KR101384206B1 - 해상용 다기능 솔라셀 일체형 등명기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 항로표시용 엘이디 등명기에 관한 것으로서, 특히 하나의 등명기에 예비기능을 선박의 해상 항로를 표시하여 해상 안전사고를 예방토록 한 것이다.
이를 위하여 상부등체의 내측으로 주 광원 엘이디가 장착되고 상기 주 광원 엘이디의 상단으로 예비광원 엘이디와 륜상의 집광렌즈를 장착토록 하여 평소에는 주 광원 엘이디에서 광원이 발산되다가 전원이 차단되면 제어판에 있는 감지부가 이를 감지하고 바로 예비광원 엘이디에 전원을 공급하여 예비광원 엘이디가 발산되도록 한 것이다.

Description

해상용 다기능 솔라셀 일체형 등명기{sea commercial multifunction,tight}

본 발명은 항로표시용 엘이디 등명기에 관한 것으로서, 특히 솔라셀이 등명기에 일체로 부착된 상태에서 저전력에 의하여 8해리까지 시인성의 확인이 가능토록 하면서 기후조건에 따라 시인성의 확인을 위한 광폭의 조절이 가능토록 함은 물론 주 광원인 엘이디가 소등되더라도 예비광원 엘이디가 작동되도록 하여 적은 비용이면서 설치작업이 용이하고 선박의 해상 항로를 안정적으로 표시하여 해상 안전사고를 예방토록 한 것이다.

또한 등명기 내부에 RTU(Remot Terminal Unit)를 내장한 상태에서 등명기의 상태를 감시 및 제어토록 할 경우에도 등명기의 엘이디 발광을 위한 일체형의 솔라셀의 전원을 사용치 아니하고 외부전원을 간단하게 연결토록 함으로서 저전력으로 엘이디 발광을 위한 등명기의 안정적인 작동이 가능토록 한 것이다.

일반적으로 해상 항로 표시 등명기는 해상에 설치되는 등부표 등에 장착되어 높은 광도를 발생시켜 날이 흐린 날이나 안개가 끼었을 경우나 야간에 해상에서 대략 8해리 정도에서도 등명기의 불빛을 운항중인 선박이 확인이 가능토록 하여 안전한 운행을 하거나 항구로 귀환이 가능하게 유도하는 유도등으로 사용되고 있는 것이다.

또한 이러한 등명기는 대부분 소비되는 전력이 낮으면서도 긴 수명을 갖고 또한 먼 곳까지 높은 광도의 빛을 발산할 수 있도록 하기 위해서 직진성이 우수한 특성을 갖는 엘이디를 많이 사용하게 되는 것이다.

또한 이러한 엘이디 등명기의 구조는 설치 및 보수가 우수하도록 전원부나 제어부를 수용하는 하부등체와 발광수단이 구비되는 상부등체로 이루어지고, 이러한 하부등체와 상부등체는 힌지수단에 의하여 절첩토록 되는 구조로 이루어지는 것이다.

또한 상부등체에 장착되는 엘이디는 다수를 원형의 기판에 촘촘히 일체로 배열된 엘이디 모듈체를 1개 또는 다단으로 설치하고 상기 엘이디 모듈체에서 발생되는 빛이 360°수평으로 빛을 조사하게 되도록 렌즈가 장착되어지는 것이다.

그러나 이러한 엘이디 등명기는 기상여건 등의 여러 환경에 따라서 파손이 발생될 경우 선박의 안전한 운행을 할 수 없게 되는 것이어서 신속한 유지보수가 이루어져야 하는 것이지만, 이러한 유지보수가 해상의 기후조건에 따라 작업이 제대로 이루어지지 않아 해상 안전사고를 유발하게 되는 것이다.

따라서 등명기의 설치장소가 등대일 경우에는 이럴 경우를 대비하여 예비 등명기의 설치가 가능하지만 등부표에 별도의 예비 등명기를 설치하기에는 장소가 협소하여 설치작업이 어렵고 이러한 등명기는 상당히 고가이기 때문에 실제 설치를 하더라도 비용이 많이 소요가 되는 부담이 발생되는 것이다.

또한 이러한 등명기는 해상에 설치됨으로 전원의 연결이 불가능하여 대부분 솔라셀을 이용하여 전원을 공급받게 되는데 8해리 정도에서도 시인성을 갖도록 하기 위하여는 통상 24W정도의 전력이 필요하게 되어 대부분 솔라셀의 충전용량을 160W 정도의 것을 사용하게 되고, 축전지도 100A 4개를 사용하여 400A정도의 것을 사용하게 되는 것이다.

