KR101309515B1

KR101309515B1 - 집광기용 에프알피 반사판의 제조방법 및 이를 이용한 파라볼릭형 집광기

Info

Publication number: KR101309515B1
Application number: KR1020110074481A
Authority: KR
Inventors: 유승철; 김영택
Original assignee: 주식회사 영원신소재
Priority date: 2011-07-27
Filing date: 2011-07-27
Publication date: 2013-09-23
Anticipated expiration: 2031-07-27
Also published as: KR20130013074A

Abstract

본 발명은 집광기용 에프알피 반사판의 제조방법 및 이를 이용한 파라볼릭형 집광기에 관한 것으로 특히, 집광기용 에프알피 반사판의 제조방법은 전체적인 외형이 부채꼴 형상을 갖고 내면은 정해진 곡률을 갖는 반사판의 내면 및 배면 형상에 대응하는 형상을 갖도록 양각으로 두 개의 목형을 제작하는 단계와; 상기한 두 목형을 이용하여 FRP로 부채꼴형 반사판을 성형하기 위한 상,하 금형을 음각으로 성형하는 단계와; 음각으로 된 상기 상,하 금형을 상호 결합한 상태에서 그들 사이에 형성된 공간부로 FRP를 충진시켜 원하는 형상의 반사판들을 성형하는 단계와; FRP로 성형된 반사판의 내면에 반사면을 성형하는 단계와; 상기 반사판의 배면 양 측면을 포함하여 양 측면 사이에서 반지름 방향으로 정해진 간격 및 각도를 두고 돌출 성형된 측판과 수개의 반지름 방향 강도 보강편에 정해진 간격을 두고 수개의 결착수단을 결합하기 위한 결착수단 통과공들을 천공하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하고, 집광기용 에프알피 반사판을 이용한 파라볼릭형 집광기는, FRP로 성형된 상태에서 내면에 반사면이 구비된 수개의 반사판을 상호 인접 배치하며, 양 측면에서 각각 배면 방향으로 돌출 성형된 형태를 갖고 서로 인접된 형태를 갖는 반사판들의 측판에 천공된 볼트 통과공에 각각 결착수단인 수개의 볼트를 삽입 설치하고, 각각의 볼트에 와셔와 너트를 체결시켜 수개의 반사판들이 파라볼릭 형태로 결합된 것을 특징으로 한다.
따라서, 태양열 발생 효율을 기존 2차원 면 대비 대폭 향상시킬 수 있고, 반사판 및 집광기 자체의 제조가 매우 용이함은 물론 구조가 심플하며 강도는 매우 강하나 무게는 가벼워 외부 환경에 잘 적용할 수 있는 것이다.

Description

집광기용 에프알피 반사판의 제조방법 및 이를 이용한 파라볼릭형 집광기{Manufacturing method for FRP reflecting panel for light collector and parabolic type light collector using the same thereof}

본 발명은 집광기용 에프알피 반사판의 제조방법 및 이를 이용한 파라볼릭형 집광기에 관한 것으로 더욱 상세하게는 빛을 한 지점에 모아 중고온의 열을 발생시키는 태양열 에너지 시스템(즉, 태양열을 이용한 냉,난방 시스템 및 발전 시스템)으로 작동하는 집광기의 반사면을 구성하는 2차원 형상을 갖는 다수의 반사판을 섬유강화복합재료(Fiber Reinforced Plastic; 이하 "FRP"와 혼용하여 사용함)를 이용하여 제작한 후 이들을 상호 결합하는 방식을 통해 폭이 좁고 강한 광선을 투사하는 집광기인 파라볼릭 스포트라이트(parabolic spotlight) 또는 파라볼릭 리플렉터(parabolic reflector) 및 파 라이트(par light)라고도 불리는 3차원 형상의 파라볼릭형 집광기를 용이하게 제작할 수 있도록 발명한 것이다.

