KR20090126768A - 수중발광장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부와 격리된 공간부가 내부에 형성되어 부력을 갖는 통체와 상기 통체의 측면 둘레부 상에 한 개 이상의 접합부가 형성되고 상기 통체의 상부에 광유입구가 형성되며 상기 통체의 하부면에 고정줄이 연결된 부표와, 상기 부표의 상부면에 부착되며 외부와 격리되고 상하부에 광유출구가 구비된 공간부가 형성되고 상기 공간부에 광원제어회로와 광원을 포함하는 광원부와, 상기 광원부의 상부면에 위치되며 태양전지를 포함하는 전원공급부를 포함하는 발광유닛 및 상기 접합부에 형성된 구멍을 통하여 적어도 한 개의 광섬유가 유입되고, 일단부가 상기 부표 통체의 상부면의 광유입구에 배치되고, 접합부를 통하여 부표 통체 외부로 연장된 광섬유가 투명관으로 둘러싸인 선발광부를 포함하는 수중발광장치에 관한 것이다.

따라서 본 발명에 의한 수중발광장치는 단일 또는 소수의 광원으로부터 발산된 빛을 광섬유를 통해 먼 거리까지 효과적으로 전달되게 함으로써 야간에 특정 영역을 불연속점이 없이 발광소자로 표현할 수 있어 가독성이 증대되고, 태양전지를 이용하여 전원이 공급되므로 유지, 보수가 용이하며, 발광부가 광섬유로 구성되어 내구성이 증대되고 누전의 위험을 줄일 수 있는 효과가 있다.

광섬유, 부표, 발광, 태양전지,

Description

수중발광장치{Light Emitting Device in an Aquarium}

본 발명은 수중에 설치된 부표 위에 광원을 배치하고, 광원으로부터 입사된 빛이 일정한 영역을 표시하는 선발광체로 나타나도록 광섬유의 일측 단면을 광원과 접하도록 광원 주위에 배치함으로써 단일 광원을 사용하여 선의 형태로 발광체를 표시할 수 있는 수중발광장치에 관한 것이다.

최근 수상 운송수단이 발달함에 따라 운송 기구의 양이 증대되고, 해저의 자연위험물, 침선 등의 장애물에 대한 위험 증가 및 어로, 양식어장 등의 보호의 필요성으로 인하여 위험 영역이나 특정한 시설물을 알리는 인위적 시설물(항로 표지)이 필요하게 되었으며, 이는 운항 법규를 보조하는 기능을 한다.

항로 표지에 있어서, 특히 부표에 장착되는 점멸장치는 무인으로 운영되고, 지리학적 요인으로 관리가 용이하지 않기 때문에 전원의 안정적인 공급과 유지, 보수가 용이할 필요가 있다.

특히, 백열전구를 사용하는 전구식 점멸장치는 전구 교환기라는 기계적 구조 물을 이용하여 4개의 백열전구를 장착해 두고 필라멘트의 단선 시 구조물에 장착된 소형 모터를 제어하여 예비전구로 자동 교체하도록 제작 운영되고 있다.

그러나, 백열전구는 필라멘트를 이용하여 열을 빛으로 바꾸는 광원으로 시간의 경과에 따라 과열되거나 파도에 의한 진동, 선박의 충돌에 따른 충격에 의해 필라멘트가 단선되는 등 수명이 짧아지는 문제가 있다. 또한, 전구식 점멸장치에 사용되는 전구 교환기는 소형 모터가 감속 기어 유닛과 결합한 구조를 가지며, 기어 유닛의 고장으로 인해 전구 교환기의 불량이 자주 발생하고 있다.

이와 같은 단점을 보완하기 위해, LED를 응용한 점멸장치가 개발되고 있으나, LED를 이용한 점멸장치의 경우 방수, 진동 등의 이유로 일체형으로 조립되기 때문에 고장이 나는 경우 해상에서는 보수가 어렵고, 고장 시 점멸장치 전체를 교체해야 하므로 유지, 보수 비용이 상승한다는 문제가 있다.

