KR200331766Y1 - 광학필름을 사용한 터널 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 광학필름을 사용한 터널 조명장치에 관한 것으로써, 태양의 당해 방위각과 고도에 따라 동일 궤적으로 추적 이동하여 채광하고 소정위치로 반사하는 다수의 채광장치 및 상기 각 채광장치로부터 빛이 입사되어 내부를 따라 연속 반사되고 일부는 투과하여 터널 내부로 방사되도록 반사막이 코팅된 광학필름을 나선 형상으로 감아 터널의 축선방향을 따라 내측에 배치되는 다수의 집광튜브를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 다수의 집광튜브는 상기 터널의 내주연을 따라 일정간격으로 병렬 배치되는 것이 바람직하다. 본 고안은 종래의 터널 조명장치에 비해 전력 손실을 줄이고, 전력 차단시 및 화재시에도 터널 내의 차량 및 보행자의 대피에 유용하게 사용될 수 있다.

Description

광학필름을 사용한 터널 조명장치{A Tunnel Lighting Apparutus Using Optical Film}

본 고안은 광학필름을 사용한 터널 조명장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양의 방위각과 고도에 따라 추적 이동하여 채광하고 반사하는 채광장치를 통해 상기 채광장치에서 반사되는 빛을 터널 내부로 유입되도록 하는 광학필름을 사용한 터널 조명장치에 관한 것이다.

일반적으로 터널의 내부는 터널의 축선방향으로 1열 또는 2열의 조명등의 배열되어 있다. 이러한 조명등은 외부 및 내부의 조도에 따라 전기적으로 점등 또는 소등을 하여 내부를 통과하는 차량의 안전을 도모하도록 구성된다.

그러나, 종래의 전기 조명은 차량의 소통량에 크게 관계없이 상시 가동됨으로 해서 지나친 전력 낭비가 있었다. 그리고, 전력 낭비가 있다 하더라도 만일 터널의 내부에 있는 조명등을 지나치게 소등한다면 차량통행 및 보행자의 통행에 불편이 있고 안전사고의 위험도 높아지게 된다.

그러므로, 종래의 전기 조명은 터널 내부의 일정 조도를 유지하기 위해 항상 가동되어야 함으로써 전력 낭비가 있었고, 전력의 일시적인 차단이 있어도 터널 내부에는 대피로를 찾기 어려워 큰 혼잡이 발생할 우려가 있다.

그리고, 교통사고 또는 기타 원인에 의한 화재 발생시 유독가스가 상부로 올라와 조명이 있더라도 제효과를 발휘하기 어렵다는 문제가 있다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 본 고안의 제 1 목적은, 외부에 설치되는 채광장치를 통해 수집된 빛을 터널 내부에 방사함으로써 주간의 전력 손실을 줄이는 광학필름을 사용한 터널 조명장치을제공하는 것이다.

그리고, 본 고안의 제 2 목적은, 태양의 방위각과 고도는 순간적으로 변하는 것이 아니므로 전력의 차단이 있어도 어느 정도는 채광장치에서 계속적으로 집광튜브에 빛을 공급함으로써 터널 내부에 전력 공급이 차단되더라도 터널을 이용하는 차량 및 보행자의 혼란을 방지하는 광학필름을 사용한 터널 조명장치을 제공하는 것이다.

아울러, 본 고안의 제 3 목적은, 터널의 내주연에 터널의 축선방향으로 다수의 집광튜브를 설치함으로써 터널 내의 화재시 유독가스가 상부로 이동하더라도 상대적으로 측면에 설치된 집광튜브로 터널 내에서 대피에 필요한 조도를 공급하는 광학필름을 사용한 터널 조명장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 고안의 목적들은, 태양의 당해 방위각과 고도에 따라 동일 궤적으로 이동하여 채광하고 소정위치로 반사하는 다수의 채광장치; 및

각 채광장치로부터 빛이 입사되어 내부를 따라 연속 반사되고 일부는 투과하여 방사되도록 반사막이 코팅된 광학필름을 나선 형상으로 감아 터널의 축선방향을 따라 내측에 배치되는 다수의 집광튜브;로 달성될 수 있다.

