KR100913341B1 - 실내 채광용 태양광 집광장치 - Google Patents

실내 채광용 태양광 집광장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100913341B1
KR100913341B1 KR1020090035281A KR20090035281A KR100913341B1 KR 100913341 B1 KR100913341 B1 KR 100913341B1 KR 1020090035281 A KR1020090035281 A KR 1020090035281A KR 20090035281 A KR20090035281 A KR 20090035281A KR 100913341 B1 KR100913341 B1 KR 100913341B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
pipe
cooling
transfer pipe
lens
Prior art date
Application number
KR1020090035281A
Other languages
English (en)
Inventor
김주수
Original Assignee
김주수
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김주수 filed Critical 김주수
Priority to KR1020090035281A priority Critical patent/KR100913341B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100913341B1 publication Critical patent/KR100913341B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S11/00Non-electric lighting devices or systems using daylight
    • F21S11/007Non-electric lighting devices or systems using daylight characterised by the means for transmitting light into the interior of a building
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50Cooling arrangements
    • F21V29/56Cooling arrangements using liquid coolants
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50Cooling arrangements
    • F21V29/70Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F21V29/83Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks the elements having apertures, ducts or channels, e.g. heat radiation holes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00Refractors for light sources
    • F21V5/04Refractors for light sources of lens shape
    • F21V5/045Refractors for light sources of lens shape the lens having discontinuous faces, e.g. Fresnel lenses
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/04Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters for filtering out infrared radiation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/06Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters for filtering out ultraviolet radiation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/08Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters for producing coloured light, e.g. monochromatic; for reducing intensity of light
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V2200/00Use of light guides, e.g. fibre optic devices, in lighting devices or systems
    • F21V2200/10Use of light guides, e.g. fibre optic devices, in lighting devices or systems of light guides of the optical fibres type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)

Abstract

본 발명은 태양광 집광장치에 관한 것으로서, 다수의 집광렌즈가 일체로 가공 배열된 렌즈판을 통해 한꺼번에 많은 양의 태양광을 집광하고, 집광된 태양광을 가시광선만을 필터링하여 필요로 하는 곳으로 투과되도록 함으로써, 태양광의 집광 및 실내 채광 효율을 극대화시킬 수 있다.
이를 위해, 본 발명은 상부가 개방된 소정 크기의 설치틀과; 다수의 집광렌즈가 가로 및 세로방향을 따라 등간격을 이루며 일체로 배열된 구조로서, 설치틀의 상부 개방부에 장착되는 모듈화 렌즈판과; 설치틀의 바닥면에 깔리는 방열재와; 방열재의 상면에 등간격을 이루면서 직선 배열되는 제1광전달파이프와, 이 제1광전달파이프로부터 분기되어 각 집광렌즈의 바로 아래쪽에 위치되는 집광용 광파이프와, 상기 설치틀의 외부로 빠져나간 제1광전달파이프의 후단부로부터 채광을 필요로 하는 곳까지 차례로 연장되는 제2 및 제3광전달파이프로 구성되는 광전달수단과; 광전달수단의 원하는 위치에 설치되어, 집광된 태양광으로부터 적외선 및 자외선을 필터링하고 가시광선만을 투과시키는 필터링 장치와; 필터링 장치 및 그 주변에 설치되어, 태양광의 복사열을 냉각시키는 냉각장치를 포함하여 구성된다.
집광장치, 모듈화 렌즈판, 광전달파이프, 냉각장치, 필터링 장치

