KR20090099697A - 엘이디 특성에 최적화시킨 선박용 집어등제어장치 - Google Patents

엘이디 특성에 최적화시킨 선박용 집어등제어장치 Download PDF

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KR20090099697A
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Abstract

본 발명은 엘이디를 사용하는 선박용 집어등에서 선체의 롤링에도 안정된 투광각도를 유지하면서 효과적으로 어군을 집어 및 유도함과 아울러 정박 중 시설 안정을 도모하는 집어등제어장치 기술에 관한 것이다.
본 발명은 제1구성으로서, 좁은 발광각도(지향각)의 엘이디를 집어등에서도 롤링 상태에서 그 투광각도를 안정되게 유지하며, 이를 위하여 자유로운 움직임의 엘이디 패널 축을 가지면서도 일정한 범위 내의 수면방향으로 투광각도가 유지되도록 하는 기구 및 제어장치 구성을 제공한다.
또한 본 발명은 제2구성으로서, 선박의 운항이나 정박에 불구하고 시설안전이 확보될 수 있는 수단을 제공하여 좁은 발광각도 엘이디 빛이 수면에 효과적으로 투시되도록 그 시설을 현측으로 더욱 확대 이동시키며, 그 시설안전 수단으로서 유사시에는 엘이디 패널을 접철하는 구성을 제공한다.
또한 본 발명은 제3구성으로서, 좁은 발광각도의 엘이디 집어등을 역이용하여 서치라이트 기능으로 어군을 유도하는 구성을 제공하며, 이를 위하여 엘이디 투광각도를 원·근으로 점차 프로그램 제어하는 구성을 제공한다.
위와 같은 제1, 2, 3구성을 통하여 엘이디의 특징적 특성을 유지시키면서 이를 효과적으로 집어등에 응용토록 함으로써, 종래의 집어등 장점과 새로운 엘이디 장점이 결합된 시너지로서 궁극적으로 어업경제성을 향상시키는 효과를 얻게 된다.
1. 백열등 또는 메탈 할라이드 2. 오징어 어업용 롤러 3. 낚시 3-1. 낚시줄 4. 낚시용 추 5. 선체 6. 선상구조물(거주장소) 7. 엘이디 또는 엘이디 패널 8. 지지대 9. 조인트부/힌지/구동 피니언기어와 종동 피니언기어와 모터/유압실린더 등이 취부되는 각도조절수단 10. 지지대 가설용 포스트 11. 엘이디 패널의 수직면기억수단(예 : 추) 12. 엘이디 패널의 각도변형용 돌출부 8-1. 제1지지대 8-2. 제2지지대 13. 제2지지대 접철용 실린더 101. 스위치 102. 전원공급부 103. 구동부 104. 시프트카운터 105. 투광각도변경수단 106. 기울기센서 107. 마이크로프로세서 기타 : 관통공, 슬라이드, 접철, 투광각도, 지향각도, 광속량, 집광성,

Description

엘이디 특성에 최적화시킨 선박용 집어등제어장치{ A fish-luring light controller that optimized to the LED characteristic for a ship }
본 발명은 엘이디를 사용하는 선박용 집어등에서 선체의 롤링에도 안정된 투광각도를 유지하여 효과적으로 어군을 집어 및 유도하고 유사시 시설안전에도 기여하는 집어등제어장치 기술에 관한 것이다.
수중에 서식하는 어류는 빛을 잘 따르는 추광성 어종과 빛을 기피하는 비 추광성 어종으로 대별되는 바, 추광성 어종의 대표격으로는 오징어, 한치, 멸치, 고등어, 전갱이, 꽁치, 갈치, 장어, 정어리 등을 들 수 있고 이러한 추광성 어종을 포획하기 위한 어로 방법에서 집어등 이용은 일반화 되어 있다. 또한 집어등은 수중에 직접 투하하여 발광시키는 방법과 수면 위, 즉 선박으로부터 일정한 높이에서 해수중에 투광하는 두 가지 방법이 있다.
수중에 집어등을 투하하는 방법은 깊은 수심에 직접 광원을 위치시키므로 적은 전력으로도 해당되는 어류에 직접 효과를 미칠 수 있는 장점이 있는 반면 수중에서의 감쇄로 넓은 범위에 빛이 전파되지 못하는 단점이 있다. 따라서 수중에 투하하는 집어등은 특별히 깊은 수심에 투광코자 하는 특수목적으로만 사용될 뿐, 넓 은 범위를 대상으로 대량 어획을 목적으로 하는 대부분의 어로용 집어등은 수면에서 투광하는 방법을 사용하게 된다.
이를 위한 집어등은 토치램프→ 개스등→ 백열등→ 수은등→ 형광등→ 할로겐등→ 메탈할라이드등(HID)으로 발전되어 왔고 또한 집어등의 광량이 어획고에 영향을 준다는 인식이 어업자들에게 퍼지면서 보다 양질의 램프로서 보다 광력을 키워보고자 경쟁해 왔다. 한편 그와 같이 '발광전력 증대→ 깊은 수심까지 빛 투과→ 보다 깊은 수심에서도 작업이 용이한 자동조획기 개발'로 이어진 일련의 과정으로 보듯이, 최근의 집어등은 종래로부터의 넓은 범위는 물론 깊은 수심까지 투광하는 것도 목표로 삼고 있다.
여기에서, 종래로부터 사용되어 온 백열등(glow lamp)이나 메탈 할라이드(metal halide)는 고 전력을 필요로 할 뿐만 아니라 비록 반사갓으로 수면 방향에 빛을 모아 가능한 많은 광량을 수중으로 향하도록 한다하더라도 입체적 구면(sphere) 상의 전방향 공간으로 빛이 퍼지는 문제점을 근본적으로 해소하지는 못하여 이는 결국 어선의 유류비 부담 등 경제성 저하로 이어진 바 최근에는 학술적 내지 산업적 기초연구로서 적은 전력소모 및 집광성이 우수한 엘이디(LED; Light Emitting Diode)로 대체를 시도하고 있으며, 그 결과 머지않아 어로용 집어등은 특히 수중에서 빛의 감쇄가 적은 청색광 엘이디 종류로 대체될 전망이다.
그런데, 실제로 엘이디를 선박용 집어등에 응용하면 종래 대비 새로운 문제점이 예상되는 바 그 새로운 문제점을 해결하지 않으면 비록 전력절감은 얻을 수 있을지라도 오히려 종래보다 못한 집어효율이 일어날 수 있는 것으로 인식하고 있 으며, 나아가 엘이디를 이용한 구성에서 그와 같이 예상되는 새로운 문제점은 결국 '주변의 다른 선박이 먼저 엘이디로 대체하지 않는 한 자신이 먼저 대체한다는 것은 집어효과만 떨어뜨리는 손해를 볼 수 있다는 오해'로 파급되어 그 유용성에 불구하고 어업에 적용시키는 것이 상당히 어려운 실정이다.
엘이디 이용에서의 새로운 문제점이라 함은,
첫째, 종래 전방향 구면상으로 집어등 빛이 방출되던 것을 30° 또는 45° 정도의 원추형 내지 타원추형 지향각의 엘이디로서 빛을 방출할 때는 선체의 롤링이나 피칭, 특히 롤링 상태에서 소기의 집어효과를 기대하기 어렵다는 것이며, 이것은 예컨대 선박으로부터 30m∼50m 이상 떨어진 수면에는 롤링에 따라 '빛이 도달되었다 도달되지 않았다' 하는 동작이 반복되어 균일한 집어 효과를 기대할 수 없게 된다.
둘째로는, 엘이디의 좁은 지향각에 따라 종래 선박의 중앙부근에 설치되던 집어등 위치가 선박의 가장자리인 현측 내지 현보다도 더 외곽으로 이동 설치해야 하는데 그와 같이 엘이디 설치위치를 현측으로 이동하는 것은 보다 수직면으로 투광하여 수중의 깊은 곳까지 집어효과가 미치도록 하는 점에서 바람직하나, 이 경우 현측에 집어등이 설치됨으로 말미암아 평행하게 정박된 다른 선박끼리의 집어등과 서로 부딪힐 수 있다. {집어등의 투광에 있어서는 낚시줄이 어류에게 잘 보이지 않도록 선박의 바로 아래 선저 부분을 다소 어두운 '음영면적'으로 유지하면서 그 외의 부분은 깊은 곳까지 투광되도록 하여야 연료비 증가에 대응한 수중 투과 광속량(lumen)이 증대되어 어업경영안정화를 기할 수 있다}
즉 엘이디를 현측으로 이동 설치하지 않고 중앙에 설치하여 수직으로 투광하는 경우에는 엘이디의 주 빔(main beam)이 선체 가운데로만 향하는 문제점이 있고 또한 그와 같이 중앙에 설치된 상태에서 비스듬히 수면에 투광하는 경우에는 수면에서의 반사로 수중의 투과량이 현저하게 낮아지는 바, 이에 효과적으로 대처하는 수단은 엘이디를 이용하여 수면에 직각방향 가까이 비추도록 하는 것인데, 이를 위하여 뱃전(현측)에 근접하게 엘이디를 이동 설치하면 역시 뱃전에 근접 설치한 다른 선박의 엘이디와 정박 중 항내 불규칙한 파동의 롤링에서 서로 충돌할 위험이 발생된다는 것이다.
