KR101404476B1 - 개량형 ｌｅｄ 방폭등 렌즈 및 이를 이용한 방폭등 - Google Patents

개량형 ｌｅｄ 방폭등 렌즈 및 이를 이용한 방폭등 Download PDF

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Abstract

배광각을 증가시켜 작업면의 균제도와, 광효율이 향상되도록 하여 조명 기구의 설치대수를 감소시킴으로써, 협소한 선박에 효율적인 조명 시스템을 제공할 수 있는 개량형 LED 방폭등 렌즈 및 이를 이용한 방폭등을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 평판 형상의 렌즈 본체부; 및 상기 렌즈 본체부에 일정 간격으로 형성한 홈부를 포함하고, 상기 홈부는 원뿔 형상인 것을 특징으로 한다. 본 발명은 개량형 LED 방폭등 렌즈는 배광각을 증가시켜 작업면의 균제도와, 광효율이 향상시킬 수 있고, 방폭등의 설치 개수를 감소시킴으로써, 설치 및 유지 보수 비용을 감소시킬 수 있으며, 본 발명에 따른 개량형 LED 방폭등 렌즈를 이용한 방폭등은 협소한 선박에 효율적인 조명 시스템을 제공할 수 있는 장점이 있다.

Description

개량형 ＬＥＤ 방폭등 렌즈 및 이를 이용한 방폭등 {IMPROVED LANS FOR EXPLOSION PROOF LED LAMP AND EXPLOSION PROOF LED LAMP USING THE SAME}
본 발명은 개량형 LED 방폭등 렌즈 및 이를 이용한 방폭등에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 배광각을 증가시켜 작업면의 균제도와, 광효율이 향상되도록 하여 조명 기구의 설치대수를 감소시킴으로써, 협소한 선박에 효율적인 조명 시스템을 제공할 수 있는 개량형 LED 방폭등 렌즈 및 이를 이용한 방폭등에 관한 것이다.
주지한 바와 같은 방폭등은 특수한 환경에서 사용되는 조명장치로서, 가연성 가스 및 증기 또는 분진에 의한 폭발 위험이 있는 곳이나 각종 인화성 물질을 취급하는 공장, 원자력 발전소 등의 상시 위험성이 상존하는 지역 또는 오랜 시간 바다를 항해하는 선박이나 잠수함 등에 설치된다.
특히, 위험 지역은 NEC(National Electric Code) 또는 IEC(International Electro-technical Committe)에서 위험 상태에 따라 위험 장소를 대략 '0'종, '1'종, '2'종 장소로 구분하여 분류되고, 이러한 위험 지역 중 '0'종과 '1'종 장소는 항상 화재, 폭발 및 열 발생으로 인한 위험성이 높아, 사용되는 전기기구는 대개 방폭 구조를 가지도록 규정되어 있다.
폭발성 가스는 조명기구를 점멸할 때 일어나는 팽창과 수축에 의해 생긴 작은 틈새로 침투할 수 있어 기구를 밀폐하더라도 방폭의 효과를 얻기가 쉽지 않다. 일반적인 방폭등은 기구 내부에 폭발성 가스가 침투해서 폭발을 일으키더라도 인화되지 않도록 주위에 공기가 불활성 가스를 유입시킨 것이다. 이러한 방폭등은 일반적으로 백열등, 형광등, 삼파장등 등을 광원으로 사용하기 때문에 크기가 크고 전력소비가 많은 문제점이 있다.
최근에는 LED를 이용한 방폭등이 제안되고 있으며, 이러한 LED를 이용한 방폭등은 높은 에너지 절감(백열전구대비 80%, 형광등대비 50%)과 반영구적인 사용(형광등의 100배 수명), 친환경, 감성적 조명 특성 등 여러 가지 장점이 있어서, 사용이 급증하고 있다.
한편, 공간이 협소한 선박에도 방폭등이 사용되는데 일반적으로 개별 렌즈보다는 통합 렌즈를 사용하는 것이 일반적이다.
도 1은 일반적인 선박용 LED 방폭등 렌즈를 장착한 방폭등의 구조를 나타낸 단면도로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 방폭등(10)은 방폭등 본체(11)와 상기 방폭등 본체(11)의 일측에 설치되어 전원을 공급하는 전원 공급부(12)와, 상기 방폭등 본체(11)에 설치된 인쇄회로기판(13)과, 상기 인쇄회로기판(13)의 상면에 설치된 다수의 LED 칩(14)과, 상기 방폭등 본체(11)를 덮는 덮개부(15)와 상기 덮개부(15)에 설치된 렌즈부(16)를 포함하여 구성된다.
그러나 덮개부(15)에 설치된 렌즈부(16)는 배광각이 협소하여 높은 균제도와 광효율이 요구되는 선박의 광학적 성능을 제공할 수 없는 문제점이 있다.
