KR101170318B1 - 건축물의 창문 일체형 추적방식 채광장치 - Google Patents

건축물의 창문 일체형 추적방식 채광장치 Download PDF

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KR101170318B1
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Abstract

본 발명은 건축물 전면의 상부에 설치되는 가이드 바와; 상기 가이드 바를 따라 일정 거리만큼 전, 후진 운동하는 슬라이더와; 상기 슬라이더에 고정 결합되는 지지 암과; 입사하는 태양 광을 집광하는 복수 개의 집광 렌즈와, 상기 각 집광 렌즈 후면에 일정 거리 이격되어 설치되는 광 섬유를 포함하여 상기 지지 암의 전단부에 구비되는 태양 광 획득장치와; 상기 태양 광 획득장치의 각 집광 렌즈가 태양을 실시간으로 추적할 수 있도록 상기 태양 광 획득장치를 상기 지지 암의 전단부에 대하여 일정 각도로 회전시키는 구동 암과; 상기 태양 광 획득장치를 외부 환경으로부터 보호하기 위하여 상기 태양 광 획득장치의 전면에 구비되는 투명재질의 보호판을; 포함하여 이루어지는 건축물의 창문 일체형 추적방식 채광장치에 관한 것이다.
이처럼, 채광장치를 건축물의 내부로부터 외부로 출몰하도록 구성함으로써 건축물이 가지는 외관을 전혀 손상하지 않으면서 태양 광을 실시간으로 획득하여 조명으로 이용할 수 있다는 이점이 기대되며, 나아가 별도의 보조 밀폐판을 이용하여 창의 개방 부위를 밀폐하도록 구성함으로써 채광장치가 건축물의 외부로 돌출되어 채광을 하는 경우에도 외부의 이물질 등이 건축물 내부 공간으로 유입되지 않도록 해준다.

Description

건축물의 창문 일체형 추적방식 채광장치{Solar tracking lens-focusing type daylighting apparatus}
본 발명은 추적방식 채광장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건축물 전면의 상부에 설치되는 가이드 바와; 장착된 구동수단의 작동에 따라 상기 가이드 바를 따라 일정 거리만큼 전, 후진 운동하는 슬라이더와; 상기 슬라이더에 고정 결합되는 지지 암과; 입사하는 태양 광을 집광하는 복수 개의 집광 렌즈와, 각 집광 렌즈에 의해 집광된 태양 광을 조명 공간으로 전달하기 위하여 상기 각 집광 렌즈 후면에 일정 거리 이격되어 설치되는 광 섬유를 포함하여 상기 지지 암의 전단부에 구비되는 태양 광 획득장치와; 상기 지지 암 전단부와 상기 태양 광 획득장치 사이에 설치되며, 상기 태양 광 획득장치의 각 집광 렌즈가 태양을 실시간으로 추적할 수 있도록 상기 태양 광 획득장치를 상기 지지 암의 전단부에 대하여 일정 각도로 회전시키는 구동 암과; 상기 태양 광 획득장치를 외부 환경으로부터 보호하기 위하여 상기 태양 광 획득장치의 전면에 구비되는 투명재질의 보호판을; 포함하여 이루어지는 건축물의 창문 일체형 추적방식 채광장치에 관한 것이다.
추적방식 채광장치란 태양 광을 획득하는 부분이 태양의 위치를 실시간으로 추적하면서 태양 광을 획득하고 이를 조명으로 이용하는 장치를 가리킨다. 추적방식은 시간과 계절에 따라 그 위치를 달리하며 천구상을 이동하는 태양 광을 적극적으로 획득할 수 있다는 점에서, 특정 각도로 입사하는 태양 광만을 소극적으로 획득하는 고정방식 채광장치보다 높은 채광 효율을 제공한다.
이러한 추적방식 채광장치는 태양의 위치를 실시간으로 추적하면서 태양으로부터 입사하는 태양 광을 획득해야 한다는 점에서 통상적으로 건축물의 개방된 위치에 설치된다. 즉, 추적방식 채광장치의 예를 보여주는 기술에는 대한민국 공개특허 제2001-0079191호, 대한민국 공개특허 제2003-0027529호,대한민국 등록특허 제0996634호 등이 있는데, 이들 각각 모두에서 알 수 있듯이 장치 자체는 건축물의 옥상 또는 마당과 같은 개방된 공간에 설치되는 특징이 있다.
