KR100268763B1 - 항공 장애물 고광도 표시등 장치 - Google Patents

Abstract

항공 장애물 고광도 표시등 장치가 개시되어 있다. 표시등 장치의 제어박스는 항공 장애물의 하단에 설치되고, 주변 조도에 따라서 주간, 황혼, 야간모드에 응답하여 교류전압의 전력을 제어하는 제어회로와, 상기 교류전압에 응답하여 직류 고전압을 발생하는 적어도 하나 이상의 고전압 발생회로와, 상기 교류전압의 주파수를 분주하여 소정 주기를 가지는 트리거 펄스를 발생하는 트리거 펄스 발생회로와, 상기 직류 고전압에 상기 트리거신호를 중첩하여 적어도 하나 이상의 2선 케이블에 각각 출력하는 적어도 하나 이상의 트리거회로를 포함한다. 적어도 하나 이상의 표시등 박스는 항공 장애물의 상단에 설치되고, 고광도 표시등과, 상기 2선 케이블을 통하여 제공되는 고전압신호를 승압하고, 승압된 신호로부터 트리거 펄스를 검출하고, 검출된 트리거 펄스에 의해 표시등을 소정 주기로 구동시키는 표시등 구동회로를 포함한다.

Description

항공 장애물 고광도 표시등 장치

본 발명은 항공 장애물 고광도 표시등 장치에 관한 것으로서, 특히 표시등 박스에는 트리거신호를 승압하여 표시등을 구동하는 구동회로만을 장착하여 부품수를 줄여서 유지보수가 용이한 항공 장애물 고광도 표시등 장치에 관한 것이다.

본 출원인은 항공 장애물 고광도 표시등 장치(특허출원 제 96-14423호)를 선출원한 바 있다.

항공 장애물 고광도 표시등 장치는 송전철탑에 설치시에는 일정 기간동안에는 표시등 박스의 부식으로 인한 문제가 없으나, 굴뚝에 설치한 경우에는 바람의 영향으로 배출된 연기가 표시등 박스에 미치게 되고 이에 표시등 박스가 빠른 시간내에 부식되는 문제가 있었다. 물론 표시등 박스는 내부식성 재질로 제작하고 있으나 아황산 가스와 같은 부식성이 강한 가스와 접하게 되므로 별 도움이 되지 못하고 있는 실정이다.

도 1을 참조하면, 항공 장애물 고광도 표시등 장치는 관리자의 접근이 용이하도록 굴뚝의 하단에는 제어박스(100)가 설치되고, 굴뚝의 상단 근처에는 통상 3개 또는 4개의 표시등 박스(200)가 설치된다. 제어박스(100)와 표시등 박스(200)는 2선 케이블(110)로 상호 연결된다. 이와 같은 표시등 박스(200)는 도 2에 도시한 바와 같이 덮개 체결부위(202)가 먼저 부식되고 이에 덮개(204)의 밀착성이 떨어지게 되므로 내부 회로 부품에 습기 및 가스의 침투가 용이하게 된다. 따라서, 내부 부품의 부식이 가속화되어 장치의 고장이 빈번하게 발생되므로 그만큼 자주 수리를 하지 않으면 안되는 문제가 있었다.

도 3를 참조하면, 항공 장애물 고광도 표시등 장치의 각 표시등 박스(200)는 내부식성 재료로 도금된 철제 박스(206)내에 크세논 방전 표시등(208)과, 고전압 발생회로(210), 트리거 펄스 발생회로(212), 트리거회로(214)를 포함한다.

고전압 발생회로(212)는 제어박스(200)로부터 공급되는 200~240V의 교류 전압을 입력하여 1,500~2,000V의 직류 고전압을 발생하기 위하여 고전압 승압 트랜스, 고압 콘덴서, 고압 다이오드, 고전압 릴레이, 저항, 이들 회로구성에서 발생된 열을 방출하기 위한 히트싱크 등으로 구성된다. 고전압 발생회로(210)는 제어부로부터 제공되는 전력의 크기에 응답하여 고압 콘덴서를 조합하여 주간, 황혼, 야간모드에 따른 고전압을 발생한다.

트리거 펄스 발생회로(212)는 교류 전압의 주파수를 분주하여 분당 40회 혹은 60회의 트리거 펄스를 발생한다. 트리거 펄스는 400~500V의 전압레벨을 가진다. 4개의 표시등(208)이 동시에 온/오프되도록 점멸동작이 동기되지 않으면 안된다.