셋째로는, 집어등의 빛은 넓은 범위에 산재된 어류를 선박의 어로활동, 즉 포획할 수 있는 범위 내로 집결시키기 위한 것이나 엘이디는 한정된 각도에서만 집광이 가능하므로(만약 이를 먼 곳까지 도달되도록 상기 원추형 지향각을 90° 정도로 넓히면 전력의 효율 내지 광속량이 그만큼 떨어져 엘이디의 특성을 제대로 활용하지 못하게 되는데, 이것은 이하 기술하는 선행기술에서의 문제점이기도 하다), 따라서 엘이디 광 특성을 최대한으로 활용하면서 넓은 범위로 투광하는 데는 당연히 한계가 따른다.
요약하면, 입체적 구면상으로 빛을 방출하는 종래 백열등이나 메탈할라이드 집어등은 선체 중앙부분에 설치하더라도 전방향 구면상 투광되는 광끼리 난반사되는 등의 특성상 먼 거리는 물론 가까운 거리에도 상당부분 빛이 미치므로 롤링에서도 원·근거리까지 안정된 집어등 효과가 있었고 또한 선체의 중앙부분에 설치되는 구조를 통하여 다른 선박과 평행 정박 중이라도 서로간의 충돌위험이 없었으나, 좁 은 지향성의 엘이디로 대체코자 한 결과 전력절감을 얻은 반면에 앞서 지적한 '롤링 불안정', '시설안전 확보 곤란', '원·근 집어불능'의 3가지 새로운 문제점이 발생된 것이다.
그러나, 엘이디를 선박용 집어등으로 활용하면 발전설비, 안정기, 램프 등의 시설비 부담을 대폭적으로 줄일 수 있고 전력절감 내지 항해중 하중경감으로부터 얻어지는 유류비의 절약, 황천항해의 안전성 및 환경훼손 방지에도 도움을 줌은 물론, 엘이디는 그 구조상 특정한 방향으로 집광이 가능하여 엘이디를 사용할 경우 반사갓 등의 보조수단을 사용하지 않더라도 종래 입체적 구면상으로 빛을 방출하던 백열등이나 메탈할라이드에 비해 원하는 바의 입체적 원추면으로 빛의 집중 투광이 가능하므로, 위와 같이 보다 심층적으로 어업환경을 분석함으로써 상기 엘이디 사용에서 예상되는 문제점을 극복하여 더욱 더 효과적으로 활용할 수 있도록 하는, 보다 신규하고 진보된 집어등 설치 및 제어기술을 연구할 필요성이 대두되었다.
본 발명의 제1목적은 좁은 발광각도(지향각)의 엘이디를 선박용 집어등으로 사용함에 있어서 특히 롤링 상태에서도 그 투광되는 빛의 방향을 안정되게 유지하는 수단을 제공코자 함에 있다.
본 발명의 제2목적은 좁은 발광각도의 엘이디로부터 방출되는 빛이 수중으로 효과적 투시되도록 선박의 현측 부근에 집어등을 설치함에 있어서 선박의 운항여건이나 정박에 불구하고 시설의 안전이 확보될 수 있도록 하는 수단을 제공코자 함에 있다.
본 발명의 제3목적은 선박에서 좁은 발광각도의 엘이디 집어등으로도 보다 넓은 범위의 어류를 집어토록 하는 수단을 부가적으로 제공토록 함에 있다.
본 발명의 제4목적은 엘이디 집어등에 대한 어업자의 신뢰도를 높여서 이를 조기에 채택할 수 있도록 사용을 촉진시키고 나아가 국제적인 집어등 전력 제한 협의의 원만한 추진에도 일익을 기여코자 함에 있다.
이와 같은 목적의 본 발명은 상기 제1목적을 달성하기 위하여 롤링 상태에서도 그 방출되는 빛이 일정한 수면방향 범위로 유지되도록 하는 집어등 투광각도 유지수단을 제공하며 구체적으로는 물리적 내지 전자적 제1구성을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 제2목적을 달성하기 위하여 어로 작업 중에는 소정의 집어상태로 전개되어 수면방향으로 투광하되 작업완료 후의 항해 내지 정박 중에는 안정된 상태로 상·하 또는 수평으로 접철하는 수단을 제공하며, 구체적으로는 수동, 전동 또는 유압으로 그 취부형상을 변화시키는 제2구성을 제공한다. 이러한 제2구성으로서 선상의 안정된 위치에서 집어등의 유지보수·조정 등이 가능함은 물론이다.
또한 본 발명은 상기 제3목적을 달성하기 위하여 집어 중에는 먼 거리로 향하는 각도에서부터 점차 가까운 거리로 향하는 집어 상태로 투광각도를 가변 제어하여 어군을 가까운 거리로 유도할 수 있는 수단을 제공하며, 구체적으로는 수동 또는 자동화 된 프로그램으로 제어하는 제3구성을 제공한다.
위와 같은 제1, 2, 3목적과 제1, 2, 3구성으로 된 과제의 해결 수단을 통하여 엘이디의 특징적 특성을 유지시키면서 이를 효과적으로 집어등에 응용함으로써, 안정된 집어상태와 안정된 시설보호는 물론 먼 거리의 어류와 근거리의 어류 모두에게 집어효과가 미치도록 하는 종래의 집어등 장점과 저전력/저비용/고집광의 엘이디 장점이 결합된 시너지에 의하여 궁극적으로는 어업경제성을 향상시키는 효과를 얻게 된다.
더불어 본 발명 제2목적과 제2구성은 파도에 요동하는 선상에서도 집어등 교체 등 각종 작업이 용이한 여건을 제공하는 한편, 하중 시설의 위치를 낮추어 황천항해에서의 감항성을 향상시키게 되며, 이러한 시설보호 수단을 기반으로 집어등을 현측에 임의로 연장 설치할 수 있어 다양한 선종에서 다양한 어족을 대상으로 효과적인 집어가 가능하게 된다.
또한 본 발명의 제3구성은 좁은 지향각도의 엘이디 집어등 특성에 최적화시켜 종래 백열등이나 메탈 할라이드에서는 기대할 수 없었던 '서치라이트로 어군을 몰아서 유도하는 것에 갈음되는 집어효과'를 얻을 수 있으며, 이에 따른 사용자의 새로운 학습경영으로서 국가간 자원관리 관점의 조업질서 만들기에 자발적으로 기여토록 하는 동기유발 효과도 얻을 수 있다.
[선행기술]
엘이디를 이용한 집어등장치의 선행기술에는 대한민국 등록특허공보 제10- 0801547호(출원번호 10-2006-0118971, 출원일자 2006년 11월 29일, 공고일자 2008년 2월 12일, 이하 선행기술이라 함)가 있다.
이 선행기술 공보에는 엘이디가 종래기술인 백열등이나 메탈 할라이드 보다 전력소모 측면에서 60% 내지 99%의 절감효율이 있고 시설비 측면에서 약 48%의 절약효과가 있음이 실험표로서 자세히 설명되어 있다. 또한 이 선행기술 공보에는 복수개의 엘이디를 패널에 실장하여 각각의 엘이디 그룹을 만든 후 그 그룹을 여러 개 결합하여 고 휘도로 집어등화하면서 각각의 그룹을 점멸수단으로 조절함과 아울러 각도조절 수단으로서 설치높이 상이에 대응한 엘이디 패널의 경사각도를 임의로 조절하여 의도하는 수면에 대한 집광능력을 높이도록 하고 있다.
따라서 상기 각도조절수단은 롤링에 대비한 넓은 범위의 투광각도가 되도록 설정한다고 유추해 볼 수도 있으므로, 선행기술 공보에 게시된 각도조절수단의 특징을 먼저 요약하여 이하 기술될 본 발명과 간략히 대비해보기로 한다.
