KR100729721B1 - Natural lightening system - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래 자연채광장치의 구성을 보여주는 구성도;1 is a block diagram showing the configuration of a conventional natural light device;
도 2는 본 발명이 적용되는 장소를 보여주는 예시도;2 is an exemplary view showing a place to which the present invention is applied;
도 3a는 본 발명의 제 1실시예에 따른 자연채광장치의 구성을 보여주는 사시도;Figure 3a is a perspective view showing the configuration of a natural light device according to a first embodiment of the present invention;
도 3b는 도 3a의 단면도 및 도 3c는 도 3a의 배면도;3B is a cross-sectional view of FIG. 3A and FIG. 3C is a rear view of FIG. 3A;
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 반사판결합대의 초기 설정 형상에 따른 최적제어각도를 구하기 위한 식에서 사용된 기호의 의미를 보여주는 도면;4 is a view showing the meaning of a symbol used in an equation for obtaining an optimum control angle according to the initial configuration of the reflector plate according to the first embodiment of the present invention;
도 5a는 본 발명의 제 1실시예에 따른 반사판모듈의 구성을 보여주는 사시도;5A is a perspective view showing the configuration of a reflector plate module according to a first embodiment of the present invention;
도 5b는 본 발명의 제 1실시예에 따른 반사판모듈의 작동상태를 보여주는 상태도;5b is a state diagram showing an operating state of the reflector plate module according to the first embodiment of the present invention;
도 6a 내지 도 7b는 본 발명의 제 1실시예에 의한 자연채광장치가 적용되는 실시예를 보여주는 예시도;6a to 7b are exemplary views showing an embodiment to which the natural light device according to the first embodiment of the present invention is applied;
도 8a는 본 발명의 제 2실시예에 따른 자연채광장치의 사시도;8A is a perspective view of a natural light device according to a second embodiment of the present invention;
도 8b는 도 8a의 측면도 및 도 8c는 도 8a의 배면도;FIG. 8B is a side view of FIG. 8A and FIG. 8C is a rear view of FIG. 8A;
도 9는 본 발명의 제 2실시예에 따른 자연채광장치의 반사판모듈의 각도를 조절하기 위한 식에서 사용된 기호의 의미를 보여주는 도면;9 is a view showing the meaning of symbols used in the equation for adjusting the angle of the reflector module of the natural light device according to the second embodiment of the present invention;
도 10은 본 발명의 제 2실시예에 따른 자연채광장치가 적용되는 실시예를 보여주는 예시도;10 is an exemplary view showing an embodiment to which the natural light device according to the second embodiment of the present invention is applied;
도 11은 본 발명의 제 3실시예에 따른 자연채광장치의 구성을 보여주는 사시도;11 is a perspective view showing a configuration of a natural light device according to a third embodiment of the present invention;
도 12는 본 발명의 제 3실시예에 따른 자연채광장치의 실시예를 보여주는 예시도; 및12 is an exemplary view showing an embodiment of a natural light device according to a third embodiment of the present invention; And
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 자연채광장치의 채광원리를 보여주는 블럭도이다.Figure 13 is a block diagram showing the light principle of the natural light according to an embodiment of the present invention.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of symbols for main parts of drawing
100: 태양광 200: 채광부100: sunlight 200: miner
210: 베이스부 220: 유압지지부210: base portion 220: hydraulic support portion
230: 반사판배열부 231: 반사판결합대230: reflector array portion 231: reflector coupling table
240: 반사판모듈(pixel) 300: 확대반사수단240: reflector plate (pixel) 300: magnification reflecting means
330: 확대반사부 400:촬영수단330: magnification reflector 400: recording means
500: 제어수단500: control means
본 발명은 자연채광장치에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 자연광인 태양광을 추적하여 그 빛을 효과적으로 끌어들이고 필요한 곳에 분산 제공할 수 있는 자연채광장치에 관한 것이다.The present invention relates to a natural light device, and more particularly, to a natural light device that tracks sunlight that is natural light, effectively attracts the light, and provides a dispersion where necessary.
흔히 현시대인들, 특히 도시인들의 생활 환경은 아파트, 빌딩 등의 고층건물에서 생활하거나 햇볕이 잘 들지 않는 저층건물에서 생활하는 등의 주거환경으로 인해 일조량 부족에 따른 햇볕 결핍 증후군과 같은 현대병 질환을 겪는 경우가 빈번하게 일어나고 있다. 햇볕 결핍 증후군은 하루평균 4시간 이상을 햇볕 아래서 생활하지 않으면 걸리는 일종의 정신질환으로 성격이 날카로워지거나 회의적이고 공격적이며, 우울증과 만성피로 등의 증상을 유발하는 것으로 최근에 이에 대한 논문이 프랑스에서 발표되기도 했다.Often, the living conditions of modern people, especially urban people, suffer from modern illnesses such as sunshine deficiency syndrome due to lack of sunshine due to living conditions such as living in high-rise buildings such as apartments and buildings or low-rise buildings that are not well-sunlighted. The case is happening frequently. Sunburn deficiency syndrome is a type of mental illness that occurs when people do not live in the sun for more than 4 hours on average, causing their symptoms to become sharp, skeptical, aggressive, and depressive and chronic. Recently, a paper about this is published in France. It also became.
특히 아파트 등의 고층건물의 저층 및 주변에는 햇볕이 차단되기 때문에 이런 부분에 대한 일조량 확보를 위한 노력이 일어나고 있으며, 이러한 방법의 하나로 자연채광장치가 많이 고안되고 있는바, 일본이나 유럽 등의 선진국에서 많이 연구되어 실용화되고 있다.In particular, efforts are being made to secure sunlight in the lower floors and surroundings of high-rise buildings such as apartments. As one of these methods, many natural light devices have been devised. It has been studied and put into practical use.
이러한 자연채광장치는 지구온난화를 방지하고 에너지절약 및 지속가능한 건축을 위한 태양에너지 활용시스템의 하나로서 장래에 시스템의 도입 및 확대가 크게 기대되는 자연에너지 활용장치이다.This natural light device is a natural energy utilization device that is expected to introduce and expand the system in the future as one of the solar energy utilization systems for preventing global warming, saving energy and sustainable construction.
예컨대, 첨부 도면 중, 도 1은 종래 특허출원번호 제 10-2002-0050467호의 자연채광장치의 구성을 보여주는 구성도로서, 자연채광장치의 기본적인 구성을 보여주는 실시예이다.For example, in the accompanying drawings, Figure 1 is a block diagram showing the configuration of a natural light device of the prior patent application No. 10-2002-0050467, an embodiment showing the basic configuration of the natural light device.
도 1에서 보여주고 있는 자연채광장치는 실내용 자연채광장치로서 비교적 작 은 범위의 채광을 실현하는 장치인데, 상기 도면에 도시된 바에 의하면 태양을 추적하면서 태양광을 집광하는 채광부(10)와, 채광부의 1차 반사판(11)에서 반사된 태양광을 원하는 실내에 확산하는 2차 반사판(21)으로 이루어진 전송부(20), 및 상기 전송부(20)로부터 빛을 전송받는 인공광(조명장치)의 조도를 조절하도록 실내에 설치된 자동조도조절장치(31)가 설치된 조사부(30)로 그 구성이 기본적으로 이루어진다.The natural light device shown in FIG. 1 is a device for realizing a relatively small range of light as a natural light device for indoor use, and as shown in the drawing, a
상기 채광부(10)는 태양광을 추적·집광하는 유니트로서 반사체는 일반적으로 거울을 이용하며, 태양광의 움직임에 따라 채광부를 추적하고 구동시킬 수 있는 추적제어장치는 태양의 위치를 예측할 수 있는 프로그램을 이용하여 제어하는 방식과 태양위치 검출센서를 사용하는 방식이 사용된다. 또한, 채광부의 채광방식은 반사거울방식, 파라볼릭(parabolic)방식, 프리즘 굴절방식, 그리고 렌즈집광방식 등이 있으며, 반사거울방식에 이용되는 반사면은 접시형태로 제작되고, 반사면 표면의 마감은 얇은 유리 거울이나 은 도금된 플라스틱 필름 등으로 처리한다.The
상기 반사거울방식은 태양추적을 수행하는 고반사율의 평면 또는 곡면거울 등을 이용하여 태양광을 소정의 장소로 전달하는 방식이며, 필요에 따라 2차 반사거울을 사용하며 보통 빛의 직진성을 이용하여 공중전송 방식으로 빛을 전달한다.The reflection mirror method is a method of transmitting the sunlight to a predetermined place by using a plane or curved mirror of high reflectance to perform the sun tracking, using a secondary reflection mirror as needed, and usually using the straightness of light It transmits light by air transmission method.
