KR102364073B1 - 양식수조용 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양식수조용 조명장치에 관한 것으로서, 수조의 상부에 설치되어 상기 수조의 수면을 향하는 조명모듈; 상기 조명모듈의 외곽에 설치되는 비대칭렌즈를 포함하는 LED모듈;와 상기 조명모듈의 중심부에 설치되는 대칭렌즈를 포함하는 LED모듈;을 포함하며, 이러한 조명장치는 넓은 지향각을 구현할 수 있게 되어 상기 수조의 수면으로부터 근거리에 설치되는 단일 등기구만으로 넓은 수조 내부를 균일하게 조사할 수 있다.

Description

양식수조용 조명장치{Lighting device of water tank of fish farming}

본 발명에서 사용되는 주광원인 LED는 특정 파장의 빛을 방출할 수 있으며, LED광원의 집적도에 따라 출력을 증가시킬 수 있다.

본 발명은 어류 양식용 수조를 비추는 조명장치에 관한 것이다. 조명장치에 사용되는 LED는 낮은 소비 전력과 고효율적 측면뿐만 아니라, 일반 메탈할라이드등보다 긴 수명을 갖는다는 장점이 있는 친환경적인 광원이다. 그러나 점광원의 특성상 종래의 광원과는 다른 배광특성을 가지고 있어서 넓은 면적을 고르게 비추기 위해서는 다수의 조명장치를 설치해야 한다.

LED광원에서 구현되는 일반적인 배광은 램버시안 분포를 가지며, 이러한 배광을 가지는 종래의 등기구는 규모가 큰 양식장 수조의 수면을 비출 때 일부 국소 부위만 비추게 되어 넓은 수조면 전반에 대해 광 조도균일도가 좋지 않다. 이러한 등기구를 여러 개 일정 간격으로 배열하면 광의 조도균일도는 어느 정도 개선할 수 있지만, 다수의 등기구를 설치함으로 발생되는 고비용과 각 등기구를 개별 제어, 관리하는 측면에 번거로움과 어려움이 있다.

또한, 이러한 등기구들은 넓은 수조면적에 적용되므로 양식어류는 각각의 조명근처로 모이게 된다. 따라서 양식어류에게 공급하는 사료도 각각의 등기구별로 이동하며 급이 하여야 효과적이므로 이에 소요되는 시간과 노력 때문에 어류양식의 생산성이 낮아지는 문제점이 있다.

본 발명의 양식수조용 조명장치는 상기 양식수조의 상부에 설치되어 상기 수조의 수면을 향하는 조명모듈; 상기 조명모듈의 외곽에 설치되는 비대칭렌즈를 포함하는 LED모듈;와 상기 조명모듈의 중심부에 설치되는 대칭렌즈를 포함하는 LED모듈;을 포함한다.

또한, 본 발명의 조명장치는 상기 양식수조의 형태와 크기에 따라 상기 비대칭렌즈를 포함하는 LED모듈의 숫자 대비 상기 대칭렌즈를 포함하는 LED모듈의 숫자의 비율에 의해 배광이 조절되는 것이 특징이다.

또한, 본 발명의 조명장치는 상기 양식수조의 형태와 크기에 따라 상기 비대칭렌즈의 비대칭정도에 의해 배광이 조절되는 것이 특징이다.

또한, 본 발명의 조명장치는 상기 양식수조의 형태와 크기에 따라 상기 비대칭렌즈를 포함하는 LED모듈과 상기 대칭렌즈를 포함하는 LED모듈의 비율이 결정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 조명장치는 상기 조명모듈의 상단에 경사진 덮개를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 조명장치는 상기 조명모듈에 탈부착되는 카메라를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 조명장치는 넓은 지향각을 구현하므로, 종래의 양식수조용 등기구에 비하여 수면으로부터 근거리에 설치되는 단일 조명장치만으로도 넓은 수조의 수면을 균일하게 조사할 수 있다. 또한, 본 발명의 조명장치의 상단을 덮는 덮개 구조를 통해 효율적인 급이가 가능하다. 또한, 균일한 배광이 하나의 조명장치에 의해 구현되고, 수면과의 거리가 가까워지므로 상기 조명장치에 설치되는 한 대의 IP 카메라만으로도 양식수조 전체의 어류 상태와 수조 환경을 실시간으로 자세하게 관찰할 수 있게 된다.

도 1 본 발명의 조명장치 실시예
도 2 본 발명의 조명장치 분해도
도 3 본 발명의 조명장치 마운팅 방식 예시
도 4 조명장치 상부면의 덮개
도 5 양식장에 설치된 본 발명의 조명장치
도 6 본 발명의 조명장치의 양식장 수조 내부 광조사
도 7 양식장에 설치된 본 발명의 조명장치와 그에 의한 광 분포
도 8 종래의 등기구의 양식장 수조 내부 광 조사
도 9 본 발명과 종래의 등기구의 광 조사 형태 비교
도 10 본 발명의 조명장치를 구성하는 렌즈 2종에 의한 배열 예시

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예(embodiments)에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 이러한 설명은 본 발명에 관한 예시적 내지 기능적 설명일 뿐이며, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위가 이러한 설명과 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이러한 해석에 의하여 제한되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들에 미친다.

