KR200242949Y1 - solar collector having condensing lens - Google Patents
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Abstract
본 고안은 복수의 집광렌즈를 통해 태양광을 모아 급수 파이프를 통해 공급된 흡열 파이프의 용수를 가열하여 급탕 파이프를 통해 배출함으로써 난방용이나 온수로서 사용할 수 있도록 한 태양열 집열기에 관한 것이다.The present invention relates to a solar heat collector that can be used as a heating or hot water by collecting the sunlight through a plurality of condenser lens to heat the water of the endothermic pipe supplied through the water supply pipe and discharge it through the hot water supply pipe.
본 고안에 따른 태양열 집열판은 외체를 형성하는 케이스(13), 급수원으로부터 급수되는 용수를 흡수된 태양 복사열로 가열하여 급탕조로 공급하도록 상기 케이스(13) 내부에 설치된 열흡수 파이프(15) 및, 태양광만이 통과하도록 상기 케이스(13)를 밀폐시키는 투명 덮개판(17)으로 구성된 태양열 집열판(10)에 있어서, 횡단면이 타원형이며 종단면이 장방형인 복수의 집광렌즈(21)로 이루어진 집광판(19)을 구비하고 있으며, 상기 열흡수 파이프(15)는 상기 각 집광렌즈(21)의 초점거리 상에서 일직선으로 이어진 상기 집광렌즈(21)의 초점을 따라 상기 집광렌즈(21)와 평행하게 배열되어 있는 것을 특징으로 한다.The solar heat collecting plate according to the present invention is a case 13 for forming an outer body, a heat absorption pipe 15 installed inside the case 13 so as to supply water supplied from a water supply source with absorbed solar radiation heat to a hot water supply tank, and In the solar heat collecting plate 10 composed of a transparent cover plate 17 which seals the case 13 so that only the sunlight passes, the light collecting plate 19 made of a plurality of light collecting lenses 21 having an elliptical cross section and a rectangular longitudinal section. The heat absorption pipe 15 is arranged parallel to the condenser lens 21 along the focal point of the condenser lens 21 in a straight line on the focal length of each condenser lens 21. It features.
따라서, 집열판(10)의 흡열 파이프(15) 구조를 단순화시킴으로써 제조 단가를 대폭 절감할 수 있으면서도, 단순화된 파이프(15) 구조로 인해 태양광이 손실되는 일 없는 집열효율의 극대화를 꾀할 수 있게 된다.Therefore, the manufacturing cost can be greatly reduced by simplifying the heat absorbing pipe 15 structure of the heat collecting plate 10, while maximizing the heat collecting efficiency without the loss of sunlight due to the simplified pipe 15 structure. .
Description
본 고안은 태양열 집열판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 횡단면이 타원형이며 종단면이 장방형인 집광렌즈를 통해 태양광을 모아 렌즈의 초점거리에 위치하는 흡열 파이프를 가열함으로써 집열효율을 향상시킨 집광렌즈를 구비한 태양열 집열판에 관한 것이다.The present invention relates to a solar heat collecting plate, and more particularly, has a light collecting lens that improves the heat collecting efficiency by heating the heat absorbing pipe located at the focal length of the lens by collecting the sunlight through a light collecting lens having an oval cross section and a rectangular cross section. It is about a solar collector.
에너지 자원의 고갈과 대기오염이 심각한 문제로 대두되면서 그 대책의 일환으로서 그린 에너지의 활용방안이 각광을 받기 시작했으며, 그 다양한 활용방안 중의 하나가 무한정한 무공해의 에너지원인 태양열을 이용하는 것으로 태양열 발전, 태양열 주택, 태양열 급탕기 등 여러 분야에서 응용되고 있다.As the depletion of energy resources and air pollution have emerged as serious problems, the use of green energy has been in the spotlight as part of its countermeasures, and one of the various uses is to use solar heat, which is an infinite source of pollution-free energy. It is applied in various fields such as solar housing and solar water heater.
