KR102149979B1 - 중앙 집중형 광 생성장치의 광을 전송하기 위한 광 그리드 시스템 - Google Patents

중앙 집중형 광 생성장치의 광을 전송하기 위한 광 그리드 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 중앙 집중형 광 생성장치의 광을 전송하기 위한 광 그리드 시스템은 빛을 생성하는 광 생성장치; 상기 광 생성장치에서 발생하는 열 에너지를 흡수하여, 전기 에너지로 변환하는 에너지 변환장치; 일단이 상기 광 생성장치와 연결되어 광만을 상이한 장소로 전달하는 광 전송라인; 및 상기 광 전송라인의 타단과 연결되어 상기 광을 전달받아 설치된 장소에 광을 조사하는 조명단말기;를 포함하여 빛과 열을 분리시키고, 열을 따로 모아 활용하여 분산형 조명 방식과 비교하여 4~5배의 에너지효율 혁신과 온실가스 배출을 낮출 수 있는 효과가 있다.

Description

중앙 집중형 광 생성장치의 광을 전송하기 위한 광 그리드 시스템{LIGHT GRID SYSTEM FOR TRANSMITTING LIGHT OF CENTRALIZED LIGHT GENERATION APPARATUS}
본 발명은 중앙 집중형 광 생성장치의 광을 전송하기 위한 광 그리드 시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 대량의 빛을 중앙집중형 발광기(Light generator) 한 곳에서 만들어 빛을 고출력으로 대용량 전송이 가능한 광전송선(Light transmission line, e.g., Optical fiber)을 통해 빛이 필요한 장소(빌딩 등)에 설치된 개별 조명단말기(Individual light diffuser)로 전송하는 중앙 집중형 광 생성장치의 광을 전송하기 위한 광 그리드 시스템에 관한 것이다.
조명 분야에서 LED 조명은 낮은 가격과 광원의 밝기가 크기 때문에 형광램프, 백열램프와 같은 기존의 조명 광원을 대체하고 있다. LED는 PN diode의 접합부에서 발생하는 빛에너지를 이용한 광원으로서, 장수명, 작은 크기, 낮은 전력소모, 빠른 반응시간의 장점을 가진다.
현재까지, 조명분야에서는 형광/백열/LED 광원의 개발을 비롯한 많은 기술의 발전이 있었으나, 조명방식은 광원과 등기구를 하나의 단말기(조명기구)로 만들고, 전력망에 연결해 각 단말기에서 조명을 생산해 개별 사용하는 단말조명방식을 여전히 사용하고 있다.
또한, LED 조명의 경우 광전효율이 높아 에너지 손실이 적은 소자임에도 불구하고, 시스템으로 구현시 소비에너지의 15 %만 빛으로 바뀌고 85%는 열로 버려지고 있는 상황이다.
열손실을 줄이기 위하여 LED소자에서 발생하는 폐열을 회수하는 단일 조명기구에 대한 열전 발전에 대해서는 초기 기술개발이 되는 중이지만, 조명방식을 바꾸기 위한 기술 개발을 이루어지고 있지 않고 있다.
또한, 광에너지를 집중해서 모으고, 이를 diffuser를 통해서 각각의 terminal로 전송해서, 개별적으로 광에너지를 사용한다는 개념은 아직 활용되지 못하고 있으며, LED 광기구와 이를 연결하는 실리콘 plate 형태의 package 정도의 기술개발에 그치고 있다.
조명분야에서는 형광/백열/LED 광원과 등기구를 하나의 단말기(조명기구)로 만들고, 전력망에 연결해 각 단말기에서 조명을 생산해 개별 사용하는 단말조명방식을 여전히 사용하고 있다.
현재, 형광등을 대체하고 있는 LED 조명의 경우 장수명, 작은 크기, 낮은 전력소모, 빠른 반응 시간의 장점을 갖지만 LED를 사용해서 실제로 시스템을 구성하여 사용하는 경우 LED 조명의 발열문제가 심각하게 발생하고 있다.
많은 개선이 되는 중이지만 High power LED 조명의 경우, 열손실은 심각하게 발생하고 있으며 1mm2 면적의 LED 조명에서 1W 전력을 소모하는 경우, 손실은 80%에 다다르고 있다.