먼저, 선행기술은 엘이디 패널을 종래 집어등과 같은 위치(인접선박간 충돌에 안전한 위치)인 선체 중앙부근에 설치하기 위하여 각 엘이디 패널은 수면과 직각방향 다단으로 세워서 집어등을 구성함을 기본으로 한다. 그러므로 선행기술에서의 각도조절수단은 그와 같은 선체중앙 설치 및 각 패널 간 높이가 상이함에 대응하여 각 패널이 목표 수면에 대하여 같은 방향으로 조사되도록(즉 목표수면에 집중 투광이 되도록) 구비되는 것이다.
그러나 이러한 각도조절수단으로서 사전에 사용자가 임의 설정하여 각각의 엘이디 패널 그룹이 서로 다른 투광방향을 가지도록 전체 지향각을 벌릴 수도 있으 며, 예를 들어 그 공보로 유추해 볼 수 있는 바와 같이 투광방향은 수면에 대하여 20-50°, 30-75°, 50-85° 중 어느 하나 씩, 즉 30°, 45°, 60°로서 전체적으로 약 70°의 지향각(side beam을 포함한 전체적인 발광각도)을 갖도록 설정될 수도 있을 것이다. 즉 각각의 엘이디 패널 그룹은 수직방향으로 지향각을 서로 다르게 분산시켜 롤링에 대비할 수 있다는 것인데 이는 어디까지나 롤링 범위 내에서 무지향성을 갖도록 하기 위하여 선행기술 공보 내에서 당업자가 추고해 낼 수 있는 최대한의 범위로 유추해 본 것이다. 예를 들면 선박의 황천항해 복원성은 주로 45°정도를 가지므로(즉 45° 보다 더 기울어지면 선박이 전복됨을 뜻한다), 통상의 어로 작업은 안전한 롤링상태에서만 가능하다는 전제하에 선박이 어로 작업 중 요동하는 범위를 30° 부근으로 정한 후 이 범위 내에서는 엘이디 그룹의 지향각이 가능한 한 무지향성으로 되도록 하자는 것이다.
그러나 그와 같이 엘이디 패널마다 고정적으로 별개의 각도를 가지도록 하면 광원은 밀집되지 못하고 여러 방향으로 분산되어 특정한 각도에서는 엘이디 최대밝기가 모아지지 않는 문제점이 나타난다. 특히 롤링이 있을 경우에는 종래 집어등에서 빛을 구면상으로 방출하던 것처럼 일부 엘이디 패널에서 방출되는 빛이 수면과 수평 내지 하늘 방향으로 향하는 단점을 피할 수 없고 더욱이 엘이디 패널의 종래 대비 좁은 지향성은 이 같은 롤링에서 먼 거리에 빛이 전달되거나 아니 되거나를 반복하게 되는 새로운 문제점도 나타난다.
이에 비하여 본 발명은 집광된 엘이디 최대의 빛, 즉 투광각도가 롤링에 불구하고 항상 의도한 바 수면의 방향으로 유지되도록 하는 면에서 차이가 있고, 또 한 엘이디 패널을 중앙부근에 접철할 수 있는 기구적 구조가 보강됨으로 인하여 수면과 직각에 근접되도록 엘이디 패널을 선박의 현측으로 임의 이동할 수 있으며 이에 따라 '선체 중앙에 설치됨으로 말미암아 수면과 60° 정도의 경사각으로 투광되어야 하는 선행기술에서의 단점(이때 50%정도가 해면반사로 손실됨)'을 해소하는 한편, 먼 거리로부터 가까운 거리로 엘이디 패널이 점차 각도조절되어 서치라이트처럼 효율적으로 어군을 유도 집어하는 새로운 수단도 아울러 제공하는 점에서 차이가 있으므로, 결국은 선행기술로부터 추고할 수 있는 부분까지 최대한 확대 가상해 본다하더라도 이하 본 발명의 구성 및 작용과는 전혀 상이하게 된다.
다만 본 발명은 상기 선행기술 실시예의 일부 구성을 인용하면서 전체적으로 새로운 기술로서의 진보된 발명을 이루고자 함에 목적이 있으므로, 선행기술 공보에 게시된 엘이디 패널, 힌지, 피니언기어, 모터, 유압 실린더 등 일부 기술은 인용하기로 하며, 따라서 본 발명의 도면으로부터 이해가 부족한 부분에 대하여는 상기 선행기술 공보 내지 통상의 기술을 연상하기 바란다.
구체적인 설계는 실시단계에서 더 부가되거나 변형될 수 있으나, 대표적 바람직한 구성을 하나씩 들어 도시 설명하는 이하 제1, 2, 3구성 및 작용 설명으로부터 본 발명의 신규 및 진보된 기술사상을 잘 알 수 있을 것이다.
도1은 종래 오징어잡이 선박에서의 백열등 또는 메탈 할라이드 집어등 작동상태 및 어로 환경을 예시한 선박의 종단면도(선미 쪽에서 선수 쪽을 바라본 단면도)이며, 도2는 상기 선행기술을 이용한 집어등 투광각도를 묘사한 선박의 종단면 도이다.
도1에서 예로 도시한 종래의 집어등(1)은 양측 현(뱃전 가장자리)을 향하여 선박의 중앙 부근의 위치에 병설되고, 현의 외측에는 자동조획기{2 ; 모터를 이용하여 낚시줄(3-1)을 자동으로 감거나 풀거나 함. 일본식 용어로는 자동조상기라고도 함}가 설치되어 그 자동조획기(2)를 통하여 복수개의 외줄낚시줄(3-1)이 드리워지도록 되어 있으며, 낚시줄의 하단에는 추(4)가 부착되어 낚시줄(3-1)을 수직으로 긴장시키고 있다. 따라서 자동조획기의 롤러(2) 회전에 따라 낚시(3)는 수직면으로 오르내리는 것이 이해될 것이다.
여기에서, 도1의 (B)로서 나타낸 바와 같이 집어등(1)의 빛은 전방향 구면(sphere) 상으로 고르게 방출되고 다만 선저 음영면적(A)에 한하여 선체의 그림자로서 비교적 빛이 어두운 상태를 유지하는 데{음영부분(A)은 낚시줄(3-1)에서 직접 반사되는 빛 등으로 인하여 어로 효율이 떨어지는 현상을 방지하기 위함. 또한 도1에서는 빛의 굴절을 감안하지 않고 음영부분을 도시한 것임}, 따라서 이와 같은 구면상의 방출로 인하여 비록 전력효율은 낮으나 롤링에도 안정된 집어등 효과를 얻을 수 있었다.
도1에서 미 설명부호 (5)는 선체의 종단면도이고, (6)은 조타실·선원실·기관실 등을 한데 묶어 묘사한 것이며, (5-1)은 수면을 나타낸다.
도2는 상기 백열등 또는 메탈할라이드 집어등(1)을 선행기술 엘이디 패널(7)로 대체한 선박의 종단면도를 도시하면서 아울러 그 집어등(7)에서 방출되는 빛의 수직면내 지향각도를 묘사한 것이다. 한편 이와 같은 도1과 도2는 본 발명을 원리 적으로 묘사하기 위하여 대비 도시한 것이므로 보다 자세한 구성이나 사시도로서 이해하고자 한다면 상기 개진한 선행기술 공보를 참작하기 바란다. 선행기술 공보에는 백열등(1)이나 엘이디 패널(7)에 대한 자세한 구조가 도시되어 있기 때문이다. 요컨대 도2에서 (A)는 앞서 도1에서와 같은 음영부분이고, (B-1, B-2)는 앞서 도1에서의 전방향 집어등(1) 방출이 특정한 각도 이내로 집광됨을 나타낸 것으로, 그와 같은 집광성은 선행기술 공보에서의 문헌 게시는 물론이고 익히 알려진 자동차의 전조등이나 후방등의 집광 내지 지향각으로부터 당업자라면 충분히 이해가 가능할 것이다.
도2에서 미 설명부호 (8)은 엘이디 패널(7)을 현측으로 병설하기 위한 지지대이고, (10)은 상기 지지대(8)를 소정의 높이로 유지하기 위한 포스트이며, (9)는 상기 선행기술에서 엘이디 패널(7)의 투광각도를 조절하기 위한 각도조절수단으로서 선행기술에는 이러한 구조를 구동 피니언기어와 중동 피니언기어를 결합한 후 모터로 구동 피니언기어를 조절하여 그 수직면 내의 결합각도를 가변하거나 유압실린더와 스위치로서로서 그 결합각도를 조절하여 가변하도록 게시되어 있으며, 그 결합개소(9)를 지탱하는 부분에는 힌지를 축(axis)으로 삽설하여 절곡이 가능토록 하고 있다. 따라서 이 부분은 본 발명에서 더 이상 구체적으로 게시하지 않고 상기 선행기술에서의 원리를 인용하기로 한다.
