KR101857266B1 - 엘이디 조명용 방열구조체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방열프레임의 상부구조를 지붕형 구조로 개선하여 공기와 접촉되는 열교환면적을 증대시켜 방열 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 먼지 등의 이물질이 방열프레임의 상부면에 적층되는 것을 예방할 수 있도록 그 구조가 개선된 엘이디 조명용 방열구조체에 관한 것으로,
하면에 복수의 엘이디 램프를 갖는 전도성 회로기판이 끼움결합되도록 복수의 끼움홈이 형성되는 방열프레임; 및 상기 방열프레임의 상면 상측에 돌출되며 상기 방열프레임의 상면을 덮을 수 있는 지붕 형태의 상판부재;를 포함하고, 상기 상판부재는 상기 방열프레임의 상면 좌,우 양측에 연장되는 좌,우측 받침부와, 상기 좌,우측 받침부를 연결하도록 형성되고 복수의 요철형태로 형성된 요철부를 갖는 상면부 및 상기 방열프레임의 상면으로부터 돌출되고 상면부의 하면과 연결되어 복수개로 구획된 터널부를 형성하는 요철부가 구비된 복수의 수직부로 구성되고, 상기 방열프레임의 중앙의 터널부를 형성하는 수직부 사이 상면에는 전원공급부가 설치되도록 상기 방열프레임의 상면으로부터 상기 상판부재의 상면부 하면과 간격을 갖고 외측에 요철부가 구비된 복수의 보조수직부가 이격되게 돌출형성되며, 상기 중앙부 터널부와 인접하는 외측의 터널부를 형성하는 수직부의 마주하는 좌,우측 내면에는 터널부로 인입된 공기의 유속이 증가되어 유동되게 하는 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부는 상기 수직부의 중간 높이보다 더 높은 위치에 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

엘이디 조명용 방열구조체{HEAT RADIATION STRUCTURE FOR LED LIGHTING}
본 발명은 엘이디 조명용 방열구조체에 관한 것으로, 특히 열 전도가 가능한 회로기판과 밀착된 방열프레임의 상부 구조를 개선하여 엘이디 램프로부터 전도되는 열을 용이하게 방출시켜 방열성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 방열프레임의 상부를 덮을 수 있는 지붕 형태로 구성됨에 따라 외부 이물질이 방열프레임 내에 쌓이는 것을 예방할 수 있도록 그 구조가 개선된 엘이디 조명용 방열구조체에 관한 것이다.
최근, 각종 조명 장치의 광원으로 LED 소자가 각광을 받고 있다. 이러한 LED 소자는 백열등, 형광등과 같은 종래의 조명 장치의 광원에 비해 발열량과 소비전력이 적고, 내구성이 우수하고, 수명이 긴 장점들을 갖는다.
LED 조명등은 형광등과 같이 수은이나 방전용 가스를 사용하지 않으므로 환경 오염 문제를 유발하지 않은 장점을 가진다.
LED 소자는 적절한 전원 공급과 방열 수단을 제공할 경우, 약 10만 시간 이상 사용할 수 있다. 그러나, 모든 광원은 시간이 지날수록 광출력이 점점 감소한다. 초기 광도의 80%까지는 사람이 잘 느끼지 못하므로, 이러한 기준에 의하면, LED 조명등의 수명은 약 4만 내지 5만 시간으로 예상된다.
따라서, 백열등의 1,500시간, 형광등의 1만여 시간에 비해, LED 조명등의 상대적 수명은 매우 길다고 평가되고 있다.
그런데, 지금까지 개발된 LED 조명등 특히, 평면 조명등은 그 자체가 하나의 광원으로서 기능하기 위해, 종래의 백열등 또는 형광등을 단순히 대체하는 수준에 머물러 있는 한계를 보여 왔다.
즉, 엘이디 조명구조체는 엘이디 모듈의 다양한 배치 설계와 조명등 전체의 형상을 다양하게 변형시킬 수 있는 장점에도 불구하고 기존에 존재하던 조명등의 형상을 답습하는 정도의 디자인의 한계를 지녔다.
