KR102095171B1 - 건물내 습기제거를 위한 태양광 전송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 건물내 습기제거를 위한 태양광 전송장치는, 집광부재에 의해 반사된 태양광을 신축가능한 수직관 및 수평관 및 연결관을 이용하여 원하는 최종위치에서 산광부를 통해 태양광이 확산될 수 있도록 하여 건물내 습기제거를 위한 태양광 전송장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 입사되는 태양광을 초점영역으로 반사시키는 집광부재와 상기 집광부재에 의해 반사된 상기 태양광을 하부로 전송하며, 신축가능하도록 구비되는 수직관과 상기 태양광을 수평으로 전송하되, 신축가능하도록 구비되는 수평관과 상기 수직관과 상기 수평관의 사이에 절곡된 형태로 구비되어 상기 수직관과 상기 수평관을 연결시키는 연결관과 상기 연결관의 내부 절곡 지점에 설치되어 상기 태양광의 경로를 변경시키는 반사부와 상기 수평관의 일측에 다수개 구비되어 입사되는 상기 태양광의 확산 및 국부조명이 가능하도록 구비되는 산광부와 상기 수직관과 상기 수평관은 상기 태양광이 확산되어 손실되는 것을 방지하기 위해 내부에 상기 태양광을 집중시키는 적어도 하나 이상 구비되는 릴레이 렌즈와 상기 수직관 및 상기 수평관 내부에서 상기 릴레이 렌즈가 이동 가능하도록 구비되는 이동수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

건물내 습기제거를 위한 태양광 전송장치{Solar Transmitter for Removing Moisture in Buildings}

본 발명은 건물내 습기제거를 위한 태양광 전송장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 집광부재에 의해 반사된 태양광을 신축가능한 수직관 및 수평관 및 연결관을 이용하여 원하는 최종위치에서 산광부를 통해 태양광이 확산될 수 있도록 하여 건물내 습기제거를 위한 태양광 전송장치에 관한 것이다.

현재까지 연구개발되었거나 상용화된 자연 채광 시스템(태양 집광 시스템 포함)은 크게 광덕트를 이용한 고정식 채광 시스템과 태양 추적식 렌즈(구면렌즈 또는 프레넬 렌즈)를 이용하여 집광하는 시스템 등이 활용되고있다.

광덕트를 이용한 고정식 채광시스템의 경우 태양추적 방식에 비하여 태양광의 집광 효율을 낮으나, 천공의 상태(기상상태)에 큰 영향 없이 채광이 가능한 장점이 있으며, 반대로 태양 추적방식 시스템의 경우 태양이 있는 청천공 또는 부분 담천공에만 채광이 가능하고 집광효율이 높은 장점이 있다.

두 종류의 채광시스템의 우수성을 단순 비교하기는 어려우며, 이러한 장단점을 감안하여 고정식 채광시스템의 경우 실내 전반조명용으로 활용되고 태양추적식의 경우 실내 국부 조명용으로 활용되어지고 있다.

특히 태양추적식 자연채광시스템은 집광원리에 따라 반사거울방식(평면 또는 곡면 반사체)과 렌즈방식으로 구분되며, 광전송 방식에 따라서는 반사거울방식과 광섬유방식으로 구분된다.

반사거울 방식의 경우 별도의 집광부 없이 반사거울에 의한 태양광 전송으로 원거리 전송에 유리하지만, 반사거울의 크기와 광전송 공간이 충분히 확보되어야 하는 문제가 있으며, 렌즈방식의 경우 광섬유를 이용한 광전송으로 인하여 광전송 거리의 한계(30m 이내)와 광섬유의 경제성의 한계로 실용성이 떨어지는 문제가 있다.

특히, 종래의 자연채광시스템은 공통적으로 집광된 태양광이 확산성을 가지므로 광속이 낮으며 광 전송이 어려우며, 전송과정에서 방향 전환시 광 손실이 크게 발생하여 먼거리까지 태양광 전송이 불가능한 문제가 있었다.

대한민국 등록특허 제10-0951737호 (2010.03.31.) 대한민국 등록특허 제10-1722514호 (2017.03.28.)