트리거 회로(214)는 제공된 트리거 펄스에 응답하여 수 kV의 방전개시전압을 크세논 방전 표시등(208)의 양단에 인가하여 방전을 시킴으로써 표시등(208)을 점등시킨다.

따라서, 크세논 방전 표시등은 주간에는 200,000칸델라, 황혼에는 20,000칸델라, 야간에는 4,000칸델라의 밝기로 점멸하게 된다.

이와 같은 구조에서는 표시등 박스(200)에 무거운 부품등로 구성된 고전압 발생회로(210), 트리거 펄스 발생회로(212), 트리거 회로(214) 등이 내장됨으로써 표시등 박스(200)의 전체 무게가 대략 40~60kg이 된다. 그러므로, 이와 같이 하중이 많이 나가는 표시등 박스(200)를 수십미터의 높이까지 운반하여 설치하는 것도 매우 힘들지만, 유지보수시 수리를 위하여 표시등 박스(200)를 굴뚝으로부터 분리하여 밑으로 가져와서 수리한다는 것 자체는 엄청난 부담이 된다.

따라서, 무거운 부품이 많은 고전압 발생회로(210)를 제어박스(100)에 설치하고자 하는 시도가 있었지만 고전압 발생회로(210)와 표시등 구동회로(212)의 거리가 멀어지게 되면 케이블을 통하여 전송되는 트리거 펄스가 라인저항 및 라인 인덕턴스 등에 의해 감쇠되게 된다. 그러므로, 수미터 이상으로 이격될 경우에는 트리거 펄스의 감쇠로 인하여 트리거링이 불안정하게 되므로 크세논 방전 표시등의 방전이 안되는 문제점이 있다.

본 발명은 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 트리거 승압회로를 채용함으로써 고전압 발생회로를 표시등 박스로부터 제어박스로 설치하는 것이 가능한 항공 장애물 고광도 표시등 장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 굴뚝에 설치된 항공 장애물 고광도 표시등 장치를 나타낸다.

도 2는 일반적인 항공 장애물 고광도 표시등 장치의 표시등 박스의 외관 사시도를 나타낸다.

도 3은 종래의 항공 장애물 고광도 표시등 장치의 블록도를 나타낸다.

도 4는 본 발명에 의한 항공 장애물 고광도 표시등 장치의 블록도를 나타낸다.

도 5는 본 발명에 의한 항공 장애물 고광도 표시등 장치의 표시등 구동부의 회로 구성을 나타낸다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

100, 300 : 제어박스 102 : 조도센서

110, 310 : 2선 케이블 200, 400 : 표시등 박스

208,406 : 크세논 방전등 210,304 : 고전압 발생회로

212, 306 : 트리거 펄스 발생회로 214, 308 : 트리거회로

402 : 승압회로 404 : 검출수단

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는 제어박스와 적어도 하나 이상의 표시등 박스를 포함한다. 제어박스는 항공 장애물의 하단에 설치되고, 주변 조도에 따라서 주간, 황혼, 야간모드에 응답하여 교류전압의 전력을 제어하는 제어회로와, 상기 교류전압에 응답하여 직류 고전압을 발생하는 적어도 하나 이상의 고전압 발생회로와, 상기 교류전압의 주파수를 분주하여 소정 주기를 가지는 트리거 펄스를 발생하는 트리거 펄스 발생회로와, 상기 직류 고전압에 상기 트리거신호를 중첩하여 적어도 하나 이상의 2선 케이블에 각각 출력하는 적어도 하나 이상의 트리거 회로를 포함한다. 적어도 하나 이상의 표시등 박스는 항공 장애물의 상단에 설치되고, 고광도 표시등과, 상기 2선 케이블을 통하여 제공되는 고전압신호를 승압하고, 승압된 신호로부터 트리거 펄스를 검출하고, 검출된 트리거 펄스에 의해 표시등을 소정 주기로 구동시키는 표시등 구동회로를 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 4는 본 발명에 의한 항공 장애물 고광도 표시등 장치의 블록 구성을 나타낸다. 본 발명의 장치는 제어박스(300)내에 제어회로(302), 고전압 발생회로(304), 트리거 펄스 발생회로(306), 트리거회로(308)를 설치하고, 표시등 박스(400)에는 표시등 구동회로만을 설치한다.