이 중 태양열을 난방수단으로 이용하는 태양열 주택은 다시 자연형 태양열 주택과 설비형 태양열 주택으로 대별되며, 여기에서 자연형 태양열 주택이라함은 말 그대로 유리창을 통해 주택의 실내로 들어 오는 태양광을 이용하는 것으로, 남측으로 면해 있는 곳의 바깥쪽을 유리창으로 처리하고 그 안에 집열벽을 두어 낮동안에는 태양에 의해 데워진 공기가 위 아래에 있는 공기의 구멍으로 순환이 되어 난방이 되고, 밤에는 집열벽에 축열되어 있는 열이 벽체를 통해 방안으로 전달이 됨으로써 난방이 되는 방식을 취하고 있다.Among these, solar houses that use solar heat as a heating means are classified into natural solar houses and facility solar houses, where natural solar houses use sunlight that enters the interior of houses through glass windows. In the daytime, the outside of the area facing to the south is treated with glass windows, and there is a heat collecting wall in it. During the day, the air warmed by the sun is circulated through the air holes above and below, and the heat is accumulated at night. The heat is transferred to the room through the wall to be heated.
반면, 설비형 태양열 주택은 기계적인 동력을 이용하여 강제적으로 태양열을 저장하는 방식으로 지붕에 있는 집열판(solar collector)에서 뜨거워진 물을 펌프를 이용하여 지하실에 있는 축열탱크(storage tank)로 보내어 열을 저장하는 방식으로 이 축열탱크에 있는 물을 이용하여 난방 및 온수공급을 하게 된다. 맑은 날에 축열탱크에 저장된 뜨거운 물로는 약 3일간의 난방 및 온수공급을 할 수 있으며, 흐린날이 계속될 경우나 혹은 열이 충분하지 않을 경우를 대비해 보조열원을 별도로 설치하도록 되어 있다.On the other hand, the installation type solar house uses mechanical power to forcibly store solar heat and sends hot water from the solar collector on the roof to the storage tank in the basement using a pump. In this way, the heat from the heat storage tank is used for heating and hot water supply. The hot water stored in the heat storage tank can be heated and supplied with hot water for about 3 days on a clear day, and an auxiliary heat source is installed separately in case of a cloudy day or when there is not enough heat.
위와 같은 설비형 태양열 주택은 지금까지 태양의 복사 에너지를 축적하는 수단으로서 다수개의 수로관이 상당 거리 이상 이격되어 있으며, 각 수로관의 양측으로 급수라인과 온수라인을 설치하도록 구성된 집열판을 사용하여 왔다. 그런데, 이와 같은 종래의 태양열 집열판은 다수의 수로관이 모두 일직선 구조로 형성되어 있으므로 물의 경유로가 한정되어 집열판 내에 축적되는 태양의 복사열량이 충분하지 못하게 되고, 결과적으로 온도를 충분히 상승시키지 못한 상태에서 온수라인을 통해 미온(微溫)의 물을 그대로 배출시키게 되므로 만족스러운 난방 효과를 기대할 수 없는 문제점이 있었다.The solar type houses such as the above have been used as a means for accumulating solar radiation energy, and a plurality of water pipes are separated by a considerable distance, and a heat collecting plate configured to install a water supply line and a hot water line on both sides of each water pipe. However, in the conventional solar heat collecting plate, since a plurality of water pipes are all formed in a straight line structure, the passage of water is limited, so that the amount of radiant heat accumulated in the heat collecting plate is not sufficient, and as a result, the temperature is not sufficiently raised. Since the lukewarm water is discharged as it is through the hot water line, there is a problem that a satisfactory heating effect cannot be expected.
이와 같은 종래의 태양열 집열판의 단점을 보완하기 위해 도 1에 도시된 바와 같은 태양열 집열판이 제안된 바 있다.In order to make up for the disadvantages of the conventional solar heat collecting plate, a solar heat collecting plate as shown in FIG. 1 has been proposed.