상기 전송부(20)는 전송방식에 따라 광섬유방식, 공중전송방식, 반사거울 덕트방식 등으로 구분된다. 여기서, 상기 광섬유방식은 집광된 태양광을 광섬유 케이블을 이용하여 필요한 곳에 보내는 전송장치이며, 상기 공중전송방식은 고 반사율의 거울을 사용하여 빛을 일정한 각도로 실내에 보내도록 된 장치이고, 상기 반사 거울 덕트방식은 집광된 태양광을 내부가 반사율이 높은 거울면 모양의 스텐레스 튜브나 금속제 사각형 덕트를 통하여 원하는 곳에 빛을 비추게 하는 것이다.The
상기 조사부(30)는 전송부로부터 전송된 태양광을 직접 또는 거울이나 렌즈 등을 사용하여 실내로 산광 시키는 광원부분이다.The irradiator 30 is a light source part that diffuses the sunlight transmitted from the transmitter to the room directly or by using a mirror or a lens.
이러한 자연채광장치는 아파트나 빌딩 같은 고층건물 사이의 상호 간섭으로 인해서 햇볕이 도달하지 못하는 저층부 및 주변부에 햇볕을 보상해줄 수 있는 장치이기도 하지만, 종래의 자연채광장치는 한 가구의 아파트 또는 사무실과 같은 비교적 소규모의 좁은 범위의 실내 채광을 위한 장치였다.The natural light device is a device that can compensate for sunlight in the lower part and the periphery where sunlight cannot reach due to mutual interference between high-rise buildings such as an apartment or a building, but the conventional natural light device is an apartment or office of a household. It was a device for relatively small, narrow indoor lighting.
이는 대규모 아파트와 같은 큰 건물 자체의 태양광이 비추지 않는 지역적인 채광은 힘들었다. 또한, 이러한 채광장치를 일일이 구비하기 위해서는 비용이 많이 드는 단점이 있었으며, 채광장치를 설치할지라도 빛의 수직전달과정에 따른 각 세대별 장치 설치상의 여러 가지 간섭이 발생하므로 단지(영역별) 개념의 실질적인 사용이 어려운 점이 있었다.This was difficult for local mining where large buildings, such as large apartments, were not illuminated by sunlight. In addition, there is a disadvantage in that it is costly to provide such a skylight device one by one, and even though the skylight device is installed, various interferences occur in the installation of devices for each generation according to the vertical transmission process of light. It was difficult to use.
따라서 이러한 규모가 큰 지역에 따른 채광을 할 수 있으며, 아파트나 빌딩과 같은 대규모의 건물에서 목표영역별로 빛을 주사해 줄 수 있는 자연채광장치 개발의 필요성이 대두 되고 있다.Therefore, it is possible to mine according to such a large area, and the necessity of developing a natural light device that can inject light by target area in a large building such as an apartment or a building.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해서 안출된 것으로서, 햇볕이 들지 않는 고층건물의 저층부 및 주변부의 일조권을 확보하고, 건물의 실내/외의 조명을 보다 밝게 함으로써 보다 쾌적한 생활 환경을 제공할 수 있으며, 표적주사영역 조정에 의한 영역별/시간별 채광이 가능한 자연채광장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been devised by the necessity as described above, by securing the sunshine right of the low-rise and periphery of high-rise buildings not sunshine, and can provide a more comfortable living environment by brightening the interior / exterior lighting of the building, the target It is an object of the present invention to provide a natural light apparatus capable of lighting by region / time by adjusting a scanning region.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 자연채광장치는 바닥면에 결합되는 베이스부와, 상기 베이스부의 상단에 결합되는 유압지지부와, 상기 유압지지부에 결합되어 태양광을 집광/반사하는 반사판배열부로 구성되는 채광부;상기 채광부에서 집광/반사되는 빛을 받아 표적주사영역에 다시 전달하는 확대반사수단; 상기 표적주사영역의 음영을 촬영하고 이에 대한 데이터값을 수집할 수 있는 촬영수단; 및 상기 촬영수단에 의해 얻어진 데이터값의 처리/분석 제어 및 상기 채광부와 확대반사수단의 제어를 위한 제어수단을 포함하여 이루어진다.Natural light emitting device according to the present invention for achieving the above object is a base portion coupled to the bottom surface, the hydraulic support portion coupled to the upper end of the base portion, coupled to the hydraulic support portion as a reflector array for condensing / reflecting sunlight An enlarged reflecting unit for receiving the light collected / reflected by the mining unit and transferring the light back to a target scanning area; Photographing means capable of photographing the shadow of the target scanning area and collecting data values thereof; And control means for processing / analytical control of data values obtained by said photographing means and for controlling said lighter and said enlarged reflecting means.
여기서, 상기 베이스부는 바닥면에 고정 결합되는 하부베이스와, 상기 하부베이스의 상부에 결합되어 회전축을 중심으로 회동할 수 있는 상부베이스, 및 상기 하부베이스의 중심부에 내설되어 상부베이스의 중심부에 회전축을 제공하는 구동수단을 포함하여 구성된다.Here, the base portion is coupled to the lower base fixed to the bottom surface, the upper base that is coupled to the upper portion of the lower base can rotate around the rotation axis, and is installed in the center of the lower base to the rotation axis in the center of the upper base It comprises a drive means for providing.
또한, 상기 유압지지부는 베이스부와 반사판배열부 사이에 일단이 힌지결합되며 승하강이 가능한 다단의 유압실린더로 이루어진 제1축 및 제2축과, 상기 베이스부와 반사판배열부 사이에 양단이 힌지결합되며 승하강이 가능한 다단의 유압실린더로 이루어진 제3축을 포함하여 구성되되, 상기 제1축 및 제2축의 동시 승하강과 상기 제3축의 축방향 수직운동 및 힌지운동에 따라 반사판배열부 및 확대반사수단 전체의 각도 조절이 이루어지는데, 여기서 각도 조절은 시각에 따라 태양의 높이가 변화되더라도 반사판배열부에 대한 햇볕의 입사각이 일정하게 유지되도록 하 는 것이 목적이다.In addition, the hydraulic support portion is hinged between the base portion and the reflector array, one end and the second shaft consisting of a multi-stage hydraulic cylinder capable of lifting up and down, and both ends between the base portion and the reflector array Composed and configured to include a third shaft consisting of a multi-stage hydraulic cylinder capable of lifting up and down, the reflector array and the enlarged reflection according to the simultaneous lifting and lowering of the first and second axes and the axial vertical and hinge movement of the third axis The angle adjustment of the entire means is made, where the angle adjustment is intended to maintain the angle of incidence of sunlight on the reflector array even if the height of the sun changes with time.