즉, 제어박스(300)에는 주변 조도에 따라서 주간, 황혼, 야간모드에 응답하여 200~240V의 교류전압의 전력을 제어하는 제어회로(302)와, 상기 교류전압에 응답하여 1,500~2,000V의 직류 고전압을 발생하는 적어도 하나 이상의 고전압 발생회로(304)와, 상기 교류전압의 주파수를 분주하여 분당 60회 또는 40회의 주기를 가지는 트리거 펄스를 발생하는 트리거 펄스 발생회로(306)와, 상기 직류 고전압에 상기 트리거신호를 중첩하여 적어도 하나 이상의 2선 케이블(310)에 각각 출력하는 적어도 하나 이상의 트리거 회로(308)를 포함한다. 트리거 펄스는 400~500V의 직류전압 레벨을 가진다. 따라서, 트리거 펄스는 직류 고전압에 중첩되어 1,900~2,500V로 출력되게 된다.

표시등 박스(400)에서는 케이블(310)을 통하여 제공되는 고전압신호를 표시등 구동회로에서 입력하여 크세논 방전등(406)을 트리거 펄스의 주기로 점멸시킨다.

도 5는 본 발명에 의한 표시등 구동회로의 바람직한 일 실시예의 구성을 나타낸다. 표시등 구동회로는 케이블(310)을 통하여 제어박스(300)로부터 제공되는 고전압신호를 승압시키는 승압회로(402)와, 승압회로(402)에서 승압된 신호로부터 트리거 펄스를 검출하기 위한 검출수단(404)과, 검출된 트리거 펄스에 의해 고광도 표시등(406)을 트리거시키기 위한 트리거 트랜스(T2)를 포함한다.

상기 승압회로(402)는 케이블(310)의 일단(312)과 제 1 노드(N1) 사이에 직렬로 연결되어 고전압신호를 분압하는 분압저항(R1, R2)와, 저항(R1)의 양단에 병렬로 연결된 캐패시터(C1, C2)와, 저항(R2)의 양단에 연결된 캐패시터(C5)와, 상기 제 1 노드(N1)와 상기 케이블(310)의 타단(314) 사이에 연결된 1차 권선(W1)과, 일단이 제 2 노드(N2)에 연결되고 타단이 상기 검출수단(404)에 연결된 2차권선(W2)으로 구성된 승압 트랜스(T1)를 포함한다.

상기 검출수단(404)은 상기 승압회로(402)의 출력신호로부터 트리거 펄스만을 검출하기 위하여 직렬로 연결된 복수의 양방향성 2단자 사이리스터(DIAC)로 구성된다. 양방향성 2단자 사이리스터(DIAC)는 양단에 걸리는 전압이 스레쉬 홀드 전압, 예컨대 600V 이상이 인가되면 도통되고 이하이면 불통상태를 유지한다. 그러므로, 고전압신호는 차단시키고 트리거 펄스는 통과되도록 직렬로 연결된 양방향성 2단자 사이리스터의 수가 결정된다. 검출수단(404)의 출력은 트리거 트랜스(T2)의 1차권선(W1)의 일단에 연결된다. 트리거 트랜스(T2)의 1차 권선(W1)의 타단은 제 1 노드(N1)에 연결되고, 2차권선(W2)의 일단은 제 1 노드(N1)에 연결되고 타단은 표시등(406)의 일단에 연결된다. 표시등(406)의 타단은 케이블(310)의 일단(312)에 연결된다.

그러므로, 제어박스(300)로부터 표시등 박스(400)에 1,500~2,000V 이상의 고전압이 출력되므로 방전등의 내부저항 특성상 발생되는 속류현상에 의해 방전등의 병렬연결이 곤란하다. 따라서, 각 표시등 박스(400)마다 각각의 2선 케이블(310)로 연결되지 않으면 안된다. 3~4개의 표시등 박스(400)가 하나의 제어박스(300)에 연결될 경우에는 3~4개의 2선 케이블(310)이 소요된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용은 다음과 같다.

제어박스(300)으로부터 발생된 고전압 신호와 트리거 펄스가 중첩된 신호는 케이블(310)을 통하여 표시등 박스(400)에 제공된다. 중첩된 신호는 승압회로(402)에 인가되어 저항(R1), 저항(R2), 승압 트랜스(T1)의 1차권선(W1)을 통하여 흐르게 되고, 저항(R1, R2)에 의해 분압되어 제 2 노드(N2)에는 다음 식에 의한 분압된 450~500V의 전압이 나타나게 된다.