즉 이러한 엘이디 등명기는 전원을 공급하기 위하여 태양광(솔라셀), 배터리(축전지), 충방전 조절기 등을 등명기의 외부에 별도로 설치하는 작업을 하게 되며 이러한 것은 등명기의 설치에 따른 설치시간과 이에 따른 비용이 많이 소요가 되는 문제가 있는 것이다.

따라서 최근에 본원출원인이 예비 발광수단을 갖는 등명기를 제안토록 함으로서 주 광원인 엘이디가 소등되더라도 예비 광원엘이디가 작동되도록 한 것이 제안되었던 것이다.

그러나 이러한 것의 단점은 결국 등부표에 적용될 경우에 예비 발광수단이나 엘이디 등명기의 점등상태의 감시나 제어는 물론 솔라셀의 구비가 필수적인데 이러한 것을 설치하기 위하여는 상기와 같이 별도의 전원에 의하여 별도의 연결선 등이 사용되어져 구조가 복잡해짐으로서 실질적으로 사용효율이 현저하게 떨어지는 문제점이 존재하였던 것이다.

등록특허 10-1231911

따라서 본 발명은 기존의 전력보다 1/4정도만으로 발광이 가능토록 하도록 하여 하나의 엘이디 등명기에 솔라셀을 일체로 구비토록 하고, 이러한 솔라셀이 장착된 등명기를 저전력으로 구동토록 하면서 주 광원으로 사용되는 엘이디에서 발광되는 빛이 고장등에 의하여 꺼지더라도 이를 감지하여 예비 광원 엘이디가 켜지도록 하면서도 기상여건이 변화되었을 경우에도 주 광원으로 사용되는 엘이디에서 발광되는 빛의 광폭을 크게 함으로서 선박의 항로 운행 및 항구 정박에 따른 해상 안전사고를 방지토록 한 것이고, 등명기의 제어와 감시를 위한 수단을 일체로 구비토록 한 상태에서 외부전원에 의하여 구동토록 함으로서 저 전력에 의한 등명기의 발광이 가능토록 한 것이다.

이를 위하여 본 발명의 등명기를 발광부와 솔라셀이 장착되는 상부동체와 이들의 제어와 감시를 위한 수단이 구비되어지는 하부동체로 구분토록 하고, 상기 발광부는 엘이디광원의 빛을 집광시키는 프레넬렌즈의 내측으로 주 광원 엘이디가 장착된 전방으로 광폭을 크게 하기 위한 비구면렌즈가 장착되고, 상기 주 광원 엘이디의 상단에는 예비 광원 엘이디와 별도의 비구면렌즈를 장착토록 하여 평소에는 주광원엘이디에서 비구면렌즈에 의하여 광폭이 크게 유지되면서 광원이 발산되다가 전원이 차단되면 제어판에 있는 감지부가 이를 감지하고 바로 예비 광원 엘이디가 전원을 공급하여 예비 광원 엘이디가 발산되도록 하는 것이다.

또한 등명기 내부에 장착되는 RTU의 동작을 위하여 솔라셀이 연결되어지는 콘넥터만을 구비토록 함으로서 외부전원의 간단한 연결로 등명기에 일체로 구비된 솔라셀의 저전력만으로 등명기의 발광이 가능토록 한 것이다.

따라서 본 발명은 솔라셀이 일체로 형성된 상태에서 하나의 등명기에 주광원과 예비광원을 동시에 형성하게 됨으로써 주 광원이 여러 여건에 의하여 작동불능이 되더라도 이를 감지하고, 예비광원이 광원을 바로 발산하게 됨으로써 선박의 항로 유도에 따른 해상 안전사고를 예방할 수 있게 되는 것이며 동시에 저전력에 의하여도 비구면렌즈에 의하여 광폭을 크게 함으로서 시인성이 우수하게 되고, 또한 작동불능등의 등명기 감지를 위하여 사용되는 전력이 주 광원 엘이디를 발광토록 하는 전력을 사용치 아니하면서도 간단한 조작으로 가능토록 한 것이다.

