KR101005825B1 - 친환경 건축물을 위한 다목적 채광장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 친환경 건축물을 위한 다목적 채광장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 각종 건축물의 지상 및 지하공간 등의 소정 위치에 배치시켜, 그 사용장소별로 채광된 태양광을 적외선, 자외선, 가시광선을 구분하여 제공함으로써, 건축 시설의 친환경 및 고급화를 실현하는 동시에 전력 소모를 최소화시킬 수 있도록 한 친환경 건축물을 위한 다목적 채광장치에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 건축물의 원하는 위치에 세워지는 집광수단과; 상기 집광수단과 이격된 소정 위치에 설치되어, 집광수단을 통해 집광된 태양광을 한 곳으로 반사시키는 반사판과; 상기 반사판으로부터 반사된 빛을 각 사용처로 자외선, 적외선, 가시광선중 하나를 필터링하여 전달하도록 자외선 광파이프와, 적외선 광파이프와, 가시광선 광파이프가 각 사용처의 방향으로 분기된 형태의 분기형 광파이프와; 상기 자외선 광파이프의 입구에 장착되어, 자외선만 반사하고 적외선 및 가시광선은 투과시키는 자외선 차단 투명판과; 상기 적외선 광파이프의 입구에 장착되어, 적외선을 가시광선은 투과시키는 적외선 차단 코팅필름; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 친환경 건축물을 위한 다목적 채광장치를 제공한다.

친환경, 건축물, 다목적, 채광장치, 태양광, 적외선, 자외선, 가시광선, 반사판, 광파이프

Description

친환경 건축물을 위한 다목적 채광장치{Solar concentrating device for multipurpose landscape architecture structure}

본 발명은 친환경 건축물을 위한 다목적 채광장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 각종 건축물의 지상 및 지하공간 등의 소정 위치에 배치시켜, 그 사용장소별로 채광된 태양광을 적외선, 자외선, 가시광선을 구분하여 제공함으로써, 건축 시설의 친환경 및 고급화를 실현하는 동시에 전력 소모를 최소화시킬 수 있도록 한 친환경 건축물을 위한 다목적 채광장치에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 도시 지역에는 각종 사무용 건물 및 아파트 등과 같은 높은 건물들이 많이 세워져 빌딩 숲을 이루고 있는 바, 이러한 빌딩 숲을 둘러싸인 도심 속 녹지 공간을 만들기 위하여 건물의 옥상 및 주변 지상면에는 녹지화 조경공간이 시공되어 있고, 이 녹지화 조경의 요소로는 기본적으로 벤치를 비롯하여 산책로, 관목 등의 식생공간, 조명, 조각품 등이 시공되고 있으며, 최근에는 아파트 및 복합 상가 등의 고급화 추세에 따라 각종 편의시설(수영장, 연못, 분수대 등)이 시공되고 있다.

그럼에도 불구하고, 소비자들은 각종 건축물(특히, 아파트)내에 보다 안락하고, 보다 편리하며, 자연을 그대로 느낄 수 있는 친환경 공간을 더 원하는 추세에 있으며, 그에 따라 소비자들이 원하는 친화경 조경 구조물 등에 대한 연구가 지속되고 있다.

한편, 건물 주변의 지상면에는 각종 조경시설을 설치하는 공간을 확보하는 동시에 대기 오염을 방지하는 차원에서 대부분의 주차장이 건물의 지하공간에 시공되고 있는 바, 건물 지하 주차장 등에는 별도의 조명 시설 및 안전을 위한 CCTV 등을 설치해야 함에 따라, 전력 사용에 따른 관리 비용이 지속적으로 소요되는 단점이 있고, 조명시설을 설치함에도 불구하고 외부에 비하여 어둡기 때문에 여전히 범죄의 사각지대로 여겨지고 있는 문제점이 있으며, 또한 건축물의 공기조화장치 즉, 보일러 및 공기정화장치 등에 대한 전력 소모가 상당한 단점이 있다.

