KR101596394B1 - 예비광원이 구비되어 led고장시 백업이 이루어지는 등명기 - Google Patents

예비광원이 구비되어 led고장시 백업이 이루어지는 등명기 Download PDF

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강행근
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Abstract

본 발명은 하나의 LED로 360도 빛을 발광하는 등명기에 관한 것으로, 등명기 본체에 장착대가 구비되고, 장착대에는 수직방향으로 LED의 빛을 발산하여 원뿔 형상의 반사경에 의하여 수평 방향으로 반사하여 빛이 조사되는 발광수단이 구비된 것에 있어서, 상기 발광수단은 반사경의 중심축과 동축 상에 배치되어 발광이 이루어지는 주광원 LED모듈이 구비되도록 하고, 주광원 LED모듈의 일측에는 회동장치에 의하여 로터리 방식으로 회전 작동이 이루어지는 예비광원 LED모듈을 구비하여 주광원 LED모듈의 작동불능 시에 이를 감지하여 예비광원 LED모듈이 주광원 LED모듈의 위치로 백업되도록 함으로써 등명기에 내장되는 주광원의 LED가 소등되더라도 예비광원의 LED에 의하여 등명기의 표지기능을 그대로 유지하면서 항로를 안전하게 안내하여 안전사고를 예방할 수 있도록 한 것이다.

Description

예비광원이 구비되어 LED고장시 백업이 이루어지는 등명기{beacon}
본 발명은 하나의 LED로 360도 빛을 발광하는 등명기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 등명기에 내장되는 주광원의 LED가 소등되더라도 예비광원의 LED가 작동하도록 하여 등명기가 표지기능을 상실하지 않고 항로를 안전하게 안내하여 안전사고를 예방할 수 있도록 한 것이다.
일반적으로 등명기는 야간에 지형지물이나 위치 등을 식별하기 위하여 해상이나 육상 구조물에 설치되는 것으로, 빛이 회전되는 회전식 또는 빛이 깜빡이는 점멸식 구조의 등명기가 있다.
등명기가 설치되는 위치는 어느 위치에서나 등명기의 불빛을 육안으로 확인할 수 있도록 하기 위하여 가급적 사방이 개방된 장소에 설치되며, 등명기의 빛을 사방으로 조사하기 위해서는 각 방향으로 여러 개의 광원(주로 LED)가 장착된다.
즉, 등명기의 둘레를 따라서 빛이 발산되도록 하기 위해서 여러 개의 광원을 등명기의 둘레 방향으로 배치되게 장착하여 빛 발광이 이루어지도록 하고 있는데, 이러한 구조의 등명기는 광원을 여러 개 사용해야 하므로 내부 구조가 매우 복잡하고, 조립성이 떨어짐은 물론 광원의 수가 많기 때문에 원가가 비싸고, 유지보수가 매우 번거롭다는 문제가 있다.
따라서 최근에는 이러한 문제를 해결하기 위하여 광원에서 발산되는 빛을 원뿔형 반사거울을 이용하여 평면상의 360도 방향으로 빛을 발산할 수 있도록 하고 광원의 빛을 확산하는 확산렌즈의 위치를 조절하여 빛의 반사범위를 조절함으로써 평행광의 광폭이 변경되도록 한 조명장치가 제안된 바 있지만, 이렇게 하나의 광원으로 등명기를 발광하는 방식은 LED가 고장나거나 오작동 하는 경우 빛이 전혀 조사되지 않으므로 등명기로서의 기능을 완전히 상실하게 되는 문제가 있다.
그런데 등명기는 해상 안전을 위하여 매우 중요한 요소이며, 등명기가 제대로 작동하지 않을 경우 사고발생 우려가 매우 높다.
따라서 지속적인 점검 및 적절한 교체가 제때 이루어져야 하므로 관리가 매우 어려울 뿐만 아니라, 격오지에 주로 설치되는 등명기의 특성상 유지보수도 매우 번거롭다.
또한, 하나의 LED로 발광이 이루어지는 구조이므로 해당 부품을 분해한 후 부품을 교체하여 재조립해야 하는데, 반사경과 LED가 동축상에 정확하게 일치하도록 장착해야 하므로 정밀도가 떨어질 우려가 있으며, 작업의 번거로움 및 불편함에 따른 비효율성이 초래되며, 이로 인하여 등명기의 성능 및 신뢰성이 저하되는 문제가 있다.
