KR101719675B1 - 발광부표 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발광부표에 관한 것으로서, 구체적으로는 바닷물의 출렁임에 의해 자연스럽게 발생되는 기계적인 에너지를 전기에너지로 변환하여 그 전기에너지를 활용하여 빛을 낼 수 있도록 하여 별도의 복잡한 장치를 설치하지 않아도 됨으로써 부품구성을 단순하게 하여 설치비용을 절감할 수 있는 발광부표에 관한 것이다.
본 발명에 따른 발광부표는, 부력(浮力)이 우수한 소재로 이루어지고, 상부가 광투과성 소재로 이루어지며, 외부와 밀폐되게 형성된 케이스와; 상기 케이스의 하부에 구비되고, 상기 케이스의 상부가 항상 위쪽에 위치되도록 균형을 유지하기 위한 균형유지수단과; 상기 케이스의 내부에 구비되는 한개 이상의 압전소자와, 상기 케이스에 가해지는 외력에 의해서 상기 케이스가 흔들리는 경우 다(多) 방향으로 이동이 가능하도록 상기 케이스의 내부에 구비되고 상기 압전소자에 압력을 가해서 전기를 발생시키는 가압체를 포함하여 구성되는 발전(發電)수단과; 상기 케이스의 상부 내에 위치하여 상기 압전소자와 전기적으로 연결되어 상기 발전수단에 의해 발생된 전기를 공급받아 빛을 발생시키는 한개 이상으로 구비되는 발광수단을; 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

발광부표{luminous buoy}
본 발명은 발광부표에 관한 것으로서, 구체적으로는 바닷물의 출렁임에 의해 자연스럽게 발생되는 기계적인 에너지를 전기에너지로 변환하여 그 전기에너지를 활용하여 빛을 낼 수 있도록 하여 별도의 복잡한 장치를 설치하지 않아도 됨으로써 부품구성을 단순하게 하여 설치비용을 절감할 수 있는 발광부표에 관한 것이다.
일반적으로 부표(浮漂)는 선박의 안전한 항해를 돕기 위하여 항로를 지시하거나 암초·침몰선 등 항해상의 위험물의 존재를 경고하기 위하여 설치되며, 해저와는 체인으로 연결되어 떠내려가지 않도록 되어 있다. 부이 또는 부구(浮具)라고도 한다. 특히 야간용으로서 등화(燈火)를 설치해 둔 것을 등부표라고 한다.
또한, 부표는 어구(漁具)나 닻 등 물 속에 있는 물체의 위치를 나타내기 위해서도 사용된다. 이러한 목적에 사용되는 부표 중 간단한 것에는, 주간에는 커다란 뜸에 깃대를 세워서 묶고 그 아래쪽에는 추, 위쪽에는 깃발을 단 것이 있으며, 야간에는 나무로 된 틀 위에 등불을 달거나 또는 쇠와 뜸으로 된 틀 위에 전지로 불을 켜는 것이 있다. 그러나 이것은 아주 먼 거리에서는 알아볼 수 없으므로, 이때는 무선부표나 전파반사부표가 사용된다. 무선부표는 부표에서 발사하는 무선신호의 방향을 배에 있는 전파방향탐지기로 알아내는 것이고, 전파반사부표는 부표의 꼭지부분에 전파반사판을 장치하여 배에 있는 레이더에서 발사한 전파가 반사판에서 반사되어 오게 함으로써 그 위치를 알아내는 것이다.
특허문헌 1에는 진동 압전모듈을 이용한 반영구적인 발광부표가 개시되어 있으나, 구조가 복잡하여 설치하기가 용이하지 않고 제작비용이 비싸며 유지관리하기가 쉽지 않은 문제점이 있다. 또한, 야간에 조명을 위한 전원으로 주로 전지를 사용하고 있기 때문에 주기적으로 교체를 해야 하므로 유지관리 비용이 상승하는 문제점이 있다.