Description

실내 채광용 태양광 집광장치{Solar concentrating device for natural lighting}
본 발명은 태양광 집광장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수의 집광렌즈가 일체로 가공 배열된 렌즈판을 통해 한꺼번에 많은 양의 태양광을 집광하고, 집광된 태양광을 가시광선만을 필터링하여 필요로 하는 곳으로 투과되도록 함으로써, 태양광의 집광 및 실내 채광 효율을 극대화시킬 수 있는 실내 채광용 태양광 집광장치에 관한 것이다.
일반적으로, 태양광 집광 채광기는 건축물 또는 토목 공사장 등의 옥외 장소에 설치되어 태양광을 집광하는 것으로서, 태양광을 채광수단으로 필요로 하는 곳 즉, 터널 공사장, 건축물의 지하 공사장, 지하 주차장, 실내 체육관 등의 내부로 전달하여 채광을 할 수 있는 장치를 말한다.
이렇게 태양광을 실내조명으로 사용하기 위한 종래기술로서, 등록실용신안공보 제20-249385호 및 제20-170447호 등에는 프레넬 렌즈, 볼록 렌즈 등의 렌즈를 이용하여 태양광을 직접 집광하거나, 반사경 및 보조반사경을 갖는 집광수단을 이용하여 태양광을 직접 집광한 후, 집광된 태양광을 일종의 광전달용 덕트인 광파이프와 같은 광전송수단을 통하여 배광부인 광분산수단까지 전달하여 필요로 하는 곳을 채광하는 태양광 집광 채광기가 개시되어 있다.
그러나, 종래의 태양광 집광 채광기는 다음과 같은 단점이 있다.
종래의 프레넬 렌즈를 이용한 채광기에 있어서, 프레넬 렌즈 자체가 태양광을 직접 집광하기 때문에, 여러개의 프레넬 렌즈를 사용해야 요구되는 밝기를 충족시킬 수 있고, 프레넬 렌즈를 여러개 사용함에 따른 제작 비용이 많이 소요되는 단점이 있다.
또한, 프레넬 렌즈에서 집광된 태양광이 소정의 실내장소인 채광장소까지 광파이프를 통해 전달되지만, 일종의 덕트인 광파이프를 통해 실내와 실외가 연통되는 상태가 되어, 실내가 실외로 그대로 노출되기 때문에 방풍 및 방한 등이 이루어지지 않는 단점이 있다.
또한, 프레넬 렌즈를 통해 태양광이 집광될 때, 그리고 태양광이 광파이프의 선단부에 바로 전달될 때, 그 주변으로 많은 복사열이 방사되기 때문에 프레넬 렌즈를 비롯하여 프레넬 렌즈를 고정시키는 주변 부품들이 단시간내에 열부식되는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 다수의 집광렌즈가 가로 및 세로방향을 따라 일체로 배열된 모듈화 렌즈판을 구비하여 한꺼번에 많은 양의 태양광을 집광할 수 있고, 프레넬 렌즈를 갖는 광필터장치를 구비하여 집광된 태양광의 가시광선만을 필터링하여 필요로 하는 곳으로 투과시킬 수 있으며, 별도의 방열재 및 냉각장치를 배치하여 방풍 및 방한 문제를 해결하는 동시에 복사열에 의한 주변 부품의 열부식을 방지할 수 있는 등, 태양광의 집광 효율 및 실내 채광 효율을 극대화시킬 수 있도록 한 실내 채광용 태양광 집광장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상부가 개방된 소정 크기의 설치틀과; 다수의 집광렌즈가 가로 및 세로방향을 따라 등간격을 이루며 일체로 배열된 구조로서, 상기 설치틀의 상부 개방부에 장착되는 모듈화 렌즈판과; 상기 설치틀의 바닥면에 깔리는 방열재와; 상기 방열재의 상면에 등간격을 이루면서 직선 배열되는 제1광전달파이프와, 이 제1광전달파이프로부터 분기되어 상기 각 집광렌즈의 바로 아래쪽에 위치되는 집광용 광파이프와, 상기 설치틀의 외부로 빠져나간 제1광전달파이프의 후단부로부터 채광을 필요로 하는 곳까지 차례로 연장되는 제2 및 제3광전달파이프로 구성되는 광전달수단과; 상기 광전달수단의 원하는 위치에 설치되어, 집광된 태양광으로부터 적외선 및 자외선을 필터링하고 가시광선만을 투과시키는 필터링 장치와; 상기 필터링 장치 및 그 주변의 광전달수단에 설치되어, 태양광의 복사열을 냉각시키는 냉각장치; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 실내 채광용 태양광 집광장치를 제공한다.
바람직한 구현예로서, 상기 모듈화 렌즈판의 각 집광렌즈는 다수개의 원형홈을 일정한 깊이로 가공하되, 각 원형홈들이 동심원 배열을 이루도록 가공시킨 것임을 특징으로 한다.
