KR20000007924A - Solar heater - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양열 집열장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양 광을 집광 작용시켜 집열에 의한 열매체유의 가열 온도를 높이고, 태양의 위치에 따라 회동되게 하여 집열효율을 높일 수 있도록 함을 본 발명의 목적으로 한다.The present invention relates to a solar heat collecting device, and more particularly, to condense solar light to increase the heating temperature of the heat medium oil due to the heat collection, and to rotate according to the position of the sun to increase the heat collecting efficiency. It is done.
일반적으로, 태양열 집열장치는 태양의 복사열을 이용하여 물 또는 동결 방지를 위한 부동액 등으로 이루어진 열매체유를 가열하여 난방 또는 식수 등으로 사용할 수 있도록 한 것으로, 그 수요가 증가되고 있다.In general, the solar heat collector is to heat the heat medium consisting of water or antifreeze to prevent freezing using the radiant heat of the sun to be used as heating or drinking water, the demand is increasing.
그러나, 종래의 태양열 집열장치는 일정한 규격으로 집열판을 형성하고, 상기 집열판에 열매체유가 순환되는 관로를 형성하여 태양의 복사열에 의하여 상기 열매체유를 가열할 수 있도록 한 것으로, 복사열에 의하여 가열되는 열매체유의 가열 온도가 낮아 사용 목적이 한정되는 문제점이 있었다.However, the conventional solar heat collector is to form a heat collecting plate to a certain standard, to form a conduit through which the heat medium oil is circulated to heat the heat medium oil by the radiant heat of the sun, the heat of the heat medium oil There was a problem that the purpose of use is limited because the heating temperature is low.
또한, 상기 집열판이 고정된 상태로 설치되어 있으므로 계절 또는 시간에 따른 태양의 경도와 위도에 따라 집열효율의 편차가 커 집열효율이 저하되는 등의 문제점이 있었다.In addition, since the heat collecting plate is installed in a fixed state, there is a problem in that the heat collecting efficiency is large and the heat collecting efficiency decreases according to the hardness and latitude of the sun according to the season or time.
이에, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 태양 광을 집광 작용시켜 열매체유의 온도를 높이고, 태양의 위치에 따라 자동으로 회동되게 하여 집열효율을 높일 수 있게 한 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, it is to condense the sunlight to increase the temperature of the heat medium oil, and to be automatically rotated according to the position of the sun to increase the heat collection efficiency.
도 1 은 본 발명에 따른 일 실시예를 보인 사시도1 is a perspective view showing an embodiment according to the present invention
도 2 는 본 발명에 따른 일 실시예를 보인 측 단면도Figure 2 is a side cross-sectional view showing an embodiment according to the present invention
도 3 은 본 발명에 따른 일 실시예를 보인 집열부의 평 단면도Figure 3 is a flat cross-sectional view of the heat collector showing an embodiment according to the present invention
도 4 는 본 발명에 따른 집열부의 다른 실시예를 보인 사시도Figure 4 is a perspective view showing another embodiment of the heat collecting unit according to the present invention
도 5 는 본 발명에 따른 다른 실시예의 평 단면도5 is a cross sectional plan view of another embodiment according to the present invention.
도 6 는 본 발명에 따른 다른 실시예를 보인 사시도6 is a perspective view showing another embodiment according to the present invention
도 7 은 본 발명에 따른 제어장치의 일 실시예를 보인 블록 구성도7 is a block diagram showing an embodiment of a control device according to the present invention;
<도면 중 주요부분의 부호에 대한 설명><Description of Signs of Major Parts in Drawing>
10 : 집열부10: heat collecting part
11 : 반사체 12 : 집열관 12a: 고정부11 reflector 12 heat collecting tube 12a fixed part
13 : 브래킷 14 : 열매체유관13: Bracket 14: heat medium oil pipe
20 : 회전대20: swivel
21 : 고정대 22 : 로울러부21: holder 22: roller
30 : 좌대 31 : 가이드레일30: base 31: guide rail
40 : 경도제어부 41 : 경도제어모터 42 : 너트부 43 : 나사축40: hardness control part 41: hardness control motor 42: nut part 43: screw shaft
50 : 위도제어부 51 : 위도제어모터 52 : 베벨기어부50: latitude control unit 51: latitude control motor 52: bevel gear unit
60 : 컨트롤러 71 : 경도감지부 72 : 위도감지부60: controller 71: hardness detection unit 72: latitude detection unit
80 : 태양전지80 solar cell
이하, 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail by the accompanying drawings as follows.
