KR101097199B1 - 태양전지를 이용한 매립형 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 매립형 조명장치로서, 원통 지지부; 상기 지지부 상부에 위치하는 판형 4각 하우징; 하우징 내부에 양쪽에 배치되고, 태양광을 전기 에너지로 변환하는 쏠라셀; 상기 쏠라셀의 전기 에너지를 축적하는 축전지; 상기 축전지에 축적된 전기 에너지를 일정 범위의 전압으로 제어하는 제어회로; 상기 태양광 사이에 배치되고, 상기 제어회로에서 특정 전압으로 인가하여 조명광을 발생하는 LED; 및 상기 하우징 및 상기 지지부의 상면을 덮는 투명한 덮개를 포함한다.

이와 같은 본 발명을 제공하면, 차도와 구분되어 가로등이 없는 보도 또는 자전거도로에 설치하기 용이하고, 독립전원이 필요없고 외부와 연결되는 전원연결선이 필요 없을 뿐만 아니라, 고효율의 내구성이 높은 매립형 도로 바닥 조명장치를 제공하게 된다.

쏠라셀, 태양전지, LED, 조명, 자전거 도로

Description

태양전지를 이용한 매립형 조명장치{RECLAIMING ILLUMINATOR USING OF SOLAR CELL}

본 발명은 매립형 조명장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도보 또는 자전거 도로 등에 안내 유도등으로 사용되고, 태양전지 및 LED를 사용하여 반영구적인 독립 매립형 조명장치에 관한 것이다.

일반적인 조명등은 천정이나 벽면에 돌출되어 부착시키거나 일정 공간안에 조명등과 같은 기구를 고정시켜서 사용하는게 일반적이였고, 요즈음 들어서 공간의 활용 또는 외부의 다양한 도로의 유도등의 활용을 위해 천정, 벽면 또는 바닥 등에 매립하는 형태도 나오고 있다.

그러나, 종래에는 매립등을 설치함에 있어서, 전원을 연결하기 위하여 전원선을 따로 설치하는 공사를 해야 하기 때문에, 전기공사비의 부담과 전선의 연결에 대한 전문지식이 없는 사람들은 설치가 용이하지 않았고, 짧은 전구수명으로 인한 전구 교체로 인한 환경오염과, 에너지 낭비가 심하였고, 그에 유지, 보수 관리비 또한 큰 부담이라는 문제점이 있었다.

현재 에너지 문제가 전 세계적으로 심각한 문제로 대두 되면서, 자전거 열풍과 함께 자전거 도로가 전국적으로 많이 개통되고 있으나, 종래의 자전거도로가 차 도의 가로등 뒷부분 또는 동떨어져 있어서, 야간에 자전거 이용에 상당한 불편함이 있었다.

그러나 이러한 보도 또는 자전거도로의 조명등에 대한 필요에도 불구하고, 자전거 도로에 차도와 같이 가로등을 설치하기에 그 이용자에 비해 설치비용이 많이 들고 전기에너지 소비가 높다는 문제점이 있다.

상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 과제는 차도와 구분되어 가로등이 없는 보도 또는 자전거도로에 설치하기 용이하고, 독립전원이 필요없고 외부와 연결되는 전원연결선이 필요 없을 뿐만 아니라, 에너지 효율이 높고 내구성이 높은 매립형 도로 바닥 조명장치를 제공하고자 함이다.

상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 특징은 매립 조명 장치에 있어서, 원통 지지부; 상기 지지부 상부에 위치하는 판형 4각 하우징; 하우징 내부에 양쪽에 배치되고, 태양광을 전기 에너지로 변환하는 쏠라셀; 상기 쏠라셀의 전기 에너지를 축적하는 축전지; 상기 축전지에 축적된 전기 에너지를 일정 범위의 전압으로 제어하는 제어회로; 상기 태양광 사이에 배치되고, 상기 제어회로에서 특정 전압으로 인가하여 조명광을 발생하는 LED; 및 상기 하우징 및 상기 지지부의 상면을 덮는 투명한 덮개를 포함한다.

여기서, 상기 LED는 상기 하우징의 중심에 위치하고, 상기 덮개의 중앙부는 발광되는 광을 분산시키기 위해 표면이 거친 것이 바람직하고, 상기 하우징 내부에 위치하여 태양광을 감지하고, 상기 제어회로에 상기 LED의 점등 신호를 보내는 조도센서가 더 구비된 것이 바람직하다.