도1은 본 발명의 외부상태의 일 실시 예의 사시도.
도2는 본 발명의 비구면 렌즈가 장착된 상태의 내부 단면도.
도3은 본 발명의 하부등체에 콘넥터가 설치된 상태도.
도4는 본 발명의 비구면 렌즈를 장착한 상태에서의 광폭이 증가되는 상태도.
도5는 본 발명의 제어구동상태를 나타낸 블럭도.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도1 내지 도4에 도시된 바와 같이 본 발명의 엘이디 등명기는 엘이디모듈(40,42)의 제어를 위한 제어수단(이하, 제어부라고도 함.)이 내부에 장착되고 RTU의 구동을 위하여 외부전원의 연결을 위한 콘넥터(12)가 장착된 하부등체(10)와 상기 하부등체(10)와 힌지수단(11)에 의하여 절첩되어지는 전원을 발생토록 하는 솔라셀(21)이 부착된 상부등체(20)로 이루어지고, 상기 상부등체(20)의 상측으로는 엘이디 모듈(40,42)이 설치되는 방열수단이 구비된 방열지지봉(31)이 구비되는 발광부(30)가 형성되는 것이다.

상기 발광부(30)의 방열수단이 구비된 방열지지봉(31)에는 고휘도의 주광원엘이디(41)가 설치된 주광원엘이디모듈(40)이 장착되고 그 상측으로 예비광원엘이디(43)가 설치된 예비광원엘이디모듈(42)이 장착되고 그 상태에서 전방으로는 비구면렌즈(44)가 장착되어지는 것이고, 상기 방열지지봉의 상측으로는 동기 점멸이 되도록 GPS수신기(GPS)가 장착되고 상기 방열지지봉의 주광원엘이디모듈(40)이 장착된 전방으로도 비구면렌즈(45)가 장착되어지는 구성이다.

이때 비구면 렌즈(44,45)의 장착은 주광원엘이디 모듈(40)이나 예비광원엘이디 모듈(42)이 장착되는 방열지지봉(31)이 다단으로 적층될 경우에 다단으로 적층되는 방열지지봉의 각각의 블럭에 전방으로 돌출되는 후렌지(31a)를 형성토록 한 후 상기 후렌지(31a)에 결합되도록 후렌지(44a,45a)를 갖는 비구면렌즈(44,45)를 장착하게 되는 것이다.

따라서 이러한 후렌지(31a,44a,45a)에 의하여 비구면렌즈(44,45)와 주광원엘이디(41)나 예비광원일이디(43)와의 촛점거리를 조절하여 광폭조절이 가능하도록 셋팅하게 되는 것이다.

그후 상기 발광부(30)에는 주광원, 예비광원엘이디(41,43)에서 발산되는 광원을 집광케 하는 프레넬렌즈(32)가 형성된 렌즈커버(33)가 방수가 가능하게 결합되는 것이다.

또한 상기 발광부(30)의 하단에는 탈착가능하게 상부등체(20)가 결합되는 것이고, 상기 상부등체(20)에는 솔라셀(21)이 장착되어지는 것이다.

또한 솔라셀(21)이 장착된 상부등체(20)의 하단에는 절첩가능하게 하부등체(10)가 힌지(11)에 의해 절첩되어짐으로써 파손시 유지보수를 용이토록 하는 것이고 이러한 결합은 통상적으로 공지되어 사용되는 기술이다.

이때 상기 렌즈커버(33)에 형성된 프레넬렌즈(32)는 중앙을 중심으로 상,하부로 다수의 다단으로 이루어져 대칭되게 형성되고 상기 프레넬렌즈(32)의 상부로는 평평한 연장면(34)이 형성되어 상기 프레넬렌즈(32)가 이루어진 렌즈커버(33)의 내측에는 주광원엘이디(41)가 위치되고 평평한 연장면(34)의 렌즈커버(33)가 형성된 내측에는 예비등명기 역할을 하는 예비광원엘이디(43)와 비구면렌즈(44)가 위치되어지는 것이다.

이때 상기 엘이디 방열지지봉(31)는 엘이디에서 발열되는 열을 방열하여 엘이디에 파손을 방지하게 되는 것이고, 상기 엘이디방열 지지봉(31)에 설치된 엘이디모듈(40,42)에는 하부등체의 내부에 장착되는 제어부를 통해 전원이 공급되는 것이다.

또한 상기 엘이디 방열지지봉(31)의 상측으로는 엘이디의 동기점멸을 위한 GPS수신기(GPS)를 설치하게 됨으로써 선박이 안전하고 신속하게 항로를 선택할 수 있도록 하는 것이다. 이때의 GPS수신기(GPS)는 기준이 되는 시간정보를 전송받아 동시에 주변에 배치되어 있는 등명기들이 같이 점멸하기 위한 것이다.