한편, 대한민국 등록특허 제1001789호는 추적방식 채광장치의 다른 예를 보여주는데, 이 기술은 전술한 기술들과 달리 채광장치를 건축물의 외부 측벽에 설치한 특징이 있다. 하지만, 이 기술 역시 건축물의 외부 개방된 공간에 채광장치를 설치하고 있다는 점에서 전술한 기술들과 다르지 않은데, 그 이유는 무엇보다도 건축물의 외부에 설치되어야 입사하는 태양 광을 용이하게 획득할 수 있기 때문이다.
그런데, 이처럼 채광장치가 건축물 외부의 개방된 공간에 설치되는 경우, 습기, 먼지, 열, 바람 등과 같은 외부 환경에 직접적으로 영향을 받게 된다. 습기 및 먼지 등은 렌즈(또는 반사거울)의 집광 효율을 감소시킬 수 있으며, 고열은 채광장치의 보호 케이스 및 렌즈 등에 황변 현상과 같은 악영향을 끼쳐 전체 채광 효율을 감소시키는 요소로 작용하며, 강한 바람은 채광장치의 안정적인 작동을 심각하게 방해한다.
더욱이, 채광장치가 건축물의 외부로 돌출되는 형태로 설치되는 경우에는 건축물의 전체 구조 및 외관과 조화되지 못하여 채광장치로 인해 건축물의 미관이 훼손되는 문제가 있다. 근자, 신축되는 건축물들의 외관이 미감적 요소를 중요시하는 방향으로 설계되고 있는데, 건축물 외부의 개방된 공간에 채광장치를 별도로 설치하는 경우에는 그 부조화가 더욱 심해지기 때문에 건축주들은 채광장치의 설치를 더욱 꺼려하고 있는 실정이다.
대한민국 공개특허 제2001-0079191호, 대한민국 공개특허 제2003-0027529호,대한민국 등록특허 제0996634호, 대한민국 등록특허 제1001789호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명은 건축물의 외관을 전혀 손상하지 않으면서도 태양 광을 실시간으로 획득하여 조명으로 이용할 수 있는 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 채광장치가 건축물의 외부로 돌출되어 채광을 하는 동안에도 외부의 이물질 등이 건축물 내부로 유입되지 않은 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 태양 광의 집속 과정에서 고열을 발생시키는 적외선 등을 선택적으로 제거하여 장치의 안전을 담보할 수 있는 채광장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 외기의 기온이 급강화하는 동절기나 강한 바람이 불더라도 안정적으로 작동하는 채광장치를 제공함에 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 건축물 전면의 상부에 설치되는 가이드 바(10)와; 장착된 구동수단의 작동에 따라 상기 가이드 바(10)를 따라 일정 거리만큼 전, 후진 운동하는 슬라이더(20)와; 상기 슬라이더(20)에 고정 결합되는 지지 암(30)과; 입사하는 태양 광을 집광하는 복수 개의 집광 렌즈와, 각 집광 렌즈에 의해 집광된 태양 광을 조명 공간으로 전달하기 위하여 상기 각 집광 렌즈 후면에 일정 거리 이격되어 설치되는 광 섬유(580)를 포함하여 상기 지지 암(30)의 전단부에 구비되는 태양 광 획득장치(50)와; 상기 지지 암(30) 전단부와 상기 태양 광 획득장치(50) 사이에 설치되며, 상기 태양 광 획득장치(50)의 각 집광 렌즈가 태양을 실시간으로 추적할 수 있도록 상기 태양 광 획득장치(50)를 상기 지지 암(30)의 전단부에 대하여 일정 각도로 회전시키는 구동 암(40)과; 상기 태양 광 획득장치(50)를 외부 환경으로부터 보호하기 위하여 상기 태양 광 획득장치(50)의 전면에 구비되는 투명재질의 보호판(60)을; 포함하여 이루어지는 것을 그 기술적 특징으로 한다.