다시 말해서, FRP 재질을 사용하여 3차원 형상의 대형 파라볼릭 반사판들을 성형하고, 이 반사판들의 반사면에 밀러 필름을 부착하거나 혹은 스프레이 형태로 크롬 막 등을 입혀 태양열 발생 효율은 기존 2차원 면 대비 대폭 향상시킬 수 있도록 하고, 이들 반사판들을 볼트와 너트 및 와이어 등과 같은 결착수단을 이용하여 상호 결합시켜 주는 방식을 통해 구조가 심플하고 강도가 높으며, 가볍고 외부 환경에 잘 적용할 수 있는 집광기용 에프알피 반사판의 제조방법 및 이를 이용한 파라볼릭형 집광기에 관한 것이다.

최근 화석연료가 점차 고갈되어 감에 따라 자연력을 이용하여 동력을 얻기 위한 방법 및 장치들에 대한 관심이 높아지고 있다.

이러한 자연력을 이용한 동력 발생 수단의 하나로 태양 광을 집광하여 전기를 발생시키는 장치가 있다.

이러한 태양열발전시스템은 집광기에서 집광된 태양열로 발전설비를 구동시켜 전기를 발생시키는 것으로, 집광기는 태양광을 어느 한점으로 모아 보다 높을 열을 발생시킬 수 있도록 호형 반사면을 갖는 접시 형태의 집광기가 사용되고 있다.

이러한 집광기는 에너지 밀도가 낮은 태양광을 한곳으로 반사시켜 고온의 열을 얻을 수 있도록 하기 위해 넓은 면적의 포물면 즉, 곡면을 갖는 반사판으로 구성된다.

즉, 종래의 파라볼릭 집광기는 도 1과 같이, 수개의 가로 및 세로방향으로 접속된 형태를 갖고 지지대(1)에 의해 지지되는 호형 곡면을 갖는 프레임(2)의 내면에 2차원 면을 지닌 다수의 반사경 또는 반사판(3)을 설치하여 구성되며, 이렇게 설치된 반사경 또는 반사판(3)들에 의해 이어지는 반사면은 어느 한 점으로 빛을 모아줄 수 있도록 포물면을 형성한다.

또한, 빛이 모이는 부위에는 태양열을 수집하며 수집된 태양열과 열교환하는 열매체가 유동하는 코일형 배관을 수용하는 수용부가 형성된 집열부가 설치되며, 상기 반사판들의 중앙을 관통하여 상기 집열부의 열매체가 순환 유동하는 집열관이 설치된 구성을 갖는다.

이렇게 구성된 종래의 파라볼릭 집광기에서 소정 면적을 갖는 수개의 반사경 또는 반사판을 이용하여 전체 반사면을 하나로 제작할 경우 개별 반사판 자체가 2차원 반사면으로 되어 집광효율이 낮거나, 혹은 일부 3차원 조각의 반사판 이더라도 이미 설계된 곡률로 형성된 초점을 조정하는 것은 가능하나 이 반사판을 잡아주는 별도의 프레임이 필요하고 제작이 까다롭다

또한, 반사판을 구성하는 3차원의 조각 유리를 두껍게 할 경우 유리의 배면에 코팅된 반사물질에서 반사되는 빛이 유리를 통과하면서 감소되어 집광 효율이 낮아지는 문제가 있었다.