이 태양열 집열판은 도 1에 100으로 도시된 것처럼, 상판(109)과 하판(111)을 접합한 일정구간마다 수로관(103)이 형성되고, 이 수로관(103)마다 급수라인(105)과 온수라인(107)이 연결 설치되며, 각 수로관(103)과 연결되는상판(109)과 하판(111) 사이에 거미줄 형상 또는 바둑판 형상의 구조를 갖는 유로관(113)이 형성되도록 구성된다.As shown in FIG. 1, the solar heat collecting plate has a water channel 103 formed at a predetermined interval in which the upper plate 109 and the lower plate 111 are bonded to each other, and the water supply line 105 and the hot water line are formed for each water channel 103. 107 is connected to each other, and the flow passage tube 113 having a cobweb-shaped or checkerboard-shaped structure is formed between the upper plate 109 and the lower plate 111 connected to each of the water pipes 103.
따라서, 집열판(100) 본체의 일측면에 연결되는 급수라인(105)을 통해 저온의 물이 집열판 내의 수로관(103)으로 유입되면, 유입된 저온의 물은 거미줄 또는 바둑판 형상으로 이루어진 유로관(113) 내부를 경유하면서 집열판(100) 상에 축적되는 태양 복사열을 흡수하여 고온의 온수로 가열되며, 가열된 온수는 온수라인(107)을 통해 배출되어 건물의 난방이나 급탕에 사용된다.Therefore, when low-temperature water flows into the water pipe 105 in the heat collecting plate through the water supply line 105 connected to one side of the heat collecting plate 100, the low-temperature water flows in a cobweb or checkerboard shape. ) Absorbs solar radiation accumulated on the heat collecting plate 100 while passing through the inside, and is heated with hot water of high temperature, and the heated hot water is discharged through the hot water line 107 to be used for heating or hot water supply of the building.
그런데, 이러한 종래의 태양열 집열판(100)에 의하면 태양의 복사열을 외부로의 손실 없이 효율적으로 흡수하기 위해 유로관(113)으로 유입되는 급수의 경유거리를 길게 할 필요가 있고, 이에 따라 수로관(103) 및 유로관(113)의 구조를 조밀 간격으로 구성하여야 한다. 따라서 집열판(100)은 제작시 수로관(103)이나 유로관(113)용으로 다수의 관부재가 소요되고, 제작 공수가 늘어나므로 제작단가가 상승하는 문제점이 있었다. 또한, 수로관(103)이나 유로관(113)의 구조를 아무리 조밀 간격으로 유지한다 하더라도 각 관(103,113) 들 사이에는 일정한 공간이 발생하지 않을 수 없으므로 이러한 공간을 통해 태양 복사열이 손실되는 것을 막을 수 없는 문제점도 있었다.However, according to the conventional solar heat collecting plate 100, in order to efficiently absorb the radiant heat of the sun without loss to the outside, it is necessary to lengthen the transit distance of the water supply flowing into the flow path tube 113, and thus the water channel tube 103 ) And the flow pipe 113 is to be configured at a tight interval. Therefore, the heat collecting plate 100 takes a number of pipe members for the water pipe 103 or the flow pipe 113 at the time of manufacture, and there is a problem that the manufacturing cost increases because the number of manufacturing times increases. In addition, no matter how dense the structure of the waterway pipe 103 or the flow path pipe 113 is maintained, a constant space cannot occur between the pipes 103 and 113, thereby preventing solar radiation from being lost through such spaces. There was no problem.
본 고안은 위와 같은 종래의 태양열 집열판이 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 배관 구조를 대폭적으로 간소화시키면서도 손실 없이 태양 복사열을 흡수할 수 있도록 함으로써 태양열 집열효율을 극대화시키면서도 상대적으로 비용은 저렴한 태양열 집열기를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the problems of the conventional solar heat collecting plate as described above, and it is possible to absorb solar radiation without loss while greatly simplifying the piping structure, thereby maximizing the solar heat collecting efficiency and relatively low cost solar heat. The purpose is to provide a collector.
도 1은 종래의 태양열 집열판을 도시한 사시도.1 is a perspective view showing a conventional solar heat collecting plate.
도 2는 본 고안에 따른 태양열 집열판기 사시도.Figure 2 is a perspective view of a solar collector plate according to the present invention.