이러한 점을 감안하여, 태양광을 채광하여 조명으로 이용하는 수단들이 제안되고 있지만, 이들 대부분의 태양광 채광장치는 태양광의 직진성 및 그 반사특성을 반영하지 않음에 따라 태양광의 집광효율이 떨어지는 문제점이 있고, 적외선, 자외선, 가시광선을 구분하지 않음에 따른 채광 활용도가 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 각종 건축물의 소정 위치에 설치하여, 채광된 태양광을 적외선, 자외선, 가시광선으로 구분할 수 있도록 함으로써, 빛을 필요로 하는 건축물의 내부 및 지하공간에는 채광된 태양광의 가시광선을 제공하고, 열을 필요로 하는 보일러에는 냉각수를 가열할 수 있는 적외선을 제공하며, 공기정화장치 등에는 멸균을 위한 자외선을 제공하는 등 건축 시설의 친환경 및 고급화를 실현하는 동시에 전력 소모를 최소화시킬 수 있도록 한 친환경 건축물을 위한 다목적 채광장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구현예는: 건축물의 원하는 위치에 세워지는 집광수단과; 상기 집광수단과 이격된 소정 위치에 설치되어, 집광수단을 통해 집광된 태양광을 한 곳으로 반사시키는 반사판과; 상기 반사판으로부터 반사된 빛을 각 사용처로 자외선, 적외선, 가시광선중 하나를 필터링하여 전달하도록 자외선 광파이프와, 적외선 광파이프와, 가시광선 광파이프가 각 사용처의 방향으로 분기된 형태의 분기형 광파이프와; 상기 자외선 광파이프의 입구에 장착되어, 자외선만 반사하고 적외선 및 가시광선은 투과시키는 자외선 차단 투명판과; 상기 적외선 광파이프의 입구에 장착되어, 적외선을 반사하고 가시광선은 투과시키는 적외선 차단 코팅필름; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 친환경 건축물을 위한 다목적 채광장치를 제공한다.

본 발명의 일 구현예에서, 상기 집광수단은: 동심원 구조를 갖도록 다수의 원형홈을 일정한 깊이로 가공시킨 형태의 산광렌즈가 가로 및 세로방향을 따라 등 간격을 이루며 일체로 배열된 모듈화 산광 렌즈판과; 상기 모듈화 산광 렌즈판의 아래쪽에 배치되어, 모듈화 산광 렌즈판을 통해 서로 다른 입사각으로 입사되는 태양광을 집광하도록 가로 및 세로방향으로 밀착 조립되는 다수의 양면반사직광관과; 상기 모듈화 산광 렌즈판의 모서리를 받쳐주는 동시에 양면반사직광관의 둘레부를 조여주고, 내표면에는 내부반사판이 형성된 케이스; 로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 구현예에서, 상기 분기형 광파이프의 입구에는 반사판에서 반사된 빛을 집광하는 집광렌즈인 제1프레넬 렌즈가 장착되고, 상기 자외선 광파이프의 출구측에는 광섬유가 이면에 연결된 제3프레넬 렌즈가 장착되고, 상기 적외선 광파이프의 출구측에도 제2프레넬 렌즈가 장착되며, 상기 가시광선 광파이프의 출구측에도 광섬유가 이면에 연결된 제4프레넬 렌즈가 장착된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 구현예에서, 상기 적외선 차단 코팅필름은 유리 또는 투명 플라스틱의 표면에 적외선 차단물질을 혼합하여 코팅시킨 것이고, 상기 자외선 차단 투명판은 유리 또는 투명 플라스틱의 표면에 자외선 차단물질을 혼합하여 코팅시킨 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 일 구현예에서, 상기 분기형 광파이프의 적외선 광파이프는 내경부에 위치되며 스텐 재질이면서 그 내표면이 빛 반사가 잘되도록 광택 연마된 스텐 재질의 반사관과, 이 반사관의 외경부를 둘러싸는 냉각관으로 이루어진 이중관 형태로서, 제2프레넬 렌즈의 이면으로부터 소정 거리 떨어진 위치에서 건축물용 태양광 보일러쪽으로 더 연장 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉각관의 소정 위치에는 외기공급구가 형성되고, 공급된 찬 공기는 반사관내를 흐르는 적외선에 의하여 가열되어 건축물의 난방용 공기로 공급되도록 한 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예는: 건축물의 원하는 위치에 세워져서, 적외선 및 자외선을 차단하는 동시에 가시광선만 투과시키는 집광수단과; 상기 집광수단과 이격된 소정 위치에 설치되어, 집광수단을 통해 집광된 태양광을 한 곳으로 반사시키는 반사판과; 상기 반사판으로부터 반사된 가시광선을 각 사용처로 전달하는 가시광선 전용 광파이프와; 상기 가시광선 전용 광파이프의 입구 및 출구에 설치되는 제1 및 제2프레넬 렌즈와; 상기 가시광선 전용 광파이프의 출구측에 설치되는 제2프레넬 렌즈의 이면에 연결되어 가시광선을 사용처로 최종 전달하는 광섬유; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 친환경 건축물을 위한 다목적 채광장치를 제공한다.