더불어, 부표 상에 설치되므로 위험 영역 또는 유도 영역을 점으로 일정한 간격을 두고 표시할 수밖에 없어 가독성이 떨어진다.

따라서 본 발명의 목적은 태양전지를 이용하여 반영구적으로 전원을 공급하고, 전원의 하부 측에 광섬유의 한쪽 단면을 배치하고 광섬유의 한쪽 단면으로 입사된 빛이 광섬유를 통해 산란, 발산되어 선으로 영역을 표시할 수 있는 수중발광장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 의한 수중발광장치는 외부와 격리된 공간부가 내부에 형성되어 부력을 갖는 통체와 상기 통체의 측면 둘레부 상에 한 개 이상의 접합부가 형성되고 상기 통체의 상부에 광유입구가 형성되며 상기 통체의 하부면에 고정줄이 연결된 부표와, 상기 부표의 상부면에 부착되며 외부와 격리되고 상하부에 광유출구가 구비된 공간부가 형성되고 상기 공간부에 광원제어회로와 광원을 포함하는 광원부와, 상기 광원부의 상부면에 위치되며 태양전지를 포함하는 전원공급부를 포함하는 발광유닛 및 상기 접합부에 형성된 구멍을 통하여 적어도 한 개의 광섬유가 유입되고, 일단부가 상기 부표 통체의 상부면의 광유입구에 배치되고, 접합부를 통하여 부표 통체 외부로 연장된 광섬유가 투명관으로 둘러싸인 선발광부를 포함한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 단일 또는 소수의 광원으로부터 발산 된 빛이 광섬유를 통해 먼 거리까지 효과적으로 전달되게 함으로써 야간에 특정 영역을 불연속점이 없이 발광소자로 표현할 수 있어 가독성이 증대되고, 태양전지를 이용하여 전원을 공급하므로 유지, 보수가 용이하며, 발광부가 광섬유로 구성되어 내구성이 증대되고 누전의 위험을 줄일 수 있는 효과가 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 수중발광장치는 외부와 격리된 공간부가 내부에 형성되어 부력을 갖는 통체와 상기 통체의 측면 둘레부 상에 한 개 이상의 접합부가 형성되고 상기 통체의 상부에 광유입구가 형성되며 상기 통체의 하부면에 고정줄이 연결된 부표와, 상기 부표의 상부면에 부착되며 외부와 격리되고 상하부에 광유출구가 구비된 공간부가 형성되고 상기 공간부에 광원제어회로와 광원을 포함하는 광원부와, 상기 광원부의 상부면에 위치되며 태양전지를 포함하는 전원공급부를 포함하는 발광유닛 및 상기 접합부에 형성된 구멍을 통하여 적어도 한 개의 광섬유가 유입되고, 일단부가 상기 부표 통체의 상부면의 광유입구에 배치되고, 접합부를 통하여 부표 통체 외부로 연장된 광섬유가 투명관으로 둘러싸인 선발광부를 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명의 수중발광장치의 상기 광원부는 상부 광유출구 상에 부착된 상부 발광체를 더 포함할 수 있고, 본 발명의 수중발광장치의 상기 광원은 엘이디 를 사용할 수 있다.

또한, 일정한 거리의 영역을 선발광체로 표시하기 위해서, 상기 선발광부를 통하여 연결되는 다수의 발광유닛을 포함하는 수중발광장치를 구성할 수 있다.

본 발명의 수중발광장치의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수중발광장치의 사시도이다.

본 발명에 의한 수중발광장치(100)는 부표(1), 광원부(2) 및 전원공급부(3)를 포함하는 발광유닛(10)과 광섬유가 투명관으로 둘러싸인 선발광부(20)를 포함하여 구성되며, 도 1에 도시된 수중발광장치(100)는 일실시예에 해당되는 모형이다.

먼저, 부표(1)는 일반적으로 원기둥 또는 다각기둥 형태의 통체로 형성되고, 통체의 하부는 상부보다 둘레의 크기가 같거나 확장된 구조를 가질 수 있으며, 상기 통체에는 상부면(1b), 하부면(1a) 및 접합부((1c, 1d)가 형성되어 있다.

