KR101369482B1 - 지능형 태양전지 경고 조명장치 - Google Patents

지능형 태양전지 경고 조명장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양광으로 축전된 에너지로 LED를 발광시켜 도로의 위험지역에서 운전자에게 경각심을 주는 경고등을 구성하되, 상기 LED의 빛이 주변으로 산란되지 않고 직진성을 갖도록 동심형 렌즈판을 제작하여 시인성이 향상되도록 하였으며, 상기 적색 또는 청색을 표출하는 색판과 상기 렌즈판을 함체에 일체로 조립할 수 있는 수단을 마련하여 조립성이 향상되도록 한 지능형 태양전지 경고 조명장치에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 태양전지판으로 축전된 배터리의 전원으로 다수의 LED를 작동시켜 경각심을 주는 태양전지 경고 조명장치에 있어서, 상기 배터리가 내장되고 상부에는 상기 태양전지판이 설치되는 함체가 지주에 의해 도로에 세워지고, 상기 함체의 전방에는 상기 LED들이 배열된 회로기판을 갖는 경고등이 구비되는데, 상기 경고등은 상기 함체의 전방에 밀착되는 기초판의 앞쪽으로 상기 회로기판이 구비되고, 상기 회로기판의 앞쪽에는 상기 LED들과 일대일 대응되는 볼록렌즈부를 갖는 렌즈판이 구비되며, 상기 렌즈판의 앞쪽에는 청색 또는 적색을 표출하는 색판이 차례로 구비되고, 상기 렌즈판의 외주연에는 상기 기초판에 형성된 돌기에 눌리는 핫멜트를 갖는 패킹자리가 형성되고, 상기 색판에는 상기 패킹자리를 감싸는 테두리부가 형성되고, 상기 테두리부에는 상기 함체의 전방에 나사체결되는 나사체결부가 다수개 형성되는 특징이 있다.

Description

지능형 태양전지 경고 조명장치{The intelligent solar lighting system}
본 발명은 지능형 태양전지 경고 조명장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광으로 축전된 에너지로 LED를 발광시켜 도로의 위험지역에서 운전자에게 경각심을 주는 경고등을 구성하되, 상기 LED의 빛이 주변으로 산란되지 않고 직진성을 갖도록 동심형 렌즈판을 제작하여 시인성이 향상되도록 하였으며, 상기 렌즈판의 전방에는 색판을 구비하여 저비용의 백색 LED로 청색이나 적색이 표시되며, 터널 내부에서는 상용전원을 SMPS로 변환하여 상기 LED를 발광할 수 있도록 한 다기능의 지능형 태양전지 경고 조명장치에 관한 것이다.
일반적으로 굽은길이나 내리막길은 운전 부주의로 사고를 유발할 수 있으며, 야간이나 안개 및 폭우 등으로 주변환경이 열악한 도로 또는 공사중이거나 장애물이 있는 도로에서는 운전자에게 위험지역을 표시하는 경고등의 설치가 필요하다. 종래에는 일반전구나 형광등 또는 할로겐등을 사용하였으나, 고전력에 의한 전력소모가 많고, 너무 밝은 불빛의 반사에 의해 오히려 장애를 유발시킬 수 있는 단점이 있었다.
저전력의 약한 불빛이라도 빛을 한곳으로 모아주면 외부에서 선명하게 시인할 수 있는데, 확산렌즈를 통해 빛을 발광케 함으로써 에너지를 절약하고 필요경비를 줄일 수 있다. 이를 감안하여 국내실용 제120152호에는 저전력의 불빛을 사용하되 외부에 강하게 조명되도록 확산시킬 수 있으며, 또한 전력의 소모를 줄이기 위하여 태양에너지를 이용하여 저전력으로 발산되는 빛을 다각도로 반사하여 확산시킬 수 있도록 한 경광 확산렌즈를 개발하였다.
그러나 상기 확산렌즈는 육면체가 절반된 상태로 집합체를 이루도록 구비되어 있어서 표면에 요철이 심하게 형성되기 때문에, 도로에 설치되면 매연이나 먼지 등이 요철 표면에 달라붙어 조도가 떨어지므로 빛을 멀리 보낼 수 없는 단점이 있었다. 또한 조명으로 LED를 사용하는데, 청색이나 빨간색을 표시하기 위해선 백색의 LED보다 고가인 LED를 사용해야 되므로 비용절감효가가 떨어지는 등의 문제가 있었다.