즉, 종래 대부분의 파라볼릭 집광기에 사용되고 있는 프레임의 재질은 주로 금속 또는 알루미늄 바 등을 사용하고 크기에 따라 트러스 구조 혹은 별도 프레임 구조로 되어 있으며, 반사경 또는 반사판의 재질은 주로 아크릴 판이나 알루미늄 판재 등을 사용하고 있는데, 이와 같은 재질로 된 반사경 또는 반사판은 온도 및 시간에 따라 형상이 크게 변화될 가능성이 있거나 2차원 면으로 되어 있어 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 빛을 한 지점에 모아 중고온의 열을 발생시키는 태양열 에너지 시스템으로 작동하는 집광기의 반사면을 구성하는 기존 2차원 형상을 갖는 다수의 반사판 및 이 반사판을 잡아주는 별도의 프레임 대신, 금형을 이용하여 내식성이 우수하며 가볍고 강하며 단열성이 높고, 열변형이 낮으며 전기절연성이 우수하고 설계 및 가공이 자유롭고 간편한 특징을 갖는 FRP를 이용하여 3차원 형상의 반사판을 제작하여 별도의 프레임 제작이 필요 없도록 제작하되, 각각의 반사판 내면에는 밀러 필름을 부착하거나 혹은 스프레이 형태로 크롬 막 등을 입혀 반사면을 형성하고, 상기 반사판들을 수개의 볼트와 너트 및 와이어 등과 같은 결착수단을 이용하여 상호 결합시켜 주는 방식을 통해 3차원 형상의 파라볼릭형 집광기를 제작함으로써 태양열 발생 효율은 기존 2차원 면 대비 대폭 향상시킬 수 있고, 반사판 및 집광기 자체의 제조가 매우 용이함은 물론 구조가 심플하며 강도는 매우 강하나 무게는 가벼워 외부 환경에 잘 적용할 수 있는 집광기용 에프알피 반사판의 제조방법 및 이를 이용한 파라볼릭형 집광기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 집광기용 에프알피 반사판의 제조방법은, 전체적인 외형이 부채꼴 형상을 갖고 내면은 정해진 곡률을 갖는 반사판의 내면 및 배면 형상에 대응하는 형상을 갖도록 양각으로 두 개의 목형을 제작하는 단계와; 상기한 두 목형을 이용하여 FRP로 부채꼴형 반사판을 성형하기 위한 상,하 금형을 음각으로 성형하는 단계와; 음각으로 된 상기 상,하 금형을 상호 결합한 상태에서 그들 사이에 형성된 공간부로 FRP를 충진시켜 원하는 형상의 반사판들을 성형하는 단계와; FRP로 성형된 반사판의 내면에 반사면을 성형하는 단계와; 상기 반사판의 배면 양 측면을 포함하여 양 측면 사이에서 반지름 방향으로 정해진 간격 및 각도를 두고 돌출 성형된 측판과 수개의 반지름 방향 강도 보강편에 정해진 간격을 두고 수개의 결착수단을 결합하기 위한 결착수단 통과공들을 천공하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이때, 부채꼴 형상을 갖는 상기 반사판의 양 측면 사이 각도는 30도, 40도, 45도, 60도 중 어느 한 각을 갖도록 성형한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 반사판의 길이는 2-4m를 갖도록 성형하여 수개의 반사판을 이용하여 파라볼릭형 집광기를 제작하였을 때 그 지름이 4-8m를 갖도록 한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 반사판의 내면 곡률은 반사판들에 의해 제작되는 집광기의 지름에 대응하여 서로 다른 곡률을 갖게 설계되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 반사판의 배면에서 원주방향으로는 수개의 원주방향 강도 보강돌기를 정해진 간격을 두고 일체로 더 돌출 성형하여 양 측판과 수개의 반지름 방향 강도 보강편이 상호 격자 모양을 갖도록 한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 반사면은 0.1-0.2t를 갖는 밀러 필름을 부착하여 성형하거나 또는 크롬을 정해진 두께로 스프레이하여 도막으로 성형한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 결착수단은 반사판들의 상호 접촉부를 직접 결속시켜 주는 수개의 볼트와 너트 및 와셔를 포함하여 상호 결합된 상태를 갖는 반사판들의 결합력을 강화시켜 주기 위한 수개의 와이어를 포함하며, 상기 결착수단 통과공은 볼트 통과공 및 와이어 통과공을 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 집광기용 에프알피 반사판을 이용한 파라볼릭형 집광기는, FRP로 성형된 상태에서 내면에 반사면이 구비된 수개의 반사판을 상호 인접 배치하며, 양 측면에서 각각 배면 방향으로 돌출 성형된 형태를 갖고 서로 인접된 형태를 갖는 반사판들의 측판에 천공된 볼트 통과공에 각각 결착수단인 수개의 볼트를 삽입 설치하고, 각각의 볼트에 와셔와 너트를 체결시켜 수개의 반사판들이 파라볼릭 형태로 결합된 것을 특징으로 한다.

