KR101683261B1 - 지중 구조물용 환기 겸용 자연 채광 장치 및 이 시공 방법 - Google Patents

지중 구조물용 환기 겸용 자연 채광 장치 및 이 시공 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지중 구조물용 환기 겸용 자연 채광 장치 및 이 시공 방법에 관한 것으로, 터널 등의 지중 구조물 내부에 태양광을 입사하여 자연 채광하며 아울러 지중 구조물 내부의 공기를 외부로 배기하여 환기시킴으로써 지중 구조물 내부를 쾌적한 환경으로 조성함과 더불어 지중 구조물 주변 지반의 약화를 극소화함을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 지중 구조물용 환기 겸용 자연 채광 장치는, 터널과 지하 도로와 지하 주차장을 포함하는 지중 구조물의 지상측에 설치되는 베이스(111), 상기 베이스에 설치되며 태양광을 집광하는 추미형 집광부(112), 상기 추미형 집광에 설치되며 태양광을 추적하는 태양광 태양광 십자격벽 센서(113), 상기 태양광 십자격벽 센서의 센싱 값을 근거로 하여 상기 추미형 집광부를 태양광의 집광방향으로 구동하는 구동수단, 상기 추미형 집광부와 베이스의 내부에 설치되며 상기 추미형 집광부를 통해 집광되는 태양광을 반사하는 하나 이상의 반사경을 포함하는 집광수단(110)과; 상기 지중 구조물에 설치되며 상기 집광수단에 의해 집광된 태양광의 상기 지중 구조물의 내부로 유도함과 아울러 상기 지중 구조물 내부의 공기를 외부로 배출하여 환기되도록 하는 환기 겸용 광도 덕트(120)와; 상기 환기 겸용 광도 덕트에 의해 유도되는 태양광을 상기 지중 구조물의 내부에 조사하는 산광부(130)를 포함하며, 상기 환기 겸용 광도 덕트는 상기 집광수단을 통해 집광된 태양광을 상기 산광부로 유도하는 태양광 입사로(121) 및 상기 태양광 입사로의 둘레부에 형성되면서 하부는 상기 지중 구조물의 내부와 연통하는 흡기구가 구비되는 한편 상부는 상기 흡기구를 통해 상기 지중 구조물 내부에서 흡기된 공기를 상기 지중 구조물 외부로 배기하는 배기구가 구비된 환기로(122)의 2중 구조로 구성된다. 상기 추미형 집광부의 집광부에는 프레넬 렌즈가 설치되어 집광효율을 증대하도록 구성된다.

Description

지중 구조물용 환기 겸용 자연 채광 장치 및 이 시공 방법{APPARATUS FOR VENTILATING AND LIGHTING IN UNDERGROUND STRUCTURE, AND METHOD FOR CONSTRUCTING THE SAME}
본 발명은 지중 구조물용 환기 겸용 자연 채광 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터널 등의 지중 구조물 내부에 태양광을 입사하여 자연 채광하며 아울러 지중 구조물 내부의 공기를 외부로 배기하여 환기시킴으로써 지중 구조물 내부를 쾌적한 환경으로 조성함과 더불어 지중 구조물 주변 지반의 약화를 극소화하는 지중 구조물용 환기 겸용 자연 채광 장치 및 이 시공 방법에 관한 것이다.
도로 철도 등의 수송망이 나날이 발달되는 추세 하에서 도로변과 철도변의 자연환경보존도 중요한 이슈로 부각되고 있다.
이러한 환경보존차원에서 산을 지나도록 설계된 도로나 철도는 터널공법으로 건설되고 있다.
터널, 지하 벙커, 지하 주차장 등의 지중 구조물은 태양광에 의한 자연 채광이 매우 취약하기 때문에 지중 구조물 내부에 많은 수의 조명기기를 설치하여 사용하고 있다.
종래 지중 구조물에 설치되는 조명기기는 상용 전원을 인가받아 점등하는 것이고 지중 구조물의 특성상 24시간 내내 점등하는 것이 일반적이기 때문에 고가의 에너지 비용을 필요로 한다.
이러한 측면을 고려하여 태양광을 지중 구조물에 입사하는 자연 채광 시설(특허문헌 1)이 있다.
특허문헌 1 등의 종래 자연 채광 시설은 태양광을 집광한 후 지중 구조물 내부에 입사하는 것이다.