이와 같이 고전압이 인가된 상태에서 고전압에 중첩된 트리거 펄스가 가해지게 되면 트리거 펄스(TGP)는 승압 트랜스(T1)의 1차 및 2차 권선(W1, W2)의 권선비에 의해 승압되어 2차권선(W2)에 나타나게 되고 이 승압된 펄스는 V_N2의 바이어스에 실려서 검출수단(404)에 인가되게 된다. 검출수단(404)에서는 검출전압레벨(V_D)보다 낮은 분배전압에서는 불통상태를 유지하다가 트리거 펄스(TGP)가 인가될 경우에는 도통되므로 트리거 트랜스(T2)의 1차권선(W1)에 트리거 펄스가 인가된다. 그러므로, 트리거 펄스가 트리거 트랜스(T2)를 통하여 표시등(406)의 방전개시 전압이상으로 승압되어 표시등(406)에 인가되어 표시등(406)이 방전을 개시하게 된다. 따라서, 표시등(406)은 트리거 펄스가 인가될 때마다 방전을 개시하여 점멸 동작을 하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에서는 무거운 부품들로 구성된 고전압 발생회로를 제어박스에 설치하고 표시등 박스에는 트리거 펄스를 승압시키는 승압회로를 설치함으로써 고전압 발생회로와 수십미터 이상으로 이격되더라도 정확하게 표시등을 트리거시킬 수 있다.

따라서, 굴뚝과 같은 항공 장애물의 상단에 설치되는 표시등 박스의 무게를 기존의 40~60kg에서 15kg정도로 대폭적으로 감소시킬 수 있으므로 설치 및 유지보수가 용이하고, 매연에 의해 부식이 심한 표시등 박스의 부품수를 줄임으로써 부식에 의한 부품 고장의 빈도를 줄일 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (4)

1. 주변 조도에 따라서 주간, 황혼, 야간모드에 응답하여 교류전압의 전력을 제어하는 제어회로와, 상기 교류전압에 응답하여 직류 고전압을 발생하는 적어도 하나 이상의 고전압 발생회로와, 상기 교류전압의 주파수를 분주하여 소정 주기를 가지는 트리거 펄스를 발생하는 트리거 펄스 발생회로와, 상기 직류 고전압에 상기 트리거신호를 중첩하여 적어도 하나 이상의 2선 케이블에 각각 출력하는 적어도 하나 이상의 트리거회로를 포함하고, 항공 장애물의 하단에 설치되는 제어박스; 및

   고광도 표시등과, 상기 2선 케이블을 통하여 제공되는 고전압신호를 승압하고, 승압된 신호로부터 트리거 펄스를 검출하고, 검출된 트리거 펄스에 의해 표시등을 소정 주기로 구동시키는 표시등 구동회로를 포함하고, 상기 항공 장애물의 상단에 설치되는 적어도 하나 이상의 표시등 박스를 구비하는 것을 특징으로 하는 항공 장애물 고광도 표시등 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 각 표시등 구동회로는 상기 2선 케이블을 통하여 제공되는 고전압신호를 승압시키는 승압회로수단;

   상기 승압회로수단에서 승압된 신호로부터 트리거 펄스를 검출하기 위한 검출수단; 및

   상기 검출된 트리거 펄스에 의해 상기 고광도 표시등을 트리거시키기 위한 트리거수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 항공 장애물 고광도 표시등 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 승압회로수단은

   상기 케이블의 일단과 제 1 노드 사이에 연결되어 상기 고전압신호를 분압하는 분압수단; 및

   상기 제 1 노드와 상기 케이블의 타단 사이에 연결된 1차 권선과, 일단이 상기 분압수단의 출력에 연결되고 타단이 상기 검출수단에 연결된 2차권선으로 구성된 승압 트랜스를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공 장애물 고광도 표시등 장치.
4. 제 2항에 있어서, 상기 검출수단은 상기 승압회로수단의 출력신호로부터 트리거 펄스만을 검출하기 위하여 양방향성 2단자 사이리스터로 구성된 것을 특징으로 하는 항공 장애물 고광도 표시등 장치.