본 발명의 다른 구현예에서, 상기 집광수단은: 서로 다른 입사각으로 입사되는 태양광을 집광하도록 가로 및 세로방향으로 밀착 조립되는 다수의 양면반사직광관과; 상기 양면반사직광관의 둘레부를 조여주며 그 내표면에 내부반사판이 입혀진 케이스와; 상기 케이스의 상단에 부착되어 적외선 및 자외선을 차단하는 적외선 차단필름 및 자외선 차단 투명판; 으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가시광선 전용 광파이프는 투명 PVC와, 이 투명 PVC의 외경면에 코팅된 반사막과, 반사막이 코팅된 투명 PVC의 외부를 감싸며 위치되는 보호파이프로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 발명에 따르면, 건축물의 소정 위치에 태양광 채광장치를 설치하되, 적외선, 자외선, 가시광선 등으로 구분하여 각 사용처로 전달하는 채광장치를 설치함으로써, 태양광 채광 효율 및 사용을 위한 활용도를 극대화시킬 수 있다.

즉, 조명 및 빛을 필요로 하는 건축물의 지하공간 등에 가시광선만을 유입시켜, 지하공간에 대한 룩스 단위의 조도를 자연 채광으로 높일 수 있고, 적외선을 공기조화장치 등으로 유도하여 차가운 외기를 가열하는 난방 용도로 활용할 수 있으며, 자외선을 건축물의 공기조화장치 또는 반도체 공장건물의 멸균 청정실 등으로 유도하여 살균 및 멸균을 위한 용도로 활용할 수 있다.

이렇게, 태양광을 적외선, 자외선, 가시광선 등으로 구분하여 각 사용처로 전달함으로써, 각 사용처의 조명, 보일러실, 공기조화장치에서 본래 소모되던 전력을 크게 절감시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

첨부한 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 건축물을 위한 다목적 채광장치를 나타내는 개략도이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 친 환경 건축물을 위한 다목적 채광장치의 집광수단을 나타내는 분리 및 조립사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 건축물을 위한 다목적 채광장치의 적외선 광파이프 및 그 연결 구조를 나타내는 개략도이다.

본 발명의 일 실시예는 태양광을 적외선, 자외선, 가시광선 등으로 구분하여 각 사용처로 전달할 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.

이를 위해, 건축물 또는 그 밖의 조경 시설물 등 태양광이 입사되는 소정 위치에 지지구조물(미도시됨)을 이용하여 집광수단(10)을 설치하고, 이 집광수단(10)으로부터 집광된 태양광을 한 곳으로 반사시키는 반사판(20)을 집광수단(10)에서 소정 거리 떨어진 곳에 별도의 지지구조물(미도시됨)을 이용하여 설치하게 된다.