도3은 본 발명이 착상된 동기 중 하나를 나타내기 위하여 선행기술을 최대한 확장 추고한 상태에서 20° 정도 기울기로 롤링이 일어날 때의 집어등 투광각도 변화를 묘사한 것으로서, 앞서와 같이 추고하여 지향각을 확장하였음에도 불구하고 도3의 아래쪽 그림에서는 우측 집어등 지향각(B-2)이 선박으로부터 상당히 짧은 거리에만 비추고 좌측 집어등 지향각(B-1)이 선박으로부터 상당히 먼 거리까지 비추게 된다. 도3의 위쪽 그림은 그 반대의 지향각 기울기(B-1, B-2)인 바 결국 도3의 위쪽 그림과 아래쪽 그림은 서로 대칭되는 하나의 주기적 반복 롤링 상태에서의 집어등 투광방향 변화로 표현된 것이다.
이러한 롤링에 따른 투광각도 변화를 예를 들어 30m 이상 떨어진 (P)점 수면에서 바라보면 (B-2)로부터의 집어등 빛은 도달되었다(위쪽 그림) 아니 되었다(아래쪽 그림) 하는 현상으로 됨을 알 수 있는 바, 따라서 선행기술로부터 최대한 확장 추고하여 비록 엘이디의 집광성 효율을 떨어뜨리면서까지 수직면으로 지향각을 벌렸음(즉 main beam을 30°∼60°로 벌려 부 빔을 포함하여 전체적으로 15°∼85°인 약 70°로 벌렸음)에도 불구하고 통상적인 작업환경의 롤링에서마저 제대로 집어효율을 기대하기 어려우며, 이것은 도1의 종래 백열등이나 메탈할라이드 집어등(1)에서는 당연히 일어나지 않던 새로운 문제점이다. 요컨대, 상기 선행기술을 기초로 최대한 추고한다하더라도 투광각도가 평상시(도2)와 롤링상태(도3의 위 아래 그림)에서 서로 다르게 된다는 것이다. 만약 지향각도를 70°보다도 더 넓게 하면 이번에는 먼 거리까지 비출 수는 있을지라도 공간방향으로 방출되는 손실이 그 만큼 더 커지고 또한 방출되는 빛의 강도(광속)가 더욱 더 낮아짐은 당연한 것이다.
이에 본 발명은 상기 선행기술에서의 문제점 개량을 포함하면서 나아가 더욱 더 진보된 집어등 제어장치를 제공코자 하는 것이다.
도4, 5는 본 발명의 제1구성, 즉 선박의 롤링에서도 투광방향이 안정되는 구성을 도시한 선박의 집어등 작동상태 단면도로서, 도4는 본 발명 제1구성의 기술적 요지, 도5는 본 발명 제1구성이 실제 상황에 응용될 때의 안정된 집어등 투광상태 작용을 묘사한 선박의 종단면도이다.
도4에 있어서, 본 발명의 제1구성은 선박의 현측으로 가설되는 지지대(8)의 측단에 유동이 자유로운 조인트부(9; 혹은 힌지라고도 함)를 설치하고 그 조인트부(9)에 엘이디 패널(7)을 부착하여 엘이디 패널(7)이 설정된 범위 내에서 수직면 내로 자유롭게 움직일 수 있도록 하되, 엘이디 패널(7)에는 수직면기억수단(11)을 구비하여 선박의 요동에 불구하고 설정된 조건 내에서 엘이디 패널이 일정한 각도의 수직면내 투광방향(지향각)을 유지하도록 구성된 것이다.
여기에서, 조인트부(9)는 간단하게는 수직면 내 단일방향으로 움직이는 힌지(hinge)로 구성될 수 있으나 전방향 움직이는 것이 가능한 유니버셜 조인트(universal joint) 또는 볼 조인트(sphere joint 또는 ball joint)로도 대체 구성될 수 있으며, 또한 선박에 가해지는 불규칙적 충격파로 인한 진동이나 롤링 각도보다 더 흔들리는 과도 흔들림 등의 난조(hunting)를 방지하기 위한 완충기구(shock absorber) 내지 완충재(예를 들어 힌지부의 구동부분을 유체로서 밀봉 충진하여 완충시키는 수단 등)를 부가적으로 구비할 수 있다.
또한 수직면기억수단(11)은 상시 수직면으로 유지하는 특성의 추(plummet)로서 구성할 수 있는데, 바람직하게는 엘이디 패널(7)과 추(11)의 결합 각도를 조절시켜 추(11)가 수직면에 유지되는 범위 내에서 엘이디 패널(7)의 수면 투광각도를 임의로 변경 설정할 수 있도록 하면 유용하다. 필요에 따라서는 선행기술에 게시된 바와 같은 종동 피니언기어와 구동 피니언기어가 취부된 모터로서 추(plummet)와 엘이디 패널의 각도를 가변시키도록 조절할 수도 있는데 이러한 모터 구성은 후술하는 제3구성의 대체용으로도 활용될 수 있으므로 이는 비록 각 패널마다 별도로 구비되는 번거로움과 비용증가의 단점이 있기는 하나 사용자가 그때마다 즉시즉시 조절할 수 있는 점에서 어느 면으로 보면 바람직하다고도 할 수 있다.
여하튼, 추(11)와 엘이디 패널(7)의 결합 각도를 조절한다는 것은 수면으로부터의 임의의 지향각으로 사용자가 조절할 수 있을 뿐만 아니라 복수개의 엘이디 패널(7) 지향각을 선행기술에서처럼 각각 다르게 분산시켜 본래의 엘이디 패널 지향각보다도 다소 확장시킬 수 있는 능력을 구비한다는 점에서 검토될 만하다.
한편, 지지대(8)에는 엘이디 패널(7)의 기울임 각도를 적정범위로 제한하는 돌출부(12)를 구비할 수 있는 데, 이 돌출부(12)는 예를 들어 도5의 위쪽 그림에서 롤링이 30° 정도로 지나치게 기울어질 때 오른쪽 엘이디 패널(7)의 투광각도가 선체 중앙으로 비치게 되는 것을 방지하며, 즉 이때는 일정 각도보다 더 기울어질 때 추(11)가 수직방향에 이르지 못하도록 제한하는 것이다. 또한 이 돌출부(12)는 이하 제3구성에서 엘이디 패널(7)의 각도를 보다 상향으로 강제 고착시켜 먼 거리에 빛이 비치도록 하거나 추(11) 대신 그 돌출부(12) 자체를 엘이디 패널(7)과 접속시켜 그 돌출부(12)의 길이를 롤링에 대응하여 가변 작동시키는 구조{이하 도14의 구동부(103) 출력에 연동되는 가변 작동기구 구조}로서 응용할 수 있다. 돌출부(12)에는 충격방지용 탄성부재를 부가할 수 있다.
도4의 (A)는 종래 도1에서와 같은 음영부분이고 (B-1, B-2)는 선행기술 도2에서와 같은 투광부분(지향각도 내 빛의 방출부분)이다. 다만 원리상 도2에서보다 도4가 더 좁은 지향각을 이루어 엘이디의 특성을 충분히 발휘토록 할 수 있는데 그것은 이하 도5의 작용처럼 롤링에 불구하고 안정된 투광각도를 유지할 수 있기 때문이다.
도5는 상기 도4의 구성이 실제로 선박의 롤링상태에서 작용되는 상태를 묘사한 선박의 종단면도로서, 이로부터 선행기술 도2보다 본 발명 도4가 집광능력도 향상시킬 수 있음(즉 지향각도도 더 좁힐 수 있음)을 알 수 있을 것이다. 즉 도5의 위쪽 그림은 선박이 좌로 20° 기울어진 상태, 아래쪽 그림은 우로 20° 기울어진 상태인데 어느 경우에도 추(11)가 수직을 유지함에 따라 엘이디 패널(7)은 수면에 대하여 일정한 각도를 유지하는 도4의 투광각도(B-1, B-2)에 변함이 없는 바, 예를 들어 목적 방향의 수면에 대하여 45°의 투광각도로 되는 범위에서 그 지향각도를 30°로 좁히더라도 그 지향각도와 투광각도는 수면에 대하여 안정됨을 알 수 있을 것이며, 이러한 작용효과는 결국 '선행기술에서의 70° 지향각으로 분산 및 롤링에 대한 불안정성'과 '본 발명에서의 30° 지향각으로 집중 및 롤링에 대한 안정성' 수준으로 대비될 수 있는 현저한 차이가 있는 것이다.