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써 집광된 태양광을 레이저광 같은 직진성이 강한 고 광속의 평행광으로 변환시켜 광전송 효율이 높은 자연 채광 장치로 건물내 습기 제거를 위한 태양광 전송장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 입사되는 태양광을 초점영역으로 반사시키는 집광부재; 상기 집광부재에 의해 반사된 상기 태양광을 하부로 전송하며, 신축가능하도록 구비되는 수직관; 상기 태양광을 수평으로 전송하되, 신축가능하도록 구비되는 수평관; 상기 수직관과 상기 수평관의 사이에 절곡된 형태로 구비되어 상기 수직관과 상기 수평관을 연결시키는 연결관; 상기 연결관의 내부 절곡 지점에 설치되어 상기 태양광의 경로를 변경시키는 반사부; 상기 수평관의 일측에 다수개 구비되어 입사되는 상기 태양광의 확산 및 국부조명이 가능하도록 구비되는 산광부; 상기 수직관과 상기 수평관은 상기 태양광이 확산되어 손실되는 것을 방지하기 위해 내부에 상기 태양광을 집중시키는 적어도 하나 이상 구비되는 릴레이 렌즈; 상기 수직관 및 상기 수평관 내부에서 상기 릴레이 렌즈가 이동 가능하도록 구비되는 이동수단;을 포함하며, 상기 수직관과 상기 수평관은, 신축이 용이하여 길이 및 높이 조절이 가능하도록 텔레스코픽 타입으로 구성되되, 내측에 경면처리된 반사코팅부가 구비되고, 상기 이동수단은, 상기 릴레이 렌즈의 외주면을 감싸는 커버부와, 상기 커버부 외측에 부착되며, 상기 커버부를 상기 수직관 및 상기 수평관의 일측에 거치할 수 있도록 구비되는 브라켓과, 상기 브라켓이 상기 수직관 및 상기 수평관의 일측에 구비되는 가이드홈에 장착되어 상기 가이드홈을 따라 위치 이동되며, 상기 브라켓은, 내부에 적어도 하나 이상의 탄성부재가 구비되어 탄성력에 의해 상기 브라켓이 상기 수직관 및 상기 수평관과 접촉 및 분리가 됨으로써 고정 및 이동을 용이하게하고, 상기 수직관 및 상기 수평관과 접촉하는 접촉면에 고무층이 부착되어 마찰력을 증대시킴으로써 고정력을 더욱 강화시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 릴레이 렌즈는, 오목렌즈와 볼록렌즈가 결합되어 구비되되, 반사율을 낮추고 투과율을 높일 수 있도록 상기 오목렌즈와 상기 볼록렌즈의 단면 또는 양면이 AR코팅으로 코팅되는 것을 특징으로 한다.

삭제

삭제

삭제

삭제

또한, 상기 반사부는, 상기 태양광의 경로를 변경하기 위한 프리즘 또는 반사거울로 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 집광된 태양광을 레이저광과 같은 직진성이 강한 고 광속의 평행광으로 변환시켜 광전송 효율이 높은 자연 채광 장치로 건물내 습기 제거를 위한 태양광 전송장치를 제공할 뿐만 아니라, 전송 거리의 제약없이 태양광을 전송할 수 있는 탁월한 효과가 발생한다.

또한, 릴레이 렌즈의 이동을 통해 초점거리를 손쉽게 설정할 수 있는 효과가 있음.

도 1은 본 발명에 따른 자연채광장치를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 전송장치의 전체 모식도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 텔레스코픽 타입의 수평관과 내부에 구비되는 릴레이 렌즈를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 릴레이 렌즈가 이동 가능하도록 구비되는 이동수단을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일정 간격마다 구비된 릴레이 렌즈의 세부구성을 나타낸 단면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 릴레이 렌즈에 입사된 태양광의 초점거리 및 최대거리를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수평관의 상부 내부면에 반사코팅부가 부착된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연결관의 내부 단면도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자연 채광 장치가 건물 입면에 설치된 상태를 나타낸 개념도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 자연채광장치를 개략적으로 도시한 개념도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 전송장치의 전체 모식도이다.

도1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 태양광 전송장치는 입사된 태양광(10)을 집광하는 집광부재(20)와 수직관(30), 수평관(40), 연결관(70), 반사부(72), 산광부(80), 릴레이 렌즈(90) 및 상기 릴레이 렌즈(90)를 이동시키는 이동수단(100)으로 구비된다.