그리고 터널 내부에서는 태양광을 받을 수 없으므로 사용할 수 없는 등의 기술적인 한계가 있었다.
본 발명은 종래의 문제점을 감안하여 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 태양광으로 축전된 에너지로 LED를 발광시켜 도로의 위험지역에서 운전자에게 경각심을 주는 경고등을 구성하되, 상기 LED의 빛이 주변으로 산란되지 않고 직진성을 갖도록 동심형 렌즈판을 제작하여 시인성이 향상되도록 하였으며, 상기 적색 또는 청색을 표출하는 색판과 상기 렌즈판을 함체에 일체로 조립할 수 있는 수단을 마련하여 조립성이 향상되도록 한 지능형 태양전지 경고 조명장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 함체 내부에 SMPS를 설치하여 AC220V의 상용전원을 DC12V로 출력할 수 있도록 함으로써, 터널 내부에서 태양광을 받을 수 없을 때 상기 LED를 터널 내부의 상용전원으로 작동시킬 수 있도록 하였으며, 상기 적색 경고등과 청색 경고등 두개를 병설하여 번갈아 점멸되도록 하여 운전자가 경각심을 같도록 하였고, 또한 상기 렌즈판의 전방에 색판을 구비하여 저비용의 백색 LED로 청색이나 빨간색이 표시되며, 상기 색판은 주기적으로 세척할 수 있는 수단을 마련하여 제품의 신뢰성이 향상되도록 한 지능형 태양전지 경고 조명장치를 제공함에 있다.
이를 위하여 본 발명은 태양전지판으로 축전된 배터리의 전원으로 다수의 LED를 작동시켜 경각심을 주는 태양전지 경고 조명장치에 있어서, 상기 배터리가 내장되고 상부에는 상기 태양전지판이 설치되는 함체가 지주에 의해 도로에 세워지고, 상기 함체의 전방에는 상기 LED들이 배열된 회로기판을 갖는 경고등이 구비되는데, 상기 경고등은 상기 함체의 전방에 밀착되는 기초판의 앞쪽으로 상기 회로기판이 구비되고, 상기 회로기판의 앞쪽에는 상기 LED들과 일대일 대응되는 볼록렌즈부를 갖는 렌즈판이 구비되며, 상기 렌즈판의 앞쪽에는 청색 또는 적색을 표출하는 색판이 차례로 구비되고, 상기 렌즈판의 외주연에는 상기 기초판에 형성된 돌기에 눌리는 핫멜트를 갖는 패킹자리가 형성되고, 상기 색판에는 상기 패킹자리를 감싸는 테두리부가 형성되고, 상기 테두리부에는 상기 함체의 전방에 나사체결되는 나사체결부가 다수개 형성되는 특징이 있다.
본 발명은 저비용의 백색 LED를 사용한다. 하나의 경고등에 보통 140개 내외의 LED가 사용되는데, 청색이나 적색의 경우 백색 LED보다 두배 이상 가격이 높다. 본 발명은 이를 감안하여 백색 LED를 사용하되, 적색이나 청색을 갖는 색판을 별도로 구비하여 백색 LED의 불빛이 청색이나 적색으로 표출되도록 하였다. 한낮에는 LED 불빛이 태양빛에 의해 약화되는데, 상기 색판은 청색이나 적색을 띠고 있으므로 운전자가 색판만 보고도 충분한 경각심을 가질 수 있다. 그리고 상기 색판과 LED의 사이에는 빛을 모아주는 렌즈판이 마련되므로 LED의 빛을 보다 멀리 보낼 수 있다.
또한 상기 색판을 청색과 적색으로 구분 제작하여 상기 경고등을 2개 병설함으로써, 경각심을 충분히 같도록 하였다. 그리고 터널 내부에는 태양광이 도달되지 않으므로 SMPS를 함체 내부에 내장하여 터널 내부의 상용전원으로 LED를 발광할 수 있도록 하여 제품의 신뢰성이 향상된다.