한편, 지중 구조물은 공기의 순환계통이 매우 제한적이기 때문에 추가로 환기시설을 가동하고 있다.
종래 기술에 따르면 자연 채광 시설과 환기시설이 분리 구성되기 때문에 결과적으로 산악지대를 통과하는 터널의 경우 산악지대에 덕트홀이 많아짐에 따라 산악지대의 균열과 붕괴 위험이 높고 지중 구조물의 붕괴 위험도 유발하는 문제점이 있다.
등록특허 제10-1115232호
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 터널 등의 지중 구조물 내부에 태양광을 입사하여 자연 채광하며 아울러 지중 구조물 내부의 공기를 외부로 배기하여 환기시킴으로써 지중 구조물 내부를 쾌적한 환경으로 조성함과 더불어 지중 구조물 주변 지반의 약화를 극소화하는 지중 구조물용 환기 겸용 자연 채광 장치 및 이 시공 방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.
본 발명에 의한 지중 구조물용 환기 겸용 자연 채광 장치는, 터널과 지하 도로와 지하 주차장을 포함하는 지중 구조물의 지상측에 설치되는 베이스 덕트, 상기 베이스 덕트에 설치되며 태양광을 집광하는 추미형 집광 덕트, 상기 추미형 집광 덕트에 설치되며 태양광을 추적하는 태양광 추적자, 상기 태양광 추적 시스템의 6개의 센서 값을 근거로 하여 상기 추미형 집광부를 태양광의 집광 방향으로 구동하는 구동수단, 상기 추미형 집광부 와 베이스의 내부에 설치되며 상기 추미형 집광부 를 통해 집광되는 태양광을 반사하는 하나 이상의 반사경을 포함하는 집광수단과; 상기 지중 구조물에 설치되며 상기 집광수단에 의해 집광된 태양광의 상기 지중 구조물의 내부로 유도함과 아울러 상기 지중 구조물 내부의 공기를 외부로 배출하여 환기되도록 하는 환기 겸용 광도 덕트와; 상기 환기 겸용 광도 덕트에 의해 유도되는 태양광을 상기 지중 구조물의 내부에 조사하는 채광 렌즈를 포함하며, 상기 환기 겸용 광도 덕트는 상기 집광수단을 통해 집광된 태양광을 상기 채광 렌즈로 유도하는 태양광 입사로 및 상기 태양광 입사로의 둘레부에 형성되면서 하부는 상기 지중 구조물의 내부와 연통하는 흡기구가 구비되는 한편 상부는 상기 흡기구를 통해 상기 지중 구조물 내부에서 흡기된 공기를 상기 지중 구조물 외부로 배기하는 배기구가 구비된 환기로의 2중 구조로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 지중 구조물용 환기 겸용 자연 채광 장치 시공 방법은, 터널과 벙커와 지하 도로와 지하 주차장을 포함하는 지중 구조물의 상부에 상기 지중 구조물의 내부와 지상을 연통하도록 환기 겸용 광도 덕트를 설치하는 제1단계와; 상기 제1단계를 통해 상기 지중 구조물에 설치된 환기 겸용 광도 덕트의 지상측 단부에 베이스와 추미형 집광부를 설치하는 제2단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 지중 구조물용 환기 겸용 자연 채광 장치 및 이 시공 방법에 의하면, 추미형 집광부를 통해 태양광을 집광한 후 반사경을 경유하여 지중 구조물(터널, 벙커, 지하 주차장 등) 내부에 입사함으로써 지중 구조물을 밝게 조명하고 따라서 상용 전원을 인가받아 점등하는 조명기기의 수량을 대폭으로 줄이게 되므로 에너지 비용을 절감하는 효과가 있고, 아울러, 광도 덕트에 구성된 환기로를 통해 지중 구조물 내부의 공기를 외부로 배기하여 지중 구조물 내부에서 매연 등으로 인한 오염원을 외부로 배기함으로써 지중 구조물 내부를 쾌적하게 유지하며, 태양광의 광도부와 환기의 환기로가 하나로 구성되어 종래 광도부와 환기로를 별도로 설치할 때보다 덕트홀의 수량이 적어지므로 지반과 지중 구조물을 안정적으로 보호할 수 있다.
