KR100388044B1 - Panel of solar collector and apparatus for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양열 집열기의 집열판 및 그 제조장치에 관한 것으로 그 목적은, 제작이 용이하면서도 집열판의 가격이 저렴하고, 특히 집열효율이 우수한 집열판을 제공하는 것은 물론, 상기 집열판의 제조장치를 제공할 수 있도록 하는 데에 있다.The present invention relates to a heat collecting plate of a solar heat collector and a manufacturing apparatus thereof, and an object thereof is to provide a heat collecting plate that is easy to manufacture and has a low price, and particularly has excellent heat collecting efficiency. It's about having it.
따라서 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내부에 열매체가 흐르는 유로(30)(130)를 형성토록 상,하측 점용접(32)(132)으로 결합되는 상,하판 (10)(20)(110)(120)을 갖추고, 상기 상,하판(10)(20)(110)(120)의 모서리부분은 시임용접(134)으로 결합되는 한편, 상기 상,하판(110)(120)의 유로(130)는 연이은 일체의 곡선형으로 형성되는 태양열 집열기의 집열판(1)(100)을 제공한다.Therefore, in order to achieve the above object, the present invention, the upper and lower plates (10, 20) coupled by the upper and lower spot welding (32, 132) to form a flow path (30, 130) flowing therein ) 110, 120, and the upper and lower edges 10, 20, 110, and 120 of the corner portions are joined by seam welding 134, while the upper and lower plates 110 and 120 are provided. The flow passage 130 provides a heat collecting plate (1) (100) of the solar collector is formed in a continuous integral curve.
또한, 이를 위하여 0.35 - 0.7mm의 두께를 갖는 집열판(1)(100)의 측부를 가이드하는 가이드부재(210)와, 상기 집열판(1)(100)을 이동토록 상하측에 설치되는 구동부재(220)와, 일정전류(A1)와 용접가압력(P1) 및, 일정한 통전시간(T1)으로 집열 상,하판(10)(20)(110)(120)을 점용접토록 설치되는 상,하전극(232)(234)을 구비하는 점용접수단(230) 및, 일정전류(A2)와 용접가압력(P2)과 일정한 통전시간 (T2) 및 일정용접속도(V2)로 집열 상,하판(10)(20)(110)(120)의 엣지부분을 시임용접토록 설치되는 상,하 전극롤(242)(244)을 구비하는 시임용접수단(240)으로 구성되는 태양열 집열기의 집열판 제조장치를 제공한다.In addition, the guide member 210 for guiding the sides of the heat collecting plate (1) (100) having a thickness of 0.35-0.7mm for this purpose, and the drive member installed on the upper and lower sides to move the heat collecting plate (1) (100) ( 220, upper and lower electrodes installed to spot weld the upper and lower plates 10, 20, 110, and 120 at a constant current A1, welding pressing force P1, and a constant energization time T1. Spot welding means (230) having a (232, 234), and the upper and lower heat collecting plate 10 with a constant current (A2) and welding pressing force (P2), constant conduction time (T2) and constant connection diagram (V2) It provides a heat collecting plate manufacturing apparatus of a solar heat collector comprising a seam welding means 240 having upper and lower electrode rolls 242, 244 installed to seam the edge portion of the (20) (110) and (120). .
Description
본 발명은 태양열 집열기의 집열판에 관한 것으로 보다 상세히는, 제작이 용이하면서도 집열판의 가격이 저렴하고, 특히 집열효율이 우수한 집열판을 제공하는 것은 물론, 상기 집열판의 제조장치를 제공할 수 있도록 한 태양열 집열기의 집열판 및 그 제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heat collecting plate of a solar heat collector, and more particularly, to provide a heat collecting plate which is easy to manufacture and has a low price of heat collecting plate, and particularly has excellent heat collecting efficiency, as well as to provide a manufacturing apparatus of the heat collecting plate. It relates to a heat collecting plate and a manufacturing apparatus thereof.
일반적으로 테양열은 그 잔존량이 무한하며, 그 사용비용은 전혀 없지만 에너지밀도가 낮은 에너지원이고, 이와 같은 태양열을 집열하여 일반가정등에서 난방용으로 시용하기 위한 태양열을 효율적으로 흡수, 집열하는 기기를 집열기라 하는데, 태양열의 효율적인 이용을 위해서는 각격이 저렴하면서도 효율이 높은 집열기가 필요하다.In general, Teyang heat is an infinite amount of residual amount, there is no use cost, but a low energy density energy source, a device that collects such solar heat efficiently absorbs and collects the solar heat for heating applications in general homes, etc. It is called a collector, and in order to use solar heat efficiently, a collector is required to have a low cost and high efficiency.
즉, 태양열 집열기의 효율은 집열기에 설치된 집열판에 따라 태양열에 대한 흡수기능이 결정되는데, 태양열의 흡수기능이 우수한 집열판에 의하여 태양열이 흡수 가열되는 집열판에 의하여 집열판 내부의 열매체가 가열되고, 이와 같은 가열된 열매체에 의하여 공기 또는 물이 가열과정을 반복하면서 난방 또는 온수를 공급하게 되는데, 이와 같은 집열판은 보통 평판형, 진공관식 및 집중식등이 있는데, 통상 경제성측면에서 널리 보급되는 것은 평판형 집열판이다.That is, the efficiency of the solar collector is determined by the heat collecting plate installed in the collector, the heat absorbing function of the solar heat is determined, the heat medium inside the heat collecting plate is heated by the heat collecting plate that is absorbed and heated by the heat collecting plate excellent in solar heat absorption, such heating The heating medium is heated or supplied by heating the heating or hot water while repeating the heating process, such a heat collecting plate is usually a flat plate, vacuum tube and concentrated type, etc., in terms of economics is widely spread flat plate collecting plate.
이때, 중요한 것은 집열판에서 열매체의 열전달이 고체에서 액체로 대류에 의하여 열이 전달되므로 집열판과 열매체의 접촉면적이 클수록 태양열의 흡수효율이 증대되고, 특히 열매체의 와류가 심하게 발생하면 할 수록 흡수효율이 증대된다는 것이다.At this time, it is important that the heat transfer of the heat medium in the heat collecting plate is transferred from solid to liquid by convection, so that the contact area between the heat collecting plate and the heat medium increases the solar heat absorption efficiency, especially when the vortex of the heat medium is severely generated, It is increased.
