KR100862540B1

KR100862540B1 - 가로등용 엘이디 램프

Info

Publication number: KR100862540B1
Application number: KR1020080038765A
Authority: KR
Inventors: 이위재
Original assignee: 이위재
Priority date: 2008-04-25
Filing date: 2008-04-25
Publication date: 2008-10-09
Also published as: WO2009131372A3; WO2009131372A2

Abstract

본 발명은 광원으로 LED를 사용하여 전력소모를 현저하게 줄이면서도, 집광렌즈를 사용하여 빛의 선명도와 조도(照度)를 향상시킬 뿐만 아니라, 기존 시설에서 램프만 교체함으로써 기존에 사용해오던 가로등 시설을 그대로 이용할 수 있는 가로등용 LED 램프에 관한 것이다.

본 발명에 따른 가로등용 LED 램프는, 균일하게 배치된 다수개의 LED를 실장한 LED 모듈, 상기 LED 모듈에 결합되고 각각의 LED에 대응되게 집광렌즈를 배치시켜 렌즈 전체를 일체화한 렌즈모듈, 상기 LED 모듈에서 발생하는 열을 방출시키기 위한 방열기, 상기 LED에 전원을 공급하기 위한 소켓부를 포함하여 구성되는 것을 구성적 특징으로 한다.

가로등, 엘이디, 집광렌즈, 방열핀, 렌즈모듈

Description

가로등용 엘이디 램프{LED lamp for street light}

본 발명은 가로등용 LED 램프에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 광원으로 LED를 사용하여 전력소모를 현저하게 줄이면서도, 집광렌즈를 사용하여 빛의 선명도와 조도(照度)를 향상시킬 뿐만 아니라, 기존 시설에서 램프만 교체함으로써 기존에 사용해오던 가로등 시설을 그대로 이용할 수 있는 가로등용 LED 램프에 관한 것이다.

가로등은 가로(街路) 교통의 안전과 보안을 위하여 가로를 따라서 설치한 조명시설로, 고속도로, 시가지의 주요도로, 상업지구 도로, 주택지구 도로, 공원 등 설치장소에 따라 다양한 종류가 사용된다. 가로등 전주의 형식에도 여러 가지가 있는데, 전주의 끝에 등을 다는 하이웨이형, 전주의 끝부분에 가로로 가지를 뻗게 하여 거기에 등을 다는 브래킷형, 전주의 꼭대기에 등을 다는 주두형(柱頭型) 등이 있고, 광원(光源)으로는 고압수은등, 형광등, 나트륨등, 메탈할라이트(Metal Halide) 램프 등이 사용된다.

가로등으로 출현한 기술은 수없이 많은데, 그 중 하나의 예를 들면 실용신안등록 제389219호 "가로등"인데, 도 1을 참조하여 간략히 설명하면, 지주의 상부에 배치되는 투광기(1)의 내부에 램프(2), 반사갓(3), 막음구(4) 및 안정기(5)를 배치하고 커버(9)를 체결하여 구성되고, 램프(2)는 일측에 위치하는 소켓(7)에 결합되며, 안정기(5)는 투광기(1) 내에서 격벽(6)으로 구획된 공간에 배치되도록 구성되어 있다.

상기한 종래의 기술적 구성은 투광기 내부를 격벽으로 구획하여 일측 공간에 안정기를 배치하고 타측 공간에 램프 및 반사갓을 배치시킨 구조로 램프의 교체 및 수리가 간편하도록 한 것인데, 커버가 완전 밀폐되도록 체결할 수 없기 때문에 날 벌레나 각종 이물질이 투광기 내부로 침입하여 반사효율이 저하되는 문제점이 발생됨은 물론 냉·온 차이에 따른 습기도 발생하여 조도효율이 저하되고, 또한 램프의 교체나 수리시에 등기구 커버를 분리한 후 다시 조립하여야 하므로 구조적으로 복잡하다는 문제점이 있다.

또, 안정기는 통상 가로등 전주의 하단부에 내장되어 사용되기 때문에 장마나 홍수 등에 의한 침수시 누전ㆍ감전 등의 사고가 빈번히 발생하고, 안정기 주변에 차단스위치 및 전선연결용 단자를 고정하는 기판이 설치되는 등 안정기의 교체나 점검, 수리, 설치작업 등을 하기가 매우 까다로운 문제가 있을 뿐만 아니라 가 로등의 전주 하단부에 안정기를 내장해야 하기 때문에 전주의 하단부 직경이 최소 220㎜가 되어야 하므로 전주의 크기가 커져서 외관도 좋지 않고 제작 및 설치비용도 많이 드는 문제가 있다.