상기 필터링 장치는: 제2광전달파이프의 후단끝과 제3광전달파이프의 전단끝을 밀봉하며 고정되는 단열재질의 하우징과; 상기 하우징내에서 제2광전달파이프의 후단끝에 인접 고정되는 광확산용 오목렌즈와; 상기 하우징내의 중간 위치에 고정되어 상기 오목렌즈에서 확산된 태양광으로부터 적외선 및 자외선을 제거하는 동시에 가시광선만을 상기 제3광전달파이프로 전달시키는 프레넬 렌즈와; 프레넬 렌즈의 앞쪽에 배치되어 프레넬 렌즈로부터의 가시광선을 백색광을 만들어 상기 제3광전달파이프로 투과시키는 프리즘; 으로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 냉각장치는: 상기 하우징의 전단부에 위치하는 제2광전달파이프의 후단부가 내재되는 제1냉각공간과, 상기 하우징의 후단부에 위치하는 제3광전달파이프가 내재되는 제2냉각공간과, 상기 제1 및 제2냉각공간을 연결하는 연결공간으로 구분되는 냉각파이프와; 상기 냉각파이프의 전단에 연결되는 냉매 공급수단과; 상기 냉각파이프의 후단에 연결되어 냉매를 냉매 공급수단으로 순환시키는 냉매 순환수단; 으로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉각파이프의 제2냉각공간의 전단부에는 하우징쪽으로 냉매가 침투되는 것을 차단하는 투명재질의 역류방지판이 상기 제3광전달파이프를 감싸면서 장착된 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
본 발명에 따르면, 종래에 단위별 집광렌즈를 사용하던 것과 달리 다수의 집광렌즈가 가로 및 세로방향을 따라 일체로 배열된 모듈화 렌즈판을 적용함으로써, 한꺼번에 많은 양의 태양광을 집광할 수 있고, 태양광을 집광하는 렌즈 가공비를 크게 절감할 수 있다.
또한, 모듈화 렌즈판이 상부에 장착된 설치틀의 바닥에 방열재를 설치함으로써, 방음 및 방수, 그리고 방열효과를 얻을 수 있고, 채광을 필요로 하는 장소가 외부와 연통되는 것을 막아 방풍 및 방한 효과도 제공할 수 있다.
또한, 모듈화 렌즈판에서 많은 태양광을 집광함과 더불어 프레넬 렌즈 및 프리즘으로 이루어진 광필터장치에서 태양광의 가시광선만을 필터링하여 채광장소로 투과시킴으로써, 태양광의 집광효율 및 실내 채광효율을 극대화시킬 수 있다.
또한, 냉각장치를 이용하여 광전달파이프 및 그 주변의 부품들을 냉각함으로써, 태양열의 복사열에 의한 주변 부품의 열부식을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 실내 채광용 태양광 집광장치를 나타내는 분리 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 실내 채광용 태양광 집광장치를 나타내는 조립 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 실내 채광용 태양광 집광장치를 나타내는 단면도이다.
본 발명에 따른 실내 채광용 태양광 집광장치는 태양광을 채광수단으로 필요로 하는 곳(예를 들어, 터널 공사장, 건축물의 지하 공사장, 지하 주차장, 실내 체육관 등)으로부터 떨어진 실외 장소중 태양광이 잘 비치는 장소에 설치되며, 이를 위해 직사각틀 형태의 설치틀(10)이 구비된다.
또한, 상기 설치틀(10)은 상부가 개방된 직사각틀 구조로서, 그 바닥면에는 방음 및 방수, 그리고 방열을 위한 방열재(30)가 소정의 두께로 깔리게 된다.
특히, 상기 설치틀의 상부 개방부에는 다수개의 단위별 집광렌즈(22)가 일체로 형성된 모듈화 렌즈판(20)이 장착된다.
보다 상세하게는, 상기 모듈화 렌즈판(20)은 다수의 단위별 집광렌즈(22)가 가로 및 세로방향을 따라 등간격을 이루며 일체로 배열된 구조이며, 각 단위별 집광렌즈(22)는 중심으로부터 점차 그 직경이 커지는 다수개의 원형홈(24)을 일정한 간격 및 깊이로 가공한 것이며, 각 원형홈(24)들은 동심원 배열을 이루게 된다.
상기 설치틀(10)의 내부 및 외부에 걸쳐 채광을 필요로 하는 곳까지 태양광을 전달하는 광전달수단(40)이 설치되는 바, 상기 광전달수단(40)은 설치틀(10)의 내부에서 방열재(30)상에 소정의 배열로 놓이게 되는 동시에 설치틀(10)의 외부로 연장되어 채광을 필요로 하는 곳까지 태양광을 전달하는 기능을 하게 된다.
즉, 상기 광전달수단(40)의 일 구성인 제1광전달파이프(42)가 방열재(30)의 상면에 등간격을 이루면서 직선 배열로 놓이되, 그 위쪽의 모듈화 렌즈판(20)의 각 집광렌즈(22) 경계부와 일치되며 이격 배열된다.