PN 다이오드의 접합부에서 발생하는 열에너지는 경우에 따라서는 1000℃까지 상승하게 되는데, 시스템의 사용을 위해서는 125℃ 이하로 항상 유지가 되어야 하기 때문에 냉각소자를 추가로 사용하고 있다. 매우 많이 발생하는 열에너지는 PN diode의 빛 발생 파장 대까지 영향을 줄 수 있으므로, 발생하는 열에너지의 제어는 LED 조명에서 매우 큰 문제가 되고 있다.
조명기구는 전력망에 연결되어 말단에서 빛과 열을 함께 발생시키는데 이때, 효율이 높은 LED 조명의 경우에도 소비에너지의 15%만 빛으로 바뀌고 85%는 열로 버려지고 있다.
LED 보다도 효율이 나쁜 형광이나 백열등을 활용하는 경우, 에너지 손실은 85% 이상이다. 전력망에 단말을 연결해 사용하는 방식으로는 동력(모터)과 열(전열, 냉난방) 장치들이 있으나 이들은 소비에너지의 대부분(80% 이상)을 원하는 동력과 열로 전환해 사용하고 있다.
조명만이 15% 이하의 낮은 효율로 이용하는 체계이고 발생한 열로 인해 화재 위험, 냉방부담 증가, 열화와 사용시간 단축, 냉각용 부품으로 인한 소요공간 필요, 디자인 제약 등을 감수하고 있다.
또한, 조명기기는 사용 전원 대부분이 소형단말장치를 기반으로 하여 운영하는 방식이기 때문에, 전기에너지-광 에너지의 에너지 전환효율이 낮다는 문제점이 있다.
유체(전기, 물, 석유, 가스)의 경우 전력그리드, 워터그리드, 열그리드(지역난방)를 적용하여 생산을 중앙집중화한 그리드 방식에 기반을 하고 있는데, 전력, 워터, 열 에너지는 현대문명의 기반인 중앙집중형 유틸리티 인프라가 됨에 반해, 조명만 그리드 방식이 아니다.
이와 같은 이유로, 조명 사용에 있어서 에너지 효율을 높이고 기존과 다른 그리드 방식의 새로운 조명체계가 필요한 실정이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2011-0032143호(2011.03.30)
본 발명은 상술한 문제점과 필요에 따라 대량의 빛을 중앙집중형 발광기(Light generator) 한 곳에서 만들어 빛을 고출력으로 대용량 전송이 가능한 광전송선(Light transmission line, e.g., Optical fiber)을 통해 빛이 필요한 장소(빌딩 등)에 설치된 개별 조명단말기(Individual light diffuser)로 전송하는 중앙 집중형 광 생성장치의 광을 전송하기 위한 광 그리드 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 중앙 집중형 광 생성장치의 광을 전송하기 위한 광 그리드 시스템은 빛을 생성하는 광 생성장치; 상기 광 생성장치에서 발생하는 열 에너지를 흡수하여, 전기 에너지로 변환하는 에너지 변환장치; 일단이 상기 광 생성장치와 연결되어 광만을 상이한 장소로 전달하는 광 전송라인; 및 상기 광 전송라인의 타단과 연결되어 상기 광을 전달받아 설치된 장소에 광을 조사하는 조명단말기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 중앙 집중형 광 생성장치의 광을 전송하기 위한 광 그리드 시스템의 광 생성장치는 복수의 고출력 LED로 구성된 집중형 광원으로 대량의 빛을 생성하는 광원부; 개방된 광 출사면이 형성되어 내부공간에 포함된 상기 광원부에서 조사되는 빛을 출사시키는 제1 하우징; 상기 제1 하우징의 출사면에 배치되어 출사되는 빛을 평행한 직사광으로 굴절시키는 제1 굴절렌즈; 개방된 광 출사면이 형성되어 내부공간에 포함된 상기 제1 하우징에서 조사되는 빛을 출사시키는 제2 하우징; 상기 제2 하우징의 출사면에 배치되어 출사되는 평행한 직사광을 굴절시키는 제2 굴절렌즈; 및 테이퍼진 구조로 상기 제2 하우징에서 출사되는 광을 하나의 초점으로 집광시켜 상기 광 전송라인의 일단에 집중되도록 하는 집광모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 중앙 집중형 광 생성장치의 광을 전송하기 위한 광 그리드 시스템의 상기 광 생성장치는 복수의 고출력 LED로 구성된 집중형 광원으로 대량의 빛을 생성하는 광원부; 일측에서 타측으로 라운드진 경사를 가진 테이퍼(TAPER)가 형성된 볼(BOWL)구조로 내부에 