상기 집광부재(20)의 초점부분에 형성되어 상기 집광부재(20)로부터 집광된 상기 태양광(10)을 고광속의 유사 평행광으로 변환하는 광변환부재(22)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 태양광(10)을 추적하여 반사시키는 추적부재(미도시)를 더 포함할 수 있다.

상기 집광부재(20)는 상기 추적부재로부터 반사된 상기 태양광(10)을 초점에 집광시키는 역할을 담당한다.

일예로, 상기 집광부재(20)는 포물곡면 형태의 오목반사거울(24)로 형성될 수 있으며 초점의 수직 상부인 중앙부에 상기 태양광(10)을 전송하기 위한 관통홀(26)을 구비한다.

또 다른 예로, 상기 집광부재(20)는 평면 형태의 프레넬 렌즈(미도시)로 구성되어 태양광을 광변환부재(22)로 집중시킬 수 있다.

여기서, 상기 집광부재(20)가 포물곡면 형태의 상기 오목반사거울(24)로 형성될 경우 포물곡면 형상으로 인해 상기 집광부재(20)가 차지하는 면적이 커져서 공간상의 제약 및 제조, 설치상의 문제가 발생할 수 있으나, 평면 형태의 프레넬 렌즈로 형성할 경우 상기와 같은 문제 없이 상기 태양광(10)을 집중시킬 수 있다.

상기 광변환부재(22)는 상기 집광부재(20)로부터 초점으로 집광된 상기 태양광(10)을 고 광속(光束)의 상기 태양광(10)으로 변환하여 상기 관통홀(26)로 입사시킨다.

여기서, 상기 광변환부재(22)는 포물곡면 형태의 볼록반사거울(28)로 형성될 수 있다.

상기 광변환부재(22)가 상기 오목반사거울(24)로 형성될 경우 상기 집광부재(20)에 의해 집광된 빛이 초점을 지나 상기 오목반사거울(24)에서 반사되어 평행광을 구성하게 되고 공간상에 집광된 빛이 초점에서 모이게 되는 경우 과도한 열의 발생과 화재의 위험은 물론 상기 오목반사거울(24) 표면에 열부하가 발생되어 평행광을 구성하기 위한 반사특성에 영향을 미칠 수 있으므로 상기 광변환부재(22)는 상기 볼록반사거울(28)로 형성하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 볼록반사거울(28) 배면에는 보다 효율적인 방열을 위해 방열판이(미도시) 더 형성될 수 있다.

다음으로 상기 집광부재(20)에 의해 반사된 상기 태양광을 하부로 전송하며, 신축가능하도록 수직관(30)이 구비된다.

일예로, 상기 수직관(30)은 건물 및 빌딩의 외벽 또는 내벽에 수직으로 설치할 수 있으며, 수직 길이에 따라 길이 및 높이 조절이 가능하도록 텔레스코픽(60) 타입으로 구비된다.

또한, 상기 수직관(30)을 통해 전송된 상기 태양광(10)을 수평으로 전송하며, 신축 가능하도록 수평관(40)이 구비되며, 물론 상기 수평관(40) 또한 텔레스코픽 타입으로 구비 될 수 있다.

상기 텔레스코픽(60)은 일부분을 겹치게 해서 늘였다 줄였다 할 수 있으며, 바람직하게는, 상기 수직관(30) 및 상기 수평관(40)은 원통 형상의 투명 아크릴 파이프로 구비될 수 있다.

또한, 상기 수직관(30) 및 상기 수평관(40)은 모두 펼쳤을 때, 이탈이 되지 않도록 각 관의 일단에는 걸림턱(미도시)이 더 구비될 수 있음은 물론이다.

상기 텔레스코픽(60) 타입의 상기 수직관(30) 및 상기 수평관(40)은 수직 길이 또는 수평 길이에 크게 제한을 받지 않도록 여러 단으로 구비되는 것이 바람직하며, 각 관의 두께는 1mm ~ 10mm 내외로 형성하는 것이 바람직하다.

1mm 이내로 관의 두께가 형성될 경우 관이 너무 얇아 외부 충격에 의해 쉽게 파손 될 수 있으며, 10mm를 초과하는 경우 최종 목표지점에서는 처음 지점과 비교하여 관 두께에 차이가 크게 발생하는 문제가 생긴다.