또한, 상기 반사판배열부는 최적제어각도(φi)에 따라 형성된 하나 이상의 반사판결합대가 연결되어 집광부를 이루는 반사판지지부 및 상기 각 반사판결합대와 대응 결합되어 상기 확대반사수단의 확대반사부에 태양광을 집광시키는 하나 이상의 반사판모듈로 이루어지며, 상기 반사판모듈은 상기 반사판결합대에 고정 결합되는 반사판베이스와, 상기 반사판베이스에 결합되는 반사판구동축, 및 상기 반사판구동축의 구동에 의해 태양광의 반사각도 및 높낮이 조절이 가능한 반사판을 포함하여 구성된다.In addition, the reflector array portion is connected to one or more reflector plate formed in accordance with the optimum control angle (φ i ) to form a light collecting portion and the reflector plate and the respective reflector plate coupled to the reflecting portion of the enlarged reflecting portion of the expansion reflecting means It consists of one or more reflector module for condensing the light, the reflector module is a reflector plate fixed to the reflector plate coupling, the reflector plate driving shaft coupled to the reflector plate base, and the reflection angle and height of the sunlight by driving the reflector plate driving shaft It is configured to include an adjustable reflector.
또한, 상기 확대반사수단은 외부케이스와, 상기 채광부를 통해 반사되는 태양광을 초점에 모으고, 모아진 태양광을 다시 표적주사영역에 확대 반사시키는 확대반사부, 및 상기 외부케이스의 하부에 결합되어 상기 확대반사부의 각도조절을 위한 운동을 할 수 있는 확대반사부구동축으로 이루어지며,상기 확대반사부구동축은 하나 이상의 축을 포함하되, 상기 확대반사부의 각도 조절을 통하여 반사되는 태양광의 각도를 조절할 수 있도록 모터구동에 의한 상하 나사이동이 가능한 구조를 갖는다.The enlarged reflecting means may be coupled to an outer case, an enlarged reflector configured to focus the sunlight reflected through the mining unit, and expand and reflect the collected sunlight back to a target scanning area, and coupled to a lower portion of the outer case. An enlarged reflecting part driving shaft that can be exercised for adjusting the angle of the enlarged reflecting portion, the enlarged reflecting portion driving axis includes at least one axis, the motor to adjust the angle of the reflected sunlight through the angle adjustment of the enlarged reflecting portion It has a structure that can be moved up and down by driving.
또한, 본 발명에 의한 자연채광장치는 바닥면에 결합되는 베이스부와, 상기 베이스부의 상부에 결합되는 하나 이상의 축으로 이루어진 고정지지부와, 상기 고정지지부의 상단에 결합되어 태양광을 집광/반사하는 반사판배열부로 이루어진 채광부; 상기 채광부에서 집광/반사되는 빛을 받아 표적주사영역에 다시 전달하는 확 대반사수단; 상기 표적주사영역의 음영을 촬영하고 이에 대한 데이터값을 수집할 수 있는 촬영수단; 및 상기 촬영수단에 의해 얻어진 데이터값의 처리/분석 제어와 상기 채광부와 확대반사수단의 제어를 위한 제어수단을 포함하여 이루어진다.In addition, the natural light apparatus according to the present invention is coupled to the base portion, the fixed support portion consisting of one or more axes coupled to the upper portion of the base portion, coupled to the upper end of the fixed support portion for condensing / reflecting sunlight A light emitting unit comprising a reflector array; Expansion and reflecting means for receiving the light collected / reflected by the mining unit and transferring the light back to a target scanning area; Photographing means capable of photographing the shadow of the target scanning area and collecting data values thereof; And control means for processing / analyzing control of data values obtained by said photographing means and controlling said lighter and said enlarged reflecting means.
여기서, 상기 반사판배열부는 하나 이상의 평판형 반사판결합대가 연결되어 집광부를 이루는 반사판지지부 및 상기 각각의 반사판결합대에 결합되어 상기 확대반사수단에 태양광을 집광시키는 하나 이상의 반사판모듈로 구성된다.Here, the reflector array portion is composed of a reflector plate support portion is connected to each of the reflector plate coupled to one or more plate-shaped reflector plate coupled to each of the reflector plate and the light reflector module for condensing the sunlight on the enlarged reflecting means.
또한, 본 발명에 의한 자연채광장치는 태양광의 위치를 추적하면서 집광/반사하는 채광부 및 상기 채광부에서 집광/반사되는 빛을 받아 표적주사영역에 다시 전달하는 확대반사수단으로 이루어진 채광유니트부; 상기 채광유니트부와 이웃한 채광유니트부를 상호 연결하여 태양광의 이동에 따른 위치를 추적하도록 채광유니트부의 각도변환이 이루어지도록 하는 채광유니트부구동수단; 상기 표적주사영역의 음영을 촬영하고 이에 대한 데이터값을 수집할 수 있는 촬영수단; 및 상기 촬영수단에 의해 얻어진 데이터값의 처리/분석 제어 및 상기 채광유니트부와 채광유니트부구동수단의 제어를 위한 제어수단을 포함하여 이루어진다.In addition, the natural light apparatus according to the present invention comprises a mining unit consisting of a light collecting and reflecting the light while the location of the light collecting and reflecting and the reflecting means for receiving the light collected / reflected from the mining unit and delivers back to the target scanning area; A mining unit part driving means for interconnecting the mining unit part to a neighboring mining unit part to perform angle conversion of the mining unit part to track a position according to the movement of sunlight; Photographing means capable of photographing the shadow of the target scanning area and collecting data values thereof; And control means for processing / analytical control of data values obtained by said photographing means and controlling said light unit and said light unit unit driving means.
여기서, 상기 채광부는 일측이 바닥면에 고정되고 타측이 상기 채광유니트부구동수단에 의해 좌우 회동하는 베이스부와, 상기 베이스부의 상단에 결합되어 시각에 따라 태양의 높이가 변화되더라도 반사판배열부에 대한 태양광의 입사각이 일정하게 유지되도록 채광유니트부의 각도를 조절하는 유압지지부와, 상기 유압지지부에 결합되어 태양광을 집광/반사하는 반사판배열부로 구성된다.Here, the mining unit is fixed to the bottom surface of one side and the other side is rotated left and right by the light unit unit driving means, and coupled to the upper end of the base portion, even if the height of the sun changes depending on time for the reflector array portion It consists of a hydraulic support for adjusting the angle of the mining unit to maintain a constant angle of incidence of sunlight, and a reflection plate array coupled to the hydraulic support to collect / reflect the sunlight.
상기 반사판배열부는 최적제어각도(φi)에 따라 형성된 판상의 집광부로 이루어진 반사판지지부 및 상기 반사지지부에 결합되어 태양광을 집광시키는 하나 이상의 반사판모듈로 구성되되, 상기 반사판모듈은 상기 반사판지지부에 고정되는 반사판베이스와, 상기 반사판베이스에 결합되어 반사판이 상하 이동 및 일축 회전될 수 있도록 하는 하나 이상의 반사판구동축, 및 상기 반사판구동축의 구동에 의해 상하 이동 및 일축 회전되면서 태양광을 반사시키는 반사판을 포함하여 구성된다.The reflector array includes a reflector support part consisting of a plate-shaped condenser formed at an optimum control angle φ i and at least one reflector module coupled to the reflector support to condense sunlight, wherein the reflector module supports the reflector support part. A reflector plate fixed to the base plate, one or more reflector plate driving shafts coupled to the reflector plate base so that the reflector plate can be vertically moved and rotated uniaxially, and a reflector plate that reflects sunlight while being moved up and down and rotated uniaxially by driving the reflector plate axis. It is configured by.
