기 1차집광거울(1)의 초점은 상기 적외선 반사창(12)보다 상측에 위치하도록 배치되어 있다. 따라서, 태양광은 상기 적외선 반사창(12)에 의해 분광되므로, 상기 가시광선의 초점의 위치는 변함이 없으나 적외선의 초점은 상기 태양광의 입사방향에 수직한 방향으로 형성된다.The primary focusing mirror 1 is disposed to be located above the infrared reflecting window 12. Therefore, since the sunlight is spectroscopically by the infrared reflecting window 12, the position of the focus of the visible light does not change, but the focus of the infrared light is formed in the direction perpendicular to the incident direction of the sunlight.

그리고, 상기 가시광선의 초점은 상기 가시광선집광렌즈(3)보다 하측에 위치하고, 상기 적외선의 초점은 상기 적외선집광렌즈(4)보다 전단, 즉 상기 적외선집광렌즈(4)를 기준으로 상기 적외선용 광파이버(10)의 반대측에 위치하게 된다.The focus of the visible light is located below the visible light condenser lens 3, and the focus of the infrared light is earlier than the infrared light condenser lens 4, that is, the infrared optical fiber is referred to based on the infrared light condenser lens 4. It is located on the opposite side of (10).

실시예1의 고효율 태양광 집속장치(100)는 기본적으로 상기와 같이 구성된다. 이하, 상기 태양광 집속장치(100)의 태양광의 경로에 대해 도 1 및 도 2를 통하여 설명한다.The high efficiency solar focusing apparatus 100 of Example 1 is basically comprised as mentioned above. Hereinafter, the path of the sunlight of the solar focusing apparatus 100 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

상기 케이싱(11) 내부로 입사된 태양광은 상기 1차집광거울(1)까지 도달하여, 상기 적외선 반사창(12)을 향해 집속된다.The sunlight incident into the casing 11 reaches the primary condensing mirror 1 and focuses toward the infrared reflecting window 12.

상기 적외선 반사창(12)에 의해 태양광은 상기 가시광선과 적외선으로 분광된다. 즉, 상기 적외선 반사창(12)을 통과할 수 있는 가시광선은 상기 가시광선 집광렌즈(3)로 상기 태양광의 입사방향에 반대방향으로 입사되고, 상기 적외선 반사창(12)에 의해 반사된 적외선은 상기 태양광의 입사방향에 수직한 방향으로 상기 적외선 집광렌즈(4)로 입사된다.The infrared light is reflected by the infrared light 12 into the visible light and the infrared light. That is, visible light that may pass through the infrared reflecting window 12 is incident to the visible light collecting lens 3 in a direction opposite to the incident direction of the sunlight, and is reflected by the infrared reflecting window 12. Is incident on the infrared light collecting lens 4 in a direction perpendicular to the incident direction of the sunlight.

상기 적외선 집광렌즈(4)로 공급된 적외선은 다시 2차로 집광되어 최종적으로 상기 적외선용 광파이버(10)에 전달된다.The infrared rays supplied to the infrared condensing lens 4 are secondly condensed again and finally transmitted to the infrared optical fiber 10.

상기 적외선용 광파이버(10)를 통해 전달되는 적외선은 온수장치와 증기 발생기 등에 사용될 수 있다. 따라서, 상기 집광된 적외선을 상기 적외선 광파이버(10)에 연결된 열교환기(50)를 통해 상기 적외선이 포함하고 있는 열을 물과 같은 열매체로 전달하게 된다.Infrared light transmitted through the infrared optical fiber 10 may be used in a hot water device and a steam generator. Therefore, the collected infrared rays are transferred to the heat medium such as water through the heat exchanger 50 connected to the infrared optical fiber 10.

또한, 상기 적외선 반사창(12)에 공급된 태양광 중에서 가시광선은 상기 적외선 반사창(12)을 투과하여 상기 가시광선 집광렌즈(3)로 공급된다.In addition, visible light from the sunlight supplied to the infrared reflecting window 12 passes through the infrared reflecting window 12 and is supplied to the visible light condensing lens 3.