KR 10-1410052 B1(2014.06.13)
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 여러 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 바닷물의 출렁임에 의해 자연스럽게 발생되는 기계적인 에너지를 전기에너지로 변환한 다음 그 전기에너지를 활용하여 빛을 낼 수 있도록 함으로써 별도의 발전(發電)장치를 설치하지 않고도 전기를 공급받을 수 있는 발광부표를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 별도의 축전(蓄電)장치를 사용하지 않아도 되기 때문에, 부품구성을 단순하게 할 수 있어 설치비용을 절감할 수 있고 잔고장이 거의 발생하지 않게 되어 반영구적으로 사용할 수 있으며 유지관리하기에 용이한 발광부표를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 케이스에 아주 작은 외력이 가해지더라도 전기를 발생시켜 빛을 낼 수 있는 발광부표를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발광부표는, 부력(浮力)이 우수한 소재로 이루어지고, 상부가 광투과성 소재로 이루어지며, 외부와 밀폐되게 형성된 케이스와; 상기 케이스의 하부에 구비되고, 상기 케이스의 상부가 항상 위쪽에 위치되도록 균형을 유지하기 위한 균형유지수단과; 상기 케이스의 내부에 구비되는 한개 이상의 압전소자와, 상기 케이스에 가해지는 외력에 의해서 상기 케이스가 흔들리는 경우 다(多) 방향으로 이동이 가능하도록 상기 케이스의 내부에 구비되고 상기 압전소자에 압력을 가해서 전기를 발생시키는 가압체를 포함하여 구성되는 발전(發電)수단과; 상기 케이스의 상부 내에 위치하여 상기 압전소자와 전기적으로 연결되어 상기 발전수단에 의해 발생된 전기를 공급받아 빛을 발생시키는 한개 이상으로 구비되는 발광수단을; 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 가압체는 구(球) 형상의 중량체이고, 상기 압전소자는 상기 가압체의 이동 시에 상기 가압체와 접촉될 수 있는 위치에 구비되는 것이 바람직하다.
상기 발전수단은 상기 케이스가 외력에 의한 움직임 없이 수면에 떠 있는 상태에 있는 기준상태에서 상기 가압체의 측면 방향을 상기 압전소자가 둘러싸는 형태의 수용체를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 수용체의 바닥면은 평평한 것이 바람직하다.
상기 수용체의 바닥면은 상기 기준상태에서 중력방향에 대해 수직(垂直)인 것이 바람직하다.
상기 수용체는 상기 가압체가 상기 수용체의 외부로 이탈되는 것을 방지하기 위해서 덮개판을 포함한 폐쇄구조로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 발광수단은 LED(light emitting diode)인 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 케이스의 내부에 한개 이상의 압전소자와 압전소자에 압력을 가해서 전기를 발생시키는 가압체를 구비함으로써 별도의 발전(發電)장치를 설치하지 않고도 전기를 공급받을 수 있는 효과가 있다.
또한, 압전소자와 발광수단을 전기적으로 직접 연결함으로써 가압체에 의해서 압전소자에 발생된 전기를 발광수단에 직접 공급할 수 있으므로 별도의 축전(蓄電)장치를 사용하지 않아도 되는 효과가 있다. 이에 따라, 부품구성을 단순하게 할 수 있어 설치비용을 절감할 수 있고, 잔고장이 거의 발생하지 않게 되어 반영구적으로 사용할 수 있으며 유지관리하기에 용이한 장점이 있다.
아울러, 가압체를 수용할 수 있도록 하는 수용체를 다수 개의 압전소자로 형성하거나, 압전소자를 가압체를 수용할 수 있도록 형성된 수용체에 구비함으로써 가압체에 의해서 압전소자가 가압되는 가능성을 높여 전기공급이 원활하게 이루어지도록 하는 효과가 있다.
