KR101378662B1 - 대류현상을 이용한 방열구조를 갖는 엘이디 등기구 - Google Patents

대류현상을 이용한 방열구조를 갖는 엘이디 등기구 Download PDF

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Abstract

본 발명은 보안등, 가로등 및 공원등 등으로 사용되어 대류현상을 이용하여 효과적인 방열구조를 갖도록 하면서도 전사광 및 후사광을 선택적으로 차단할 수 있는 대류현상을 이용한 방열구조를 갖는 엘이디 등기구에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예는 상부가 볼록하고 하부가 개방된 덮개 형상으로 구조물에 일단이 결합되는 결합부가 돌출되어 형성되며, 상부 중앙부에 상부 환기구가 통공되어 형성되고, 상부 환기구의 상부에서 일정간격 상부로 이격되어 위치하도록 다수의 지지대로 지지되는 상부 환기구보다 큰 단면을 갖는 차단판이 형성되는 덮개와; 판형상으로 덮개의 하부에 결합수단으로 결합되고, 중앙부에 사각형의 관통구가 형성되며, 관통구의 외측에 하부 환기구가 통공되어 형성되는 하부판과; 하부판의 상부면의 관통구의 상부에 설치되는 엘이디모듈과; 엘이디모듈의 열을 방열하기 위하여 엘이디모듈의 상부에 구성되는 방열판과; 관통구의 마주보는 양측면에 대하여 수직으로 위치하도록 볼트로 방열판에 결합되어, 관통구를 통하여 돌출 가능하도록 형성되는 판 형상의 전면 차광판 및 후면 차광판;으로 구성되어, 덮개와 하부판에 각각 형성된 상부 환기구 및 하부 환기구를 통해 공기가 통과하도록 하여 대류현상을 이용한 방열이 이루어지도록 형성된다.

Description

대류현상을 이용한 방열구조를 갖는 엘이디 등기구{LED lamp having radiant heat function of natural air convection type}
본 발명은 대류현상을 이용한 방열구조를 갖는 엘이디 등기구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보안등, 가로등 및 공원등 등으로 사용되어 대류현상을 이용하여 효과적인 방열구조를 갖도록 하면서도 전사광 및 후사광을 선택적으로 차단할 수 있는 대류현상을 이용한 방열구조를 갖는 엘이디 등기구에 관한 것이다.
최근에는 긴 수명, 우수한 내구성, 넓은 광의 컬러 선택 범위, 그리고, 높은 에너지 효율 때문에, LED(Light Emitting Diode)를 광원으로 이용하는 LED 모듈이 근래 개발되어 많이 이용되고 있다. 그러나, 이와 같은 LED 조명은 매우 좁은 영역에서 전기 에너지로부터 빛 에너지와 열 에너지로의 변환이 이루어지므로, 열의 집적도가 높다는 문제점이 있었다. 종래의 LED 조명은 기판 일면에 복수의 LED가 형성된 LED모듈과 열전도성이 큰 금속 재질의 방열판을 부착하여 이루어지지만, 방열판의 방열 면적에만 의존하기 때문에 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
발명의 배경이 되는 기술로는 특허등록 제1158695호 "대류 현상을 이용한 공기 순환 냉각 방식의 가로등 및 보안등용 엘이디 조명등"(특허문헌 1)이 있다. 상기 배경기술에서는 도 7에서와 같이 "하나 이상의 고휘도 LED 소자(31)와 metal PCB(36)로 구성된 LED 모듈(32)과 상기 LED 모듈로부터 방출되는 빛을 멀리 전달시켜주는 비구면 렌즈(33) 및 상기 비구면 렌즈를 잡아주는 렌즈 홀더(34)와 렌즈 홀더 커버(35)로 구성된 단위 광원 모듈(30); 하나 이상의 상기 단위 광원 모듈(30)을 장착하여 광원부(10)를 구성하는 조명등 상판(11); 상기 하나 이상의 단위 광원 모듈(30)로부터 발생하는 열을 방열부(20)로 전달해주는 하나 이상의 HEAT PIPE(12); 대류에 의한 공기의 순환을 고려하여 중앙에 공기 순환 통로(22)를 가지고 있는 하나 이상의 방열판(21) 및 상기 하나 이상의 방열판(21)에 끼워져 방열판(21)들을 정렬시키는 하나 이상의 가이드 핀(23)으로 구성된 방열부(20); LED 조명등 하판(40); LED 조명등을 설치하는데 사용되는 브라켓(50)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 대류 현상을 이용한 공기 순환 냉각 방식의 가로등 및 보안등용 엘이디 조명등."을 제안한다.
