KR101381278B1 - 고정식 조명타워 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력손실을 절감하고, 최상의 램프광속유지는 물론 램프의 수명을 연장하는 동시에 신속하고 편리한 유지보수를 제공하는 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 고정식조명탑에 설치되는 램프와 안정기의 이격 거리에서 발생하는 전압강하에 따른 전력손실을 절감하고, 지상에서 조명탑 상부에 설치된 램프와 안정기의 이상 유 무를 판단하여, 혼자서도 유지보수가 가능하도록 하여 유지관리비를 절감하게 하는 고정식조명타워에 관한 것이다.

Description

고정식 조명타워{stationary lighting tower}

본 발명은 고정식조명타워에 관한 것으로서, 상세하게는 전력손실을 절감하고, 최상의 램프광속유지는 물론 램프의 수명을 연장하는 동시에 신속하고 편리한 유지보수를 제공하는 시스템에 관한 것이다.

보다 상세하게는 고정식조명탑에 설치되는 램프와 안정기의 이격 거리에서 발생하는 전압강하에 따른 전력손실을 절감하고, 지상에서 조명탑 상부에 설치된 램프와 안정기의 이상 유 무를 판단하여, 혼자서도 유지보수가 가능하도록 하여 유지관리비를 절감하게 하는 고정식조명타워에 관한 것이다.

일반적으로, 조명탑은 항구나 공항 또는 경기장 등과 같은 기간산업 시설이나 다수의 이용자가 활용하는 장소에 국민의 안전을 확보할 목적으로 설치된다.

일반적으로 조명타워는 운동장이나 공연장 등은 넓은 면적을 갖는 시설로 야간 경기나 공연을 위해 설치된 대형 조명시설로서, 이들은 높은 위치에서 운동장 또는 공연장의 내부를 비추기 위해 타워(탑)에 설치되어 있으며 이러한 조명타워는 그 자체가 하나의 단독 설비를 이루고 있다. 이러한 조명타워는 복수의 조명모듈을 비롯하여 조명모듈에 전원을 공급하기 위한 전선과 조명을 제어하기 위한 제어수단 등을 구비하고 있으므로 구성이 복잡하고 무거워 이들을 지탱하기 위해서는 견고한 타워를 구비하여야 한다.

이러한 조명 타워와 관련된 기술로는 특허문헌 1 및 2가 있다.

특허문헌 1은 조명등을 매단 조명대를 외부 로우프에 매달아 철관제 철탑의 꼭대기에 걸쳐놓고 상기 외부 로우프에 연결된 내부 로우프는 철탑의 내부 하단부 근처에 설치한 드럼에 감아 감속기에 동력으로 접속시킨 것에 있어서, 감속기의 입력축에 커플링을 설치하여 철탑속으로 감추고, 이 커플링의 축접속공에 핸들의 축 또는 모터의 회전축을 선택적으로 접속하여 조명대를 내리고 올릴 수 있게 하며, 조명대에는 잠금쇠를 부착하여 조명위치에서 조명대를 안정시킬 수 있게 한 승강식 조명타워에 관한 것이고, 특허문헌 2는 조명타워의 하부는 상협하광의 형상을 갖는 하부원형강관을 구비시키고, 이의 상단부에는 하부를 절곡시켜 절곡부를 형성한 상부원형강관을 설치하며, 상기 상부원형강관의 상부에는 중앙의 폭은 넓고 상부 및 하부의 폭은 좁은 럭비공 형상의 조명설치틀을 설치하였고, 상기 절곡부의 내주연에는 등간격으로 다수의 축방향보강재를 설치하였고, 축방향보강재의 상,하단부에는 환보강재를 설치하여 구성된 것이다.

이러한 종래의 조명타워들의 구조를 개략적으로 살펴보면 도 5에 도시한 바와 같이, 지면에 설치되는 조명탑 베이스에 설치되는 하부등주와 상기 하부등주로부터 연장되는 상부등주로 이루어진 타워(300)와, 상기 타워의 상단에 설치된 램프안치프레임(200)에 설치되는 램프모듈(100)를 포함하여 이루어져 있다.

이러한 조명 타워에 설치되는 광원인 메탈핼라이드램프 또는 나트륨램프는 그 점등특성에 있어서 안정기와 점화기(Ignite)가 램프와 최대한 가까운 거리를 유지해야만 계절별 온도변화에도 일정한 점등특성을 유지할 수 있으며 최상의 램프광속을 유지하여 수명을 연장할 수 있다.