그리고, 다수의 집광튜브는 터널의 내주연을 따라 일정간격으로 병렬 배치되는 것이 바람직하다.

본 고안의 다른 목적들, 분명한 장점들 및 신규한 특징들은 이하의 상세한 설명 및 첨부된 도면들에 따른 바람직한 실시예들로 부터 더 분명해 질것이다.

도 1은 본 고안에 따른 광학필름을 사용한 터널 조명장치의 구성도,

도 2a는 본 고안의 제 1 실시예에 따라 직경이 상대적으로 작은 집광튜브에 적용되는 터널 조명장치의 단면도,

도 2b는 본 고안의 제 2 실시예에 따라 직경이 상대적으로 큰 집광튜브에 적용되는 터널 조명장치의 단면도,

도 3은 본 고안에 따른 다수의 집광튜브가 터널 내부에 설치된 상태의 단면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 반사판, 20 : 본체,

30 : 제어박스, 100 : 채광장치,

200 : 집광튜브, 1000 : 광학필름을 사용한 터널 조명장치,

2000 : 터널, 3000 : 태양.

이하에서는 본 고안에 따른 광학필름을 사용한 터널 조명장치에 관하여 첨부되어진 도면과 더불어 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안에 대한 광학필름을 사용한 터널 조명장치의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 채광장치(100)에서 태양 빛(도면에서 화살표로 표시)을 받아 집광튜브(200)로 반사하고 집광튜브(200) 내부로 통과하면서 상기 태양 빛은 집광튜브(200)의 축선방향으로 대부분의 빛은 반사되어 이동하고 일부는 집광튜브(200)를 관통하여 터널(2000) 내부로 방사된다.

채광장치(100)는 본 고안에 대한 출원인의 이전의 특허발명으로써, 대한민국 특허공개 제2003-0039891호에 자세히 설명되어 있다.

특허발명에 대해 간단히 언급하면, 채광장치(100)는 크게 제어장치와 기억장치가 포함되는 제어박스(30)와 태양빛을 반사하는 반사판(10)으로 구성된다.

기억장치는 태양(3000)의 이동경로에 대한 각각의 태양(3000)의 방위각과 고도가 입력된다. 이에 대해 제어장치는 기억장치에 입력된 태양(3000)의 방위각과 고도에 따라 반사판(10)이 이동하도록 제어한다. 또한, 본 고안의 다른 실시예로서 채광장치(100)에 센서를 부착하여 태양의 위치를 항상 추종할 수 있도록 구성할 수도 있다. 이러한 기술은 당업자에 의해 이미 알려진 기술이다.

여기서 태양(3000)의 방위각은 지구의 위도와 경도를 수평면으로 펼친 상태에서 태양(3000)의 움직이는 각도를 말하는 것이고, 고도각은 남중고도가 어느 정도인지를 결정하는 각도를 말한다.

반사판(10)은 제어장치에서 전송되는 명령어에 의해 태양 빛을 반사하도록움직이는데, 반사판(10)에는 반사판(10)이 수평 및 수직 회전이 안정되게 이루어 지도록 유도하는 무게중심추(11) 및 반사판을 고정시켜 반사판이 수직이동되도록 하는 반사판 지지대(12)가 부착된다.

따라서, 채광장치(100)를 통해 태양(3000)의 방위각과 고도각을 미리 입력하여 시간에 따른 태양(3000)의 위치를 반사판(10)이 따라감으로써 일정한 위치 즉, 집광튜브(200)의 일단에 태양 빛을 입사시키게 된다.

채광장치(100)의 설치 위치는 터널(2000)의 설계 및 용도에 따라 달라질 수 있으나, 일반적으로 터널(2000)의 입구나 출구의 외주연이 될 것이다. 따라서, 채광장치의 본체(20)를 터널(2000)의 외주연에 고정하고, 반사판(10)을 통해 태양 빛을 집광튜브(200)로 공급하게 된다.