또한, 프레넬 렌즈를 통해 집광 효율을 높여 광도부의 크기를 줄이더라도 지중 구조물을 밝게 채광할 수 있으므로 덕트홀의 직경을 축소할 수 있고 따라서 지반과 지중 구조물을 안정적으로 유지함은 물론 공사비용을 절감하고 공기를 단축하는 효과가 있다.
또한, 2개의 추미형 집광부가 구성된 경우 두 개의 집광 영역이 형성되어 각 집광 영역 내에 설치되는 반사경을 큰 면적으로 형성하지 않고서도 태양광의 집광 효율을 더욱 향상할 수 있으므로 지중 구조물용 자연 채광 장치로서의 효용성과 신뢰성을 향상하고, 단위 면적당 채광 장치의 설치 수량을 감소함으로써 지반과 지중 구조물의 안정화를 도모하는 효과도 있다.
도 1은 본 발명에 의한 지중 구조물용 환기 겸용 자연 채광 장치가 지중 터널에 설치된 예를 보인 도면.
도 2는 본 발명에 의한 지중 구조물용 환기 겸용 자연 채광 장치의 구성을 보인 종단면도.
도 3은 본 발명에 의한 지중 구조물용 환기 겸용 자연 채광 장치의 외관 사시도.
도 4는 본 발명에 의한 지중 구조물용 환기 겸용 자연 채광 장치에 적용된 환기팬의 사시도.
도 5는 본 발명에 의한 지중 구조물용 환기 겸용 자연 채광 장치에 추미형 집광부 가 한 쌍으로 적용된 예시도.
도 1 내지 도 3에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 의한 지중 구조물용 환기 겸용 자연 채광 장치(100)는, 태양광을 집광하는 집광수단(110), 지중 구조물(1)의 내부에 설치되며 집광수단(110)을 통해 집광된 태양광을 지중 구조물(1)의 내부로 유도함과 아울러 지중 구조물(1) 내부의 공기를 외부로 배기하는 환기 겸용 광도 덕트(120), 환기 겸용 광도 덕트(120)를 통해 유도되는 태양광을 지중 구조물(1)의 내부에 조사하는 산광부(130)로 구성된다.
집광수단(110)은 지중 구조물(1) 외부의 지상측에 설치되는 베이스(111), 베이스(111)에 설치되며 태양광을 집광하는 추미형 집광부(112), 추미형 집광부 (112)에 설치되며 태양광을 추적하는 태양광 십자격벽 센서부(113), 태양광 십자격벽 센서부(113)의 센싱 값을 근거로 하여 추미형 집광부(112)를 태양광의 집광 위치로 이동시키는 반사경(미도시), 태양광의 경로에 설치되어 태양광을 산광부(130)로 유도하는 반사경으로서 집광 반사경(114)과 조광 반사경(115)으로 구성된다.
베이스(111)는 지중 구조물(1)의 외부에 설치되는 것으로, 지중 구조물(1)의 종류에 따라 설치 방식이 달라지고 예를 들어 지중 구조물(1)이 터널인 경우 터널 상부의 지반(산) 표면에 앵커 등으로 설치되고 지중 구조물(1)이 지하 주차장인 경우 건축물의 옥상 등에 빗물받이 플레이트 등을 통해 설치된다.
베이스(111)는 추미형 집광부(112)에 의해 집광된 태양광을 환기 겸용 광도 덕트(120)로 유도하기 위하여 내부에 공간이 형성된 입체형이면서 각각 개방된 입사부(111a)와 출사부(111b)가 구비된다. 또한 베이스(111)는 출사부(111b)와 연결되는 저부에 환기 겸용 광도 덕트(120)와 연결되는 덕트 연결부(111c)가 갖추어진다.
추미형 집광부(112)는 태양광의 집광과 반사를 위하여 내부에 공간이 있는 입체형이며, 태양광을 집광하는 구멍 형태의 집광부(112a), 집광부(112a)에 의해 집광된 후 집광 반사경(114)을 통해 반사되는 태양광을 베이스(111)의 입사부(111a)로 유도하는 구멍 형태의 출사부(112b)가 각각 갖추어진다.