도 1은 본 발명의 조명장치 실시예로서, 조명장치 본체(1)의 하부면(2)이 수조를 지향하고 있다. 도 2에 도시된 전면의 투명커버(3)은 예시로서 폴리카보네이트 재질로 만들어 질 수 있다. 커버는 플라스틱 또는 유리 등의 투명재질로 구성되면 본 발명의 용도에 적합하다. 조명모듈(4)은 다수의 LED 모듈로 구성되어 있으며, 히트싱크(5)를 통해 열을 방출한다. 조명모듈을 구성하는 각 LED광원에는 각각 렌즈(Lens)가 장착되어 빛의 발산각을 제어하여 넓은 면적의 수조 표면에 광을 균일하게 조사하게 된다. 조명장치의 측면에 설치되는 IP 카메라에 의해 조명 아래의 수조를 관찰하게 된다. 조명장치 고정용 부품(7)은 예시로서 I 볼트 부싱(bolt bushing)을 채용할 수 있으며, 조명기구를 양식수조 위에 고정하는 연결부로 기능한다.

이러한 양식장 수조 조명장치는, 수조의 상부에 설치되어 상기 수조의 수면을 향하는 조명모듈이 상기 조명모듈의 외곽에 설치되는 비대칭렌즈를 포함하는 LED모듈;과 상기 조명모듈의 중심부에 설치되는 대칭렌즈를 포함하는 LED모듈;을 포함하며, 이러한 구성을 통해 조명을 천장 높이 매달지 않고도 상기 조명모듈이 상기 수조의 수면으로부터 근거리에 설치될 수 있다. 수면과 본 발명의 조명장치 사이의 거리는 양식수조 상단의 천장 또는 지지구조에 설치되는 도르래 또는 모터에 의해 수동 또는 자동으로 원격(유선 또는 무선)조절될 수 있다. 본 발명의 조명장치를 수면가까이 접근시키면 이와 함께 움직이는 카메라에 의해 수조를 상세히 관찰을 할 수 있게 된다.

도 10은 대칭렌즈와 비대칭렌즈로 구성되는 본 발명의 렌즈 배열을 예시한다. 도 11은 이러한 렌즈들의 조합과 배열에 의해 만들어지는 배광특성을 시뮬레이션한 결과이다. 상기 비대칭렌즈를 포함하는 LED모듈의 숫자를 증가 또는 감소시켜 배광특성을 조절할 수 있다. 또한, 상기 비대칭렌즈의 비대칭정도에 따라 배광이 될 수 있다.

또한, 대칭렌즈를 포함하는 LED모듈과 비대칭렌즈를 포함하는 LED모듈의 상대적 배열을 변경하여 배광특성을 조절할 수 있다. 또한, 상기 수조의 형태와 크기에 따라 상기 대칭렌즈를 포함하는 LED모듈과 상기 비대칭렌즈를 포함하는 LED모듈의 비율이 결정될 수 있다.

아울러, 본 발명의 양식장 수조용 조명장치는 상기 조명모듈에 설치되는 카메라를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 조명장치에 카메라를 부착시키는 경우 양식장 수조 전반에 대하여 관찰이 가능한 조명조건에 놓이게 되는 이점이 있다. 즉, 종래의 등기구는 복수로 설치되어야 얻을 수 있는 카메라관찰에 필요한 배광을 본 발명의 조명장치는 단 한 대로 구현할 수 있다. 또한, 종래의 등기구와 대비하여 수면과의 거리를 짧게 유지하면서 카메라를 설치할 수 있게 되며 세밀한 관찰이 가능해 진다.

도 3은 본 발명의 조명장치 마운팅 방식의 예시이다. 본체에 만들어진 연결부의 일단(8)은 예시로서 절단된 파이프를 들 수 있으며, T자형 피팅을 이용하여 양식장 중앙 상부에 설치하여 흔들을 방지할 수 있다. 본체연결부 타단(9)은 예시로서 I bolt를 들 수 있고, 수조 상부에 연결된다.

브라켓(10)은 조명장치 본체에 IP 카메라를 연결하기 위한 부품의 예시이다.브라켓(10)이 연결되는 브라켓 연결부(11)는 도 3에 예시한 바와 같이 조명장치의 측면에 형성될 수 있다. 설치된 IP 카메라는 LED등기구 측면에 장착하여 등기구가 비치는 전방의 상태를 실시간 관측 가능하게 한다.

도 4는 조명장치 상부면의 덮개의 예시를 보여준다. 덮개를 포함하는 조명장치의 측면, 상부면, 조감도(41, 42, 43)가 나란히 도시되어 있다. 본 발명에 있어서, 상기 조명모듈의 상단에 경사진 덮개(예시: 원추형, 사각뿔형 등)를 포함하는 것을 특징으로 하는 양식수조용 조명장치는 조명장치의 상부에 먼지가 쌓여 방열효율을 저하시키는 것을 방지하며, 양식장 어류에 대한 급이시 양식장 주변을 돌면서 덮개를 향해 먹이를 투사하면 특정 위치의 수조 하단에 먹이가 쌓이는 것을 방지할 수 있다.