따라서, 독특한 형상, 모양 등을 가진 유니트 조명등의 개발이 활방하게 시도되고 있으며, 이러한 유니트 조명등들을 연결하여 또 다른 형태의 조명등을 구현할 수 있는 소위, '시스템 조명등'의 개발 및 보급이 절실하게 요청되고 있다.
이와 관련된 선행기술은 한국 등록특허공보 등록번호 제 10-0961236호 "엘이디 시스템 조명등 및 이에 사용되는 유니트 조명등"(등록일자 : 2010.05.26)에 나타나 있다.
이는, 엘이디에 의해 발광하는 평면 형태의 단위 조명등을 조합하여 전체 모양을 다양하게 구현할 수 있도록 한 것이다.
한편, 기존 엘이디 조명구조체는 LDE가 온도와 전류에 민감한 특성을 갖고 있으므로 주변 온도가 상승되어 고온에 노출될 경우, 수명이 감소하게 되는 단점이 있다.
이를 해결하기 위한 선행기술로는 한국 등록특허공보 등록번호 제 10-0820942호 "엘이디 조명구조체"(등록일자 : 2008.04.02)에 나타나 있다.
이는 방열프레임의 양측에 길이방향으로 다수의 날개부가 형성되고, 방열프레임의 수용공간부 내의 바닥면에 LED가 실장된 회로기판이 밀착되도록 부착되어 LED 및 회로기판에서 발생되는 열을 외부로 효율적으로 방출시키도록 되어 있다.
기존 엘이디 조명구조체는 회로기판을 방열프레임에 밀착시키기 위해 방열프레임의 바닥면과 회로기판에 볼트공을 형성시키고 볼트를 볼트공에 체결시켜 회로기판을 고정시키거나, 양면테이프를 이용하여 회로기판을 방열프레임의 바닥에 고정시키는 방식을 채택하고 있다.
그런데, 기존 엘이디 조명구조체는 회로기판을 볼트 체결방식으로 고정시킬 경우, 방열프레임의 볼트공과 회로기판의 볼트공을 동일 수직선상에 위치하도록 배치시킨 후에, 볼트로 체결하는 번거로움이 있을 뿐만 아니라, 볼트공을 가공하는 가공상의 문제점이 있다.
한편, 양면테이프를 이용한 고정방식은 방열프레임과 회로기판 사이에 양면테이프가 위치하게 되므로, 열 전도 성능이 저하되어 열 방출이 원활하지 못한 단점이 있다.
또한, 기존 방열프레임은 상부가 개구된 형태로 구성되어 있으므로, 공기와 접촉되는 면적이 지붕형 구조보다 작기 때문에 방열 성능이 저하됨과 아울러, 축먼지 등의 이물질이 방열프레임의 상부면을 덮어버리게 될 경우 방열프레임의 방열기능이 저하되고 외관상 지저분한 이미지를 주게 되는 단점이 있다.
한국 등록특허공보 등록번호 제 10-0961236호 "엘이디 시스템 조명등 및 이에 사용되는 유니트 조명등"(등록일자 : 2010.05.26) 한국 등록특허공보 등록번호 제 10-0820942호 "엘이디 조명등"(등록일자 : 2008.04.02)
본 발명은 상기한 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 그 목적은 방열프레임의 상부구조를 지붕형 구조로 개선하여 공기와 접촉되는 열교환면적을 증대시켜 방열 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 이물질이 방열프레임의 상부면에 적층되는 것을 예방할 수 있도록 그 구조가 개선된 엘이디 조명용 방열구조체를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명은 지붕부재로 인한 터널형태로 방열프레임 구조를 갖게 됨에 따라 방열프레임이 기립된 상태로 열이 터널 내부로 상승되는 기류 흐름을 갖게 되는 굴뚝효과를 얻게 되어 방열성능을 향상시킬 수 있도록 그 구조가 개선된 엘이디 조명용 방열구조체를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하면에 복수의 엘이디 램프를 갖는 전도성 회로기판이 끼움결합되도록 복수의 끼움홈이 형성되는 방열프레임; 및 상기 방열프레임의 상면 상측에 돌출되며 상기 방열프레임의 상면을 덮을 수 있는 지붕 형태의 상판부재;를 포함하고, 상기 상판부재는 상기 방열프레임의 상면 좌,우 양측에 연장되는 좌,우측 받침부와, 상기 좌,우측 받침부를 연결하도록 형성되고 복수의 요철형태로 형성된 요철부를 갖는 상면부 및 상기 방열프레임의 상면으로부터 돌출되고 상면부의 하면과 연결되어 복수개로 구획된 터널부를 형성하는 요철부가 구비된 복수의 수직부로 구성되고, 상기 방열프레임의 중앙의 터널부를 형성하는 수직부 사이 상면에는 전원공급부가 설치되도록 상기 방열프레임의 상면으로부터 상기 상판부재의 상면부 하면과 간격을 갖고 외측에 요철부가 구비된 복수의 보조수직부가 이격되게 돌출형성되며, 상기 중앙부 터널부와 인접하는 외측의 터널부를 형성하는 수직부의 마주하는 좌,우측 내면에는 터널부로 인입된 공기의 유속이 증가되어 유동되게 하는 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부는 상기 수직부의 중간 높이보다 더 높은 위치에 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 끼움홈의 양 외측에는 렌즈부재가 끼움 결합되는 결합홈이 형성된 것이다.