상기 가시광선 집광렌즈(3)로 공급된 가시광선은 다시 2차로 집광되어 최종적으로 상기 가시광선용 광파이버(7)에 전달된다.The visible light supplied to the visible light condensing lens 3 is secondly condensed and finally transferred to the visible light optical fiber 7.

상기 가시광선용 광파이버(7)를 통해 전달되는 태양광은 상기 발광부(44)를 통해 실내에서 조명용으로 사용되게 된다. 상기 발광부(44)는 상기 가시광선용 광파이버(7)의 단부를 필라멘트와 같이 사용하는 발광팁(미도시)과, 상기 발광팁이 발광하는 빛을 일측방향으로 향하도록 반사하여 주는 전등갓(42)을 포함한다.Sunlight transmitted through the visible light optical fiber 7 is to be used for lighting indoors through the light emitting portion 44. The light emitting unit 44 includes a light emitting tip (not shown) using an end of the visible light optical fiber 7 as a filament, and a lamp shade 42 reflecting the light emitted from the light emitting tip toward one side. It includes.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기 술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. As described above, the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, but those skilled in the art can variously modify the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. It will be appreciated that it can be changed.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고효율 태양광 집속장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a high efficiency solar focusing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고효율 태양광 집속장치의 사용에 관한 개략도이다.2 is a schematic view of the use of the high efficiency solar focusing apparatus according to the embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1: 1차집광거울 2: 베이스1: primary condenser mirror 2: base

3: 가시광선 집광렌즈 4: 적외선 집광렌즈3: visible light collecting lens 4: infrared light collecting lens

5: 가시광선집광렌즈고정부재 6: 가시광선용 광파이버 고정부재5: visible light condenser lens fixing member 6: optical fiber fixing member for visible light

7: 가시광선용 광파이버 9: 적외선집광렌즈고정부재7: Optical fiber for visible light 9: Infrared condenser lens fixing member

10: 적외선 광파이버 11: 케이싱10: infrared optical fiber 11: casing

12: 적외선 반사창 13: 제1고정빔12: infrared reflecting window 13: first fixed beam

14: 제2고정빔 15: 적외선 반사창 고정부재14: second fixed beam 15: infrared reflecting window fixing member

42: 전등갓 44: 발광부42: lampshade 44: light emitting unit

50: 열교환기 100: 태양광 집속장치50: heat exchanger 100: solar concentrator

Claims (12)

