KR20180003333U - 엘이디 모듈을 이용한 비상광원용 하이브리드 등기구 장치 - Google Patents

엘이디 모듈을 이용한 비상광원용 하이브리드 등기구 장치 Download PDF

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Abstract

본 고안은 평상시에는 형광램프(FL)만을 이용하여 발광하고 주전원이 차단되는 경우 혹은 형광램프가 비정상적으로 작동하거나 동작하지 않는 경우에는, 별도의 독립된 회로 및 독립된 배터리 전압을 이용하는 LED를 비상광원으로 점등시킴으로써 비상상황에 대응함은 물론, 비상조명으로서의 안정성 및 보증을 확보할 수 있는 엘이디 모듈을 이용한 비상광원용 하이브리드 등기구 장치에 관한 것이다.

Description

엘이디 모듈을 이용한 비상광원용 하이브리드 등기구 장치{HYBRID LIGHTING DEVICE FOR EMERGENCY LIGHT SOURCE USING LED MODULE}
본 고안은 엘이디 모듈을 이용한 비상광원용 하이브리드 등기구 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 평상시에는 형광램프(FL)만을 이용하여 발광하고 주전원이 차단되는 경우 혹은 형광램프가 비정상적으로 작동하거나 동작하지 않는 경우에는, 별도의 독립된 회로 및 독립된 배터리 전압을 이용하는 LED를 비상광원으로 점등시킴으로써 비상상황에 대응함은 물론, 비상조명으로서의 안정성 및 보증을 확보할 수 있는 엘이디 모듈을 이용한 비상광원용 하이브리드 등기구 장치에 관한 것이다.
최근, 국내 외 대형 선박의 잇따른 인명사고로 인해 해양 안전관리에 관한 인식 및 요구가 높아지고 있는데, 선박의 좌초, 화재, 발전기 고장에 의한 블랙 아웃(black out) 등과 같은 비상 상황에서는 시야확보를 위한 비상조명이 필수적이기 때문에, 이러한 비상조명이 안정적으로 동작되는 것은 매우 중요한 일이다.
한편, 종래에는 2개의 형광램프(FL) 및 발라스터를 이용하여 주조명 회로 및 비상조명 회로를 마련해 두고, 평상 시 모든 형광램프를 점등하다가 화재나 기타 비상상황 등으로 인해 주전원이 차단되거나 혹은 형광램프의 일부가 고장나는 경우 발라스터에 내장된 배터리의 배터리 전압을 이용하여 한개의 형광램프를 약 15%의 조도로 점등하는 방식을 이용하였다.
이러한 방식의 경우, 형광램프의 특성 상 수명이 짧기 때문에 수명이 다할 경우 비상조명으로서의 기능을 상실할 수 있다는 문제점과, 형광램프의 특성 상 암흑, 유독연기, 분진 발생 등에서 시인성이 낮다는 문제점을 가지고 있기에, 반드시 확보되어야 하는 비상조명으로서의 보증 및 안정성이 의심받게 되어 비상조명으로 적합하지 못하다는 문제점을 가지고 있었다.
이에 본 고안자는 이러한 종래의 형광램프 만을 이용한 비상광원용 등기구 장치가 가지는 문제점을 해결하기 위하여, 평상시에는 형광램프(FL)만을 이용하여 발광하고 주전원이 차단되는 경우 혹은 형광램프가 비정상적으로 작동하거나 동작하지 않는 경우에는, 별도의 독립된 회로 및 독립된 배터리 전압을 이용하는 LED를 비상광원으로 점등시킴으로써 비상상황에 대응함은 물론, 비상조명으로서의 안정성 및 보증을 확보할 수 있는 엘이디 모듈을 이용한 비상광원용 하이브리드 등기구 장치를 고안하기에 이르렀다.
한국 공개실용신안 제20-2014-0002908호
본 고안은 상술된 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 평상시에는 형광램프(FL)만을 이용하여 발광하고 주전원이 차단되는 경우 혹은 형광램프가 비정상적으로 작동하거나 동작하지 않는 경우에는, 별도의 독립된 회로 및 독립된 배터리 전압을 이용하는 LED를 비상광원으로 점등시킴으로써 비상상황에 대응함은 물론, 비상조명으로서의 안정성 및 보증을 확보할 수 있는 엘이디 모듈을 이용한 비상광원용 하이브리드 등기구 장치를 제공하고자 한다.