또한, 수용체의 바닥면을 평평하게 형성함으로써 가압체의 이동을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다. 게다가, 케이스에 파도 등에 의한 외력이 가해지지 않은 상태에서 케이스가 어떠한 움직임도 없이 수면에 떠 있는 기준상태에서 수용체의 바닥면이 중력방향에 대해 수직(垂直)이 되도록 형성함으로써, 케이스에 아주 작은 외력이 가해져서 케이스가 미세하게 움직이더라도 압전소자에 압력을 가하기 위한 가압체의 이동을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 수용체에 덮개판을 구비하여 수용체를 폐쇄구조로 구성함으로써 수용체의 외부로 가압체가 빠져나가지 않도록 함으로써 가압체에 의한 압전소자의 가압이 용이하게 일어나도록 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 발광수단을 LED(light emitting diode)로 구비함으로써 일반 전구에 비해서 오랫동안 사용할 수 있고, 전류가 흘러서 빛을 발하기까지의 시간이 빠르며, 낮은 전압으로도 고휘도의 빛을 발할 수 있고, 발광 형태를 다양한 모양으로 만들 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광부표를 전체적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광부표의 발전수단이 작동되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압전소자를 구비한 수용체를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 발광부표에 채용되는 압전소자와 LED기판을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 발광부표의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광부표를 전체적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광부표는 도 1에 도시된 바와 같이, 부력(浮力)이 우수한 소재로 이루어지고, 상부가 광투과성 소재로 이루어지며, 외부와 밀폐되게 형성된 케이스(10)와; 케이스(10)의 하부에 구비되고, 케이스(10)의 상부가 항상 위쪽에 위치되도록 균형을 유지하기 위한 균형유지수단(20)과; 케이스(10)의 내부에 구비되는 한개 이상의 압전소자(32)와, 케이스(10)에 가해지는 외력에 의해서 케이스(10)가 흔들리는 경우 다(多) 방향으로 이동이 가능하도록 케이스(10)의 내부에 구비되고 압전소자(32)에 압력을 가해서 전기를 발생시키는 가압체(34)를 포함하여 구성되는 발전(發電)수단(30)과; 케이스(10)의 상부 내에 위치하여 압전소자(32)와 전기적으로 연결되어 발전수단(30)에 의해 발생된 전기를 공급받아 빛을 발생시키는 한개 이상으로 구비되는 발광수단(40)을; 포함한다.
케이스(10)는 내부에 구성 부품들을 채워 넣을 수 있는 수용공간이 형성된 것으로서, 경량이고 부력이 우수한 소재로 제작된다. 또한, 장기간 사용시에도 지속적인 외력, 예를 들면 풍랑, 바람 등에 의한 파손의 염려가 없도록 고강도의 소재를 사용하고, 후술할 발광수단(40)인 LED가 구비되는 상부는 외부로 빛을 노출할 수 있도록 광투과성 소재, 예를 들면 폴리프로필렌(polypropylene)으로 이루어진다. 아울러, 바닷물 등이 내부로 스며들지 않도록 밀폐되고 그 형상은 외력에 대한 저항계수가 낮도록 구(球) 등의 형태로 이루어질 수 있다. 이러한 케이스(10)의 하단부에 와이어(미도시)의 일단이 연결되고 와이어(미도시)의 타단은 해저면에 고정하기 위한 앵커(미도시)에 연결된다. 이와 같은 와이어와 앵커는 공지·공용된 기술적 구성이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
균형유지수단(20)은 도 1에 도시된 바와 같이, 케이스(10)의 하부에 다수개의 금속구를 넣어 케이스(10)의 상부가 항상 위쪽에 위치하여 빛을 외부로 노출할 수 있도록 한 것으로서, 금속구 이외에 납을 주성분으로 하는 합금 등 고 비중의 물질을 케이스(10)의 하부에 설치할 수도 있다. 또한, 케이스(10)의 하부 자체를 상술한 금속구 또는 합금 등의 중량체로 제작할 수도 있을 것이다.
발전수단(30)은 압전소자(32)와 가압체(34)를 포함하여 구성된다.
압전소자(32)는 가압체(34)가 케이스(10)의 내부에서 이리저리 이동하는 경우 가압체(34)와 접촉될 수 있는 위치에 설치된다. 케이스(10)의 내부에 한 개가 설치될 수도 있고, 도 1에 도시된 바와 같이 다수 개로 구비되어 상호 간의 양 끝단이 접착제 등으로 접착되어 가압체(34)인 금속구를 수용할 수 있도록 수용체를 형성할 수도 있다. 즉, 수용체는 케이스(10)가 파도 등과 같은 외력에 의해서 움직임이 없이 수면에 떠 있는 상태에서 가압체(34)의 측면 방향을 둘러싸는 형태로 이루어지는 것이 바람직하다. 이때, 수용체의 형상은 케이스(10)의 형상에 따라 구성될 수 있고 수용체는 케이스(10)의 내부에 고정된다.
