KR100502578B1 - 항공조명등용 램프 - Google Patents

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KR100502578B1
KR100502578B1 KR10-2003-0013614A KR20030013614A KR100502578B1 KR 100502578 B1 KR100502578 B1 KR 100502578B1 KR 20030013614 A KR20030013614 A KR 20030013614A KR 100502578 B1 KR100502578 B1 KR 100502578B1
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Abstract

본 발명은 고층 건축물이나 공항 활주로에 설치되어 항공기의 충돌을 방지하거나 항공기를 일정노선으로 안내하는 항공조명등에 있어서: 전원전압과 접지전압을 제공받는 전원단자공, 복수의 광원단자공 및 복수의 보호회로단자공를 갖고 있는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판의 광원단자공에 각각 접속하되 전원단자공에 대해 상호 병렬로 연결되는 발광다이오드; 및 상기 인쇄회로기판의 보호회로단자공에 각각 접속되며, 각 발광다이오드에 병렬로 연결되어 각 발광다이오드로 인가되는 과전압을 방지하는 보호소자;를 구비함으로써, 어느 하나의 발광다이오드가 단락되더라도 안전조명등으로서의 제기능을 발휘할 수 있고, 과전압 및 과전류로 인한 발광다이오드의 파괴를 방지하여 우수한 성능과 신뢰성을 확보할 수 있고, 또한 그에 따라 유지보수 비용을 보다 더 절감할 수 있는 항공조명등용 램프를 제공한다.