또한, 상기 확대반사수단은 외관을 형성하는 외관케이스와, 상기 외관케이스의 내부에 구비되는 확대반사부구동축과, 상기 확대반사부구동축을 구동하는 구동모터와, 상기 구동축이 회전함에 따라 반사각도가 조절되어 채광부로부터 반사되는 태양광을 집광하여 표적영역에 확대 반사하는 확대반사부로 구성된다.The enlarged reflecting means may include: an exterior case forming an exterior, an enlarged reflection unit driving shaft provided inside the exterior case, a driving motor for driving the enlarged reflection unit driving shaft, and a reflection angle as the driving shaft rotates. It is composed of an enlarged reflector for adjusting and focusing the sunlight reflected from the mining portion to expand and reflect on the target area.
또한, 상기 채광유니트부구동수단은 채광유니트부 및 이웃하는 채광유니트부의 일측면을 상호 연결하여 태양광의 이동에 따라 좌우 이동하여 회전할 수 있도록 하는 결합부재 및 상기 결합부재를 구동시키는 구동모터를 포함하여 구성된다.In addition, the mining unit unit driving means includes a coupling member and a driving motor for driving the coupling member by connecting the side surface of the mining unit and the neighboring mining unit to each other to rotate left and right according to the movement of sunlight. It is configured by.
한편, 본 발명에 의한 자연채광장치는 자외선 및 적외선 차단기능을 할 수 있는 필터수단을 더 포함하여 구성되며, 또한 자동세척수단 및 자동제설수단을 더 포함하여 구성된다.On the other hand, the natural light apparatus according to the present invention further comprises a filter means capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays, and further comprises an automatic washing means and an automatic snow removing means.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
첨부 도면 중, 도 2는 본 발명이 적용되는 장소를 보여주는 예시도로서, 본 발명인 자연채광장치는 아파트나 빌딩 같은 고층건물 사이(101, 102)에 생기는 태 양광이 닿지 않는 부분(A)에 대해 햇볕을 보상해주기 위해 건물 옥상 부위에 설치하는 장치이다.In the accompanying drawings, Figure 2 is an exemplary view showing a place to which the present invention is applied, the natural light device of the present invention for the portion (A) that the sunlight does not reach between the high-rise buildings such as apartments or buildings (101, 102) It is installed on the roof of the building to compensate for the sun.
감성공학의 심리물리학법칙(Psychophysical Power Law)에 따른 다음 식에 의하면, 빛의 세기가 햇볕의 1/100 정도만 되어도 인간이 느끼는 밝기는 햇볕의 1/10 에 해당하여, 사람의 눈이 편안한 밝기의 환경을 제공할 수 있는 것으로 알려져 있다.According to the Psychophysical Power Law of Emotional Engineering, the brightness felt by human being is equivalent to 1/10 of sunlight even when the light intensity is about 1/100 of sunlight. It is known to be able to provide an environment.
여기서, ψ는 감성(Degree of Sensation), 즉 인간이 느끼는 반응정도를 나타내고, k는 비례상수(Constant), Φ는 자극크기(Magnitude of Stimulus)를 나타낸다. β는 지수(Exponent)를 나타내는데, 밝기(Brightness)에 대한 이 값은 0.5이므로, 1/100의 세기로써 1/10의 밝기로 채광하게 되며, 따라서 햇볕 필요 면적의 1/100에 해당하는 면적의 햇볕만 확보하여 효율적으로 분배하더라도 효과적인 채광실현이 가능하므로 이것이 본 발명을 가능하게 하는 배경이 되는 것이다.Here, ψ represents the degree of sensitivity, that is, the degree of response felt by humans, k represents the constant, and Φ represents the magnitude of stimulus. β represents the exponent, which is 0.5 for Brightness, so it is mined at 1 / 10th the brightness with 1/100 intensity, so that the area corresponding to 1 / 100th of the required area of sunlight Even if only the sunlight is secured and distributed efficiently, effective light realization is possible, which is the background for enabling the present invention.
따라서, 건물 사이의 간섭으로 인해 햇볕이 잘 들지 않는 부분에 본 발명인자연채광장치를 이용하여 햇볕을 효율적으로 집광/분배하여 보상해줌으로써, 햇볕 부족에 따른 인간 생활환경의 문제점을 해결할 수 있다.Therefore, by effectively condensing / distributing the sunlight by using the natural light emitting device of the present inventors in a part where sunlight does not go well due to interference between buildings, it is possible to solve the problem of the human living environment due to lack of sunlight.
[실시예 1]Example 1
첨부 도면 중, 도 3a는 본 발명의 제 1실시예에 따른 자연채광장치의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 3b는 도 3a의 단면도이며, 도 3c는 도 3a의 배면도이다.3A is a perspective view showing a configuration of a natural light device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 3B is a cross-sectional view of FIG. 3A, and FIG. 3C is a rear view of FIG. 3A.
상기 도면에 도시된 바에 의하면, 본 발명인 자연채광장치는 채광부(200), 상기 채광부(200)에서 집광/반사되는 빛을 받아 표적주사영역에 전달하는 확대반사수단(300), 표적주사영역의 음영을 촬영하고 이에 대한 데이터값을 수집할 수 있는 촬영수단(400), 및 상기 촬영수단(400)에 의해 얻어진 데이터값을 처리/분석하고 상기 채광부(200)와 확대반사수단(300)의 구동을 제어하는 제어수단(500)으로 이루어진다.As shown in the drawings, the present invention, the natural light device according to the present invention, the
먼저, 상기 채광부(200)의 구성 및 작용에 대해 설명하고자 한다.First, the configuration and operation of the lighter 200 will be described.
상기 채광부(200)는 건물 옥상의 바닥면에 결합되는 베이스부(210)와, 상기 베이스부(210)의 상단에 결합되는 유압지지부(220)와, 상기 유압지지부(220)에 결합되어 태양광을 집광/반사하는 반사판배열부(230)로 구성된다.The
여기서, 상기 베이스부(210)는 바닥면에 고정 결합되는 하부베이스(210a)와, 상기 하부베이스(210a)의 상부에 결합되어 회전축(211a)을 중심으로 회동할 수 있는 상부베이스(210b), 및 상기 하부베이스(210a)와 상부베이스(210b)가 만나는 가장자리에 위치하여 상부베이스(210b) 측에 만들어진 기어(미도시)와 맞물려 구동함으로써 상부베이스(210b)에 회전을 제공하는 구동모터(211)로 이루어진다. 이러한 베이스부(210)는 원형의 형상이며, 상기 하부베이스(210a)에 내설되는 구동모터(211)는 제어수단(500)의 제어에 의해 태양의 위치 변화에 따라 구동하면서 상기 상부베이스(210b)를 회동시키게 된다.Here, the
상기 유압지지부(220)는 세 개의 축으로 이루어져 있으며, 제1축(221) 및 제2축(222)은 상기 상부베이스(210b)와 반사판배열부(230) 사이에 일단이 힌 지(221a,222a)결합되고 승하강이 가능한 다단의 유압실린더로 이루어지며, 제3축(223)은 상기 상부베이스부(210b)와 반사판배열부(230) 사이에 양단이 힌지(223a)결합되고 승하강이 가능한 다단의 유압실린더로 이루어진다. 이러한 유압지지부(220)는 상기 제1축(221) 및 제2축(222)이 동시에 승하강함에 따라 상기 반사판배열부(230)의 높낮이 조절에 따른 경사도가 제어됨과 동시에 상기 제3축(223)의 힌지운동 및 축방향 수직운동에 의해 반사판배열부(230)의 경사도가 조절되어 시각에 따라 태양의 높이가 변화해도 각 반사판(234)으로 들어오는 태양광의 입사각이 초기 조건과 동일하게 유지되도록 하여 각 반사판(234)에서 반사되는 태양광이 확대반사부(300)에 초점을 이루도록 하는 것이다.The
상기 반사판배열부(230)는 하술할 최적제어각도(φi)에 따라 형성된 하나 이상의 반사판결합대(231)가 연결되어 집광부를 이루는 반사판지지부 및 상기 각 반사판결합대(231)와 대응 결합되어 상기 확대반사수단(300)를 구성하는 확대반사부(330)에 태양광을 집광시키는 하나 이상의 반사판모듈(232)로 구성된다.The
여기서, 상기 반사판결합대(231)의 초기 설정의 형상은 태양광이 하술할 확대반사부(330)의 초점에 집광될 수 있도록 최적제어각도(φi)에 따라 형성된다.Here, the shape of the initial setting of the
첨부 도면 중, 도 4는 상기 반사판결합대의 초기 설정 형상에 따른 최적제어각도를 구하기 위한 아래의 식에서 사용된 기호의 의미를 보여주고 있으며, 상기 최적제어각도(φi)는 오차(e)를 최소화할 수 있도록 다음의 식을 이용하여 구하게 된다.In the accompanying drawings, FIG. 4 shows the meaning of symbols used in the following equation for obtaining the optimum control angle according to the initial configuration of the reflector plate, and the optimum control angle φ i minimizes the error e. This can be found using the following equation.