KR 101470387 B1
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하나의 LED로 발광수단이 구현되도록 함은 물론, 주광원의 작동이상이 발생하거나 고장나는 경우에 예비광원에 의하여 백업되도록 함으로써 등명기의 작동단절이 발생하지 않도록 하여 해상 안전을 확보할 수 있도록 한 등명기를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서의 본 발명은, 등명기 본체에 장착대가 구비되고, 장착대에는 수직방향으로 LED의 빛을 발산하여 원뿔 형상의 반사경에 의하여 수평 방향으로 반사하여 빛이 조사되는 발광수단이 구비된 것에 있어서, 상기 발광수단은 반사경의 중심축과 동축 상에 배치되어 발광이 이루어지는 주광원 LED모듈이 구비되도록 하고, 주광원 LED모듈의 일측에는 회동장치에 의하여 로터리 방식으로 회전 작동이 이루어지는 예비광원 LED모듈을 구비하여 주광원 LED모듈의 작동불능 시에 예비광원 LED모듈이 주광원 LED모듈의 위치로 백업되어 등명기의 작동단절을 방지하고 지속적으로 항로 안내를 할 수 있도록 한 것이다.
본 발명의 등명기에 의하면, 등명기에 주광원과 예비광원을 동시에 구비하여 주광원이 작동불능이 되더라도 이를 감지하고 예비광원이 백업되어 광원을 바로 발산하기 때문에 등명기의 작동단절이 발생하지 않고 안전사고를 예방할 수 있으며, 관리가 용이하고 관리비용 및 유지보수비용을 현저히 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 등명기의 발광수단의 장착구조도
도 2는 도 1의 발광수단의 확대도
도 3은 도 1의 발광수단의 작동상태도
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 등명기의 발광수단의 장착구조도
도 5는 도 4의 등명기의 사시도
도 6은 도 4의 발광수단의 확대도
도 7은 도 4의 발광수단의 작동상태도
도 8은 본 발명의 작동구조를 나타낸 블럭도
이하 첨부도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명은 해상 또는 육상의 구조물에 설치되는 등명기 본체(100)에 장착대(200)가 구비되어 장착대(200)에 장착된 발광수단(1)에 의하여 빛을 외부로 조사하여 해상 또는 육상에서 항로를 안전하게 유도할 수 있게 되는 것으로, 상기 발광수단(1)은 수직방향으로 LED의 빛을 발산하여 원뿔 형상의 반사경에 의하여 수평 방향으로 반사하여 빛이 조사되는 구조로 이루어질 수 있다.
발광수단(1)은 광원인 LED에서 발광되는 빛이 수직 방향을 빛이 조사되도록 주광원 LED모듈(10)을 장착하고, 그 주광원 LED모듈과 대향하는 위치에는 광원으로부터 발산된 빛을 반사하기 위한 원뿔 형상의 반사경(14)이 장착되어 수직으로 발산된 빛이 원뿔 형상의 반사경에 의하여 수평 방향으로 빛이 굴절되어 반사되어 빛이 360도 조사가 이루어지도록 된다.
여기서 등명기 본체(100)는 전기장치 등이 내장되는 하부체(100a)와 그 하부체(100a)의 상측에 배치되어 발광수단(1)이 내장되는 상부체(100b)로 나뉘어 구비될 수 있으며, 상부체(100b)는 하부체(100a)로부터 분리가능한 구조로 조립되거나 또는 일측으로 절첩하여 내부를 개방할 수 있도록 구비될 수 있다.
상기 장착대(200)는 등명기 본체(100)에 발광수단(1)을 내장하기 위하여 구비되는 것으로, 상부체(100b) 하단에 수평으로 장착판이 구비되어 그 상단 중앙에 발광수단(1)이 장착될 수 있다.
발광수단(1)은, 반사경(14)의 중심축과 동축 상에 배치되어 발광이 이루어지는 주광원 LED모듈(10)이 구비되고, 주광원 LED모듈(10)의 일측에는 회동장치(30)에 의하여 로터리 방식으로 회전 작동이 이루어지는 예비광원 LED모듈(20)이 구비되어 주광원 LED모듈의 작동불능 시에 예비광원 LED모듈이 주광원 LED모듈의 위치로 백업되어 등명기의 작동단절을 방지하도록 할 수 있다.