본 고안의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈을 이용한 비상광원용 하이브리드 등기구 장치는 전원과 연결되는 제1 램프 모듈 및 상기 전원과 병렬로 연결되는 제2 램프 모듈을 포함하며, 상기 제2 램프 모듈은 상기 제1 램프 모듈의 비동작하거나 혹은 상기 전원과의 도통상태가 차단되는 경우, 기 충전된 배터리의 배터리 전압을 이용하여 발광할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 램프 모듈은 상기 전원과 연결된 제1 발라스터 및 상기 제1 발라스터와 연결된 하나 이상의 형광램프(Fluorescent Lamp; FL)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 램프 모듈은 상기 전원과 연결된 제2 발라스터, 상기 제2 발라스터와 연결된 하나 이상의 엘이디(LED) 및 상기 제2 발라스터와 연결된 배터리 모듈을 포함하며, 상기 배터리 모듈은 상기 전원으로부터 전력을 공급받음으로써 기 설정된 전압 상태를 유지하도록 충전되며 상기 제2 발라스터는 상기 제1 램프 모듈의 비동작 시 혹은 상기 전원과의 도통상태가 차단되는 경우, 상기 배터리 모듈에 충전된 배터리 전압을 상기 하나 이상의 엘이디에 공급하여 상기 하나 이상의 엘이디를 동작시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 하나 이상의 엘이디 각각은 60도의 지향각을 가지는 어레이 렌즈(array lens)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 배터리 모듈은 충전 상태를 외부로 표시하는 충전상태 확인용 엘이디를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 램프 모듈은 상기 하나 이상의 형광램프 각각의 사이에서 하측 방향으로 향하도록 위치할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 배터리 모듈은 하나 이상의 배터리 셀(battery cell)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 램프 모듈의 조도는 상기 제1 램프 모듈의 조도의 20%에 해당할 수 있다.
본 고안의 일 측면에 따르면, 평상시에는 형광램프(FL)만을 이용하여 발광하고 주전원이 차단되는 경우 혹은 형광램프가 비정상적으로 작동하거나 동작하지 않는 경우에는, 별도의 독립된 회로 및 독립된 배터리 전압을 이용하는 LED를 비상광원으로 점등시킴으로써 비상상황에 대응함은 물론, 비상조명으로서의 안정성 및 보증을 확보할 수 있는 이점을 가진다.
또한 본 고안의 일 측면에 따르면, 평상시에는 광범위를 밝힐 수 있는 형광램프를 이용하다가, 전원이 차단되거나 혹은 형광램프가 비정상적으로 동작하는 비상시, 암흑, 유독연기, 분진 발생 시에는 빛의 직진성이 뛰어난 LED에 지향각을 60도로 고정시키는 어레이 렌즈를 이용하여 선명한 시야를 확보하고 빛의 산란을 방지할 수 있는 이점을 가진다.
또한 본 고안의 일 측면에 따르면, 주조명(형광램프) 및 비상조명(LED)가 서로 독립적으로 분리되어 있기 때문에 비상시에만 LED를 점등하는 동작을 통해 신뢰성을 확보할 수 있으며 LED 특성 상 반영구적으로 이용 가능한 이점을 가진다.
또한 본 고안의 일 측면에 따르면, LED 모듈은 비상전원으로부터 직류(DC) 전압을 직접적으로 인가받음으로써 효율성 향상은 물론 비상조명규정에서 요구하는 동작 시간 및 조도(밝기)를 만족시킬 수 있는 이점을 가진다.
또한 본 고안의 일 측면에 따르면, 종래의 형광램프의 파장대역(460nm ~ 520nm) 보다 더 장파장인 590nm ~ 620nm Amber 혹은 Red-Orange 대역을 적용함으로써 빛의 산란을 줄여 시인성을 확보할 수 있는 이점을 가진다.
도 1은 종래의 비상광원용 등기구 장치(10)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈을 이용한 비상광원용 하이브리드 등기구 장치(100)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 제2 램프 모듈(120)의 형태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 하나 이상의 형광램프(110b) 사이에 위치되는 제2 램프 모듈(120)을 도시한 도면이다.
도 5는 종래의 등기구 장치를 선박에 적용한 시뮬레이션 결과 및 본 고안의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈을 이용한 비상광원용 하이브리드 등기구 장치(100)를 선박에 적용한 조도 시뮬레이션 결과에 대한 화면이다.
이하, 본 고안의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 고안을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 고안의 내용이 한정되는 것은 아니다.
