KR20110023186A - 방열기능을 갖는 엘이디 조명기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘이디의 발광시 발생되는 고열을 보다 신속하고 효과적으로 흡수하여 방열시켜 줄 수 있도록 한 방열기능을 갖는 엘이디 조명기구에 관한 것이다.

본 발명은 엘이디기판(50)을 수용하는 하우징(30) 내에 냉각수(42)가 주입된 냉각수탱크(40)를 삽입설치하여 엘이디기판(50)이 냉각수탱크(40)와 긴밀한 접촉이 이루어지도록 결합고정해 줌으로서, 엘이디의 발광시 발생되는 고열을 냉각수(42)가 흡수하여 하우징(30)을 통하여 방열시켜 주도록 한 것으로서, 하우징(30)의 크기 및 표면적에 관계없이 방열이 냉각수에 의해 신속하고 효과적으로 이루어질 수가 있어 엘이디 조명기구(A)를 소형화하고 또 디자인을 다양화할 수 있도록 한 것이다.

Description

방열기능을 갖는 엘이디 조명기구{LED ILLUMINATOR WITH RADIATING FUNCTION}

본 발명은 방열기능을 부여하는데 따른 부피를 최소화하면서 방열이 보다 신속하고 효과적으로 이루어질 수 있도록 한 엘이디 조명기구에 관한 것이다.

발광다이오드(LED light emitting diode)는 조명기구의 광원으로 이용할시 일반조명기구(백열등, 형광등등)들과 비교할때 긴 수명과, 낮은 열소비, 높은 내구력, 낮은 구동전력 및 높은 에너지절약등 일일이 열거할 수 없을만큼의 많은 장점을 지니고 있는 것으로서, 기술의 발전으로 그 성능은 나날이 증가되고 있으며, 녹색기술산업으로 인정받고 있다.

다만 이러한 엘이디를 광원으로 한 조명기구의 제조시에는 전력소모를 줄이고 또 조도를 높이면서 장시간 사용가능하도록 하기 위하여는 고출력의 엘이디를 광원으로 하여야 하며, 더 나아가 높은 광출력을 얻기 위하여는 엘이디의 설치갯수를 증가시켜 주거나 아니면 공급전류를 높여주어야 한다.

그러나 고출력의 엘이디를 광원으로 한 조명기구는 점등시 높은 소비전력으로 인하여 고온이 발생하게 되므로 엘이디의 열화 및 엘이디 구동소자의 오작동 내 지는 고장발생을 가져오게 되므로 반드시 자체 방열수단을 구비해 주어야만 조명기구로서의 기능 및 수명을 보장해 줄 수가 있게 된다.

이러한 방열기능을 갖는 엘이디 조명기구의 선행기술로서는 공개특허 제10-2009-0028181호를 예로 들 수가 있으며, 이는 도 1에서와 같이 접속단자부(100)와 광투과부(200) 사이에 형성되어 엘이디기판을 수용하는 하우징(300)의 외면에 다수의 방열돌기나 또는 방열홈을 형성하여 표면적의 최대화로 방열이 효과적으로 이루어지도록 구성되어 있다.

따라서 이러한 구성의 엘이디 조명기구는 하우징의 표면적이 넓은만큼 방열효과는 증대된다 하겠으나, 단순히 외부공기와의 열교환에 의해서만 방열이 이루어지게 되므로 방열효과를 크게 기대할 수가 없을 뿐 아니라 광출력을 높여줄수록 하우징의 크기 및 표면적은 상대적으로 크게 하여 방열량을 늘려주어야 하므로 소형화는 불가능하고 또 하우징의 크기를 크게 하고 넓은 표면적을 갖도록 하기 위하여 여러개의 방열돌기 내지는 방열홈을 갖도록 할 경우 매끈하고 미려한 외관을 갖지 못해 상품으로서의 가치가 떨어지게 되며, 더 나아가 전열기구는 지정된 위치에 고정설치됨을 감안할때 외부공기에 의한 자연방열은 한계가 있어 엘이디의 열화 및 엘이디 구동소자의 고장등으로 사용수명을 보장해 줄 수가 없게 되는 등의 많은 문제점들이 있는 것이다.

본 발명은 하우징의 크기 내지는 그 표면적에 관계없이 방열이 신속하고 효과적으로 이루어질 수 있도록 한 방열기능을 갖는 엘이디 조명기구를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 하우징 내에 냉각수탱크를 삽입형성하여 엘이디기판을 냉각수탱크에 안착고정되게 한 엘이디 조명기구에 의해 달성된다.