그러나 종래의 고정식 조명타워는 안정기의 중량으로 인하여 타워 상부의 프레임에 램프모듈을 포함하는 등기구를 설치하고, 별도로 지상에 안정기와 점화기를 장치할 수 있는 분전반을 설치하는 구조로 이루어져 있으므로 안정기에 공급되는 각각의 전원을 분전반에서 분기하여 수 십 미터에 이르는 상부의 램프까지 개별 연결하게 됨에 따라 추가 소요되는 전선과 분전반의 설치에 따른 공사비가 상승하고, 조명기기의 성능을 저하시키게 되는 문제가 있다.

즉, 이러한 종래의 조명타워는 보통 램프와 안정기의 이격 거리가 조명탑의 높이에 따라 수십 미터에 달해 선로거리에 따른 전압강하로 인한 전력손실을 유발한다.

전압강하에 따른 전력손실은 다음 식에 의해 구할 수 있다.

조명탑높이 35미터, 단상2선식, 나트륨램프 2000W의 경우 (35.6 x I x L / A x 1000) 즉 4V의 전압강하가 발생하고, 74W의 전력손실이 발생한다. 이는 통상의 조명탑에 설치되는 램프가 십여 개소인 것을 감안하면 시간당 700W/h의 전력이 낭비되는 것이다.

또한 램프와 안정기의 이격 거리에 따른 고압방전램프의 특성으로 인해 온도변화에 따른 점등특성이 상이하며, 계절에 따라 램프광속이 달라지는 단점이 있다.

또 램프에 근접하여야 하는 점화기(Ignite)와 램프의 이격 거리가 길어 계절에 따라 점등특성이 달라짐으로 인해 불량이 아닌데도 점등불량이 발생하여 유지관리비가 증가하는 문제가 발생하기도 한다.

점화기는 램프가 초기 점등할 수 있도록 수백V에서 수천V의 고압을 발생시키는 장치로써 이 점화기에서 발생하는 고압은 그 유지시간이 수십㎲에서 수㎳에 불과하여 점화기와 램프의 이격 거리가 길어지면 고압이 램프까지 도달하기 전에 소멸되는 경우가 생긴다. 이러한 이유로 램프와 점화기간의 이격 거리가 길면 점화기에서 발생하는 고전압을 정격전압보다 훨씬 높게 설계하여 점화기 및 램프의 수명을 단축시키는 결과를 초래하기도 한다.

또한, 타워에 설치된 램프나 이의 구동에 사용되는 전장품에 불량이 발생하게 되면 어느 한명의 작업자는 아무런 장비가 없이 부품을 주고 받기위한 로프를 갖추고 조명타워에 설치된 족장볼트를 이용하여 조명탑 상부까지 올라야하고, 지상에선 보조 작업자가 로프를 이용하여 상부에서 요구하는 램프나 안정기, 점화기 등의 부품을 로프에 연결하여 올려주게 된다.

그러나 이 경우에도 수십 미터의 조명타워 상부와 지상 사이의 대화가 원활하지 못하여 휴대전화나 무전기 등을 이용하기도 하는데 이는 신속하고 안전한 작업을 수행하기 어렵다.

1 대한민국 실용신안등록 제0124767호 2 대한민국 특허등록 제0170090호

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 안정기와 점화기 및 램프를 조명탑 상부에 설치함으로써 안정기 장치를 위한 분전반을 설치를 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 설치비용을 절감할 수 있는 고정식 조명타워를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 주요 조작부 및 표시부를 포함하는 제어수단을 조명탑내부에 설치하여, 작업자가 조명탑에 오르기 전에 미리 타워 상부의 각 조명장치세트의 상태를 확인한 후, 조명장차ㅣ세트의 상태에 맞추어 적절한 수리부품을 확보하여 조명탑에 오르게 하여 신속하고 안전한 유지관리 작업을 할 수 있는 고정식 조명타워를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고정식 조명타워는 조명등기구를 구성하는 주요부품인 안정기를 램프가 설치된 타워의 상부에 설치된 지지구조물에 설치하고, 점화기를 램프와 일체로 구비함으로써 램프와 안정기 및 점화기가 인접되게 하여 전압강하를 방지하여 전력을 절감하고, 일정한 램프광속과 램프수명을 연장시킨 것을 특징으로 한다.

상기 타워의 상단에는 타워 상단의 안정기, 점화기, 변압기의 상태를 감지하기 위한 전장품상태감지수단을 구비하고, 타워의 하단 내부에는 상기 전장품상태감지수단에 의해 감지된 각 구성요소의 상태를 표시하는 디스플레이를 포함하는 마이크로컨트롤러를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 전장품상태감지수단과 마이크로컨트롤러는 전력선통신모듈을 구비하여 상호 통싱이 이루어질 수 있다.

상기 마이크로컨트롤러에는 램프상태, 안정기상태 및 점화기 상태를 비교하여 이상 유.무를 판단할 수 있도록 기준값이 저장된 데이터베이스를 구비하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고정식 조명타워는 조명타워를 구성하는 안정기와 램프를 비롯한 점화기를 조명탑상부에 설치함으로써 이들 사이의 거리가 멀어짐에 의해 발생되는 전압강하를 감소시켜 에너지를 절감하는 효과가 있다.