도 1은 종래의 비상광원용 등기구 장치(10)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 살펴보면, 종래의 비상광원용 등기구 장치(10)는 전원(1)과 발라스터(2)가 전기적으로 연결되고, 발라스터(2)로부터 평상시(NORMAL) 형광램프(3) 및 비상시(EMERGENCY) 형광램프(4)가 각각 연결되는 것을 볼 수 있다. 이때, 평상시 형광램프(3) 및 비상시 형광램프(4)는 모두 배터리 백업 발라스터(BATTERY BACK-UP BALLAST)(5)와 연결됨에 따라, 정상적인 동작 시에는 전원(1)으로부터 발라스터(2)를 통해 평상시 형광램프(3) 및 비상시 형광램프(4)가 모두 동작되다가, 비상시에는 배터리 백업 발라스터(5) 내에 충전된 배터리에서 인버터 및 배터리 백업 발라스터(5)를 통해 비상시 형광램프(4)를 점등시키게 된다.
이 경우, 주조명과 비상조명이 회로 상으로는 서로 독립되지 못하고 이어져있기 때문에 비상시에 대한 비상조명으로서의 동작 신뢰성을 확보하기 어렵고, 인버터 효율 및 인버터와 발라스터 간의 효율 저하로 인해 비상시 형광램프(4)의 동작 시간 및 광량이 저하되는 문제가 발생하게 된다.
따라서, 본 고안에서는 후술되는 도 2 내지 도 5를 통해, 상기의 문제를 해결하기 위한 방안을 제시하고자 한다.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈을 이용한 비상광원용 하이브리드 등기구 장치(100)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 제2 램프 모듈(120)의 형태를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 4는 하나 이상의 형광램프(110b) 사이에 위치되는 제2 램프 모듈(120)을 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 4를 살펴보면, 본 고안의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈을 이용한 비상광원용 하이브리드 등기구 장치(100)는 제1 램프 모듈(110) 및 제2 램프 모듈(120)을 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 제1 램프 모듈(110)은 평상시(예컨데, 전원(1)으로부터 정상적으로 전원이 인가되고 있으며, 선박의 좌초, 화재, 발전기 고장 등의 비정상적인 이벤트가 발생되지 않은 상태)에 선박의 실내외의 넓은 영역을 밝히는 광원을 의미할 수 있는데, 이러한 제1 램프 모듈(110)은 전원(1)과 연결된 제1 발라스터(110a) 및 제1 발라스터(110a)와 연결된 하나 이상의 형광램프(Fluorescent Lamp; FL, 110b)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기에서 제1 발라스터(110a)와 전원(1) 사이에는 스위치 모듈이 마련되며, 제1 발라스터(110a)는 하나 이상의 형광램프(110b)을 점등시키는 역할을 할 수 있으며, 제1 발라스터(110a)로 인가되는 전압이 하나 이상의 형광램프(110b)에 인가되게 된다.
하나 이상의 형광램프(110b)는 모두 평상시에 점등될 수 있으며, 비상시에는 후술되는 제2 램프 모듈(120)이 점등될 수 있기에 하나 이상의 형광램프(110b)의 수명이 다하거나 고장나더라도 제2 램프 모듈(120)이 비상조명으로서의 역할을 하는데 지장이 없음을 유의한다.
한편, 제1 램프 모듈(110)은 후술되는 제2 램프 모듈(120)과는 병렬적으로 연결된 독립적인 조명기구로서, 일반적인 형광램프 조명장치의 구성요소(예컨데, 발라스터, 인버터 등)가 적용될 수 있기에 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다만, 제1 램프 모듈(110)은 상술한 형광램프(110b) 외에도 평상시 일반적으로 선박의 실내외를 비추는 역할을 하는 광원소자는 모두 적용될 수 있음을 유의한다.
다음으로, 제2 램프 모듈(120)은 상술한 제1 램프 모듈(110)과 마찬가지로 전원(1)과 전기적으로 연결되되, 제1 램프 모듈(110)과는 독립적인 회로형태(예컨데, 병렬 연결 등)로 연결되며 이를 통해 제1 램프 모듈(110)이 비정상적으로 동작되거나, 동작되지 않거나, 전원(1)과의 도통상태가 차단되는 등의 비상 시 제1 램프 모듈(110)의 발광역할을 대신하는 역할을 할 수 있다.