그러나 상기 배경기술은 대류를 이용한 방열구조를 갖지만, 그 구조가 복잡하여 일반적인 가로등 등에 적용하기 힘들뿐만 아니라 제작비용이 높은 문제점이 있었으며, LED에서 나오는 조사광을 선택적으로 차단하거나 조사되는 량을 조절할 수 없는 문제점이 있었다.
특허등록 제1158695호 "대류 현상을 이용한 공기 순환 냉각 방식의 가로등 및 보안등용 엘이디 조명등"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 상부 중앙부의 상부 환기구와 하부의 양측에 다양한 형태로 제작되는 하부 환기구가 구성되도록 하여 대류현상을 이용하여 효과적인 방열구조를 갖도록 하면서도, 차광판이 구성되어 전사광 및 후사광을 선택적으로 차단할 수 있어 빛의 차단이 필요한 설치 지역의 여건에 따라 전사광 또는 후사광의 차단 및 빛의 양을 조절할 수 있는 대류현상을 이용한 방열구조를 갖는 엘이디 등기구를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상부가 볼록하고 하부가 개방된 덮개 형상으로 구조물에 일단이 결합되는 결합부가 돌출되어 형성되며, 상부 중앙부에 상부 환기구가 통공되어 형성되고, 상부 환기구의 상부에서 일정간격 상부로 이격되어 위치하도록 다수의 지지대로 지지되는 상부 환기구보다 큰 단면을 갖는 차단판이 형성되는 덮개와; 판형상으로 덮개의 하부에 결합수단으로 결합되고, 중앙부에 사각형의 관통구가 형성되며, 관통구의 외측에 하부 환기구가 통공되어 형성되는 하부판과; 하부판의 상부면의 관통구의 상부에 설치되는 엘이디모듈과; 엘이디모듈의 열을 방열하기 위하여 엘이디모듈의 상부에 구성되는 방열판과; 관통구의 마주보는 양측면에 대하여 수직으로 위치하도록 볼트로 방열판에 결합되어, 관통구를 통하여 돌출 가능하도록 형성되는 판 형상의 전면 차광판 및 후면 차광판;으로 구성되어, 덮개와 하부판에 각각 형성된 상부 환기구 및 하부 환기구를 통해 공기가 통과하도록 하여 대류현상을 이용한 방열이 이루어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 대류현상을 이용한 방열구조를 갖는 엘이디 등기구를 제공하고자 한다.
또한, 하부 환기구는 글자 또는 그림을 형상화하도록 통공되어 형성되는 것을 특징으로 하는 대류현상을 이용한 방열구조를 갖는 엘이디 등기구를 제공하고자 한다.
또한, 전면 차광판 및 후면 차광판의 양측부에는 긴 장공형상의 가이드구가 형성되거나, 일정간격으로 결합공이 통공되어 형성되는 것을 특징으로 하는 대류현상을 이용한 방열구조를 갖는 엘이디 등기구를 제공하고자 한다.
본 발명의 대류현상을 이용한 방열구조를 갖는 엘이디 등기구는 상부 중앙부의 상부 환기구와 하부의 양측에 다양한 형태로 제작되는 하부 환기구가 구성되도록 하여 대류현상을 이용하여 효과적인 방열구조를 갖도록 하면서도, 차광판이 구성되어 전사광 및 후사광을 선택적으로 차단할 수 있어 빛의 차단이 필요한 설치 지역의 여건에 따라 전사광 또는 후사광의 차단 및 빛의 양을 조절할 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 대류현상을 이용한 방열구조를 갖는 엘이디 등기구의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 대류현상을 이용한 방열구조를 갖는 엘이디 등기구의 저면도이다.
도 3은 상기 도 1의 결합상태의 단면도이다.
도 4는 상기 도 3에서의 전면 차광판(50a) 및 후면 차광판(50b)의 작동상태를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 전면 차광판(50a) 및 후면 차광판(50b)의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 대류현상을 이용한 방열구조를 갖는 엘이디 등기구의 공기 흐름도이다.