또한, 상기 각 집광렌즈(22)의 중심 아래쪽에는 상기 제1광전달파이프(42)의 측부로부터 분기된 집광용 광파이프(44)가 연장되며, 이 집광용 광파이프(44)는 집광렌즈(22)의 중심을 향하여 수직 절곡된 형상으로 배열된다.
따라서, 상기 모듈화 렌즈판의 각 집광렌즈(22)의 중심과 상기 집광용 광파이프(44)의 선단부는 첨부한 도 4에 도시된 바와 같이 소정의 거리를 유지하며 서로 마주보는 상태가 된다.
또한, 상기 설치틀(10)의 외부로 빠져나간 각 제1광전달파이프(42)의 후단부는 직선형의 제2광전달파이프(46)에 한꺼번에 합쳐지며 일체로 연결되되, 도 1의 확대도에서 보듯이 광파이프들의 배열 방향 및 연결의 용이성을 고려하여 제1 및 제2광전달파이프(42,46)의 연결 지점에 나사산을 가공하고, 각 나사산에 니플(49)을 이용하여 연결하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제2광전달파이프(46)의 후단부에는 채광을 필요로 하는 곳까지 태양광을 전달하는 제3광전달파이프(48)가 더 연결되며, 제2 및 제3광전달파이프(46,48)의 연결 부위에는 필터링 장치(50) 및 냉각장치(60)가 설치된다.
여기서, 상기 필터링 장치(50) 및 냉각장치(60)를 차례대로 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도 5는 본 발명에 따른 실내 채광용 태양광 집광장치의 필터링 장치 및 냉각장치를 설명하는 단면도이고, 도 6은 필터링 장치의 동작을 설명하는 개략도이다.
상기 필터링 장치(50)는 상기 광전달수단(40)의 원하는 위치, 바람직하게는 채광을 필요로 하는 곳까지 태양광을 전달하는 제2 및 제3광전달파이프(46,48)의 연결지점에 설치되어, 집광된 태양광으로부터 적외선 및 자외선을 필터링하고 가시광선만을 투과시키는 기능을 하게 된다.
상기 필터링 장치(50)의 일 구성으로서 단열 재질의 하우징(52)이 구비되는 바, 이 하우징(52)의 전단측에는 상기 제2광전달파이프(46)의 후단끝이 밀봉 연결되고, 하우징의 후단측에는 상기 제3광전달파이프(48)의 전단끝이 밀봉 고정된다.
또한, 상기 하우징(52)내에서 제2광전달파이프(46)의 후단끝에 인접하며 광확산용 오목렌즈(54)가 배열되며, 이 오목렌즈(5)는 제2광전달파이프(46)로부터 전달되어온 집광 태양광을 확산시키는 역할을 한다.
또한, 상기 하우징(52)내의 중간 위치에는 상기 오목렌즈(54)에서 확산된 태양광으로부터 적외선 및 자외선을 제거하는 동시에 가시광선만을 상기 제3광전달파이프(48)로 전달시키는 프레넬 렌즈(56)가 고정 설치된다.
또한, 상기 프레넬 렌즈(56)의 다음에는 프리즘(58)이 배치되는 바, 이 프리즘(58)은 프레넬 렌즈(56)로부터의 가시광선을 백색광을 만들어서 상기 제3광전달파이프(48)로 투과시키는 역할을 한다.
상기 냉각장치(60)는 상기 필터링 장치(50) 및 그 주변의 광전달수단(40)에 설치되어, 태양광의 복사열을 냉각시키는 것으로서, 프레넬 렌즈 및 프리즘을 비롯 하여 그 주변의 렌즈 고정을 위한 부품들(미도시됨)이 열부식되는 것을 방지하고, 최종 채광장소로 전달되는 태양광 온도를 상온과 같은 적정 수준으로 내려주는 역할을 한다.
상기 냉각장치(60)의 일 구성으로서, 전단 입구측에 냉매공급수단(64)이 연결되고, 후단 출구측에는 냉각을 마친 냉매(물 또는 공기)를 냉매공급수단(64)으로 순환시키는 냉매순환수단(68)이 연결되는 냉각파이프(64)가 구비된다.
보다 상세하게는, 상기 냉각파이프(64)는 서로 연통되는 제1냉각공간(61)과, 연결공간(63)과, 제2냉각공간(62)으로 구성되는데, 상기 제1냉각공간(61)내에는 상기 하우징(52) 전단부에 위치하는 제2광전달파이프(46)의 후단부가 내재되고, 상기 제2냉각공간(48)내에는 상기 하우징(52)의 후단부에 위치하는 제3광전달파이프(48)가 내재되며, 상기 제1냉각공간(61)과 제2냉각공간(62)은 하우징(52)의 외부에 위치하는 연결공간(63)에 의하여 서로 연통되게 연결된다.
또한, 상기 냉각파이프(64)의 제2냉각공간(62)의 전단부에는 투명재질의 역류방지판(69)이 장착되는 바, 이 투명재질의 역류방지판(69)은 상기 제2냉각공간(62)의 내경과 상기 제3광전달파이프(48)의 외경 사이에 밀봉되며 장착되어, 빛은 통과시키고 하우징(52)쪽으로 냉매가 침투되는 것을 차단하는 역할을 하게 된다.
