KR101155691B1 - 태양열 집열판용 진공집열관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양 복사열이 진공집열관에 보다 효과적으로 집열될 수 있도록 하여 열효율을 높인 태양열 집열기용 진공집열관에 관한 것으로서,
직경을 달리하는 내,외측 유리관이 중첩되되 내,외측 유리관 사이에 진공부가 형성되고, 내측 유리관의 일단부가 개방되어 히팅부재가 삽입될 수 있도록 형성된 진공집열관과, 상기 외측 유리관의 내주연에는 태양 빛을 굴절시켜 내측 유리관에 빛이 집중될 수 있도록 복수의 굴절부를 등간격으로 형성하여 태양 복사열 흡수율을 향상시킨 태양열 집열기용 진공집열관이다.

Description

태양열 집열판용 진공집열관{VACUUM TUBE TYPE SOLAR ENERGY COLLECTING PIPE}

본 발명은 태양의 복사열을 흡수하는 진공집열관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양 복사열이 진공집열관에 보다 효과적으로 집열될 수 있도록 하여 열효율을 높인 태양열 집열판용 진공집열관에 관한 것이다.

최근 화석연료의 자원적 한계와 화석연료의 사용에 따른 공해물질의 배출로 오존층의 파괴, 지구온난화 등 그에 따른 각종 환경적 문제가 발생하여 공해물질의 배출이 없고 무한적인 자연 에너지원의 활용이 늘어나고 있는 추세이다.

도 1은 종래에 사용되는 일반적인 태양열 집열기를 도시한 사시도를 도시한 것으로, 특히 태양광선의 복사열을 이용하여 물을 데워 난방 또는 온수로 사용하는 태양열 집열기는 태양의 복사열을 흡수하는 진공집열관(20)을 구비하는 집열판(10)과 매니폴드(12)로 구성되어 사용되고 있다.

상기와 같은 종래의 진공집열관(20)은 내부에 히팅부재가 내장되어 진공집열관(20)에 투입되어 태양 복사열을 전달하며 히팅부재와 매니폴드(12)에 그 에너지가 전달되어 진다.

그러나 이와 같은 종래의 태양열 집열기는 진공집열관(20)이 태양의 위치에 따라 진공집열관에 투입되는 태양광선이 입사되어 복사열을 전달함과 동시에 대부분의 복사열을 갖는 태양광선은 외부로 바로 반사되어 빠져나가게 되어 열 흡수 효율이 좋지 않으며, 또한 태양의 위치에 따라 진공집열기에 투입되는 태양광선 또한 줄어들어 동일한 열 흡수 효율을 유지하는 것이 불가능하였다.

본 발명은 종래 태양광 집열기에 사용되는 진공집열관의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 태양의 위치에 따라 진공집열관에 태양광선이 효율적으로 투입되지 못하는 문제점을 해소하여 태양광선 흡수 효율을 증대시킨 진공집열관을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 직경을 달리하는 내,외측 유리관이 중첩되어 일체로 형성되며 그 사이에 진공부가 형성된 진공집열관과, 상기 외측 진공관의 진공부가 형성된 내측면에 길이 방향으로 길게 형성되어 투입되는 빛의 방향에 상관없이 내측 유리관에 집중되어 조사될 수 있도록 빛의 방향을 굴절시키는 외측 유리관의 내주연을 따라 복수의 굴절부가 형성된 태양열 집열판용 진공집열관을 제공한다.

본 발명은 태양의 위치에 상관없이 항상 많은 양의 태양 빛을 진공집열관 중 내측 유리관에 집중되게 공급함으로써 진공집열관의 에너지 흡수 효율성을 향상시킴은 물론 반사되어 빠져나가는 태양열을 재차 내측 유리관으로 반사시켜 인입된 태양 빛의 복사열을 보다 효과적으로 흡수할 수 있도록 향상시킨 것이다.

도 1은 본 발명이 적용되는 집열기의 개략적 사시도
도 2은 본 발명이 적용된 진공집열관의 사시도
도 3는 본 발명 진공집열관의 확대 단면도
도 4은 본 발명의 진공집열관이 빛을 굴절시키는 것을 표시한 평단면도
도 5은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 평단면도
도 6은 본 발명의 진공집열관에 베어링이 부착된 상태의 사시도

이하 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2은 본 발명의 진공관을 도시한 사시도 이고, 도 3는 본 발명의 내부 구조를 보이기 위하여 진공관의 일부분을 확대하여 절단한 사시도이다.