이와 같은 종래의 태양열 집열기의 집열판중 하나가 미국특허 제 4108159에서 개시되고 있고 도 1에서 도시하고 있다.One of the heat collecting plates of such a conventional solar collector is disclosed in US Pat. No. 4108159 and shown in FIG.
즉, 상기 미국특허에서 개시되고 있는 집열판(300)은 아연도금강판(310)위에 동관(320)을 브레이징(BRAZING)하여 결합한 것인데, 이와 같은 종래의 집열판(300)은 아연도금강판(310)상에 동관(320)을 브레이징함으로 인하여, 동관(320)내에서 흐르는 열매체의 접촉면적이 작고, 결국 태양열의 흡수효율이 취약하고, 특히 동관 (320)과 강판(310)의 접합이 불량하거나 부식등이 발생하는 경우 열전달 효율이 극히 저하되는 문제가 있는 것이다.That is, the heat collecting plate 300 disclosed in the US patent is a combination of the copper pipe 320 by brazing (BRAZING) on the galvanized steel sheet 310, such a conventional heat collecting plate 300 is on the galvanized steel sheet 310 Due to the brazing of the copper tube 320, the contact area of the heat medium flowing in the copper tube 320 is small, and thus, the absorption efficiency of solar heat is weak. In particular, the bonding of the copper tube 320 and the steel plate 310 is poor or corrosion, etc. If this occurs, there is a problem that the heat transfer efficiency is extremely reduced.
또한, 종래의 다른 집열판을 다른 미국특허 제 4010733호에서 개시되고 있고 도 2에서 도시하고 있다,In addition, another conventional heat collecting plate is disclosed in another US Patent No. 4010733 and shown in FIG.
즉, 상기 다른 미국특허에서 개시되고 있는 집열판(400)은 금속판(410)을 점용접 및 시임용접을 통하여 조립한 것인데, 이와 같은 종래의 다른 집열판(400)에 있어서는, 집열판(400)의 점용접으로 금속판(410)에 형성된 열매체의 유로(410')가 일자 즉, 직선형으로 형성되어 있어 집열판(400)에서의 열매체 와류현상이 적게되고, 이는 결국 열매체의 와류에 의한 집열판의 열흡수효율은 증대시키지 못하여 전체적인 태양열 집열기의 집열효율이 저하되는 등의 문제가 있는 것이다.That is, the heat collecting plate 400 disclosed in the other US patent is a metal plate 410 is assembled by spot welding and seam welding. In the other conventional heat collecting plate 400, the spot welding of the heat collecting plate 400 As a result, the flow path 410 ′ of the heat medium formed on the metal plate 410 is formed in a straight line, that is, the heat medium vortex phenomenon is reduced in the heat collecting plate 400, which in turn increases the heat absorption efficiency of the heat collecting plate due to the vortex of the heat medium. There is a problem such that the heat collection efficiency of the solar collector as a whole is lowered.
본 발명은 상기와 같은 종래의 여러 문제점들을 개선시키기 위하여 안츨된 것으로서 그 목적은, 태양열 집열기의 집열판 내부에 흐르는 열매체와 집열판과의 접촉부위 확대 및 열매체유동난류에 의한 열전달향상으로 집열효율을 증대시킴으로서, 집열판의 열 흡수효율을 향상시키는 태양열 집열기의 집열판을 제공하는 데에 있다.The present invention has been made in order to improve the various problems as described above, the object of the present invention is to increase the heat collection efficiency by expanding the contact area between the heat medium and the heat collecting plate flowing inside the heat collecting plate of the solar collector and heat transfer by heat medium flow turbulence In addition, the present invention provides a solar heat collecting plate for improving the heat absorption efficiency of the heat collecting plate.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 곡선의 유로를 갖거나 또른 일정위치에 점용접되는 집열판의 제조를 용이토록 하여 작업성은 물론, 간단한 구조로서 장치의 제제작 및 설치가 용이한 태양열 집열기의 집열판 제조장치를 제공하는 데에 있다.In addition, another object of the present invention is to facilitate the manufacture of a heat collecting plate having a curved flow path or spot-welded at a predetermined position, so that the workability as well as the manufacturing and installation of a solar heat collector of the solar collector, which is easy to manufacture and install the device as a simple structure. It is to provide a device.
