KR100407040B1 - 태양광을 이용한 실내조명장치 - Google Patents

태양광을 이용한 실내조명장치 Download PDF

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Abstract

황도를 따라 움직이는 태양광을 렌즈를 이용하여 실내로 유도함으로서 태양광을 직접 받을 수 없는 실내의 사각지대의 조명으로 사용할 수 있도록 하기 위한 태양광을 이용한 실내조명장치가 개시된다. 본 발명은, 천공된 천장벽체에 끼움결합되고 진공상태의 중공부를 갖는 원통형의 본체; 본체의 상부 내측면상에서 중심부측으로 일정길이 돌출된 제 1 결합돌기의 상부에 형성되어 태양빛을 유입받는 볼록렌즈; 본체의 하단부의 내측면상에는 중심부측으로 일정길이 돌출된 제 2 결합돌기의 상부에 형성되어 유입된 태양빛을 확산시키기 위한 오목렌즈를 포함한다. 본 발명은 실내의 조명에 필요한 전력소모를 경감시킬 수 있으며, 자연 채광이 되지 않는 실내에 식물등을 재배하여 공기 정화의 역할을 수행할 수 있다.

Description

태양광을 이용한 실내조명장치{Device for lighting in room using a sunlight}
본 고안은 태양광을 이용한 실내조명장치에 관한 것으로, 특히 황도를 따라 움직이는 태양광을 렌즈를 이용하여 실내로 유도함으로서 태양광을 직접 받을 수 없는 실내의 사각지대의 조명으로 사용할 수 있도록 하기 위한 태양광을 이용한 실내조명장치에 관한 것이다.
일반적으로 실내 조명은 대부분 전기적인 에너지를 사용한다. 전기에너지는 석유, 석탄등 이른바 화석 연료를 이용하여 얻게 되는 데, 이러한 화석 연료는 그 사용량이 제한적이다. 이러한 화석 연료를 대체할 수 있는 대체 에너지로서 태양이 주목받고 있다.
태양을 이용한 태양열주택, 태양열발전기등이 태양을 이용한 대체 에너지로 사용된 예인 데, 이와 더불어 황도를 따라 움직이는 태양광을 실내의 조명으로 사용하고자 하는 시도가 병행되고 있다. 즉, 급격하게 증가하는 인구에 비하여 한정된 공간은 새로운 생활공간의 개발을 요구하고 있고, 실제로 태양광의 직접 채광이 불가능한 지하나 북향등에 건축물을 시공하고 이러한 공간은 계속하여 늘어날 전망이다.
이에 따라 태양광의 직접 채광이 불가능한 지하나 북향등에 다량의 창문을 설치 하지만, 빛의 유동과 방수의 문제점 및 설치비가 고가인 문제점이 있어서, 대부분의 경우에 천장에 전기적인 조명을 사용하고 있다. 그러므로, 자연 채광이 원활하지 않은 지역에 조명용으로 사용하고 있는 전력의 소비량은 증가하고 있는 실정이다. 이러한 전력의 소모를 태양조명으로 대체한다면 막대한 전력을 절약할 수 있을 뿐만 아니라, 실내로 유입된 태양광을 이용하여 식물을 재배할 수 있어서 실내의 공기정화에 기여할 수 있는 것이다.
본 발명은 상기의 필요성에 부응하기 위하여 발명된 것으로, 황도를 따라 움직이는 태양광을 블록 렌즈를 통하여 유입 받고, 블록 렌즈의 하단에 형성된 오목렌즈를 통하여 실내로 확산시킴으로써 실내의 조명에 필요한 전력의 소모를 경감시키고 태양광을 이용하여 식물등을 재배할 수 있어서 실내의 공기정화에 기여할 수 있는 태양광을 이용한 실내조명장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 태양광을 이용한 실내조명장치의 구조를 설명하기 위한 분해사시도이다.
도 2는 도 1의 실내조명장치의 설치 상태를 보여 주기 위한 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 본체 102 : 제 1 결합돌기
104, 109 : 스냅링 106 : 패킹부
108 : 제 2 결합돌기 120 : 오목렌즈
130 : 열선 132 : 스위치
140 : 중공부 150 : 천장벽체
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
천공된 천장벽체에 끼움결합되고 진공상태의 중공부를 갖는 원통형의 본체;
본체의 상부 내측면상에서 중심부측으로 일정길이 돌출된 제 1 결합돌기의 상부에 형성되어 태양빛을 유입받는 볼록렌즈;
본체의 하단부의 내측면상에는 중심부측으로 일정길이 돌출된 제 2 결합돌기의 상부에 형성되어 유입된 태양빛을 확산시키기 위한 오목렌즈를 포함한다.
본 발명은 실내의 조명에 필요한 전력소모를 경감시킬 수 있으며, 자연 채광이 되지 않는 실내에 식물등을 재배할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 태양광을 이용한 실내조명장치의 구조를 설명하기 위한 분해사시도이고, 도 2는 도 1의 실내조명장치의 설치 상태를 보여 주기 위한 단면도이다.
