KR20090004251U

KR20090004251U - 태양전지를 이용한 엘이디 등명기 시스템

Info

Publication number: KR20090004251U
Application number: KR2020070017708U
Authority: KR
Inventors: 최용원; 이인성; 김상우
Original assignee: (주)링크옵틱스
Priority date: 2007-11-01
Filing date: 2007-11-01
Publication date: 2009-05-07

Abstract

본 고안은 선박이 항구에 입출항시 선박이 다니는 길인 항로를 표시해 주는 LED 등명기에 관한 것으로, LED 등명기 상부에 태양전지를 적용하여 해상 환경에서의 충전을 용이하게 함을 목적으로 하기 위한 태양전지를 이용한 LED 등명기 시스템에 관한 것이다.

종래의 등명기는 태양전지 모듈이 별도로 설치되어 있으며, 태양전지에서 충전된 전압을 배터리에 충전하여 등명기 시스템에 적용하여 사용함으로 인해 배터리 방전으로 인한 등명기가 오작동하는 문제점이 있었다.

이런한 단점의 보완으로 본 고안에서의 태양전지를 이용한 LED 등명기 시스템은 등명기 상부에 태양전지를 적용하여 등명기 내부에 설치된 배터리에 충전한 후 LED 등명기를 사용함으로써 좀더 효율적인 사용이 가능토록 한 것이다.

또한, 태양전지에 최대한의 일사량을 받을 수 있도록 상부덮게를 광학렌즈로 설계함을 목적으로 한 것이다.

이로 인해 LED 등명기는 등부표 시스템과 분리된 독립 전원을 가지며, 수리 보수 면에서도 LED 등명기만을 분해 조립하면 되기 때문에 유지보수 또한 용이성을 제공하고 있는 것이다.

LED 등명기, 태양전지, 광학렌즈

Description

태양전지를 이용한 엘이디 등명기 시스템 {LED Navigation Buoy Using Solar Cell}

본 고안은 태양전지를 이용한 LED 등명기 시스템에 관한 것으로, LED 등명기 상부에 태양전지를 적용하여 등부표 시스템과 독립된 전원을 갖는 LED 등명기 시스템에 관한 것으로, 태양전지 상부덮게는 광학렌즈를 설계하여 일사량의 극대화를 이루기 위함이다. 또한, 오작동으로 인한 문제점을 방지하고, 유지보수의 편이성은 물론 경제적인 부담을 경감토록 하면서 독립된 전원으로 인하여 보다 안정적인 동작을 증대토록 한 것이다.

종래 기술에 따른 LED 등명기는 태양전지 모듈이 별도로 설치되어 있으며, 태양전지에서 충전된 전압을 배터리에 충전하여 등명기 시스템에 적용하여 사용함으로 인해 배터리 방전으로 인한 등명기가 오작동하는 문제점이 있었다.

또한 등부표 시스템의 배터리 방전 및 LED 등명기의 문제를 해결하기 위한 유지보수에 많은 어려움이 있었다.

예를들어, 작업자가 해상의 등부표를 보수하거나 특정부품을 교체 작업 시 파도의 출렁임 때문에 유지 보수가 원할하지 못했다.

따라서, 전원이 분리된 LED 등명기는 배터리 방전으로 인한 오작동을 줄이며, LED 등명기 오작동시 LED 등명기 자체를 교체함으로 인해 유지 보수가 간편하다.

렌즈을 이용하여 태양전지에 일사량을 극대화하여 충전 효율을 기존 등명기에 비해 높게 하며, 기존 등명기의 단점을 보완하기 위해 등명기 전원을 분히라여 사용함으로 등명기 오작동을 미연에 방지함을 목적으로 한다.

본 고안은 상술한 종래 기술의 결점을 감안하여 안출한 것으로, 등부표 시스템에 전체적인 전원을 인가하는 태양전지외 LED 등명기 상부에 태양전지를 적용함으로 인해 등부표 시스템과의 독립된 전원을 사용함으로 보다 안정적인 LED 등명기 사용이 가능하여, LED 등명기 오작동 및 고장요인을 최소화 하고 고장시 해상에서 용이하게 수리할 수 있는 태양전지를 이용한 LED 등명기시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 태양전지 상부덮게를 광학렌즈로 설게하여 태양전지에 보다 많은 일사량을 받게 함을 목적으로 한 것이다.