또한, 종래 기술에 따른 선박용 LED 방폭등 렌즈를 설치한 방폭등(10)은 배광각이 협소하여 요구되는 광학적 성능을 제공하기 위해서는 다수의 방폭등이 필요하여 설치 및 유지 보수 비용이 증가하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 배광각을 증가시켜 작업면의 균제도와, 광효율이 향상되도록 하여 조명 기구의 설치대수를 감소시킴으로써, 협소한 선박에 효율적인 조명 시스템을 제공할 수 있는 개량형 LED 방폭등 렌즈 및 이를 이용한 방폭등을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 LED 방폭등 렌즈로서, 평판 형상의 렌즈 본체부; 및 상기 렌즈 본체부에 깊이와 곡률을 일정 값 이상 갖는 원뿔 형상의 홈부가 일정 간격으로 형성되고, 상기 홈부는 진행하는 빛의 방향이 원뿔 형상의 홈부와 렌즈 본체부의 경계면에서 굴절되어 적어도 140°이상의 배광각도가 형성되도록 한 것을 특징으로 한다.
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또한, 본 발명은 개량형 LED 방폭등 렌즈를 이용한 방폭등으로서, 평판 형상의 렌즈 본체부에 깊이와 곡률을 일정 값 이상 갖는 원뿔 형상의 홈부를 일정 간격으로 형성하여 진행하는 빛의 방향이 원뿔 형상의 홈부와 렌즈 본체부의 경계면에서 굴절되어 적어도 140°이상의 배광각도를 형성하는 렌즈; 및 상기 렌즈에 설치된 홈부로 빛을 발광하도록 배열된 다수의 LED 칩을 설치한 방폭등을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 방폭등은 방폭등 본체; 상기 방폭등 본체에 설치되어 전원을 공급하는 전원부; 상기 방폭등 본체에 설치된 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판의 상면에 설치되고, 상기 렌즈에 형성된 홈부로 빛을 발광하는 다수의 LED 칩; 및 상기 렌즈가 설치되고 LED 칩으로부터 발광된 빛이 조사되도록 하며, 상기 방폭등 본체의 전면을 덮어 보호하는 덮개부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 개량형 LED 방폭등 렌즈는 배광각을 증가시켜 작업면의 균제도와, 광효율이 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 개량형 LED 방폭등 렌즈는 조명 기구의 설치대수를 감소시킴으로써, 설치 및 유지 보수 비용을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 개량형 LED 방폭등 렌즈를 이용한 방폭등은 협소한 선박에 효율적인 조명 시스템을 제공할 수 있는 장점이 있다.
도 1 은 일반적인 선박용 LED 방폭등 렌즈를 장착한 방폭등의 구조를 나타낸 단면도.
도 2 는 본 발명에 따른 개량형 LED 방폭등 렌즈를 나타낸 사시도.
도 3 은 도 2에 따른 개량형 LED 방폭등 렌즈의 구조를 나타낸 단면도.
도 4 는 도 2에 따른 개량형 LED 방폭등 렌즈의 광선 추적(Ray Tracing) 결과를 나타낸 예시도.
도 5 는 도 2에 따른 개량형 LED 방폭등 렌즈의 배광 시뮬레이션 결과를 나타낸 예시도.
도 6 은 본 발명에 따른 개량형 LED 방폭등 렌즈를 장착한 방폭등의 구조를 나타낸 단면도.
도 7 은 도 6에 따른 개량형 LED 방폭등 렌즈를 장착한 방폭등의 설치 상태를 나타낸 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 개량형 LED 방폭등 렌즈와 이를 이용한 방폭등의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 개량형 LED 방폭등 렌즈를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2에 따른 개량형 LED 방폭등 렌즈의 구조를 나타낸 단면도이며, 도 4는 도 2에 따른 개량형 LED 방폭등 렌즈의 Lans Ray Tracing 결과를 나타낸 예시도이고, 도 5는 도 2에 따른 개량형 LED 방폭등 렌즈의 배광 시뮬레이션 결과를 나타낸 예시도이다.
(개량형 LED 방폭등 렌즈)
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 개량형 LED 방폭등 렌즈(100)는 렌즈 본체부(110)와, 홈부(120)를 포함하여 구성된다.
상기 렌즈 본체부(110)는 일정 두께를 형성한 평판 형상의 투명 또는 반투명 부재로서, 아크릴, 강화 유리, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 중 어느 하나의 재질로 이루어진다.