다음으로, 상기 수평관(40)의 일측에 다수개 구비되어 입사되는 상기 태양광(10)의 확산 및 국부조명이 가능하도록 산광부(80)가 구비된다.

일예로, 상기 산광부(80)는 전송된 상기 태양광(10)이 사용자가 원하는 최종 위치에서 사용될 수 있도록 빛의 확산성이 높은 프레넬렌즈(미도시) 또는 볼록렌즈(미도시)로 구비될 수 있으며, 이에 한정하지는 않는다.

상기 산광부(80)는 상기 수평관(40)의 일측에 다수개 구비되어 국부적으로 설치될 수 있도록 상기 수평관의 내부에는 별도의 굴절렌즈(미도시)가 더 구비될 수 있다.

상기 굴절렌즈(미도시)의 투과율 및 반사율을 조절하여 상기 산광부(80)가 설치되는 각 구간별로 상기 태양광(10)의 방향을 조절하여 전송 할 수 있음은 물론이다.

한편, 태양과 지구는 거리와 크기 차이로 인해 태양과 지구 사이에는 0.5도 각도 차이가 발생하고, 상기와 같이 발생하는 각도 차이로 인해 태양으로부터 입사되는 상기 태양광(10)은 상기 집광부재(20)와 광변환부재(22)를 통해 집광되며, 상기 태양광(10)은 고광속의 태양광이긴 하지만, 이상적인 완전한 평행광이 아닌 약간 확산되는 형태의 유사 평행광 형태를 가질 수 밖에 없다.

결국, 이론적으로 태양과 지구의 각도 차이로 인해 태양으로부터 입사되는 상기 태양광(10) 자체가 일정한 경사를 가지고 있으므로 완전한 평행광으로 집광될 수 없다.

따라서, 상기 광변환부재(22)를 통해 집광된 유사 평행광은 상기 수직관(30) 및 상기 수평관(40)을 따라 전송하면서 확산되는 상기 태양광(10)에 의해 광 손실이 발생하게 되고, 전송 거리가 길어지면 질수록 상기 태양광(10) 손실이 증가되는 문제가 있다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위해 상기 수직관(30) 및 상기 수평관(40) 내에 상기 태양광(10)이 확산되어 손실되는 것을 방지하기 위해 상기 태양광(10)을 다시 집광시켜 전송하는 릴레이 렌즈(90)를 포함하여 구성될 수 있다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 텔레스코픽 타입의 수평관과 내부에 구비되는 릴레이 렌즈를 나타낸 사시도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 릴레이 렌즈가 이동 가능하도록 구비되는 이동수단을 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일정 간격마다 구비된 릴레이 렌즈의 세부구성을 나타낸 단면도이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 릴레이 렌즈에 입사된 태양광의 초점거리 및 최대거리를 나타낸 단면이도이다.

도 3내지 도 6을 참조하면, 상기 광변환부재(22)를 통해 집광된 유사 평행광은 상기 수직관(30) 및 상기 수평관(40)의 내에서 전송 거리에 따라 확산이 일어나게 되고, 상기 확산된 광은 전송 거리가 길어질수록 광이 손실되게 되므로 상기 수직관(30) 및 상기 수평관(40)의 내에 확산되는 유사 평행광을 집중시켜 전송하는 상기 릴레이 렌즈(90)가 일정 간격마다 형성될 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 릴레이 렌즈(90)는 오목렌즈(92)와 볼록렌즈(94)가 결합되어 구비되며, 반사율을 낮추고 투과율을 높일 수 있도록 상기 오목렌즈(92)와 상기 볼록렌즈(94)의 단면 또는 양면이 AR코팅(96)으로 코팅될 수 있다.

상기 오목렌즈(92)와 볼록렌즈(94)가 결합된 형태로 구성되면, 확산되는 광을 다시 집중시켜 원거리까지 전달할 수 있게 된다.