또한, 바람직하게는 상기 LED는 상기 하우징의 중심부에 위치한 원기둥 형상의 소켓의 최상부에 위치하고, 상기 덮개와 맏다아 있는 것일 수 있고, 상기 하우 징의 상부에 위치한 상기 덮개의 중앙 부분이 상기 덮개의 평면 대비 볼록한 것일 수 있으며, 상기 덮개는 상기 지지부 및 하우징을 모두 덮는 일면이 오픈된 원통형 구조인 것일 수 있다.

더하여, 상기 덮개는 투명한 플라스틱 재질인 것이 바람직하고, 상기 조명장치는 자전거 도로 가이드용 조명장치인 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명을 제공하면, 차도와 구분되어 가로등이 없는 보도 또는 자전거도로에 설치하기 용이하고, 독립전원이 필요없고 외부와 연결되는 전원연결선이 필요 없을 뿐만 아니라, 고효율의 내구성이 높은 매립형 도로 바닥 조명장치를 제공하게 된다.

또한, 지지부의 끼움받침은 덮개를 원판에 측면 양측에 홈이 형성되어 있어서, 덮개를 끼워 넣을 수 있는 구조이어서 안정적으로 장착이 가능하여 내구성이 더욱 높아지고 조립하기가 용이하다.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 매립형 조명장치의 사시도를 나타낸 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 조명장치는 원통 지지부; 상기 지지부(110) 상부에 위치하는 판형 4각 하우징(120); 하우징(120) 내부에 양쪽에 배치되고, 태양광을 전기 에너 지로 변환하는 쏠라셀(130); 상기 쏠라셀(130)의 전기 에너지를 축적하는 축전지(160); 상기 축전지(160)에 축적된 전기 에너지를 일정 범위의 전압으로 제어하는 제어회로(150); 상기 태양광 사이에 배치되고, 상기 제어회로(150)에서 특정 전압으로 인가하여 조명광을 발생하는 LED(140); 및 상기 하우징(120) 및 상기 지지부(110)의 상면을 덮는 투명한 덮개(170)를 포함하여 구성된다.

즉, 하우징(120) 내부에 위치한 쏠라셀(130)에서 태양광을 받아 전기에너지로 변환하고, 변환된 에너지는 축전지(160)에서 에너지를 축적하고, 축적된 에너지는 야간에 제어회로(150)로 보내어 특정범위의 전압을 LED(140)에 인가하도록 구성되어 있어서, 도로 바닥 등에 매립형태 설치하게 되면, 태양전지를 이용하여 독립적인 전원장치 없이 반 영구적으로 조명등으로 사용할 수 있다. 이와 같은 장치는 가로등과 같이 많은 조도를 필요로 하는 조명에 사용하는 것이 아니라, 자전거 도로 또는 도보 등에서 자전거 이용자 또는 보행자의 유도 안내등으로 사용하기에 적합하다.

여기서, 쏠라셀(130)은 LED(140)를 장착하기 위한 소켓(145)의 양쪽에 배치하고, 원기둥 형태의 지지부(110) 내부에 설치된 제어회로(150) 및 축전지(160)와 도선으로 연결되는 구조이다. 도선은 하우징(120)의 측면으로 돌출되어 쏠라셀(130)의 전기 접속부와 연결되는 구조로서, 4각의 하우징(120)으로 설치하게 되면 구조상 설치하기가 용이한 배치가 될 수 있다. 물론 4각 하우징(120)이 아닌 지지부(110)의 모양과 유사한 원형의 모양으로 가능하다.

LED(140)에서 발생되는 광은 광원을 중심으로 사방으로 퍼져나가기 때문에, 광의 효율적인 조명 역활을 하기 위해서 LED(140) 광을 포커싱 할 필요가 있다. 그러므로 본 발명에서는 도 1에 나타낸 바와 같이, LED(140)가 소켓(145)에 장착되어 투명한 덮개(170)에 가장 근접하거나 접촉하는 것이 바람직하고, 하우징(120) 상부에 있는 덮개(170)의 중앙부분을 볼록한 형상으로 하여 발생되는 광이 측면 부위로 새어나가는 것을 방지하고 보행자 또는 자전거 이용자가 멀리서도 조명등을 인지할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

또한, 덮개(170)의 볼록한 형상은 낮에 태양광을 포커싱 하여 쏠라셀(130)에서 더욱 효율적으로 광을 수집하는 효과가 있을 뿐만 아니라, 평면이나 오목한 형상을 취하는 경우 오랫동안 외부에 노출되어 있기 때문에 먼지가 쌓여 탱양광 에너지의 수집이나 LED(140) 조명을 방해할 수 있지만, 볼록 형상은 먼지가 쌓여도 비가 오는 경우 쌓인 먼지를 흘러내릴 수 있게 하고, 바람에 의해 쉽게 쌓이는 것을 상당 부분 방지할 수 있다는 큰 장점이 있다.