또, 상기 반사판들의 양 측판을 포함하여 수개의 반지름 방향 강도 보강편에 각각 정해진 간격을 두고 천공된 수개의 와이어 통과공에 피아노 선을 포함하는 1-3개의 와이어를 끼워 파라볼릭 형태를 갖는 집광기의 반사판들을 일체로 고정한 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 집광기용 에프알피 반사판의 제조방법 및 이를 이용한 파라볼릭형 집광기에 의하면, 빛을 한 지점에 모아 중고온의 열을 발생시키는 태양열 에너지 시스템으로 작동하는 집광기를 구성하는 2차원 형상을 갖는 다수의 반사판을 성형할 때 금형을 이용하여 내식성이 우수하며 가볍고 강하며 단열성이 높고, 열변형이 낮으며 전기절연성이 우수하고 설계 및 가공이 자유롭고 간편한 특징을 갖는 FRP를 이용하여 3차원 형상으로 반사판을 제작, 이를 잡아주는 프레임의 제작이 필요 없도록 하되, 집광기의 지름에 대응하여 정해진 곡률을 갖는 각각의 반사판 내면에는 밀러 필름을 부착하거나 혹은 스프레이 형태로 크롬 막 등을 입혀 반사면을 형성하고, 상기 반사판들을 수개의 볼트와 너트 및 와이어 등과 같은 결착수단을 이용하여 상호 결합시켜 주는 방식을 통해 3차원 형상의 파라볼릭형 집광기를 제작함으로써 태양열 발생 효율을 기존 2차원 면 대비 대폭 향상시킬 수 있고, 반사판 및 집광기 자체의 제조가 매우 용이함은 물론 구조가 심플하며 강도는 매우 강하나 무게는 가벼워 외부 환경에 잘 적용할 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 종래 파라볼릭 집광기의 사시도.
도 2는 본 발명의 에프알피 반사판이 적용된 파라볼릭형 집광기의 사시도.
도 3은 본 발명 에프알피 반사판의 배면 사시도.
도 4는 본 발명 에프알피 반사판의 일부 결합상태 배면 사시도.
도 5의 (a)(b)는 본 발명의 에프알피 반사판을 제조하는데 사용된 목형들의 사시도.
도 6의 (a)(b)는 목형들을 이용하여 성형한 상,하 금형의 사시도.
도 7은 본 발명에 의해 제조된 에프알피 반사판의 내면에 반사면을 부착하는 상태를 보인 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 에프알피 반사판이 적용된 파라볼릭형 집광기의 사시도를 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명 에프알피 반사판의 배면 사시도를 나타낸 것이며, 도 4는 본 발명 에프알피 반사판의 일부 결합상태 배면 사시도를 나타낸 것이고, 도 5의 (a)(b)는 본 발명의 에프알피 반사판을 제조하는데 사용된 목형들의 사시도를 나타낸 것이며, 도 6의 (a)(b)는 목형들을 이용하여 성형한 상,하 금형의 사시도를 나타낸 것이고, 도 7은 본 발명에 의해 제조된 에프알피 반사판의 내면에 반사면을 부착하는 상태를 보인 사시도를 나타낸 것이다.

이에 따르면 본 발명의 본 발명의 집광기용 에프알피 반사판의 제조방법은,

전체적인 외형이 대략 부채꼴 형상을 갖고 내면은 정해진 곡률을 갖는 반사판(6)의 내면 및 배면 형상에 대응하는 형상을 갖도록 양각으로 두 개의 목형(4a)(4b)을 제작하는 단계와;

상기한 두 목형(4a)(4b)을 이용하여 FRP로 부채꼴형 반사판(6)을 성형하기 위한 상,하 금형(5a)(5b)을 음각으로 성형하는 단계와;

음각으로 된 상기 상,하 금형(5a)(5b)을 상호 결합한 상태에서 그들 사이에 형성된 공간부로 FRP를 충진시켜 원하는 형상의 반사판(6)들을 성형하는 단계와;

FRP로 성형된 반사판(6)의 내면에 반사면(7)을 성형하는 단계와;