한편, 일반적으로 가로등에 사용되는 광원으로, 나트륨등은 연색성(演色性, color rendering)이 떨어져 사물의 색감이 떨어질 뿐만 아니라 광원에서 일정 거리 이격되면 조도가 현저히 떨어지는 문제점이 있고, 형광등은 빛이 부드럽고 열을 거의 수반하지 않는 이점과 백열등에 비해 소모전력도 적다는 이점은 있으나, 전압이 높으면 흑화(黑化)가 진행되어 수명이 짧아지고 전압이 낮으면 점등되지 않으며, 점멸 횟수가 많아짐에 따라 그만큼 수명이 단축되고, 주위의 온도에 의하여 특성이 변동하고, 0∼40℃ 범위 외에서는 점등하기 어렵고 밝기도 저하하며, 수명이 지난 형광등은 열화하여 광속(光束)이 감퇴하므로 비경제적이다.

그러나, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 가로등 전체를 교체하기에는 막대한 비용이 발생하므로 종래 가로등 시설, 즉 지주 및 투광기를 그대로 이용하면서 조도(照度)를 대폭 향상시키면서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 가로등의 개발이 절실하다고 하겠다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은, 광원으로 LED를 사용하여 전력소모를 현저하게 줄이면서도, LED를 실장한 LED 모듈을 집광렌즈와 일체로 결합시킴으로써 램프를 덮기 위한 별도의 커버가 필요하지 않아 구조도 간단할 뿐만 아니라 빛이 선명하고 조도(照度)가 높으며, 기존 시설에서 램프만 교체함으로써 기존에 사용해오던 가로등 시설을 그대로 이용할 수 있는 가로등용 LED 램프를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 가로등용 LED 램프는, 균일하게 배치된 다수개의 LED를 실장한 LED 모듈, 상기 LED 모듈에 결합되고 각각의 LED에 대응되게 집광렌즈를 배치시켜 렌즈 전체를 일체화한 렌즈모듈, 상기 LED 모듈에서 발생하는 열을 방출시키기 위한 방열기, 상기 LED에 전원을 공급하기 위한 소켓부를 포함하여 구성되고, 상기 방열기는, LED 모듈에 결합되는 반원기둥 형상의 제1방열부와, 일측이 상기 제1방열부에 결합되며, 타측으로는 상기 소켓부가 결합되고 일측이 밀폐된 원기둥 형상의 제2방열부로 구성되고, 상기 제1방열부는, LED 모듈이 결합되는 반원기둥의 평판부에는 다수의 방열구멍이 형성되고, 반원기둥의 구면부에는 다수의 방열핀이 형성되며, 상기 제2방열부의 외측으로는 다수의 방열핀이 형성되고, 상기 LED 모듈과 제1방열부의 평판부 사이에는 밀봉가스켓을 삽입하여 결합시키는 것을 구성적 특징으로 한다.

삭제

이상에서 설명한 것과 같은 본 발명에 따른 가로등용 LED 램프는, 광원으로 LED를 사용했기 때문에 전력소모가 현저하게 줄어들고, LED를 실장한 LED 모듈을 집광렌즈와 일체로 결합시킴으로써, 렌즈가 광(光)을 모아 확산시킴은 물론 커버 역할도 하기 때문에 램프를 덮기 위한 별도의 커버가 필요하지 않아 구성도 간단할 뿐만 아니라 빛이 선명하고 조도(照度)가 높으며, 기존 시설에서 램프만 교체함으로써 기존에 사용해오던 가로등 시설을 그대로 이용할 수 있어 경제적이다.

또한, 본 발명에 따른 가로등용 LED 램프는, LED를 사용하기 때문에 일반 가로등과 같이 불이 켜질 때까지 오랫동안 기다릴 필요없이 스위치가 on 되는 순간 즉시 점등되고, 점등시 깜박거림이나 웅웅거리는 잡음이 없으며, 고압을 사용하지 않기 때문에 높은 전압으로 인한 먼지가 쌓여 전등갓이 시커멓게 변해 조도를 감소시키는 일이 없으며, LED를 점등시키기 위하여 AC를 DC로 변환시키기 위한 콘버터를 내장하고 있어서 별도의 콘버터가 필요하지 않고, 기존에 가로등 전주에 내장시켰던 부품들을 램프에 내장시켰기 때문에 가로등 전주를 슬림화할 수 있어서 제작 및 설치비용이 적게 들 뿐만 아니라 외관도 아름답다.