또한, 상기 릴레이 렌즈(90)는 단일의 오목렌즈(92) 또는 상기 볼록렌즈(94)로 구성될 수도 있으나, 단일의 오목렌즈(92)로 구성될 경우 집광된 광이 초점을 렌즈 근방에 형성되어 집광된 광이 다시 확산될 수 있으며, 이 경우 상기 릴레이 렌즈(90)가 촘촘히 배치되어야 하므로 소요되는 상기 릴레이 렌즈(90)의 수가 증가하게 되고, 이에 따라 설치 비용이 증가하고, 상기 릴레이 렌즈(90) 설치에 따른 시공성이 떨어질 수 있다.

그리고 상기 릴레이 렌즈(90)가 단일의 볼록렌즈(94)로 구성될 경우 상기 오목 렌즈(92)에 비해 광의 초점영역이 길어지는 효과는 발생하지만, 광의 밀도가 낮은 상태로 광이 전송되므로 집광 효율이 떨어질 수 있다.

따라서, 상기 오목렌즈(92) 또는 상기 볼록렌즈(94)가 결합된 형태로 구성할 경우 상기 오목렌즈(92)를 통과하여 초점영역으로 향하는 광은 고밀도의 고광속 광이되고, 상기 볼록렌즈(94)에 입사되어 상기 볼록렌즈(94)의 초점 영역까지 집광되므로 단일의 상기 오목렌즈(92) 또는 상기 볼록렌즈(94)로 구성되어 발생하는 문제를 동시에 해결할 수 있다.

상기 릴레이 렌즈(90)가 설치되는 간격은 상기 태양광(10) 집광 장치가 설치되는 위치, 크기 및 광 전송 부재의 크기에 따라 결정될 수 있으며, 기본적으로 유입된 상기 태양광(10)이 확산에 의해 소실되는 것을 방지할 수 있는 간격마다 설치되어야 하며, 상기 릴레이 렌즈(90)의 설치 간격은 광학 설계에 따라 일정한 간격으로 설치될 수 도 있지만, 서로 다른 간격으로 설치될 수도 있다.

보다 구체적으로, 상기 릴레이 렌즈(90)는 도 6과 같이 상기 릴레이 렌즈(90)의 초점 거리(F) 이내에 다음 릴레이 렌즈(90)가 형성되면, 상기 다음 릴레이 렌즈(90)에 입사되는 상기 태양광(10)은 모두 상기 다음 릴레이 렌즈(90)에 입사되므로 광손실이 발생하지 않는다.

상기 릴레이 렌즈(90)의 빛 전송효율을 높이기 위해 렌즈 표면의 단면 또는 양면에 상기 AR코팅(96) 일명, 무반사 코팅이 형성될 수 있으며, 빛 전송효율은 상기 릴레이 렌즈(90)의 표면 코팅방법에 따라서 빛의 전송효율이 예를 들어, 99.5%, 95% 등으로 선택적으로 적용이 가능하며, 상기 릴레이 렌즈(90)의 재질 또한 BK7, Quartz, PMMA 등 다양한 투명 재질을 이용할 수 있다.

또한, 초점 영역을 지나 교차하는 상기 태양광(10)이 이웃하는 상기 릴레이 렌즈(90)를 벗어나지 않는 최대 거리(M)마다 형성될 경우 역시 상기 다음 릴레이 렌즈(90)에 입사되는 상기 태양광(10)은 모두 상기 다음 릴레이 렌즈(90)에 입사되므로 광 손실이 발생하지 않는다.

상기와 같이 광변환부재(22)의 상기 관통홀(24)과 연결되고, 상기 릴레이 렌즈(90)를 구비한 상기 수직관(30) 및 상기 수평관(40)을 통해 상기 태양광(10)이 광 손실을 최소화하면서 실내로 유입될 수 있다.

여기서, 상기 수직관(30) 및 상기 수평관(40)은 광섬유, 광파이프 또는 광덕트 등 상기 태양광(10)을 전송할 수 있는 부재는 무엇이나 가능하다.

여기서, 상기 수직관(30) 및 상기 수평관(40)은 변환된 평행광을 손실없이 내부로 공급하기 위해 중공된 형태로 구성될 수 있고, 중공된 내부 공간의 공기를 매체로 손실 없이 광이 전송될 수 있다. 그리고, 상기 광전송 부재의 굴곡부인 상기 반사부(72)에는 반사거울 또는 프리즘을 통하여 광전송 경로를 쉽게 변경할 수 있다.