가압체(34)는 도 1에 도시된 바와 같이 금속구 등의 중량체로 이루어질 수 있고, 케이스(10)가 외력, 예를 들면 바닷물의 출렁거림 또는 바람 등에 의해서 흔들리게 되면, 케이스(10)의 내부에 압전소자(32)가 한 개가 설치된 경우에 가압체(32)는 케이스(10)의 내부를 이리저리 이동하다가 압전소자(32)를 가압하여 전기를 발생시키고, 도 1에 도시된 바와 같이 케이스(10)의 내부에서 다수개의 압전소자(32)가 수용체를 형성하는 경우 가압체(34)인 금속구는 수용체의 내부에서 이리저리 이동하여 압전소자(32)를 가압함으로써 전기를 발생시킨다. 한편, 가압체(34)로써 금속구를 이용하는 대신 압전소자(32)에 압력을 가할 수 있는 다른 질량체를 이용하는 것도 가능하다. 이와 같이 케이스(10)의 내부에 한개 이상의 압전소자(32)와 압전소자(32)에 압력을 가해서 전기를 발생시키는 가압체(34)를 구비함으로써 별도의 발전(發電)장치를 설치하지 않고도 전기를 공급할 수 있다. 또한, 가압체(34)를 수용할 수 있도록 하는 수용체를 다수 개의 압전소자(32)로 형성함으로써 가압체(34)에 의해서 압전소자(32)가 가압되는 횟수를 늘려 전기공급이 원활하게 이루어질 수 있다.
발광수단(40)은 도 1에 도시된 바와 같이, LED 기판으로 이루어지고 케이스(10)의 상부 내에 고정된다. 발전수단(30)에 의해 발생된 전기는, 한개 이상의 압전소자(32)와 전선(電線)(50)으로 각각 연결된 한개 이상의 발광수단(40)에 전달되고 이에 따라 발광수단(40)에서는 빛을 방출하게 된다. 이와 같이 압전소자(32)와 발광수단(40)을 전기적으로 직접 연결함으로써 가압체(34)에 의해서 압전소자(32)에 발생된 전기를 발광수단(40)에 직접 공급할 수 있으므로 별도의 축전(蓄電)장치를 사용하지 않아도 된다. 이에 따라, 부품구성을 단순하게 할 수 있어 설치비용을 절감할 수 있고, 잔고장이 거의 발생하지 않게 되어 반영구적으로 사용할 수 있으며 유지관리하기에 용이하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광부표의 발전수단이 작동되는 상태를 나타낸 도면이다.
케이스(10)의 내부에서 다수개의 압전소자(32)가 수용체를 형성하는 경우 가압체(32)인 금속구는 수용체의 내부에서 이리저리 굴러 다니면서 압전소자(32)를 가압함으로써 전기를 발생시킨다. 이때, 수용체의 바닥면을 평평하게 형성하거나, 케이스(10)에 풍랑이나 바람 등에 의한 외력이 가해지지 않아 케이스(10)가 어떠한 움직임도 하지 않고 수면에 떠 있는 상태인 기준상태에 있을 때 수용체의 바닥면이 중력 방향에 대해 수직(垂直)이 되도록 형성함으로써, 케이스(10)에 아주 작은 외력이 가해지더라도 금속구가 이리저리 잘 굴러다니면서 압전소자(32)를 가압하도록 할 수 있다.
한편, 수용체의 상부에는 도 1에 도시된 바와 같이 가압체(34)가 수용체의 상부로 빠져나가지 않도록 하는 덮개판(60)을 구비하여 수용체를 폐쇄구조로 구성하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 가압체(34)인 금속구에 의해서 압전소자(32)가 가압되는 횟수를 늘릴 수 있는 효과가 있다. 또한, 수용체의 하부에는 도 1에 도시된 바와 같이, 케이스(10) 내부에서 수용체의 바닥면이 중력방향에 대해 수직방향을 유지할 수 있도록 수용체를 지지해주기 위한 지지판(70)이 구비될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압전소자를 구비한 수용체를 나타낸 도면이다.