상기 상면부는 중앙으로부터 좌,우 양측으로 하향 경사지게 형성된 것이다.
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첫째, 본 발명은 방열프레임의 상측에 지붕 형태의 상판부재가 형성되어 있으므로, 먼지 등의 외부 이물질이 방열프레임의 상측부위에 쌓이는 것을 예방할 수 있을 뿐만 아니라, 엘이디 램프의 발광시 발열되는 열을 방열프레임 및 상판부재를 통해 방열시킬 수 있게 되어 방열 성능을 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다.
둘째, 본 발명은 수직부와 좌,우측 받침부 및 상면부가 방열프레임의 상측면과 같이 복수개로 구획된 터널부를 형성하게 되므로, 방열프레임이 기립된 상태로 배치될 경우 뜨거운 공기가 터널부를 통과하면서 상승하는 상승기류로 변환되는 굴뚝효과를 가지면서 공기의 순환 효율이 향상되어 방열 성능이 향상된다.
셋째, 상면부의 상측과 수직부의 외측 및 방열프레임의 상측면에 복수의 요철 형태로 구성된 요철부가 각각 형성되어 있으므로, 외부 공기와의 접촉면적을 증대시켜 방열 성능이 향상되는 이점을 갖는다.
넷째, 수직부 내의 터널부가 벤튜리관 형태를 가지게 되어 터널부를 통과하는 유체의 유속을 증가시켜 방열 기능을 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 엘이디 조명용 방열구조체를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 정면도.
도 3은 본 발명의 평면도.
도 4는 본 발명 끼움홈에 회로기판, 엘이디 램프 및 렌즈부재가 결합된 상태를 보인 도면.
도 5는 본 발명의 저면도.
도 6은 본 발명에 따른 엘이디 조명용 방열구조체의 다른 실시예를 나타낸 사시도.
본 발명에 따른 엘이디 조명용 방열구조체는, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명하면, 하면에 엘이디 램프(20)를 갖는 전도성 회로기판(10)이 결합되고 엘이디 램프(20)의 발열로 인해 발생된 열을 외부로 방출시키는 방열프레임(100)을 구비하되, 상기 방열프레임(100)은 하면에 복수의 엘이디 램프(20)가 끼움결합되도록 복수의 끼움홈(110)이 형성되며, 상기 방열프레임(100)의 상면 상측에 돌출되며 상기 방열프레임(100)의 상면을 덮을 수 있는 지붕 형태의 상판부재(200)로 구성된 구조를 갖는다.
상기 방열프레임(100)의 하면에는 끼움홈(110)의 양 외측에 렌즈부재(30)가 끼움 결합되는 결합홈(120)이 형성되어 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 방열프레임(100)은 상면과 하면을 갖는 원판형 구조로 구성되고, 상면에 복수의 터널부(250)를 갖는 상판부재(200)가 형성된 구조를 갖는다.