추미형 집광부(112)는 집광부(112a)가 태양광의 집광 위치를 향하도록 상기 반사경에 의해 이동하며, 예를 들어 베이스(111)의 입사부(111a)와 추미형 집광부(112)의 출사부(112b)가 항상 연통하는 상태를 유지하도록 출사부(112b)에 링 형태로 돌출 형성되어 입사부(111a)에 회전 가능하게 삽입되는 축(112c)을 형성한다. 즉 상기 반사경에 의해 추미형 집광부(112)가 이동하는 것은 베이스(111)의 입사부(111a)에 결합된 축(112c)의 회전에 의해 이동하는 것이다.
태양광 십자격벽센서는(113)는 추미형 집광부(112)의 집광부(112a)가 태양광의 집광 위치를 향하도록 태양광을 추적하는 것이며 따라서 추미형 집광부(112)의 외부에 설치된다.
상기 구동수단은 추미형 집광부(112)의 집광부(112a)가 태양광의 집광 위위치를 향하도록 추미형 집광부(112)를 이동(회전)시키는 것이며, 모터와 기어의 조합 등 다양한 것이 사용 가능하고, 태양광 십자격벽 센서부(113)의 센싱 값을 근거로 하는 제어부의 제어를 받아 구동한다.
추미형 집광부(112)는 집광 효율을 높이기 위하여 집광부(112a)에 프레넬 렌즈(116)가 추가로 적용 가능하다.
프레넬 렌즈(116)는 집광 능력이 우수하기 때문에 집광수단(110)과 환기 겸용 광도 덕트(120)의 크기를 줄여도 지중 구조물(1) 내부를 밝게 채광할 수 있으며 결과적으로 산악지 터널에 시공할 때 환기 겸용 광도 덕트(120)의 설치를 위한 덕트홀의 크기를 줄일 수 있고 그에 따른 비용을 절감함과 아울러 공기를 단축하는 효과를 도출한다.
프레넬 렌즈(116)는 집광부(112a)의 상측 내부에 직접 고정 설치되거나 틀의 형태로 구성되는 별도의 렌즈 홀더를 통해 집광부(112a)의 상측에 플랜지 이음될 수 있다.
집광 반사경(114)과 조광 반사경(115)은 추미형 집광부(112)에 의해 집광된 태양광을 산광부(130)로 유도하기 위한 것으로, 추미형 집광부(112)와 베이스 집광부(111)의 안쪽에 서로 대향되도록 설치되고, 물론 도면에 도시된 것은 반사경(114,115)의 일 예를 도시한 것일 뿐이며 태양광의 경로에 따라 다양한 각도와 수량 및 위치로 변경되는 것이다.
본 발명은 상용 전원을 인가받기 어려운 지역의 지중 구조물에도 용이하게 운용되도록 상기 구동수단과 태양광 십자격벽 센서부(113)의 전원을 자체 발전하여 공급하는 것을 특징으로 하고, 예컨대 솔라셀(117)이 적용 가능하다. 솔라셀(117)은 예를 들어 베이스(111)의 외부에 설치되며 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환(축전지를 이용한 축전도 포함)한 후 상기 구동수단과 태양광 십자격벽 센서부(113) 등에 공급한다.
환기 겸용 광도 덕트(120)는 집광수단(110)을 통해 집광된 태양광을 산광부(130)로 유도하는 태양광 입사로(121) 및 지중 구조물(1) 내부의 공기를 외부로 배기하는 환기로(122)의 2중 구조로 구성된 관형 구조물이며 상부는 베이스(111)의 덕트 연결부(111c)에 볼팅이나 용접 등으로 고정되면서 지중 구조물(1) 상부의 지반 속에 형성되는 덕트홀 내부에 설치되거나 지하 주차장을 채광하기 위하여 건축물의 벽면 등에 고정 설치된다.
태양광 입사로(121)는 조광 반사경(115)을 통해 반사되는 태양광이 산광부(130)에 전달되도록 태양광의 경로를 제공하며, 토출구에 산광부(130)가 설치된다.
태양광 입사로(121)의 내주면에는 산화알루미늄 피막이 양극산화(anodizing) 방식을 통해 고르게 코팅될 수 있다. 태양광 입사로(121)의 내측을 지나가는 태양광이 태양광 입사로(121)의 내주면에 입사되는 경우에도 전반사를 통해 태양광을 산광부(130)까지 원활하게 유도할 수 있다.