그리고 상기 광변환부재(22)의 단면적은 상기 관통홀(24) 및 상기 수직관(30) 또는 상기 수평관(40)의 단면적과 동일 하거나 작게 형성될 수 있으며, 상기 광변환부재(22)의 단면적은 상기 태양광(10)의 전송거리에 따라 크기가 결정될 수 있다. 그리고 상기 광변환부재(22)의 단면적에 비례하여 상기 관통홀(24) 및 상기 수직관(30) 또는 상기 수평관(40)의 단면적 크기가 결정될 수 있다.

예를 들어, 상기 태양광(10)의 전송 거리가 길다면 광속이 높아야 하므로 상기 광변환부재(22)의 단면적이 작아지고, 전송 거리가 짧다면 광속이 낮아도 되므로 상기 광변환부재(22)의 단면적이 커질 수 있다.

한편, 상기 릴레이 렌즈(90)는 상기 수직관(30) 및 상기 수평관(40) 내부에서 상기 릴레이 렌즈(90)가 이동 가능하도록 이동수단(100)이 더 구비된다.

상기 이동수단(100)은, 상기 릴레이 렌즈(90)의 외주면을 감싸는 커버부(102)와 상기 커버부(102) 외측에 부착되며, 상기 커버부(102)를 상기 수직관(30) 및 상기 수평관(40)에 거치할 수 있도록 구비되는 브라켓(104)과 상기 브라켓(104)이 상기 수직관(30) 및 상기 수평관(40)의 일측에 구비되는 가이드홈(50)에 장착되어 상기 가이드홈(50)을 따라 위치 이동이 가능하도록 구비된다.

즉, 상기 집광부재(20)의 크기 및 상기 수직관(30)과 상기 수평관(40)의 길이에 따라 상기 태양광(10)의 초점영역이 서로 다르게 형성되며, 이에 따라 상기 이동수단(100)에 의해 상기 릴레이 렌즈(90)의 간격 및 위치를 조절할 수 있게 되는 것이다.

일예로, 이미 설치된 상기 태양광(10) 집광장치의 경우 많은 광량을 확보하기 위해서 상기 집광부재(20)만을 교체하는데, 이때 초점거리가 달리질 수 있으므로, 상기 이동수단(100)에 의해 상기 릴레이 렌즈(90)를 용이하게 이동 할 수 있게 구비되는 것이다.

상기 커버부(102)는 상기 릴레이 렌즈(90)의 외주면을 감싸도록 구비되는데,

상기 릴레이 렌즈(90)가 상기 커버부(102)내에서 외부 충격에 의해 쉽게 파손 되지 않도록 고무 재질의 보호층(미도시)이 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 커버부는(102) 상기 텔레스코픽(60) 타입의 상기 수직관(30) 및 상기 수평관(40)의 내경에 대응되어 상기 릴레이 렌즈(90)를 위치시킬 수 있도록 다양한 크기로 구비되어 상기 릴레이 렌즈(90)를 감싸도록 구비될 수 있다.

이때, 상기 커버부(102)는 상기 입사되어 전송되는 상기 태양광(10)의 손실을 최소화 하기 위하여 투명재질의 아크릴 또는 프레넬 렌즈로 구비될 수 있다.

또한, 상기 브라켓(104)은 상기 커버부(102)의 외측에 부착되는데, 바람직하게는, 상기 커버부(102)의 상부측에 부착되되, 내부에 적어도 하나 이상의 탄성부재(106)가 구비되어 탄성력에 의해 상기 브라켓(104)이 상기 수직관(30) 또는 상기 수평관(40)과 접촉 및 분리가 됨으로써 상기 가이드홈(50)을 따라 고정 및 이동을 용이하게 할 수 있다.

일예로, 상기 탄성부재(106)는 스프링으로 구비될 수 있다.

다시 말해서, 평상시에는 상기 브라켓(104)이 상기 수직관(30) 또는 상기 수평관(40)과 상기 탄성부재(106)의 탄성력에 의해 접촉이 되어 위치가 고정이 되며, 많은 광량 확보를 위한 집광부재(20)교체로 초점거리가 달라지게 되면, 상기 이동수단(100)에 의해 상기 릴레이 렌즈(90)의 위치를 변경하게 된다.