도 5는 양식장에 설치된 본 발명의 조명장치로서 조명장치 하부면(수조 지향면(2)과 덮개를 포함하는 조명장치의 측면(41)을 보여준다. 도 6은 본 발명의 조명장치로 양식장 수조 내부에 광을 조사한 경우(개요와 시뮬레이션의 결과이다. 본 발명의 조명장치로 수조에 광을 조사한 경우(61)의 배광분포(62)와 조도 균일도(63)가 86% 임을 보여준다. 도 7은 양식장에 설치된 본 발명의 조명장치의 조명이 꺼진 상태(71)와 조명을 켠 상태(72), 즉 on / off 상태의 광 분포를 보여준다.

도 8은 종래의 등기구로 양식장 수조 내부에 광을 조사한 경우(81)의 배광분포(82)와 조도 균일도(83)가 41% 임을 보여준다. 따라서 본 발명의 조명장치의 배광분포와 조도균일도가 탁월함은 도 6과 도 8의 대비를 통해서 알 수 있다. 도 9는 본 발명과 종래의 조명장치의 광 조사 형태를 비교하기 위해 본 발명의 조명장치 1대의 광분포(91)와 종래의 등기구 4대의 광분포(92)를 대비하여 보여준다. 이로부터, 종래의 등기구에 비해 본 발명이 장비의 설치 및 운용의 효율에서 유리함을 알 수 있다.

본 발명의 조명장치는 양식장 수조 중앙의 수면에서 특정 거리만큼 떨어진 상부에 설치하여 수조표면에 광을 조사하며, 조명모듈은 다수의 LED광원(예시: 소비전력 범위는 50~500W)이 배열된 구성이므로 특정한 목적(예시: 어류의 반응성, 활동성, 성장성 등을 높일 목적)을 위하여 LED광원의 파장과 세기를 선택하여 수 있다.

본 발명을 서술하기 위해 사용된 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 여기서 사용된 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

1 조명장치 본체
2 조명장치 하부면(수조 지향면)
3 투명커버(예시: 폴리카보네이트 재질)
4 조명모듈
5 히트싱크
6 IP 카메라
7 조명장치 고정용 부품(예시: I bolt bushing)
8 본체연결부 일단(예시: 파이프로 연결하여 흔들림 방지, T자형 피팅을 이용하여 양식장 중앙 상부에 설치)
9 본체연결부 타단(예시: I bolt를 이용한 줄 연결
10 브라켓(예시: 조명장치 본체에 IP 카메라를 연결하기 위한 부품)
11 브라켓 연결부 예시
41 덮개를 포함하는 조명장치의 측면
42 덮개를 포함하는 조명장치의 상부면
43 덮개를 포함하는 조명장치의 조감도
61 본 발명의 조명장치로 수조에 광을 조사하는 예시
62 배광분포
63 조도 균일도 86%
71 조명이 꺼진 상태
72 조명을 켠 상태
81 종래의 등기구로 수조에 광을 조사한 경우
82 배광분포
83 조도 균일도 41%
91 본 발명의 조명장치 1대의 광분포
92 종래의 등기구 4대의 광분포

Claims (6)

1. 양식수조용 조명장치에 있어서,
   상기 양식수조의 상부에 설치되어 상기 양식수조의 수면을 향하는 조명모듈;
   상기 조명모듈의 외곽에 설치되는 비대칭렌즈를 포함하는 LED모듈;
   상기 조명모듈의 중심부에 설치되는 대칭렌즈를 포함하는 LED모듈;
   상기 조명모듈의 상단에 설치된 경사진 급이용 덮개;를 포함하며,
   상기 양식수조의 수면에 근접하여 설치되는 상기 조명장치는 넓은 지향각에 의해 상기 양식수조의 표면 전체에 광을 균일하게 조사하고,
   상기 LED모듈이 모듈레벨에서 각각의 LED칩과 렌즈가 조합되어 개별 어류의 성장성을 향상시키며,
   상기 양식수조의 수면에 근접한 상기 경사진 급이용 덮개에 먹이를 투사하여 상기 덮개에 충돌한 상기 먹이가 상기 양식수조 내에 고르게 분포하여 상기 양식수조의 특정 하부에 상기 먹이가 쌓이는 것을 방지하는 양식수조용 조명장치에 있어서,
   상기 조명모듈에 탈부착 가능한 한 대의 카메라를 더 포함하며,
   상기 양식수조의 수면에 근접한 상기 조명장치가 상기 양식수조 전체에 대하여 상기 카메라에 필요한 조도을 공급하며, 상기 카메라의 시야변경을 위해 상기 조명장치가 상하로 이동가능한 것을 특징으로 하는 양식수조용 조명장치.
   
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