상기 집광수단(10)은 태양광의 입사각이 시간에 따라 달라지더라도, 입사된 태양광에 직진성을 부여하며 반사판(20)쪽으로 항상 일정하게 태양광을 전달하는 역할을 하도록 제작 구비된 것이다.

상기 집광수단(10)의 구성을 보면, 가장 위쪽에 모듈화 산광 렌즈판(14)이 배치되고, 그 아래쪽에 모듈화 산광 렌즈판을 통해 들어오는 태양광을 일정한 방향 즉, 반사판(20)을 향하여 반사시키는 다수의 양면반사직광관(16)이 배치된다.

보다 상세하게는, 상기 집광수단(10)의 모듈화 산광 렌즈판(14)은 서로 다른 직경을 갖는 일정한 깊이의 원형홈이 동심원 구조를 이루며 형성된 다수의 산광렌즈(12)로 구성되며, 이 산광렌즈(12)들이 가로 및 세로방향을 따라 등간격을 이루며 일체로 배열된 구조로 제작된다.

또한, 상기 모듈화 산광 렌즈판(14)의 아래쪽에 배치는 다수의 양면반사직광 관(16)는 원통형상으로서 그 내외경면이 모두 빛을 반사하는 물질로 코팅되어 빛 반사 역할을 하게 되며, 가로 및 세로방향으로 서로 밀착 조립된다.

이때, 상기 모듈화 산광 렌즈판(14) 및 양면반사직광관(16)은 직사각형의 투명 케이스(18) 즉, 내표면에 반사물질이 입혀진 내부반사판(20')을 갖는 케이스내에 일체로 조립되는데, 모듈화 산광 렌즈판(14)의 모서리 저부가 케이스(18)의 테두리 상면에 받쳐지며 접착되고, 양면반사직광관(16)들은 서로 밀착되는 동시에 그 최외곽 둘레부가 조여지는 방식으로 케이스(18)의 바닥내에 수납된 상태가 된다.

따라서, 첨부한 도 2c에서 보는 바와 같이 태양광이 모듈화 산광 렌즈판(14)의 각 산광렌즈(12)를 통해 입사되는 바, 시간에 따라 서로 다른 입사각으로 입사되더라도, 그 아래쪽에 배열된 다수의 양면반사직광관(16)중 어느 하나의 표면에 닿아 반사될 수 밖에 없고, 또한 케이스(18)내의 내부반사판(20')에 의하여 빛이 반사되어 양면반사직광관(16)으로 들어갈 수 밖에 없으므로, 결국 양면반사직광관(16)내로 들어온 태양광은 양면반사직광관(16)이 안내하는 방향으로만 반사되어진다.

즉, 상기 양면반사직광관(16)내로 들어온 태양광은 양면반사직광관(16)의 출구쪽을 향하는 동시에 양면반사직광관(16)의 출구측과 대응되는 위치에 설치된 반사판(20)을 향해서만 반사되어진다.

이렇게 태양광이 시간에 따라 다른 입사각으로 모듈화 산광 렌즈판(14)을 통과하더라도, 태양광이 양면반사직광관(16)내로 원할하게 집광되는 동시에 직진성을 부여받으면서 반사판을 향하여 용이하게 반사되어진다.

한편, 상기 반사판(20)은 입사된 태양광을 한 곳으로 모아주는 오목렌즈 타입의 반사판으로서, 반사판(20)에서 반사된 태양광은 적외선, 자외선, 가시광선으로 필터링되도록 분기형 광파이프(30)로 들어가게 된다.

이때, 상기 분기형 광파이프(30)의 입구 즉, 반사판(20)에 반사된 태양광이 최초로 유입되는 입구에 태양광을 하나의 촛점으로 균일하게 모이게 하여 통과시키는 제1프레넬 렌즈(51)가 장착된다.

상기 분기형 광파이프(30)는 반사판(20)으로부터 반사된 태양광을 수광할 수 있는 건축물의 소정 위치에 설치되는 바, 반사판에서 반사되어 제1프레넬 렌즈(51)를 통해 들어온 태양광을 적외선, 자외선, 가시광선으로 각각 필터링하여 필요로 하는 각 사용처로 전달하는 역할을 하게 된다.