여기서, ,φ1=0, θi=θ1-φi(도 4참조)이고, L은 반사판(243)의 길이이고, h는 확대반사부(330)의 초점과 첫 번째 반사판(243) 사이의 수직거리이고, D는 확대반사부(330)의 초점과 첫 번째 반사판(243)의 끝단 사이 수평거리이고, θ1은 태양광과 첫 번째 반사판(243)이 이루는 각도이고, xi와 yi는 각 반사판(243)의 중심과 각 반사판(243)의 끝단 사이의 수평거리 및 수직거리이다. 여기서, 상기 확대반사부(330)에 맺히는 태양광의 초점은 평면형태의 초점이 된다.here, , φ 1 = 0, θ i = θ 1 -φ i (see FIG. 4), L is the length of the reflecting
본 발명인 자연채광장치는 상기 오차(e)값을 최소화하기 위한 최적제어각도(φi)를 찾는 것이 집광부를 형성하는 반사판배열부(230)의 초기 설정시 중요하다. 그리고, 이러한 상태에서 태양의 위치변화에 따라 태양광이 확대반사부(330)에 집광되도록 하기 위해서 상기 베이스부(210)의 회전제어, 유압지지부(220)의 세 축 제어가 이루어지게 되는 것이다.In the natural light emitting device of the present invention, finding an optimal control angle φ i for minimizing the error (e) value is important in the initial setting of the
첨부 도면 중, 도 5a는 본 발명의 제 1실시예에 따른 반사판모듈의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 5b는 본 발명의 제 1실시예에 따른 반사판모듈의 작동상 태를 보여주는 상태도이다. 5A is a perspective view illustrating a configuration of a reflector plate module according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a state diagram illustrating an operation state of the reflector plate module according to the first embodiment of the present invention.
상기 도면에 도시된 바와 같이, 상기 반사판모듈(240)은 상기 반사판결합대(231)에 고정 결합되는 반사판베이스(241)와, 상기 반사판베이스(241)에 결합되는 반사판구동축(242), 및 상기 반사판구동축(242)의 구동에 의해 태양광의 반사각도 및 높낮이 조절이 가능한 반사판(243)으로 구성된다.As shown in the figure, the
여기서, 상기 반사판구동축(242)은 상기 반사판베이스(241)와 반사판(243)에 상/하단부가 각각 힌지 결합되어 회동할 수 있는 제1축(242a) 및 제2축(242b)과, 상기 반사판베이스(241)에 하단부가 고정 결합되고 상기 반사판(243)에 상단부가 힌지 결합되는 제3축(242c)으로 구성되며, 상기 제1축(242a), 제2축(242b) 및 제3축(242c)은 외관을 형성하는 외관부재(242a') 내부에 모터구동에 의해 상하 나사이동이 가능한 구조이다.Here, the reflector
즉, 상기 반사판구동축(242)은 유압지지부(220)의 축과 마찬가지로 세 개의 축으로 이루어져 있으며, 상기 제1축(242a), 제2축(242b) 및 제3축(242C)은 각각 축 내부에 모터와 스크류에 의한 상하 수직운동을 할 수 있도록 나사부재(242a")가 구비되어 있고, 상기 제3축(242c)은 제1축(242a) 및 제2축(242b)의 수직운동에 따라 제3축(242c)의 힌지 결합부분에서 연동하게 되어 있다. 또한, 생산성을 고려한 설계사양에 있어서, 상기 반사판(243)은 가로, 세로의 길이가 15㎝×15㎝인 정사각형의 형상을 갖는 것이 바람직하다.That is, the reflector
상기 반사판구동축(242)의 구동은 하술할 확대반사부(330)로 빛을 보낼 것인지 여부에 따라 반사판(243)의 On/Off 제어를 하게 된다. 즉, 이는 하술할 촬영수 단(400)인 카메라가 햇볕이 비치는 지역과 비치지 않은 지역(표적주사영역)을 영상화하여 음영상태를 파악하고, 하술할 제어수단(500)에서 이 영상화된 영역에 대해 분할을 하여 데이터로 만들게 되고, 빛을 필요로 하는 곳과 필요로 하지 않는 곳을 결정하여 반사판(243)의 On/Off 제어를 하게 되는 것이다. 여기서, 상기 표적주사영역에 대한 분할은 집광부를 이루는 반사판결합대(231)에 결합되는 반사판모듈(240)에 의한 분할과 1:1 대응하는 분할이 된다.The driving of the reflector
둘째, 첨부 도면 중 도 3b를 참조하여 상기 확대반사수단(300)의 구성 및 작용에 대해서 설명하고자 한다.Second, the configuration and operation of the enlarged reflection means 300 will be described with reference to FIG. 3B of the accompanying drawings.
상기 확대반사수단(300)은 외부케이스(310)와, 상기 채광부(200)를 통해 반사되는 태양광을 초점에 모으고, 모아진 태양광을 다시 표적주사영역에 확대 반사시키는 확대반사부(330), 및 상기 외부케이스(310)의 하부에 결합되어 상기 확대반사부(330)의 각도조절을 위한 운동을 할 수 있는 확대반사부구동축(320)으로 구성된다. 상기 확대반사부구동축(320)은 상기 확대반사부(330)의 각도 조절을 통하여 표적주사영역으로 반사되는 태양광의 주사각도를 필요에 따라 전반적인 범위 개념으로 조절할 수 있도록 2축 모터구동에 의해 상하 나사이동이 가능한 구조로서, 축 내부에 모터와 스크류에 의한 상하 수직운동을 할 수 있도록 나사부재(320a)가 구비되는 것은 상기 반사판구동축(242)의 구조와 유사하다.The
셋째, 상기 촬영수단(400)에 구성 및 작용에 대해서 설명하고자 한다.Third, the configuration and operation of the photographing means 400 will be described.
상기 촬영수단(400)은 뒷건물(102, 도 2참조)의 그늘에 가려서 태양광이 직접적으로 도달하지 못하는 어두운 영역, 즉 채광을 하기 위한 표적주사영역(A)의 음영을 촬영하고 이에 대한 데이터값을 수집할 수 있는 장치이다. 이렇게 촬영된 표적주사영역(A)의 데이터값은 제어수단(500)으로 보내지고, 상기 제어수단(500)에서는 표적주사영역(A)을 분할하여 다수개의 반사판모듈(240)로 이루어지는 반사판배열부(230)의 분할영역과 상호 매칭(Matching)시켜 표적주사영역(A)내에서도 필요한 부분에만 필요한 시간에 채광시킬 수 있도록 각각의 반사판모듈(240)의 구동을 제어할 수 있게 된다.The photographing means 400 covers the shadow of the back building 102 (refer to FIG. 2) to capture a shadow of a dark area where sunlight does not reach directly, that is, a shadow of the target scan area A for light and the data thereof. A device that can collect values. The photographed data of the target scanning area A is sent to the control means 500, and the control means 500 divides the target scanning area A to form a plurality of reflecting
넷째, 상기 제어수단(500)에 대해서 설명하고자 한다.Fourth, the control means 500 will be described.