도 3은 도 2의 부분 단면 측면도.3 is a partial cross-sectional side view of FIG. 2;
도 4는 도 2에 도시된 집열판의 도 5 AA선에 따른 정단면도.4 is a front sectional view taken along the line AA of Figure 5 of the heat collecting plate shown in FIG.
도 5는 도 2에 도시된 집열판의 평면도.5 is a plan view of the heat collecting plate illustrated in FIG. 2.
도 6은 도 2에 도시된 집열판의 도 5 BB선에 따른 측단면도.6 is a side cross-sectional view taken along line BB of FIG. 5 of the heat collecting plate shown in FIG. 2;
도 7은 본 고안의 다른 실시예에 따른 집열판의 정단면도.7 is a front sectional view of a heat collecting plate according to another embodiment of the present invention.
도 8은 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 집열판의 정단면도.8 is a front sectional view of a heat collecting plate according to another embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 태양열 집열기 2, 3 : 급배수라인1: solar collector 2, 3: water supply and drainage line
4 : 지지대 5, 6 : 지지봉4: support bar 5, 6: support bar
8 : 기어드 모터 10 : 집열판8: geared motor 10: heat collecting plate
13 : 케이스 14 : 볼소켓부13 case 14 ball socket portion
15 : 열흡수파이프 17 : 덮개판15: heat absorption pipe 17: cover plate
19 : 집광판 21 : 집광렌즈19: light collecting plate 21: light collecting lens
23 : 지지로드 25 : 지지링23: support rod 25: support ring
27 : 집광 보조판 29 : 지지돌기27: condensing auxiliary plate 29: support projection
33 : 고정대33: holder
이러한 목적을 달성하기 위해 본 고안의 태양열 집열기는 외체를 형성하는 케이스, 급수원으로부터 급수되는 용수를 흡수된 태양 복사열로 가열하여 급탕조로 공급하도록 케이스 내부에 설치된 열흡수 파이프 및, 태양광만이 통과하도록 케이스를 밀폐시키는 투명 덮개판으로 구성된 태양열 집열판에 있어서, 횡단면이 타원형이며 종단면이 장방형인 복수의 집광렌즈로 이루어진 집광판을 구비하고 있으며, 열흡수 파이프는 각 집광렌즈의 초점거리 상에서 일직선으로 이어진 집광렌즈의 초점을 따라 집광렌즈와 평행하게 배열되어 있는 태양열 집열판을 제공한다.In order to achieve this purpose, the solar collector of the present invention has a case for forming an outer body, a heat absorption pipe installed inside the case so as to supply water supplied from a water supply source with absorbed solar radiation heat to a hot water supply tank, and to allow only sunlight to pass through. A solar heat collecting plate composed of a transparent cover plate for sealing a case, comprising a light collecting plate made of a plurality of light collecting lenses having an oval cross section and a rectangular longitudinal cross section, and the heat absorption pipes are arranged in a straight line on the focal length of each light collecting lens. It provides a solar heat collecting plate is arranged parallel to the condenser lens along the focus of.
이하, 첨부된 도면에 따라 본 고안에 따른 집광렌즈를 구비한 태양열 집열기의 실시예를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of a solar collector having a condenser lens according to the present invention according to the accompanying drawings in more detail as follows.
도 2에 도면번호 1로 도시된 바와 같이, 본 고안의 태양열 집열기는 일반적인 태양열 집열기와 마찬가지로 크게 태양광을 모아 태양열을 축적하는 태양열 집열판(10), 급수원으로부터 용수를 공급하는 급수라인(2) 및 가열된 온수를 급탕조로 배출하는 배수라인(3), 그리고 집열판(10)을 지지하기 위한 지지대(4)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 2, the solar collector of the present invention, like a general solar collector, collects solar light largely and accumulates solar heat, and a water supply line 2 for supplying water from a water supply source. And a support 4 for supporting the drain line 3 for discharging the heated hot water to the hot water tank and the heat collecting plate 10.