보다 상세하게는, 상기 분기형 광파이프(30)는 자외선만 반사시키는 자외선 광파이프(32)와, 적외선을 반사시키는 적외선 광파이프(31)와, 가시광선만을 반사시키는 가시광선 광파이프(33)가 차례대로 분기된 구조로서, 자외선 광파이프(32)는 건축물내에 멸균 및 살균을 필요로 하는 사용처로 자외선만을 전달하고, 적외선 광파이프(31)는 건축물내에 열을 필요로 하는 사용처로 적외선을 전달하며, 가시광선 광파이프(33)는 건축물의 조명을 필요로 하는 사용처로 가시광선만을 전달하게 된다.

상기와 같은 자외선 광파이프(32)와, 적외선 광파이프(31)와, 가시광선 광파이프(33)는 스테인레스 스틸 또는 금속 재질을 사용하고, 그 내경을 연마하여 빛의 반사와 흐름이 용이토록 하여, 자외선 및 적외선의 통과로 인해 발생되는 반사막의 손상을 방지할 수 있고, 내구성을 현저히 상승시킬 수 있다.

이때, 상기 자외선 광파이프(32)의 입구에는 자외선만 반사하고 적외선 및 가시광선은 투과시키는 자외선 차단 투명판(42) 즉, 유리 또는 투명 플라스틱 재질에 자외선 차단물질을 혼합하여 이루어진 자외선 차단 투명판(42)이 장착되어, 반사된 자외선만이 자외선 광파이프(32)를 통해 해당 사용처로 전달될 수 있다.

또한, 상기 적외선 광파이프(31)의 입구에는 적외선을 반사하고 가시광선은 투과시키는 적외선 차단 코팅필름(40) 즉, 유리 또는 투명 플라스틱의 표면에 적외선 차단물질을 혼합하여 코팅시킨 적외선 차단 코팅필름(40)이 장착되어, 반사된 적외선이 적외선 광파이프(31)를 통해 해당 사용처로 전달될 수 있다.

한편, 상기 적외선 광파이프(31)의 출구측에는 제2프레넬 렌즈(52)가 장착되는 바, 이 제2프레넬 렌즈(52)를 적외선이 통과하는 동시에 하나의 촛점으로 균일하게 모아져서 해당 사용처로 전달되어진다.

보다 상세하게는, 첨부한 도 3에서 보듯이 상기 적외선 광파이프(31)는 내경부에 위치되는 스텐 재질이면서 빛 반사가 잘되도록 광택 연마된 반사관(34)과, 이 반사관(34)의 외경부를 둘러싸는 냉각관(36)으로 이루어진 이중관 형태로 구비된 것이며, 이 적외선 광파이프(31)는 제2프레넬 렌즈(52)의 이면으로부터 소정 거리 떨어진 위치에서 해당 사용처의 일례인 건축물용 공기조화장치, 태양광 보일러, 건조실 등으로 더 연장 형성된다.

즉, 제2프레넬 렌즈(52)의 이면으로부터 소정 거리 떨어진 위치에 냉각관(36)으로 둘러싸인 적외선 광파이프(31')가 연장되고, 이 적외선 광파이프(31') 의 출구에는 제5프레넬 렌즈(55)를 매개로 급수관 및 온수관을 갖는 태양광 보일러통이 연결되는 바, 이 태양광보일러통내로 연장되는 광파이프(31")는 건조실, 실내정원 등으로 연장된다.

여기서, 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 다목적 채광장치의 활용예를 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 건축물을 위한 다목적 채광장치가 각 사용처로 연결되는 예를 나타내는 개략도이다.

상기 분기형 광파이프(30)로 유입되는 태양광은 자외선, 적외선, 가시광선이 모두 포함된 상태인 바, 먼저 자외선 광파이프(32)의 입구에 장착된 자외선 차단 투명판(42)에 의하여 자외선만이 반사되어 자외선 광파이프(32)로 들어가고, 나머지 적외선 및 가시광선은 투과된다.