도 1 은 본 발명에 따른 일 실시예를 보인 사시도이고, 도 2 는 본 발명에 따른 일 실시예를 보인 측 단면도이며, 도 3 은 본 발명에 따른 일 실시예를 보인 집열부의 평 단면도로서, 본 발명은 열매체유의 가열온도를 높임과 더불어 집열효율을 높일 수 있도록 한 것으로, 도 1 에 도시된 바와 같이 태양 광을 집광시켜 열매체유를 가열하는 집열부(10)와, 한 개 또는 그 이상의 집열부(10)가 병렬로 결합되어 고정 설치되는 회전대(20)와, 상기 회전대(20)가 회동가능게 고정 설치되는 좌대(30)와, 태양의 위치에 따라 상기 집열부(10)의 수직 방향과 수평 방향의 회동을 제어할 수 있도록 경도제어부(40)와 위도제어부(50)로 구성한 위상제어부로 구성된 것이다.1 is a perspective view showing an embodiment according to the present invention, Figure 2 is a side cross-sectional view showing an embodiment according to the present invention, Figure 3 is a flat cross-sectional view of the heat collecting unit showing an embodiment according to the present invention, The present invention is to increase the heating temperature of the heat medium oil and to increase the heat collection efficiency, as shown in Figure 1, the heat collecting portion 10 for condensing sunlight to heat the heat medium oil, one or more houses Rotating table 20 is coupled to the heat unit 10 in parallel fixed installation, the base 30 is fixed to the rotation table 20 is installed rotatably, and the vertical direction of the heat collecting unit 10 according to the position of the sun In order to control the rotation of the horizontal direction and the longitudinal control unit 40 and the latitude control unit 50 is composed of a phase control unit.
여기서, 상기 집열부(10)는 회전대(20)에 고정 설치된 고정대(21)에 상부가 회동 가능하게 고정 설치되며 하부는 경도제어부(40)에 구속되게 구성된 것으로서, 태양 광을 집광시키는 반사체(11)와, 내부에 열매체유가 순환되는 집열관(12) 및, 상기 집열관(12)을 반사체(11)에 구속되게 하는 브래킷(13)으로 구성하되, 상기 반사체(11)는 판 상으로 내면에 태양 광이 집광 되게 곡률을 형성한 것으로 후면 상부가 고정대(21)에 상하 회동 가능하게 고정 설치되며 후면 하부는 경도제어부(40)에 구속되게 구성되는 것이다. 또한, 상기 집열관(12)은 유입관(12b)을 통하여 열매체유가 공급되고 가열된 열매체유는 배출관(12c)을 통하여 온수통 등과 같은 열매체유 저장통 등으로 배출되며 상, 하단에 각기 수나사를 형성한 고정부(12a)를 돌출 형성하여 초점 조절이 가능하게 브래킷(13)에 나사 결합되게 구성된 것이다.Here, the heat collecting part 10 is configured to be rotatably fixed to an upper portion of the fixing base 21 fixedly installed on the swivel table 20, and the lower portion is configured to be constrained by the hardness control unit 40, and reflects the solar light 11 ), And a heat collecting tube 12 through which heat medium oil is circulated, and a bracket 13 for confining the heat collecting tube 12 to the reflector 11, wherein the reflector 11 is formed on the inner surface of the plate. The curvature is formed so that the solar light is condensed, and the upper rear part is fixed to the fixing stand 21 so as to be vertically rotatable, and the lower rear part is configured to be constrained by the hardness control part 40. In addition, the heat collecting tube 12 is supplied with heat medium oil through the inlet pipe 12b, and the heated heat medium oil is discharged into a heat medium storage tank such as a hot water tank through the discharge pipe 12c, and each has a male screw at the top and the bottom thereof. One fixing portion 12a is formed to protrude to be screwed to the bracket 13 to enable focusing.
그리고, 상기 회전대(20)는 반사체(11)의 수평 방향의 회동을 제어할 수 있도록 좌대(30)에 고정 설치된 위도제어부(50)에 의하여 회동되는 것으로, 하부에는 상기 좌대(30)에 구비된 가이드레일(31)에 구름 접촉되게 결합되는 로울러부(22)가 구비되고, 상부에는 반사체(11)가 힌지 결합된 고정대(21)가 고정 설치됨과 더불어 반사체(11)의 수직 방향 회동을 제어하는 경도제어부(40)가 힌지 결합되어 있는 것이다.In addition, the swivel 20 is rotated by the latitude control unit 50 fixed to the pedestal 30 so as to control the rotation of the reflector 11 in the horizontal direction, and the lower pedestal 30 is provided on the pedestal 30. The roller unit 22 coupled to the guide rail 31 in contact with the cloud is provided, and a fixing stand 21 having a hinge coupled to the reflector 11 is fixedly installed at the top thereof to control the vertical rotation of the reflector 11. The hardness control unit 40 is hinged.
