KR102465940B1 - 집어등 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 집어등 장치에 관한 것으로서, 그 구성은, 450nm 내지 550nm 의 피크파장대역을 가지는 청녹색(blue-green)의 형광물질을 사용하여 80% 이상 유효 방사에너지를 가지는 무전극램프; 및 상기 무전극램프가 내장되는 등기구 본체;를 포함하며, 상기의 구성에 따르면, 집어에 최적화된 빛을 방사하여 에너지 효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

집어등 장치{FISHING LAMP DEVICE}

본 발명은 집어에 최적화된 빛을 방사하여 에너지 효율을 증가시킬 수 있는 집어등 장치에 관한 것이다.

집어등은 해상 또는 수중에서 물고기를 유도하는 특성을 가진 램프를 이용한 조명기구로 주로 어선에 설치한다. 집어등은 일반적으로 고휘도와 고조도의 백색 광원으로서 고출력의 메탈할라이드 램프를 사용하는 것이 일반적이다.

450nm ~ 550nm의 파장대역의 빛의 양이 많아야 집어효율이 높지만, 종래의 집어등으로 많이 사용하는 백색의 메탈할라이드 램프는 다음과 같은 문제점이 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 450nm ~ 550nm의 파장대역의 빛의 양이 약 30% 정도의 수준이고, 나머지 70%는 집어와는 상관없는 빛의 양이다. 따라서 효율이 30%정도 밖에 되지 않으므로 효율이 많이 떨어진다는 문제점이 있다.

또한, 3000 ~ 5000 시간의 짧은 수명으로 2 ~ 3개월 주기로 잦은 유지보수가 필요하고, 1.5kw의 메탈할라이드 램프는 300도 이상의 높은 발열 및 폭발 위험으로 작업자의 인명피해 위험도 증가하며, 한척당 81kw에서 141kw까지 집어등 전력 사용으로 채낚기 어선에서 발생하는 화재 사고의 주요 요인으로 램프 또는 기계실의 전원공급장치에서 발생한다는 문제점이 있다.

이뿐만 아니라, 사람의 눈에 대한 백색 광원으로 불필요한 파장대의 빛이 많아 에너지 효율이 크게 저하되고, 고온으로 등기구 적용이 제한되며, 조사범위 이외의 영역인 하늘에 전체광량의 50%, 갑판에 20% 이상이 불필요하게 소진되며, 높은 자외선 방사량으로 어선원의 피부 손상 및 시력 감소 등을 유발한다.

상기와 같은 많은 문제점을 가지고 있는 메탈할라이드 램프를 백색 무전극램프로 교체한 집어등 장치가 일본공개특허 제2012-125202호(2012. 7. 5)에 제시되어 있다.

그러나 상기의 공보에 의한 집어등 장치에서도 도 2에 도시한 바와 같이, 450nm ~ 550nm의 파장대역의 빛의 양이 40% 정도의 수준이고, 나머지 60%는 집어와는 상관없는 빛의 양이다. 따라서 효율이 약 40%정도 밖에 되지 않으므로 효율면에서 개선점이 필요한 실정이다.

따라서, 본 발명에서는 일반 백색 형광체가 아닌 집어등용으로 이상적인 파장대역을 가지는 집어등 장치를 제시하고자 한다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 집어에 최적화된 빛을 방사하여 에너지 효율을 증가시킬 수 있고, 작업자의 유해요인을 없앨 수 있어 안전한 작업 현장을 제공할 수 있으며, 유지보수 비용을 절감할 수 있고, 사용기간을 늘릴 수 있으며, 60%의 에너지 절감효과를 기대할 수 있을 뿐만 아니라, 하늘로 향하는 빛의 손실없이 해수면에 빛의 조사가 가능하므로 빛의 손실을 최소화할 수 있는 집어등 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은, 450nm 내지 550nm 의 피크파장대역을 가지는 청녹색(blue-green)의 형광물질을 사용하여 80% 이상 유효 방사에너지를 가지는 무전극램프; 및 상기 무전극램프가 내장되는 등기구 본체;를 포함한다.