이에, 상기 자외선 광파이프(32)의 출구측에 장착된 제3프레넬 렌즈(53)를 자외선이 통과하는 동시에 하나의 촛점으로 균일하게 모아져서 광섬유(60)로 전달되고, 결국 자외선이 광섬유(60)를 따라 해당 사용처의 일례인 건축물내의 공기정화장치, 멸균 또는 살균 실험실 등으로 공급될 수 있다.

다음으로, 상기 적외선 광파이프(31)를 지나는 자외선이 배제된 빛에는 적외선 및 가시광선이 존재하는 바, 적외선은 적외선 차단 코팅필름(40)에서 반사되고, 가시광선은 투과된다.

연이어, 적외선 광파이프(31)내를 흐르는 적외선이 제2프레넬 렌즈(52)에 의하여 모아져서, 제2프레넬 렌즈(52)의 이면으로부터 소정 거리 떨어진 적외선 광파 이프(31')로 들어간 후, 그 출구의 제5프레넬 렌즈(55)를 통해 태양광 보일러통내의 광파이프(31")로 들어가서 건조실 및 실내정원 등으로 적외선이 방출되도록 한다.

이때, 도 3 및 도 4에서 보듯이 이중관 형태인 적외선 광파이프(31)의 냉각관(36) 소정 위치에 형성된 외기공급구(37)를 통해 찬 공기를 공급하면, 외기공급구(37)를 통해 공급된 냉각관(36)내의 찬 공기가 반사관(34)을 냉각시킨 후 외부로 배출된다. 적외선은 건조실로 유도하여 건조 용도로 사용할 수 있다.

또한, 태양광 보일러통내의 광파이프(31")를 흐르는 적외선에 의하여 급수관으로 공급된 물이 가열되어 온수관을 통해 온수 사용처로 공급될 수 있다.

한편, 상기 가시광선 광파이프(33)의 출구측에도 제4프레넬 렌즈(54)가 장착되는 바, 이 제4프레넬 렌즈(54)를 가시광선이 통과하는 동시에 하나의 촛점으로 균일하게 모아져서 광섬유(60)로 전달되고, 결국 가시광선이 광섬유(60)를 따라 해당 사용처의 일례인 건축물의 실내 공간 및 지하 주차장 등을 위한 조명으로 공급될 수 있다.

이와 같이, 태양광을 자외선, 적외선, 가시광선 등으로 각각 필터링하여, 필요로 하는 각 사용처로 전달함으로써, 각 사용처의 조명, 보일러실, 공기조화장치등에 본래 소모되던 전력을 크게 절감시킬 수 있다.

여기서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 친환경 건축물을 위한 다목적 채광장치를 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 친환경 건축물을 위한 다목적 채광장치를 나타내는 개략도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 다목적 채광장치는 상기한 일 실시예와 달리, 가시광선만을 사용처로 전달할 수 있도록 구성된 점에 특징이 있다.

이에, 태양광이 입사되는 순간에 가시광선만 통과시키고, 적외선 및 자외선은 차단시켜야 하므로, 집광수단(10)에 적외선 및 자외선을 차단하는 수단이 구비된다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 집광수단(10)은 일 실시예와 같이, 태양광을 반사판(20)을 향하여 반사시키는 다수의 양면반사직광관(16)를 포함한다(도 2a 및 도 2b 참조).

특히, 본 발명의 다른 실시예에 따른 집광수단(10)은 일 실시예와 달리, 내부반사판(20')이 내표면에 입혀진 케이스(18)의 상면에 부착되어 적외선 및 자외선을 차단하는 적외선 차단 코팅필름 및 자외선 차단 투명판(40,42)을 포함하여 구성됨에 따라, 태양광이 입사되는 순간에 적외선 차단 코팅필름(40) 및 자외선 차단 투명판(42)에 의하여 적외선 및 자외선은 차단되는 동시에 가시광선만이 통과된다.