여기에서, 지지대(4)는 도 3에도 도시된 바와 같이, 통상의 태양열 집열장치에서 집열판 지지용으로 채용하고 있는 수단으로서, 집열판(10)에 대한 태양광의 입사각도가 수시로 변화된다는 점을 감안하여 집열판(10)을 전후로 회전시킬 수 있는 구조를 가지고 있다. 본 실시예의 경우에는 전후방 지지봉(5,6)의 높낮이를 조절함으로써 집열판(10)을 전후방향으로 회전시킬 수 있도록 하고 있다. 이를 위해 각각의 지지봉(5,6) 들은 기부(7)로 고정되는 위치의 기어드 모터(8)와 이송나사 식으로 결합되어 있는데, 즉 도 3에 도시된 것처럼 내주면에 암나사(9)가 가공되어 있으며, 이 암나사(9)는 기어드 모터(8)의 회전축과 연결된 이송나사(12)와 결합되어 모터(8)의 구동에 따라 지지봉(5,6)을 상하로 이동시키게 된다. 그리고 각 지지봉(5,6) 들은 상단의 볼소켓부(14)에 의해 회전 자유롭게 집열판(10) 저면에 부착된다.Here, as shown in FIG. 3, the support 4 is a means employed for supporting a heat collecting plate in a conventional solar heat collecting apparatus, and in view of the fact that the incident angle of sunlight to the heat collecting plate 10 changes from time to time. It has a structure which can rotate the heat collecting plate 10 back and forth. In this embodiment, the heat collecting plate 10 can be rotated in the front-rear direction by adjusting the heights of the front and rear support bars 5 and 6. To this end, each of the supporting rods 5 and 6 is coupled to the geared motor 8 at the position fixed by the base 7 in a feed screw manner, that is, a female screw 9 is machined on the inner circumferential surface as shown in FIG. The female screw 9 is coupled to the feed screw 12 connected to the rotational shaft of the geared motor 8 to move the supporting rods 5 and 6 up and down according to the driving of the motor 8. And the supporting rods 5, 6 are attached to the bottom surface of the heat collecting plate 10 freely rotated by the ball socket portion 14 of the upper end.
이와 같이 지지봉(5,6)에 의해 기부(7) 위에 전후 회전 가능하게 장착되는 태양열 집열판(10)은 다시 도 4 내지 6에 도시된 바와 같이 종래의 집열판과 마찬가지로 외부 케이스(13), 열흡수 파이프(15), 덮개판(17)에 의해 구성되며, 특히 파이프(15)와 덮개판(17) 사이에 태양열 집광판(19)이 설치되어 있다.As described above, the solar heat collecting plate 10 rotatably mounted back and forth on the base 7 by the supporting rods 5 and 6 is the outer case 13 and heat absorbing like the conventional heat collecting plates as shown in FIGS. 4 to 6. It consists of the pipe 15 and the cover plate 17, and the solar heat collecting plate 19 is provided especially between the pipe 15 and the cover plate 17. As shown in FIG.
여기에서 외체를 형성하는 케이스(13)는 도 2, 3 및 도 5에 도시된 것처럼, 집열판(10)의 외형을 이루는 함체로서, 내부에 열흡수 파이프(15)와 집광판(19) 등이 설치되며, 상면이 개방되어 투명 덮개판(17)으로 덮도록 되어 있는 구조를 가지며, 측면에 급배수 라인(2,3)이 관통 설치된다.Here, the case 13 forming the outer body is a housing forming the outer shape of the heat collecting plate 10, as shown in FIGS. 2, 3, and 5, and the heat absorption pipe 15, the light collecting plate 19, and the like are installed therein. It has a structure that the upper surface is open to cover with a transparent cover plate 17, the water supply and drain line (2, 3) is installed through the side.