본 발명은 원통형의 본체(100)의 상부 내측면상에서 중심부측으로 일정길이 돌출된 제 1 결합돌기(102)가 형성되고, 제 1 결합돌기(102)의 상부의 본체(100)의내측으로 볼록렌즈(110)를 끼움 결합한다. 볼록렌즈(110)와 본체(100)의 사이에는 볼록렌즈(110)의 고정을 위하여 스냅링(104)이 결합된다. 본체(100)의 외주면에는 하단부에서 상단부까지 본체(100)가 건물에 결합될 때 방수의 역할을 수행하기 위하여 테프론 또는 고무재질로 원뿔형의 패킹부(106)가 형성된다.
또한, 본체(100)의 하단부의 내측면상에는 중심부측으로 일정길이 돌출된 제 2 결합돌기(108)가 형성되고, 제 2 결합돌기(108)의 상부의 본체(100)의 내측으로 오목렌즈(120)를 끼움 결합한다. 오목렌즈(120)와 본체(100)의 사이에는 오목렌즈(120)의 고정을 위하여 스냅링(109)이 결합된다. 오목렌즈(120)의 상부에는 노점 온도이하에서 오목렌즈(120)의 표면에 형성되는 결로 현상을 방지하기 위하여 도 2에서 보는 바와 같이 실내의 스위치(132)의 동작에 의하여 전기적인 신호를 받아 발열하는 열선(130)이 형성된다.
또한, 볼록렌즈(110)와 오목렌즈(120)의 사이에는 진공상태의 중공부(140)가 형성되고, 중공부(140)의 표면에는 유입된 태양광을 반사시키기 위하여 알루미늄 또는 수은등의 반사체도료가 도포된다.
이와 같이 구성된 태양광을 이용한 실내조명장치는 도 2에서 보는 바와 같이, 주택등 건축물에 있어서 직접조명을 받을 수 없는 공간, 즉, 남향주택인 경우 에 북쪽에 있는 공간, 동향주택인 경우 북측과 남측 서측의 사각지대 및 북향주택인 경우 공간의 중앙부의 천장 벽체(150)에 설치된다. 즉, 천장에 적당한 크기의 구멍을 천공하고 모듈화된 본체(100)를 끼움 결합시킨 다음 본체(100)의 둘레에 실리콘등 방수재료(107)를 이용하여 방수 처리함으로서 본체(100)를 천장에 고정시키게 된다. 즉, 본체(100)와 옥상 표면이 닿는 부분에는 방수재료(107)로 마감하여 1차 방수처리를 하고, 본체(100)의 주변부에 형성된 테프론 또는 고무재질로 원뿔형의 패킹부(106)가 본체(100)와 천장벽체(150)와의 결합력을 증진시키기 때문에 2차로 방수역활을 수행한다.
그러므로, 도 2에서 보는 바와 같이 황도를 따라 움직이는 태양(s)의 위치에 상관없이 일정량의 빛을 받을 수 있는 볼록렌즈(110)를 통하여 유입받아 진공상태로 밀폐된 중공부(140)를 통하여 오목렌즈(120)로 유도된다. 중공부(140)의 내면은 반사율 100%에 가까운 반사도료로 도포 되기 때문에 볼록렌즈(110)를 투과한 태양광은 거의 손실이 없이 오목렌즈(120)를 통하여 실내로 확산할 수 있는 것이다.
즉, 볼록렌즈(110)로 유입된 태양빛을 진공상태인 원통형의 밀폐공간인 중공부(140)을 통하여 오목렌즈(120)로 유도하여 오목렌즈(120)를 통하여 태양광을 확산하는 것이다.
이때, 오목렌즈(120)의 상부에는 실내외의 온도차로 인해 발생할 수 있는 결로현상을 방지하기 위하여 열선(130)을 처리하여 결로시에는 실내에서 스위치(132) 조작에 의하여 열선(130)이 발열함으로서 일정한 태앙빛이 실내로 투과되는 것이다. 또한, 제 1 결합돌기(102)와 제 2 결합돌기(108)사이를 조정함으로서 볼록렌즈(110)와 오목렌즈(120)의 거리를 조절하게 되어 최적의 태양빛을 유입할 수 있는 구조를 가지게 된다.
본 발명은 일체화된 모듈 형식을 채택하여 누구나 쉽게 설치 할 수 있으며, 정지된 공기층은 열 전달이 없는 상태이므로 진공 상태인 중공부(140)는 단열 효과가 뛰어나, 천장벽체(150)를 천공하더라도 단열효과가 저하되지 않는다. 또한, 실내로 투과되는 빛이 오목렌즈(120)를 통과하기 때문에 직사광선과는 달리 빛을 확산하며, 황도를 따라 움직이는 빛을 볼록렌즈(110)를 통하여 태양의 위치에 상광없이 빛을 유입받을 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 태양광을 이용한 실내조명장치는 황도를 따라 움직이는 태양의 위치에 상관없이 일정량의 빛을 볼록렌즈를 통하여 유입받아 진공상태로 밀폐된 중공부를 통하여 오목렌즈를 통하여 실내로 확산할 수 있는 것이 실내의 조명에 필요한 전력의 소모를 경감시키고 태양광을 이용하여 식물등을 재배할 수 있어서 실내의 공기정화에 기여할 수 있다.
이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당업자에 의해 그 개량이나 변형이 가능하다.