집광튜브(200)는 채광장치(100)로부터 빛이 입사되어 내부를 따라 연속 반사되고 일부는 투과하여 터널(2000)로 방사하도록 반사막이 코팅된 광학필름을 나선 형상으로 감아 터널(2000)의 축선방향을 따라 내측에 배치된다.

좀 더 상세히 설명하면, 집광튜브(200)는 광학필름제품 또는 빛을 반사시킬 수 있는 기타 광학코팅을 이용하여 원형 또는 각형 단면으로 형성된다. 그리고, 양단이 관통되어 일단 또는 양단에 채광장치(100)에서 반사되는 빛이 입사되므로, 집광튜브(200)에 빛이 효율적으로 입사되도록 반사판(10)의 각도를 조절해야 한다. 이러한 조절에 대해 상기 제어장치에 입력하면 제어장치는 태양(3000)의 방위각과 고도에 따라 반사판(10)의 위치를 변화시키면서 집광튜브(200)로 태양빛을 반사하도록 한다.

그리고 집광튜브(200)의 재질인 광학필름은 대부분의 빛은 반사시키지만 일부의 빛은 투과할 수 있는 재질이다. 즉, 입사한 빛이 일회의 반사시 약 2%의 빛만 상기 광학필름을 투과하고 그 외의 빛은 반사되는 것는 물성을 갖는 것이라면 어떠한 것이라도 무방하다.

또한 집광튜브(200)는 터널(2000) 내부에 축선방향으로 배치시 터널(2000)의 내주연에 접하도록 설치하는 것이 바람직하다. 이것은 집광튜브(200)에는 채광장치(100)로부터 입사되는 빛이 터널(2000) 내부에서 방사될 수 있도록 최대한 적게 터널(2000)과 접하는 것이 바람직하기 때문이다.

도 2a 및 도 2b는 본 고안에 따른 집광튜브(200)의 구성도이다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 집광튜브(200)의 일단을 통해 광원(3100)(본 발명에서의 광원은 채광장치에서 반사된 빛임)에서 방사되는 빛(도면에 화살표로 표시)이 입사되면 상기 빛은 집광튜브(200) 내에서 반사되면서 타단으로 진행하게 되는데, 이때 집광튜브(200)는 일정량의 빛이 투과되는 성질을 가진 광학필름을 사용하므로 소수의 빛은 집광튜브(200)를 투과하여 터널(2000)의 내부로 방사된다.

이 때, 상기 집광튜브(200)는 광학필름으로 이루어지는데, 일면에는 빛을 반사시킬 수 있는 광학코팅이 되어 있다. 그러나, 일정량의 빛은 투과할 수 있으며, 더욱 밝은 터널(2000) 내부 조명을 형성하기 위해 상기 광학필름은 투명한 것으로 할 수도 있다.

또한 집광튜브(200)는 광학필름을 원형으로만 감아서 사용하는 것이 아니라, 필요에 따라 각형(예를 들어, 삼각형, 사각형, 육각형 등)으로도 사용이 가능하다.

도 2a는 본 고안의 제 1 실시예에 따라 직경이 상대적으로 짧은 집광튜브(200)의 구성도이다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 집광튜브(200)의 직경이 "D"이면 광원(3100)에서 방사되는 빛의 반사 횟수가 그만큼 많아질 것이므로 빛이 집광튜브(200)를 투과하여 터널(2000)로 방사되는 양도 증가하게 된다. 따라서, 일정한 빛의 양이 타단으로 나온다고 했을 때 상기 집광튜브(200)의 길이를 "L"이라고 가정한다.