이때, 상기 주광원 LED모듈(10) 및 예비광원 LED모듈(20)은 반사경(14)의 중심축과 동축상에 배치되도록 함으로써 반사경의 중심으로 빛이 조사되도록 할 수 있다.
상기 회동장치(30)는 주광원 LED모듈(10)이 오작동하거나 고장나는 등 작동불능이 되는 경우에 예비광원 LED모듈(20)이 주광원 LED모듈을 백업할 수 있도록 작동시키기 위한 장치로써, 주광원 LED모듈(10)과 예비광원 LED모듈(20)이 장착되어 회전작동이 이루어지는 작동체(32)가 회동축(34)에 의하여 축 회전되도록 하여 주광원 LED모듈이 작동불능이 되면 예비광원 LED모듈이 주광원 LED모듈의 위치로 이동하여 백업이 이루어지도록 구성될 수 있다.
따라서 주광원 LED모듈이 작동불능이 되더라도 예비광원 LED모듈에 의하여 빛이 발산되므로 별도로 유지보수 작업을 할 필요없이도 등명기의 작동단절을 방지할 수 있게 된다.
그리고 이렇게 예비광원 LED모듈의 백업이 이루어질 때 도 2에 도시된 바와 같이 반사경을 하나로 구성하여 주광원 LED모듈과 예비광원 LED모듈이 하나의 반사경을 공유하여 발광이 이루어지도록 하거나, 또는 도 6에 도시된 바와 같이 각각의 LED모듈, 즉 주광원 LED모듈(10)과 예비광원 LED모듈(20)에 각각 대응하도록 반사경(14,24)을 장착하여 구성되도록 할 수 있다.
즉, 주광원 LED모듈(10)의 빛 발광에 대응하여 반사가 이루어지는 반사경(14)과 예비광원 LED모듈(20)의 빛 발광에 대응하여 반사가 이루어지는 반사경(24)을 각각 구성함으로써 주광원 LED모듈(10)을 예비광원 LED모듈(20)이 대체하도록 작동될 때 각각의 반사경(14,24)의 중심축이 LED모듈의 중심축에 정확하게 일치한 상태로 함께 작동하도록 함으로써 중심축이 서로 틀어질 우려가 없으며 사후 조정을 하지 않더라도 반사경에 의한 빛 반사가 360도 방향으로 균일하게 조사되도록 할 수 있다.
그리고 상기 주광원 LED모듈(10)과 예비광원 LED모듈(20)에는 각각 빛을 집광하여 광력을 증가시키기 위한 렌즈(12,22)가 장착될 수 있으며, 그 렌즈(12,22)는 비구면으로 구비될 수 있다.
따라서 렌즈(12,22)에 의하여 주광원 LED모듈(10)과 예비광원 LED모듈(20)의 집광효율을 더 향상시켜 광력을 증대시킬 수 있음은 물론, 렌즈의 초점거리를 단축할 수 있으므로 LED모듈과 렌즈 간의 거리를 짧게 설계할 수 있고, 발광수단의 구조를 소형화할 수 있게 된다.
상기 주광원 LED모듈 또는 예비광원 LED모듈에서 발산되는 빛을 반사하는 반사경 또한 반사되는 빛의 구면수차를 줄이고 집광효율을 높이기 위하여 표면이 비구면으로 형성되게 구비될 수 있다.
따라서 LED모듈에서 발광되는 빛을 반사시킬 때 집광이 효율적으로 이루어지므로 등명기의 빛을 원거리까지 조사함은 물론, 시인성을 높여서 항로를 안전하게 유도할 수 있다.
또한, 등명기 본체(100)의 상부체(10b)에는 반사경(40)을 통하여 360도 반사된 빛을 집광하기 위한 프레넬렌즈(300)가 장착될 수 있으며, 이 프레넬렌즈(300)는 등명기의 횡축을 중심으로 다각형으로 배치되도록 장착할 수 있다.
그리고 상기 주광원 LED모듈과 예비광원 LED모듈에는 각각 과열을 방지하기 위한 방열수단(16,26)이 더 구비될 수 있다.