본 발명에 있어서, 상기 무전극램프는, 450nm의 피크파장을 가지는 청색(blue)의 형광물질과, 545nm의 피크파장을 가지는 녹색(green)의 형광물질의 함량을 소량 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 청녹색의 형광물질은 상기 피크파장대역의 넓이가 65nm인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 등기구 본체는, 상측을 이루는 상부커버와, 상기 상부커버의 하측에 배치되어, 하측을 이루는 하부커버와, 상기 상부커버의 내면에 마련되고, 상기 무전극램프가 장착되는 반사판과, 상기 상부커버와 상기 하부커버의 양측을 폐쇄하는 한 쌍의 사이드커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 등기구 본체는, 상기 상부커버와 상기 하부커버와 한 쌍의 상기 사이드커버에 의해 원통형을 이루는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 상부커버 및 한 쌍의 상기 사이드커버는, 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 집어등 장치에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

상기와 같이 450nm 내지 550nm 의 피크파장대역을 가지는 청녹색(blue-green)의 형광물질을 사용하여 80% 이상 유효 방사에너지를 가지는 무전극램프를 집어등으로 사용함으로써, 집어에 최적화된 빛을 방사하여 에너지 효율을 증가시킬 수 있다.

또한, 자외선 방사량이 거의 없기 때문에 인체에 무해하고, 100도 이하의 낮은 구동으로 발열이 낮아 화재, 폭발 등의 작업자의 유해요인을 없앨 수 있어 안전한 작업 현장을 제공할 수 있다.

나아가, 6만 시간의 반영구적 수명으로 유지보수 비용을 절감할 수 있고, 종래 메탈할라이드 램프를 12개 교체할 때 장수명 램프인 무전극램프는 1회 교체로 사용기간을 늘릴 수 있으며, 1.5kw급 정도의 메탈할라이드 램프를 200W 무전극램프 2개로 대체가능하여 60%의 에너지 절감효과를 기대할 수 있다.

한편, 상부커버와 하부커버와 반사판과 사이드커버를 포함하는 전용 등기구 및 반사판을 통한 배광제어가 가능함에 따라, 종래 메탈할라이드 램프처럼 하늘로 향하는 빛의 손실없이 해수면에 빛의 조사가 가능하므로 빛의 손실을 최소화할 수 있다.

나아가, 발광효율 및 수명향상을 위한 높은 수준의 방열 설계가 불필요하므로 내부식성에 약한 금속제 구조물이 아닌 내부식성에 강하고, 가벼운 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)을 적용할 수 있다.

도 1은 종래 집어등으로 사용하고 있는 메탈할라이드 램프의 파장대역을 나타낸 그래프.
도 2는 종래 백색 무전극램프의 파장대역을 나타낸 그래프.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집어등 장치에 포함된 무전극램프의 파장대역을 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 집어등 장치에 포함된 무전극램프의 파장대역을 나타낸 그래프.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집어등 장치에 포함된 무전극램프를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집어등 장치의 조립과정을 보여주기 위하여 도시한 도면.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집어등 장치가 장착되는 방법의 실시예들을 도시한 도면.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집어등 장치는, 도 3에 도시한 바와 같이 450nm 내지 550nm 의 피크파장대역을 가지는 청녹색(blue-green)의 형광물질을 사용하여 80% 이상 유효 방사에너지를 가지는 무전극램프(200)를 포함한다. 450nm 내지 550nm 의 피크파장대역을 가지는 청녹색(blue-green)의 형광물질의 일례로 Sr₄Al₁₄O₂₅ : EU의 소재구성을 가질 수 있다.

무전극램프(200)는, 도 5에 도시한 바와 같이 내부전극(필라멘트) 대신 벌브 외부에 페라이트코어를 장착하여 무전극을 실현할 수 있다. 페라이트코어에 고주파 발진이 가능한 무전극램프(200) 전용 전자식 안정기로부터 에너지를 공급받는다. 이렇게 에너지를 공급받으면, 램프에 전자유도 자계가 발생하여 벌브 내부의 봉입가스와 반응하여 자외선을 발생시킨다. 발생된 자외선이 벌브 내부에 도포된 형광물질에 여기되어 가시광선을 최종 방출이 이루어지는 원리이다. 본 실시예에서 무전극램프(200)는 도 5와 같이 일방향으로 긴 직사각형의 링 형상이다.

다른 실시예에 따른 집어등 장치는, 도 4에 도시한 바와 같이, 450nm의 피크파장을 가지는 청색(blue)의 형광물질과, 545nm의 피크파장을 가지는 녹색(green)의 형광물질의 함량을 소량 포함하고, 상기에서 제시한 450nm 내지 550nm 의 피크파장대역을 가지는 청녹색(blue-green)의 형광물질을 높은 함량으로 한 무전극램프(200)를 포함할 수 있다.

이는 적색의 형광체는 빛의 색상을 맞추고 연색성을 높이는 용도로 사용하기 때문에 제외하고, 사람의 명시감도를 고려하여 작업자가 일할 수 있는 색상과 밝기를 고려하여 450nm의 피크파장을 가지는 청색(blue)의 형광물질과, 545nm의 피크파장을 가지는 녹색(green)의 형광물질을 소량으로 혼합하여 무전극램프(200)를 제조할 수 있다.