도 1은 종래 태양열 집열기의 집열판을 도시한 개략도1 is a schematic view showing a heat collecting plate of a conventional solar collector
도 2는 종래 다른 태양열 집열기의 집열판을 도시한 개략도Figure 2 is a schematic diagram showing a heat collecting plate of another conventional solar collector
도 3의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 태양열 집열기의 집열판을 도시한 개략평면 및 정단면도Figure 3 (a) and (b) is a schematic plan and front cross-sectional view showing a heat collecting plate of the solar collector according to the present invention
도 4의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 태양열 집열기의 다른 집열판을 도시한 개략 평면 및 정단면도4A and 4B are schematic plan and front cross-sectional views showing another heat collecting plate of the solar heat collector according to the present invention.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 태양열 집열기의 집열판 제조장치를 도시한 평면 및 정면 구조도5 and 6 are a plan view and a front view showing a heat collecting plate manufacturing apparatus of the solar collector according to the present invention
도 7은 용접전류와 용접부강도의 관계를 도시한 그래프도7 is a graph showing the relationship between welding current and weld strength;
도 8의 (a)-(c)는 본 발명인 태양열 집열기의 집열판 제조장치의 용접전류에 의한 집열판 용접상태를 도시한 요부 상태도(A)-(c) is a principal part state diagram which shows the heat collecting plate welding state by the welding current of the heat collecting plate manufacturing apparatus of the solar heat collector of this invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1,100.... 집열판 10,110.... 상판1,100 .... heatsink 10,110 .... tops
20,120.... 하판 30,130.... 유로20,120 .... lower 30,130 .... Euro
32.... 점용접부 34.... 시임용접부32 .... spot welds 34 .... seam welds
200.... 집열판 제조장치 210.... 가이드부재200 .... Heat collecting plate manufacturing device 210 .... Guide member
220.... 구동부재` 230.... 점용접수단220 .... driving member `230 .... spot welding means
232,234,242,244 .... 상,하 전극(롤)232,234,242,244 .... upper and lower electrode (roll)
240.... 시임용접수단240 .... Seam welding means
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 측면으로서 본 발명은, 내부에 열매체가 흐르는 유로를 형성토록 상,하측 점용접으로 결합되는 상,하판을 갖추고, 상기 상,하판의 모서리부분은 시임용접으로 결합되며, 상기 상,하판의 유로 양측에는 열매체 공급 및 배출관이 각각 연결된 태양열 집열기의 집열판에 있어서, 상기 상,하판은 0.35 - 0.7mm 의 두께를 갖는 강판으로 구성되고, 상기 유로는 그 내부에 흐르는 열매체와 집열판간의 접촉부위 확대 및 열매체유동난류에 의한 열전달향상으로 집열효율을 높이도록 연이은 일체의 곡선형으로 형성되고, 상기 점용접은 상기 곡선형의 유로를 따라 일체로 곡선형태로 배치된 것을 특징으로 하는 태양열 집열기의 집열판을 마련함에 의한다.As a technical aspect for achieving the above object, the present invention, the upper and lower plate is coupled to the upper and lower spot welding to form a flow path flows therein, the upper and lower edges of the lower plate is seam welding In the heat collecting plate of the solar heat collector coupled to both sides of the flow path supply and discharge pipes, respectively, the upper and lower plates, the upper and lower plates are composed of a steel plate having a thickness of 0.35-0.7mm, the flow path flows therein In order to increase the heat transfer efficiency due to the expansion of the contact area between the heat medium and the heat collecting plate and to improve heat transfer due to heat flow turbulence, the spot welding is formed in a single curved shape along the curved flow path. Placed By providing a heat collecting plate of the solar collector, characterized in that.
그리고, 다른 측면으로서 본 발명은, 0.35 - 0.7mm의 두께를 갖는 상,하판으로 된 태양열 집열기의 집열판에 있어서, 상기 집열판의 측부를 가이드하는 가이드부재와,In another aspect, the present invention, the heat collecting plate of the solar collector of the upper and lower plate having a thickness of 0.35-0.7mm, the guide member for guiding the side of the heat collecting plate,
상기 집열판을 이동토록 상,하측에 설치되는 구동부재와,A driving member installed above and below the heat collecting plate so as to move;
일정전류(A1)와 용접가압력(P1) 및, 일정한 통전시간(T1)으로 집열 상,하판 을 점용접토록 설치되는 상,하전극을 구비하는 점용접수단 및,Spot welding means having the upper and lower electrodes that are installed to spot weld the upper and lower plates in a constant current (A1) and the welding pressing force (P1), and a constant conduction time (T1),
일정전류(A2)와 용접가압력(P2)과 일정한 통전시간(T2) 및 일정용접속도(V2)로 집열 상,하판의 엣지부분을 시임용접토록 설치되는 상,하전극을 구비하는 시임용접수단으로 구성되는 태양열 집열기의 집열판 제조장치를 마련함에 의한다.Seam welding means having upper and lower electrodes to seam the edges of the top and bottom panels of the heat collector at a constant current (A2), welding pressing force (P2), constant conduction time (T2), and constant connection degree (V2). By providing a heat collecting plate manufacturing apparatus of the solar collector is configured.
이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 태양열 집열기의 집열판을 도시한 개략평면 및 정단면도이고, 도 4의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 태양열 집열기의 다른 집열판을 도시한 개략 평면 및 정단면도이며, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 태양열 집열기의 집열판 제조장치를 도시한 평면 및 정면 구조도이다.Figure 3 (a) and (b) is a schematic plan view and a cross-sectional view showing a heat collecting plate of the solar collector according to the present invention, Figure 4 (a) and (b) is another heat collecting plate of the solar collector according to the present invention 5 and 6 are plan and front structural views showing a heat collecting plate manufacturing apparatus of a solar heat collector according to the present invention.
도 3 에서는 본 발명인 제 1 집열판(1)을 도시하고 있는데, 이와 같은 집열판(1)은 상,하판(10)(20)이 겹쳐서 다음에 설명하는 용접작업을 통하여 결합되는데, 상기 집열판(1)은 내부에 열매체가 흐르도록 하여 실질적인 태양열의 흡수기능을 가능토록 하는 유로(30)가 형성된다.In FIG. 3, the first heat collecting plate 1 of the present invention is illustrated. The heat collecting plate 1 is coupled to the upper and lower plates 10 and 20 by the overlapping welding operation described below. The flow path 30 is formed to allow the heat medium to flow therein, thereby enabling a substantial solar absorption function.
이때, 상기 유로(30)는 단면이 연속적인 반호형(12)(22)으로 형성되는 상,하판(10)(20)이 서로 겹쳐서 형성되는데, 상기에서 설명한 집열판(1)의 용접작업은 크게 상,하판(10)(20)의 여러지점에서 상,하판(10)(20)을 스폿용접하는 점용접작업과 상기 상,하판(10)(20)의 모서리부분을 밀폐시키어 열매체의 누수를 방지하는 시임용접으로 나누어 진다.At this time, the flow path 30 is formed by overlapping the upper and lower plates 10 and 20 formed with semicircular arcs 12 and 22 having a continuous cross section, and the welding operation of the heat collecting plate 1 described above is large. Spot welding work for spot welding the upper and lower plates 10 and 20 at various points of the upper and lower plates 10 and 20 and sealing the edges of the upper and lower plates 10 and 20 to prevent leakage of the heat medium. It is divided into seam welding to prevent.