방열수단(16,26)은 LED모듈에서 발생하는 열을 외부로 효율적으로 발산하기 위한 방열판이나, 아이스파이프 등을 이용하여 수냉식 등으로 LED모듈을 냉각하기 위한 냉각요소를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고 이렇게 구비되는 방열수단(16,26)은 주광원 LED모듈(10)과 예비광원 LED모듈(20)에 각각 장착된 상태에서 반사경(14,26)과 함께 일체로 회전작동이 이루어지도록 구비될 수 있다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이 회동장치(30)에서 회전 작동이 이루어지는 작동체(32)의 일면에는 주광원 LED모듈(10)을 장착하고 주광원 LED모듈에 대응하는 반사경(14)과 방열수단(16)을 일체로 장착하는 한편, 작동체(32)의 타측 면에는 예비광원 LED모듈(20)을 장착하고 예비광원 LED모듈에 대응하는 반사경(24)과 방열수단(26)을 일체로 장착함으로써 작동체(32)가 회전하면 주광원과 예비광원이 각각 모듈화되어 전환작동이 이루어지며 반사경의 중심에 정확하게 LED모듈이 위치된 상태를 유지하게 하여 스위칭 전환에 따른 성능저하가 발생하는 것을 방지함은 물론, 장기간 지속적으로 작동할 경우에도 LED모듈이 과열되는 것을 방지하고 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 주광원 LED모듈(10)과 예비광원 LED모듈(20)에는 LED모듈과 반사경이 장착된 측면 둘레를 따라서 빛이 투사 가능한 원통형의 관체(18,28)가 장착될 수 있으며, 이 관체에 의하여 LED모듈과 반사경이 장착된 내부가 실링되어 외부와 차단되도록 함으로써 등명기를 장기간 사용할 경우에도 이물질이 내부로 유입되지 않고, LED모듈, 렌즈, 반사경의 표면이 손상되거나 이물질이 묻지 않게 되므로 등명기의 광력을 지속적으로 제공할 수 있다.
한편, 주광원 LED모듈(10)이 작동불능이 될 경우 이를 감지하여 예비광원 LED모듈(20)이 백업되도록 하기 위한 구조로써, 상기 발광수단(1)은 도 8에 도시된 바와 같이 제어부(40)와, 감지부(50)와, 전환부(60)와, 구동부(70)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
제어부(40)는 주광원 LED모듈 또는 예비광원 LED모듈에 신호를 인가하여 발광이 이루어지도록 제어하기 위한 것으로, 제어부를 통하여 전원이 공급되어 주광원 LED모듈 또는 예비광원 LED모듈이 점등되며, 제어부에는 등명기에 장착되는 GPS수신기 등이 연결되어 위치정보나 시간정보 등을 전송받아 구동명령을 생성함으로써 등명기를 제어하도록 구비될 수 있다.
이때, 등명기에는 전원 공급을 위하여 태양전지와 충방전 조절기 및 태양광을 전원으로 변환하는 전지판 등이 더 구비되어 전원을 태양광을 공급할 수 있도록 할 수 있으며, 하부체(100a)의 내측에는 항로표지용 선박자동식별시스템을 함께 설치함으로써 제어부를 원격으로 감시하거나 제어할 수 있도록 함은 물론, 각종 상태정보 및 기상정보 등을 운영센터와 주변을 항해하는 선박에 실시간으로 제공하여 안전한 운항이 이루어지도록 할 수 있다.
감지부(50)는 주광원 LED모듈(10)의 작동여부나 상태이상 등을 감지하기 위한 것으로, 감지부를 통하여 주광원 LED모듈의 상태이상이 감지되면 예비광원이 주광원을 백업하도록 하여 선박 등의 안전운항을 지속적으로 유도할 수 있게 된다.
이때, 감지부(50)는 주광원 LED모듈의 소모전류를 확인하고 감지정보를 생성하여 신호를 송출하도록 구비될 수 있으며, 이 감지부(50)에서 생성된 감지정보를 통하여 예비광원 LED모듈(20)이 주광원 LED모듈을 대체하여 발광이 이루어지도록 할 수 있다.
이때, 상기 전환부(60)에 의하여 주광원 LED모듈(10) 또는 예비광원 LED모듈(20)에 인가되는 신호를 제어함으로써 주광원 LED모듈(10) 또는 예비광원 LED모듈(20)이 선택적으로 작동하도록 스위칭 전환이 이루어지게 된다.
또한, 감지부(50)로부터 송출된 감지정보를 이용하여 회전장치(30)에 구동력을 전달하는 구동부(70)를 제어함으로써 주광원 LED모듈(10)이 작동불능이 될 경우에 이를 감지하여 자동으로 예비광원 LED모듈(20)이 주광원 LED모듈(10)을 대체함으로써 선박 등의 안전 운행을 유도할 수 있게 된다.