도 7은 종래의 대류 현상을 이용한 공기 순환 냉각 방식의 가로등 및 보안등용 엘이디 조명등의 단면도이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이하 바람직한 실시예에 따라 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 대류현상을 이용한 방열구조를 갖는 엘이디 등기구의 분해 사시도이다.
도 1에서와 같이, 본 발명의 대류현상을 이용한 방열구조를 갖는 엘이디 등기구(1)는 가로등 등주 등의 구조물에 결합되는 덮개(10)와, 덮개(10)의 하부에 구성되며 엘이디모듈(30) 및 방열판(40)이 형성된 하부판으로 구성되며, 덮개(10)와 하부판(20)에는 각각 상부 환기구(11)와 하부 환기구(21)가 통공되도록 하여 덮개(10)와 하부판(20)에 각각 형성된 상부 환기구(11) 및 하부 환기구(21)를 통해 공기가 통과하도록 하여 대류현상을 이용한 방열이 이루어지도록 한다.
이때, 수직으로 이동설치가 가능하도록 판 형상의 전면 차광판(50a) 및 후면 차광판(50b)을 구성하여 엘이디모듈(30)에서 조사되는 전사광 및 후사광을 선택적으로 차단할 수 있어 빛의 차단이 필요한 설치 지역의 여건에 따라 전사광 또는 후사광의 차단 및 빛의 양을 조절할 수 있도록 한다.
덮개(10)는 상부가 볼록하고 하부가 개방된 일반적인 덮개 형상으로 형성된다. 덮개(10)의 일측면에는 가로등 등주 등의 구조물에 결합이 용이하도록 결합부(14)가 돌출되어 형성되며, 돌출부의 내부로 전선 등이 관통하여 연결되도록 한다.
덮개(10)의 중앙 상부에는 상부 환기구(11)가 통공되어 형성되도록 하여, 엘이디모듈(30) 및 방열판(40)에서 발생되는 열을 내부에 축적되지 않도록 상부 환기구(11)를 통하여 외부로 발산되도록 한다. 또한, 후술하는 하부 환기구(21)와 함께 공기가 통과하도록 하여 대류현상을 이용한 방열이 이루어지도록 한다.
덮개(10)는 상부가 볼록한 유선형으로 형성되는데, 상부 환기구(11)의 상측으로 이동되는 공기가 덮개(10) 내부면을 따라 빠른 유속을 갖게 됨으로써 덮개(10)의 내부 공기가 상부 환기구(11)를 통해 유출되는 경우, 내부의 더운 공기를 빠르게 외부로 배출시킬 수 있어 방열효과를 더욱 증대시킬 수 있게 된다.
상부 환기구(11)는 덮개(10)의 상부에 위치하므로 외기에 노출되어 비, 눈 등이 직접 내부로 들어올 수 있기 때문에 상부 환기구(11)의 상부에는 차단판(12)을 형성하도록 한다. 차단판(12)은 상부 환기구(11)의 크기보다 큰 판형상으로 형성되며 상부 환기구(11)와 일정간격 수직으로 이격되도록 하고 차단판(12)의 외주연에서 하부로 다수의 지지대(13)를 연결하여 구성하도록 한다.
차단판(12)이 상부 환기구(11)의 상면에서 이격되게 설치됨에 따라 상부 환기구(11)에 대응되는 상부 환기구(11) 상측만을 커버하게 되어 상부 환기구(11)를 통과한 공기는 덮개(10)와 차단판(12)의 이격공간을 통해 외부로 빠져나가게 된다.
덮개(10)는 하부판(20)을 덮는 역할을 하는데, 하부판(20)에는 엘이디모듈(30) 및 방열판(40)이 고정 설치된다. 덮개(10)와 하부판(20)의 결합은 덮개(10)의 내주연에 결합홈을 형성하고 하부판(20)을 끼워 넣거나, 볼트 결합, 힌지 결합 등 다양한 공지의 결합방법을 이용하여 결합할 수 있다.
도 2는 본 발명의 대류현상을 이용한 방열구조를 갖는 엘이디 등기구의 저면도이다.
도 2에서와 같이, 하부판(20)은 중앙부에 사각형의 관통구(22)가 통공되어 형성되는데, 관통구(22)는 엘이디모듈(30)에서 조사되는 빛이 관통되도록 하며, 관통구(22)에는 별도로 투명의 덮개판이 결합될 수도 있으며, 엘이디모듈(30)의 하부에 덮개판을 형성하도록 하고 관통구(22)에는 덮개판을 구성하지 않도록 할 수도 있다.