환기로(122)는 태양광의 입사를 방해하지 않도록 태양광 입사로(121)의 둘레부에 일정 폭으로 형성되며 하부는 지중 구조물(1)의 내부와 연통하는 흡기구(122a)가 구비되는 한편 상부는 흡기구(122a)를 통해 지중 구조물(1) 내부에서 흡기된 공기를 지중 구조물(1) 외부로 배기하는 배기구(122b)가 구비된다.
환기로(122)와 태양광 입사로(121)는 일체형인 것이 바람직하므로 환기를 간섭하지 않는 크기와 수량의 연결대로 연결된다.
배기구(122b)에는 외부의 이물질이 유입되지 않도록 그릴이 적용되는 것이 바람직하다.
환기 겸용 광도 덕트(120)는 지중에서 저부의 지중 구조물(1) 내부로 낙하하지 않도록 설치되어야 하며, 예를 들어 환기 겸용 광도 덕트(120)의 상단부에 행거를 형성하여 상기 행거를 지면에 걸쳐 앵커링할 수 있다.
환기 겸용 광도 덕트(120)는 태양광 입사로(121)와 환기로(122)는 각각 관형의 구조물로서 서로 동일한 재질(스틸, SUS, 합성수지 등)로 이루어지거나 서로 다른 재질로 이루어질 수 있다.
태양광 입사로(121)와 환기로(122)가 서로 다른 재질인 경우 태양광 입사로(112)는 태양광의 손실을 막아 채광 효율을 높일 수 있도록 내주면이 평평한 직선관으로 구성되고, 반면에 환기로(122)는 내주면이 평평하지 않아도 환기를 떨어뜨리지 않으며 지중 구조물(1) 상부의 산악지대에 형성되는 덕트홀의 벽면이 울퉁불퉁할 수 있으므로 유연성과 탄력성이 있는 주름관으로 구성되는 것이 바람직하다. 환기로(122)가 주름관이어도 상하 양측이 태양광 입사로(121)에 고정되기 때문에 시공에 불편함을 주지 않는다.
환기 겸용 광도 덕트(120)는 베이스(111)에서부터 산광부(130)까지의 거리에 맞춰 사용이 용이하도록 다수개의 단위 관이 관이음되어 구성될 수 있다.
이와 같은 구조의 환기로(122)는 자연 대류 방식 또는 강제 배기 방식을 통해 지중 구조물(1) 내부의 공기를 배기함으로써 환기하는 것이며, 강제 배기 방식의 경우 도 4에서 보이는 것처럼 환기팬(123)이 적용된다.
환기팬(123)은 환기로(122)의 배기구(122b)에 베어링 등을 통해 환기로(122)를 회전안내축으로 하여 회전하면서 환기로(122) 내부의 공기를 외부로 배기하며, 상하 림(123a,123b), 상하 림(123a,123b)의 사이에 원주방향을 따라 형성되는 다수의 임펠라(123c)로 구성 가능하다.
환기팬(123)은 별도의 동력을 사용하지 않고 외부의 기류에 의해 자연적으로 회전하도록 구성되는 것도 가능하며, 다수의 임펠러(123c) 중에서 하나 이상은 다른 것들보다 길고 넓게 형성되어 적은 힘의 외부 기류에 의해서도 회전하도록 한다.
한편 환기팬(123)은 별도의 모터를 구동원으로 하여 회전하도록 구성되는 것도 가능하며, 상기 모터는 전술한 솔라셀(117)에서 발전되는 전기 에너지를 전원으로 공급받아 구동한다.
환기팬(123)이 강제 배기 방식으로 적용되는 경우 환기팬(123)의 구동은 다응한 방식(오염 농도, 타이머 등)으로 결정될 수 있으며, 지중 구조물(1) 내부에 오염센서를 설치하여 현재 감지 오염농도가 기준 오염농도보다 높은 경우 강제로 환기팬(123)이 구동함으로써 환기시설로서의 신뢰성을 향상할 수 있을 것이다.
산광부(130)는 조광 반사경(115)을 통해 반사되는 태양광을 지중 구조물(1) 내부에 입사하는 것이며, 광 투과율이 높은 유리 또는 플라스틱 재료로 형성되며, 지중 구조물(1) 내부를 넓게 조명할 수 있도록 확산판이 바람직하다.
또한 산광부(130)는 태양광(L)의 채광색을 변경시킬 수 있도록 다양한 색상을 띌 수도 있다.