케이스(13) 내부로 연장된 급수 라인(2)과 배수 라인(3) 사이에 연결 설치된 열흡수 파이프(15)는 도 4 및 도 5에 도시된 것처럼 여러 개가 케이스(13) 내부에 한쪽 방향으로 평행하게 병렬로 배열되어 설치되며, 케이스(13)의 바닥에 고정된 지지로드(23)와 지지로드(23) 상단에 부착된 지지링(25)에 의해 각각 지지되어, 태양 복사열을 흡수함으로써 급수원으로부터 급수 라인(2)을 통해 공급되는 용수를가열하게 되며, 가열된 용수는 다시 배수 라인(3)을 통해 급탕조로 보내진다.Several heat absorption pipes 15 installed between the water supply line 2 and the drainage line 3 extending into the case 13 are arranged in one direction inside the case 13 as illustrated in FIGS. 4 and 5. It is arranged in parallel and arranged in parallel, respectively supported by a support rod 23 fixed to the bottom of the case 13 and a support ring 25 attached to the top of the support rod 23, absorbing solar radiation heat The water supplied from the source through the water supply line (2) is heated, and the heated water is again sent to the hot water tank through the drain line (3).
이때, 본 고안에 따른 집열판(10)은 열흡수 파이프(15)에 의한 태양열 집열 효과를 높이기 위해 도 4 및 5, 6에 도시된 바와 같은 집광판(19)을 구비하고 있다. 이 집광판(19)은 도시된 것처럼 복수의 집광렌즈(21)를 열흡수 파이프(15)와 평행하게 병렬로 배열하여 일체로 형성한 것으로, 각각의 집광렌즈(21)는 횡단면이 타원형이며 종단면이 장방형인 곡유리판으로 제작되며, 케이스(13) 내주면 양측에 돌출 설치된 걸림돌기(29)에 의해 열흡수 파이프(15) 위에 설치된다. 또한 각각의 렌즈(21) 사이에 오목하게 함입된 평탄부(31)가 형성되어 케이스(13) 바닥면에 결합된 고정대(33)의 상단에 나사(35) 체결되어 고정된다. 그런데 이때 집광판(19)이 고정되는 높이는 각각의 집광렌즈(21)가 가진 초점거리를 고려하여 열흡수 파이프(15)의 표면에 초점이 맺힐 수 있도록 설정된다.At this time, the heat collecting plate 10 according to the present invention is provided with a light collecting plate 19 as shown in Figures 4, 5, 6 to increase the solar heat collection effect by the heat absorption pipe (15). The light collecting plate 19 is formed by integrally arranging a plurality of light collecting lenses 21 in parallel with the heat absorption pipes 15 as shown in the drawing. Each light collecting lens 21 has an elliptical cross section and a longitudinal cross section. It is made of a rectangular curved glass plate, and is installed on the heat absorption pipe 15 by a locking protrusion 29 protruding from both sides of the inner circumferential surface of the case 13. In addition, a concave flat portion 31 is formed between each lens 21 is fastened by screw 35 is fixed to the upper end of the fixing base 33 coupled to the bottom surface of the case (13). However, the height at which the light collecting plate 19 is fixed is set to focus on the surface of the heat absorption pipe 15 in consideration of the focal length of each light collecting lens 21.
또한, 본 고안의 집열판(10)은 도 2 및 3에서와 같이 판(10) 자체를 태양의 고도에 따라 회전시킴으로써 집열판(10)으로 즉, 집광판(19)으로 입사되는 태양광의 각도를 0도에 가깝게 유지하도록 되어 있다. 따라서 태양광의 입사각이 0도인 경우 도 4에 일점쇄선(A)으로 도시된 것처럼 집광렌즈(21)의 초점이 정확히 열흡수 파이프(15) 외주면 중앙에 맺히므로 최대의 집열 효과를 얻을 수 있다.In addition, the heat collecting plate 10 according to the present invention rotates the plate 10 itself according to the altitude of the sun as shown in FIGS. 2 and 3, so that the angle of sunlight incident on the heat collecting plate 10, that is, the light collecting plate 19, is 0 degrees. It is intended to stay close to. Therefore, when the incident angle of sunlight is 0 degrees, the focus of the condenser lens 21 is precisely formed at the center of the outer circumferential surface of the heat absorption pipe 15 as shown by the dashed-dotted line A in FIG. 4, thereby obtaining the maximum heat collecting effect.