10: 주광원 LED모듈 12: 렌즈
14: 반사경 16: 방열수단
18: 관체
20: 예비광원 LED모듈 22: 렌즈
24: 반사경 26: 방열수단
28: 관체
30: 회동장치 32: 작동체
34: 회동축
40: 제어부
50: 감지부
60: 전환부
70: 구동부
100: 등명기 본체
100a: 하부체 100b: 상부체
200: 장착대

Claims (6)

  1. 등명기 본체(100)에 장착대(200)가 구비되고, 장착대(200)에는 수직방향으로 LED의 빛을 발산하여 원뿔 형상의 반사경에 의하여 수평 방향으로 반사하여 빛이 조사되는 발광수단(1)이 구비된 것에 있어서,
    상기 발광수단(1)은 반사경의 중심축과 동축 상에 배치되어 발광이 이루어지는 주광원 LED모듈(10)이 구비되고, 주광원 LED모듈(10)의 일측에는 회동장치(30)에 의하여 로터리 방식으로 회전 작동이 이루어지는 예비광원 LED모듈(20)이 구비되어 주광원 LED모듈의 작동불능 시에 예비광원 LED모듈이 주광원 LED모듈의 위치로 백업되어 등명기의 작동단절을 방지하게 됨을 특징으로 하는 예비광원이 구비되어 LED고장시 백업이 이루어지는 등명기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 회동장치(30)는 주광원 LED모듈(10)과 예비광원 LED모듈(20)이 장착되어 회전작동이 이루어지는 작동체(32)가 회동축(34)에 장착되어 축 회전 작동이 이루어짐을 특징으로 하는 예비광원이 구비되어 LED고장시 백업이 이루어지는 등명기.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 회동장치(30)의 작동체(32)에 장착되는 주광원 LED모듈(10)과 예비광원 LED모듈(20)에는 각각 렌즈(12,22)가 장착되어 빛을 집광하고, 그 렌즈(12,22)는 집광효율을 향상시키고 렌즈의 초점거리를 단축하기 위하여 표면이 비구면으로 이루진 것을 특징으로 하는 예비광원이 구비되어 LED고장시 백업이 이루어지는 등명기.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주광원 LED모듈 또는 예비광원 LED모듈과 대향하는 위치에는 LED로부터 발산된 빛을 외부로 조사할 때 빛의 구면수차를 줄이고 집광효율을 높이기 위하여 표면이 비구면으로 형성된 반사경이 장착되고, 상기 주광원 LED모듈과 예비광원 LED모듈에는 과열을 방지하기 위한 방열수단이 더 구비된 것을 특징으로 하는 예비광원이 구비되어 LED고장시 백업이 이루어지는 등명기.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 주광원 LED모듈(10)과 예비광원 LED모듈(20) 각각에 반사경(14,24)과 방열수단(16,26)이 구비되고, 주광원 LED모듈과 예비광원 LED모듈에 각각 구비되는 반사경과 방열수단은 주광원 LED모듈과 예비광원 LED모듈과 일체로 회전 작동이 이루어지도록 회동장치(30)의 작동체(32)에 조립되어 주광원과 예비광원이 각각 모듈화되어 전환작동이 이루어지며 반사경의 중심에 정확하게 LED모듈이 위치된 상태를 유지하게 하여 스위칭 전환에 따른 성능저하가 발생하는 것을 방지할 수 있게 되는 예비광원이 구비되어 LED고장시 백업이 이루어지는 등명기.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 발광수단(1)은,
    주광원 LED모듈 또는 예비광원 LED모듈에 신호를 인가하여 발광이 이루어지도록 제어하는 제어부(40);
    상기 주광원 LED모듈의 소모전류를 확인하고 감지정보를 생성하여 신호를 송출하는 감지부(50);
    상기 감지부로부터 전달된 신호에 따라 주광원 LED모듈 또는 예비광원 LED모듈을 선택적으로 작동하도록 스위칭 전환하는 전환부(60);
    상기 감지부로부터 전달된 신호에 따라 회전장치(30)를 작동시키는 구동부(70);
    를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 예비광원이 구비되어 LED고장시 백업이 이루어지는 등명기.
KR1020150118895A 2015-08-24 2015-08-24 예비광원이 구비되어 led고장시 백업이 이루어지는 등명기 KR101596394B1 (ko)

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