상기 광원부를 포함하며, 그 내주면이 빛을 반사할 수 있는 반사물질로 코팅된 반사부; 및 상기 반사부의 개방된 방향에 배치되어 상기 광원부에서 생성된 빛을 한곳으로 집광시키는 집광렌즈;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 중앙 집중형 광 생성장치의 광을 전송하기 위한 광 그리드 시스템의 광 생성장치는 복수의 고출력 LED로 구성된 집중형 광원으로 대량의 빛을 생성하는 광원부; 및 테이퍼진 구조를 가지며, 단면적이 넓은 일단에 상기 광원부가 배치되고 단면적이 좁은 타단에 외부로 연결되는 광 전송라인으로 상기 광원부의 광을 주입하기 위한 광 주입구가 개재된 집광모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 중앙 집중형 광 생성장치의 광을 전송하기 위한 광 그리드 시스템의 광 생성장치는 임의의 공간에 구비된 복수의 상기 광원부; 복수의 상기 광원부 전단에 배치되고 각도 조절되어 상기 광원부에서 발생되는 빛을 집중시키는 집광렌즈; 및 일단이 상기 공간에 인입되어 있고 상기 집광렌즈에 의해 집중되는 빛을 타단이 위치한 이격된 공간으로 이동시키는 광 전송라인;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 중앙 집중형 광 생성장치의 광을 전송하기 위한 광 그리드 시스템의 에너지 변환장치는 상부면이 상기 광원부 배면과 접촉하여 상기 광원부에서 발생하는 열에너지를 흡수하는 열전소자; 및 상기 열전소자의 하부면에 접촉하여 온도를 낮추는 방열판;을 포함하여, 상기 열전소자의 상부면과 하부면의 온도차이에 의해 열에너지를 전기에너지로 변환하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 중앙 집중형 광 생성장치의 광을 전송하기 위한 광 그리드 시스템의 방열판은 외주면에 방열핀이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 중앙 집중형 광 생성장치의 광을 전송하기 위한 광 그리드 시스템의 조명단말기는 상기 광 전송라인의 일단과 연결되어 입력되는 광을 확산시키는 확산렌즈; 상기 광이 방출되는 방출면과 반대되는 후면에 형성되어 방출면으로 광을 반사시키는 반사필름; 및 상기 방출면에 형성된 프리즘 시트에 해당하는 발광시트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 중앙 집중형 광 생성장치의 광을 전송하기 위한 광 그리드 시스템의 상기 제1 하우징 및 상기 제2 하우징은 내주면이 반사 물질로 코팅된 백색의 PVC 원통으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 중앙 집중형 광 생성장치의 광을 전송하기 위한 광 그리드 시스템은 빛과 열을 분리시키고, 열을 따로 모아 활용하여 분산형 조명 방식과 비교하여 4~5배의 에너지효율 혁신과 온실가스 배출을 낮출 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 중앙 집중형 광 생성장치의 광을 전송하기 위한 광 그리드 시스템은 빛을 전기 및 열과 분리한 후, 빛만을 공급하는 조명방식 구현으로 열(전기)에 의한 조명기기 성능저하, 옥내 화재발생 가능성을 크기 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 중앙 집중형 광 생성장치의 광을 전송하기 위한 광 그리드 시스템은 Optical fiber로 광 그리드가 이루어져 조명서비스 방식의 근본적인 혁신을 기대할 수 있는 효과가 있으며, 동시에 통신, IoT, 센서, 네트워크 기술 등과의 다양한 융합을 가능하게 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 중앙 집중형 광 생성장치의 광을 전송하기 위한 광 그리드 시스템도 이다.
도 2는 본 발명에 따른 중앙 집중형 광 생성장치의 광을 전송하기 위한 광 그리드 시스템의 광 생성장치에 대한 다른 실시예 도면 이다.
도 3은 본 발명에 따른 중앙 집중형 광 생성장치의 광을 전송하기 위한 광 그리드 시스템의 광 생성장치에 대한 또 다른 실시예 도면 이다.