즉, 본 발명인 첫번째 집열판(1)은 그 상,하판(10)(20)의 점용접(32)이 서로 대각선방향으로 단면으로 볼때 상,하판(10)(20)의 반호형 경계면에 위치되는데, 결국 상기 집열판(10)(20)은 특별한 형상의 유로(30)를 형성시킬 필요없이 일정간격 및 방향으로 용접되는 점용접(32)에 의하여 그 내부의 열매체가 점용접(32)사이사이에서 심한 와류를 형성하면서 집열판(1) 내부에서 흐르게 되어 집열효율을 향상시키게 된다.That is, the first heat collecting plate 1 of the present invention is located at the half arc-shaped interface of the upper and lower plates 10 and 20 when the spot welding 32 of the upper and lower plates 10 and 20 is viewed diagonally in cross section. In the end, the heat collecting plates 10 and 20 are heat welded therebetween by spot welding 32 welded at a predetermined interval and direction without the need to form a specially shaped flow path 30. While forming a severe vortex flows inside the heat collecting plate (1) to improve the heat collecting efficiency.
한편, 상기 집열 상,하판(10)(20)의 모서리(엣지)부분들은 시임용접(34)으로 긴밀하게 용접 결합되는데, 이때 중요한 것은 상기 상,하판(10)(20)의 강판 두께이다.Meanwhile, the edges (edges) of the heat collecting upper and lower plates 10 and 20 are closely welded to the seam welding 34, and the important part is the steel plate thickness of the upper and lower plates 10 and 20.
즉, 상기 상,하판(10)(20)은 0.35 - 0.7 mm 의 두께를 갖는 강판으로 형성되어야 하는데, 이때 상기 판두께가 0.35 mm 보다 작은면, 도면에는 도시하지 않았지만, 집열판(1)의 외곽에는 복사열 손실을 방지하고 오염 즉, 집열판(1)의 표면이 오염되어 태양열의 흡수효율을 저하시키는 것을 방지토록 유리가 설치되어 집열판(1)이 처지면서 유리와의 간격유지가 어렵게 되며, 이는 결국 집열효율을 저하시키게 하며, 동시에 용접작업시 편차가 손쉽게 발생되어 미용접 또는 구멍이 발생되는 문제가 있는 것이다.That is, the upper and lower plates 10 and 20 should be formed of a steel plate having a thickness of 0.35-0.7 mm, wherein the plate thickness is smaller than 0.35 mm, although not shown in the drawing, the outer edge of the heat collecting plate 1 In order to prevent radiant heat loss and to prevent contamination, that is, contamination of the surface of the heat collecting plate 1 and lowering the absorption efficiency of solar heat, glass is installed to make the heat collecting plate 1 sag, making it difficult to maintain the gap with the glass. Deterioration of the heat collection efficiency, and at the same time there is a problem that the cosmetic contact or hole is generated because the deviation is easily generated during welding.
반대로, 집열 상,하판(10)(20)의 두께가 0.7mm 보다 크면, 실질적으로 집열판 (1)의 가장 중요한 기능인 집열효율이 저하되며, 집열판(1)의 전체 무게가 증가하여 태양열 지열기의 시공작업을 어렵게 하며, 제작비용을 증대시키는 문제가 있는 것이다.On the contrary, when the thickness of the upper and lower heat collecting panels 10 and 20 is larger than 0.7 mm, the heat collecting efficiency, which is the most important function of the light collecting plate 1, is substantially lowered, and the total weight of the heat collecting plate 1 is increased so that The construction work is difficult, and there is a problem of increasing the production cost.
한편, 상기 상,하판(10)(20)의 유로(30) 양측에는 열매체 공급 및 배출관 (36a)(36b)이 각각 연결되어 있고, 또한 상기 상,하판(10)(20)이 결합된 시임용접 (34) 외곽부분에는 집열판(1)의 이동 및 시공을 용이하게 하는 다수개의 고정고리 (38)가 설치되어 있다.Meanwhile, the heat supply and discharge pipes 36a and 36b are connected to both sides of the flow path 30 of the upper and lower plates 10 and 20, respectively, and the seams to which the upper and lower plates 10 and 20 are coupled. The outer part of the welding 34 is provided with a plurality of fixing rings 38 to facilitate the movement and construction of the heat collecting plate 1.
다음, 도 4 에서는 본 발명의 제 2 집열판(100)을 도시하고 있는데, 이와 같은 집열판(100)의 가장 큰 특징은 상술한 바와 같은 상,하판(110)(120)이 서로 겹쳐져 점용접(132) 및, 엣지부분의 시임용접(134)으로 결합될때, 상기 상,하판(110) (120) 사이에 형성되는 유로(130)를 일체의 연이은 곡선형으로 형성시킨 것이다.Next, FIG. 4 illustrates a second heat collecting plate 100 of the present invention. The biggest feature of the heat collecting plate 100 is that the upper and lower plates 110 and 120 as described above overlap each other, and thus, spot welding 132. ), And when combined with the seam welding 134 of the edge portion, the flow path 130 formed between the upper and lower plates 110 and 120 is integrally formed in a continuous curve.
따라서, 상기 일체의 연이은 곡선형 유로(130)를 통하여 흐르는 열매체는 종래 직선형 유로를 따라 흐르는 것에 비하여 보다 큰 와류를 통하여 집열판(100)의 내부에서 흐르게 되고, 이는 열매체의 집열판 접촉부위를 확대시키면서 열매체유동난류에 의한 열전달을 향상시키어 본 발명인 제 2 집열판(100)의 집열효율을 향상시키는 것이다.Therefore, the heat medium flowing through the integral successive curved flow path 130 flows inside the heat collecting plate 100 through a larger vortex as compared with the conventional straight flow path, which expands the heat collecting plate contact portion of the heat medium. By improving the heat transfer by the flow turbulence to improve the heat collecting efficiency of the second heat collecting plate 100 of the present invention.
그리고, 상기 집열판(100)의 상,하판(110)(120)도 0.35 - 0.7mm 의 두께를 갖는 강판으로 구성되어 있으며, 그 이유는 상기에서 설명한 바와 같으며, 결국 종래에 비하여 가격이 저렴한 강판(스틸재)을 사용하여 집열판(1)(100)을 설치하여 비용절감을 할 수 있다.In addition, the upper and lower plates 110 and 120 of the heat collecting plate 100 are also composed of a steel plate having a thickness of 0.35-0.7 mm, and the reason thereof is as described above. By using (steel material), the heat collecting plates 1 and 100 can be installed to reduce costs.