상부에 개방된 개구부를 가지고 내부에 공간을 가지는 케이싱;A casing having an opening therein and having a space therein; 상기 케이싱의 하부에 설치되어 상기 개구부로부터 입사된 태양광을 입사방향과 반대방향으로 1차집광시키는 1차집광거울;A primary condensing mirror installed at a lower portion of the casing and condensing solar light incident from the opening in a direction opposite to the incident direction; 상기 케이싱에 설치되어 상기 1차집광거울로부터 집광된 태양광으로부터 가시광선은 통과시키고, 적외선만을 상기 1차집광된 태양광의 입사방향에 수직한 방향으로 반사시키는 적외선반사창;An infrared reflecting window installed in the casing and allowing visible light to pass from sunlight collected from the primary condensing mirror, and reflecting only infrared rays in a direction perpendicular to the incident direction of the primary condensed sunlight; 상기 케이싱의 상부에 고정되고 내부에 적외선용 광파이버가 삽입되는 적외선집광렌즈고정부재;An infrared condenser lens fixing member fixed to an upper portion of the casing and into which an optical fiber for infrared rays is inserted; 상기 적외선집광렌즈고정부재의 일단에 설치되어 상기 적외선반사창에 의해 입사된 적외선을 2차 집광하는 적외선집광렌즈;An infrared condenser lens installed at one end of the infrared condenser lens fixing member and condensing infrared rays incident by the infrared reflecting window; 상기 케이싱의 상부측 중심부에 설치되며, 내부에 가시광선용 광파이버가 삽입고정되는 가시광선집광렌즈고정부재; 및A visible light condenser lens fixing member installed at a central portion of the upper side of the casing, and having a visible light fiber inserted therein; And 상기 가시광선집광렌즈고정부재의 하측에 설치되어 적외선반사창을 투과한 가시광선을 2차 집광시켜 상기 가시광선용 광파이버에 공급하는 가시광선집광렌즈를 포함하는 태양광 집속장치.And a visible light condensing lens installed under the visible light condensing lens fixing member and converging the visible light passing through the infrared reflecting window to the optical fiber for visible light. 제1항에 있어서, 상기 1차집광거울의 집속율은 상기 가시광선집광렌즈 및 상 기 적외선집광렌즈의 집속율보다 작은 것을 특징으로 하는 태양광 집속장치.The solar focusing apparatus of claim 1, wherein a focusing ratio of the primary condensing mirror is smaller than a focusing ratio of the visible light condensing lens and the infrared light condensing lens. 제1항에 있어서, 상기 적외선반사창은 평면의 유리에 적외선 반사필름이 증착된 것을 특징으로 하는 태양광 집속장치.The solar focusing apparatus of claim 1, wherein the infrared reflecting window is formed by depositing an infrared reflecting film on flat glass. 제1항에 있어서, 상기 적외선반사창은 상기 케이싱에 설치되는 적외선반사창고정부재에 회전가능하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 태양광 집속장치.The solar focusing apparatus of claim 1, wherein the infrared reflecting window is rotatably installed on the infrared reflecting window fixing member installed in the casing. 제1항에 있어서, 상기 1차집광거울과 상기 가시광선집광렌즈는 일축선상에 배치되고, 상기 1차집광거울의 초점은 상기 가시광선집광렌즈보다 하부에 위치하는 것을 특징으로 하는 태양광 집속장치.The solar focusing apparatus of claim 1, wherein the primary condenser mirror and the visible light condenser lens are disposed on one axis line, and the focus of the primary condenser mirror is located below the visible light condenser lens. . 제1항에 있어서, 상기 1차집광거울의 축선과 상기 적외선집광렌즈의 축선은 수직으로 배치되고, 상기 적외선반사창에 반사된 상기 1차집광거울의 초점은 상기 적외선집광렌즈를 기준으로 상기 적외선용 광파이버의 반대측에 위치하는 것을 하는 특징으로 하는 태양광 집속장치.According to claim 1, wherein the axis of the primary condensing mirror and the axis of the infrared condensing lens is disposed vertically, the focus of the primary condensing mirror reflected to the infrared reflecting window is the infrared ray based on the infrared condensing lens A solar focusing apparatus, characterized in that located on the opposite side of the optical fiber for the dragon. 제1항에 있어서, 상기 적외선집광렌즈고정부재는 상기 케이싱에 제1고정빔에 의해 고정되고, 상기 적외선용 광파이버는 상기 제1고정빔을 관통하는 것을 특징으로 하는 태양광 집속장치.The solar focusing apparatus of claim 1, wherein the infrared condenser lens fixing member is fixed to the casing by a first fixed beam, and the infrared optical fiber passes through the first fixed beam. 제1항에 있어서, 상기 가시광선집광렌즈고정부재는 상기 케이싱에 제2고정빔에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 태양광 집속장치.The solar focusing apparatus of claim 1, wherein the visible light collecting lens fixing member is fixed to the casing by a second fixed beam. 제1항에 있어서, 상기 적외선집광렌즈는 볼렌즈인 것을 특징으로 하는 태양광 집속장치.The solar focusing apparatus of claim 1, wherein the infrared condenser lens is a ball lens. 제1항에 있어서, 상기 가시광선집광렌즈는 볼렌즈인 것을 특징으로 하는 태양광 집속장치.The solar focusing apparatus of claim 1, wherein the visible light condensing lens is a ball lens. 제1항에 있어서, 상기 적외선집광렌즈의 초점은 상기 적외선용 광파이버의 단부상에 위치하는 것을 특징으로 하는 태양광 집속장치.The solar focusing apparatus of claim 1, wherein a focus of the infrared condenser lens is located on an end of the infrared optical fiber. 제1항에 있어서, 상기 가시광선집광렌즈의 초점은 상기 가시광선용 광파이버의 단부상에 위치하는 것을 특징으로 하는 태양광 집속장치.The solar focusing apparatus of claim 1, wherein a focus of the visible light converging lens is located on an end of the visible light fiber.
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