또한, 상기 좌대(30)는 지면 또는 설치 위치에 고정할 수 있도록 함과 더불어 상기 회전대(20)의 수평 회동을 안내하는 것으로, 위도제어부(50)가 고정 설치된다.In addition, the seat 30 is to be fixed to the ground or the installation position and guide the horizontal rotation of the swivel table 20, the latitude control unit 50 is fixedly installed.
상기 위상제어부는 경도제어부(40)와 위도제어부(50), 컨트롤러(60)로 구성하되, 상기 경도제어부(40)는 집열부(10)의 수직 방향의 회동을 제어하는 것으로 회전대(20)에 브래킷(44)을 매개로 회동 가능하게 결합되는 경도제어모터(41)와, 집열부(10)에 수직 방향으로 회동 가능하게 두개의 연결대을 매개로 힌지 결합된 너트부(42)와, 상기 너트부(42)와 나사 결합됨과 더불어 경도제어모터(41)와 감속기(41a)를 매개로 축 결합되는 나사축(43)으로 구성된 것이고, 상기 위도제어부(50)는 회전대(20)의 수평 방향의 회동을 제어하여 집열부(10)의 수평 방향 회동을 제어하는 것으로 좌대(30)에 고정 설치된 위도제어모터(51)와, 상기 위도제어모터(51)와 감속기(51a)를 매개로 축 결합됨과 더불어 회전대(20)와 축 결합되는 베벨기어부(52)로 구성된 것이며, 상기 컨트롤러(60)는 집열부(10)에 구비된 경도감지부(71)와 위도감지부(72)로부터 신호를 입력받아 상기 경도제어부(40)와 위도제어부(50)를 제어하도록 구성된 것이다.The phase controller includes a hardness controller 40, a latitude controller 50, and a controller 60, wherein the hardness controller 40 controls the rotation of the heat collecting part 10 in the vertical direction. A hardness control motor 41 rotatably coupled via a bracket 44, a nut portion 42 hinged via two connecting rods so as to be rotatable in a direction perpendicular to the heat collecting portion 10, and the nut portion The screw shaft 43 is coupled to the screw 42 and coupled to the shaft via the hardness control motor 41 and the reducer 41a. The latitude controller 50 rotates in the horizontal direction of the swivel table 20. In order to control the horizontal rotation of the heat collecting unit 10 by controlling the latitude control motor 51 fixedly installed on the base 30, the latitude control motor 51 and the reducer (51a) as well as the shaft coupling It is composed of a bevel gear portion 52 is coupled to the rotating table 20, the controller 60 It is configured to control the hardness control unit 40 and the latitude control unit 50 by receiving a signal from the hardness detection unit 71 and the latitude detection unit 72 provided in the heat collecting unit 10.
본 발명의 다른 실시예로는 집열부(10)를 형성함에 있어서 집열관(12)의 외주연에 열매체유가 순환되는 미세관로로 이루어진 열매체유관(14)을 등간격으로 형성하여 열매체유의 가열이 용이하게 한 것이다.According to another embodiment of the present invention, in forming the heat collecting part 10, the heat medium oil pipe 14 is formed at equal intervals in the outer periphery of the heat collecting tube 12 to heat the heat medium oil, thereby easily heating the heat medium oil. It is made.
본 발명의 또 다른 실시예로는 집열부(10)의 양측에 태양전지(80)를 절첩가능하게 구비하여 별도의 외부전원 공급없이도 상기 집열부(10)의 위상제어를 할 수 있도록 한 것이다.In another embodiment of the present invention, the solar cell 80 is foldable on both sides of the heat collecting unit 10 so as to enable phase control of the heat collecting unit 10 without a separate external power supply.
이하, 본 발명의 작동 상태에 대하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operating state of the present invention will be described.