상기 반사판(6)의 배면 양 측면을 포함하여 양 측면 사이에서 반지름 방향으로 정해진 간격 및 각도를 두고 돌출 성형된 측판(61)과 수개의 반지름 방향 강도 보강편(62)에 정해진 간격을 두고 수개의 결착수단(65)을 결합하기 위한 결착수단 통과공(64)들을 천공하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이때, 부채꼴 형상을 갖는 상기 반사판(6)의 양 측면 사이 각도는 30도, 40도, 45도, 60도 중 어느 한 각을 갖도록 성형한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 반사판(6)의 길이는 2-4m를 갖도록 성형하여 수개의 반사판(6)을 이용하여 파라볼릭형 집광기를 제작하였을 때 그 지름이 4-8m를 갖도록 한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 반사판(6)의 내면 곡률은 반사판들에 의해 제작되는 집광기의 지름에 대응하여 서로 다른 곡률을 갖게 설계되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 반사판(6)의 배면에서 원주방향으로는 수개의 원주방향 강도 보강돌기(63)를 정해진 간격을 두고 일체로 더 돌출 성형하여 양 측판(61)과 수개의 반지름 방향 강도 보강편(62) 및 원주방향 강도 보강돌기(63)이 상호 격자 모양을 갖도록 한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 반사면(7)은 0.1-0.2t를 갖는 밀러 필름을 부착하여 성형하거나 또는 크롬을 정해진 두께로 스프레이하여 도막으로 성형한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 결착수단(65)은 반사판(6)들의 상호 접촉부를 직접 결속시켜 주는 수개의 볼트(651)와 너트(652) 및 와셔(653)를 포함하여 상호 결합된 상태를 갖는 반사판(6)들의 결합력을 강화시켜 주기 위한 수개의 와이어(654)를 포함하며, 상기 결착수단 통과공(64)은 볼트 통과공(641) 및 와이어 통과공(642)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 집광기용 에프알피 반사판을 이용한 파라볼릭형 집광기는,

FRP로 성형된 상태에서 내면에 반사면(7)이 구비된 수개의 반사판(6)을 상호 인접 배치하며, 양 측면에서 각각 배면 방향으로 돌출 성형된 형태를 갖고 서로 인접된 반사판(6)들의 측판(61)에 천공된 볼트 통과공(641)에 각각 결착수단(65)인 수개의 볼트(651)를 삽입 설치하고, 각각의 볼트(651)에 와셔(653)와 너트(652)를 체결시켜 수개의 반사판(6)들이 파라볼릭 형태로 결합된 것을 특징으로 한다.

또, 상기 반사판(6)들의 양 측판(61)을 포함하여 수개의 반지름 방향 강도 보강편(62)에 각각 정해진 간격을 두고 천공된 수개의 와이어 통과공(642)에 피아노 선을 포함하는 1-3개의 와이어(654)를 끼워 파라볼릭 형태를 갖는 집광기의 반사판(6)들을 일체로 고정한 것을 특징으로 한다.

여기서 미설명 부호 8은 지지판이고, 9는 수평방향 회동수단이며, 10은 지지대이고, 11은 수직방향 회동수단이며, 12는 집광기 고정구이고, 13은 집열부이다.

이와 같은 단계로 이루어진 본 발명의 집광기용 에프알피 반사판의 제조방법과 이를 이용한 파라볼릭형 집광기에 대한 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 제조방법에서는 FRP를 이용하여 반사판(6)을 성형하기 위해 도 5의 (a)(b)와 같이 전체적인 외형이 대략 부채꼴 형상을 갖고 내면은 정해진 곡률을 갖는 반사판(6)의 내면 및 배면 형상에 대응하는 형상을 갖도록 양각으로 두 개의 목형(4a)(4b)을 제작하게 된다.

이때, 부채꼴 형상을 갖는 상기 반사판(6)의 양 측면 사이 각도는 30도, 40도, 45도, 60도 중 어느 한 각을 갖도록 성형 즉, 12개의 반사판(6)을 이용하여 파라볼릭형 집광기를 제작하고자 할 경우에는 30도로, 9개로 제작하고자할 경우에는 40도, 8개로 제작하고자 할 경우에는 45도, 6개로 제작하고자 할 경우에는 60도로 성형하게 된다.