결국 본 발명의 제1구성은 상기 선행기술의 일부를 발췌하여 이를 기반으로 한 구성에 간단한 새로운 수직면기억수단(11) 및 이에 부수되는 난조 방지용 완충부재를 부가하여 현저한 목적에 대응한 작용효과를 달성하는 것이다.
도6, 7은 본 발명의 제2구성, 즉 현측에 설치된 집어등을 정박 또는 보수 등 작업시 접철토록 하는 구성을 설명하기 위한 것으로, 도6은 집어등 전개 상태에서의 구조에 관한 종단면도이며, 도7은 집어등 전개 상태에서의 전체형상에 관한 상단면도(선박의 위에서 본 단면도)이다.
도6에 구조적 원리로 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2구성은 상기 제1구성을 포함한 기초 위에서 선박의 현측으로 고정 가설되는 지지대(8)를 분할하여 포스트(10)에 고정되는 제1지지대(8-1)와 제1지지대(8-1)로부터 절곡될 수 있는 제2지지대(8-2)로 구분한 후 그 결합부근에 절곡이 가능한 축(axis) 작용의 힌지부(9-1)를 삽설 결합하여 제1지지대(8-1)와 제2지지대(8-2)가 일정 각도 범위 내에서 접철이 가능토록 하는 한편, 제1지지대(8-1)의 소정의 위치와 제2지지대(8-2)의 소정의 위치에 힌지(9-2)를 개재로 수축·신장이 가능토록 하는 실린더부(13)를 삽설함으로써, 도시 생략된 스위치를 사용자가 작동시킴에 따라 그 스위치에 연동되어 실린더부(13)가 수축·신장됨으로써 제2지지대(8-2)가 선체의 중앙으로 접철되거나 현측으로 전개되도록 구성된 것이다.
도6은 이러한 구성으로서 엘이디 패널을 이용하는 집어등이 선박에서 전개된 상태를 종단면도로 도시한 것이고, 도7은 같은 상태에서를 선박의 상단면도로 도시한 것이다. 실린더부(13)는 제1지지대(8-1)와 제2지지대(8-2)의 하단부에 취부되는 구조이므로 도7에서와 같은 상단면도에는 나타나지 않을 수도 있다. 요컨대 도6과 도7은 집어등이 선박의 현측에 가깝게 전개될 수 있음을 나타내는 것이다. 도7에서는 도시 생략하였으나 각 집어등의 배선용 덕트가 선체중앙의 포스트(10)와 포스트 사이에 설치될 수도 있다. 도7에서 미 설명부호 (14)는 엘이디 패널을 복수개 취부 할 수 있도록 하는 종측 지지대로서 제2지지대(8-2)가 상하로 움직이면 연동되어 상하로 움직이는 일례이나, 이를 엘이디 패널마다 개별적으로 구성할 수도 있으며, 이는 어디까지나 본 발명으로부터 얻어질 수 있는 당연한 균등수단이다.
한편, 도6에서 실린더부(13)를 나타내는 기본구성인 제2-1구성은 유압실린더를 제1지지대(8-1)의 중앙부근에서 하단으로 직각 인장된 위치로부터 제2지지대(8-2)의 힌지(9-1)와 힌지(9) 사이의 어느 한 점에 결합되는 것으로 도시하였으나 이러한 구조는 그 반대로 제1지지대(8-1)의 중앙부근에서 상단으로 직각 인장된 위치로부터 제2지지대(8-2)로 결합시킬 수도 있다. 또 이에 따라 접철되는 방향도 선체의 하단이 아니라 상단으로 할 수도 있으나 가장 바람직한 것은 역시 선박의 무게중심이나 작업여건을 감안하여 하단으로 접철하는 것이다. 한편 여기에 적용되는 실린더부(13)는 각종 유압실린더 중 어느 하나를 나타낸 것이므로 당업자라면 익히 알 수 있을 것이다.
상기 실린더부(13)를 대체하는 제2-2구성으로서, 상기 제1지지대(8-1)와 제2지지대(8-2)가 접합되는 힌지부(9-1) 부근의 제2지지대(8-2) 측단에 반달형 종동 피니언기어를 구비함과 아울러 그에 대향되는 제1지지대(8-1) 측단에 구동 피니언기어가 구비된 모터를 취부하여 서로의 기어가 치합되도록 결합하면 그 모터를 스위치로 사용자가 작동 제어함에 따라 동일한 작용으로서 상·하로 전개 및 접철이 가능토록 할 수도 있을 것이며, 그 구조는 선행기술 공보에 게시된 종동 피니언기어와 구동 피니언기어 구조로부터 용이하게 알 수 있을 것이다.
또한 상기 실린더부(13)를 대체하는 제2-3구성으로서, 도시 생략하였으나 상 기 제1지지대(8-1)의 측단에 구동 피니언기어가 구비된 전동 모터를 취부하고 제2지지대(8-2)에 기어를 형성한 후 이를 종동 피니언기어로 하여서 상호 치합되도록 구성하는, 즉 모터의 작동 제어에 따라 제2지지대가 제1지지대와 평행하는 방향으로 움직이는 구조의 슬라이드 형상으로서 제2지지대를 수평방향으로 접철할 수도 있을 것이다.
또한 상기 실린더부(13)를 대체하는 제2-4구성으로서, 도시 생략하였으나 제1지지대와 제2지지대를 서로 다른 내경의 파이프 내지 앵글로 하여 상기 제1지지대(8-1)의 내측으로 제2지지대(8-2)가 단순히 미끌어지도록 함과 아울러 적정한 전개위치 및 적정한 접철위치에서 고정시키도록 소정의 간격으로 제1지지대 및 제2지지대에 관통공을 형성하면 그 관통공에 핀을 수동으로 삽입 조작함에 따라 제2지지대가 제1지지대의 속으로 들어가는 구조의 슬라이드 형태로 제2지지대를 전개 및 접철할 수도 있을 것이다. 또한 여기에서는 관통공 대신 앞서 제2-1구성의 유압실린더로서 전개 내지 접철의 위치로 슬라이드 시킬 수도 있다.
이와 같은 제2구성에서 접철된 상태의 일례를 도시한 선박의 종단면도가 도8, 선박의 상단면도가 도9이다. 즉 도8, 9로 보듯이 사용자가 집어등을 접철코자 도시 생략된 스위치를 조작하면 실린더부(13)의 수축에 따라 제1지지대(8-2)는 하단으로 꺾여서 엘이디 패널은 선상의 갑판부와 가까운 높이로 내려오면서 현측으로부터 안전한 거리로 점차 멀어지게 됨을 알 수 있을 것이며, 따라서 그와 같이 현측으로부터 멀어짐에 따라 다른 선박이 현을 붙여서 나란히 정박하더라도 서로 간 충돌에 대한 안전성이 확보되고, 또한 갑판으로부터 높이가 낮아짐에 따라 유사시 정비 보수 작업이나 추(11)의 각도조정 작업이 용이한 여건을 확보하게 되는 것이다.
여기에서, 상기 제2-3구성 또는 제2-4구성으로 대체되는 경우에도 선상의 높이는 다소 높아지나 작업자가 현측에 매달려서 작업하는 위험성을 해소할 수 있으므로 역시 선상 작업이 용이한 여건을 갖추게 되고, 따라서 본 발명에서는 이러한 구성도 균등한 수단으로 볼 수 있다.
요컨대, 도6의 제2구성을 통하여, 제6, 7, 8, 9도로 작동되듯이 집어등 작동중에는 일정 높이의 현측으로 전개되고 집어등을 작동시키지 않을 때는 중앙에 가깝게 모아지면서 또한 바람직한 구성에 의하면 갑판으로부터 낮은 높이로 위치하게 됨을 알 수 있을 것이며, 이것은 결국 선상의 작업이 용이토록 함은 물론 선체 설비의 무게중심을 아래쪽에 두어 감항성을 향상시키는 데도 유익한 것이다.
도10은 본 발명의 제3구성, 즉 먼 거리로부터 가까운 어로 구역으로 어군을 효과적으로 밀집시키도록 하는 구성을 묘사한 집어등 작동상태에서의 선박의 종단면도이다.
도10에 있어서 제3구성은 앞서 제1구성 및 제2구성을 포함하면서 사용자가 스위치를 수동 제어하여 상기 실린더부(13)를 과도전개 상태로부터 정상전개 상태로 가변시키거나, 프로그램으로 제어하여 실린더부(13)를 과도전개 상태로부터 정상전개 상태로 자동 가변시키도록 구성된 것이다. 물론 제1구성이나 제2구성을 배제하여 실시하는 것도 고려할 수 있을 것이다.