여기서, 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 실내 채광용 태양광 집광장치에 대한 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 모듈화 렌즈판(20)의 각 단위별 집광렌즈(22)를 통하여 태양광이 집광된다.
즉, 첨부한 도 4에 도시된 바와 같이 각 단위별 집광렌즈(22)에 가공된 동심원 배열의 원형홈(24)을 통해 태양광이 반사되며 집광되어 그 아래쪽에 배치된 집광용 광파이프(44)로 전달된다.
연이어, 상기 집광용 광파이프(44)를 통해 집광된 태양광은 제1광전달파이프(42)와 제2광전달파이프(46)를 따라 순차적으로 전달된다.
이어서, 상기 제2광전달파이프(46)로부터의 태양광이 상기 필터링 장치(50)의 오목렌즈(54)를 통과하며 확산된 후, 상기 프레넬 렌즈(56)로 전달되어진다.
이때, 상기 프레넬 렌즈(56)는 그 표면에 형성된 동심원 구조의 홈에 의하여 태양광의 굴절이 이루어지며, 이 굴절각에 의하여 자외선 및 적외선은 제3광전달파이프(48)로 모아지지 않고, 단지 가시광선만이 제3광전달파이프(48)로 모아지게 된다.
이와 동시에, 상기 프레넬 렌즈(56)로부터의 가시광선이 프리즘(58)을 통과하여 백색광을 전환되고, 채광을 위한 백색광만이 제3광전달파이프(48)에 투과되어 채광을 필요로 하는 장소까지 전달됨으로써, 실내 채광을 필요로 하는 터널 공사장, 건축물의 지하 공사장, 지하 주차장, 실내 체육관 등에 태양광에 의한 자연 채광이 이루어지게 된다.
한편, 상기 냉각장치(60)의 냉매공급수단(64)으로부터 물 또는 압축 공기와 같은 냉매가 냉각파이프(64)의 제1냉각공간(61)으로 공급되어, 제1냉각공간(61)내의 제2광전달파이프(46)를 냉각하게 되고, 연이어 냉매는 냉각파이프(64)의 연결공 간(63)을 경유하여 제2냉각공간(62)으로 들어가 제2냉각공간내의 제3광전달파이프(48)를 냉각하게 된다.
이때, 상기 냉각파이프(64)의 제2냉각공간(62)에 유입된 냉매는 상기 하우징(62)의 내부쪽으로도 흐르게 되지만, 상기 제2냉각공간(62)의 내경과 상기 제3광전달파이프(48)의 외경 사이에 장착된 투명재질의 역류방지판(69)에 의하여 차단되어 하우징(62)의 내부로는 냉매가 침투되지 않게 된다.
따라서, 태양광이 제2 및 제3광전달파이프(46,48)를 통과할 때, 그 주변으로 방사되는 복사열의 온도가 위와 같은 냉각장치(60)의 냉각작용에 의하여 하강하게 되므로, 하우징(62)내의 프레넬 렌즈(56) 및 프리즘(58)을 비롯하여 그 주변의 렌즈 고정을 위한 부품들(미도시됨)의 열부식을 방지할 수 있고, 최종 채광장소로 전달되는 태양광 온도를 상온과 같은 적정 수준으로 내려줄 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실내 채광용 태양광 집광장치를 나타내는 분리 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 실내 채광용 태양광 집광장치를 나타내는 조립 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 실내 채광용 태양광 집광장치를 나타내는 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 실내 채광용 태양광 집광장치의 모듈화 렌즈판 및 그 집광 작용을 설명하는 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 실내 채광용 태양광 집광장치의 필터링 장치 및 냉각장치를 설명하는 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 실내 채광용 태양광 집광장치의 필터링 장치의 동작을 설명하는 개략도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 설치틀 20 : 모듈화 렌즈판
22 : 집광렌즈 24 : 원형홈
30 : 방열재 40 : 광전달수단
42 : 제1광전달파이프 44 : 집광용 광파이프
46 : 제2광전달파이프 48 : 제3광전달파이프
49 : 니플 50 : 필터링 장치
52 : 하우징 54 : 오목렌즈
56 : 프레넬 렌즈 58 : 프리즘
60 : 냉각장치 61 : 제1냉각공간
62 : 제2냉각공간 63 : 연결공간
64 : 냉각파이프 66 : 냉매공급수단
68 : 냉매순환수단 69 : 역류방지판