상기 상판부재(200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 방열프레임(100)의 상면 좌,우 양측에 수직 상방으로 연장되는 좌,우측 받침부(210A,210B)와, 상기 좌,우측 받침부(210A,210B)를 연결하도록 형성되는 상면부(230)와, 상기 방열프레임(100)의 상면으로부터 돌출되고 상면부(230)의 하면과 연결되어 복수개로 구획된 터널부(250)를 형성시키는 수직부(220)로 구성된 것이다.
상기 상면부(230)는 양측 단부가 좌,우측 받침부(210A,210B)의 단부들을 서로 연결하도록 형성되고, 중앙으로부터 좌,우 양측으로 하향 경사진 구조를 갖는다.
또한, 상면부(230)는 상측에 외부 공기와의 접촉 면적을 증대시키기 위해 요철형태의 요철부(240)가 형성된다.
이로 인해 상면부(230)는 요철부(240)에 의해 외부 공기와의 접촉면적이 증대됨에 따라 열 교환 효율이 향상되어 방열 성능을 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다.
더 바람직하게는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 요철부(240)는 방열프레임(100)의 상면과 수직부(220) 및 보조수직부(221)의 외측에도 형성되는 것이 바람직하다.
그리고 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 수직부(220)는 상판부재(200)의 상면에 수직으로 연장되도록 형성되고, 복수개가 서로 이격되게 배치되어 상면부(230)와 함께 방열프레임(100)의 상부를 복수개의 터널 형태의 터널부(250)로 구획하게 하고, 상기 보조수직부(221)는 중앙의 터널부(250)를 형성시키는 수직부(220) 사이에 전원 공급부(300)가 설치되도록 방열프레임(10)의 상면으로부터 상면부(230)와 간격을 갖도록 복수개의 보조수직부(221)가 이격되게 돌출 형성된다.
상기 중앙 터널부(250) 내에는 엘이디 램프(20)측에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(300)가 설치된다.
도 4 및 도 5를 참조하면 상기 끼움홈(110)내에는 엘이디 램프(20)를 갖는 전도성 회로기판(10)이 끼워지도록 결합되고, 결합홈(120)에 결합되는 렌즈부재(30)가 엘이디 램프(20) 외측으로 배치된다.
이러한 구성을 갖는 본 발명은 방열프레임(100)의 하면에 형성된 복수의 끼움홈(110)에 각각의 엘이디 램프(20)가 끼워지도록 결합되고, 엘이디 램프(20)의 외측에 각각의 렌즈부재(30)가 배치되도록 결합된다.
이때, 엘이디 램프(20)와 끼움홈(110) 사이에 전도성 인쇄회로기판(10)이 개재되도록 배치된다.
이후에, 엘이디 램프(20)에 전원이 인가되어 발광하게 됨에 따라, 발광된 빛이 렌즈부재(30)를 통해 외부로 방사된다.
이후에 엘이디 램프(20)를 통해 발열된 열은 전도성 회로기판(10)을 통해 상측으로 방열되고, 이후에 방열프레임(100)과 상판부재(200)를 통해 방열된다.
상기 엘이디 램프(20)로부터 발생된 열은 방열프레임(100)의 상측으로 전도되면서 방열프레임(100)의 상측면 및 상판부재(200)측으로 전도되는 데, 상판부재(200)로 전도되는 열은 좌,우측 받침부(210A,210B)와 수직부(220)를 통해 상면부(230)로 전도된다.
이때, 수직부(220)와 좌,우측 받침부(210A,210B) 및 상면부(230)가 방열프레임(100)의 상측면과 같이 복수개로 구획된 터널부(250)를 형성하게 되므로, 방열프레임(100)이 기립된 상태로 배치될 경우 뜨거운 공기가 터널부(250)를 통과하면서 상승하는 상승기류로 변환되는 굴뚝효과를 가지면서 공기의 순환 효율이 향상되어 방열 성능이 향상된다.
또한, 상면부(230)의 상측과 수직부(220)와 보조수직부(221)의 외측 및 방열프레임(100)의 상측면에 복수의 요철 형태로 구성된 요철부(240)가 각각 형성되어 있으므로, 외부 공기와의 접촉면적을 증대시켜 방열 성능이 향상되는 이점을 갖는다.