이때, 상기 브라켓(104)을 상부로 들어 올려 상기 수직관(30) 또는 상기 수평관(40)과의 접촉을 분리하게 되고, 상기 릴레이 렌즈(90)를 손쉽게 위치 이동시켜, 초점거리를 다시 설정할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 브라켓(104)은 상기 수직관(30) 및 상기 수평관(40)과 접촉하는 접촉면에 고무층(108)이 부착되어 마찰력을 증대시킴으로써 고정력을 더욱 강화 시킬 수 있다.

즉, 상기 탄성부재(106)의 탄성복원에 의한 힘과 상기 고무층(108)의 마찰력이 추가되어 원하는 지점에서의 위치가 확실히 고정될 수 있는 것이다.

일예로, 상기 수직관(30)에 설치된 상기 브라켓(104)의 경우 상기 고무층(108)의 마찰력으로 인해 중력으로 인한 하부로의 추락 또는 미끄러짐을 방지할 수 있게 된다.

또 다른 예로, 상기 브라켓(104)은 상기 커버부(102)의 양측에 구비될 수 있으며, 상기 수직관(30)과 상기 수평관(40)에 형성되는 상기 가이드홈(50)을 따라 양쪽으로 고정이 될 수 있음은 물론이다.

상기 브라켓(104)은 상기 수직관(30) 또는 상기 수평관(40)의 외부 곡률에 대응되어 상기 수직관(30) 또는 상기 수평관(40)의 외주면과 밀착될 수 있는 형상으로 구비될 수 있다.

또한, 상기 브라켓(104)의 양단에는 사용자로 하여금 손쉽게 파지하여 승강 시킬 수 있도록 손잡이부(미도시) 또는 미끄럼 방지 Tape(미도시) 등이 더 구비될 수 있음은 물론이다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수평관의 상부 내부면에 반사코팅부 가 부착된 모습을 나타낸 사시도이다.

도 7에 도시된 바와 같이. 상기 텔레스코픽(60)타입의 상기 수직관(30) 및 상기 수평관(40)은 내측에 경면처리된 반사코팅부(52)가 구비된다.

상기 반사코팅부(52)는 상기 수직관(30) 및 상기 수평관(40)의 내부에서 상기 태양광(10)의 전송이 확산되어 외부로 확산 및 손실되는 것을 방지하기 위해 구비되는 것이다.

즉, 최종 목표지점까지 상기 태양광(10)을 전송하기 위해 광 손실을 최소화 하기 위한 방법이다.

일예로, 상기 수평관(40)은 상부 내주면에만 상기 반사코팅부(52)가 구비될 수 있다.

다시 말해서, 상기 태양광(10)은 수평으로 전달이 되며, 상기 수평관(40) 상부측으로는 상기 반사코팅부(52)에 의해 빛의 확산을 제한하며, 하부측으로 간접조명으로 조도 확보가 가능하다는 장점이 있다.

이는, 직접 조명이 필요하지 않은 통로 또는 지하공간 및 음영공간에서 간접조명을 통한 조도 확보가 가능하며, 자연채광을 통한 채광이 부족한 지하공간을 활용할 수 있도록 구비될 수 있다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연결관의 내부 단면도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 수직관(30)과 상기 수평관(40)의 사이에 절곡된 형태로 구비되어 상기 수직관(30)과 상기 수평관(40)을 연결시키는 연결관(70)이 구비된다.

또한, 상기 연결관(70)의 내부 절곡 지점에는 상기 태양광(10)의 경로를 변경시키는 반사부(72)가 구비된다.

일예로, 상기 반사부(72)는 상기 태양광(10)의 경로를 변경하기 위한 프리즘 또는 반사거울로 구비될 수 있다.

상기 반사부(72)에는 내측에 경면처리된 반사코팅부(52)가 더 구비되어 빛 손실을 최소화 하며 상기 태양광(10)을 전송할 수 있음은 물론이다.

상기 연결관(70)은 소켓 형태로 구비될 수 있으며, 상기 태양광(10)의 경로에 따라 블록형태로 임의대로 조합 할 수 있도록 탈착이 가능하고, 상기 반사부(72)의 각도를 자유롭게 조절할 수 있도록 구비된다.