상기한 바와 같이 집열부(10)와 회전대(20), 좌대(30) 및 위상제어부로 구성된 본 발명은 일출시 집열부(10)에 구비된 경도감지부(71)와 위도감지부(72)가 조사되는 빛의 각도 등에 의하여 태양의 위치를 감지하여 컨트롤러(60)에 경도신호와 위도신호를 각기 입력하고, 상기 위도감지부(72)와 경도감지부(71)로부터 경도신호와 위도신호를 입력받은 컨트롤러(60)는 경도제어부(40)의 경도제어모터(41)와 위도제어부(50)의 위도제어모터(51)를 제어한다. 이때 상기 경도제어모터(41)는 감속기(41a)를 매개로 결합되어 있는 나사축(43)을 회동시켜 상기 나사축(43)과 나사 결합되어 있는 너트부(42)를 직선 운동시켜서 상기 너트부(42)의 양측에서 돌출형성된 열결대의 단부에 힌지 결합된 집열부(10)의 수직 방향 즉 경도를 제어하는 것이고, 위도제어모터(51)는 감속기(51a)를 매개로 결합되어 있는 베벨기어부(52)를 통하여 집열부(10)등이 고정 설치되어 있는 회전대(20)를 회동시키므로서 상기 집열부(10)의 수평 방향 즉 위도를 제어하는 것이다.As described above, the present invention includes a heat collecting unit 10, a rotating table 20, a pedestal 30, and a phase control unit. The hardness detecting unit 71 and the latitude detecting unit 72 provided in the collecting unit 10 at sunrise. The position of the sun is sensed by the angle of the light irradiated and the like, respectively, the longitude signal and the latitude signal are input to the controller 60, and the longitude signal and the latitude signal are received from the latitude detecting unit 72 and the longitude detecting unit 71. The input controller 60 controls the hardness control motor 41 of the hardness control unit 40 and the latitude control motor 51 of the latitude control unit 50. At this time, the hardness control motor 41 rotates the screw shaft 43 is coupled via the reduction gear 41a to the linear movement of the nut portion 42 screwed to the screw shaft 43, the nut portion It is to control the vertical direction, that is, the hardness of the heat collecting portion 10 hinged to the end of the heat band protruding formed from both sides of the 42, the latitude control motor 51 is a bevel gear unit is coupled via the reduction gear 51a By rotating the swivel table 20 on which the heat collecting portion 10 and the like are fixed through 52, the horizontal direction of the heat collecting portion 10 is controlled.
한편, 상기 집열부(10)에 조사되는 태양 광은 반사체(11)에 의하여 반사되어 집열관에 집광 조사되는데 상기 집열관(12)은 상, 하단에 각기 수나사를 형성한 고정부(12a)에 의하여 조절되어 상기 반사체(11)의 초점 위치에 위치되게 설치되므로 집광된 태양 광에 의한 복사열에 의하여 집열관(12) 내부의 열매체유가 고온으로 가열되는 것으로, 상기 집열부(10)의 크기에 따라서는 최대 200℃ 까지 가열이 이루어지는 것이다.On the other hand, the solar light irradiated to the heat collecting portion 10 is reflected by the reflector 11 to collect light on the heat collecting tube. The heat collecting tube 12 is fixed to the fixing portion 12a, each of which has a male screw on the upper and lower ends thereof. The heat medium oil in the heat collecting tube 12 is heated to a high temperature by radiant heat from the concentrated solar light because it is installed to be positioned at the focal position of the reflector 11, depending on the size of the heat collecting portion 10. Is heating up to 200 ° C.
따라서, 본 발명은 반사체에 의하여 태양 광을 집광시켜 작용되게 하므로서 열매체유의 가열 온도가 향상되고, 반사체의 곡률에 따른 집열관의 위치 보정이 용이하며, 태양의 위치에 따라 경도와 위도를 제어할 수 있으므로 집열효율이 향상됨과 더불어 균일한 집열효과를 유지할 수 있는 것이다.Therefore, the present invention improves the heating temperature of the heat medium oil by condensing the sunlight by the reflector, and easily corrects the position of the heat collecting tube according to the curvature of the reflector, and can control the hardness and latitude according to the position of the sun. Therefore, the heat collecting efficiency is improved and a uniform collecting effect can be maintained.
또한, 자체에 태양전지를 구비하므로서 외부전원이 공급되지 않는 지역에서도 사용이 가능한 매우 유용한 것이다.In addition, since it is equipped with a solar cell itself, it is very useful that can be used even in areas where external power is not supplied.
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1998
- 1998-07-08 KR KR1019980027503A patent/KR20000007924A/en active IP Right Grant
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| NORF | Unpaid initial registration fee |