이러한 제2 램프 모듈(120)은 전원(1)과 연결된 제2 발라스터(120a), 제2 발라스터(120a)와 연결된 하나 이상의 엘이디(LED, 120b) 및 제2 발라스터(120a)와 연결된 배터리 모듈(120c)을 포함하여 구성될 수 있다.
여기에서, 1W급에 해당하는 엘이디(120b) 3개가 하나의 엘이디 패키지로써 일렬 배열될 수 있으며, 이때 엘이지 패키지로부터 발광된 빛이 제1 램프 모듈(110)에 간섭되는 것을 최소화하기 위해서, 각각의 엘이디(120b) 별로 약 60도의 자향각을 가지는 어레이 렌즈(120d)가 마련될 수 있다.
엘이디(120b)의 경우, 제1 램프 모듈(110)에 적용되는 형광램프(110b)에 비해, 수명이 길고 비상시에만 사용하기 때문에 반영구적으로 사용할 수 있으며, 엘이디 특성 상 전력소모가 낮아 에너지 효율성을 가질 수 있다.
또한, 일반적인 등기구의 조도는 35lx인데 반해, 엘이디(120b)를 이용할 경우 약 10배가 증가된 370lx의 조도를 확보할 수 있기에, 암흑, 유독연기, 분진 발생 등과 같이 빛이 산란되는 상황에서도 시인성을 확보할 수 있는 이점을 가진다.
배터리 모듈(120c)은 전원(1)으로부터 전력을 공급받음으로써 기 설정된 전압 상태(예컨데, 하나 이상의 엘이디(120b)를 동작시키기 위한 최소한의 전압부터 엘이디(120b)를 수 시간 이상 동작 유지하도록 하는 전압)를 유지하도록 충전될 수 있다.
또한, 제2 발라스터(120a)는 제1 램프 모듈(110)의 비동작 시 혹은 전원(1)과의 도통상태가 차단되는 경우, 배터리 모듈(120c)에 충전된 배터리 전압을 하나 이상의 엘이디(120b)에 공급하여 하나 이상의 엘이디(120b)를 동작시키는 역할을 할 수 있다.
이때, 배터리 모듈(120c)의 일측에는 배터리 모듈(120c)의 충전 상태(예컨데, 충전중, 완전충전, 방전)를 외부로 표시하는 충전상태 확인용 엘이디(미도시)가 마련될 수 있고, 제2 램프 모듈(120)을 통한 비상조명의 역할이 끝난 후 다시 제1 램프 모듈(110)이 정상적으로 복구되거나 혹은 전원(1)과의 도통상태가 연결될 경우에는 배터리 모듈(120c)은 전원(1)을 통해 충전될 수 있다.
또한, 배터리 모듈(120c)은 하나 이상의 배터리 셀(battery cell), 예컨데 4개 이상의 배터리 셀을 포함할 수 있고, 상황에 따라서 배터리 셀의 개수를 늘림으로써 배터리 모듈(120c)의 용량을 증대시킬 수 있다.
제2 램프 모듈(120)은 하나 이상의 형광램프(110b) 각각의 사이에서 하측 방향으로 향하도록 위치할 수 있으며, 이러한 구조를 통해 형광램프(110b)에 비해 빛의 직진성이 우수한 엘이디(120b)의 장점을 극대화할 수 있고, 엘이디(120b)로부터 발광되는 빛은 상기 어레이 렌즈(120d)를 통해 형광램프(110b)와 같은 기존 기구물에 간섭 받지 않게 된다.
다음으로는, 도 5를 통해 종래의 등기구 장치(10)를 선박에 적용하였을 경우에 대한 시뮬레이션 결과와, 본 고안에 따른 엘이디 모듈을 이용한 비상광원용 하이브리드 등기구 장치(100)를 선박에 적용하였을 경우에 대한 시뮬레이션 결과를 살펴보기로 한다.
도 5는 종래의 등기구 장치를 선박에 적용한 시뮬레이션 결과 및 본 고안의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈을 이용한 비상광원용 하이브리드 등기구 장치(100)를 선박에 적용한 조도 시뮬레이션 결과에 대한 화면이다.
먼저, 도 5의 조도 시뮬레이션은 등기구의 높이를 2.5m로 설정하고, 조도 측정 높이는 1m인 것으로 설정하였다.