또한, 상기 반사판(6)의 길이는 원하는 파라볼릭형 집광기의 지름에 따라 서로 다른 값으로 정해지게 되는데, 본 발명에서는 통상 2-4m를 갖도록 성형하여 수개의 반사판(6)을 이용하여 파라볼릭형 집광기를 제작하였을 때 그 지름이 4-8m를 갖도록 하였다.

또, 상기 반사판(6)의 내면 곡률 역시 반사판(6)들에 의해 제작되는 집광기의 지름에 대응하여 서로 다른 곡률을 갖게 설계되므로 그 값을 한정할 수는 없다.

이어서 상기한 두 목형(4a)(4b)을 이용하여 FRP로 부채꼴형 반사판(6)을 성형하기 위한 상,하 금형(5a)(5b)을 도 6의 (a)(b)와 같이 금속제를 이용하여 음각으로 성형한 다음, 이와 같이 음각으로 된 상기 상,하 금형(5a)(5b)을 상호 결합한 상태에서 그들 사이에 형성된 공간부 내로 FRP를 충진시켜 도 3과 같이 원하는 형상의 반사판(6)들을 성형하게 된다.

이때, FRP로 성형된 상기 반사판(6)의 배면 양 측면을 포함하여 양 측면 사이에서 반지름 방향으로 정해진 간격 및 각도를 두고 측판(61)과 수개의 반지름 방향 강도 보강편(62)이 돌출 성형된 형태를 가짐은 물론 상기 반사판(6)의 배면에서 원주방향으로는 수개의 원주방향 강도 보강돌기(63)가 정해진 간격을 두고 일체로 더 돌출 성형된 형태를 갖게 된다.

즉, 상기 FRP로 성형된 상기 반사판(6)의 배면 양 측면을 포함하여 양 측면 사이에서 반지름 방향 및 원주 방향으로 정해진 간격 및 각도를 두고 반사판들을 상호 연결시켜 주기 위한 양 측판(61)과 반지름 방향에 대한 휨 강도를 강화시켜 주기 위한 수개의 반지름 방향 강도 보강편(62) 및 원주 방향에 대한 휨 강도를 강화시켜 주기 위한 수개의 원주방향 강도 보강돌기(63)가 상호 격자 모양을 갖고 일체로 돌출 성형된 형태를 갖게 된다.

이와 같이 FRP로 성형된 반사판(6)의 내면에는 0.1-0.2t를 갖는 밀러 필름을 부착하거나 또는 크롬을 정해진 두께로 스프레이하여 도막으로 성형하는 방식 등을 통해 도 7과 같이 햇빛을 집열기 측으로 반사시켜 주는 반사면(7)을 성형하게 된다.

이와 같이 반사면(7)의 설치 또는 성형까지 완료된 상기 반사판(6)의 배면 양 측판(61)과 수개의 반지름 방향 강도 보강편(62)에는 도 3과 같이 정해진 간격을 두고 수개의 결착수단(65)을 결합하기 위한 결착수단 통과공(64)들을 천공하여 주면 파라볼릭형 집광기를 제작하기 위한 반사판(6)들의 제조가 완료된다.

이때, 상기 결착수단(65)은 반사판(6)들의 상호 접촉부로 서로 인접한 측판(61)들을 직접 결속시켜 주는 수개의 볼트(651)와 너트(652) 및 와셔(653)를 포함하여 상호 결합된 상태를 갖는 반사판(6)들의 결합력을 강화시켜 주기 위한 수개의 와이어(654)를 포함하게 되며, 상기 결착수단 통과공(64)은 볼트 통과공(641) 및 와이어 통과공(642)을 포함하게 된다.

한편, 상기와 같이 제조된 집광기용 에프알피 반사판(6)을 이용하여 파라볼릭형 집광기를 제작하고자 할 때에는 먼저, FRP로 성형된 상태에서 내면에 반사면(7)이 구비된 수개의 반사판(6)을 상호 인접 배치한 다음, 양 측면에서 각각 배면 방향으로 돌출 성형된 형태를 갖고 서로 인접된 반사판(6)들의 측판(61)에 천공된 볼트 통과공(641)에 각각 결착수단(65)인 수개의 볼트(651)를 삽입 설치하고, 각각의 볼트(651)에 와셔(653)와 너트(652)를 체결시켜 주게 되면 수개의 반사판(6)들이 파라볼릭 형태로 결합된 형태를 갖는다.