도 2b는 본 고안의 제 2 실시예에 따라 직경이 상대적으로 긴 집광튜브(200)의 구성도이다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 집광튜브(200)의 직경이 도 2a의 두 배, 즉 "2D"라면, 그만큼 상기 집광튜브(200)를 광원(3100)에서 방사되는 빛이 통과하는 동안 반사의 횟수가 적어질 것이므로, 상기 도 2a와 동일한 빛이 타단으로 나온다고 했을 때 도 2b에서의 집광튜브(200)의 길이는 도 2a의 길이 "L"의 약 두배, 즉 "2L"이 되는 것이다.

이러한 직경(D)과 길이(L)의 관계는 터널(2000)의 길이에 따른 다양한 응용에 이용될 수 있을 것이다. 또한 터널(2000)이 아닌 다른 유사한 구조물에도 응용될 수 있을 것이다.

도 3은 본 고안에 따른 다수의 집광튜브(200)를 설치한 구성도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 집광튜브(200)는 터널(2000)의 내주연을 따라 다수개가 설치될 수 있다.

따라서, 내부가 어두워 많은 조명이 필요한 터널(2000)에서는 터널(2000)의 내주연을 따라 터널(2000)의 축선방향으로 내측에 여러개의 집광튜브(200)를 설치하여 필요한 조도를 얻을 수 있다.

이 때, 채광장치(100)도 집광튜브(200)의 갯수에 맞는 다수개가 필요하다. 이것은 하나의 채광장치(100)에서 반사되는 빛은 하나의 집광튜브(200)로 빛을 입사시키기 때문이다. 이러한 채광장치(100)는 터널(2000)의 외주연 또는 터널(2000)의 입구면에 각 집광튜브(200)에 효과적으로 빛을 반사하여 입사시킬 수 있도록 설치된다.

상기와 같은 본 고안에 따른 광학필름을 사용한 터널 조명장치에 의하면, 터널의 경우 주간에는 채광장치를 이용하여 태양의 위치를 추적하여 반사한 빛을 집광튜브를 통해 발광하고, 야간 및 외부가 어두운 경우에는 부분적으로 설치된 별도의 광원을 이용하여 집광튜브를 발광할 수 있다.

또한, 본 고안에 따른 장치를 이용하면, 전력 손실을 줄일 수 있으며, 일시적인 전력 차단시에도 터널 등을 밝게 유지하여 사고나 화재시 차량 및 보행자의 대피에 유용하게 이용될 수 있다.

비록 고안이 상기에서 언급된 바람직한 실시예에 관해 설명되어졌으나, 고안의 요지와 범위를 벗어남이 없이 많은 다른 가능한 수정과 변형이 이루어질 수 있다. 따라서, 첨부된 청구범위는 고안의 진정한 범위내에서 속하는 이러한 수정과 변형을 포함할 것으로 예상된다.

Claims (6)

1. 태양(3000)의 방위각과 고도에 따라 동일 궤적으로 추적 이동하여 채광하고 소정위치로 반사하는 채광장치(100); 및

   상기 채광장치(100)로부터 빛이 입사되어 내부를 따라 연속 반사되고 일부는 투과하여 터널(2000) 내부로 방사되도록 반사막이 코팅된 광학필름을 나선 형상으로 감아 터널(2000)의 축선방향을 따라 내측에 배치되는 집광튜브(200);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광학필름을 사용한 터널 조명장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 집광튜브(200)는 상기 터널(2000)의 내주연을 따라 일정간격으로 병렬 배치되는 것을 특징으로 하는 광학필름을 사용한 터널 조명장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 집광튜브(200)의 광학 투과율은 2% 내지 5%인 것을 특징으로 하는 광학필름을 사용한 터널 조명장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 집광튜브(200)의 광학 투과율은 2%인 것을 특징으로 하는 광학필름을 사용한 터널 조명장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 집광튜브(200)는 상기 터널의 단면을 기준으로 대칭적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 광학필름을 사용한 터널 조명장치.
6. 제 1 항에 있어서, 야간 조명을 위해 상기 집광튜브(200)의 일단에는 보조 광원(3100)이 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 광학필름을 사용한 터널 조명장치.