또한 본 발명은 조명 타워를 구성하는 주요 전기 부품들을 근접한 장소에 설치하여 부품들의 이격으로 발생하는 점화기의 점화불량 및 램프의 광속변화, 수명단축을 예방할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 조명타워 상부에 설치된 램프를 포함하는 전장품과 지상의 분전반에 설치된 마이크로컨트롤러간의 통신을 통해 타워 상단에 설치된 램프를 포함하는 전장품의 상태를 타워 하단의 작업자에게 알려줌으로써 작업자가 조명타워에 오르기 전에 이들의 상태를 먼저 확인함으로써 신속하고 안전한 유지관리가 가능하게 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 고정식조명탑의 전체 구성도
도 2는 본 발명에 따른 고정식조명탑의 제어장치의 불록도
도 3은 본 발명에 따른 고정식조명탑의 제어장치의 일예의 회로도,
도 4는 본 발명에 따른 고정식조명탑의 제어장치의 센서부의 일예의 회로도.
도 5는 종래의 고정식조명탑의 구성도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고정식 조명타워를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 설명에 있어서 종래의 기술과 동일한 부분에 대하여 중복되는 설명은 생략되는 것도 있다.

본 발명은 전력손실을 절감하고, 최상의 램프광속유지는 물론 램프의 수명을 연장하는 동시에 신속하고 편리한 유지보수를 위한 것으로서, 램프(100)을 구동시킴에 피룡한 전장품을 타워(300)의 상단에 램프(100)와 인접되게 설치한 것이 특징이다.

또한, 타워(300)의 상단에 설치된 램프(100)를 포함하는 전장품들의 상태를 타워 하단의 지상에서 미리 확인하여 유지 보수에 필요한 부속품을 미리 갖고 타워에 올라갈 수 있게 하여 유지보수를 보다 쉽게 할 수 있게 한 것이다.

이러한 본 발명의 고정식 조명타워는 조명등기구를 구성하는 주요부품인 안정기(10)를 램프(100)가 설치된 타워(300)의 상부에 설치된 지지구조물(200)에 설치하고, 점화기를 램프와 일체로 구비함으로써 램프와 안정기 및 점화기가 인접되게 하여 전압강하를 방지하여 전력을 절감하고, 일정한 램프광속과 램프수명을 연장시킬 수 있게 하였다.

상기 안정기(10)은 도 1에 도시한 바와 같이, 타워(300)의 상단에 설치된 지지구조물(200)에 고정 설치되어 있으며, 점화기(미도시)는 통상의 램프 점화에 사용되는 회로로 램프가 설치되는 램프 소켓에 일체로 설치될 수 있다.

물론 상기 안정기(200)와 점화기를 일체로 구성할 수 있으나, 안정기가 램프와 지나치게 가까이 설치될 경우 이들이 일체로 구성될 경우 램프의 작동시 발생된 온도 상승에 의해 안정기의 작동에 악영향을 미치지 않게 하기 위한 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 고정식 조명타워는 상기한 바와 같이 지상에서도 램프를 포함하는 전장품의 상태 즉, 안정기, 점화기 및 변압기?? 상태를 확인할 수 있는 것이 바람직하다. 이들의 상태를 지상에서 확인할 수 없을 경우 작업자가 일일이 타워의 상단까지 올라가 이들의 상태를 확인한 후 다시 내려와 보수 유지를 위한 부품들을 들고 올라가거나 다른 작업자가 이들을 들고 올라가야 하므로 유지 보수 작업에 번거로움이 있으므로 지상에서도 램프 및 전장품의 상태를 확인할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

이를 위해 상기 타워(300)의 상단에는 타워 상단에 설치된 램프(100)를 비롯하여, 안정기, 점화기, 변압기의 상태를 감지하기 위한 전장품상태감지수단(21)를 구비하고, 타워의 하단 내부에는 상기 전장품상태감지수단에 의해 감지된 각 구성요소의 상태를 표시하는 디스플레이(22o)를 포함하는 마이크로컨트롤러(22)를 더 구비하는 것이 바람직하다.

상기 램프, 안정기, 점화기 및 변압기를 포함하는 전장품의 상태를 확인하는 방법은 각 전장품에 흐르는 전류나 전압을 감지하거나 온도를 감지하여 과열 또는 이상 여부를 감지할 수 있으며, 이는 통상적으로 이루어지는 전장품의 정상 여부 감지를 위한 다양한 센싱수단 중 하나를 선택하여 구성할 수 있다.