본 발명은 하우징(30) 내에 냉각수탱크(40)를 삽입설치한뒤 엘이디기판(50)이 냉각수탱크(40)에 안착고정되도록 구성하여 엘이디의 발광시 발생되는 고열이 냉각수탱크(40) 내의 냉각수(42)와의 열교환으로 흡수되어 방열이 이루어지도록 함으로서, 외부공기에 의한 자연방열에 비해 보다 신속하고도 효과적인 방열이 이루어질 수가 있게 되므로 높은 광출력을 얻기 위한 엘이디의 설치갯수 증가 내지는 공급전류를 높여줄 시에도 하우징(30)의 크기를 축소해 줄 수가 있어 조명기구의 소형화가 가능하고 또 하우징(30)은 단순히 그 내면이 냉각수탱크(40)와 밀접될 수 있는 형태를 갖는 것이면 만족하므로 외관상 큰 비중을 차지하는 하우징(30)의 설계자유도가 높아 매끈하면서 다양하고 미려한 외관을 갖도록 할 수가 있어 디자인적 가치를 높여줄 수가 있게 되며, 방열기능저하로 인한 엘이디의 수명단축 및 고장발생을 방지하여 조명기구(A)의 사용수명을 보장해 줄 수가 있게 되는 등의 효과 가 있는 것이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하기로 하며, 다만 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 동일부호로 기재하고, 관련된 공지기술이나 기능에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지가 모호해지지 않도록 하기 위하여 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 단면구성도로서, 본 발명 엘이디 조명기구(A)는 접속단자부(10) 아래에 절연부(20)를 통하여 하우징(30)이 결합되게 하고, 하우징(30) 내에는 냉각수(42)가 주입된 냉각수탱크(40)가 삽입고정되게 하고, 냉각수탱크(40) 저면에는 엘이디기판(50)이 긴밀히 접촉되게 하여 하우징(30)과는 나사못(60)에 의해 연결고정되게 하며, 하우징(30) 하부에는 반사부(70)와 광투과부(80)가 차례로 결합고정되게 하여 구성한다.

도 4는 본 발명의 분해사시도로서, 접속단자부(10)는 소켓과의 결합을 위한 것으로서, 외부전원과의 접속이 가능한 형태를 갖는 것이면 만족하므로 다양한 형태로 제작될 수가 있다.

또한 절연부(10)는 접속단자부(10)의 절연을 위한 것으로서, 접속단자부와 나사결합되는데, 나사결합은 신속한 조립을 위한 것일뿐 접착제등 다른 접합수단을 이용하더라도 무방하며, 더 나아가 접속단자부(10)가 자체적으로 절연기능을 갖는 경우 절연부(20)를 없애줄 수도 있음은 물론이다.

또한 하우징(30)은 내부에 냉각수탱크(40)를 결합하기 위한 결합공(32)이 상 부로 갈수록 작은 직경으로 형성되고 또 결합공(32) 아래에는 엘이디기판(50)을 결합고정하기 위한 걸림테(34)가 형성되며, 이역시 조립성을 위하여 절연부(20)와는 나사결합토록 구성되나, 접착제등 다른 접합수단을 통하여 접합해 줄 수도 있음은 물론이다.

또한 냉각수탱크(40)는 열전도성이 우수한 재질로서 내부에 갖는 수조에 냉각수가 주입되고 또 그 중앙부에는 배선을 위한 통공(44)이 관통형성된 것으로서, 하우징(30)이 갖는 결합공(32) 내에 긴밀히 삽입되게 하여 자체고정되게 할 수도 있으나, 엘이디기판(50)과의 긴밀한 접촉 및 구조의 간단화를 위하여는 엘이디기판(50)에 의해 간접고정되게 하는 것이 바람직하다.

그리고 냉각수탱크(40)내의 냉각수(42)는 냉각수탱크(40)의 제작과정에서 주입해 줄 수도 있고 또 냉각수탱크(40)의 제작후 별도의 주입구를 통하여 주입해 줄 수도 있으며, 그 주입량은 엘이디의 발광시 갖는 발열량에 따라 달리하며, 열팽창시를 고려하여 최대주입량은 수조가 갖는 용적율의 90%를 넘지 않도록 하는 것이 바람직하다.

한편 엘이디기판(50)은 기판 상에 복수개의 엘이디가 설치된 것으로서, 하우징(30)의 결합공(32) 아래에 형성되는 걸림테(34)에 결합되게 하여 수개의 나사못(60)으로 하우징(30)에 고정해 주게 되는데, 이때 그 이면은 하우징(30)의 결합공(32)에 삽입된 냉각수탱크(40)의 저면과 긴밀한 접촉이 이루어지도록 해 주어야만 냉각수에 의한 열흡수가 보다 효과적으로 이루어질 수가 있게 된다.

그리고 반사부(70)는 빛의 반사를 통하여 주어진 광출력에 비해 더욱 높은 조도를 얻기 위한 것으로서, 하우징(30)에 나사결합되고 또 그 저부에 광투과부(80)가 결합고정되나 반사부(70)는 반드시 필요로 하는 것은 아니며, 반사부를 없애줄 경우 광투과부를 하우징의 하단부에 결합고정해 주는 것으로 만족할 수가 있게 된다.