일실시예로 원기둥 형태의 부표(1)가 도시되어 있으며, 상기 부표(1)의 케이스는 중량이 가볍고 충분한 강도를 갖는 소재로, 예를 들면 유리강화섬유로 보강된 폴리에스테르 합성수지나 폴리카보네이트, 내식성 알루미늄 합금과 같은 재질을 사용할 수 있다. 상기 부표(1)의 통체 내부에 외부와 격리된 공간부가 형성되며, 공기와 같이 화학적, 물성적으로 안정한 기체가 보통기압으로 충전된다. 상기 부표(1)의 하부면(1a)에는 부표(1)의 위치를 고정시키기 위하여 바닥과 연결되는 고정줄이 설치될 수 있고, 부표(1)의 상부면(1b)에는 광원부(2)가 부착된다.

또한, 상기 부표(1)의 둘레부 상에 한 개 이상의 접합부(1c, 1d)를 형성하 고, 상기 접합부(1c, 1d)에 형성된 구멍을 통하여 적어도 한 개의 광섬유가 통과한다. 상기 접합부(1c, 1d)는 부표(1) 내부로 물이 유입되지 않도록 밀봉되어 있어야한다.

상기 수중발광장치(100)가 배치되는 위치 및 표시 영역의 형태에 따라 상기 접합부는 한 개 또는 다 수개일 수 있으며, 상기 부표(1)의 대칭축에 대칭으로 형성될 수도 있고, 일정한 각도만큼 떨어져서 형성될 수 있다.

상기 실시예에서는 직선 형태로 선발광부를 배열하기 위하여 상기 부표(1)의 대칭축을 기준으로 반대 방향으로 한 쌍의 접합부(1c, 1d)가 형성된 것이다.

상기 부표(1)의 접합부(1c, 1d)에 형성된 구멍을 통해 유입된 광섬유는 일단면이 상기 부표(1)의 상부면(1b)에 고정되며, 상부면(1b)에 고정된 광섬유의 단면으로 입사된 빛은 광섬유의 축을 따라 산란, 발산되면서 광섬유의 끝단 쪽으로 전달된다.

상기 상부면(1b)에는 광유입구를 형성하여 상기 광섬유의 일단부가 배치되어 밀봉 고정되게 할 수 있다. 또는, 상기 상부면(1b)의 광유입구는 빛을 투과할 수 있는 투명체를 부착하여, 상기 투명체를 통해 광원으로부터 발산된 빛이 상기 광섬유의 일단면으로 입사되게 할 수 있다.

상기 부표(1)의 접합부(1c, 1d)는 수면 아래쪽에 위치할 수 있으며, 상기 접합부(1c, 1d)로부터 외부로 연장된 광섬유는 물속의 일정한 깊이에서 선발광부로 사용될 수 있다.

상기 부표(1)의 상부면(1b)은 상기 광원부(2)의 하부면과 접합고정되며, 상 기 광원부(2)는 외부와 격리된 공간부가 내부에 형성되고, 상하부에 광출입구가 형성되며 상기 공간부에 광원제어회로 및 광원이 구비된다.

상기 광원부(2)는 내부 공간부에 구비되는 광원으로 방전 램프를 사용할 수도 있으나 엘이디(LED, 발광다이오드)를 사용하는 것이 더욱 바람직하며, 광원은 다수 개가 구비될 수 있다.

상기 도 1의 실시예에서는 광원부(2)의 상부에 도광체로 이루어진 상부 발광체(2a)가 구비된 경우이며, 광원부(2)로부터 발산된 빛은 상기 상부 발광체(2a)를 통해 위쪽으로 방사되어 부표(1) 위치를 표시하고, 상기 선발광부(20)를 통해 측면으로 전달되어 선광원 기능을 한다.

상기 광원부(2)는 수중발광장치(100)의 기능에 따라, 빛의 색깔을 제어하는 필터를 더 구비할 수 있으며, 여러 가지 색깔의 엘이디(LED)를 전원으로 사용할 수 있다. 따라서, 위험 영역을 표시하는 경우에는 빨간색 빛을 발산하도록 제어하고, 안전한 항로를 표시할 때는 파란색 빛을 발산하도록 제어할 수 있다.