진공집열관(20)은 직경이 다른 투명한 외측 유리관(40)의 내부에 내측 유리관(30)이 중첩되며 상단부를 연결하여 일체로 구성된 것으로, 상기 내측 유리관(30)은 하단부는 막히고 상단부는 개방되어 형성되며, 막혀 있는 하단부의 외측에 탄성을 갖는 복수의 금속 지지편(50)을 구비하여 외측 유리관(40)과의 사이 진공부에 위치하여 외부에서 진동이 전달되어도 내측 유리관(30)이 흔들리지 않게 되어 외측 유리관(40)과의 부딪침을 방지하여 파손될 수 있는 위험을 제거한 것이다.

상기 외측 유리관(40)은 내주연에 태양광이 투과되며 태양 빛이 진공부에 들어설 때 빛을 굴절시키는 복수의 굴절부(42)가 등간격으로 형성된다.

상기 굴절부(42)는 도 3 내지 도 5에 표시된 바와 같이 진공부 내측을 향해 돌출된 삼각형 형상을 하고 있어, 일출이나 일몰과 같이 낮은 부분에서 빛이 투입되어도 상기 굴절부(42)에서 빛이 굴절되어 내측 유리관(30)에 복사열을 집중하여 전달하게 된다.

상기에서는 굴절부(42)를 삼각형상을 예로 하였으나 본 발명의 굴절부(42)는 삼각형상에 국한되지 않고, 빛을 굴절시켜 태양의 위치에 상관없이 내측 유리관(30)에 태양 복사열을 효율적으로 전달할 수 있는 반구형 또는 마름모 형을 대체하여 사용할 수도 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 단면도로서, 내측 유리관에 태양 빛을 보다 효율적으로 집중 조사할 수 있도록 반사부재를 외부 유리관과 일체화하여 구성한 것이다.

상기 반사부재(60)는 외측 유리관(40)의 내측 또는 외측을 선택하여 구비하되 태양 빛의 진입을 방해하지 않는 하측 방향에 항상 위치할 수 있도록 진공집열관(20)의 무게를 편심되게 형성하여 무게가 편심된 방향에 반사부재(60)를 구비 되도록 한다.

한편 진공집열관(20)에 구비된 반사부재(60)가 항상 하측 방향에 위치할 수 있도록 진공집열관(20)의 상,하 단에는 베어링(70)을 부착하여 집열판(10) 상에 체결을 함으로 무게가 편심된 진공집열관(20)은 항상 반사부재(60)가 구비된 부분이 집열판(10)에 결합할 때의 결합위치에 상관없이 하향 되어 위치된다.

상기 반사부재는 외측 유리관(40)의 반사할 표면에 박막형 거울을 부착하여 사용하거나 또는 햇빛을 반사할 수 있도록 코팅처리 하여 구성할 수 있다.

진공집열관, 내측 유리관, 외측 유리관, 굴절부, 지지편

Claims (4)

1. 직경을 달리하는 내,외측 유리관이 중첩되되 내,외측 유리관 사이에 진공부가 형성되고, 내측 유리관의 일단부가 개방되어 히팅부재가 삽입될 수 있도록 형성된 진공집열관에 있어서,
   상기 외측 유리관의 내주연에는 태양 빛을 굴절시키는 복수의 굴절부가 등간격으로 형성되고,
   상기 진공집열관은 일측방향으로 무게의 편차를 두어 형성하되 무게가 편심된 부분에 구비되어 태양광을 반사하는 반사부재와, 상기 반사부재가 항상 하측 방향에 위치할 수 있도록 상하 양단부에 베어링 부재가 구비되어 집열판에 결합됨을 특징으로 하는 태양열 집열판용 진공집열관.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 굴절부는 빛을 굴절하여 내측 유리관에 효율적으로 집중될 수 있는 삼각형, 마름모형 또는 반구형 중 어느 하나를 선택하여 구성하며,
   상기 반사부재는 외측 유리관의 내, 외면 중 어느 한곳을 선택하여 구비함을 특징으로 하는 태양열 집열판용 진공집열관.
   
3. 삭제
4. 삭제

Images