도 5(a)를 살펴보면, 도 5(a)는 종래의 등기구 장치(10)를 선박에 적용한 조도 시뮬레이션 결과로서, 배광 영역이 다소 넓게 분포하며 비대칭적인 것을 볼 수 있다. 특히, 비상조명은 탈출경로(Escape route)를 비추는 목적으로 사용되여야 하는데, 종래의 등기구 장치(10)의 경우 빛의 직진성이 좋지 못하여 탈출경로를 안내하기 위한 점에서는 광효율이 저하됨을 알 수 있다.
도 5(b)를 살펴보면, 도 5(b)는 본 고안의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈을 이용한 비상광원용 하이브리드 등기구 장치(100)를 선박에 적용한 조도 시뮬레이션 결과로서, 도 5(a)에 비해 배광 영역이 좁으며 대칭적인 것을 확인할 수 있다. 이는, 엘이디가 가지는 빛의 우수한 직진성 때문이기이에, 탈출경로를 비추기 위한 비상조명의 역할에 특화되어 광효율이 극대화됨을 알 수 있다.
특히, 어레이 렌즈(120d)를 통해 지향각을 60도로 제한시킴으로써, 보다 우수하고 선명하게 탈출경로를 비출 수 있는 이점을 가지게 된다.
상기에서는 본 고안의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구의 범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 전원
2: 발라스터
3: 평상시 형광램프
4: 비상시 형광램프
5: 배터리 백업 발라스터
10: 종래의 비상광원용 등기구 장치
100: 엘이디 모듈을 이용한 비상광원용 하이브리드 등기구 장치
110: 제1 램프 모듈 110a: 제1 발라스터
110b: 형광램프
120: 제2 램프 모듈 120a: 제2 발라스터
120b: 엘이디 120c: 배터리 모듈
120d: 어레이 렌즈

Claims (8)

  1. 전원과 연결되는 제1 램프 모듈; 및
    상기 전원과 병렬로 연결되는 제2 램프 모듈;을 포함하며,
    상기 제2 램프 모듈은,
    상기 제1 램프 모듈의 비동작하거나 혹은 상기 전원과의 도통상태가 차단되는 경우, 기 충전된 배터리의 배터리 전압을 이용하여 발광하는 것을 특징으로 하는, 엘이디 모듈을 이용한 비상광원용 하이브리드 등기구 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 램프 모듈은,
    상기 전원과 연결된 제1 발라스터; 및
    상기 제1 발라스터와 연결된 하나 이상의 형광램프(Fluorescent Lamp; FL);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 엘이디 모듈을 이용한 비상광원용 하이브리드 등기구 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 램프 모듈은,
    상기 전원과 연결된 제2 발라스터;
    상기 제2 발라스터와 연결된 하나 이상의 엘이디(LED); 및
    상기 제2 발라스터와 연결된 배터리 모듈;을 포함하며,
    상기 배터리 모듈은 상기 전원으로부터 전력을 공급받음으로써 기 설정된 전압 상태를 유지하도록 충전되며,
    상기 제2 발라스터는 상기 제1 램프 모듈의 비동작 시 혹은 상기 전원과의 도통상태가 차단되는 경우, 상기 배터리 모듈에 충전된 배터리 전압을 상기 하나 이상의 엘이디에 공급하여 상기 하나 이상의 엘이디를 동작시키는 것을 특징으로 하는, 엘이디 모듈을 이용한 비상광원용 하이브리드 등기구 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하나 이상의 엘이디 각각은,
    60도의 지향각을 가지는 어레이 렌즈(array lens);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 엘이디 모듈을 이용한 비상광원용 하이브리드 등기구 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은,
    충전 상태를 외부로 표시하는 충전상태 확인용 엘이디;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 엘이디 모듈을 이용한 비상광원용 하이브리드 등기구 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제2 램프 모듈은,
    상기 하나 이상의 형광램프 각각의 사이에서 하측 방향으로 향하도록 위치하는 것을 특징으로 하는, 엘이디 모듈을 이용한 비상광원용 하이브리드 등기구 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은,
    하나 이상의 배터리 셀(battery cell);을 포함하는 것을 특징으로 하는, 엘이디 모듈을 이용한 비상광원용 하이브리드 등기구 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 램프 모듈의 조도는,
    상기 제1 램프 모듈의 조도의 20%에 해당하는 것을 특징으로 하는, 엘이디 모듈을 이용한 비상광원용 하이브리드 등기구 장치.
KR2020170002477U 2017-05-19 2017-05-19 엘이디 모듈을 이용한 비상광원용 하이브리드 등기구 장치 KR20180003333U (ko)

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