산광부(130)는 지중 구조물(1)을 향하는 표면이 볼록하게 형성될 수 있고, 단순하게 볼록한 형상으로 형성되거나 다이아몬드와 같이 복수의 굴절면을 갖도록 형성되어 태양광을 지중 구조물(1) 내부에 넓게 확산시켜 산광 할 수 있다.
본 발명은 채광 효과를 높이기 위하여 더 많은 태양광을 집광하도록 도 5에서 보이는 것처럼, 한 쌍 이상(도면에는 한 쌍으로 도시)의 추미형 집광 부(112-1,112-2), 추미형 집광부(112-1,112-2)와 동일 수량의 반사경(114-1,114-2)(115-1,115-2)이 적용되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 지중 구조물용 환기 겸용 자연 채광 장치의 작용은 다음과 같다.
태양광 십자격벽 센서(113)는 태양광을 추적하며, 상기 구동수단은 태양광 십자격벽 센서(113)의 센싱 값을 근거로 하여 추미형 집광부(112)의 집광부(112a)를 통해 집광한다. 프레넬 렌즈(116)가 적용된 경우 많은 양의 태양광을 집광한다.
추미형 집광부(112)를 통해 집광된 태양광은 집광 반사경(114)을 통해 베이스(111) 내부의 조광 반사경(115)으로 반사되고, 이어서 조광 반사경(115)을 통해 다시 산광부(130)를 통해 지중 구조물(1) 내부에 입사되어 지중 구조물(1) 내부를 산광 조명 한다.
한편 지중 구조물(1) 내부의 공기는 환기로(122)의 유입구(122a)를 통해 환기로(122)에 유입된 후 상승하다가 배기구(122b)를 통해 배기된다. 이때, 환기팬(123)이 적용된 경우 환기팬(123)은 기류 등에 의해 회전하면서 환기로(122) 내부의 공기를 상승 및 외부로 배기하는 기류를 형성하여 공기를 신속하게 배기한다.
본 발명에 의한 지중 구조물용 환기 겸용 자연 채광 장치 시공 방법은 다음과 같다.
1. 환기 겸용 광도 덕트 설치.
지중 구조물(1)이 산악지대의 터널인 경우 지중 구조물(1)의 상부에서부터 지중 구조물(1)의 내부에 덕트홀을 천공하고, 상기 덕트홀 내부에 환기 겸용 광도 덕트(120)를 삽입한 후 고정한다. 환기 겸용 광도 덕트(120)에는 산광부(130)가 미리 설치되어 산광부(130)가 자연적으로 설치된다.
상기 덕트홀의 입구측에 토사나 우수가 유입되는 틈이 생기지 않도록 환기 겸용 광도 덕트(120)를 설치한다.
지중 구조물(1) 내부에서 산광부(130)를 지중 구조물(1)에 고정하는 것도 가능하다.
지중 구조물(1)이 지하 주차장인 경우 지하 주차장의 슬래브에 덕트홀을 천공한 후 환기 겸용 광도 덕트(120)를 설치하거나 덕트홀을 천공하지 않고 건축물의 벽면을 따라 환기 겸용 광도 덕트(120)를 설치한다.
2. 베이스와 추미형 집광부 조립.
베이스(111)에 추미형 집광부(112)를 미리 조립하여 시공 현장으로 운반하거나 현장에서 베이스(111)에 추미형 집광부(112)를 조립한 후 베이스(111)를 환기 겸용 광도 덕트(120)에 조립하거나, 환기 겸용 광도 덕트(120)에 베이스 덕트(111)를 조립한 후 베이스 덕트(111)에 추미형 집광부(112)를 조립한다.