또한, 상기 제 2 집열판(100)도 제 1 집열판(1)과 마찬가지로 상기 집열 상,하판(110)(120)의 유로(130) 양측에는 열매체 공급 및 배출관(136a)(136b)이 각각 연결되어 있고, 상기 상,하판(110)(120)이 결합된 시임용접(134) 외곽부분에는 집열판(100)의 이동 및 시공을 용이하게 하는 다수개의 고정고리(138)가 일체로 설치되어 있다.In addition, similar to the first heat collecting plate 1, the second heat collecting plate 100 also has heat supply and discharge pipes 136a and 136b connected to both sides of the flow path 130 of the upper and lower heat collecting panels 110 and 120, respectively. The outer portion of the seam welding 134 to which the upper and lower plates 110 and 120 are coupled is integrally provided with a plurality of fixing rings 138 to facilitate the movement and construction of the heat collecting plate 100.
이때, 상기와 같은 집열판(1)(100)의 점용접 및 시임용접이 중요한데, 이에 대하여는 다음의 집열판 제조장치(200)에서 상세하게 설명한다.At this time, the spot welding and seam welding of the heat collecting plate (1) 100 as described above is important, which will be described in detail in the following heat collecting plate manufacturing apparatus (200).
다음, 도 5 및 도 6 에서는 본 발명인 집열판 제조장치(200)를 도시하고 있는데, 이와 같은 집열판 제조장치(200)는 상술한 바와 같이 0.35 - 0.7mm의 두께를 갖는 상,하판(10)(20)(110)(120)으로 된 집열판(1)(100)을 제조하기 위한 장치이다.Next, FIGS. 5 and 6 illustrate the present invention heat collecting plate manufacturing apparatus 200. The heat collecting plate manufacturing apparatus 200 as described above has an upper and lower plates 10 and 20 having a thickness of 0.35-0.7 mm as described above. (110) 120 is a device for manufacturing a heat collecting plate (1) (100).
또한, 상기 집열판 제조장치(1)의 구성을 상세하게 살펴보면, 집열판 (1)(100)을 가이드하는 가이드부재(210)와, 집열판(1)(100)을 이동시키는 구동부재 (220)와, 집열 상,하판(10)(20)(110)(120)을 점용접하는 점용접수단(230) 및, 집열 상,하판(10)(20)(110)(120)의 모서리부분을 시임용접하는 시임용접수단(240)으로 크게 나누어 지는데, 이를 각각 상세하게 살펴보면 다음과 같다.In addition, looking at the configuration of the heat collecting plate manufacturing apparatus 1 in detail, the guide member 210 for guiding the heat collecting plate (1) (100), the drive member 220 for moving the heat collecting plate (1) (100), Spot welding means 230 for spot welding the upper and lower plates 10, 20, 110 and 120, and seam welding the corners of the upper and lower plates 10, 20, 110 and 120 Seam welding means 240 is largely divided, looking at each of them in detail as follows.
도 5 에서 도시한 바와 같이, 상기 가이드부재(210)는 용접작업을 거치는 집열판(1)(100)의 측부를 가이드하여 집열판(1)(100)의 이송을 정확하게 유지시키도록 러버로 된 표면을 갖으며 도면에는 상세하게 도시하지 않았지만, 집열판(1)(100)의 폭에 따라 위치를 조정할 수 있도록 수직하게 설치하여 상기 집열판(1)(100)의 측부가 접촉 가이드되는 가이드롤이다.As shown in FIG. 5, the guide member 210 guides the sides of the heat collecting plate 1 and 100 undergoing welding to maintain a surface of rubber to accurately maintain the transfer of the heat collecting plate 1 and 100. Although not shown in detail in the drawings, it is a guide roll that is installed in a vertical direction so that the position can be adjusted according to the width of the heat collecting plate (1) (100) contact guides.
다음, 도 5 에서는 상기 집열판(1)(100)을 이동토록 상,하측에 설치되는 구동부재(220)를 도시하고 있는데, 상기 구동부재(220)는, 상기 집열판의 상,하면에 접촉하는 구동 가능한 구동롤로서 구성되고, 또한, 상기 집열판(1)(100)의 양측 엣지부분 하측에는 ㄱ자형상의 절곡된 가이드판(22)이 다수개 순차로 배열 설치되어 집열판(1)(100)의 양측 모서리부분이 처지는 것을 방지한다.Next, FIG. 5 illustrates a driving member 220 installed above and below the heat collecting plate 1 and 100 so that the driving member 220 is in contact with the top and bottom surfaces of the heat collecting plate. It is configured as a possible driving roll, and the lower side of the both sides of the heat collecting plate (1) (100) is provided with a plurality of L-shaped bent guide plate 22 arranged in sequence to both sides of the heat collecting plate (1) (100) Prevent edges from sagging.
다음, 도 6 에서는 상기 상,하판(10)(20)(110)(120)을 점용접토록 설치되는 점용접수단(230)을 도시하고 있는데, 이때 상기 점용접수단(230)은 상기 집열판 (1)(100)의 상,하판에 직접접촉하여 용접하는 상,하전극(232)(234)을 구비한다.Next, FIG. 6 shows the spot welding means 230 installed to spot weld the upper and lower plates 10, 20, 110 and 120, wherein the spot welding means 230 is the heat collecting plate ( 1) The upper and lower electrodes 232 and 234 for direct contact with the upper and lower plates of the 100 are provided.
이때, 상기 점용접수단(230)의 상부전극(232)은 도 6에서 개략적으로 도시한 좌우 이동토록 설치된 이동바아(236)에 일정간격으로 다수개가 수직 설치된 실린더 (238)의 하부에 이동식으로 설치되고, 상기 점용접수단(230)의 하부전극(234)은 집열판의 하측에 고정식으로 설치된다.At this time, the upper electrode 232 of the spot welding means 230 is installed in the lower portion of the cylinder 238 vertically installed at a predetermined interval on the moving bar 236 installed to move left and right schematically shown in FIG. The lower electrode 234 of the spot welding means 230 is fixedly installed under the heat collecting plate.