또한 본 발명은 상기 색판의 표면이 매끄럽게 제작되어 매연이나 먼지 등이 잘 달라붙지 않도록 하였으며, 상기 색판은 주기적으로 세척된다. 본 발명은 빗물을 모을 수 있는 저수통과 상기 저수통의 빛물을 펌핑하는 펌프 및 상기 펌프와 연결된 노즐이 구비된다. 따라서 주기적으로 상기 노즐에서 빗물이 색판으로 분사되어 상기 색판의 표면을 깨끗하게 세척하므로 LED의 불빛이 약화되지 않고 멀리 갈 수 있다.
그리고 갈수기나 겨울철에는 빗물의 양이 적기 때문에 도로 관리인이나 경고등시설 유지보수자가 인위적으로 물을 보충할 필요가 있다. 특히 겨울철에는 부동액을 함께 부어 동파를 예방해야 되며, 관리자가 상기 색판의 세척이 필요하다고 판단되면 상기 저수통의 물을 이용하여 수동으로 상기 색판을 직접 세척할 수도 있다.
도 1은 본 발명 한 실시예의 경고 조명장치의 측면도
도 2는 본 발명 한 실시예의 경고등의 분리 사시도
도 3은 본 발명 한 실시예의 경고등의 단면도
도 4는 본 발명 한 실시예의 경고등의 정면도
도 5는 본 발명 한 실시예의 경고등의 렌즈판 단면도
도 6은 본 발명 다른 실시예의 경고등 조명장치의 측면도
도 7은 본 발명 다른 실시예의 경고등의 정면도
도 8은 본 발명 다른 실시예의 경고등의 작동상태 흐름도
도 1내지 도 5에서 본 발명 한 실시예의 조명장치는 지주(11)로 도로에 세워지는 박스 형태의 함체(10)가 구비되고, 상기 함체(10)의 전방에는 경고등(30)이 구비된다. 상기 함체(10)의 상부에는 상기 경고등(30)이 햇빛에 노출되지 않고 운전자 쪽으로만 노출되도록 가려주는 상판(12)이 구비되는데, 상기 상판(12)의 위쪽에는 태양전지판(20)이 구비되고, 상기 태양전지판(20)의 후방 또는 옆면으로 빗물을 모아두는 저수통(40)이 마련된다. 상기 함체(10) 내부에는 상기 태양전지판(20)으로 축전된 배터리(21)가 구비되고, 상용전원을 DC12V로 변환시키는 SMPS(20a)가 내장되며, 상기 배터리(21)의 축전, 상기 SMPS(20a)의 작동과 상기 경고등(30)의 작동 유무를 제어하는 제어부(22)가 내장된다.
상기 경고등(30)은 상기 함체(10)의 전방에 밀착되는 기초판(31)의 위쪽으로 다수의 LED(33)를 갖는 회로기판(32)이 놓이고, 상기 회로기판(32)의 위쪽으로 렌즈판(34)과 색판(35)이 차례로 적층 구비된다. 상기 렌즈판(34)은 외주연으로 패킹자리(34c)가 요홈으로 형성되고, 상기 패킹자리(34c) 내부에는 실리콘 재질의 핫멜트(34d)가 내장되어 방수처리가 가능하며, 상기 기초판(31)에는 상기 패킹자리(34c)로 들어가 상기 핫멜트(34d)와 밀착되는 돌기(31a)가 구비된다. 그리고 상기 색판(35)의 외주연에는 상기 패킹자리(34c)를 감싸는 테두리부(35a)가 구비되며, 상기 테두리부(35a)의 내측 사방으로 나사체결부(35b)가 형성된다.
상기 색판(35)의 안쪽으로 렌즈판(34), 회로기판(32) 및 기초판(31)이 순차적으로 적층된 뒤 상기 색판(35)을 상기 함체(10)의 전방에 밀착시키고, 상기 함체(10)의 안쪽에서 상기 나사체결부(35b)에 나사못을 체결하면 상기 색판(35)이 상기 함체(10)의 전방에 고정되면서 상기 함체(10) 내부로 렌즈판(34), 회로기판(32) 및 기초판(31)이 함께 고정된다.