이러한 것은 주변에 배치되어 있는 여러 등명기가 항상 동시에 작동 즉, 동기점멸을 위해서는 일정한 기준시간이 필요하며 이러한 기준시간은 GPS에서 송출되는 데이터(위치정보와 시간정보)를 송출받아 시간정보를 얻음으로써 송출되는 시간정보를 수신받는 GPS수신기(GPS)가 설치된 각 등명기는 항상 시간을 동일하게 유지할 수 있어 동기점멸이 가능하게 되는 것이다.

이하, 주광원엘이디(41)와 예비광원엘이디(43)의 작동을 위한 구성을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 외측에는 태양빛 혹은 태양열로부터 인가된 에너지를 전기에너지로 변환하는 솔라셀과, 이를 통해 변환한 전기에너지를 차지하고 있는 축전지와, 차지된 축전지의 전기에너지를 주광원엘이디 모듈 혹은 예비광원엘이디 모듈로 공급하여 정해진 시간에 빛을 밝혀주도록 컨트롤하는 제어부를 포함하여 이루어지게 된다.

이때 제어부는, 충방전조절기와 RTU를 포함하여 이루어지게 되며, 상기 충방전조절기는 평상시 낮 동안 솔라셀이 변환한 전기에너지를 축전지로 공급하여 예비전원을 확보하도록 하고, 밤이면 축전지에 차지된 전원을 주광원엘이디 모듈 혹은 예비광원엘이디 모듈로 공급하여 빛을 밝혀주도록 한다.

그리고 이때 RTU는, 하등 등체 안쪽에 모듈화되어 장착되고, 일측에 형성된 커넥터를 통해 별도로 전원을 공급받아 구동되게 되며, 상기 충방조절기의 감시하면서 이의 이상이 있으면 외부에 보고한다.

즉, 상기 RTU는 GPS 혹은 주변에 배치되어 있는 센서를 통해. 혹은 관리센터로부터 전송된 지시명령에 따라 상기 충방전조절기를 컨트롤하여 주광원엘이디 모듈의 동작을 지시하고, 이의 이상이 발생하게 되면 육지에 있는 관리센터로 보고하여 지시받은 명령에 따라 혹은 세팅된 명령에 따라 스위칭시켜 예비광원엘이디 모듈의 동작을 지시하는 것이다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 주광원엘이디(41)와 예비광원엘이디(43)의 동작과정을 살펴보면,

먼저, 제어부의 RTU가 커넥터로부터 별도로 전원을 공급받아 동작하게 되고, 이때 관리센터로부터 전송받은 지사 명령에 따라 혹은 주변에 배치된 광센서나 GPS를 통해 감지된 정보에 따라 구동명령을 생성하게 된다.

그리고 상기 RTU가 충방전조절기로 구동명령을 인가하여 평소 상기 축적지가 차지하고 있던 예비전원을 주 광원 엘이디 모듈로 공급하도록 지시하게 되고,

상기 충방전조절기는 RTU로부터 인가된 지시명령 혹은 구동명령에 따라 축전지가 차지(Charge)하고 있던 전원을 주광원엘이디 모듈로 공급하여 줌으로써 상부등체에 형성되어 있는 주광원엘이디가 빛을 밝혀주도록 한 것이다.

그리고 이때, 주광원엘이디 모듈(40) 혹은 주광원엘이디(41)의 동작을 감지하는 센서가 소모전류를 확인하고 감지정보를 생성한 후, 이를 RTU에 보고하게 되면, 상기 RTU는 이를 관리센터로 보고하여 현재 주 광원엘이디(41)가 정상적으로 동작하고 있음을 안내하게 되는 것이다.

그리고 이때 상기 RTU 혹은 관리센터가 보고받은 감지정보를 토대로 주 광원 엘이디(41)가 소모하는 전류가 기준치 이하로 정상적으로 동작하지 않는다는 사실을 파악하게 되면, 비상구동명령을 생성하고,

상기 RTU 혹은 관리센터는 이를 충방전조절기로 인가하여 예비광원엘이디(43)를 동작시키도록 지시하는 것이다.

그리고 상기 충방전조절기는 비상구동명령을 인가받아 확인하고 스위칭 전환하여 축전지가 차지하고 있는 예비전원을 선택된 예비광원엘이디(43)로 공급함으로써 발광부에 형성되어 있는 예비광원엘이디(43)를 동작하여 주는 것이다.

따라서 본 발명은 제어부가 RTU와 충방전조절기로 이원화되어 있고 각각 개별적으로 전원을 공급받아 사고시 주 광원 엘이디(41) 혹은 예비광원엘이디(43)가 안정적으로 선택 구동이 이루어지면서 안전하게 선박을 안내해 줄 수 있게 되는 것이다.