그 작용에 있어서 우선 도10의 위쪽 그림과 같이 실린더부(13)가 과도하게 신장되면 제2지지대(8-2)는 제1지지대(8-1)의 수평 연장선보다도 수직방향으로 더 높게, 예를 들면 수면에 대한 엘이디 패널의 투광각도가 90° 정도 또는 90° 이상 되도록 제2지지대가 전개되는데(이 상태를 '과도전개 상태'라 정의한다), 이때 제2지지대에 부착된 돌출부(12)가 엘이디 패널을 밀어 올리도록 제2지지대의 현측 끝은 제1지지대보다 높은 각도로 들려진다. 즉 엘이디 패널(7)로부터의 빛은 수면에 대하여 60°∼90°를 유지하여 먼 거리의 어군을 집어하기에 유리한 각도로 되는 것이다. 수면이 유리와 같은 평면을 유지한다면 90° 가까운 각도로 수면에 투광되는 빛은 모두 반사되고 말 것이나 파도에 부딪혀 일부가 수중으로 투과됨은 종래 도1의 집어등(1)에서와 같은 이치이다.
다음으로 일정한 시간 이후 실린더부(13)를 다소 축소하여 돌출부(12)와 엘이디 패널(7)이 닿아 있는 상태로서 다소간 제2지지대(8-2)를 하향시키면 전체 빔은 예를 들어 40°∼70°로 될 것이며, 다시금 일정한 시간 이후 실린더부(13)를 축소하여 제1지지대(8-1)와 제2지지대(8-2)가 직선 부근으로 되는 정상전개 상태(도6)로 되면 전체 빔은 예를 들어 20°∼50°로서의 통상적인 집어상태로 될 것이다. 이때 통상적인 집어상태에서는 앞서 제1구성에서의 추(11)의 작용에 인하여 일정한 수면 방향으로 투광될 것이 당연하다.
도10에서의 아래쪽 그림은 정상전개 상태보다도 더 중앙 쪽으로, 즉 선체의 폭에 따라 제2지지대를 더욱 더 좁게 할 수 있는 원리를 나타내는 것으로, 이 경우는 선폭이 좁은 경우뿐만 아니라 수면에 더욱 더 가까이 조사할 수 있음도 나타낸 것이다.
이와 같은 집어등의 '상향→하향' 각도 조절은 앞서 제1구성에서의 추(11)의 기능을 무력화시켜 강제로 먼 거리까지 집어등 빛이 미치게 하므로 엘이디 패널의 집광성 단점(지향각이 좁다는 것은 발광효율이 높은 장점이 있는 반면 먼 거리를 비추지 못하는 단점도 된다)을 해소하면서 이를 역발상으로 그 빛의 지향각을 이용하여 먼 거리에 있는 어군을 점차 조업범위로 강제 유도하는 효과를 얻게 한다.
한편, 지지대는 그대로 두고 만약 추의 각도를 조절하더라도 같은 작용을 얻을 수 있음은 알 수 있을 것으로, 이에 대하여는 앞서 추(11)의 각도조절 작용설명시 이미 선행기술의 구동측 모터 및 피니언기어와 종동 피니언기어를 인용한대로, 이때는 제2지지대(8-2)를 과도하게 들어 올려서 먼 거리까지 비추는 것이 아니라 제2지지대(8-2)의 정상전개 상태 그대로에서 추(11)의 각도만을 스위치로 제어하여 동일한 작용을 할 수 있다는 것이다.
다만, 도10의 구성을 바람직하게 활용하는 방법은 조업 중에라도 주기적으로 위와 같은 동작이 반복되도록 하는 것이므로, 이를 감안하여 본 발명은 수동으로의 불편을 개선하기 위한 자동화 프로그램 수단도 제공하는 바, 그 세부 제어장치 구성이 도11 내지 도15의 실시 예이다.
먼저, 도11은 전동식 모터를 피니언기어의 구동측으로 활용토록 하기 위한 간단한 수동조작 회로의 구조를 도시한 블록다이어그램으로서, 전원공급부(102)와 스위치(101)와 구동부(103)를 연동시킨 구성이다.
도11에서는 사용자의 인위적 스위치(101) 조작으로 전원(102)을 구동부(103)로 공급 제어함으로써 수동으로 모터를 원하는 방향으로 회전시키는 것이다. 물론 이 구조는 전동 모터의 제어뿐만 아니라 제2, 3구성에서의 유압실린더(13) 제어용으로 사용될 수도 있으며, 그 용도는 제1구성에서 엘이디 패널(7)과 추(11)의 결합각도를 조절하거나 제2, 3구성에서 제1지지대(8-1)와 제2지지대(8-2)의 접철 각도를 조절하는데 또는 제3구성에서 엘이디 패널(7)과 추(11)의 각도를 과도하게 틀어서 먼 거리의 어군을 가까이 유도하는데 사용될 수 있다. 그러나 이 구조는 사용자가 롤링 각도에 대응하여 스위치를 조작하는 것이 실질적으로 어려우므로 롤링 대응 이외의 인위적 조작, 즉 어군 유도 등이 가능한 범위를 전제로 제1, 2, 3구성에 적용할 수 있는 것이다.
다음으로 도12는 제3구성에서 먼 거리로부터 가까이 어군을 유도하는 과정을 자동으로 하기 위하여 주어진 시간 간격으로 다단 내지 적어도 2단으로 엘이디 패널(7)의 투광각도가 조절되도록 하는 제어장치회로 구성이다. 도12에서 레벨 1(Level 1; 105-1)은 먼 거리에 효과적으로 비추도록 하는 엘이디 패널의 투광각도변경수단(전동 모터 또는 유압실린더 구동장치 제어를 포함한다)이고, 레벨 n(Level n; 105-n)은 가까운 거리에 효과적으로 비추도록 하는 엘이디 패널의 투광각도변경수단이라고 예를 들어 전제한 후, 이하 이를 기준으로 도12의 구성 및 작용을 설명하기로 한다.
도12의 구성은, 사용자가 조작할 수 있는 스위치(101)와 시프트카운터(104)가 연동되는 한편으로, 그 시프트카운터(104)에는 적어도 두 단계 이상으로 제2지지대(8-2) 내지 엘이디 패널(7)의 각도를 조절할 수 있는 투광각도변경수단(105-1, 105-2,... 105-n)이 연결되어 시차적으로 그 복수의 투광각도변경수단 중 어느 하 나의 출력으로서 구동부(103)를 작동시키도록 연동 구성된 것이다.
여기에서 투광각도변경수단은 앞서 설명한 실시예가 종합되는 그대로, 추(11)와 엘이디 패널(7)의 결합각도를 조절하거나 돌출부(12)의 길이를 조절하여 엘이디 패널(7)의 투광각도를 조절하거나, 제2지지대(8-2)의 수평면내 각도를 조절하여 엘이디 패널(7)의 투광각도를 조절하는 것 중 어느 하나 이상에 적용될 수 있음은 물론이다.
도1의 작용은 도13의 흐름도와 더불어 참조하면 쉽게 이해될 것이다.
즉 도12에서 사용자가 스위치(101)를 '온'으로 조작하면(202) 우선 투광각도변경수단은 레벨1(105-1)의 높이로 설정하는 출력을 발생하면서(203) 동시에 시프트카운터(104)를 구동하여 설정된 시간, 예를 들어 5분 또는 10분에 도달되었는지를 카운트하는데(204), 그 미리 설정한 시간에 도달되면(205) 투광각도변경수단을 레벨2(105-2)로 전환함과 아울러 이후 같은 동작을 반복한다(207, 208, 209, 210). 따라서 전체적으로 엘이디 패널(7)은 먼 거리로부터 가까운 거리로 점차 단계적으로 투광각도가 변화되는 것이나, 이러한 구성은 단순히 두 개의 단계로만 구성할 수 있음은 물론이다. 여기에서 설정된 시간은 각 투광각도마다 각각 다르게 설정될 수 있음도 물론이다.
한편, 도12의 구성에서 시프트카운터(104)에 취사선택적으로 내장시킬 수 있는 도13에서의 자동스위칭수단(211)은, 하나의 행정을 완료한 후 다시금 사용자가 스위치를 조작하지 않는 한 가까운 집어등 투광방향을 유지토록 한 도13의 기본적 구성에서 더욱 더 편이성을 향상시키기 위하여 사용자가 그대로 두더라도 다시금 소정의 기간 이후에는 먼 거리→가까운 거리로 전체적인 동작이 반복되도록 한 것이다.