Claims (5)

  1. 상부가 개방된 소정 크기의 설치틀(10)과;
    다수의 집광렌즈(22)가 가로 및 세로방향을 따라 등간격을 이루며 일체로 배열된 구조로서, 상기 설치틀의 상부 개방부에 장착되는 모듈화 렌즈판(20)과;
    상기 설치틀(10)의 바닥면에 깔리는 방열재(30)와;
    상기 방열재(30)의 상면에 등간격을 이루면서 직선 배열되는 제1광전달파이프(42)와, 이 제1광전달파이프(42)로부터 분기되어 상기 각 집광렌즈(22)의 중심 아래쪽에 위치되는 집광용 광파이프(44)와, 상기 설치틀(10)의 외부로 빠져나간 제1광전달파이프(42)의 후단부로부터 채광을 필요로 하는 곳까지 차례로 연장되는 제2 및 제3광전달파이프(46,48)로 구성되는 광전달수단(40)과;
    상기 광전달수단(40)의 원하는 위치에 설치되어, 집광된 태양광으로부터 적외선 및 자외선을 필터링하고 가시광선만을 투과시키는 필터링 장치(50)와;
    상기 필터링 장치(50) 및 그 주변의 광전달수단(40)에 설치되어, 태양광의 복사열을 냉각시키는 냉각장치(60);
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 실내 채광용 태양광 집광장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 모듈화 렌즈판(20)의 각 집광렌즈(22)는 다수개의 원형홈(24)을 일정한 깊이로 가공하되, 각 원형홈(24)들이 동심원 배열을 이루도록 가공시킨 것임을 특징으로 하는 실내 채광용 태양광 집광장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 필터링 장치(50)는:
    상기 제2광전달파이프(46)의 후단끝과 제3광전달파이프(48)의 전단끝을 밀봉하며 고정되는 단열재질의 하우징(52)과;
    상기 하우징(52)내에서 제2광전달파이프(46)의 후단끝에 인접 고정되는 광확산용 오목렌즈(54)와;
    상기 하우징(52)내의 중간 위치에 고정되어 상기 오목렌즈(54)에서 확산된 태양광으로부터 적외선 및 자외선을 제거하는 동시에 가시광선만을 상기 제3광전달파이프(48)로 전달시키는 프레넬 렌즈(56)와;
    상기 프레넬 렌즈(56)의 다음에 배치되어 프레넬 렌즈(56)로부터의 가시광선을 백색광을 만들어 상기 제3광전달파이프(48)로 투과시키는 프리즘(58);
    으로 구성된 것을 특징으로 하는 실내 채광용 태양광 집광장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 냉각장치(60)는:
    상기 필터링 장치(50)의 하우징(52) 전단부에 위치하는 제2광전달파이프(46)의 후단부가 내재되는 제1냉각공간(61)과, 상기 하우징(52)의 후단부에 위치하는 제3광전달파이프(48)가 내재되는 제2냉각공간(62)과, 상기 제1 및 제2냉각공간(61,62)을 연결하는 연결공간(63)으로 구분되는 냉각파이프(64)와;
    상기 냉각파이프(64)의 전단에 연결되는 냉매공급수단(66)과;
    상기 냉각파이프(64)의 후단에 연결되어 냉매를 냉매공급수단(66)으로 순환시키는 냉매순환수단(68);
    으로 구성된 것을 특징으로 하는 실내 채광용 태양광 집광장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 냉각파이프(64)의 제2냉각공간(62)의 전단부에는 하우징(52)쪽으로 냉매가 침투되는 것을 차단하는 투명재질의 역류방지판(69)이 상기 제3광전달파이프(48)를 감싸면서 밀봉 장착된 것을 특징으로 하는 실내 채광용 태양광 집광장치.
KR1020090035281A 2009-04-23 2009-04-23 실내 채광용 태양광 집광장치 KR100913341B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090035281A KR100913341B1 (ko) 2009-04-23 2009-04-23 실내 채광용 태양광 집광장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090035281A KR100913341B1 (ko) 2009-04-23 2009-04-23 실내 채광용 태양광 집광장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100913341B1 true KR100913341B1 (ko) 2009-08-20