따라서, 상기 실린더(238)의 상하 이동과 동시에 이동바아(236)의 좌우이동에 따라 상기 상부전극(238)은 배열된 하부전극(234)과 통전되면서 점용접을 수행하고, 이때 상기 하부전극(234)은 집열판(1)(100)의 점용접가능한 위치모두에 설치되어 있어 상부전극(232)과의 통전시 용접을 수행토록 조정되어야 한다.Accordingly, the upper electrode 238 conducts spot welding while energizing the arrayed lower electrode 234 as the cylinder 238 moves up and down and moves the left and right movement bars 236. 234 is installed at all of the spot weldable positions of the heat collecting plates 1 and 100 and should be adjusted to perform welding when energizing the upper electrode 232.
그리고, 상기 점용접수단(230)은 2-10KA의 전류(A1)와, 50-500 kgf의 용접가압력(P1) 및, 5-20 싸이클의 통전시간(T1)으로 집열 상,하판(10)(20)(110)(120)을 점용접한다.In addition, the spot welding means 230 is a current collector (A1) of 2-10KA, 50-500 kgf of welding pressure (P1), and 5-20 cycles of energization time (T1) of the heat collecting upper and lower plates 10 (20) (110) 120 is spot welded.
이때, 상기 점용접수단(230)의 전류 즉, 상,하 전극을 통한 통전시 인가되는 전류(A1)가 2KA 보다 작으면, 상술한 바와 같이 집열 상,하판의 두께가 최소인 0.35mm 인 경우에도 용접부가 충분히 형성되지 못하고, 반대로 전류가 10KA 보다 크면 집열 상,하판의 최대 두께인 0.7mm인 경우에도 입열과다현상으로 용융금속이 비산하여 작업환경을 저하시키고 용접부분의 품질을 저하시키는 것이다.At this time, if the current of the spot welding means 230, that is, the current (A1) applied when energizing through the upper and lower electrodes is less than 2KA, as described above, when the thickness of the upper and lower heat collecting plates is at least 0.35mm Even if the weld is not formed sufficiently, on the contrary, if the current is larger than 10KA, even when the maximum thickness of the upper and lower plates of the collector is 0.7 mm, the molten metal is scattered due to overheating, which lowers the working environment and reduces the quality of the welded part.
더하여, 상기 용접가압력(P1)즉, 실질적인 상,하전극(232)(234)의 압력을 가하는 실린더(238)에 의항 용접가압력(P1)이 50kgf보다 작은면, 용접시 상,하판사이의 접촉이 불량하게 되어 상,하판사이의 틈새현상이 발생되고, 이는 용접부분에서 의 단락을 발생시킬 우려가 있고, 반대로 용접가압력(P1)이 500kgf보다 크면 상,하 전극(232)(234)의 접촉력이 필요이상으로 크게되어 전력손실이 발생되며, 용접부의 압흔이 진하게 발생되어 오히려 점용접(32)(132)부위의 변형을 초래하는 문제가 있는 것이다.In addition, when the welding pressing force P1 is less than 50 kgf, the contact between the upper and lower plates during welding is applied to the cylinder 238 that applies the pressure of the welding pressing force P1, that is, the upper and lower electrodes 232 and 234. This becomes poor and a gap phenomenon occurs between the upper and lower plates, which may cause a short circuit in the welded part. On the contrary, when the welding pressing force P1 is larger than 500 kgf, the contact force between the upper and lower electrodes 232 and 234 is increased. This is larger than necessary to generate a power loss, the indentation of the weld is generated thick, rather there is a problem that causes deformation of the spot welding (32, 132).
이에 더하여, 점용접시의 통전시간(T1)이 5 싸이클보다 작으면, 이경우에도 입열량이 작아져 점용접부분이 불량하게 되며, 반대로 20 싸이클보다 크면 통전시간이 길어져도 용접부의 강도는 증대되지 않으면서 오히려 전력에너지의 소모 및 전극마모현상을 초래하는 문제가 있는 것이다.In addition, if the energization time T1 of the spot welding is less than 5 cycles, in this case, the amount of heat input is also reduced, resulting in poor spot welding. On the contrary, if it is larger than 20 cycles, the strength of the weld is not increased even if the energization time is longer. Rather, there is a problem that causes power consumption and electrode wear phenomenon.
다음, 도 5 및 도 6 에서는 상술한 점용접을 거친 집열판(1)(100)의 엣지부분들을 밀페시키어 내부 열매체의 누수를 방지하는 시임용접수단(240)을 도시하고 있는 데, 상기 시임용접수단(240)도 통전시 집열 상,하판을 용접시키는 상,하전극 롤(242)(244)을 구비한다.Next, FIGS. 5 and 6 show seam welding means 240 sealing the edge portions of the heat collecting plate 1 and 100 through the spot welding described above to prevent leakage of the internal heat medium. The 240 also includes upper and lower electrode rolls 242 and 244 for welding the heat collecting upper and lower plates during energization.
그리고, 상기 용접수단(240)은 점용접수단(230)의 전방으로 설치되는데, 이는 집열 상,하판의 점용접을 수행한후, 그 엣지부분의 시임용접을 수행하기 위해서이다.In addition, the welding means 240 is installed in front of the spot welding means 230, which is to perform seam welding of the edge portion after performing the spot welding of the upper and lower plates of the heat collection.
한편, 상기 시임용접수단(240)의 상부전극롤(242)도 집열판의 양단부에 수직하게 설치된 실린더(246)의 하부에 이동식으로 설치되는데, 이는 상술한 바와 같이 일정한 용접가압력을 가하기 위해서이고, 반대로 하부전극롤(244)은 집열판의 하측에 고정식으로 설치된다.On the other hand, the upper electrode roll 242 of the seam welding means 240 is also installed on the lower portion of the cylinder 246 installed perpendicular to both ends of the heat collecting plate, which is to apply a constant welding pressing force as described above, on the contrary The lower electrode roll 244 is fixedly installed on the lower side of the heat collecting plate.