따라서 본 고안은 상부덮게를 구성하는 등명기 상부에 태양전지를 구비토록 하며, 등명기 하부등체 안쪽 공간에 배터리를 내장하여 내부 구성에 변경 없이 용이하게 설치할 수 있는 태양전지를 이용한 LED 등명기 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

이로 인한 LED 등명기 시스템은 독립된 전원을 사용함으로 인해 보다 안정적인 LED 등명기 사용이 가능하여, LED 등명기 오작동 및 고장요인을 최소화하고 고장시 해상에서 용이하게 수리할 수 있는 태양전지를 이용한 LED 등명기시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 따른 태양전지를 이용한 LED 등명기 시스템을 나타낸 사시도로, 태양전지(10)의 충방전 정보에 따라 작동하는 제어모듈(150)이 수납되는 케이스(110)와, 제어모듈(150)의 충방전 정보에 따라 충전과 방전을 반복하는 배터리 (190)를 구비한 하부등체(100)와, 하부등체(100)와의 힌지(210)결합을 통해 개폐되며 상부등체(300)를 지지해주는 중간등체(200)와, 중간등체(200)의 상부에 위치하며 하부등체(100)와 전기적으로 연결되어 점,소등하는 원형 링의 LED 발광모듈 (330)을 구비한 상부등체(300)와 상부등체(300)의 상부에 설치된 태양전지(10), 태양전지(10)의 상부덮게(340)로 구성된다.

동 도면에 있어서, LED 광원은 별도의 독립된 모듈로 제작되어, 제어모듈 (150)이 수납된 케이스(110)와 독립된 별도의 케이스에 수납된다. 따라서, LED 등명기를 해상에서 각 모듈별로 용이하게 수리하거나 교체할 수 있기 때문에, LED 등명기의 유지보수 비용을 절감할 수 있다. 아울러, LED 발광모듈의 적층 정도에 따라 등명기의 광도를 조절할 수 있다.

또한, 현재 사용중인 등명기와는 다른 독립된 전원을 사용하기 위한 태양전지(10)을 적용하여 배터리 방전으로 인한 오작동을 줄이며, 태양전지(10)의 상부덮게(340)을 광학적 렌즈로 설계하여 태양전지(10)에 최대한의 일조량이 비칠 수 있도록 한다.

이를위해 하부등체(100)에 배터리(190)을 내장하여 독립된 전원을 가지는 엘이디 등명기를 설계한다.

도 2는 도 1의 분해 사시도로, 하부등체(100)를 구성하는 케이스(110)는 태양전지(10)의 충방전 정보에 따라 작동하는 제어모듈(150) 및 배터리(190)를 수납한다.

케이스(110)의 일측으로 통상의 일광변(120)과 전원 공급부(130)가 구비된 다.

케이스(110)는 하부 둘레가 통상의 체결수단을 통해 해상의 등부표에 고정되는 것으로, 가볍고 충분한 강도를 갖는 형상 및 재질로 예를들어, 유리강화섬유로 보강한 폴리에스테르 합성수지나 폴리카보네이트, 내식성 알루미늄 합금과 같은 재질을 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는 하부등체 내부에 물이 유입되었을 때 이를 배출하기 위한 물 배출구를 설치하는 것이 유리하다.

일광변(120)은 해상의 일조량을 검출하는 것으로, 이는 공지되었기 때문에, 이에 대한 구성 및 작용에 대한 설명은 생략하기로 한다.

배터리(190)는 케이스(110)의 내부에 수납되는 제어모듈(150) 및 LED 발광모듈(330)에 전원을 공급하는 것으로, 기존의 등부표에 장착되어 있는 태양전지나 축전지가 아닌 LED 등명기 상부에 설치된 태양전지(10)로부터 전원을 공급받아 배터리(190)에 충전 후 제어모듈(150)에 의해 전원을 내부로 제공한다.

케이스(110) 내부에 수납되는 제어모듈(150)은 도 3과 같이 일광변(120)으로부터 입력되는 일조량의 정보에 따라 제어모듈(150)를 통해 태양전지로부터 공급되 는 전원을 이용하여 LED 발광모듈(330)의 점, 소등 및 점멸 주기를 제어한다.

제어모듈(140)은 현재 사용되는 등명기와 마찬가지로 외부의 통신장치와 연결하여 원격지에서 LED 등명기의 점, 소등 및 장치 전반을 제어하기 위해 외부 통신장비와의 인터페이스를 위한 무선 송수신 포트 예로, RS232 시리얼포트를 내장하고 있다. GPS 수신장치를 장착하는 경우, 이를 통해 현재 등부표와 설치된 지역의 위치정보를 수신하여 제어모듈(140) 내부에서 처리하고, 그 데이터를 계속 업데이트하여 보관하고 있다가 관리자의 위치정보 요청 명령에 따라 이를 외부 통신장비를 통해 원격지의 관리자에게 전송할 수 있도록 한다.