압전소자(32)는 가압체를 수용할 수 있도록 도 3에 도시된 바와 같이 형성된 수용체(80)에 일체로 구비될 수도 있다. 이와 같이 형성된 수용체(80)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 '다수 개의 압전소자(32)로 형성되어 가압체(34)를 수용할 수 있도록 하는 수용체'와 마찬가지로 가압체(34)에 의해서 압전소자(32)가 가압되는 횟수를 늘려 전기공급이 원활하게 이루어지도록 할 수 있다. 또한, '다수 개의 압전소자(32)로 형성되어 가압체(34)를 수용할 수 있도록 하는 수용체'는 압전소자(32)와 가압체(34)의 반복적인 가압 충격으로부터 수용체의 형태가 변형될 수 있고, 심한 경우에는 접착제로 접착된 압전소자(32) 양 끝단이 분리될 수도 있다. 이와 같은 문제점을 방지하기 위해서, 도 3에 도시된 바와 같이 완충재로 형성된 수용체(80)에 압전소자(32)를 일체로 형성할 수도 있다.
도 4는 본 발명에 따른 발광부표에 채용되는 압전소자와 LED 기판을 나타낸 도면이다.
발광수단(40)을 LED(light emitting diode) 기판으로 구비함으로써 필라멘트 전구와 같은 일반 전구에 비해서 오랫동안 사용할 수 있고, 전류가 흘러서 빛을 발하기까지의 응답시간이 빠르며, 다양한 모양으로 만들 수 있다. 일반적으로 압전소자(32)는 도 4에 도시된 바와 같이, LED 기판(40)에 일대일로 연결하여 사용을 하고 있다. 하지만 최근에는 압전소자(32) 한개에 수십여개 이상의 LED 기판을 연결하여 사용할 수 있는 기술이 개발되었다. 이에 따라, 본 발명에서도 상기와 같은 고성능 압전소자를 채용하여 낮은 전력공급에도 빛을 다량으로 방출함으로써 발광부표의 효율을 극대화 할 수 있을 것이다.
한편, 본 발명에 따른 발광부표는 해상 구조물이나 양식장, 해상 암초지대의 경고등, 또는 바다낚시 전자찌 등에 활용될 수도 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면들에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형, 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10 : 케이스 20 : 균형유지수단
30 : 발전수단 32 : 압전소자
34 : 가압체 40 : 발광수단
50 : 전선 60 : 덮개판
70 : 지지판 80 : 수용체

Claims (7)

  1. 부력(浮力)이 우수한 소재로 이루어지고, 상부가 광투과성 소재로 이루어지며, 외부와 밀폐되게 형성된 케이스(10)와;
    상기 케이스(10)의 하부에 구비되고, 상기 케이스(10)의 상부가 항상 위쪽에 위치되도록 균형을 유지하기 위한 균형유지수단(20)과;
    상기 케이스(10)의 내부에 구비되는 한 개 이상의 압전소자(32)와, 상기 케이스(10)에 가해지는 외력에 의해서 상기 케이스(10)가 흔들리는 경우 다(多) 방향으로 이동이 가능하도록 상기 케이스(10)의 내부에 구비되고 상기 압전소자(32)에 압력을 가해서 전기를 발생시키는 가압체(34)를 포함하여 구성되는 발전(發電)수단(30)과;
    상기 케이스(10)의 상부 내에 위치하여 상기 압전소자(32)와 전기적으로 연결되어 상기 발전수단(30)에 의해 발생된 전기를 공급받아 빛을 발생시키는 한 개 이상으로 구비되는 발광수단을(40); 포함하며,
    상기 가압체(34)는 구(球) 형상의 중량체이고,
    상기 발전수단(30)은,
    상기 케이스(10)가 외력에 의한 움직임 없이 수면에 떠 있는 상태에 있는 기준상태에서 중력방향에 대해 수직(垂直)인 평평한 면으로 형성되는 바닥면과;
    동일 형상의 세 개의 직사각 판 형태로 이루어져 상기 바닥면의 상부측 면에 밀착된 상태로 서로의 모서리가 맞닿아 삼각 단면의 공간을 형성하도록 배치된 상기 압전소자(32)들 및 상기 압전소자(32)들을 외측에서 둘러싸는 완충재로 형성되어 상기 가압체(34)의 측면 방향을 둘러싸는 형태의 수용체(80) 및;
    상기 수용체의 상부측 면에 밀착된 상태로 상기 가압체(34)가 상기 수용체의 외부로 이탈되는 것을 방지하기 위한 덮개판(60);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 발광부표.
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  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광수단은 LED(light emitting diode)인 것을 특징으로 하는 발광부표.
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