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KR101468109B1 - 반사경을 이용한 해상용 등명기 - Google Patents

반사경을 이용한 해상용 등명기 Download PDF

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KR101468109B1
KR101468109B1 KR1020140111091A KR20140111091A KR101468109B1 KR 101468109 B1 KR101468109 B1 KR 101468109B1 KR 1020140111091 A KR1020140111091 A KR 1020140111091A KR 20140111091 A KR20140111091 A KR 20140111091A KR 101468109 B1 KR101468109 B1 KR 101468109B1
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reflector
light
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lens
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강창근
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강창근
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Abstract

본 발명은 등명기에 관한 것으로서, 특히, 광원을 내부 반사경이 감싸고 있으며, 상기 내부 반사경과 외부 반사경 사이에 내부렌즈가 장착되어 있는, 반사경을 이용한 해상용 등명기를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 이를 위해, 본 발명에 따른 반사경을 이용한 해상용 등명기는, 내부에 제어 장치와 전원 공급장치가 구비되어 있는 하우징; 상기 하우징에 장착되는 하부 커버; 기둥형태로 형성되어 있는 지지대 및 상기 지지대의 외주면을 따라 장착되어 있는 복수의 발광모듈들을 포함하며, 상기 하부 커버 상에 장착되어 광을 출력하는 광원부; 상기 광원부의 상부에 장착되는 상부 커버; 및 상기 상부 커버의 상부에 제공되어, 상기 상부 커버를 보호하는 덮개부를 포함하며, 상기 발광모듈들 각각은, 인쇄회로기판에 장착되어 있으며, 상기 제어 장치의 제어에 따라 턴온 또는 턴오프되는 광원; 상기 광원을 감싸고 있는 내부 반사경; 상기 내부 반사경의 끝단에 장착되어 있는 내부렌즈; 상기 내부렌즈를 감싸고 있는 외부 반사경; 및 상기 외부 반사경의 외곽에서 상기 하부 커버와 상기 상부 커버 사이에 장착되어 있는 외부렌즈를 포함한다.