도 4는 본 발명에 따른 중앙 집중형 광 생성장치의 광을 전송하기 위한 광 그리드 시스템의 광 생성장치에 대한 또 다른 실시예 도면 이다.
도 5는 본 발명에 따른 중앙 집중형 광 생성장치의 광을 전송하기 위한 광 그리드 시스템의 에너지 변환장치 도면 이다.
도 6는 본 발명에 따른 중앙 집중형 광 생성장치의 광을 전송하기 위한 광 그리드 시스템의 에너지 변환장치에 대한 다른 실시예 도면 이다.
도 7은 본 발명에 따른 중앙 집중형 광 생성장치의 광을 전송하기 위한 광 그리드 시스템의 조명단말기에 대한 다른 실시예 도면 이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급될 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 중앙 집중형 광 생성장치의 광을 전송하기 위한 광 그리드 시스템도 이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 중앙 집중형 광 생성장치의 광을 전송하기 위한 광 그리드 시스템은 광 생성장치(100), 에너지 변환장치(200) 광 전송라인(300), 및 조명단말기(400)를 포함한다.
상기 광 생성장치(100)는 주요 구성으로 광원부(110), 반사부(120), 및 집광렌즈(130)를 포함한다.
상기 광원부(110)는 복수의 고출력 LED로 구성된 집중형 광원으로 대량의 빛을 생성한다.
상기 반사부(120)는 일측에서 타측으로 라운드진 경사를 가진 테이퍼(TAPER)가 형성된 볼(BOWL)구조로 일측은 폐쇄되어 있고 타측은 개방되어 있으며, 그 내주면은 빛을 반사할 수 있는 반사물질로 코팅되어 있다.
이때, 상기 광원부(110)는 상기 반사부(120) 내부 중, 폐쇄된 일측에 포함되어 개방된 방향으로 빛을 조사하고, 상기 반사부(120)는 상기 광원부(110)가 조사하는 빛이 외부로 빠지지 않고 개방된 방향으로 집중될 수 있도록 내주면에 코팅된 반사물질에 의해 반사시킨다.
상기 집광렌즈(130)는 볼록렌즈로 구성되어 상기 반사부(120)의 개방된 방향에 배치되어 상기 광원부(110)에서 생성된 빛을 한곳으로 집광시킨다.
상기 광 생성장치(100)의 다른 실시예로서 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이 다른 실시예의 광 생성장치(100)는 광원부(110), 제1 하우징(140), 제1 굴절렌즈(150), 제2 하우징(160), 제2 굴절렌즈(170) 집광모듈(180)을 포함한다.
상기 광원부(110)는 이미 언급한 바와 같이 하나 이상의 고출력 발광다이오드로 구성되어 대량의 광을 발생시킨다.
원통형 구조의 상기 제1 하우징(140)은 개방된 광 출사면이 형성되어 내부공간에 포함된 상기 광원부(110)에서 조사되는 빛을 출사시킨다.
이때, 상기 제1 하우징(140)은 상기 반사부(120)와 마찬가지로 내주면에 빛을 반사할 수 있는 반사물질이 코팅되어 있는 백색의 PVC 원통형으로, 개방된 광 출사면으로만 빛이 출사되어 빛이 손실되는 것을 방지한다.
상기 제1 굴절렌즈(150)는 상기 제1 하우징(140)의 출사면에 배치되어 상기 제1 하우징(140)의 출사면으로 출사되는 빛을 평행한 직사광으로 굴절시킨다.
원통형 구조의 상기 제2 하우징(160)은 상기 제1 하우징(140)과 같이 개방된 광 출사면이 형성되어 내부공간에 포함된 상기 제1 하우징(160)에서 조사되는 빛을 출사시킨다.
상기 제2 하우징(160)도 내주면에 빛을 반사할 수 있는 반사물질이 코팅되어 있는 백색의 PVC 원통형으로 개방된 광 출사면으로만 빛이 출사되어 빛이 손실되는 것을 방지한다.
상기 제2 굴절렌즈(170)는 상기 제2 하우징(160)의 출사면에 배치되어 상기 제2 하우징(140)의 출사면으로 출사되는 평행한 직사광이 집광되도록 굴절시킨다.
상기 집광모듈(180)은 금속 소재로 구성되고, 하광상협 구조의 테이퍼진 구조로 형성되며, 내주면이 빛을 반사할 수 있는 반사물질이 코팅되어 상기 제2 하우징(160)에서 집광되어 출사되는 광을 하나의 초점으로 집광시켜 상부에 연결된 상기 광 전송라인(300)에 집중되도록 한다.