그리고, LED(140) 광이 출광되는 부분인 덮개(170)의 중앙부에 표면을 거칠게 하여 광을 산란시켜 분산시키는 것이 바람직하다. 이는 자전거 도로 등에서 이용자의 길을 안내하는 유도등으로서의 역할을 수행하기 위해 직진성이 있는 LED(140)광 보다 넓게 퍼져나가는 광이 사용자들에게 훨씬 인식률이 높기 때문이다. 더하여, 덮개(170)의 원둘레면도 표면을 거칠게하여 태양광이 쏠라셀(130)에 포커싱을 높이고, 발생되는 LED(140) 광이 측면으로 새어나오지 못하게 하는 역할을 할 수 있다.

하우징(120)을 지지하는 원기둥 형상의 지지부(110)는 폴리카보네이트등의 플라스틱 재질로 사용한다. 이는 땅속에 계속 매립된 상태로 방치되어, 수분등에 의해서 발생되는 산화(녹)가 일어나지 않는 플라스틱 재질이 바람직하게 때문이다. 그리고, 지지부(110)의 사면에 끼움받침이 있고, 끼움받침 상면에 4각의 하우징(120)의 놓여져 있는 구조로 되어 있다. 끼움받침은 덮개(170)를 원판에 측면 양측에 홈이 형성되어 있어서, 덮개(170)를 끼워 넣을 수 있는 구조이어서 안정적으로 장착이 가능하여 내구성이 더욱 높아지고 조립하기가 용이하다.

도 2는 본 발명에 따른 태양광을 이용한 매립형 조명장치의 측면도를 예시한 도면이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 원기둥 형상의 지지부(110)가 받쳐있고, 그 상면에 하우징(120)0), 쏠라셀(130), 소켓(145), 원기둥이 있으며, 최외곽에 한쪽이 오픈된 워통형 덮개(170)가 덮여져 있는 구조이다. 이러한 구조를 통해 자전거 도로 등에 지면에 매립하여 일정간격으로 설치하게 되면, 낮에는 탱양광을 받아 전기 에너지로 축적했다가 야간에 LED(140)를 점등시켜 도로 안내등으로서의 역할을 수행하게 된다.

보다 상세히 살펴보면, 낮에 태양광의 내리쪼이게 되면, 쏠라셀(130)에서 태양광을 받아, 태양전지는 광에너지를 전기에너지로 전환하고, 전환된 에너지는 지지부(110) 내부에 설치된 축전지(160)에 축적되게 된다. 야간이 되면, 축적된 에너지를 제어회로(150)가 전원으로 사용하고, 소켓(145)을 통해 하우징(120)0) 중앙 상부에 위치한 LED(140)에 전원을 공급하게 함으로써, 발광 조명을 하게 된다. 이와 같이, 본 장치는 낮에는 태양광 에너지를 축적하고, 밤에는 그 축적된 에너지를 이용하여 조명등에 역할을 수행하게 되는 것이다. 여기서 밤과 낮을 구분하는 방법 으로서, 제어회로(150)에서 타이머 기능을 두어 특정시간 단위로 스위칭 역할을 하여 이룰 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서, 태양광을 이용한 매립형 조명장치의 분해도를 예시한 도면이다. 도 1 및 도 2에 예시된 실시예와 구성이 거의 동일하나, 본 실시예에서는 밤과 낮을 구분하여 에너지를 축적하고 조명등을 밝히는 스위칭 기능을 조도센서(135)를 이용하여 수행하는 구조이다.

조도센서(135)는 모두 빛을 감지하는 센서로서, 이는 CDS라고 하는 반도체 소자를 이용한다. CDS는 빛의 광도에 따라 내부저항값이 변화하는 특성을 가지고 있는데 이 성질을 이용하여 주변의 빛의 광도가 낮으면 내부저항값이 줄어들어 스위치 on, 주변의 빛의 광도가 높으면 내부저항값이 높아져 스위치 off 하는 구조이다. 이와 같은 조도센서(135)를 도 3에 나타낸 바와 같이, 솔레셀 인근에 배치하여 도로 주변의 밝기(광도)를 감지하고, 낮에는 스위치 off 하고, 밤에는 스위치 on 하는 기능을 수행하게 된다.