이때, 청녹색의 형광물질은 피크파장대역의 넓이가 65nm인 것이 바람직하다.

도 4에서도 알 수 있듯이, 450nm ~ 550nm의 파장대역의 빛의 양이 약 80% 정도이고, 나머지 20%만 집어와는 상관없는 빛의 양이다. 따라서 효율이 80%정도가 되므로 집어에 사용하는 빛의 양이 월등히 높음을 알 수 있다.

상기와 같이 450nm 내지 550nm 의 피크파장대역을 가지는 청녹색(blue-green)의 형광물질을 사용하여 80% 이상 유효 방사에너지를 가지는 무전극램프(200)를 집어등으로 사용함으로써, 집어에 최적화된 빛을 방사하여 에너지 효율을 증가시킬 수 있다.

또한, 자외선 방사량이 거의 없기 때문에 인체에 무해하고, 100도 이하의 낮은 구동으로 발열이 낮아 화재, 폭발 등의 작업자의 유해요인을 없앨 수 있어 안전한 작업 현장을 제공할 수 있다.

나아가, 6만 시간의 반영구적 수명으로 유지보수 비용을 절감할 수 있고, 종래 메탈할라이드 램프를 12개 교체할 때 장수명 램프인 무전극램프(200)는 1회 교체로 사용기간을 늘릴 수 있으며, 1.5kw급 정도의 메탈할라이드 램프를 200W 무전극램프(200) 2개로 대체가능하여 60%의 에너지 절감효과를 기대할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 무전극램프(200)는 최대 100도 이하의 낮은 구동으로 인하여 발열이 낮아 등기구 본체(100)를 사용하여 설치할 수 있다. 즉, 등기구 본체(100)에 무전극램프(200)가 내장될 수 있다.

도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 등기구 본체(100)는 상부커버(110)와 하부커버(130)와 반사판(150)과 한 쌍의 사이드커버(170)를 포함한다.

상부커버(110)는 등기구 본체(100)의 상측을 이루는 부분으로서, 본 실시예에서는 얇은 사각판이 반원 형상으로 구부러진 형태이다. 이러한 상부커버(110)는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 재질은 중량 대비 강도가 높기 때문에 등기구 본체(100)의 중량을 줄일 수 있고, 경량화한 만큼 연료소모를 줄일 수 있다. 또한, 해수에 의한 가혹한 환경에서도 내부식성이 높고 외관 품질을 유지하면서도 조명의 보호기능이 우수하여 제품의 수명을 증가시킬 수 있다.

하부커버(130)는 등기구 본체(100)의 하측을 이루는 부분으로서, 본 실시예에서는 얇은 사각판이 반원 형상으로 구부러진 형태이다. 이러한 하부커버(130)는 투명한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 상부커버(110)와 하부커버(130)는 서로 마주보도록 배치되고, 가장자리가 서로 맞닿고, 맞닿는 부분을 기준으로 서로 대칭을 이룬다.

상부커버(110)의 내면에는 반사판(150)이 마련되는데, 본 실시예에서 반사판(150)은 반사판 본체(151)와 양측면(153)으로 구성되어 있다. 즉, 반사판 본체(151)는 상부커버(110)의 내면에 밀착되도록 얇은 사각판이 반원 형상으로 구부러진 형태이고, 양측면(153)은 원판 형상으로 반사판 본체(151)의 양측에 각각 마련되어 있다. 이때 반사판 본체(151)는 반원 형상이고, 양측면(153)은 원판 형상이므로 양측면(153)의 위쪽 부분은 반사판 본체(151)의 가장자리와 맞닿고, 양측면(153)의 아래쪽 부분은 반사판 본체(151)로부터 하방으로 튀어나와 있다. 이러한 반사판(150)에는 무전극램프(200)가 고정브라켓(210) 등으로 장착된다.

한 쌍의 사이드커버(170)는 상부커버(110)와 하부커버(130)의 양측을 폐쇄한다. 본 실시예에서는 상부커버(110)와 하부커버(130)의 양측에 반사판(150)의 양측면(153)이 배치되어 있으므로 사이드커버(170)가 반사판(150)의 양측면(153)과 각각 맞닿으면서 상부커버(110)와 하부커버(130)의 양측을 각각 폐쇄한다. 이러한 한 쌍의 사이드커버(170)는, 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 재질로 이루어지는 것이 상기에서 언급한 이유로 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 집어등 장치의 조립과정을 살펴보면, 상부커버(110)에 반사판(150)이 배치되고, 반사판(150)에 무전극램프(200)가 장착된 다음, 하측에 투명커버가 배치되고, 양측에 사이드커버(170)가 각각 결합됨으로써, 내부에 무전극램프(200)가 들어간 상태에서 원통형의 집어등 장치가 제조된다.