상기 태양 광 획득장치(50)는, 복수 개의 관통 홀(526)이 구비되는 지지 프레임(520)과, 일 측에는 개구부(544)가 형성되며 타 측에는 커넥터(590)에 매개된 광 섬유(580)가 삽입되는 고정 홀(546)이 형성되는 복수 개의 렌즈 홀더(542)가 구비되는 렌즈 지지체(540)와; 상기 렌즈 지지체(540)의 각 렌즈 홀더 개구부(544)에 장착되는 복수 개의 집광 렌즈(562)가 구비되는 렌즈부(560)로; 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 구동 암(40)에는, 상기 지지 암(30)의 전단부 중심 축에 대하여 상기 태양 광 획득장치(50)의 지지 프레임(520)을 일정 각도 회전시키는 방위각 구동장치(44)와, 상기 지지 암(40)의 양 측면에 대하여 상기 태양 광 획득장치(50)의 지지 프레임(520)을 일정 각도 회전시키는 고도각 구동장치(46)가 각각 구비되는 것이 바람직하다.
상기 태양 광 획득장치(50)의 후면에서 일정 거리 떨어진 지지 암(30)의 일 측에는, 상기 슬라이더(20)가 전진운동하여 상기 태양 광 획득장치(50)가 건축물 전면으로부터 돌출됨에 따라 개방되는 건축물 전면의 상부 공간을 밀폐하기 위한 보조 밀폐판(70)이 장착되는 것이 바람직하다.
상기 보호판(60)의 표면에는 적외선을 반사시키는 수단이 구비되는 것이 바람직하다.
상기 지지 프레임(520)과 상기 렌즈 지지체(540) 사이 공간에는 충전재(80)가 채워질 수 있다.
본 발명은 채광장치를 건축물의 내부로부터 외부로 출몰하도록 구성함으로써 건축물이 가지는 외관을 전혀 손상하지 않으면서 태양 광을 실시간으로 획득하여 조명으로 이용할 수 있다는 이점이 기대된다.
또한, 본 발명은 별도의 보조 밀폐판을 이용하여 창의 개방 부위를 밀폐하도록 구성함으로써 채광장치가 건축물의 외부로 돌출되어 채광을 하는 경우에도 외부의 이물질 등이 건축물 내부 공간으로 유입되지 않도록 해준다.
또한, 본 발명은 집광 렌즈가 태양 광을 집속하기 전에 보호판에서 적외선을 미리 제거할 수 있는 구성을 제안함으로써 고열로 인해 장치가 손상되는 것을 원천적으로 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 태양 광 획득장치 내부 공간에 충전재를 채워넣음으로써 혹한의 환경에 채광장치가 노출되거나, 또는 채광장치에 돌풍과 같이 강한 바람이 작용하는 경우에도 장치가 안정적으로 태양 광을 획득할 수 있는 이점이 기대된다.
도 1은 본 발명에 따른 건축물의 창문 일체형 추적방식 채광장치의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 건축물의 창문 일체형 추적방식 채광장치에 있어 태양 광 획득장치의 개략적인 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 건축물의 창문 일체형 추적방식 채광장치에 있어 태양 광 획득장치의 개략적인 단면 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 건축물의 창문 일체형 추적방식 채광장치에 있어 구동 암의 개략적인 작동도.
도 5는 본 발명에 따른 건축물의 창문 일체형 추적방식 채광장치의 개략적인 작동도.
본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴본다. 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 본 발명의 기술적 특징과 직접적인 관련성이 없거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 자명한 사항에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 건축물의 창문 일체형 추적방식 채광장치의 개략적인 구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 건축물의 창문 일체형 추적방식 채광장치에 있어 태양 광 획득장치의 개략적인 구성도, 그리고 도 3은 본 발명에 따른 건축물의 창문 일체형 추적방식 채광장치에 있어 태양 광 획득장치의 개략적인 단면 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 건축물의 창문 일체형 추적방식 채광장치에 있어 구동 암의 개략적인 작동도이다.
도면에 개시된 것과 같이, 본 발명에 따른 추적방식 채광장치는 기본적으로 가이드 바(10) 및 슬라이더(20)와, 지지 암(30) 및 구동 암(40), 그리고 태양 광 획득장치(50) 및 보호판(60)을 포함하여 이루어진다.
상기 가이드 바(10)는 채광장치 전체의 하중을 지지하며 전진 및 후진 운동을 안내하는 부분이다. 가이드 바(10)는 건축물의 전면의 상부에 설치되는 것이 바람직한데, 여기서 건축물의 전면 상부는 천장이 해당 될 수 있다.