Family

ID=41210072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090035281A KR100913341B1 (ko) 2009-04-23 2009-04-23 실내 채광용 태양광 집광장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100913341B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100977298B1 (ko) 2010-01-18 2010-08-23 김주수 태양광을 이용한 친환경의 다목적 채광 및 공조장치
KR100991600B1 (ko) 2010-03-16 2010-11-04 이상천 태양광 채광장치 및 이를 이용한 수증기 발생장치
KR101005825B1 (ko) * 2009-11-27 2011-01-05 김주수 친환경 건축물을 위한 다목적 채광장치
KR101027782B1 (ko) 2009-08-31 2011-04-08 한국방진방음 주식회사 광분배기 및 이를 이용한 태양광 조명 시스템
KR20210146678A (ko) 2020-05-27 2021-12-06 재단법인 한국조명아이씨티연구원 태양광 집광채광기의 집광효율 산출을 위한 각도 조절형 모의광원 시험장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57164702A (en) * 1981-04-02 1982-10-09 Takashi Mori Solar light collecting device
JPH0682606A (ja) * 1992-08-31 1994-03-25 Sanyo Electric Co Ltd 採光装置
KR20080102531A (ko) * 2007-05-21 2008-11-26 박찬식 판형 태양광 채광 조명 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57164702A (en) * 1981-04-02 1982-10-09 Takashi Mori Solar light collecting device
JPH0682606A (ja) * 1992-08-31 1994-03-25 Sanyo Electric Co Ltd 採光装置
KR20080102531A (ko) * 2007-05-21 2008-11-26 박찬식 판형 태양광 채광 조명 장치