따라서, 본 발명은 방열프레임(100)의 상측에 지붕 형태의 상판부재(200)가 형성되어 있으므로, 외부 이물질이 방열프레임(100)의 상측부위에 쌓이는 것을 예방할 수 있을 뿐만 아니라, 엘이디 램프(20)의 발광시 발열되는 열을 방열프레임(100) 및 상판부재(200)를 통해 방열시킬 수 있게 되어 방열 성능을 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 도면으로서, 상기 중앙 터널부(250) 외측의 터널부(250)의 양측 내면에 벤튜리관 형태의 돌출부(255)가 형성된 것이다.
상기 돌출부(255)는 상기 터널부(250)를 구성하는 수직부(220)의 서로 마주보는 좌,우 양측에 서로 대응되도록 돌출되도록 형성된다.
더 바람직하게는, 돌출부(255)의 산 부위는 방열프레임(100)이 기립된 상태에서 중간부위 높이보다 더 높은 위치의 수직부(220) 상부측에 형성되는 것이 바람직하다.
이로 인해 본 발명의 다른 실시예는 수직부(220) 내의 터널부(250)가 벤튜리관 형태를 가지게 되어 터널부(250)를 통과하는 유체의 유속을 증가시켜 방열 기능을 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다.
한편, 본 발명은 기재된 실시예들에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변경할 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 해야 할 것이다.
10 : 전도성 회로기판 20 : 엘이디 램프
30 : 렌즈부재 100 : 방열프레임
110 : 끼움홈 200 : 상판부재
210A,210B : 좌,우측 받침부 220 : 수직부
230 : 상면부 240 : 요철부
250 : 터널부 255 : 돌출부

Claims (5)

  1. 하면에 복수의 엘이디 램프(20)를 갖는 전도성 회로기판(10)이 끼움결합되도록 복수의 끼움홈(110)이 형성되는 방열프레임(100); 및
    상기 방열프레임(100)의 상면 상측에 돌출되며 상기 방열프레임(100)의 상면을 덮을 수 있는 지붕 형태의 상판부재(200);를 포함하고,
    상기 상판부재(200)는 상기 방열프레임(100)의 상면 좌,우 양측에 연장되는 좌,우측 받침부(210A,210B)와, 상기 좌,우측 받침부(210A,210B)를 연결하도록 형성되고 복수의 요철형태로 형성된 요철부(240)를 갖는 상면부(230) 및 상기 방열프레임(100)의 상면으로부터 돌출되고 상면부(230)의 하면과 연결되어 복수개로 구획된 터널부(250)를 형성하는 요철부(240)가 구비된 복수의 수직부(220)로 구성되고,
    상기 방열프레임(100)의 중앙의 터널부(250)를 형성하는 수직부(220) 사이 상면에는 전원공급부(300)가 설치되도록 상기 방열프레임(100)의 상면으로부터 상기 상판부재(200)의 상면부(230) 하면과 간격을 갖고 외측에 요철부(240)가 구비된 복수의 보조수직부(221)가 이격되게 돌출형성되며,
    상기 중앙의 터널부(250)와 인접하는 외측의 터널부(250)를 형성하는 수직부(220)의 마주하는 좌,우측 내면에는 터널부(250)로 인입된 공기의 유속이 증가되어 유동되게 하는 돌출부(255)가 형성되되, 상기 돌출부(255)는 상기 수직부(220)의 중간 높이보다 더 높은 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명용 방열구조체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 끼움홈(110)의 양 외측에는 렌즈부재(30)가 끼움 결합되는 결합홈(120)이 형성된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명용 방열구조체.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 상면부(230)는 중앙으로부터 좌,우 양측으로 하향 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명용 방열구조체.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010092831A (ja) * 2008-10-13 2010-04-22 Hyundai Telecommunication Co Ltd 可変型の放熱通路が備えられた放熱部材、及びこれを利用したｌｅｄ発光照明灯
KR101358403B1 (ko) * 2012-07-18 2014-02-12 제디아 주식회사 자연대류 냉각형 엘이디 조명기구

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