상기 슬라이더(20)는 채광장치를 전진 및 후진시키는 부분으로서, 상기 가이드 바(10)의 길이 방향을 따라 움직이며, 슬라이드의 전진 및 후진을 위한 구동수단이 장착된다. 가이드 바(10)에 대하여 슬라이더(20)의 왕복 운동이 볼 스크류를 매개로 이루어진다면, 상기 구동수단은 구동모터로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 지지 암(30)은 구동 암(40)을 매개로 태양 광 획득장치(50)를 지탱하는 부분으로서, 일 측은 상기 슬라이더(20) 일 면에 고정 결합되고, 타 측은 전방으로 돌출 연장되는 구조로 이루어진다. 지지 암(30)의 구조 설계시에는 지지해야 하는 태양 광 획득장치(50)가 어느 정도의 무게로 이루어질지를 감안하는 것이 바람직하다.
상기 구동 암(40)은 태양 광 획득장치(50)가 태양의 위치를 실시간으로 추적하며 입사하는 태양 광을 용이하게 획득할 수 있도록 해주는 부분으로서, 상기 태양 광 획득장치(50)를 지지 암(30)에 대하여 일정 각도로 회전시킨다. 구동 암(40)은 지지 암(30) 전단부와 태양 광 획득장치(50) 사이에 설치되는 것이 바람직하다.
도 4에 개시된 것과 같이 상기 구동 암(40)은, 양측이 절곡된 지지체(42), 그리고 태양 광 획득장치(50)를 회전시키는 구동장치로 이루어질 수 있으며, 상기 구동장치는 지지 암(30)의 전단부 중심 축에 대하여 태양 광 획득장치(50)를 일정 각도 회전시키는 방위각 구동장치(44)와, 지지 암(40)의 양 측면에 대하여 태양 광 획득장치(50)의 지지 프레임(520)을 일정 각도 회전시키는 고도각 구동장치(46)로 구성될 수 있다. 도면에 방위각 구동장치(44)는 지지 암의 전단부 내부 공간에 장착되며, 고도각 구동장치(46)는 구동 암의 지지체(42) 일 측면에 장착되는 것으로 개시되어 있으나 이는 단지 예시일 뿐이다.
태양의 위치를 실시간으로 추적하는 하는 방법에는 광 센서를 이용하는 방법과, 태양의 연중 일주위치 데이터를 이용하는 방법, 그리고 이들을 조합하여 사용하는 방법이 있으며, 본 발명은 이 중의 어느 하나를 이용할 수 있음은 물론이다. 본 발명에 있어 구동장치의 구체적인 구성과 태양의 위치를 실시간으로 추적하기 위하여 구동장치를 제어하는 제어부의 구성은 관련 기술분야에서 널리 알려져 있는 기술 중에서 임의로 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다.
상기 태양 광 획득장치(50)는 구동 암(40)의 작동으로 인해 태양을 실시간으로 추적하며 태양 광을 획득하는 부분으로서, 입사하는 태양 광을 일정 크기로 집속하는 복수 개의 집광 렌즈와, 상기 각 집광 렌즈에 의해 집광되는 태양 광을 조명 공간으로 전달하기 위한 광 전달수단으로 이루어진다. 상기 광 전달수단은 광 섬유로 이루어질 수 있으며, 각 집광 렌즈 후면에 일정 거리 이격된 상태로 위치하게 된다.
구체적으로 태양 광 획득장치(50)는 도 2에 개시된 것과 같이, 지지 프레임(520)과, 렌즈 지지체(540)와, 렌즈부(560)로 구성될 수 있다.
상기 지지 프레임(520)은 태양 광 획득장치(50)를 지지하는 몸체 부분으로 기능 할 뿐 아니라, 태양 광 획득장치(50)를 구성하는 각 부품을 보호하는 기능도 동시에 수행한다. 상기 지지 프레임(520)은 렌즈 지지체(540)의 장착을 위한 개구된 공간부(522)가 형성되며, 광 섬유(580)의 장착을 위한 복수 개의 관통 홀(526)이 구비된다. 광 섬유(580)는 커넥터(590)가 매개되어 관통 홀(526)에 장착된다.