상기 광 생성장치(100)의 또 다른 실시예로서 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3에 도시되 바와 같이, 상기 광 생성장치(100)는 도 2의 실시예의 테이퍼진 집광모듈(180) 구조를 가지고, 단면적이 큰 일측면에는 상기 광원부(110)가 형성되거나 광원부(110)로부터 빛을 받아들여, 단면적이 작은 타측면에 개재된 광 주입구(181)에 전달한다.
이때, 본 실시예에서의 상기 광 생성장치(100)는 테이퍼진 집광모듈(180) 구조와 내주면에 코팅된 반사물질에 의해서 빛을 집광시킨다.
한편, 상기 광 주입구(181)는 일측면에 초점 포인트가 형성되어 배면이 상기 광 전송라인(300)과 연결되어 상기 집광모듈(180)에서 집광된 빛을 상기 전송라인(300)으로 주입한다.
상기 광 생성장치(100)의 마지막 실시예로서 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 광 생성장치(100)는 특정공간(S), 광원부(110), 집광렌즈(130), 및 상기 광 전송라인(300)의 일단을 포함한다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 광 생성장치(100)는 특정공간(S)에 복수의 광원부(110)가 구비되고, 복수의 상기 광원부(110) 각각의 전단에 집광렌즈(130)가 배치되어, 상기 집광렌즈(130)의 위치를 제어하여 상기 공간(S)에 포함된 상기 광 전송라인(300)의 일단으로 상기 광원부(110)에서 생성되는 광을 집중시켜 준다.
상기 에너지 변환장치(200)는 상기 광원부(110)가 빛을 방사하는 방향과 반대방향에 형성되어 상기 광원부(110)에서 발생된 열을 분리한 후, 전기에너지로 변환한다.
도 5를 참조하여 열에너지를 전기에너지로 변환하는 상기 에너지 변환장치(200)에 대해 더욱 상세히 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이 상기 에너지 변환장치(200)는 열전소자(Thermoelement:210), 방열판(Heat Sink:220), 안정기(230), 및 LED 코어(240)를 포함한다.
상기 열전소자(210)는 온도차에 의해 전기에너지를 생성하는 구성으로써, 상부면이 상기 LED 코어(240)에 배면과 접촉하여 상기 LED 코어(240)에서 발생하는 열에너지를 흡수한다.
상기 방열판(220)은 상기 열전소자(210)의 하부면에 접촉하여 온도를 낮추는데, 이때 상기 열전소자(210)는 상기 LED 코어(240)와 접촉하여 열에너지에 의해 온도가 상승한 상부면과, 상기 방열판(220)과 접촉하여 온도가 떨어진 하부면 사이의 온도차에 의해 전기 에너지를 발생시킨다.
상기 안정기(230)는 교류전원을 직류전원으로 변환하여 고출력의 상기 LED 코어(240)를 작동시키기 위한 전원을 안정적으로 공급시켜준다.
이때, 상기 열전소자(210), 방열판(220), 및 LED 코어(240)는 도 6에 도시된 바와 구성할 수 있는데, 더욱 상세히는 상기 열전소자(210)에 복수의 LED 코어(240)를 동시에 실장시키고, 상기 방열판(220)에 방열핀(221)을 형성시켜 방열효과를 높여, 상기 열전소자(210)의 하부면과 상부면에 온도차를 더욱 크게 나도록 함으로써 전기에너지의 변환이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.
상술한 바와 같이 에너지 변환장치(200)를 구성함으로써, LED 코어를 개별적으로 구동시키면서 손실되는 열에너지를 단일 열전소자를 이용하여 회수함으로써 광원이 차지하는 공간을 최소화하면서 효율적으로 발생되는 열에너지를 전기에너지로 변환할 수 있다.
한편, 상기 에너지 변환장치(200)를 설명하기 위해 LED 코어(240)를 가지고 설명했지만, 본 발명 전체로 볼 때 상기 LED 코어(240)는 상기 광원부(110)에 해당되는 구성일 수도 있다.
상기 광 전송라인(300)은 플라스틱 또는 유리 소재의 광섬유로 구성되어 일단으로 상기 광 생성장치(100)에서 생성된 빛을 입력받아 타단에 연결된 상기 조명단말기(400)로 빛을 전송한다.