상기 투광각도변경수단은 상기 설명과는 반대로 가까운 곳부터 먼 곳으로 점차 조절될 수 있도록 설정할 수 있음도 당연하다.
도14는 상기 도12, 13의 구성을 마이크로프로세서에 수용하면서 또한 롤링에 대응하는 제어수단을 마이크로프로세서 내에 더불어 내재하여 또 다른 제어수단을 구성한 것이다. 즉 도14는 앞서 추(11)로서 구성되는 물리적인 자동 구조를 전자적으로 변경함을 포함한 제어장치회로 구성이다.
도14의 구성은, 상기 스위치에 연동되어 작동되는 시프트카운트(104)와 투광각도변경수단(105-1, 105-2.... 105-n)을 프로그램으로 내재(107-2)함과 아울러 롤링에도 대응하여 투광각도가 변경되도록 하는 또 다른 수단을 동시에 내재(107-1)한 마이크로프로세서(107)의 입출력단에 사용자 조작이 가능한 스위치(101)와 기울기센서(106)와 구동부(103)를 연동시킴으로써, 앞서 도12, 13에서의 구성 및 작용을 선택적으로 적용할 수 있음은 물론, 독립적 내지 부가적으로 롤링에 대하여도 투광각도가 자동으로 변경토록 한 것이다.
여기에서 롤링에 대응한 투광각도변경수단은 기본적으로 앞서 제1구성 내지 제3구성에서 설명한 투광각조절수단(추와 엘이디 패널의 결합각도, 제2지지대와 엘이디 패널의 결합각도, 제1지지대와 제2지지대의 결합각도 등) 중 어느 하나 또는 그 이상을 포함하는데, 그 흐름도는 도15로 도시되었다.
즉 사용자가 스위치를 '온'하면(302), 마이크로프로세서(107)는 센서(106)에 서 측정된 기울기측정(303)의 결과에 따라 선박이 좌측으로 기울면 그 정도에 대응하여 투광각도를 우측으로 변경하고(304, 305), 선박이 우측으로 기울면 그 정도에 대응하여 투광각도를 좌측으로 변경하게 된다(306, 307). 이러한 롤링 대응 제어장치 구성은 전동 모터의 구동 제어에 적용할 수 있음은 당연하나 잦은 각도변경이 일어나는 특성을 감안할 때 보다 바람직한 수명 연장방안으로는 이 구성을 유압실린더 또는 개스실린더 제어에 적용하는 것이다.
한편, 도14에서 사용되는 센서는 추(11)와 반도체를 결합한 원리의 센서로도 사용될 수 있음은 물론이나, 정밀성 높은 수은을 이용하는 기울기센서나 표면실장(SMD) 타입으로 제조된 시모스(CMOS) 반도체 기울기센서를 이용하여 마이크로프로세서에 연동시키는 것이 보다 유리하다.
반도체 기울기센서는 차량의 자세제어(VDC; Vehicle Dynamic Control)나 브레이크잠김제어시스템(ABS; Anti-lock Break System)에 널리 적용되어 최근에는 저가형 2축 센서 구조에서도 20mS 정도의 응답속도와 1/100도 이상의 정확성을 나타내고 센서 응용계수 설정에 따라 헌팅(난조)을 필터링하는 특성도 발휘하므로, 수초 내지 십 여초의 주기와 수 십도의 롤링 특성을 가지는 선박에서 기울기를 측정하여 투광각도를 제어토록 함에는 매우 유용하다.
또한, 이러한 기울기센서로는 RS-232형 표준 인터페이스 및 8비트의 분해능으로 측정된 각도를 정확히 마이크로프로세서에 전달하는 것도 가능하므로, 본 발명에는 그와 같은 센서(106)를 마이크로프로세서(107)에 연동시킨 것이나 향후 이러한 센서는 그 기술의 발전 내지 원가절감의 일환으로 다른 대체품이 있을 수 있 음은 당연하다.
본 발명의 기울기센서와 마이크로프로세서를 이용하여 전동모터 또는 유압실린더를 구동하는 구성은 선행기술에서와 같은 지지대(8)와 엘이디 패널(7)의 직접 각도조절 내지 본 발명 제1 2, 3구성 중 어느 하나에 적용하여 추(11)와 엘이디 패널(7)의 결합각도 또는 제2지지대(8-2)의 각도를 조절하는 구성에 적용할 수 있는데, 가장 바람직한 것은 엘이디 패널마다의 내부에 센서와 마이크로프로세서와 나머지 결합기구를 함께 수용하여 패키지화하는 것이다.
상기 설명한 본 발명의 실시일례는 본 발명의 기술적 사상을 포함하면서 구성될 수 있는 많은 실시예 중 하나에 불과할 뿐으로, 예컨대 피니언기어와 모터로 구성되는 각도조절수단에는 같은 목적의 각도 범위 내에서 힌지가 축(axis)이 되고 솔레노이드 자력의 힘으로 접철 내지는 각도조절을 하도록 대체할 수도 있으며, 유압실린더는 전동 또는 동력에 연동되는 개스식 실린더로도 대체될 수 있어 이것들을 본 발명에서는 당연한 각각의 균등수단으로 본다.
또한 상기 설명한 힌지, 피니언기어, 구동모터, 유압실린더, 지지대의 외형 형상은 종래 기술을 이용함으로써 도면상 자세히 도식하지 않은 것으로 보듯이, 그 주요구성은 디자인 수준의 특정한 형상 내지 재료로 한정되지 않는 이 분야 주지관용 내지 통상적인 수준의 세부구성이나 부재를 포괄한다.
본 발명은 엘이디 및 엘이디 패널을 생산하는 산업부분과 그와 같은 엘이디 내지 엘이디 패널을 집어등으로 설치하여 사용하고자 하는 어업의 사이에서 일어나 는 제조, 시공, 공급, 전시, 홍보 등 모든 산업부문에서 업으로 적용할 수 있다.
관련된 어업의 업종으로는 채낚기, 트롤, 건착, 봉수망, 부망, 정치망 등은 물론 집어등을 필요로 하는 모든 어법에 적용할 수 있으며, 집어등의 광량 상한선을 제한하는 대안으로서의 새로운 기술로서 어업에 폭넓게 활용될 수 있다.
도1은 종래 오징어잡이 선박에서의 백열등 또는 메탈 할라이드 집어등 작동상태 및 채낚기 어로 환경을 예시한 선박의 종단면도.
도2는 도1의 집어등을 선행기술 엘이디 패널로 대체함에 따른 수직면내 지향각도를 묘사한 선박의 종단면도.
도3은 본 발명이 착상된 동기 중 하나를 나타내기 위하여 선행기술을 최대한 확장 고려한 상태에서 20° 기울기로 롤링이 일어날 때 집어등 투광각도가 변화하는 상태를 묘사한 선박의 종단면도.
도4는 본 발명 제1구성의 기술요지를 도시한 선박의 종단면도.
도5는 도4의 제1구성이 실제 상황에서 안정된 집어등 투광각도가 유지되는 상태를 묘사한 선박의 종단면도.
도6 및 도7은 본 발명 제2구성의 기술요지를 도시하는 한편, 그 제2구성이 전개 상태를 이룬 형상을 나타낸 종단면도와 상단면도.
도8 및 도9는 도6의 제2구성이 접철 상태를 이룬 형상을 나타낸 종단면도와 상단면도.
도10은 본 발명 제3구성의 기술요지를 도시하는 한편, 그 제3구성이 먼 거리로부터 가까운 거리로 투광각도가 변화하는 모습을 묘사한 선박의 종단면도.
도11은 본 발명 제1, 2, 3구성의 기구를 작동시키기 위하여 구동 피니언기어 모터 또는 실린더 작동용 수동조작 제어장치회로를 도시한 블록다이어그램.
도12 및 도13은 주로 본 발명 제2구성 또는 제3구성에서 접철기구를 다단으 로 제어하기 위한 자동 제어장치회로를 도시한 블록다이어그램 및 그 작동흐름도.
도14 및 도15는 본 발명 제1구성, 제2구성 또는 제3구성에서 엘이디 패널 내지 접철기구를 연속제어 또는 다단으로 제어하기 위한 자동 제어장치회로를 도시한 블록다이어그램 및 그 작동흐름도.