이와 같이 결착수단(65) 중 수개의 볼트(651)와 너트(652) 및 와셔(653)만을 이용하여 반사판(6)들의 접촉부인 측판(61)들만을 상호 결합한 상태에서는 태풍 등이 집광기에 가해질 경우 반사판(6)들이 상호 결합된 측판(61) 등이 까지는 등의 손상을 입을 우려가 있다.

따라서, 본 발명에서는 상기 반사판(6)들의 양 측판(61)을 포함하여 수개의 반지름 방향 강도 보강편(62)에 각각 정해진 간격을 두고 천공된 수개의 와이어 통과공(642)에 도 4와 같이 피아노 선을 포함하는 적어도 1-3개의 와이어(654)를 끼워 파라볼릭 형태를 갖는 집광기의 반사판(6)들을 일체로 고정시켜 줌으로써 반사판(6)들이 이중으로 고정되어 태풍 등에도 견딜 수 있는 결합 강도를 갖게 된다.

도 2는 상기와 같이 제작된 파라볼릭형 집광기의 중앙에는 수집된 태양열과 열교환하는 열매체가 유동하는 코일형 배관을 수용하는 수용부가 형성된 집열부를 구비시킨 상태에서, 지면에 고정 설치되는 지지판(8)의 상부에 태양의 위치에 대응하여 파라볼릭형 집광기 자체를 수평방향으로 자동 회전시켜 주는 수평방향 회동수단(9)이 구비되고, 상기 수평방향 회동수단(9)의 상면에는 지지대(10)가 수직방향으로 설치됨은 물론 상기 지지대(10)와 집광기 고정구(12) 사이에는 파라볼릭형 집광기 자체의 수직방향 각도를 태양의 위치에 대응하여 자동으로 회전시켜 주는 수직방향 회동수단(10)이 구비되며, 상기 수평방향 회동수단(10)의 상부에 설치된 집광기 고정구(12)에 고정 설치하여 사용하게 하는 상태를 보인 사시도이다.

이와 같이 본 발명에서는 파라볼릭형 집광기를 제작하는데 필요한 반사판(6)을 성형함에 있어서 반사판(6)의 내면과 배면 형상에 대응하는 형상이 음각으로 성형된 상,하 금형을 이용함은 물론 재질은 내식성이 우수하며 가볍고 강하며 단열성이 높고, 열변형이 낮으며 전기절연성이 우수하고 설계 및 가공이 자유롭고 간편한 특징을 갖는 FRP를 이용하여 제작하고, 또한 각각의 반사판(6) 내면에는 밀러 필름을 부착하거나 혹은 스프레이 형태로 크롬 도막 등을 입혀 반사면(7)을 형성함으로써 태양열 발생 효율을 기존 2차원 면 대비 대폭 향상시킬 수 있다.

또한, 상기한 수개의 반사판(6)을 수개의 볼트와 너트 등과 같은 결착수단(65)을 이용하여 상호 결합시켜 주는 방식을 통해 3차원 형상의 파라볼릭형 집광기를 제작함으로써 반사판 및 집광기 자체의 제조가 매우 용이함은 물론 구조가 심플하며 강도는 매우 강하나 무게는 가벼워 집광기의 설치 및 유지/보수 비용을 대폭 절감할 수 있다.

뿐만 아니라, 수개의 반사판(6)들이 수개의 볼트와 너트 등에 의해 파라볼릭 형태로 결합된 집광기의 반사판(6)들 배면에 수개의 와이어(654)를 이용하여 2중으로 결착시켜 줌으로써 태풍 등에도 손상 및 소손되지 않고 외부 환경에 잘 견디게 되어 집광기 자체의 상품성과 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있다.