Description

반사경을 이용한 해상용 등명기{Maritime Beacon With Reflector}
본 발명은 항로에 설치되어 운영되는 광파표지(등대, 등부표, 등표, 해상교량 등)에 사용되는 항로표지 장비로서, 특히, 광을 출력하는 등명기에 관한 것이다.
선박의 통행량이 많은 곳이나 입출항이 빈번한 항, 만, 해협, 그 밖의 대한민국의 내수, 영해 및 배타적 경제수역 등에는, 선박의 안전한 운항을 유도하고 위험요소를 알려주기 위해, 다양한 종류의 항로표지용 등명기가 설치되어 운영되고 있다.
등명기는 원거리에서 식별이 가능해야 하고, 야간에 시인성 및 광달거리가 우수해야 하므로, 등명기에 사용되는 광원에서 조사되는 광선은, 적절한 직진성과 발산성(확산성)을 자져야 한다.
종래의 등명기는 직광 발광다이오드(LED)를 이용하고 있으며, 렌즈부가 발광다이오드(LED)와 거리를 두고 배치되어 있다.
따라서, 종래의 등명기에서는, 초점이 정확히 맞지 않으며, 종래의 등명기의 광효율은 높지 않다.
또한, 종래의 등명기는 광효율이 높지 않기 때문에, 소비전력이 많이 소비되고 있다
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 광원을 내부 반사경이 감싸고 있으며, 상기 내부 반사경과 외부 반사경 사이에 내부렌즈가 장착되어 있는, 반사경을 이용한 해상용 등명기를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 반사경을 이용한 해상용 등명기는, 내부에 제어 장치와 전원 공급장치가 구비되어 있는 하우징; 상기 하우징에 장착되는 하부 커버; 기둥형태로 형성되어 있는 지지대 및 상기 지지대의 외주면을 따라 장착되어 있는 복수의 발광모듈들을 포함하며, 상기 하부 커버 상에 장착되어 광을 출력하는 광원부; 상기 광원부의 상부에 장착되는 상부 커버; 및 상기 상부 커버의 상부에 제공되어, 상기 상부 커버를 보호하는 덮개부를 포함하며, 상기 발광모듈들 각각은, 인쇄회로기판에 장착되어 있으며, 상기 제어 장치의 제어에 따라 턴온 또는 턴오프되는 광원; 상기 광원을 감싸고 있는 내부 반사경; 상기 내부 반사경의 끝단에 장착되어 있는 내부렌즈; 상기 내부렌즈를 감싸고 있는 외부 반사경; 및 상기 외부 반사경의 외곽에서 상기 하부 커버와 상기 상부 커버 사이에 장착되어 있는 외부렌즈를 포함한다.
본 발명에 따른 반사경을 이용한 해상용 등명기는, 광원(발광다이오드(LED))에 밀착되어 체결되는 구조의 내부 렌즈를 통해 광효율을 높임으로써, 소비전력이 낮아지더라도 상당한 밝기를 유지할 수 있다.
즉, 본 발명은, 소비전력을 낮추어 에너지를 절감하면서도, 광효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 반사경을 이용한 해상용 등명기의 일실시예 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 반사경을 이용한 해상용 등명기의 정면의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 반사경을 이용한 해상용 등명기의 평면의 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 반사경을 이용한 해상용 등명기에 적용되는 발광모듈의 측면의 단면을 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 반사경을 이용한 해상용 등명기에 적용되는 발광부에서 광이 출력되는 방법을 나타낸 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 반사경을 이용한 해상용 등명기의 일실시예 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 반사경을 이용한 해상용 등명기의 정면의 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 반사경을 이용한 해상용 등명기의 평면의 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 반사경을 이용한 해상용 등명기에 적용되는 발광모듈의 측면의 단면을 나타낸 예시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 반사경을 이용한 해상용 등명기에 적용되는 발광부에서 광이 출력되는 방법을 나타낸 예시도이다. 특히, 도 3은 도 2의 A-A'라인을 따라 절단된 단면도이다.
본 발명에 따른 반사경을 이용한 해상용 등명기(이하, 간단히 '등명기'라 함)는, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 내부에 제어 장치와 전원 공급장치가 구비되어 있는 하우징(100), 상기 하우징(100) 상에 개폐 가능하게 장착되는 하부 커버(200), 상기 하부 커버(200) 상에 장착되어 광을 출력하는 광원부(300), 상기 광원부(300)의 상부에 장착되는 상부 커버(400), 및 상기 상부 커버(400)의 상부에 제공되어, 상기 상부 커버(400)를 보호하는 덮개부(500)를 포함한다.
첫째, 상기 하우징(100)의 내부에는, 제어 장치(미도시) 및 전원 공급장치(미도시)가 구비된다. 상기 제어 장치는 상기 광원부(300)를 턴온 또는 턴오프시키는 기능을 수행한다. 상기 전원 공급장치는 상기 광원부(300)에, 전원을 공급하는 기능을 수행한다.
상기 하우징(100)의 하부에는 상기 하우징(100)을 구조물에 고정시키기 위한 고정부가 장착된다.
둘째, 상기 하부 커버(200)는 상기 하우징(100)의 상부에 장착된다. 상기 하부 커버(200)는, 열 방출이 용이한 알루미늄(Al) 등과 같은 금속물질로 제조될 수 있으며, 또는 열 변형과 충격에 강한 강화 플라스틱(나일론6 + G/F 30%)으로 제조될 수도 있다.
셋째, 상기 광원부(300)는, 상기 하부 커버(200)의 상단에 착탈 가능하게 장착된다.
상기 광원부(300)는, 기둥형태로 형성되어 있는 지지대(310) 및 상기 지지대(310)의 외주면을 따라 장착되어 있는 복수의 발광모듈(320)들을 포함한다.
상기 지지대(310)는, 원통형상으로 형성될 수 있으며, 상기 지지대(310)의 외주면에는 상기 발광모듈(320)들이 장착된다. 도 2 및 도 3에서는, 상기 지지대(310)의 외주면에, 12개의 발광모듈(320)들이 장착되어 있다. 그러나, 상기 지지대(310)에 장착되는 상기 발광모듈(320)들의 갯수는, 상기 지지대(310)의 크기에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
상기 발광모듈(320) 각각은, 인쇄회로기판(326)에 장착되어 있는 광원(321), 상기 광원(321)을 감싸고 있는 내부 반사경(322), 상기 내부 반사경의 끝단에 장착되어 있는 내부렌즈(323), 상기 내부렌즈(323)를 감싸고 있는 외부 반사경(324), 상기 외부 반사경(324)의 외곽에서 상기 하부 커버(200)와 상기 상부 커버(400) 사이에 장착되어 있는 외부렌즈(325) 및 상기 인쇄회로기판(326)에 장착되는 방열판(237)을 포함한다.