상기 조명단말기(400)는 빛을 필요로하는 장소에 설치된 개별 조명단말기(Individual light diffuser)에 해당되며, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 광 전송라인(300)을 통해 전달되는 광을 산란시켜 설치된 장소를 밝힌다.
보다 구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 조명단말기(400)는 확산렌즈(410), 반사필름(420), 및 발광시트(430)를 포함하는데, 상기 확산렌즈(410)는 상기 광 전송라인(300) 일단과 연결되어 입력되는 광을 확산시키고, 상기 반사필름(420)은 광이 방출되는 방출면과 반대되는 면에 형성되어 빛이 원활하게 방출될 수 있도록 한다.
한편, 상기 발광시트(430)는 프리즘 시트에 해당하며 상기 방출면에 형성되어 휘도를 향상시킨다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 광 생성장치
110 : 광원부
120 : 반사부
130 : 집광렌즈
140 : 제1 하우징
150 : 제1 굴절렌즈
160 : 제2 하우징
170 : 제2 굴절렌즈
180 : 집광모듈
181 : 광 주입구
200 : 에너지 변환장치
210 : 열전소자(Thermoelement)
220 : 방열판(Heat Sink)
230 : 안정기
240 : LED 코어
300 : 광 전송라인 400 : 조명단말기
410 : 확산렌즈
420 : 반사필름
430 : 발광시트

Claims (9)

  1. 빛을 생성하는 광 생성장치;
    상기 광 생성장치에서 발생하는 열 에너지를 흡수하여, 전기 에너지로 변환하는 에너지 변환장치;
    일단이 상기 광 생성장치와 연결되어 광만을 상이한 장소로 전달하는 광 전송라인; 및
    상기 광 전송라인의 타단과 연결되어 상기 광을 전달받아 설치된 장소에 광을 조사하는 조명단말기;를 포함하고,
    상기 광 생성장치는,
    복수의 고출력 LED로 구성된 광원부;
    원통형으로 내주면에 빛을 반사하기 위한 반사물질이 코팅되며, 일측면에 개방된 출사면이 형성되어 내부공간에 포함된 상기 광원부에서 조사되는 빛을 출사시키기는 제1 하우징;
    상기 제1 하우징의 출사면에 배치되어 출사되는 빛을 평행한 직사광으로 굴절시키는 제1 굴절렌즈;
    원통형으로 내주면에 빛을 반사하기 위한 반사물질이 코팅되며, 일측면에 개방된 출사면이 형성되어 내부공간에 포함된 상기 제1 하우징에서 조사되는 빛을 출사시키는 제2 하우징;
    상기 제2 하우징의 출사면에 배치되어 출사되는 빛을 평행한 직사광으로 굴절시키는 제2 굴절렌즈; 및
    테이퍼드 구조로 내주면에 빛을 반사하기 위한 반사물질이 코팅되어, 상기 제2 하우징에서 출사되는 광을 하나의 초점으로 집광시켜 상기 광 전송라인의 일단으로 전달하는 집광모듈을 포함하는 중앙 집중형 광 생성장치의 광을 전송하기 위한 광 그리드 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 에너지 변환장치는
    상부면이 상기 광원부 배면과 접촉하여 상기 광원부에서 발생하는 열에너지를 흡수하는 열전소자; 및
    상기 열전소자의 하부면에 접촉하여 온도를 낮추는 방열판;을 포함하여, 상기 열전소자의 상부면과 하부면의 온도차이에 의해 열에너지를 전기에너지로 변환하는 중앙 집중형 광 생성장치의 광을 전송하기 위한 광 그리드 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 방열판은
    외주면에 방열핀이 형성되어 있는 중앙 집중형 광 생성장치의 광을 전송하기 위한 광 그리드 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 조명단말기는
    상기 광 전송라인의 일단과 연결되어 입력되는 광을 확산시키는 확산렌즈;
    상기 광이 방출되는 방출면과 반대되는 후면에 형성되어 방출면으로 광을 반사시키는 반사필름; 및
    상기 방출면에 형성된 프리즘 시트에 해당하는 발광시트;를 포함하는 중앙 집중형 광 생성장치의 광을 전송하기 위한 광 그리드 시스템.
  9. 삭제
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