원통형의 집어등 장치는 도 7 및 도 8과 같이 두 가지 방법으로 장착할 수 있다.

먼저, 도 7에 도시한 바와 같이, 등기구 본체(100)의 내부에 배치된 무전극램프(200)가 경사지게 배치된 상태에서 양측의 사이드커버(170)의 상부 및 하부에 각각 체결수단(300)을 체결할 수 있다. 이 경우에는 도 9와 같이 어선의 종방향을 따라 2열로 집어등 장치를 배열할 경우에 적용할 수 있다. 즉, 경사지게 배치된 무전극램프(200)가 내장된 집어등 장치를 2열로 배열하여 무전극램프(200)에서 조사되는 광이 각각 바다측으로 향하도록 할 수 있다.

다음으로, 도 8에 도시한 바와 같이, 등기구 본체(100) 내부에 배치된 무전극램프(200)가 수평하게 배치된 상태에서 양측의 사이드커버(170)의 상부 및 하부에 각각 체결수단(300)을 체결할 수 있다. 이 경우에는 도 10과 같이 어선의 종방향을 따라 1열로 집어등 장치를 배열할 경우에 적용할 수 있다. 즉, 수평하게 배치된 무전극램프(200)가 내장된 집어등장치를 1열로 배열하여 무전극램프(200)에서 조사되는 광이 어선 양측의 바다측으로 향하도록 할 수 있다.

본 발명에 따른 집어등 장치의 등기구 본체(100)는 상부커버(110)와 하부커버(130)와 한 쌍의 사이드커버(170)에 의해 원통형을 이룸으로써, 곡면을 가지는 외관 형상에 의해 바람의 영향을 덜 받을 수 있다.

또한, 상부커버(110)와 하부커버(130)와 반사판(150)과 사이드커버(170)를 포함하는 전용 등기구 본체(100)의 적용으로 집어활동을 위한 배광제어가 가능하고, 반사판(150)을 통한 배광제어를 통해 불필요한 곳으로 향하는 빛을 최소화할 수 있다.

이처럼 전용 등기구 본체(100) 및 반사판(150)을 통한 배광제어가 가능함에 따라, 종래 메탈할라이드 램프처럼 하늘로 향하는 빛의 손실없이 해수면에 빛의 조사가 가능하므로 빛의 손실을 최소화할 수 있다.

나아가, 발광효율 및 수명향상을 위한 높은 수준의 방열 설계가 불필요하므로 내부식성에 약한 금속제 구조물이 아닌 내부식성에 강하고, 가벼운 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)을 적용할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

100 : 등기구 본체 110 : 상부커버
130 : 하부커버 150 : 반사판
151 : 본체 153 : 양측면
170 : 사이드커버 200 : 무전극램프

Claims (6)

1. 450nm 내지 550nm 의 피크파장대역을 가지는 청녹색(blue-green)의 형광물질을 사용하여 80% 이상 유효 방사에너지를 가지는 무전극램프; 및
   상기 무전극램프가 내장되는 등기구 본체;를 포함하되,
   상기 무전극램프는,
   사람의 명시감도를 고려하여 작업자가 일할 수 있는 색상과 밝기를 고려하여 450nm의 피크파장을 가지는 청색(blue)의 형광물질과, 545nm의 피크파장을 가지는 녹색(green)의 형광물질의 함량을 소량 포함하고,
   상기 청녹색의 형광물질은 상기 피크파장대역의 넓이가 65nm이며,
   상기 등기구 본체는,
   상측을 이루는 상부커버와, 하측을 이루는 하부커버와, 상기 상부커버의 내면에 마련되되 상기 무전극램프가 장착되는 반사판과, 상기 상부커버와 상기 하부커버의 양측을 폐쇄하는 한 쌍의 사이드커버를 포함하여,
   상기 상부커버와 상기 하부커버와 한 쌍의 상기 사이드커버에 의해 원통형을 이룸으로써, 곡면을 가지는 외관 형상에 의해 바람의 영향을 덜 받을 수 있고,
   상기 무전극램프가 경사지게 배치되거나 수평하게 배치된 상태에서 양측의 사이드커버의 상부 및 하부에 각각 체결수단을 체결할 수 있는 것을 특징으로 하는 집어등 장치.
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