본 발명에 따른 가로등용 LED 램프는, 균일하게 배치된 다수개의 LED를 실장한 LED 모듈(10'), 상기 LED 모듈(10')에 결합되고 각각의 LED에 대응되게 집광렌즈를 배치시켜 렌즈 전체를 일체화한 렌즈모듈(10), 상기 LED 모듈(10')에서 발생하는 열을 방출시키기 위한 방열기(12), 상기 LED에 전원을 공급하기 위한 소켓부(14)를 포함하여 구성된다.

렌즈모듈(10)은 각각 광학렌즈인 집광렌즈를 일체화시킨 것으로, 그 형상은 장방형이며, 도 2에 도시한 것과 같은 제1실시예에서는 렌즈모듈(10)을 1개만 구비하지만, 도 4와 5에 도시한 것과 같은 제2실시예에서는 렌즈모듈(10)을 2∼6개, 즉 짝수개씩을 배치할 수도 있다.

도 2와 3에 도시한 제1실시예의 방열기(12)에 대하여 설명하면, 방열기(12)는, LED 모듈(10')에 볼트와 같은 결합수단에 의해 결합되는 반원기둥 형상의 제1방열부(12a)와, 일측이 밀폐된 원기둥 형상의 제2방열부(12c)로 구성되는데, 제2방열부(12c)는 밀폐된 측은 제1방열부(12a)에 볼트 등 결합수단에 의해 결합되고, 타측(밀폐된 측의 반대측)으로는 소켓부(14)가 결합된다. 제1방열부(12a)는, LED 모듈(10')이 결합되는 반원기둥의 평판부에는 LED에서 발생되는 열을 방출시키기 위하여 다수의 방열구멍(12b)이 형성되고, 반원기둥의 구면부에는 일측 단부(端部)가 개방되고 내부와 외부로 다수의 방열핀이 형성되며, 방열효과를 높이기 위하여 구 면부에는 길이방향으로 3∼5개의 슬릿을 형성하여 구면부를 분할할 수도 있다. 또한 제2방열부(12c)는 일측이 밀폐된 원기둥 형상인데, 외측으로는 다수의 방열핀이 형성되고, 상기 제2방열부(12c)는 제1방열부(12a)보다 길이를 짧게 형성한다.

본 발명에 따른 LED 램프는, 가로등에 설치된 LED 램프에 빗물이나 기타 이물질이 들어가는 것을 방지하기 위한 별도의 커버를 설치하지 않는 것이기 때문에 누수가 발생하여 LED 램프에 물 또는 습기 들어가거나 이물질이 들어가지 않도록 하기 위하여 LED 모듈(10')과 방열기의 제1방열부(12a) 사이에는 실리콘 등으로 된 밀봉가스켓(11)을 더 구비하는 것이 바람직하다.

소켓부(14)에는 외부 전원을 받아 LED 모듈(10')에 전원을 공급해주는 전원부(13)가 내장되어 있는데, 전원부(13)에는 AC를 DC로 변환해주는 콘버터와 안정기도 포함되어 있고, 이와 같은 각 부품의 기술은 이 기술분야에서 공지되어 있으므로 상세한 설명은 생략한다. 이와 같이 소켓부를 통해 전원을 공급받기 때문에 기존에 설치되어 사용되고 있는 고압수은등, 형광등, 나트륨등, 메탈할라이트 램프를 빼내고 본 발명의 LED 램프를 교체하여 기존 시설을 그대로 사용하면 된다. 만일 안정기 등이 가로등 전주에 내장된 시설이라면 전주에 내장된 안정기 등의 부품을 제거한 후 램프만 교체하면 될 것이다.

또한 LED 모듈(10')은 PCB 기판의 저면에 전원 공급 및 제어 신호 전달을 위 한 패턴이 각각 형성되고 저항이 배치되며, RGB(Red, Green, Blue)의 색상을 갖는 LED가 순차적으로 일렬로 상면에 실장되는데, LED를 일정 그룹별로 점등을 제어하도록 복수의 컨트롤 IC, 콘버터나 안정기 등을 실장시킬 수도 있다.

도 4와 5는 제2실시예를 도시한 것인데, 제2실시예는 LED모듈과 집광렌즈가 일체로 형성된 렌즈모듈(20)이 방열기(22)의 하부에 각각 결합되고, 2∼6개의 방열기(22)를 케이스(22b)에 수용하여 구성되며, 소켓을 통해 전원을 공급받는 것이 아니고, 전원선이 접촉단자를 통해 전원판(23)에 직접 연결되는 형태이다.