반면, 집열판(10)의 각도를 변경시키는데 구조적인 한계가 있으므로 집광렌즈(21)로 입사되는 태양광의 입사각이 0도 이상이 될 수 있으며, 이에 따라 도 4에 점선(B)으로 도시된 것처럼 렌즈(21)의 초점이 열흡수 파이프(15)의 외주면 중앙에서 벗어날 수 있는데, 이로 인한 열흡수 파이프(15)의 집열효율 저하를 줄이기 위해 열흡수 파이프(15)의 외주면 상단에 집광렌즈(21)와 평행하게 집광 보조판(27)을 부착한다.On the other hand, since there is a structural limitation in changing the angle of the heat collecting plate 10, the incident angle of sunlight incident on the condenser lens 21 may be 0 degrees or more, and thus the lens as shown by a dotted line B in FIG. 4. The focus of 21 may be out of the center of the outer circumferential surface of the heat absorption pipe 15, and condensing lens 21 may be disposed on the upper circumferential surface of the heat absorption pipe 15 in order to reduce heat collection efficiency of the heat absorption pipe 15. The light collecting auxiliary plate 27 is attached in parallel with each other.
이 집광 보조판(27)은 도 5 및 도 6에도 도시된 것처럼 열흡수 파이프(15)와 길이는 같으며, 집광렌즈(21)로 입사되는 태양광의 각도에 따라 변화되는 렌즈(21) 초점의 최대 변위보다 넓은 폭을 가지고 있으므로 입사각도가 0도에서 벗어나는 태양광을 통해서도 일정량의 태양열을 집적할 수 있게 된다.The condensing auxiliary plate 27 has the same length as the heat absorption pipe 15 as shown in FIGS. 5 and 6, and the maximum value of the focal point of the lens 21 that changes according to the angle of sunlight incident on the condensing lens 21. Since it has a wider width than the displacement, it is possible to accumulate a certain amount of solar heat even through sunlight in which the incident angle deviates from 0 degrees.
여기에서 도 7에 도시된 집열판(210)은 본 고안의 다른 실시예로서 도시된 바와 같이 상면이 평탄면으로 이루어진 집광판(219)을 구비하고 있다.Here, the heat collecting plate 210 shown in FIG. 7 includes a light collecting plate 219 having an upper surface formed of a flat surface as shown in another embodiment of the present invention.
이 집광판(219)은 따라서 아래쪽 면은 볼록하고, 위쪽 면은 평평한 반 타원형의 횡단면을 갖는 복수의 집광렌즈(221)를 병렬로 배열하여 일체로 형성한 것으로, 집광판(219)과 열흡수 파이프(15) 사이의 간격을 렌즈(221)의 초점거리와 일치하도록 집광판(219)의 높이를 적절히 설정하면 위 실시예와 마찬가지로 렌즈(221)를 통해 태양광을 집적할 수 있으면서도, 집광판(219)의 상단면을 평탄하게 함으로써 집광판(219) 위에 쌓이는 먼지 등과 같은 이물질을 보다 손쉽게 제거할 수 있게 된다.Accordingly, the light collecting plate 219 is formed by integrally arranging a plurality of light collecting lenses 221 having a semi-elliptical cross section of which the bottom surface is convex and the top surface is flat. The light collecting plate 219 and the heat absorption pipe ( If the height of the light collecting plate 219 is properly set so that the distance between the layers 15 and 15 corresponds to the focal length of the lens 221, the solar light can be accumulated through the lens 221 as in the above-described embodiment. By flattening the upper surface, foreign matters such as dust accumulated on the light collecting plate 219 can be more easily removed.