따라서, 태양광이 시간에 따라 다른 입사각으로 적외선 차단 코팅필름(40) 및 자외선 차단 투명판(42)을 통과할 때, 가시광선만이 양면반사직광관(16)내로 집광되는 동시에 직진성을 부여받으면서 반사판(20)을 향하여 용이하게 반사되어진다.

연이어, 상기 반사판(20)으로부터 반사된 가시광선은 각 사용처로 전달하는 가시광선 전용 광파이프(70)로 진입하게 되며, 이때 가시광선이 가시광선 전용 광 파이프(70)의 입구에 설치된 제1프레넬 렌즈(71)를 통과하여 하나의 촛점으로 균일하게 모아지면서 가시광선 전용 광파이프(70)내로 진입하게 된다.

이때, 상기 가시광선 전용 광파이프(70)는 소정 직경을 갖는 보호파이프내에 외경면에 반사막이 코팅된 투명 PVC가 내재된 구조로 구비되어, 가시광선 전용 광파이프(70)내로 진입하는 빛을 투명 PVC에 코팅된 반사막에서 반사시켜줌으로써, 빛이 가시광선 전용 광파이프(70)의 출구쪽으로 계속 반사되어 이동하게 된다.

이에 따라, 상기 가시광선 전용 광파이프(70)내로 진입된 가시광선이 가시광선 전용 광파이프(70)의 출구측에 장착되는 제2프레넬 렌즈(72)를 통과하면서 하나의 촛점으로 균일하게 모아져 광섬유(73)로 전달되고, 결국 가시광선이 광섬유(73)를 따라 해당 사용처의 일례인 건축물의 실내 공간 및 지하 주차장 등을 위한 조명으로 공급될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 건축물을 위한 다목적 채광장치를 나타내는 개략도,

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 건축물을 위한 다목적 채광장치의 집광수단을 나타내는 분리 및 조립사시도,

도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 건축물을 위한 다목적 채광장치의 집광수단이 태양광을 집광하는 것을 설명하는 단면도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 건축물을 위한 다목적 채광장치의 적외선 광파이프 및 그 연결 구조를 나타내는 개략도,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 건축물을 위한 다목적 채광장치가 각 사용처로 연결되는 예를 나타내는 개략도,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 친환경 건축물을 위한 다목적 채광장치를 나타내는 개략도,

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가시광선 전용 광파이프의 단면 구조를 설명하는 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 집광수단 12 : 산광렌즈

14 : 모듈화 산광 렌즈판 16 : 양면반사직광관

18 : 케이스 20 : 반사판

20' : 내부반사판 30 : 분기형 광파이프

31,31' : 적외선 광파이프 31" : 보일러내 광파이프

32 : 자외선 광파이프 33 : 가시광선 광파이프

34 : 반사관 36 : 냉각관

37 : 외기공급구 38 : 난방라인

40 : 적외선 차단 코팅필름 42 : 자외선 차단 투명판

51 : 제1프레넬 렌즈 52 : 제2프레넬 렌즈

53 : 제3프레넬 렌즈 54 : 제4프레넬 렌즈

55 : 제5프레넬 렌즈 60 : 광섬유

70 : 가시광선 전용 광파이프 71 : 제1프레넬 렌즈

72 : 제2프레넬 렌즈 73 : 광섬유

Claims (9)

1. 건축물의 원하는 위치에 세워지는 집광수단(10)과;

   상기 집광수단(10)과 이격된 소정 위치에 설치되어, 집광수단(10)을 통해 집광된 태양광을 한 곳으로 반사시키는 반사판(20)과;