상기 제어수단(500)은 상기 촬영수단(400)에 의해 얻어진 데이터값을 분석하고 처리하는 제어를 하며, 표적주사영역(A)의 불필요한 주사영역과 매치(Match)되는 반사판(243)을 온(On)/오프(Off)하여 영역별/시간별 채광을 가능하게 하고, 상기 채광부(200) 및 확대반사수단(300)의 각도를 제어한다.The control means 500 controls to analyze and analyze data values obtained by the photographing means 400, and turns on the reflecting
한편, 바람직하게는 본 발명의 제 1실시예에 의한 자연채광장치는 자외선 및 적외선 차단기능을 할 수 있는 필터를 더 구비할 수 있으며, 또한 자동세척수단이나 자동제설수단을 더 구비할 수 있다.On the other hand, preferably, the natural light apparatus according to the first embodiment of the present invention may further include a filter capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays, and may further include an automatic washing means or an automatic snow removing means.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명인 자연채광장치의 작동상태에 대해서 설명하고자 한다.Hereinafter, an operation state of the natural light device of the present invention configured as described above will be described.
첨부 도면 중, 도 6a 내지 도 7b는 본 발명의 제 1실시예에 의한 자연채광장치가 적용되는 실시예를 보여주는 예시도로서, 태양의 위치에 따라 채광부(210)의 위치 변동을 통해 표적주사영역내 주사를 하는 모습을 보여주고 있다.6A to 7B are exemplary views showing an embodiment to which the natural light apparatus according to the first embodiment of the present invention is applied, and target scanning through the positional change of the
예컨대, 도 6a 및 도 6b에서 보여주는 바와 같이, 태양광(100)이 두 개의 건 물(101, 102)과 일직선상으로 위치하여 한 건물(102)의 간섭으로 인해 타건물(101) 전면부에 그늘이 지면, 촬영수단(400)인 카메라를 통해 햇볕이 비치는 곳과 비치지 않는 곳(표적주사영역)을 영상화하여 음영상태를 파악하고 영상화된 영역에 대한 분할을 하여 데이터를 얻게 된다. 여기서, 상기 분할은 집광부를 이루는 반사판결합대(231)에 결합되는 반사판모듈(240)에 의한 분할과 1:1 대응하는 분할이다.For example, as shown in FIGS. 6A and 6B, the
태양의 위치에 따른 베이스부(210)와 유압지지부(220)의 축 구동이 지속적으로 이루어지면서, 상기와 같이 표적주사영역에 대한 데이터를 획득하고, 각 반사판모듈(240)의 온(On)/오프(off) 조절에 의해 확대반사부(330)로 전달되는 빛을 조정하게 된다.As the axis of the
결국, 상기와 같은 과정을 지속적으로 반복처리하여 어두운 부분에 대해 채광(A)을 하게 된다. 여기서, 아파트 등의 각 세대별 요구사항을 반영하여 시간대별, 영역별 주사여부를 판단하게 되고, 채광이 필요한 영역에 해당하는 반사판(243)을 활성화시켜 채광을 실현하게 되는 것이다.As a result, the above process is continuously repeated to light the dark portion A. FIG. Here, it is determined whether to scan by time zone and area by reflecting the requirements of each generation of the apartment, etc., and the light is realized by activating the
또한, 도 7a 및 도 7b에서 보여주는 바와 같이, 태양(100)이 한 건물(102)의 측면으로 이동하게 되면, 태양(100)의 높이와 각도에 따라 베이스부(210)의 회전과 유압지지부(220)의 축 구동에 의해 태양광의 입사각과 반사각을 일정하게 유지하면서 어두운 부분에 대한 표적주사영역 채광을 하게 된다.In addition, as shown in Figure 7a and 7b, when the
[실시예 2]Example 2
첨부 도면 중, 도 8a는 본 발명의 제 2실시예에 따른 자연채광장치의 사시도이고, 도 8b는 도 8a의 측면도이고, 도 8c는 도 8a의 배면도이다.8A is a perspective view of a natural light device according to a second embodiment of the present invention, FIG. 8B is a side view of FIG. 8A, and FIG. 8C is a rear view of FIG. 8A.
본 발명인 제 2실시예에 따른 자연채광장치는 채광부(200), 상기 채광부(200)에서 집광/반사되는 빛을 받아 표적주사영역에 다시 전달하는 확대반사수단(300), 표적주사영역의 음영을 촬영하고 이에 대한 데이터값을 수집할 수 있는 촬영수단(400), 및 상기 촬영수단(400)에 의해 얻어진 데이터값을 처리/분석하고 상기 채광부(200)와 확대반사수단(300)의 구동을 제어하는 제어수단(500)으로 이루어진다.The natural light emitting apparatus according to the second embodiment of the present invention includes a
여기서, 상기 확대반사수단(300), 촬영수단(400), 및 상기 제어수단(500)에 대한 구조 및 작용은 제1실시예의 구성 요소와 동일하므로, 이에 대한 중복적인 설명은 생략하기로 한다.Here, since the structure and operation of the magnification reflecting means 300, the photographing means 400, and the control means 500 is the same as the components of the first embodiment, a redundant description thereof will be omitted.
이하, 상기 채광부(200)의 구성 및 작용에 대해 설명하고자 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the lighter 200 will be described.
상기 채광부(200)는 건물의 옥상이나 지붕에 결합되는 베이스부(210)와, 상기 베이스부(210)의 상부에 결합되는 하나 이상의 축으로 이루어진 고정지지부(220')와, 상기 고정지지부(220')의 상단에 결합되어 태양광을 집광/반사하는 반사판배열부(230)로 구성된다.The
여기서, 상기 베이스부(210)는 제1실시예의 베이스부와 동일한 구조를 가지며, 따라서 이에 대한 중복적인 설명은 생략하고자 한다.Here, the
상기 고정지지부(220')는 하술할 반사판지지부(231)의 하단부와 상기 베이스부(210)의 상단부를 연결하는 지지축으로, 상기 반사판지지부(231)와 베이스부(210) 사이에 고정결합된다.The fixed
상기 반사판배열부(230)는 하나 이상의 평판형 반사판결합대(231)가 연결되 어 집광부를 이루는 반사판지지부(231) 및 상기 각각의 반사판결합대(231a)에 결합되어 상기 확대반사수단(300)에 태양광을 집광시키는 하나 이상의 반사판모듈(240)로 구성된다.The reflective
여기서, 상기 반사판배열부(230)는 평판형이므로, 앞서 설명된 제 1실시예에서와 같은 초기 설정이라는 개념이 없고, 다음의 식에 의해 구해지는 각 반사판(243)의 각도(θ) 조절에 의한 셋팅이 시간에 따른 태양의 높이 변화에 대응하여 지속적으로 이루어지면서 형성된다.Here, since the
첨부 도면 중, 도 9(a)는 실시예 2가 경사진 지붕에 설치된 경우의 태양광의 입사각과 그에 따른 각 반사판모듈(240)의 각도를 보여주고 있고, 도 9(b)는 아래의 식에서 사용된 기호의 의미를 보여주고 있다.Of the accompanying drawings, Figure 9 (a) shows the angle of incidence of sunlight and the angle of each reflecting
여기서, θ는 각 반사판(243)이 수평면과 이루어야 할 각도이고, h는 확대반사부(330)의 초점과 각 반사판(243) 중심 사이의 수직거리이고, D는 확대반사부(330)의 초점과 각 반사판(243) 중심 사이의 수평거리이고, φ는 태양광(100)이 수평면과 이루는 각도이다.Here, θ is the angle that each reflecting
이와 같이 구성된 제 2실시예에 따른 자연채광장치는 태양광의 위치변동에 따라 상기 베이스부(210)의 회동 및 각 반사판모듈(240)의 각도 조절이 이루어지게 된다.In the natural light emitting apparatus according to the second embodiment configured as described above, the
첨부 도면 중, 도 10은 본 발명의 제 2실시예에 따른 자연채광장치가 적용되는 실시예를 보여주는 예시도로서, 상기 도면에 도시된 바에 의하면, 본 발명인 자연채광장치는 경사진 지붕(102a)을 가지는 건물의 옥상에 주로 설치될 수 있다.10 is an exemplary view showing an embodiment to which the natural light device according to the second embodiment of the present invention is applied. As shown in the drawing, the natural light device of the present invention has a sloped roof 102a. It can be installed mainly on the roof of a building.