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101027782B1 (ko) 2009-08-31 2011-04-08 한국방진방음 주식회사 광분배기 및 이를 이용한 태양광 조명 시스템
KR101005825B1 (ko) * 2009-11-27 2011-01-05 김주수 친환경 건축물을 위한 다목적 채광장치
WO2011065734A2 (ko) * 2009-11-27 2011-06-03 Kim Ju Su 친환경 건축물을 위한 다목적 채광장치
WO2011065734A3 (ko) * 2009-11-27 2011-11-10 Kim Ju Su 친환경 건축물을 위한 다목적 채광장치
KR100977298B1 (ko) 2010-01-18 2010-08-23 김주수 태양광을 이용한 친환경의 다목적 채광 및 공조장치
WO2011087294A2 (ko) * 2010-01-18 2011-07-21 Kim Ju Su 태양광을 이용한 친환경의 다목적 채광 및 공조장치
WO2011087294A3 (ko) * 2010-01-18 2011-11-10 Kim Ju Su 태양광을 이용한 친환경의 다목적 채광 및 공조장치
KR100991600B1 (ko) 2010-03-16 2010-11-04 이상천 태양광 채광장치 및 이를 이용한 수증기 발생장치
KR20210146678A (ko) 2020-05-27 2021-12-06 재단법인 한국조명아이씨티연구원 태양광 집광채광기의 집광효율 산출을 위한 각도 조절형 모의광원 시험장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101278408B (zh) 光伏屋顶屋脊盖和安装方法
KR100913341B1 (ko) 실내 채광용 태양광 집광장치
US7227077B2 (en) Light element with a translucent surface
US20090223511A1 (en) Unglazed photovoltaic and thermal apparatus and method
JP2009162046A (ja) 太陽電池モジュールを備えたモジュラー要素
KR20110030247A (ko) 조명 유로 슬랫
KR20110067118A (ko) 광기전 셀 장치
AU2013212159C1 (en) Skylight energy management system
US8881474B2 (en) Housing and mounting assembly for skylight energy management system
CN108442619B (zh) 自清洁光热光伏一体化隔热通风可透光玻璃屋顶
KR101187146B1 (ko) 조명등기구 순환식 방열장치
CN202017308U (zh) 基于槽式聚光保护的太阳能集热建筑构件
KR0181201B1 (ko) 태양광 집광기 및 집광광 이용장치
JP5672462B2 (ja) 集光レンズ、発光ダイオード(可視光線)、反射板を内蔵した太陽電池セル及び高階層構造を一体化した太陽光発電システム
US20190093841A1 (en) Solar Tube
KR101310390B1 (ko) 고효율 태양광 집광 장치
CN106152559B (zh) 一种太阳能集热器
JPH0158802B2 (ko)
JP6444679B2 (ja) 庇型光ダクト
CN210771903U (zh) 一种地下停车场用易散热光导管照明装置
CN207179540U (zh) 一种用于气膜建筑的光导照明系统
JPS58136002A (ja) 太陽光利用照明装置
JP3096134U (ja) 太陽光の簡易型“採光・照明システム”
CN1690589A (zh) 太阳能网络自然光照明加热装置
JP3139413U (ja) 水道水や井戸水等の配管内の流水を使用して太陽光線を日陰室内等に導入するシステム。

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120813

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130822

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140804

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150812

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160805

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170809

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180809

Year of fee payment: 10