상술한 주기 점멸, 원격감시제어, 및 GPS 데이터 수신처리 기능 등은 이미 공지되어 있기 때문에, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 제어모듈(140)과 LED 발광모듈(330) 사이에 정전압을 출력하는 DC/DC 컨버터(150)를 삽입한다. 이때, 제어모듈(140)의 출력 측과 DC/DC 컨버터(150)의 입력 측에 분리 가능한 커넥터를 설치하는 것이 바람직하다.

이에 따라 본 고안의 LED 등명기는 DC/DC 컨버터(150)를 통해 등명기에 설치된 배터리(190)의 충전 상태에 따라 출력되는 8V 내지 16V의 가변적인 직류전원을 입력받아 LED 발광모듈(330)로 일정 직류전원을 공급한다. 따라서 LED 발광모듈 (330)의 광원이 일정하게 유지된다.

중간등체(200)는 하부등체(100)의 상부에 힌지(210) 결합을 통해 개폐 가능하게 장착되고, 중앙에 홀(220)이 구비되어 있다. 중간등체(200)와 하부등체(100)의 상부 둘레의 볼트 결합을 통해 하부등체(100) 내부에 해수 등이 침투하는 것을 방지하도록 설계된다.

한편 본 고안에 따른 해상의 작업환경을 개선한 LED 등명기는 해상의 등부표에 장착되는 특성에 따라 등명기 내로 해수가 유입되는 것을 방지하기 위해 각 부를 방수 처리하기 위하여, 중요 접속부 예로, 하부등체(100)와 중간등체(200)와의 접속 면이나 LED 발광모듈(330)이 장착되는 중간등체(200)의 상부, 또는 LED 발광모듈(330)의 커버판(334)이나, 상부덮개(340)와 LED 발광모듈(330)이 접하는 상부덮개(340)의 저면 등에 홈을 형성하고 고무 링(500)을 장착하는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안은 현재 사용중인 등명기의 오작동을 방지하기 위해 LED 등명기 상부에 태양전지를 사용하여 전원을 분리하여 설계한다.

따라서, LED 등명기 오작동 원인을 최소화 함은 물론이고, 오작동시 LED 등명기 교체로 인하여 해상에서도 용이하고 간편하게 교체할 수 있다.

또한, 태양전지(10)에 최대한의 일사량이 전달될 수 있도록 상부덮게(340)을 광학적 렌즈 설계로 태양전지에 최대한의 일사량을 전달할 수 있도록 한다.

본 고안은 선박이 항구에 입출항시 선박이 다니는 길인 항로를 표시해 주는 등부표에 설치되는 LED 등명기에 관련한 것으로, 등부표는 항구마다 최소 20개에서 50개까지 설치되어 있으며 그 제작 단가는 최소 3천만원에서 최대 1억5천만원까지 아주 다양하다.

현재 설치되어 사용중인 등명부는 배터리 방전으로 인한 등명기 오작동으로 인해 등부표와 선박이 부딪쳐 등부표가 완파 또는 반파되는 경우 그 본연의 임무를 할 수 없어 다른 선박의 입출항에 안전을 보장해주지 못하며, 파손과 유실에 의한 피해는 국가의 재정으로 부담하고 있다.

본 고안은 상술한 종래 기술의 결점을 감안하여 안출한 것으로, 등부표 시스템에 전체적인 전원을 인가하는 태양전지외 LED 등명기 상부에 태양전지를 적용함으로 인해 등부표 시스템과의 독립된 전원을 사용함으로써 보다 안정적인 LED 등명기 사용이 가능하여, LED 등명기 오작동 및 고장요인을 최소화 하고 고장시 해상에서 용이하게 수리할 수 있는 태양전지를 이용한 LED 등명기 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안에 따른 태양전지를 이용한 LED 등명기 시스템을 나타낸 사시도,

도 2는 도 1의 분해 사시도,

도 3은 도 1에 사용되는 태양전지를 이용한 LED 등명기 시스템의 구동장치를 나타낸 블럭도.

Claims

상부덮게(340)가 광학설계된 렌즈로 이루어져 있으며, 상부덮게(340) 아래 태양전지(10)로 구비되어 있고, 하부등체(100)을 이루는 케이스(110) 내부에 배터리(190)을 내장하여 구성됨을 특징으로 하는 태양전지를 이용한 LED 등명기 시스템에 있어서, 상부덮게(340)은 광학설계된 렌즈이며, 상부덮게(340) 위의 조류방지봉 (343)을 연결하기 위한 구멍과, 구명주위에 홈을 두어 고무링을 장착할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 태양전지를 이용한 LED 등명기 시스템.