상기 홈부(120)는 렌즈 본체부(110)에 일정 간격으로 형성된 원뿔 형상의 홈부로서, 상기 렌즈 본체부(110) 상에 임의의 깊이와 기준선(R)을 중심으로 임의의 곡률을 갖도록 대칭으로 형성한다.
상기 형성되는 홈부(120)의 깊이와 곡률은 배광각도를 결정하는 요소로서, 곡률을 일정 값 이상 갖도록 형성함으로써, 배광각도가 적어도 140°이상 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 원뿔 형상의 홈부와 렌즈 본체부 경계면에서의 반사 및 굴절에 따라 진행하는 빛의 방향은 원뿔 형상의 홈부와 렌즈 본체부 경계면에서 굴절되어 넓은 배광각도를 형성함을 알 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 개량형 LED 방폭등 렌즈(100)는 평판형의 렌즈 본체부(110)에 일정 깊이와 임의의 곡률을 갖도록 다수의 홈부(120)를 일정 간격으로 형성함으로써, 종래에 개별 렌즈를 통해 구현하는 것과 비교하여 광원의 보호와 함께 효율적인 광학적 성능을 제공할 수 있게 된다.
(방폭등)
도 6은 본 발명에 따른 개량형 LED 방폭등 렌즈를 장착한 방폭등의 구조를 나타낸 단면도이고, 도 7은 도 6에 따른 개량형 LED 방폭등 렌즈를 장착한 방폭등의 설치 상태를 나타낸 예시도이다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 개량형 LED 방폭등 렌즈를 이용한 방폭등(200)은 평판 형상의 렌즈 본체부(110)에 원뿔 형상의 홈부(120)를 다수 형성한 렌즈(100)와, 상기 렌즈(100)에 설치된 홈부(120)로 빛을 발광하도록 배열된 다수의 LED 칩(240)을 설치한 방폭등(200)을 포함한다.
상기 렌즈(100)는 일정 두께를 형성한 평판 형상의 투명 또는 반투명 부재로서, 방폭등(200)의 덮개부(260)에 설치되고, 아크릴, 강화 유리, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 중 어느 하나의 재질로 이루어진 렌즈 본체부(110)와, 상기 렌즈 본체부(110)에 일정 간격으로 임의의 깊이와 곡률을 갖도록 형성된 원뿔 형상의 홈부(120)를 형성하고, 상기 형성되는 홈부(120)의 곡률을 일정 값 이상 갖도록 형성함으로써, 배광각도가 적어도 140°이상 형성되도록 한다.
상기 방폭등(200)은 방폭등 본체(210)와, 전원부(220)와, 인쇄회로기판(230)과, LED 칩(240)과, 덮개부(250)를 포함하여 구성된다.
상기 방폭등 본체(210)는 내부에 수납공간을 형성한 부재로서, 내부에 전원부(220)와 인쇄회로기판(230) 및 LED 칩(240)이 설치된다.
상기 전원부(220)는 방폭등 본체(210) 내부에 설치되어 LED 칩(240)이 점등될 수 있도록 전원을 공급한다.
상기 인쇄회로기판(230)은 임의의 회로 패턴이 형성되고, 상기 전원부(220)와 연결되어 LED 칩(240)이 전기적으로 연결되도록 한다.
상기 LED 칩(240)은 인쇄회로기판(230)의 상면에 설치되고, 전원부(220)로부터 전원이 공급되면 점등되어 백색광을 발광하며, 상기 발광된 백색광은 렌즈(100)에 형성된 홈부(120)로 조사된다.
상기 덮개부(250)는 렌즈(100)가 설치되고, LED 칩(240)으로부터 발광된 빛이 조사되도록 하며, 방폭등 본체(210)의 전면을 덮어 상기 LED 칩(240)이 보호되도록 한다.
또한, 상기 덮개부(250)는 투명 또는 반투명의 아크릴 또는 유리재질로 이루어지며, 바람직하게는 렌즈(100)와 일체로 형성된다.
도 7은 본 발명에 따른 개량형 LED 방폭등 렌즈를 이용한 방폭등의 사용 상태를 나타낸 도면으로서, 종래의 방폭등(10)은 렌즈에 의해 형성되는 배광각도가 좁아서 점선으로 표시한 바와 같이 두 줄을 설치해야만 일정 범위에 빛이 조사된다.
그러나 본 발명에 따른 개량형 렌즈를 설치한 방폭등(200)은 향상된 배광각도로 인하여 복도(300)의 중앙에 일렬로 방폭등(200)을 설치한 경우에도 충분히 넓은 범위에 빛이 조사될 수 있도록 한다.
따라서 협소한 공간에서 방폭등의 설치 개수를 감소시킬 수 있고, 바닥면에 넓은 배광을 형성함으로써, 균제도와 조명에 의한 효과를 향상시킬 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있으며, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
100 : 렌즈
110 : 렌즈 본체부
120 : 홈부
200 : 등기구
210 : 등기구 본체
220 : 전원부
230 : 인쇄회로기판
240 : LED 칩
250 : 덮개부
300 : 복도