이는 제 1실시예에 따른 자연채광장치는 경사진 지붕에 적용하기에는 구조적인 안정성을 확보하기 어렵기 때문에, 제 2실시예에 따른 자연채광장치를 안출하게 된 것이다.This is because the natural light device according to the first embodiment is difficult to secure structural stability to be applied to the inclined roof, the natural light device according to the second embodiment.
제 2실시예에 따른 자연채광장치는 상술한 바와 같이, 초기에 반사판모듈(240)의 각도설정방법이 제 1실시예와 다르며, 각각의 반사판(243)의 제어에 의한 각도 조절이 큰 형태의 장치이다.As described above, in the natural light emitting apparatus according to the second embodiment, the angle setting method of the reflecting
한편, 바람직하게는 본 발명의 제 2실시예에 의한 자연채광장치는 자외선 및 적외선 차단기능을 할 수 있는 필터를 더 구비할 수 있으며, 또한 자동세척수단이나 자동제설수단을 더 구비할 수 있다.On the other hand, preferably, the natural light apparatus according to the second embodiment of the present invention may further include a filter capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays, and may further include an automatic washing means or an automatic snow removing means.
상기와 같이 구성된 제 2실시예에 따른 자연채광장치의 표적주사영역 설정 및 반사판모듈 온(On)/오프(Off) 등의 작동원리는 제 1실시예에 따른 자연채광장치의 작동원리와 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.The operating principle of the target scanning area setting and the reflector module on / off of the natural light emitting device according to the second embodiment configured as described above is the same as the operation principle of the natural light emitting device according to the first embodiment. The description thereof will be omitted.
[실시예 3]Example 3
첨부 도면 중, 도 11은 본 발명의 제 3실시예에 따른 자연채광장치의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 12a, 도 12b, 및 도 12c는 본 발명의 제 3실시예에 따른 자연채광장치의 실시예를 보여주는 예시도이다.In the accompanying drawings, FIG. 11 is a perspective view showing a configuration of a natural light apparatus according to a third embodiment of the present invention, and FIGS. 12A, 12B, and 12C are views of a natural light apparatus according to a third embodiment of the present invention. An example diagram showing an example.
상기 도면에 도시된 바에 의하면, 본 발명인 자연채광장치는 채광부(210)와 확대반사수단(220)으로 이루어진 채광유니트부(200), 채광유니트부구동수단(240), 촬영수단(400), 및 상기 촬영수단(500)에 의해 얻어진 데이터값의 처리/분석 제어 및 상기 채광유니트부(200)와 채광유니트부구동수단(240)의 제어를 위한 제어수단(500)으로 구성된다.As shown in the drawings, the inventors of the present invention, the natural light device is a
먼저, 상기 채광유니트부(200)의 구성 및 작용에 대해 설명하고자 한다.First, the configuration and operation of the
상기 채광유니트부(200)는 태양광(100)의 위치를 추적하면서 집광/반사하는 채광부(210) 및 상기 채광부(210)에서 집광/반사되는 빛을 받아 표적주사영역에 다시 전달하는 확대반사수단(220)으로 이루어진다.The
여기서, 상기 채광부(210)는 일측이 바닥면에 고정되고 타측이 하술할 채광유니트부구동수단(240)에 의해 좌우 회동하는 베이스부(211)와, 상기 베이스부(211)의 상단에 결합되는 유압지지부(212)와, 상기 유압지지부(212)에 결합되어 태양광을 집광/반사하는 반사판배열부(213)로 구성된다.Here, the
상기 반사판배열부(213)는 도 4에 도시된 바와 동일한 최적제어각도(φi)에 따라 형성된 판상의 집광부로 이루어진 반사판지지부(214) 및 상기 반사판지지부(214)에 결합되어 태양광을 집광시키는 하나 이상의 반사판모듈(213)로 구성되며, 상기 반사판모듈(213)은 상기 반사판지지부(214)에 고정되는 반사판베이스(213a)와, 상기 반사판베이스(213a)에 결합되어 반사판(213c)이 상하 이동 및 회전이 될 수 있도록 하는 3개의 반사판구동축(213b), 및 상기 반사판구동축(213b)의 구동에 의해 상하 이동 및 회전되면서 태양광을 반사시키는 반사판(213c)으로 구성 된다.The
상기 반사판(213c)은 일축이 긴 직사각형 형상으로, 이를 구동하기 위한 반사판구동축(213b)은 세 개의 축으로 이루어지며, 세 축의 상하/회전 구동제어에 의해 태양광의 반사 여부를 결정하게 된다. 예컨대, 인접하는 두 반사판(213c)에서 하나의 반사판(213c)이 축 구동에 의해 하강 및 회전하면 이 반사판(213c)에서 반사되는 빛은 하술할 확대반사수단(220)의 확대반사부(221)에 도달하지 않게 되고, 이렇게 함으로서 원하는 표적주사영역에 해당하는 반사판(213c)만 활성화시켜 필요한 부분의 채광이 이루어지게 된다. 바람직하게는, 상기 반사판(213c)은 가로, 세로의 크기가 50㎝×2.5㎝인 직사각형이다.The
한편, 상기 확대반사수단(220)은 외관을 형성하는 외관케이스(222)와, 상기 외관케이스(222)의 내부에 구비되어 태양광의 주사각도를 필요에 따라 전반적인 범위 개념으로 조절할 수 있는 확대반사부구동축(223a)과, 상기 확대반사부구동축(223a)을 구동하는 구동모터(223)와, 상기 채광부(210)로부터 반사되는 태양광을 집광하여 표적영역에 확대 반사하는 확대반사부(221)로 구성된다.On the other hand, the enlarged reflecting
둘째, 상기 채광유니트부구동수단(240)의 구성 및 작용에 대해 설명하고자 한다.Second, the configuration and operation of the mining
상기 채광유니트부구동수단(240)은 결합부재(241) 및 상기 결합부재(241)를 구동시키는 구동모터(242)로 구성되어, 상기 채광유니트부(200) 및 이웃하는 채광유니트부(200)의 일측면을 상호 연결하여 태양광의 이동에 따라 좌우 이동을 하여 채광유니트부(200)들의 베이스부(211) 각도변환이 동시에 이루어지도록 한다.The light unit unit driving means 240 is composed of a
상기 베이스부(211)의 일측은 고정된 바닥에 대해 회전이 가능하도록 핀(pin) 구조로 결합되어 회전 중심(pivot) 역할을 하도록 되어있으며, 타측은 홈을 따라 이동 가능한 핀 구조로 상기 결합부재(241)에 의해 상호 연결되어 회동할 수 있는 구조를 갖는다. 따라서, 태양광이 위치변화를 하게 되면, 이웃하는 베이스부(211)가 상기 결합부재(241)에 상호 연결되어 상기 구동모터(242)의 구동에 의해 결합부재(241)가 좌/우 운동하면 각 베이스부(211)가 동시에 회동을 하면서 채광유니트부(200) 전체의 각도 조절을 수행하여 위치변화된 태양광의 각도에 대응하게 되고, 아울러 태양의 높이변화에 대해서는 유압지지부(212)를 조절하여 반사판배열부에 대한 태양광의 입사각을 동일하게 유지하는 것으로 이는 제 1실시예의 경우와 같다.One side of the
한편, 상기 촬영수단(500), 및 상기 제어수단(500)은 제 1실시예 및 제 2실시예의 구성 요소와 동일하므로 이의 구조 및 작용에 대한 중복적인 설명은 생략하기로 한다.On the other hand, since the photographing means 500 and the control means 500 are the same as the components of the first and second embodiments, a redundant description of the structure and operation thereof will be omitted.