상기 렌즈판(34)은 상기 LED(33)와 일대일 대응되는 볼록렌즈부(34a)가 구비되고, 상기 볼록렌즈부(34a)의 외주연으로 다수의 반사면(34b)이 동심원으로 형성된다. 상기 LED(33)는 상기 회로기판(32)에 보통 140개 ∼ 200개 내외로 설치되므로 상기 볼록렌즈부(34a) 역시 같은 개수로 형성된다.
상기 상판(12)의 밑면 후방에는 펌프(41)가 구비되어 상기 저수통(40)과 호스로 연결되고, 상기 상판(12)의 밑면 전방에는 상기 펌프(41)와 호스로 연결되는 노즐(42)이 구비된다. 상기 노즐(42)은 상기 색판(35)을 향해 경사져 있으며, 상기 펌프(41)의 작동으로 상기 저수통(40)의 빗물이 펌핑되면 상기 노즐(42)에서 상기 색판(35)을 향해 빗물이 고압으로 분사되어 색판(35)의 표면을 깨끗하게 세척한다. 그리고 상기 저수통(40)의 내부에는 수위센서(43)가 설치되어 최저수위를 감지하는데, 최저수위가 되면 상기 펌프(41)의 작동을 중지시킨다. 미설명부호 13은 함체(10)의 후방에 마련된 커버로써, 상기 함체(10) 내부의 부품들을 점검 및 교체할 때 사용한다.
이처럼 구성된 본 발명 한 실시예의 경고 조명장치는 상기 함체(10) 상부에 태양전지판(20)이 세워지고 상기 함체(10) 내부에는 배터리(21)가 내장되므로 태양광으로 발생되는 전원이 상기 배터리(21)에 축전되어 상기 경고등(30)의 LED(33)를 작동시킨다. 상기 경고등(30)은 상기 LED(33)의 빛을 산란시키지 않고 한곳으로 모아 멀리 보내는 렌즈판(34)이 구비되고, 상기 렌즈판(34)의 전방에는 백색을 청색이나 적색으로 변환시키는 색판(35)이 구비된다.
상기 렌즈판(34)은 외주연으로 패킹자리(34c)가 형성되고 기초판(31)에는 상기 패킹자리(34c)의 핫멜트(34d)와 밀착되는 돌기(31a)가 형성되며, 상기 색판(35)은 상기 패킹자리(34c)를 감싸는 테두리부(35a)가 형성되므로, 상기 색판(35)이 상기 함체(10)의 전방에 나사못으로 체결되면 이들 색판(35), 렌즈판(34) 및 기초판(31)이 밀착 고정되어 내부로 빗물이 유입되지 않는다.
상기 함체(10) 내부에는 SMPS(20a)가 내장되는데, 상기 함체(10)가 터널 내부에 설치될 경우 태양광이 도달되지 않아 태양전지판(20)이 작동되지 않는다. 이때는 상기 터널 내부에 공급되는 상용전원으로 상기 SMPS(20a)를 작동시키면, DC12V가 생산되므로 상기 LED(33)를 점등할 수 있다. 그리고 상기 SMPS(20a)의 전원으로 배터리(21)도 함께 충전하면 터널 내부가 정전되었을 때 상기 배터리(21)의 비상전원으로 경고등을 점멸시킬 수 있다.
상기 색판(35)은 전방 상부에 노즐(42)이 형성되고 상기 노즐(42)은 호스를 통하여 펌프(41)와 연결되므로, 빗물을 저장하는 저수통(40)의 빗물이 상기 펌프(41)를 타고 노즐(42)로 공급되면 상기 색판(35)의 표면이 깨끗하게 세척된다.
본 발명은 상기 함체(10) 내부의 제어부(22)에서 정해진 프로그램에 따라 상기 색판(35)을 주기적으로 세척할 수 있으므로 제품의 신뢰성이 향상된다. 또한 상기 저수통(40)에는 수위센서(43)가 마련되어 최저수위를 감지하기 때문에 빗물이 없으면 펌프(41)가 작동되지 않아 제품의 파손이 방지되는 안전장치도 마련된다.