Claims (5)

  1. LED 방폭등 렌즈로서,
    평판 형상의 렌즈 본체부(110); 및
    상기 렌즈 본체부(110)에 깊이와 곡률을 일정 값 이상 갖는 원뿔 형상의 홈부(120)가 일정 간격으로 형성되고,
    상기 홈부(120)는 진행하는 빛의 방향이 원뿔 형상의 홈부(120)와 렌즈 본체부(110)의 경계면에서 굴절되어 적어도 140°이상의 배광각도가 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 개량형 LED 방폭등 렌즈.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 개량형 LED 방폭등 렌즈를 이용한 방폭등으로서,
    평판 형상의 렌즈 본체부(110)에 깊이와 곡률을 일정 값 이상 갖는 원뿔 형상의 홈부(120)를 일정 간격으로 형성하여 진행하는 빛의 방향이 원뿔 형상의 홈부(120)와 렌즈 본체부(110)의 경계면에서 굴절되어 적어도 140°이상의 배광각도를 형성하는 렌즈(100); 및
    상기 렌즈(100)에 설치된 홈부(120)로 빛을 발광하도록 배열된 다수의 LED 칩(240)을 설치한 방폭등(200)을 포함하는 개량형 LED 방폭등 렌즈를 이용한 방폭등.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 방폭등(200)은 방폭등 본체(210);
    상기 방폭등 본체(210)에 설치되어 전원을 공급하는 전원부(220);
    상기 방폭등 본체(210)에 설치된 인쇄회로기판(230);
    상기 인쇄회로기판(230)의 상면에 설치되고, 상기 렌즈(100)에 형성된 홈부(120)로 빛을 발광하는 다수의 LED 칩(240); 및
    상기 렌즈(100)가 설치되고 LED 칩(240)으로부터 발광된 빛이 조사되도록 하며, 상기 방폭등 본체(210)의 전면을 덮어 보호하는 덮개부(250)를 포함하는 것을 특징으로 하는 개량형 LED 방폭등 렌즈를 이용한 방폭등.
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