이때, 상기 시임용접수단(240)은 10-20KA의 전류(A2)와, 400-700 kgf의 용접가압력(P2)과, on/off 2-5/1-3 싸이클의 통전시간(T2) 및 0.5-5 m/min의 용접속도(V2)로 집열 상,하판(10)(20)(110)(120)의 엣지부분을 시임용접토록 설치되어야 한다.At this time, the seam welding means 240 is a current (A2) of 10-20KA, welding pressing force (P2) of 400-700 kgf, the energization time (T2) of the on / off 2-5 / 1-3 cycle and At the welding speed (V2) of 0.5-5 m / min, the edges of the top and bottom plates 10, 20, 110 and 120 should be seam welded.
즉, 상기와 같은 시임용접수단(240)도 점용접수단(230)과 마찬가지로, 적정한 조건 즉, 10-20KA의 전류(A2)와, 400-700 kgf의 용접가압력(P2)과, on/off 2-5/1-3 싸이클의 통전시간(T2) 및 0.5-5 m/min의 용접속도(V2)로 집열기 상,하판(10)(20) (110)(120)의 엣지부분을 시임용접토록 한다.That is, the seam welding means 240 as described above also has a suitable condition, that is, the current A2 of 10-20KA, the welding pressure P2 of 400-700 kgf, and on / off, as well as the spot welding means 230. Seam welding of the edges of the upper and lower plates 10, 20, 110 and 120 at the collector current (T2) and welding speed (V2) of 0.5-5 m / min Do it.
이때, 상기 조건들의 범위가 점용접시보다 큰 이유는 시임용접작업이 보다 많은 부분의 상,하판을 긴밀하게 용접하기 때문인데, 용접시 전극에 인가되는 전류(A2)가 10KA보다 적으면 입열량이 부족하여 용접부가 충분하게 형성되지 않고, 반대로 20KA의 전류(A2) 보다 크면 과다한 입열에 의하여 용융금속이 비산하거나 용접부제 균열이 발생하는 문제가 있는 것이다.At this time, the range of the above conditions is larger than the spot welding because the seam welding operation closely welds the upper and lower plates of a larger portion. If the current (A2) applied to the electrode during welding is less than 10KA, the amount of heat input Insufficient welds are not formed due to lack, and on the contrary, when larger than the current A2 of 20KA, molten metal is scattered or welded cracks are generated due to excessive heat input.
더하여, 상기 용접가압력(P2)이 400 kgf 보다 작거나 또는 700 kgf 보다 크면 상술한 점용접작업에서와 마찬가지로 접촉블량에 따른 용접부분이 단락되는 션드(shunt)현상으로 긴밀성을 떨어트리며 접촉면적이 과대하게 되어 전력낭비 및 용접부분의 압흔이 발생되는 문제를 초래하는 것이다.In addition, when the welding pressing force P2 is smaller than 400 kgf or larger than 700 kgf, as in the spot welding operation described above, the contact area is reduced due to the shunt phenomenon in which the welding part is short-circuited due to the amount of contact and the contact area is reduced. Excessive power consumption and indentation of the welded parts will be caused.
또한, on 2 싸이클 미만의 통전시간(T2)에서는 입열량이 부족하여 용접부가 충분하게 형성되지 않으며 on 5싸이클 보다 크면, 입열량 과다로 용접부분의 압흔 및 전극회전사 강판이 송급되지 않고 전극이 겉도는 현상이 발생된다.In addition, in the energization time (T2) of less than 2 cycles, the amount of heat input is insufficient, so that the weld portion is not sufficiently formed. If the temperature is larger than 5 cycles, the indentation of the weld portion and the electrode revolving steel sheet are not supplied and the electrode is not supplied. The appearance occurs.
그리고, off 1 싸이클 미만에서는 연속통전을 의미하는 것으로 상술한 입열량이 과다하게 되며 off 3 싸이클 보다 크면 입열량이 부족하여 용접부위가 충분하게 형성되지 않는 문제점을 초래하는 것이다.In addition, less than 1 cycle means continuous energization, and the above-described heat input amount is excessive. If the heat cycle is larger than off 3 cycles, the heat input amount is insufficient, resulting in a problem in that the welding part is not sufficiently formed.
한편, 상기 시임용접수단(240)의 상하전극롤(242)(244)에 의한 용접속도 (V2)가 0.5m/min 보다 작으면 과입열에 의하여 용접부의 균열 및 변형이 심하게 발생되고, 반대로 5m/min 보다 크면 입열량이 부족하여 용접부 형성이 곤란하고 상대적으로 큰 용량의 용접기가 필요하여 설비비용이 증대되는 문제가 있게 된다.On the other hand, if the welding speed (V2) by the vertical electrode roll 242, 244 of the seam welding means 240 is less than 0.5m / min, cracks and deformation of the weld portion is severely generated by overheating heat, conversely 5m If it is larger than / min, the amount of heat input is insufficient, so that it is difficult to form a welded portion and a relatively large capacity welder is required, thereby increasing the installation cost.
이에 따라서, 상기 점용접수단(230) 및 시임용접수단(240)의 통전시간 (T1)(T2)의 단위인 싸이클은 1/60 초 단위이며, 따라서 통전시간이 on 및 off 로 변환되면서 인가되는 통전시간은 입열량을 제어하지만 실제 용접작업은 연속적으로 수행되는 것이다.Accordingly, the cycle that is the unit of the energization time T1 (T2) of the spot welding means 230 and the seam welding means 240 is a unit of 1/60 seconds, and thus the energization time is applied while being switched on and off. The energization time controls the amount of heat input, but the actual welding work is performed continuously.