그러므로, 도 3에 예시된 발명은 조도센서(135)가 아침이나 낮에 주변의 밝기를 감지하여 LED(140) 점등 스위치를 off 하는 신호를 제어회로(150)로 보내면, 제어회로(150)에서 축전지(160)에서 LED(140)로 보내지는 전기에너지를 차단하고, 쏠라셀(130)을 통하여 탱양광 에너지를 전기에너지로 변환하여 축전지(160)에 축적해 둔다. 밤이 되면, 조도센서(135)가 주변의 어두어진 밝기를 감지하여 스위치 on 신호를 제어회로(150)로 보내고, 제어회로(150)에서는 낮에 전기 에너지를 축적한 축전지(160)가 배터리 역할을 하여 LED(140)를 발광하도록 전압을 인가하게 하는 역할을 한다.

이러한 조도센서(135)의 역할로 쓸데없이 에너지를 낭비하는 것을 막고, 실제 어두어져 도로를 인식하기 어려워질 때만, LED(140)가 점등되도록 함으로써, 효율적이고 영구적으로 조명장치를 사용할 수 있게 된다.

그리고, 도 3을 참조하면, 제어회로(150) 및 축전지(160)와 쏠라셀(130)은 도선으로 연결되는데, 지지부(110) 내부에 설치된 제어회로(150)와 축전지(160)를 쏠라셀(130) 사이에 위치하는 관통공(125)을 만들어 도선(133)으로 연결하게 되면, 설치가 용이하고 단순해지는 장점이 있다. 관통공(125)은 소켓(145)을 중심으로 양쪽에 배치된 쏠라셀(130) 사이 측면에 위치하여 쏠라셀(130)의 접속부와 최대한 가까이하는 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명에 따른 태양광을 이용한 매립형 조명장치를 자전거 도로에 사용하는 사용예를 나타낸 도면이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 조명장치(100)를 자전거도로(200)의 측면 부위에 일정간격을 두고 배열하여 설치된다. 측면에 일정간격으로 배열하게 되면, 자전거 이용자 또는 보행자가 쉽게 자전거도로(200)임을 파악할 수 있고, 작은 전기 에너지를 사용하여도 충분히 길 안내등으로서의 역할을 수행할 수 있게 된다.

이와같이 본 발명의 조명장치를 사용하게 되면, 높은 밝기를 요구하는 차도와 달리 길 안내 역할을 수행할 수 있는 보도 또는 자전거 도로에 설치하여 사용하기에 적당하고, 태양광 에너지를 이용하여 독립적인 전원이 필요없고, LED 소자를 이용하여 에너지 효율이 높아서 친환경적인 사용과 실용성을 상당히 높일 수 있게 된다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 매립형 조명장치의 사시도를 나타낸 도면,

도 2는 본 발명에 따른 매립형 조명장치의 측면도를 예시한 도면,

도 3은 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서, 매립형 조명장치의 분해도를 예시한 도면,

도 4는 본 발명에 따른 매립형 조명장치를 자전거 도로에 사용하는 사용예를 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 상세한 설명>

100: 조명장치, 110: 지지부, 120: 하우징, 125: 관통공,

130: 쏠라셀,133: 도선, 135: 조도센서, 140: LED,

145: 소켓, 150: 제어회로, 160: 축전지

Claims (8)

1. 매립 조명 장치에 있어서,

   원통 지지부;

   상기 지지부 상부에 위치하는 판형 4각 하우징;

   상기 하우징 내부에 양쪽에 배치되고, 태양광을 전기 에너지로 변환하는 쏠라셀;

   상기 쏠라셀의 전기 에너지를 축적하는 축전지;

   상기 축전지에 축적된 전기 에너지를 일정 범위의 전압으로 제어하는 제어회로;

   상기 쏠라셀 사이에 배치되고, 상기 하우징의 중심부에 위치한 원기둥 형상의 소켓의 최상부에 위치하여 상기 제어회로에서 특정 전압이 인가되어 조명광을 발생하는 LED; 및

   상기 하우징 및 상기 지지부의 상면을 덮고, 상기 쏠라셀 및 LED를 덮는 상부는 볼록한 형상을 갖고, 상기 상부의 중앙부는 발광되는 광을 분산시키기 위해 표면이 거친 플라스틱 재질의 투명한 덮개를 포함하는 것을 특징으로 하는 매립형 조명장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 하우징 내부에 위치하여 태양광을 감지하고, 상기 제어 회로에 상기 LED의 점등 신호를 보내는 조도센서가 더 구비된 것을 특징으로 하는 매립형 조명장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,

   상기 덮개는 상기 지지부 및 하우징을 모두 덮는 일면이 오픈된 원통형 구조인 것을 특징으로 하는 매립형 조명장치.
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,

   상기 조명장치는 자전거 도로 가이드용 조명장치인 것을 특징으로 하는 매립형 조명장치.

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