도 6 내지 도 8은 본 발명 다른 실시예로써, 상기 함체(10)가 터널 내부에 설치되어 태양전지판(20)이 필요없는 경우를 나타낸 것이다. 상기 함체(10)의 전방에는 두개의 경고등(30)이 병설되는데, 각 색판(35)은 적색과 청색으로 형성되어 적색 및 청색 불빛이 0.5 ∼ 1초 간격으로 점멸되도록 한 것이다.
그리고 상기 함체(10) 내부에 내장되는 SMPS(20a)는 AC220V의 상용전원을 DC12V로 변환시키는 것인데, 상기 SMPS(20a)에 의해 상기 경고등(30) 내부의 LED(33)가 점멸된다. 또한 상기 SMPS(20a)가 작동되는 동안 배터리(21)도 함께 충전하였다가 터널 내부가 정전되었을때 상기 배터리(21)의 전원으로 LED(33)가 점멸되도록 한다.
상기 함체(10)의 전방에는 상용전원과 상기 배터리(21)의 비상전원 작동유무를 표시하는 상용전원표시램프(50) 및 비상전원표시램프(51)를 병설하여, 도로관리자가 상기 LED(33)의 전원공급원이 무엇인지 식별할 수 있도록 하였다.
10 : 함체 11 : 지주
12 : 상판 20 : 태양전지판
20a : SMPS 21 : 배터리
22 : 제어부 30 : 경고등
31 : 기초판 31a : 돌기
32 : 회로기판 33 : LED
34 : 렌즈판 34a : 볼록렌즈부
34b : 반사면 34c : 패킹자리
34d : 핫멜트 35 : 색판
35a : 테두리부 35b : 나사체결부
40 : 저수통 41 : 펌프
42 : 노즐 43 : 수위센서
50 : 상용전원표시램프 51 : 비상전원표시램프

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 태양전지판으로 축전된 배터리의 전원으로 다수의 LED를 작동시키기 위하여 상기 배터리(21)가 내장되고 상부에는 상기 태양전지판(20)이 설치되는 함체(10)가 지주(11)에 의해 도로에 세워지고, 상기 함체(10)의 전방에는 상기 LED(33)들이 배열된 회로기판(32)을 갖는 경고등(30)이 구비되는데; 상기 경고등(30)은 상기 LED(33)들과 일대일 대응되는 볼록렌즈부(34a)를 갖는 렌즈판(34)이 구비되며, 상기 렌즈판(34)의 앞쪽에는 청색 또는 적색을 표출하는 색판(35)이 차례로 구비된 지능형 태양전지 경고 조명장치에 있어서,
    상기 렌즈판(34)에는 상기 볼록렌즈부(34a)마다 상기 볼록렌즈부(34a)를 감싸며 동심원을 형성하는 다수의 반사면(34b)이 형성되어, 빛이 확산되지 않고 직진하도록 한 것을 특징으로 하는 지능형 태양전지 경고 조명장치.
  3. 태양전지판으로 축전된 배터리의 전원으로 다수의 LED를 작동시키기 위하여 상기 배터리(21)가 내장되고 상부에는 상기 태양전지판(20)이 설치되는 함체(10)가 지주(11)에 의해 도로에 세워지고, 상기 함체(10)의 전방에는 상기 LED(33)들이 배열된 회로기판(32)을 갖는 경고등(30)이 구비되고, 경고등(30)에는 청색 또는 적색을 표출하는 색판(35)이 구비된 지능형 태양전지 경고 조명장치에 있어서,
    상기 함체(10)의 상부에는 상기 태양전지판(20)이 놓이고 또한 상기 경고등(30)이 태양빛에 노출되는 것을 막는 상판(12)이 구비되며,
    상기 상판(12)에는 위쪽으로 빗물을 모아주는 저수통(40)이 구비되고,
    상기 상판(12)의 전방 밑면에는 상기 색판(35)으로 향하는 노즐(42)이 구비되며, 상기 노즐(42)은 상기 저수통(40)과 펌프(41)로 연결되어 빗물이 상기 색판(35)으로 분사되도록 한 것을 특징으로 하는 지능형 태양전지 경고 조명장치.
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