상기 렌즈 지지체(540)는 집광 렌즈 및 광 섬유를 지지하는 부분으로 복수 개의 렌즈 홀더(542)가 구비된다. 상기 각 렌즈 홀더(542)의 일 측에는 집광 렌즈의 장착을 위한 개구부(544)가 형성되며, 타 측에는 커넥터(590)에 매개된 광 섬유(580)가 삽입 고정되는 고정 홀(546)이 형성된다. 도면에는 각 렌즈 홀더(542)의 내부가 점차 직경이 감소되는 4 각뿔 구조가 개시되어 있으나, 이는 단지 예시일 뿐, 원뿔을 포함하는 다양한 형태의 구조로 이루어질 수 있음은 물론이다. 한편, 도면의 구성은 복수 개의 렌즈 홀더가 렌즈 지지체에 일체형으로 구성된 경우를 상정하고 있으나, 본 발명은 복수 개의 렌즈 홀더가 별도로 구비되어 렌즈 지지체에 장착되는 구조로 이루어지는 경우를 배제하지 않음은 물론이다.
상기 렌즈부(560)는 태양 광 획득장치(50)로 입사하는 태양 광을 일정 크기 이하로 집속하는 부분으로서 동일한 면적을 가지는 복수 개의 집광 렌즈(562)로 이루어지는 것이 바람직하다. 도면에는 집광 렌즈(562)가 사각 형상으로 이루어지는 예가 개시되어 있으나, 이는 렌즈 홀더(542)의 형상에 대응하는 구조를 상정할 것일 뿐, 원형, 다각형 등과 같이 여러 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.
도 3은 전술한 구성으로 이루어지는 태양 광 획득장치(50)의 일부 단면 구성을 보여준다. 태양 광 획득장치(50)를 통해 입사하는 태양 광은 각 집광 렌즈(562)에 의해 일정 크기 이하로 집속되며, 집속된 태양 광은 집광 렌즈(562) 후면에 설치되는 광 섬유(580) 단부를 거쳐 조명 공간으로 전달되게 된다.
상기 보호판(60)은 태양 광 획득장치(50)를 외부 환경으로부터 보호하기 위한 것으로서, 태양 광 획득장치(50)의 전면, 보다 구체적으로는 렌즈부(560) 전면에 구비되는 것이 바람직하며, 보호판(60)에 의해 입사하는 태양 광이 반사되지 않도록 가급적 투명 재질로 이루어지는 것이 좋다.
한편, 상기 보호판(60)은 창문과 일체화되며, 그 일면은 외부로 노출되는 구성이기 때문에, 본 발명은 보호판(60)이 단일 구조가 아닌, 복층 구조의 창으로 이루어지거나, 또는 진공 유리창 및 가스 충전 유리창 등과 같이 다양한 형태 및 재질의 복층 구조로 이루어지는 경우를 배제하지 않는다. 또한, 태양 광 중에서 특히 적외선은 고열을 발생시킬 수 있기 때문에 본 발명은 보호판(60)의 표면에 적외선을 흡수 또는 반사시키는 수단(도면 미도시)이 구비되는 경우를 배제하지 않는다. 상기 적외선 흡수, 반사 수단은 필름 형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 나아가 본 발명은 슬라이더(20)가 전진운동하여 태양 광 획득장치(50)가 건축물 전면으로부터 돌출됨에 따라 개방되는 건축물 전면의 상부 공간을 밀폐하기 위한 수단으로서 보조 밀폐판(70)이 구비되는 경우를 제안한다. 보조 밀폐판(70)은 태양 광 획득장치(50)의 후면에서 일정 거리 떨어진 지지 암(30)의 일 측에 고정 결합되는 것이 바람직하며, 그 형상은 보호판(60)에 대응하도록 이루어지는 것이 바람직하다. 다만, 보호판(60)과 달리 보조 밀폐판(70)은 투명 재질로 이루어지지 않더라도 무방하며, 그 재질 역시 제한이 없으나, 본 발명은 보조 밀폐판 역시 전술한 보호판과 유사한 구조로 이루어지는 경우도 배제하지 않는다.