하부판(20)의 관통구(22)의 외측에는 하부 환기구(21)가 통공되어 형성된다.
하부 환기구(21)는 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 특히, 글자 또는 그림을 형상화하도록 통공하여 형성할 수도 있다. 이와 같이, 글자 또는 그림 등을 형상화하도록 함으로써, 환기의 기능과 함께, 광고 등의 기능도 동시에 할 수 있는 효과가 있다.
하부판(20)의 상부면에는 엘이디모듈(30)이 고정 설치된다. 엘이디모듈(30)은 하부판(20)의 관통구(22)의 상부에 위치하여 엘이디모듈(30)에서 조사되는 빛이 관통구(22)를 관통하도록 한다. 엘이디모듈(30)은 측단부를 하부판(20)의 상부에 고정시켜 고정하도록 할 수 있다. 엘이디모듈(30)은 기판 및 기판에 장착된 엘이디 전구로 이루어지며, 엘이디전구가 장착된 기판의 하부면을 커버하도록 투명의 덮개판이 형성될 수 있다.
도 3은 상기 도 1의 결합상태의 단면도이다.
도 3에서와 같이, 엘이디모듈(30)의 상부에는 방열판(40)이 구성된다. 방열판(40) 방열구조를 갖는 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 하부면이 엘이디모듈(30)의 상부면에 면접하게되며, 상부 및 측부로 열을 발산하도록 한다.
방열판(40)은 엘이디모듈(30)로부터 발생된 열을 방열하도록 구비되는 것으로, 일반적으로 열 전도율이 좋고 공기와의 접촉면적을 최대로 높이기 위해 알루미늄을 이용하여 판체를 형성하고, 이 판체에 수개의 방열편이 일정 간격을 두고 수직방향으로 형성되게 압출 성형 또는 프레스 성형되어 있다.
방열판(40) 역시 하부판(20)의 관통구(22)의 상부에 위치하기 때문에, 관통구(22)의 외측에 형성된 하부 환기구(21)를 통과한 차가운 공기가 방열판(40)의 측면 및 상부를 통과하여 덮개(10)의 상부 환기구(11)를 관통하여 배출되기 때문에 방열판(40)을 효과적으로 냉각시킬 수 있는 것이다.
또한, 방열판(40)에 수직으로 이동설치가 가능하도록 판 형상의 전면 차광판(50a) 및 후면 차광판(50b)을 구성하여 엘이디모듈(30)에서 조사되는 전사광 및 후사광을 선택적으로 차단할 수 있도록 하여 빛의 차단이 필요한 설치 지역의 여건에 따라 전사광 또는 후사광의 차단 및 빛의 양을 조절할 수 있도록 한다.
도 4는 상기 도 3에서의 전면 차광판(50a) 및 후면 차광판(50b)의 작동상태를 도시한 단면도이다.
전면 차광판(50a) 및 후면 차광판(50b)은 사각 판 형상으로 수직방향으로 관통구(22)의 마주보는 양측면에 대하여 수직으로 위치하도록 볼트(51)로 방열판(40)에 결합된다. 이때, 전면 차광판(50a) 및 후면 차광판(50b)이 결합되는 위치를 조절하여 엘이디모듈(30)에서 조사되는 빛을 도 4a 와 같이 전면 차광판(50a)만을 수직으로 내려 고정하여 전사광을 차단할 수 있고, 도 4b 와 같이 후면 차광판(50b)만을 수직으로 내려 고정하여 후사광을 차단할 수 있으며, 4c에서와 같이, 전면 차광판(50a) 및 후면 차광판(50b)을 모두 수직으로 내려 결합하도록 하여 전면 및 후면 2방향에서 차단할 수 있으며, 차단되는 높이를 조절하여 조사되는 양을 조절할 수도 있다.
즉, 전면 차광판(50a) 및 후면 차광판(50b)은 방열판(40)에 결합되되, 수직방향으로 필요한 높이로 조절하여 결합하도록 하는 것이다.
도 5는 본 발명의 전면 차광판(50a) 및 후면 차광판(50b)의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.