더 나아가 본 발명에서는 엘이디를 구동하는 컨버터에 대한 설명은 생략하고 있으나, 엘이디 컨버터는 외부의 소켓측에 부설됨에 따른 것일 뿐 필요로 하지 않는 것은 아니며, 절연부(20)가 갖는 공간부 내에 엘이디 컨버터를 설치해 줄 수도 있음을 유의하여야 한다.

전술한 바와 같이 본 발명에 이용되는 각 부품들은 단면상 원형을 이루도록 구성됨에 따라 조립성을 위하여 나사결합토록 한 것일 뿐 각 부품들을 타원형이나 또는 사각등 각지게 형성하여 접착제등과 같은 다른 접합수단을 이용하여 접합해 줄 수도 있으며, 절연부(20) 및 반사부(70)등은 반드시 필요로 하는 것은 아님을 유의하여야 한다.

본 발명에 이용되는 하우징(30)은 기본적으로 엘이디기판(50)이 갖는 직경에 따라 내경이 결정되고 또 엘이디 조명기구(A)의 외형을 이루게 되므로 하우징(30)은 기본적인 형태를 갖도록 하는 것만으로 결합공(32)은 충분한 용적을 지닐 수가 있어 하우징(30)의 크기를 작게 하면서 그 내부에는 냉각수탱크(40)를 통하여 다량의 냉각수(42)를 수용할 수가 있게 된다.

따라서 엘이디의 발광에 의한 고열발생시 엘이디기판(50)과 긴밀히 접촉하고 있는 냉각수탱크(40)는 열을 보다 신속하고 효과적으로 흡수할 수가 있게 되고 또 냉각수(42)의 용량에 따라 다량의 열을 흡수할 수가 있게 됨은 물론 흡수한 열은 하우징(30)을 통하여 외부로 방출시켜 주게 되므로 하우징(30)의 크기를 축소하면서 충분한 방열효과를 기대할 수가 있게 된다.

또한 엘이디의 발광시 발생되는 열은 냉각수탱크(40)내의 냉각수(42)에 의해 흡수되어 냉각되고 또 냉각수가 흡수한 열을 하우징(30)을 통하여 방열시켜 주게 되므로 하우징(30)의 외면은 방열을 위한 형태적 변형을 전혀 요하지 않아 엘이디 조명기구(A)의 외형을 이루는 하우징(30)의 설계자유도가 높아 디자인만을 고려한 매끈하고 미려한 외관을 갖도록 할 수가 있게 된다.

더 나아가 이러한 냉각수(42)를 이용한 인위적인 냉각시에는 하우진 내의 온도를 현저히 낮춰줄 수가 있어 엘이디의 열화로 인한 고장이나 수명단축을 방지하여 사용수명을 보장해 줄 수가 있게 되는 것이다.

도 1 : 종래 발명의 정면구성도

도 2 : 본 발명의 저면사시도

도 3 : 본 발명의 단면구성도

도 4 : 본 발명의 분해사시도

도 5 : 본 발명에 이용되는 냉각수탱크의 일부파절사시도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(A)--엘이디 조명기구 (10)--접속단자부

(20)--절연부 (30)--하우징

(32)--결합공 (34)--걸림테

(40)--냉각수탱크 (42)--냉각수

(44)--통공 (50)--엘이디기판

(60)--나사못 (70)--반사부

(80)--광투과부

Claims (3)

1. 외부전원과 접속되는 접속단자부 아래에 엘이디기판을 수용하는 하우징이 결합고정되고, 하우징의 하단부에는 광투과부를 갖는 엘이디 조명기구에 있어서, 상기 하우징(30) 내에 냉각수(42)가 주입된 냉각수탱크(40)를 삽입하고, 엘이디기판(50)은 냉각수탱크(40)의 저면과 긴밀한 접촉이 이루어지도록 결합고정하여 구성함을 특징으로 하는 방열기능을 갖는 엘이디 조명기구.
2. 제1항에 있어서, 상기 냉각수탱크(40)는 그 저면이 엘이디기판(50)과의 긴밀한 접촉을 위하여 평면으로 형성되고 또 중앙부에는 배선을 위한 통공(44)을 갖도록 구성함을 특징으로 하는 방열기능을 갖는 엘이디 조명기구.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 냉각수탱크(40)는 하우징(30)이 갖는 결합공(32)에 결합되고, 엘이디기판(50)은 결합공(32) 아래에 갖는 걸림테(34)에 결합되게 하여 수개의 나사못(60)을 통하여 하우징(30)에 연결고정해 주도록 구성함을 특징으로 하는 방열기능을 갖는 엘이디 조명기구.

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