우선, 상기 광원(321)은 상기 제어 장치에 의해 제어되어 소등 또는 점등된다. 상기 광원(321)은 발광다이오드(LED)로 형성될 수 있다.
다음, 상기 내부 반사경(322)은 상기 광원을 둘러싸고 있다. 상기 내부 반사경(322)을 이용함으로써, 상기 광원(321)으로부터 출력된 광이 분산되는 손실이 감소될 수 있으며, 이에 따라 광효율이 증대될 수 있다.
상기 내부 반사경(322)의 내부 표면에는, 알루미늄(Al)이 진공 증착 방법에 의해 코팅된 후 상기 알루미늄의 산화방지를 위해 표면에 도료가 코팅될 수도 있으며, 또는 고반사용 은분이 도장될 수도 있다.
상기 내부 반사경(322)의 표면에 알루미늄(Al)이 증착됨으로써, 상기 광원(321)으로부터 출력되는 광의 반사를 극대화시켜, 상기 광원(321), 즉, 발광다이오드(LED)의 수량이 최소화될 수 있다. 이에 따라, 종래와 비교할 때, 소비전력이 약 70%정도 절감될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 등명기가, 해상에 배치되는 등부표 등에 설치될 경우, 축전지의 용량 또는 수량, 또는 태양전지의 수량이 감소될 수 있기 때문에, 초기 설치비용과 유지보수 비용이 절감될 수 있다.
반사경을 이용하지 않는 종래의 등명기는, 소비전력 30W에서 700cd(백색 기준)를 만족하고 있으나, 본 발명에 따른 등명기는 소비전력 약 9W로 1,000cd를 만족시킬 수 있다. 이러한 규격은 해상용 등명기의 표준규격을 만족시킨다.
상기 내부 반사경(322)의 일측은 상기 지지대(310)에 장착되어 있고, 상기 내부 반사경(322)의 타측은, 상기 외부 반사경(324)과 연결되어 있으며, 상기 내부 반사경(322)과 상기 외부 반사경(324)의 사이에는 상기 내부렌즈(323)가 장착되어 있다.
상기 내부 반사경(322)의 내경은, 상기 일측으로부터 상기 타측으로 갈 수록 점점더 커진다. 상기 내부 반사경(322)은 네 개의 옆면, 상기 일측을 형성하는 일측면 및 상기 타측을 형성하는 타측면을 포함할 수 있다. 즉, 상기 내부 반사경(322)은 상기 타측면의 넓이가 상기 일측면의 넓이보다 큰 육면체 형상으로 형성될 수 있다.
상기 내부 반사경(322)은 포커스(FOCUS)를 채용하므로, 상기 광원(321)으로부터 출력된 광을 집광하여, 상기 외부 렌즈(325) 방향으로 반사시키는 기능을 수행할 수 있다. 이에 따라, 광 효율이 극대화될 수 있다.
다음, 상기 내부렌즈(323)는 상기 내부 반사경(322)과 상기 외부 반사경(324) 사이에 장착되어 있다.
상기 내부렌즈(323)는 상기 광원(321)으로부터 출력된 광이, 상기 외부렌즈(325)에 수직하게 입사될 수 있도록, 상기 광의 경로를 변경시킨다.
상기 내부렌즈(323)는 예를 들어, 아크릴 등으로 제조될 수 있다.
다음, 상기 외부 반사경(324)은 상기 내부렌즈(323)로부터 출력된 광을 유도하는 기능을 수행한다. 상기 외부 반사경(324)의 내부 표면에도, 알루미늄(Al)이 진공 증착 방법에 의해 코팅될 수도 있으며, 또는 고반사용 은분이 도장될 수도 있다.
다음, 상기 외부렌즈(325)는 상기 내부렌즈(323)로부터 전송된 광을 직선광으로 변경시킨다. 상기 외부렌즈(325)에 의해 광은 먼 거리까지 전송될 수 있다.
상기 외부렌즈(325)는 예를 들어, 아크릴 등으로 제조될 수 있다. 상기 외부렌즈(325)는 습기와 외부 충격으로부터 상기 광원(321), 상기 내부 반사경(322), 상기 내부렌즈(323) 및 상기 외부 반사경(324)을 보호하는 기능을 수행한다.
마지막으로, 상기 방열판(237)은 상기 광원(321)으로부터 발생되어 상기 인쇄회로기판(236)으로 전달된 열을 외부로 배출시키는 기능을 수행한다.
상기한 바와 같은 광원부(300)에 의하면, 상기 광원(321)을 둘러싸고 있는, 육면체 형태의 상기 내부 반사경(322)에 의해, 상기 광원(321)으로부터 출력된 광이, 상기 내부렌즈(323)를 통해 상기 외부렌즈(325) 방향으로 전달될 수 있다.
또한, 상기 내부 반사경(322) 및 상기 외부 반사경(325)의 내측 표면에는 알루미늄(Al)이 증착되어 있기 때문에, 반사효율이 증가되며, 이로 인해, 상기 내부렌즈(323)를 통해 상기 외부렌즈(325) 방향으로 전달되는 광의 양이 증가될 수 있다.
넷째, 상기 상부 커버(400)는 상기 광원부(300)의 상부에 장착되어, 상기 광원부(300)를 보호한다.
상기 광원부(300)를 구성하는 상기 외부렌즈(325)는, 상기 상부 커버(400)와 상기 하부 커버(200) 사이에 장착된다.
상기 상부 커버(400)는 열 방출이 용이하도록, 알루미늄(Al)과 같은 금속물질로 제조될 수 있으며, 또는, 열 방출시 변형이 없도록 강화 플라스틱(나일론6 + G/F 30%)으로 제조될 수도 있다.
다섯째, 상기 덮개부(500)는 상기 상부 커버(400)의 상단에 장착되어, 상기 상부 커버(400)를 포호한다.
상기에서 설명된 본 발명에 따른 등명기의 특징을 간단히 정리하면 다음과 같다.
본 발명은 발광다이오드(LED)에 밀착되어 체결되는 구조의 내부 렌즈(323)를 통해 광효율을 높임으로써, 소비전력이 낮아지더라도 상당한 밝기를 유지할 수 있도록 한다는 특징을 가지고 있다.
즉, 본 발명은, 소비전력을 낮추어 에너지를 절감하면서도, 광효율을 높일 수 있다. 부연하여 설명하면, 본 발명은 발광다이오드(LED)에 인접된 위치에 내부 렌즈(323)를 배치시킴으로써, 광의 효율을 높여 적은 소비전력에도 밝은 광효율을 낼 수 있다.
이를 위해 본 발명에서는, 상기 지지대(310)에 장착되는 상기 내부 반사경(322) 및 상기 외부 반사경(324) 사이에 상기 내부 렌즈(323)가 장착됨으로써, 상기 내부 반사경(322)의 하단부 중심에 장착되어 있는 상기 광원(321)과 상기 내부 렌즈(323) 사이의 거리가 밀착될 수 있다.
또한, 상기 내부 반사경(322)의 경사각 또는 길이를 조정하는 것에 의해, 상기 광원(321)과 상기 내부 렌즈(323) 간의 거리가 제어될 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같이, 광원(321)을 감싸고 있는 육면체 형태의 상기 내부 반사경(322), 상기 내부 반사경(322)과 상기 외부 반사경(324) 사이에 장착되는 상기 내부렌즈(323) 및 상기 내부 반사경(322)과 상기 외부 반사경(324)의 내측 표면에 증착되어 있는 알루미늄 등의 반사물질을 이용하여, 상기 광원(321)으로부터 출력된 광을, 손실없이, 상기 내부렌즈(323)를 통해 상기 외부렌즈(325) 방향으로 전송할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.　 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 하우징 200 : 하부 커버
300 : 광원부 400 : 상부 커버
500 : 덮개부