본 고안의 또 다른 실시예로서 도 8에 도시된 집광판(301)은 도 4에 도시된 실시예와 마찬가지로 집광판(301)으로 입사되는 태양광이 0도 이상이 될 때 열흡수 파이프(15)의 외주면의 중앙을 벗어나는 태양광을 흡수할 수 있도록 한 구조로서, 집광 보조판(27)을 사용하는 대신 직경을 횡방향으로 늘려 타원형의 단면을 갖도록 한 파이프(315)를 열흡수 파이프로 채용한 것이다. 따라서 파이프(315)의 직경을태양광 입사각도에 따라 변화되는 렌즈(21) 초점의 최대 변위보다 길게 할 경우 렌즈(21)를 향한 파이프(315) 외주면의 표면적이 넓어지면서 외주면의 중앙에서 벗어나 초점이 맺히는 태양광을 통해서도 태양열을 집적할 수 있게 된다.As another embodiment of the present invention, the light collecting plate 301 shown in FIG. 8 is the same as the embodiment shown in FIG. 4 when the sunlight incident on the light collecting plate 301 becomes 0 degrees or more. As a structure for absorbing sunlight deviating from the center of the outer circumferential surface, instead of using the light collecting auxiliary plate 27, the pipe 315 is adopted as a heat absorption pipe to increase the diameter in the transverse direction to have an elliptical cross section. Therefore, when the diameter of the pipe 315 is longer than the maximum displacement of the lens 21 focal point, which varies according to the angle of incidence of sunlight, the surface area of the outer circumferential surface of the pipe 315 toward the lens 21 becomes wider and is out of the center of the outer circumferential surface. Through this condensing sunlight, it is possible to accumulate solar heat.
이상의 구성에서 알 수 있듯이, 본 고안에 따른 태양열 집열기(1)에 의하면 집열판(10)으로 조사된 태양광은 집광판(19)의 집광렌즈(21)를 통해 각각의 초점거리에 위치하는 열흡수 파이프(15)를 가열하게 되며, 이때 흡수된 열량에 의해 급수라인(2)으로부터 열흡수 파이프(15)로 유입된 용수가 가열된다. 이렇게 가열된 용수는 배수라인(3)을 통해 급탕조로 보내져 각종 난방이나 온수용으로 사용된다.As can be seen from the above configuration, according to the solar heat collector 1 according to the present invention, the sunlight irradiated to the heat collecting plate 10 is a heat absorption pipe positioned at each focal length through the light collecting lens 21 of the light collecting plate 19. (15) is heated, wherein the water introduced into the heat absorption pipe 15 from the water supply line 2 is heated by the amount of heat absorbed. The heated water is sent to the hot water tank through the drain line (3) and used for various heating or hot water.
이상 살펴본 바와 같이, 본 고안의 태양열 집열기에 따르면 집열판에 입사되는 태양광을 집광판의 집광렌즈를 통해 모아 각 렌즈의 하단에 일대일 대응하도록 설치된 복수의 열흡수 파이프에 조사되도록 함으로써 종래의 집열판보다 훨씬 적은 수의 파이프만으로도 집열판에 조사되는 태양광의 열을 거의 모두 흡수할 수 있게 되므로 집열기의 집열효율 대비 제작단가를 저감시킬 수 있게 된다.As described above, according to the solar heat collector of the present invention, the solar light incident on the heat collecting plate is collected through the light collecting lens of the light collecting plate and irradiated to a plurality of heat absorption pipes installed to correspond one-to-one to the bottom of each lens, which is much less than the conventional heat collecting plate. Since only a few pipes can absorb almost all of the heat of sunlight irradiated to the heat collecting plate, manufacturing cost can be reduced compared to the heat collecting efficiency of the heat collector.
게다가, 지지대의 승강구조를 통해 집열판의 태양광 입사각도를 조절하여 렌즈로 입사되는 태양광의 입사각을 0도로 유지함으로써 태양광으로부터 최대한 많은 양의 열을 흡수할 뿐만 아니라, 집광 보조판을 장착하거나 열흡수 파이프의 직경을 횡방향으로 늘림으로써 집열판을 회전시켜도 보정되지 않고 0도 이상의 입사각도로 입사되는 태양광을 통해서도 일정량 이상의 태양열을 흡수할 수 있도록 함으로써 집열기의 단가 대비 집열효과를 대폭적으로 증대시킬 수 있게 된다.In addition, by adjusting the angle of incidence of the solar light through the lifting structure of the support to keep the angle of incidence of the sunlight incident on the lens to 0 degrees, it absorbs the maximum amount of heat from the sunlight, and also installs or absorbs the heat collecting plate. By increasing the diameter of the pipe in the lateral direction, it is possible to absorb more than a certain amount of solar heat even through sunlight incident at an angle of incidence of 0 degrees or more, even if the collector plate is rotated. .
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