이때, 전면 차광판(50a) 및 후면 차광판(50b)의 양측부에는 도 1에서와 같이, 긴 장공형상의 가이드구(52)를 형성하거나, 도 5에서와 같이, 일정간격으로 결합공(53)이 통공되어 형성되도록 하여, 방열판(40)에 볼트(51)를 이용하여 결합함으로써 전면 차광판(50a) 및 후면 차광판(50b)의 높이 조절이 용이하도록 한다.
도 6은 본 발명의 대류현상을 이용한 방열구조를 갖는 엘이디 등기구의 공기 흐름도이다.
도 6에서와 같이, 관통구(22)의 외측에 형성된 하부 환기구(21)를 통과한 차가운 공기가 방열판(40)의 측면 및 상부를 통과하여 덮개(10)의 상부 환기구(11)로 향하게 되고, 덮개(10)는 상부가 볼록한 유선형으로 형성되기 때문에 상부 환기구(11)의 상측으로 이동되는 공기가 덮개(10) 내부면을 따라 빠른 유속을 갖게 되면서 상부 환기구(11)를 통해 유출되기 때문에 내부의 더운 공기를 빠르게 외부로 배출시킬 수 있어 방열효과를 더욱 증대시킬 수 있게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 대류현상을 이용한 방열구조를 갖는 엘이디 등기구는 상부 중앙부의 상부 환기구와 하부의 양측에 다양한 형태로 제작되는 하부 환기구가 구성되도록 하여 대류현상을 이용하여 효과적인 방열구조를 갖도록 하면서도, 차광판이 구성되어 전사광 및 후사광을 선택적으로 차단할 수 있어 빛의 차단이 필요한 설치 지역의 여건에 따라 전사광 또는 후사광의 차단 및 빛의 양을 조절할 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.
지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
1 : 엘이디 등기구
10 : 덮개
11 : 상부 환기구
12 : 차단판
13 : 지지대
14 : 결합부
20 : 하부판
21 : 하부 환기구
22 : 관통구
30 : 엘이디모듈
40 : 방열판
50a : 전면 차광판
50b : 후면 차광판
51 : 볼트
52 : 가이드구
53 : 결합공

Claims (4)

  1. 상부가 볼록하고 하부가 개방된 덮개 형상으로 구조물에 일단이 결합되는 결합부(14)가 돌출되어 형성되며, 상부 중앙부에 상부 환기구(11)가 통공되어 형성되고, 상부 환기구(11)의 상부에서 일정간격 상부로 이격되어 위치하도록 다수의 지지대(13)로 지지되는 상부 환기구(11)보다 큰 단면을 갖는 차단판(12)이 형성되는 덮개(10)와;
    판형상으로 덮개(10)의 하부에 결합수단으로 결합되고, 중앙부에 사각형의 관통구(22)가 형성되며, 관통구(22)의 외측에 하부 환기구(21)가 통공되어 형성되는 하부판(20)과;
    하부판(20)의 상부면의 관통구(22)의 상부에 설치되는 엘이디모듈(30)과;
    엘이디모듈(30)의 열을 방열하기 위하여 엘이디모듈(30)의 상부에 구성되는 방열판(40)과;
    관통구(22)의 마주보는 양측면에 대하여 수직으로 위치하도록 볼트(51)로 방열판(40)에 결합되어, 관통구(22)를 통하여 돌출 가능하도록 형성되는 판 형상의 전면 차광판(50a) 및 후면 차광판(50b);으로 구성되어,
    덮개(10)와 하부판(20)에 각각 형성된 상부 환기구(11) 및 하부 환기구(21)를 통해 공기가 통과하도록 하여 대류현상을 이용한 방열이 이루어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 대류현상을 이용한 방열구조를 갖는 엘이디 등기구.
  2. 청구항 1에 있어서,
    하부 환기구(21)는 글자 또는 그림을 형상화하도록 통공되어 형성되는 것을 특징으로 하는 대류현상을 이용한 방열구조를 갖는 엘이디 등기구.
  3. 청구항 1에 있어서,
    전면 차광판(50a) 및 후면 차광판(50b)의 양측부에는 긴 장공형상의 가이드구(52)가 형성되는 것을 특징으로 하는 대류현상을 이용한 방열구조를 갖는 엘이디 등기구.
  4. 청구항 1에 있어서,
    전면 차광판(50a) 및 후면 차광판(50b)의 양측부에는 일정간격으로 결합공(53)이 통공되어 형성되는 것을 특징으로 하는 대류현상을 이용한 방열구조를 갖는 엘이디 등기구.
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