방열기(22)의 구성을 설명하면, 방열기의 상부에는 방열핀(22a)이 형성되고 하부에는 LED모듈과 집광렌즈가 일체로 형성된 렌즈모듈(20)이 결합되며, 상부와 하부 사이에는 공간부가 형성되어 있으며, 방열기(22)는 알루미늄과 같이 가벼우면서도 열전달효율이 우수한 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

제2실시예는, 가로등 전주(25)에 LED 램프의 후단부(24)를 끼우고 홀드후프(Hold hoop; 24b)로 조여서 램프를 고정시킨 다음, 뚜껑(24a)을 끼워서 설치한다. 후단부(24)에는 도 5 (c)와 (d)에세 도시된 바와 같이, 외부 전원이 인입되어 전원판(23)에 전류를 공급하며, 후단부(24) 내부에는 AC를 DC로 변환해주는 콘버터나 안정기 등이 포함되어 있고, 후단부(24)를 덮는 뚜껑부에도 방열핀(22c)을 형성하는 것이 바람직하며, 콘버터나 안정기 등은 LED를 실장한 기판에 배치할 수도 있 을 것이다.

제1실시예와 제2실시예 모두는, 적절한 개소에 조도센서를 부착하여 외부의 밝고 어두운 정도에 따라 자동으로 가로등을 on/off 해주는 센서식, 또는 외부의 점·소등 제어기에서 발신되는 전파를 수신하여 작동되거나 타이머 방식 등 필요에 따라 얼마든지 선택할 수 있을 것이다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 종래의 가로등을 설명하기 위한 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 가로등용 LED 램프의 제1실시예를 도시한 도면이다.

도 3은 도 2의 방열 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 본 발명에 따른 가로등용 LED 램프의 제2실시예를 도시한 도면이다.

도 5는 도 4의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 렌즈모듈 10' : LED 모듈

11 : 밀봉가스켓 12, 22 : 방열기

13, 23 : 전원부 14 : 소켓부

Claims

균일하게 배치된 다수개의 LED를 실장한 LED 모듈;

상기 LED 모듈에 결합되고, 각각의 LED에 대응되게 집광렌즈를 배치시켜 렌즈 전체를 일체화한 렌즈모듈;

상기 LED 모듈에서 발생하는 열을 방출시키기 위한 방열기;

상기 LED에 전원을 공급하기 위한 소켓부;

를 포함하여 구성되고, 상기 방열기는, 상기 LED 모듈에 결합되는 반원기둥 형상의 제1방열부와, 일측이 상기 제1방열부에 결합되며, 타측으로는 상기 소켓부가 결합되고 일측이 밀폐된 원기둥 형상의 제2방열부로 구성되고, 상기 제1방열부는, LED 모듈이 결합되는 반원기둥의 평판부에는 다수의 방열구멍이 형성되고, 반원기둥의 구면부에는 다수의 방열핀이 형성되며, 상기 제2방열부의 외측으로는 다수의 방열핀이 형성되고, 상기 LED 모듈과 제1방열부의 평판부 사이에는 밀봉가스켓을 삽입하여 결합시키는 것을 특징으로 하는 가로등용 LED 램프.
삭제
삭제
제1항에 있어서,

상기 제1방열부의 구면부는 방열효과를 높이기 위하여 3∼5개의 슬릿을 형성하여 구면부를 분할해 놓은 것을 특징으로 하는 가로등용 LED 램프.
삭제
제1항에 있어서,

상기 소켓부에는 외부 전원을 받아 LED 모듈에 전원을 공급해주는 전원부가 내장되고, 상기 전원부에는 AC를 DC로 변환해주는 콘버터를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 가로등용 LED 램프.
균일하게 배치된 다수개의 LED를 실장한 LED 모듈;

상기 LED 모듈에 결합되고, 각각의 LED에 대응되게 집광렌즈를 배치시켜 렌즈 전체를 일체화한 렌즈모듈;

하부에 상기 렌즈모듈이 결합되고, 상부에는 방열핀이 형성되며, 상부와 하부 사이에는 공간부가 형성된 방열기;

상기 방열기를 수용하는 케이스;

상기 LED에 전원을 공급하기 위한 전원부;

램프 전체를 지주에 고정 결합시키기 위한 홀드후프(Hold hoop);

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가로등용 LED 램프.
제7항에 있어서,

상기 렌즈모듈은 2∼6개 배치된 것을 특징으로 하는 가로등용 LED 램프.
제7항에 있어서,

상기 전원부에는 AC를 DC로 변환해주는 콘버터를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 가로등용 LED 램프.