이하, 본 발명의 실시예를 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
도 7에서는 점용접작업시의 전류(A1)와 용접가압력(P1) 및, 통전시간(T1)의 관계를 나타나는 그래프도인데, 이때 두께는 0.7mm인 집열 상,하판(10)(20) (110)(120)의 점용접시의 조건인데, 통전시간 15 싸이클인 경우에 용접전류가 4KA 보다 작으면 용접이 이루어 지지 않고 있음을 알수 있고, 4KA 이상으로 용접전류가 증가하여도 용접부 강도는 증가하지 않고 있음을 알수 있으며, 용접가압력 즉, 200kgf에서는 4KA 이상에서 용접부 강도를 유지하였으나, 압력이 높은 300kgf에서는 5KA 이상이 되어야 용접부 강도가 유지됨을 알수 있다.7 is a graph showing the relationship between the current (A1) and the welding pressing force (P1) and the energization time (T1) during the spot welding operation, wherein the heat collecting upper and lower plates 10, 20 ( It is a condition of spot welding of 110) and 120. If the welding current is less than 4KA in the case of 15 cycles of energization time, it can be seen that welding is not performed. Even if the welding current is increased above 4KA, the weld strength does not increase. It can be seen that the weld strength was maintained at 4KA or more at the welding pressure, that is, 200kgf, but the weld strength was maintained at 5KA or more at the high pressure of 300kgf.
따라서, 상기 점용접수단(230)에 의한 집열판(1)(100)의 점용접은 2-10KA의 전류(A1)와, 50-500 kgf의 용접가압력(P1) 및, 5-20 싸이클의 통전시간(T1)으로 수행되는 것이 적당함을 알수 있다.Therefore, the spot welding of the heat collecting plate (1) (100) by the spot welding means 230 is the current (A1) of 2-10KA, the welding pressing force (P1) of 50-500 kgf, and energization of 5-20 cycles It can be seen that it is suitable to be carried out at time T1.
다음, 도 8 의 (a)-(c)에서는 시임용접상태를 도시하고 있는데, 즉 집열 상,하판의 두께가 0.7mm 의 경우에 500 kgf의 용접가압력 (P2)과, on 2/off 2 싸이클의 통전시간(T2) 및 2 m/min의 용접속도(V2)를 전제로 하여 각각 12KA. 15KA,18KA의 시임용접상태를 나타낸 것이다.Next, the seam welding state is shown in (a)-(c) of FIG. 8, that is, when the thickness of the top and bottom plates is 0.7 mm, the welding pressing force P2 of 500 kgf and the on 2 / off 2 cycle are shown. 12KA, assuming an energization time of T2 and a welding speed of 2 m / min (V2). The seam welding condition of 15KA and 18KA is shown.
따라서, 도 8a에서 알수 있듯이, 12KA보다 작은 경우에는 낮은 용접전류로 입열량이 부족하여 용접이 이루어 지지않음을 알 수 있고, 또한 도 8c에서 알수 있듯이 18KA 보다 큰 경우에는 과잉열에 의하여 용접부위에 내부기공 및 표면균열이 발생됨을 알 수 있고, 결국 도 8b에서 도시한 바와 같이 15KA 인 경우에 가장 우수한 시임용접부위가 형성되었음을 알 수 있고, 따라서 0.35-0.7mm의 집열 상,하판의 시임용접은 10-20KA의 전류(A2)와, 400-700 kgf의 용접가압력(P2)과, on/off 2-5/1-3 싸이클의 통전시간(T2) 및 0.5-5 m/min의 용접속도(V2)로 수행되는 경우에 가장 적정하게 된다.Therefore, as can be seen in Figure 8a, when less than 12KA it can be seen that the welding heat is insufficient due to the low heat input current, and also as shown in Figure 8c, when larger than 18KA, the internal pores in the welding portion due to excess heat And it can be seen that the surface cracks are generated, and as shown in Figure 8b it can be seen that the best seam welding site was formed in the case of 15KA, so that the seam welding of the upper and lower heat collection of 0.35-0.7mm is 10- 20KA current (A2), 400-700 kgf welding pressure (P2), energization time (T2) of on / off 2-5 / 1-3 cycle and welding speed (V2) of 0.5-5 m / min It is most appropriate when performed as.
한편, 상기 각각의 용접수단(230)(240)은 도 6 에서 도시한 바와 같이 적정 전류를 인가하는 전원공급장치(150)와 실린더(238)(246)가 적정압력으로 작동토록 유압유니트(260)가 각각 연결되어 있다.On the other hand, each of the welding means 230, 240 is a hydraulic unit 260 such that the power supply unit 150 and the cylinder 238, 246 for applying a proper current is operated at an appropriate pressure as shown in FIG. ) Are each connected.
이와 같이 본 발명인 태양열 집열기의 집열판에 의하면, 집열판내에 흐르는 열매체와 집열판간의 접촉부위 확대 및 열매체유동난류에 의한 열전달향상으로 집열효율을 향상시킴으로서, 열매체의 태양열 열흡수효율을 향상시키어 태양열 집열판의 작동성을 향상시키는 효과가 있다.As described above, according to the heat collecting plate of the solar heat collector, the heat collecting efficiency is improved by expanding the contact area between the heat medium and the heat collecting plate flowing in the heat collecting plate and improving heat transfer due to the heat flow turbulence, thereby improving the solar heat absorption efficiency of the heat medium, thereby improving the operability of the heat collecting plate. Has the effect of improving.
또한, 가격이 저렴한 강판을 점용접 및 시임용접으로 집열판의 열매체 유로를 굴곡지게 하거나, 또는 스포용접으로서 집열판을 제작토록 하여 집열판의 제작을 용이하게 수행토록 하는 우수한 효과를 제공하는 것이다.In addition, it is to provide an excellent effect that the low-cost steel sheet to bend the heat medium flow path of the heat collecting plate by spot welding and seam welding, or to produce a heat collecting plate by spor welding.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.While the invention has been shown and described with respect to specific embodiments thereof, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit or scope of the invention as set forth in the claims below. I would like to know that those who have knowledge of this can easily know.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2000-0051950A KR100388044B1 (en) | 2000-09-04 | 2000-09-04 | Panel of solar collector and apparatus for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR10-2000-0051950A KR100388044B1 (en) | 2000-09-04 | 2000-09-04 | Panel of solar collector and apparatus for manufacturing the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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