상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

4a, 4b : 목형 5a, 5b : 상,하 금형
6 : 반사판
61 : 측판 62 : 반지름 방향 강도 보강편
63 : 원주방향 강도 보강돌기 64 : 결착수단 통과공
641 : 볼트 통과공 642 : 와이어 통과공
65 : 결착수단
651 : 볼트 652 : 너트
653 : 와셔 654 : 와이어
7 : 반사면 8 : 지지판
9 : 수평방향 회동수단 10 : 지지대
11 : 수직방향 회동수단 12 : 집광기 고정구
13 : 집열부

Claims

전체적인 외형이 부채꼴 형상을 갖고 내면은 정해진 곡률을 갖는 반사판의 내면 및 배면 형상에 대응하는 형상을 갖도록 양각으로 두 개의 목형을 제작하는 단계와;
상기한 두 목형을 이용하여 FRP로 부채꼴형 반사판을 성형하기 위한 상,하 금형을 음각으로 성형하는 단계와;
음각으로 된 상기 상,하 금형을 상호 결합한 상태에서 그들 사이에 형성된 공간부로 FRP를 충진시켜 원하는 형상의 반사판들을 성형하는 단계와;
FRP로 성형된 반사판의 내면에 반사면을 성형하는 단계와;
상기 반사판의 배면 양 측면을 포함하여 그 사이에서 반지름 방향으로 정해진 간격 및 각도를 두고 돌출 성형된 측판과 수개의 반지름 방향 강도 보강편에 정해진 간격을 두고 수개의 결착수단을 결합하기 위한 결착수단 통과공들을 천공하는 단계;를 포함하되,
상기 반사판의 내면 곡률은 반사판들에 의해 제작되는 집광기의 지름에 대응하여 서로 다른 곡률을 갖게 설계한 것을 특징으로 하는 집광기용 에프알피 반사판의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
부채꼴 형상을 갖는 상기 반사판의 양 측면 사이 각도는 30도, 40도, 45도, 60도 중 어느 한 각을 갖도록 성형한 것을 특징으로 하는 집광기용 에프알피 반사판의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 반사판의 길이는 2-4m를 갖도록 성형하여 수개의 반사판을 이용하여 파라볼릭형 집광기를 제작하였을 때 그 지름이 4-8m를 갖도록 한 것을 특징으로 하는 집광기용 에프알피 반사판의 제조방법.
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청구항 1에 있어서,
상기 반사판의 배면에서 원주방향으로는 수개의 원주방향 강도 보강돌기를 정해진 간격을 두고 일체로 더 돌출 성형하여 양 측판과 수개의 반지름 방향 강도 보강편이 상호 격자 모양을 갖도록 한 것을 특징으로 하는 집광기용 에프알피 반사판의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 반사면은 0.1-0.2t를 갖는 밀러 필름을 부착하여 성형하거나 또는 크롬을 정해진 두께로 스프레이하여 도막으로 성형한 것을 특징으로 하는 집광기용 에프알피 반사판의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 결착수단은 반사판들의 상호 접촉부를 직접 결속시켜 주는 수개의 볼트와 너트 및 와셔를 포함하여 상호 결합된 상태를 갖는 반사판들의 결합력을 강화시켜 주는 수개의 와이어를 포함하며, 상기 결착수단 통과공은 볼트 통과공 및 와이어 통과공을 포함하는 것을 특징으로 하는 집광기용 에프알피 반사판의 제조방법.
FRP로 성형된 상태에서 내면에 반사면이 구비된 수개의 반사판을 상호 인접 배치하며, 양 측면에서 각각 배면 방향으로 돌출 성형된 형태를 갖고 서로 인접된 형태를 갖는 반사판들의 측판에 천공된 볼트 통과공에 각각 결착수단인 수개의 볼트를 삽입 설치하고, 각각의 볼트에 와셔와 너트를 체결시켜 수개의 반사판들이 파라볼릭 형태로 결합하되,
상기 반사판들의 양 측판을 포함하여 수개의 반지름 방향 강도 보강편에 각각 정해진 간격을 두고 천공된 수개의 와이어 통과공에 피아노 선을 포함하는 1-3개의 와이어를 더 끼워 파라볼릭 형태를 갖는 집광기의 반사판들을 일체로 고정한 것을 특징으로 하는 집광기용 에프알피 반사판을 이용한 파라볼릭형 집광기.
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