또한 상기 하부등체(10)의 내측으로 AtoN AIS(Aids to Navigation Automatic Identfication System - 항로표지용 선박자동식별시스템)를 함께 설치함으로써 제어부를 원격에서 감시 및 제어토록 하고 항로표지의 각종 전원상태정보 및 다양한 해양기상정보를 운영센터와 주변을 항해하는 선박에 실시간으로 제공토록 하여 안전한 운항을 하도록 할 수 있는 것으로 이러한 기술은 공지의 기술로 통상적으로 사용되는 것이다.

따라서 상기에 상술한 바와 같이 본 발명의 엘이디등명기는 주광원엘이디와 예비광원엘이디가 등명기에 설치된 솔라셀만으로 구동토록 하기 워하여 비구면렌즈를 추가로 장착함으로서 저전력의 구동이 가능하게 되는 것이고, 원격제어를 위한 전력의 사용을 외부전원으로 연결토록 함으로서 등명기의 발광이 저전력으로 가능토록 하게 되는 것이다.

10: 하부동체 11: 힌지수단
12: 콘넥터
20: 상부등체 21: 솔라셀
30: 발광부 31: 방열지지봉
31a: 후렌지 32: 프레넬렌즈
33: 렌즈커버 34: 연장면
40: 주광원엘이디 모듈 41: 주광원 엘이디
42: 예비광원 엘이디모듈 43: 예비광원 엘이디
44,45: 비구면 렌즈 44a,45a: 후렌지
GPS: GPS수신기

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 엘이디모듈(40,42)의 제어를 위한 제어수단이 내부에 장착된 하부등체(10)와 상기 하부등체(10)와 절첩되어지면서 전원을 발생토록 하는 솔라셀(21)이 부착된 상부등체(20)와 상기 상부등체(20)의 상측으로는 엘이디 모듈(40,42)이 설치되는 방열수단이 구비된 방열지지봉(31)이 구비되는 발광부(30)로 이루어지는 등명기에 있어서,
   상기 엘이디 모듈은 주광원엘이디모듈(40)과 예비광원엘이디모듈(42)로 이루어지고, 상기 주광원엘이디모듈(40)과 예비광원엘이디모듈(42)의 전방으로는 각각 비구면렌즈(44,45)가 장착되어지고,
   상기 방열지지봉(31)의 상측으로는 동기 점멸이 되도록 GPS수신기(GPS)가 장착되며,
   상기 비구면 렌즈(44,45)의 장착은 주광원엘이디 모듈(40)이나 예비광원엘이디 모듈(42)이 장착되는 방열지지봉(31)이 다단으로 적층될 경우에 다단으로 적층되는 방열지지봉(31)의 각각의 블럭에 전방으로 돌출되는 후렌지(31a)를 형성토록 한 후 상기 후렌지(31a)에 결합되도록 후렌지(44a,45a)를 갖는 비구면렌즈(44,45)를 장착하게 되는 해상용 다기능 솔라셀 일체형 등명기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 하부등체에는 하부등체에 내장된 RTU의 동작은 외부전원을 사용하여 동작토록 하기 위하여 외부전원의 연결을 위한 콘넥터가 노출되어지는 해상용 다기능 솔라셀 일체형 등명기.
5. 제3항에 있어서,
   상기 엘이디모듈(40,42)의 제어를 위한 제어수단은 태양빛 혹은 태양열로부터 인가된 에너지를 전기에너지로 변환하는 솔라셀과, 이를 통해 변환한 전기에너지를 충전하고 있는 축전지와, 충전된 축전지의 전기에너지를 주광원엘이디 모듈 혹은 예비광원엘이디 모듈로 공급하여 설정된 시간에 빛을 밝혀주도록 컨트롤하는 제어부를 포함하여 이루어진 상태에서,
   상기 제어부는 평상시 낮 동안 솔라셀이 변환한 전기에너지를 축전지로 공급하여 예비전원을 확보하도록 하고, 밤이면 축전지에 충전된 전원을 주광원엘이디 모듈 혹은 예비광원엘이디 모듈로 공급하여 빛을 밝혀주도록 하는 충방전조절기와, 하부등체 안쪽에 모듈화되어 장착되고, 일측에 형성된 커넥터를 통해 별도로 전원을 공급받아 구동되게 되며, 상기 충방전조절기를 감시하면서 이상이 있으면 외부에 보고하는 RTU를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 해상용 다기능 솔라셀 일체형 등명기.

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