한편, 장치가 작동하지 않은 경우에는 태양 광 획득장치(50)는 보호판(60)을 사이에 두고 외기와 접한 상태를 이루게 되며, 장치가 작동하는 경우에는 태양 광 획득장치(50)는 보호판(60)과 함께 외부로 돌출되어 외기에 노출된 상태를 유지해야 한다. 태양 광 획득장치(50)가 외부로 노출되는 경우, 특히 동절기와 같이 외기 온도가 매우 낮으면 태양 광 획득장치를 구성하는 각 부품이 원활하게 작동되지 않을 수 있다. 또한, 강한 바람이 태양 광 획득장치에 작용하는 경우에도 태양 광 획득장치를 구성하는 각 부품이 장착된 원래 위치에서 조금씩 벗어나 정상적인 태양 광의 집속 및 전달이 곤란한 경우도 발생할 수 있는데, 근자 건축물이 초 고층화되는 경향을 감안하면 더욱 그러하다.
이를 위하여, 본 발명은 도 3과 같이, 지지 프레임(520)의 내부 공간과 렌즈 지지체(540) 후면 사이 공간에 충전재(80)가 채워지는 구성을 제안한다. 충전재(80)는 지지 프레임(520)과 렌즈 지지체(540) 사이 공간을 완전하게 채울 수 있음은 물론, 단열 또는 부품의 안정적인 작동을 위해서 반드시 필요한 공간 부분만을 채워넣을 수도 있다. 충전재(80)의 재질은 특별히 제한되지 않으며 관련 업계에서 단열재, 또는 공간 충전재로 널리 알려져 있는 여러 다양한 재질 중에서 임의로 선택하여 사용할 수 있다.
상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 작동 구성을 첨부된 도 5, 그리고 관련 부분을 참조하여 상세하게 살펴본다.
비가 오거나, 야간 시간대와 같이 태양 광을 획득할 수 없는 경우에 채광장치는 건축물의 전면 천장(1)에 위치한 상태에서 대기하게 된다(ⓐ). 이때 태양 광 획득장치(50)의 전면에 구비되는 보호판(60)은 건축물의 전면 창(2)의 개방 부위를 밀폐하면서 전면 창(2)과 일체를 이루게 된다. 미설명 도면부호 3은 창(2)의 개방 부위를 따라 설치되는 보호 플레이트로서 보호판(60)과 창(2) 상호 간의 완충작용과 간극을 적절하게 밀폐하는 작용을 한다.
일출시간이 다가오거나, 또는 비가 거쳐 태양 광을 획득할 수 있는 상태가 되면, 제어신호에 따라 슬라이더(20)의 구동수단이 작동되어 슬라이더(20)는 전방으로 슬라이드 운동한다. 슬라이더(20)가 전방으로 이동하면, 슬라이더(20)에 고정된 지지 암(30)이 이동하며, 그에 따라 태양 광 획득장치(50)는 건축물의 전면 창(2)을 지나 건축물 외부로 돌출되어 노출된다(ⓑ). 한편, 태양 광 획득장치(50)가 건축물 외부로 돌출되면서, 보호판(60)에 의해 밀폐되어 있던 전면 창(2)의 상단 개방 부위는 지지 암(30)에 장착된 보조 밀폐판(70)이 전방으로 이동하면서 다시 자연스럽게 밀폐된다.
태양 광 획득장치(50)가 건축물의 외부로 돌출되어 노출되면, 1차 제어신호에 따라 방위각 구동장치(44)와 고도각 구동장치(46)를 작동시켜 태양 광 획득장치(50)의 전면 부위가 태양을 향하도록 한다(구체적으로는 렌즈부(560) 전면이 태양과 수직). 다음으로, 2차 제어신호가 순차적으로 전달되면 방위각 구동장치(44)와 고도각 구동장치(46) 각각이 연동하면서 태양 광 획득장치(50)가 태양의 위치를 실시간으로 추적하게 되고(또는 내장된 데이터베이스와 연계), 이에 따라 획득된 태양 광은 광 섬유를 거쳐 조명 공간으로 전달된다(ⓒ).