일예로 상기 반사부(72)는 수직으로 입사되는 상기 태양광(10)을 수평으로 전달하기 위하여 45ㅀ의 각도로 구비되는 것이 바람직하다.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자연 채광 장치가 건물 입면에 설치된 상태를 나타낸 개념도이다.

본 발명은 대기 중의 부유물질 또는 연무와 같은 가시거리 확보의 제한이 없는 한 광 전송 거리에 제한되지 않으므로, 일반 건축물은 물론 공간 구성이 복잡한 건축물이나 도 9와 같이 지하 갱도 또는 지하철 역사, 지하 주차장과 같은 지하시설물 또는 발전소 등에 쉽게 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 태양광 집광 장치는 수직형으로 건물 입면에 개별적 또는 일체로 형성될 수 있으며, 기둥이나 가로등, 열주 등의 형태로 독립형으로 형성될 수 있으며, 건물 옥상이나 지붕 등에 수평형으로 형성될 수 있음은 물론이다.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.

10: 태양광
20: 집광부재
22: 광변환부재
24: 오목반사거울
26: 관통홀
28: 볼록반사거울
30: 수직관
40: 수평관
50: 가이드홈
52: 반사코팅부
60: 텔레스코픽
70: 연결관
72: 반사부
80: 산광부
90: 릴레이 렌즈
92: 오목렌즈
94: 볼록렌즈
96: AR코팅
100: 이동수단
102: 커버부
104: 브라켓
106: 탄성부재
108: 고무층

Claims (7)

1. 입사되는 태양광을 초점영역으로 반사시키는 집광부재;
   상기 집광부재에 의해 반사된 상기 태양광을 하부로 전송하며, 신축가능하도록 구비되는 수직관;
   상기 태양광을 수평으로 전송하되, 신축가능하도록 구비되는 수평관;
   상기 수직관과 상기 수평관의 사이에 절곡된 형태로 구비되어 상기 수직관과 상기 수평관을 연결시키는 연결관;
   상기 연결관의 내부 절곡 지점에 설치되어 상기 태양광의 경로를 변경시키는 반사부;
   상기 수평관의 일측에 다수개 구비되어 입사되는 상기 태양광의 확산 및 국부조명이 가능하도록 구비되는 산광부;
   상기 수직관과 상기 수평관은 상기 태양광이 확산되어 손실되는 것을 방지하기 위해 내부에 상기 태양광을 집중시키는 적어도 하나 이상 구비되는 릴레이 렌즈;
   상기 수직관 및 상기 수평관 내부에서 상기 릴레이 렌즈가 이동 가능하도록 구비되는 이동수단;을 포함하며,
   상기 수직관과 상기 수평관은, 신축이 용이하여 길이 및 높이 조절이 가능하도록 텔레스코픽 타입으로 구성되되, 내측에 경면처리된 반사코팅부가 구비되고,
   상기 이동수단은, 상기 릴레이 렌즈의 외주면을 감싸는 커버부와, 상기 커버부 외측에 부착되며, 상기 커버부를 상기 수직관 및 상기 수평관의 일측에 거치할 수 있도록 구비되는 브라켓과, 상기 브라켓이 상기 수직관 및 상기 수평관의 일측에 구비되는 가이드홈에 장착되어 상기 가이드홈을 따라 위치 이동되며,
   상기 브라켓은, 내부에 적어도 하나 이상의 탄성부재가 구비되어 탄성력에 의해 상기 브라켓이 상기 수직관 및 상기 수평관과 접촉 및 분리가 됨으로써 고정 및 이동을 용이하게하고, 상기 수직관 및 상기 수평관과 접촉하는 접촉면에 고무층이 부착되어 마찰력을 증대시킴으로써 고정력을 더욱 강화시키는 것을 특징으로 하는 건물내 습기제거를 위한 태양광 전송장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 릴레이 렌즈는,
   오목렌즈와 볼록렌즈가 결합되어 구비되되, 반사율을 낮추고 투과율을 높일 수 있도록 상기 오목렌즈와 상기 볼록렌즈의 단면 또는 양면이 AR코팅으로 코팅되는 것을 특징으로 하는 건물내 습기제거를 위한 태양광 전송장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 반사부는,
   상기 태양광의 경로를 변경하기 위한 프리즘 또는 반사거울로 구비되는 것을 특징으로 하는 건물내 습기제거를 위한 태양광 전송장치.

Images