이와 같은 제 3실시예에 따른 자연채광장치는 한곳에 자리를 잡아야 하는 제 1실시예와 비교하여 훨씬 작은 채광유니트를 건물 옥상이나 지붕의 가장자리에 국한하여 시리즈(series) 형태로 길게 배치시켜 사용하는 것이므로 옥상이나 지붕에 대한 공간침해가 거의 없고, 설치장소에 따라 선택적으로 채광장치의 수를 조절하여 설치할 수도 있는 이점이 있다.Since the natural light device according to the third embodiment uses a much smaller skylight unit in a series form in the form of a roof, or a roof edge, compared to the first embodiment, which is required to be located in one place, There is little space invasion on the roof or roof, and there is an advantage in that the number of mining devices can be selectively installed according to the installation location.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 제 1실시예 내지 제 3실시예에 따른 자연채광장치는 표적주사영역 조정에 의한 영역별 채광을 하는 제어원리는 동일하 다. 첨부 도면 중, 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 자연채광장치의 채광원리를 보여주는 블럭도로서, 본 발명에 따른 자연채광장치의 작동원리에 대해 간략히 설명하면 다음과 같다.As described above, the natural light emitting apparatuses according to the first to third embodiments of the present invention have the same control principle as to perform light for each area by adjusting the target scan area. 13 is a block diagram illustrating a light mining principle of a natural light extracting apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention. The operation principle of the natural light extracting apparatus according to the present invention will be briefly described as follows.
먼저, 촬영수단(500)에 의해 태양광(100)이 비치는 부분과 비치지 않는 부분인 표적주사영역에 대한 정보 데이터, 즉 표적주사영역의 음영부 영상화 및 표적주사영역의 분할화를 통해 이에 대한 데이터를 획득하는 과정(S1)과, 상기 표적주사영역의 분할영역에 대응하는 반사판배열부 및 반사판모듈의 구동, 즉 베이스부(211) 및 유압지지부(212)의 축 구동에 의해 태양의 위치에 대응하는 반사판배열부의 각도조절 및 반사판모듈의 개별 조절 및 온(On)/오프(Off) 조절 과정(S2), 상기 과정(S2)을 통해 확대반사수단(220)에 맺히는 상을 조정하여 채광을 실현하고자 하는 표적주사영역을 조정하는 과정(S3,S4)이 이루어진다.First, information data about a target scan area, which is a part of the
결국, 상기 과정(S1~S4)을 지속적으로 반복처리(S5)하여 표적주사영역을 조정하게 되고, 아파트 등의 각 세대별 요구사항을 반영하여 시간대별, 영역별 주사여부를 판단(S6)하여 채광이 필요한 표적주사영역부분에만 선택적으로 채광을 할 수 있게 된다.In the end, the process (S1 ~ S4) is continuously repeated (S5) to adjust the target scanning area, and whether or not scanning by time zone, area by reflecting the requirements of each household, such as apartment (S6) Only the target scanning area that needs to be mined can be selectively mined.
이와 같은 본 발명에 따른 자연채광장치에 의하면, 햇볕이 들지 않는 고층건물의 저층부 및 주변부의 일조권을 확보하고, 건물의 실내/외의 조명을 보다 밝게 함으로써 보다 쾌적한 생활 환경을 제공할 수 있으며, 표적주사영역 조정에 의한 영역별 채광 및 시간대별 채광이 가능하게 된다.According to the natural light device according to the present invention, by securing the sunshine right of the low-rise and periphery of high-rise buildings do not have sunlight, and can provide a more comfortable living environment by brightening the indoor / outdoor lighting of the building, target injection Mining by area and mining by time can be performed by area adjustment.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다. While the invention has been shown and described with respect to particular embodiments, it will be understood that various changes and modifications can be made in the art without departing from the spirit or scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated that those skilled in the art can easily know.
Claims (19)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020060065618A KR100729721B1 (en) | 2006-07-13 | 2006-07-13 | Natural lightening system |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009069904A1 (en) * | 2007-11-29 | 2009-06-04 | Seung-Han Kim | Natural lighting system with sequential scanning process |
KR101021169B1 (en) | 2010-12-01 | 2011-03-15 | (주)엔엘에스 | Natural lighting system |
KR101338398B1 (en) * | 2011-11-21 | 2013-12-10 | 이찬봉 | Lighting apparatus of solar-light for limiting transfer heat and protecting right to sunshine |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4256088A (en) | 1978-09-14 | 1981-03-17 | Acurex Corporation | Solar concentrator utilizing a point focusing solar concentrating panel assembly |
JPS61220007A (en) | 1985-03-25 | 1986-09-30 | Matsushita Electric Works Ltd | Solar light following type reflection mirror device |
US4883340A (en) | 1988-08-02 | 1989-11-28 | Solar Lighting Research, Inc. | Solar lighting reflector apparatus having slatted mirrors and improved tracker |
KR20040019444A (en) * | 2002-08-26 | 2004-03-06 | 한국에너지기술연구원 | Solar tracking reflector type daylighting apparatus |
JP2004288565A (en) | 2003-03-25 | 2004-10-14 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Sunlight irradiation apparatus |
JP2005029986A (en) | 2003-07-08 | 2005-02-03 | Mitaka Koki Co Ltd | Sunshine securing structure |
-
2006
- 2006-07-13 KR KR1020060065618A patent/KR100729721B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4256088A (en) | 1978-09-14 | 1981-03-17 | Acurex Corporation | Solar concentrator utilizing a point focusing solar concentrating panel assembly |
JPS61220007A (en) | 1985-03-25 | 1986-09-30 | Matsushita Electric Works Ltd | Solar light following type reflection mirror device |
US4883340A (en) | 1988-08-02 | 1989-11-28 | Solar Lighting Research, Inc. | Solar lighting reflector apparatus having slatted mirrors and improved tracker |
KR20040019444A (en) * | 2002-08-26 | 2004-03-06 | 한국에너지기술연구원 | Solar tracking reflector type daylighting apparatus |
JP2004288565A (en) | 2003-03-25 | 2004-10-14 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Sunlight irradiation apparatus |
JP2005029986A (en) | 2003-07-08 | 2005-02-03 | Mitaka Koki Co Ltd | Sunshine securing structure |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009069904A1 (en) * | 2007-11-29 | 2009-06-04 | Seung-Han Kim | Natural lighting system with sequential scanning process |
KR100928331B1 (en) | 2007-11-29 | 2009-11-26 | 김승한 | Sequential Scanning Natural Light Device |
KR101021169B1 (en) | 2010-12-01 | 2011-03-15 | (주)엔엘에스 | Natural lighting system |
KR101338398B1 (en) * | 2011-11-21 | 2013-12-10 | 이찬봉 | Lighting apparatus of solar-light for limiting transfer heat and protecting right to sunshine |
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