일몰시간이 되거나, 또는 구름의 양이 많아져 태양 광 조명장치(50)가 일정 시간 태양 광을 획득하지 못하게 되면, 제어신호에 따라 슬라이더(20)는 후방으로 운동하게 되고, 이에 따라 태양 광 조명장치(50)는 건축물의 전면 창(2) 개방 부위를 지나 건축물 내부의 원래 위치로 복귀하게 된다. 태양 광 조명장치(50)가 후방으로 운동하여 원래 위치로 복귀하면, 보호판(60)은 전면 창(2)과 일체를 이루게 되며, 그 과정에서 전면 창(2)의 상부 개방 부위는 보호판(60)에 의해 다시 밀폐되면서 채광장치의 모든 구성이 처음 상태로 돌아와 다음 작동을 대기하게 되는 것이다(ⓓ).
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 한정하여 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되지 않고 여러 다양한 방법으로 변경되어 실시될 수 있으며, 나아가 개시된 기술적 사상에 기초하여 별도의 기술적 특징이 부가되어 실시될 수 있음은 자명하다 할 것이다.
10 : 가이드 바 20 : 슬라이더
30 : 지지 암 40 : 구동 암
50 : 태양 광 획득장치 60 : 보호판
70 : 보조 밀폐판 80 : 충전재

Claims (6)

  1. 건축물 전면의 상부에 설치되는 가이드 바(10)와;
    장착된 구동수단의 작동에 따라 상기 가이드 바(10)를 따라 일정 거리만큼 전, 후진 운동하는 슬라이더(20)와;
    상기 슬라이더(20)에 고정 결합되는 지지 암(30)과;
    입사하는 태양 광을 집광하는 복수 개의 집광 렌즈와, 각 집광 렌즈에 의해 집광된 태양 광을 조명 공간으로 전달하기 위하여 상기 각 집광 렌즈 후면에 일정 거리 이격되어 설치되는 광 섬유(580)를 포함하여 상기 지지 암(30)의 전단부에 구비되는 태양 광 획득장치(50)와;
    상기 지지 암(30) 전단부와 상기 태양 광 획득장치(50) 사이에 설치되며, 상기 태양 광 획득장치(50)의 각 집광 렌즈가 태양을 실시간으로 추적할 수 있도록 상기 태양 광 획득장치(50)를 상기 지지 암(30)의 전단부에 대하여 일정 각도로 회전시키는 구동 암(40)과;
    상기 태양 광 획득장치(50)를 외부 환경으로부터 보호하기 위하여 상기 태양 광 획득장치(50)의 전면에 구비되는 투명재질의 보호판(60)을;
    포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 건축물의 창문 일체형 추적방식 채광장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 태양 광 획득장치(50)는, 복수 개의 관통 홀(526)이 구비되는 지지 프레임(520)과, 일 측에는 개구부(544)가 형성되며 타 측에는 커넥터(590)에 매개된 광 섬유(580)가 삽입되는 고정 홀(546)이 형성되는 복수 개의 렌즈 홀더(542)가 구비되는 렌즈 지지체(540)와; 상기 렌즈 지지체(540)의 각 렌즈 홀더 개구부(544)에 장착되는 복수 개의 집광 렌즈(562)가 구비되는 렌즈부(560)로; 이루어지는 것을 특징으로 하는 건축물의 창문 일체형 추적방식 채광장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구동 암(40)에는, 상기 지지 암(30)의 전단부 중심 축에 대하여 상기 태양 광 획득장치(50)의 지지 프레임(520)을 일정 각도 회전시키는 방위각 구동장치(44)와, 상기 지지 암(40)의 양 측면에 대하여 상기 태양 광 획득장치(50)의 지지 프레임(520)을 일정 각도 회전시키는 고도각 구동장치(46)가 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 건축물의 창문 일체형 추적방식 채광장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 태양 광 획득장치(50)의 후면에서 일정 거리 떨어진 지지 암(30)의 일 측에는, 상기 슬라이더(20)가 전진운동하여 상기 태양 광 획득장치(50)가 건축물 전면으로부터 돌출됨에 따라 개방되는 건축물 전면의 상부 공간을 밀폐하기 위한 보조 밀폐판(70)이 장착되는 것을 특징으로 하는 건축물의 창문 일체형 추적방식 채광장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보호판(60)의 표면에는 적외선을 반사시키는 수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 건축물의 창문 일체형 추적방식 채광장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 지지 프레임(520)과 상기 렌즈 지지체(540) 사이 공간에는 충전재(80)가 채워지는 것을 특징으로 하는 건축물의 창문 일체형 추적방식 채광장치.
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