Claims (12)

  1. 선박으로부터 일정한 높이에 현측방향으로 가설되는 지지대와 그 지지대의 측단에 엘이디 패널을 설치하여서 구성되는 집어등장치에 있어서, 선박의 현측으로 가설되는 지지대(8)의 측단에 유동이 자유로운 조인트부(9)를 설치하고 그 조인트부(9)에 엘이디 패널(7)을 부착하여 엘이디 패널(7)이 수직면 내에서 자유롭게 움직일 수 있도록 하되, 엘이디 패널(7)에는 수직면기억수단(11)을 구비하여 선박의 요동에 불구하고 설정된 범위 내에서 엘이디 패널이 일정한 각도의 투광방향(지향각)을 유지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 엘이디 특성에 최적화시킨 선박용 집어등제어장치.
  2. 제1항에 있어서 조인트부(9)는 힌지로 구성되고, 수직면기억수단(11)은 추 또는 추와 완충기구가 결합된 구조 또는 추와 완충기구와 돌출부가 결합된 구조로서 엘이디 패널과 결합각도를 임의 변경할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 엘이디 특성에 최적화시킨 선박용 집어등제어장치.
  3. 제1항에 있어서, 조인트부는 유니버셜 조인트(universal joint) 또는 볼 조인트(sphere joint, ball joint)로 구성된 것을 특징으로 하는 엘이디 특성에 최적화시킨 선박용 집어등제어장치.
  4. 제2항에 있어서, 조인트부는 구동 피니언기어와 종동 피니언기어로 구성되는 한편 구동 피니언기어측의 모터를 구동하는 마이크로프로세서를 게재하면서 상기 추는 기울기센서로 대체되어 그 기울기센서의 검출로서 마이크로프로세서가 제어되도록 구성된 것을 특징으로 하는 엘이디 특성에 최적화시킨 선박용 집어등제어장치.
  5. 선박으로부터 일정한 높이에 현측방향으로 가설되는 지지대와 그 지지대의 측단에 엘이디 패널을 설치하여서 구성되는 집어등장치에 있어서, 선박의 현측으로 가설되는 지지대(8)를 분할하여 포스트(10)에 고정되는 제1지지대(8-1)와 제1지지대(8-1)로부터 절곡될 수 있는 제2지지대(8-2)로 구분한 후 그 결합부근에 절곡이 가능한 힌지부(9-1)를 삽설 결합하여 제1지지대(8-1)와 제2지지대(8-2)가 일정 각도 범위 내에서 접철이 가능토록 하는 한편, 제1지지대(8-1)의 소정의 위치와 제2지지대(8-2)의 소정의 위치에 힌지를 개재하여 수축·신장이 가능한 실린더부(13)를 삽설함으로써, 도시 생략된 스위치를 사용자가 작동시킴에 따라 그 스위치에 연동되어 실린더부(13)가 수축·신장되어 제2지지대(8-2)가 선체의 중앙으로 접철되거나 현측으로 전개되도록 구성된 것을 특징으로 하는 엘이디 특성에 최적화시킨 선박용 집어등제어장치.
  6. 제5항에 있어서 상기 실린더부(13)는 상기 제1지지대(8-1)의 중앙부근에서 하단으로 직각 인장된 위치로부터 제2지지대(8-2)의 힌지(9-1)와 힌지(9) 사이의 어느 한 점에 유압실린더를 결합 또는 제1지지대(8-1)의 중앙부근에서 상단으로 직각 인장된 위치로부터 제2지지대(8-2)로 결합하는 구성을 특징으로 하는 엘이디 특성에 최적화시킨 선박용 집어등제어장치.
  7. 선박으로부터 일정한 높이에 현측방향으로 가설되는 지지대와 그 지지대의 측단에 엘이디 패널을 설치하여서 구성되는 집어등장치에서 선박의 현측으로 가설되는 지지대(8)를 분할하여 포스트(10)에 고정되는 제1지지대(8-1)와 제1지지대(8-1)로부터 절곡될 수 있는 제2지지대(8-2)로 구분한 후 그 결합부근에 절곡이 가능한 힌지부(9-1)를 삽설 결합하여 제1지지대(8-1)와 제2지지대(8-2)가 일정 각도 범위 내에서 접철이 가능토록 하는 한편, 제1지지대(8-1)의 소정의 위치와 제2지지대(8-2)의 소정의 위치에 힌지를 개재하여 수축·신장이 가능한 실린더부(13)를 삽설함으로써, 사용자가 작동시킴에 따라 그 스위치에 연동되어 실린더부(13)가 수축·신장되어 제2지지대(8-2)가 선체의 중앙으로 접철되거나 현측으로 전개되도록 된 구성에 있어서,
    사용자가 스위치를 제어하여 상기 실린더부(13)를 과도전개 상태로부터 정상전개 상태로 가변시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 엘이디 특성에 최적화시킨 선박용 집어등제어장치.
  8. 제7항에 있어서, 실린더부(13)는 프로그램으로 자동 제어하여 과도전개 상태로부터 정상전개 상태로 적어도 2단계 이상의 다단계로 가변시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 엘이디 특성에 최적화시킨 선박용 집어등제어장치.
  9. 선박으로부터 일정한 높이에 현측방향으로 가설되는 지지대와 그 지지대의 측단에 엘이디 패널을 설치하여서 구성되는 집어등장치 또는 선박의 현측으로 가설되는 지지대(8)를 분할하여 포스트(10)에 고정되는 제1지지대(8-1)와 제1지지대(8-1)로부터 절곡될 수 있는 제2지지대(8-2)로 구분한 후 그 결합부근에 절곡이 가능한 힌지부(9-1) 및 루(11)를 삽설 결합하여 제1지지대(8-1)와 제2지지대(8-2)가 일정 각도 범위 내에서 접철이 가능토록 하는 집어등장치에 있어서, 구동 피니언기어와 종동 피니언기어로 구성되는 한편 구동 피니언기어 측의 모터를 구동하여 추와 엘이디 패널의 각도를 조절하여 투광각도를 먼 거리로부터 가까운 거리 또는 그와 반대로 적어도 2단계 이상 다단으로 조절하는 것을 특징으로 하는 엘이디 특성에 최적화시킨 선박용 집어등제어장치.
  10. 전동 모터 또는 유압실린더에 연동되어 선박의 집어등의 투광각도를 제어함으로써 먼 거리로부터 가까운 거리로 어군을 유도토록 하는 집어등장치의 제어 구성에 있어서,
    사용자가 조작할 수 있는 스위치(101)와 시프트카운터(104)가 연동되는 한편으로, 그 시프트카운터(104)에는 적어도 두 단계 이상으로 집어등의 투광각도를 조절할 수 있는 투광각도변경수단(105-1, 105-2,... 105-n)이 연결되어 그 복수의 투광각도변경수단 중 어느 하나의 출력으로서 구동부(103)를 작동시키도록 연동 구성 된 것을 특징으로 하는 엘이디 특성에 최적화시킨 선박용 집어등제어장치.
  11. 전동 모터 또는 유압실린더에 연동되어 선박의 집어등의 투광각도를 제어함으로써 먼 거리로부터 가까운 거리로 어군을 유도토록 하는 집어등장치의 제어 구성에 있어서,
    적어도 두 단계 이상으로 집어등의 투광각도를 조절할 수 있는 투광각도변경수단을 프로그램으로 내재한 마이크로프로세서(107)에 스위치(101)와 구동부(103)를 연동하여 사용자의 스위치 조작에 따라 투광각도변경수단의 출력이 집어등의 투광각도를 제어토록 구성된 것을 특징으로 하는 엘이디 특성에 최적화시킨 선박용 집어등제어장치.
  12. 지지대의 경사각도를 변형시키는 전동 모터, 추와 엘이디 패널의 결합각도를 변경시키는 전동 모터 또는 지지대와 엘이디 패널의 결합각도를 변형시키는 유압실린더에 연동되어 선박의 집어등의 투광각도를 제어함으로써 롤링에 대응하여 자동적으로 집어등 투광각 자세를 안정시키는 집어등장치의 제어 구성에 있어서,
    롤링에 대응하여 투광각도가 변경되도록 하는 수단을 동시에 내재(107-1)한 마이크로프로세서(107)의 입출력단에 사용자 조작이 가능한 스위치(101)와 기울기센서(106)와 구동부(103)을 연동시켜서 그 출력으로 투광각도가 제어되도록 구성한 것을 특징으로 하는 엘이디 특성에 최적화시킨 선박용 집어등제어장치.
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KR101370382B1 (ko) * 2012-02-07 2014-03-05 이소라 Led 집어등의 조사 방향 자동제어장치
CN105270573A (zh) * 2014-12-15 2016-01-27 青岛新韩机械有限公司 一种鳗鱼捕捞船

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