상기 광섬유는 플라스틱 광섬유(POF: Plastic Optical Fiber)를 이용할 수 있으며, 내식성이 강하고, 자체적인 방수 기능을 갖기 때문에 수중에서 이용이 용이하며, 플라스틱 광섬유는 유연성이 있으므로 항로 표지로서 유용하다.

또한, 광섬유 자체가 발광체 역할을 하기 때문에 누전의 위험을 줄일 수 있고, 고장의 원인이 주로 부표에 설치된 전원부에 국한되므로 유지, 보수가 용이하다.

상기 광섬유는 한 개 이상으로 구성될 수 있으며, 다수개의 광섬유를 발광체 로 사용할 경우에는 투명관으로 둘러싸인 다수개의 광섬유를 한 개의 발광체로 이용할 수 있다.

본 발명의 수중발광장치(100)의 전원을 공급하는 전원공급부(3)는 상기 광원부(2)의 상부면에 위치하고, 태양전지, 충전지 및 전원제어회로를 포함한다.

상기 태양전지는 태양에너지를 전기에너지로 변환할 목적으로 제작된 광전지로서 금속과 반도체의 접촉면 또는 반도체의 PN접합에 빛을 조사하면 광전효과에 의한 광기전력이 발생하는 것을 이용하는 것으로, 빛이 입사되면 반도체 내의 전자(-)와 정공(+)이 여기되어 반도체 내부를 자유로이 이동하는 상태가 되고, PN접합에 의해 생긴 전계가 형성되면 전류가 흐르게 된다.

본 발명의 수중발광장치(100)는 태양에너지를 이용하여 전원을 공급하기 때문에 반영구적으로 사용이 가능하고, 친환경적인 장치이다.

도 2는 본 발명에 따른 수중발광장치를 수중에 배치한 모식도이다.

상기 수중발광장치(100)는 수면 위 또는 수중에 직선 형태의 발광체를 배치하여 항로표지로 이용할 수 있으며, 상기 선발광부(20)를 통하여 연결되는 다수의 발광유닛(10)을 구비한다.

도 2의 모식도에서, 발광유닛은 대칭축을 기준으로 좌우에 한 쌍의 접합부가 형성되고 상기 접합부 외부로 투명관으로 둘러싸인 광섬유가 연장되어 인접한 다른 발광유닛의 접합부로 연결된다.

따라서, 첫 번째 발광유닛부터 세 번째 발광유닛까지 직선 형태의 발광체가 형성되며, 다수개의 발광유닛을 배치하여 선발광부로 연결하게 되면 전체 발광체의 길이를 연장할 수 있다.

이상에서 기술한 실시예는 단지 예시적인 것이며, 본 발명의 범위는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 수중발광장치의 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 수중발광장치를 수중에 배치한 모식도이다.

Claims (4)

1. 외부와 격리된 공간부가 내부에 형성되어 부력을 갖는 통체와 상기 통체의 측면 둘레부 상에 한 개 이상의 접합부가 형성되고 상기 통체의 상부에 광유입구가 형성되며 상기 통체의 하부면에 고정줄이 연결된 부표와, 상기 부표의 상부면에 부착되며 외부와 격리되고 상하부에 광유출구가 구비된 공간부가 형성되고 상기 공간부에 광원제어회로와 광원을 포함하는 광원부와, 상기 광원부의 상부면에 위치되며 태양전지를 포함하는 전원공급부를 포함하는 발광유닛; 및

   상기 접합부에 형성된 구멍을 통하여 적어도 한 개의 광섬유가 유입되고, 일단부가 상기 부표 통체의 상부면의 광유입구에 배치되고, 접합부를 통하여 부표 통체 외부로 연장된 광섬유가 투명관으로 둘러싸인 선발광부를 포함하는 수중발광장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 광원부는 상부 광유출구 상에 부착된 상부 발광체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수중발광장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 광원은 엘이디인 것을 특징으로 하는 수중발광장치.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 선발광부를 통하여 연결되는 다수의 발광유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 수중발광장치.

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