1 : 지중 구조물,
100 : 지중 구조물용 환기 겸용 자연 채광 장치,
110 : 집광수단, 111 : 베이스
112 : 추미형 집광부. 113 :십자격벽 센서
114 : 집광 반사경, 115 : 조광 반사경
116 : 프레넬 렌즈, 120 : 환기 겸용 광도 덕트
121 : 태양광 입사로, 122 : 환기로
123 : 환기팬, 130 : 산광부

Claims (6)

  1. 터널과 벙커와 지하 도로와 지하 주차장을 포함하는 지중 구조물의 지상측에 설치되는 베이스(111), 상기 베이스에 설치되며 태양광을 집광하는 추미형 집광부(112), 상기 추미형 집광부에 설치되며 태양광을 추적하는 태양광 십자격벽센서(113), 상기 집광부에 설치되며 태양광을 집광하는 프레넬 렌즈, 상기 추미형 집광부를 구동하는 구동수단, 상기 태양광 추적자의 센싱 값을 근거로 하여 상기 구동을 통해 상기 추미형 집광부를 태양광의 집광방향으로 구동하도록 제어하는 제어부, 태양광의 경로에 설치되어 태양광을 유도하는 반사경으로서 집광 반사경(114)과 조광 반사경(115)을 포함하는 집광수단(110)과;
    상기 지중 구조물에 설치되며 상기 집광수단에 의해 집광된 태양광의 상기 지중 구조물의 내부로 유도함과 아울러 상기 지중 구조물 내부의 공기를 외부로 배출하여 환기되도록 하는 환기 겸용 광도 덕트(120)와;
    상기 환기 겸용 광도 덕트에 의해 유도되는 태양광을 상기 지중 구조물의 내부에 조사하는 산광부(130)를 포함하며,
    상기 집광수단의 베이스(111)는 상기 추미형 집광부(112)에 의해 집광된 태양광을 상기 환기 겸용 광도 덕트(120)로 유도하기 위하여 내부에 공간이 형성된 입체형이면서 각각 개방된 입사부(111a)와 출사부(111b)가 구비되는 한편, 상기 환기 겸용 광도 덕트(120)와 연결되는 덕트 연결부(111c)를 포함하고,
    상기 추미형 집광부(112)는 태양광의 집광과 반사를 위하여 내부에 공간이 있는 입체형으로 태양광을 집광하는 구멍 형태의 집광부(112a), 상기 집광부(112a)에 의해 집광된 후 상기 집광 반사경(114)을 통해 반사되는 태양광을 상기 베이스(111)의 입사부(111a)로 유도하는 구멍 형태의 출사부(112b), 출사부(112b)에 링 형태로 돌출 형성되며 상기 베이스(111)에 형성되는 입사부(111a)에 회전 가능하게 삽입되는 축(112c)을 포함하고,
    상기 환기 겸용 광도 덕트는 상기 집광수단을 통해 집광된 태양광을 상기 산광부로 유도하는 태양광 입사로(121) 및 상기 태양광 입사로의 둘레부에 형성되면서 하부는 상기 지중 구조물의 내부와 연통하는 흡기구가 구비되는 한편 상부는 상기 흡기구를 통해 상기 지중 구조물 내부에서 흡기된 공기를 상기 지중 구조물 외부로 배기하는 배기구가 구비된 환기로(122)의 2중 구조이고, 상기 환기로의 배기구에 회전 가능하게 설치되어 상기 지중 구조물 내부에서 흡기되어 상기 환기로를 따라 상기 배기구를 향해 상승하는 공기를 신속하게 환기시키는 환기팬(123)을 포함하되, 상기 환기팬(123)은 상기 환기로(122)에 형성되는 배기구(122b)에 베어링을 통해 상기 환기로(122)를 회전안내축으로 하여 회전하도록 설치되어 상기 환기로(122) 내부의 공기를 외부로 배기하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 지중 구조물용 환기 겸용 자연 채광 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 환기 겸용 광도 덕트의 환기로는 유연성과 탄력성이 있는 주름관으로 구성되는 것을 특징으로 하는 지중 구조물용 환기 겸용 자연 채광 장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 집광수단은 상기 추미형 집광부가 상기 베이스에 한 쌍 이상으로 설치되고, 상기 반사경은 상기 추미형 집광부와 동일하게 한 쌍 이상으로 설치되는 것을 특징으로 하는 지중 구조물용 환기 겸용 자연 채광 장치.
  6. 청구항 1에 의한 지중 구조물용 환기 겸용 자연 채광 장치의 시공 방법으로서,
    터널과 벙커와 지하 도로와 지하 주차장을 포함하는 지중 구조물의 상부에 상기 지중 구조물의 내부와 지상을 연통하도록 환기 겸용 광도 덕트를 설치하는 제1단계와;
    상기 제1단계를 통해 상기 지중 구조물에 설치된 환기 겸용 광도 덕트의 지상측 단부에 베이스와 추미형 집광부를 설치하는 제2단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지중 구조물용 환기 겸용 자연 채광 장치 시공 방법.
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