상기 마이크로컨트롤러(22)에서 각 전장품의 상태를 확인하기 위해서는 비교될 수 있는 기준이 필요하다. 이에 따라 상기 마이크로컨트롤러(22)에는 램프상태, 안정기상태 및 점화기 상태를 비교하여 이상 유.무를 판단할 수 있도록 기준값이 저장된 데이터베이스(Data Base)를 더 구비하고 있다.

상기 전장품상태감지수단(21)에서 감지된 신호를 마이크로컨트롤러(22)에 전송하기 위한 통신수단이 필요하며, 이러한 통신수단을 다양하게 변형하여 실시 할 수 있으나, 램프에 전력을 공급하기 위해 설치된 전력선을 이용한 전력선통신모듈(Power Line Communication)을 이용하는 것이 바람직하다.

즉, 도 2에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 고정식 조명타워에 구비된 제어수단은 크게 전장품상태감지수단(21)과 마이크로컨트롤러(22)로 구성되고, 전장품상태감지수단(21)은 램프의 이상유무를 감지하는 램프감지센서(21l), 점화기의 이상유무를 감지하는 점화기감지센서(21i), 변압기의 이상 여부를 감지하는 변압기감지센서(21c)를 포함하고, 이들의 구동을 제어하는 마이크로프로세서(21m)와, 상기 각 구성요소에 전원을 공급하기 위한 전원공급기(21p)를 구비하고 있다. 또한, 상기 각 센서들(21l, 21i, 21c)에서 감지된 신호를 마이크로컨트롤러(22)로 전송하기 위한 통신모듈(21r)을 구비하고 있다.

한편, 상기 마이크로컨트롤러(22)는 상기한 바와 같이, 기준값이 저장된 데이터베이스(Data Base)를 더 구비하고 있고, 디스플레이(22o)가 연결되어 각 전장품의 상태를 표시하며, 이들의 구동을 제어하기 위한 마이크로프로세서(22m)을 구비하고 있다. 물론, 감지된 전장품의 상태에 맞추어 유지보수가 이루어지거나 점검 여부를 입력하기 위한 입력버튼(22i)을 구비하고, 상기 통신모듈(21m)과의 통신을 위한 통신모듈(22m)을 구비하고 있으며 이들 통신모듈(21m, 22m)은 상기한 바와 같이 전력선통신모듈이다.

상기 전장품상태감지수단(21)은 도 4에 도시한 바와 같이 회로를 구성할 수 있으나 이는 하나의 실시예로 다양하게 변형하여 실시 할 수 있다.

또한, 상기 마이크로컨트롤러(22) 역시 다양하게 quas형하여 실시할 수 있고, 그 일예는 도 3에 도시한 바와 같이 회로를 구성하는 것이나 이는 다양하게 변형하여 실시 할 수 있는 것으로 이러한 예가 본 발명의 청구범위를 제한하는 것은 아니다.

10: 안정기
21: 전장품상태감지수단
21l: 램프감지센서
21i: 점화기감지센서
21c: 변압기감지센서
21m: 마이크로프로세서
21p: 전원공급기
21r: 통신모듈
22: 마이크로컨트롤러
22i: 입력버튼
22o: 디스플레이
22m: 마이크로프로세서
22p: 전원공급기
22r: 통신모듈

Claims (4)

1. 조명등기구를 구성하는 주요부품인 안정기(10)를 램프(100)가 설치된 타워(300)의 상부에 설치된 지지구조물(200)에 설치하고, 점화기를 램프와 일체로 구비함으로써 램프와 안정기 및 점화기가 인접되게 하여 전압강하를 방지하여 전력을 절감하고, 일정한 램프광속과 램프수명을 연장시켰으며,
   안정기, 점화기, 변압기의 상태를 감지하기 위한 전장품상태감지수단(21)과; 램프상태, 안정기상태 및 점화기 상태를 비교하여 이상 유,무를 판단할 수 있도록 기준값이 저장된 데이터베이스(Data Base)를 구비하고, 상기 전장품상태감지수단에 의해 감지된 각 구성요소의 상태를 표시하는 디스플레이(22o)를 구비한 마이크로컨트롤러(22)와; 상기 전장품상태감지수단(21)과 마이크로컨트롤러(22) 사이의 통신을 위한 전력선통신모듈(Power Line Communication)을 구비한 고정식 조명타워에 있어서,
   상기 전장품상태감지수단(21)은 타워(300)의 상단에 설치되고, 상기 마이크로컨트롤러(22)는 타워의 하단 내부에 설치되어, 작업자가 조명타워에 오르기 전에 마이크로콘트롤러의 디스플레이를 통해 지상에서 조명탑 상부에 설치된 램프와 안정기의 이상 유 무를 판단한 후 보수 작업을 할 수 있게 하여 신속하고 안전한 유지관리가 가능하게 한 것을 특징으로 하는 고정식 조명타워.
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