Claims (2)

  1. 내부에 제어 장치와 전원 공급장치가 구비되어 있는 하우징;
    상기 하우징에 장착되는 하부 커버;
    기둥형태로 형성되어 있는 지지대 및 상기 지지대의 외주면을 따라 장착되어 있는 복수의 발광모듈들을 포함하며, 상기 하부 커버 상에 장착되어 광을 출력하는 광원부;
    상기 광원부의 상부에 장착되는 상부 커버; 및
    상기 상부 커버의 상부에 제공되어, 상기 상부 커버를 보호하는 덮개부를 포함하며,
    상기 발광모듈들 각각은,
    인쇄회로기판에 장착되어 있으며, 상기 제어 장치의 제어에 따라 턴온 또는 턴오프되는 광원;
    상기 광원을 둘러싸고 있는 내부 반사경;
    상기 내부 반사경의 끝단에 장착되어 있는 내부렌즈;
    상기 내부렌즈를 감싸고 있는 외부 반사경; 및
    상기 외부 반사경의 외곽에서 상기 하부 커버와 상기 상부 커버 사이에 장착되어 있는 외부렌즈를 포함하고,
    상기 내부 반사경의 내부 표면에는 알루미늄이 진공 증착 방법에 의해 코팅된 후 상기 알루미늄의 산화방지를 위해 표면에 도료가 코팅되거나, 또는 상기 내부 반사경의 내부 표면에는 고반사용 은분이 도장되고,
    상기 내부 반사경의 내경은, 상기 광원과 인접되어 있는 일측으로부터 상기 내부렌즈가 장착되는 타측으로 갈수록 점점더 커지고,
    상기 내부 반사경은 네 개의 옆면, 상기 일측을 형성하는 일측면 및 상기 타측을 형성하는 타측면을 포함하고,
    상기 내부 반사경은 상기 타측면의 넓이가 상기 일측면의 넓이보다 큰 육면체 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반사경을 이용한 해상용 등명기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 반사경의 외부 표면에는, 알루미늄이 진공 증착 방법에 의해 코팅되거나, 또는 고반사용 은분이 도장되고, 상기 상부 커버 및 상기 하부 커버는 강화플라스틱으로 제조되는 것을 특징으로 하는 반사경을 이용한 해상용 등명기.

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