Claims (5)

  1. 천공된 천장벽체(150)에 끼움결합되고 진공상태의 중공부(140)를 갖는 원통형의 본체(100);
    상기 본체(100)의 상부 내측면상에서 중심부측으로 일정길이 돌출된 제 1 결합돌기(102)의 상부에 형성되어 태양빛을 유입받는 볼록렌즈(110);
    상기 본체(100)의 하단부의 내측면상에는 중심부측으로 일정길이 돌출된 제 2 결합돌기(108)의 상부에 형성되어 유입된 태양빛을 확산시키기 위한 오목렌즈(120)를 포함하는 태양광을 이용한 실내조명장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 오목렌즈(120)의 상부에는 결로 현상을 방지하기 위하여 전기적인 신호를 받아 발열하는 열선(130)이 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광을 이용한 실내조명장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 중공부(140)의 표면에는 유입된 태양광을 반사시키기 위한 반사체도료가 도포되는 것을 특징으로 하는 태양광을 이용한 실내조명장치.
  4. 제 1항에 있어서, 본체(100)의 외주면에는 천장과의 결합력을 증진시키기 위하여 하부 일측으로부터 원뿔형으로 상부의 일측까지 고무재질의 패킹부(106)가 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광을 이용한 실내조명장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 볼록렌즈(110) 및 오목렌즈(120)의 외주면과 상기 본체(100)사이에는 고정을 위한 스냅링(104, 109)이 결합되는 특징으로 하는 태양광을 이용한 실내조명장치.
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