   상기 반사판(20)으로부터 반사된 빛을 각 사용처로 공급하도록 반사판(20)으로부터 빛이 유입되는 통로에 연결되고 자외선, 적외선, 가시광선 중 자외선을 필터링하여 전달하는 자외선 광파이프(32)와, 상기 반사판(20)으로부터 반사된 빛을 각 사용처로 공급하도록 반사판(20)으로부터 빛이 유입되는 통로에 연결되고 자외선 광파이프(32)의 일측에 설치되며 자외선, 적외선, 가시광선 중 적외선을 필터링하여 전달하는 적외선 광파이프(31)와, 상기 반사판(20)으로부터 반사된 빛을 각 사용처로 공급하도록 반사판(20)으로부터 빛이 유입되는 통로에 연결되고 적외선 광파이프(31)의 일측에 설치되며 자외선, 적외선, 가시광선 중 가시광선을 필터링하여 전달하는 가시광선 광파이프(33)가 각 사용처의 방향으로 분기된 형태의 분기형 광파이프(30)와;

   상기 자외선 광파이프(32)의 입구에 장착되어, 자외선만 반사하고 적외선 및 가시광선은 투과시키는 자외선 차단 투명판(42)과;

   상기 적외선 광파이프(31)의 입구에 장착되어, 적외선을 반사하고 가시광선은 투과시키는 적외선 차단 코팅필름(40);

   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 친환경 건축물을 위한 다목적 채광장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 집광수단(10)은:

   동심원 구조를 갖도록 다수의 원형홈을 일정한 깊이로 가공시킨 형태의 산광렌즈(12)가 가로 및 세로방향을 따라 등간격을 이루며 일체로 배열된 모듈화 산광 렌즈판(14)과;

   상기 모듈화 산광 렌즈판(14)의 아래쪽에 배치되어, 모듈화 산광 렌즈판(14)을 통해 서로 다른 입사각으로 입사되는 태양광을 집광하도록 가로 및 세로방향으로 밀착 조립되는 다수의 양면반사직광관(16)과;

   상기 모듈화 산광 렌즈판(14)의 모서리를 받쳐주는 동시에 양면반사직광관(16)의 둘레부를 조여주고, 그 내표면에는 내부반사판(20')이 형성된 케이스(18);

   로 구성된 것을 특징으로 하는 친환경 건축물을 위한 다목적 채광장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 분기형 광파이프(30)의 입구에는 반사판(20)에서 반사된 빛을 집광하는 집광렌즈인 제1프레넬 렌즈(51)가 장착되고, 상기 적외선 광파이프(31)의 출구측에는 제2프레넬 렌즈(52)가 장착되며, 상기 자외선 광파이프(32)의 출구측에는 광섬유(60)가 이면에 연결되는 제3프레넬 렌즈(53)가 장착되며, 상기 가시광선 광파이프(33)의 출구측에는 광섬유(60)가 이면에 연결되는 제4프레넬 렌즈(54)가 장착된 것을 특징으로 하는 친환경 건축물을 위한 다목적 채광장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 적외선 차단 코팅필름(40)은 유리 또는 투명 플라스틱 재질의 표면에 적외선 차단물질을 혼합하여 코팅시킨 것이고, 상기 자외선 차단 투명판(42)은 유리 또는 투명 플라스틱 재질에 자외선 차단물질을 혼합하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 친환경 건축물을 위한 다목적 채광장치.
5. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,

   상기 분기형 광파이프(30)의 적외선 광파이프(31)는 내경부에 위치되는 스텐 재질이면서 그 내표면이 빛 반사가 잘되도록 광택 연마된 반사관(34)과, 이 반사관(34)의 외경부를 둘러싸는 냉각관(36)으로 이루어진 이중관 형태로서, 제2프레넬 렌즈(42)의 이면으로부터 소정 거리 떨어진 위치에서 건축물용 태양광 보일러쪽으로 더 연장 형성된 것을 특징으로 하는 친환경 건축물을 위한 다목적 채광장치.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 냉각관(36)의 소정 위치에는 외기공급구(37)가 형성되고, 외기공급구(37)를 통해 공급된 냉각관(36)내의 찬 공기는 반사관(34)을 냉각시킨 후 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 친환경 건축물을 위한 다목적 채광장치.
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