Description

항공조명등용 램프 { Lamp For Aerial Navigation Lighting }
본 발명은 항공조명등용 램프에 관한 것으로, 특히 빌딩과 같은 높은 건축물이나 공항 활주로에 설치되어 항공기의 건물충돌 방지하거나 항공기를 일정 노선으로 안내하기 위하여 종래의 할로겐램프 대신 발광다이오드를 채용하여 전력소비와 유지보수 및 수명 성능을 보다 더 향상시킬 수 있는 항공조명등용 램프에 관한 것이다.
일반적으로 항공기의 안전운행을 위해 다양한 항공조명등이 설치되는 데, 먼저 공항 활주로에 설치되는 노출형 유도로등, 매립형 유도로등 및 매립형 중심선 유도로등은 야간에 공항 활주로에서 항공기를 일정 노선으로 안내하기 위한 것이고, 항공법에 의해 빌딩과 같은 높은 건축물이나 산악지대의 철탑 및 송전탑과 구조물에 설치되는 항공장애등은 야간에 운항하는 항공기 등의 충돌을 방지함으로써, 항공기의 안전운항은 물론 높은 구조물의 안전 유지를 꾀할 수 있도록 하는 것이다.
이와 같은 항공조명등은 지금까지 백열전구 또는 할로겐전구를 사용하였으나, 이와같은 백열전구 또는 할로겐전구는 많은 전력을 소모할 뿐만 아니라 그 수명이 비교적 짧아 자주 교체해야 하는 등의 문제점이 있었다.
도 1은 종래기술에 의한 항공장애등의 예를 도시한 단면도로서, 그 구성은 내부에 램프(2)가 결합되는 소켓(3)과, 전선 및 단자 등이 내장되어 건축물 등의 벽면이나 철탑 및 송전탑등에 고정되도록 설치되는 몸체(4)와, 그 상면으로 반투명체인 합성수지재로 성형된 커버(5)로 구성되어 있으며, 상기 몸체(4)와 커버(5)는 고정스크류나 고정구 등에 의해 기밀부재와 같이 상호 결합된다.
이와같이 구성되어 사용되는 일반적인 항공장애등(1)에 사용되는 종래의 램프(2)는 항공기의 조정사가 보다 원활하게 확인할 수 있도록 점멸되면서 상당히 높은 광도를 갖추어야 하는 조건으로 인해 대부분이 백열전구 또는 할로겐전구 등이 사용되었다.
따라서, 상기와 같이 사용되는 램프가 높은 광도를 갖기 위해서는 많은 전기에너지가 소모됨은 물론 고층 건축물과 같은 경우에는 일정한 층수를 표시할 수 있도록 대략 10층을 기준으로 건축물의 외측으로 수개가 설치되어야 하는 이유로 인해 보다 많은 전기에너지가 소요되며, 항공장애등은 고층 건축물의 외측에 설치되는 관계로 유지보수 측면에서 상당히 많은 애로점이 발생함은 물론 그 내부에 설치된 램프는 높은 광도로 발산됨에 따라 그 사용기간이 짧고 그에 따른 램프의 교체가 빈번하게 이루어짐으로써, 그로 인해 발생되는 램프의 구입비용 및 추가 작업공정에 따른 부수적인 비용이 상당히 높아지는 문제점이 발생하였다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 특허공개 제2001-19967호와 같이 인쇄회로기판에 다수의 발광다이오드를 장착하여 다층으로 적층함으로써, 반영구적으로 사용할 수 있는 우수한 항공장애등을 제시하고 있지만, 다수의 발광다이오드가 모두 직렬로 연결되어 있어서 어느 하나의 발광다이오드만 단락되면 항공장애등이 제기능을 수행할 수 없어서 대형 항공사고를 야기할 수 있는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 다수개의 발광다이오드가 설치된 인쇄회로기판을 단층 또는 다층으로 적층 형성하되, 상기 각 발광다이오드를 병렬 연결함과 아울러 각 발광다이오드에 과전압 및 과전류 방지용 소자를 설치함으로써, 어느 하나의 발광다이오드가 단락되더라도 안전조명등으로서의 제기능을 발휘할 수 있고, 과전압 및 과전류로 인한 발광다이오드의 파괴를 방지할 수 있는 항공조명등용 램프를 제공하는 데 있다.
또한, 상기 인쇄회로기판을 다층으로 적층할 경우 각 인쇄회로기판으로 공급되는 전원을 각 인쇄회로기판의 간격을 유지 및 지지해 주는 복수의 지지체를 통해 공급함으로써, 별도의 전원공급 케이블이 없어 제조가 용이하고 케이블의 단선 등과 같은 고장을 미연에 방지할 수 있어 제품의 신뢰성을 높일 수 있는 항공조명등용 램프를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 고층 건축물이나 공항 활주로에 설치되는 항공조명등에 있어서: 전원전압과 접지전압을 제공받는 전원단자공(11), 복수의 광원단자공(13) 및 복수의 보호회로단자공(15)을 갖고 있는 인쇄회로기판(10); 상기 인쇄회로기판(10)의 광원단자공(13)에 각각 접속하되 전원단자공(11)에 대해 상호 병렬로 연결되는 발광다이오드들(LED); 및 상기 인쇄회로기판(10)의 보호회로단자공(15)에 각각 접속되며, 각 발광다이오드(LED)에 병렬로 연결되어 각 발광다이오드(LED)로 인가되는 과전압을 방지하는 보호소자들(ZD);로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 인쇄회로기판(10)의 각 광원단자공(13)에 직렬 연결되는 복수의 저항단자공(17)을 구비하되 각 저항단자공(17)에 삽입되어 발광다이오드(LED)로 인가되는 과전류를 방지하는 저항소자들(R);을 더 구비한 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 살펴보고자 한다.
도 2a는 본 발명의 일실시예에 의한 항공조명등용 램프를 도시한 분해 사시도이고, 도 2b는 도 2a의 인쇄회로기판을 도시한 평면 사시도이며, 도 3은 도 2a의 조립 사시도로서, 인쇄회로기판(10), 발광다이오드(LED), 저항소자(R), 보호소자(ZD) 및 도전용지지체(20)로 이루어져 있다.
도 2a와 같은 램프는 빌딩이나 고층 건축물에 설치되어 항공기 충돌을 방지하는 항공장애등으로 사용하거나, 공항 활주로에서 항공기를 일정방향으로 안내하는 다소 저광도의 노출형 유도로등의 하우징에 내장되어 발광원으로 사용된다. 따라서, 램프가 내장되는 조명등의 구조는 용도에 따라 달라질 수 있다.
상기 인쇄회로기판(10)은 전원전압(+)과 접지전압(-)을 제공받는 전원단자공(11), 복수의 광원단자공(13), 복수의 보호회로단자공(15) 및 복수의 저항단자공(17)을 갖고 있으며 그 상/하면에 전원단자공(11)과 각 광원단자공(13)과 보호회로단자공(15)을 연결하는 회로패턴(18)이 인쇄되어 있다. 상기 인쇄회로기판(10)의 전원단자공(11), 광원단자공(13), 저항단자공(17) 및 보호회로단자공(15)은 상호 직/병렬로 접속되도록 그 표면과 이면에 동박(銅箔)이 식각되어 회로패턴(18)이 형성되어 있으며, 광원단자공(13)에는 발광다이오드(LED)의 리드선이 삽입되고, 저항단자공(17)에는 저항소자(R)의 리드선이 삽입되며, 보호회로단자공(15)에는 제너다이오드와 같은 보호소자(ZD)의 리드선이 삽입 고정하게 된다.
또한, 발광다이오드(LED)들은 인쇄회로기판(10)의 광원단자공(13)에 각각 접속하되 상/하면의 회로패턴(18)을 통해 전원단자공(11)에 대해 상호 병렬로 연결되어 전원단자공(11)을 통해 공급되는 전원을 제공받아 정해진 칼라로 발광하도록 구성되어 있고, 또한 저항소자(R)들은 인쇄회로기판(10)의 각 저항단자공(17)에 접속하되 회로패턴(18)을 통해 각 발광다이오드(LED)에 직렬 연결됨에 따라 발광다이오드(LED)로 인가되는 과전류를 방지하도록 구성되어 있고, 또한 보호소자(ZD)들은 인쇄회로기판(10)의 보호회로단자공(15)에 각각 접속되며 회로패턴(18)을 통해 각 발광다이오드(LED)에 병렬로 연결되어 각 발광다이오드(LED)로 인가되는 과전압을 방지하도록 구성되어 있고, 도전용지지체(20)는 인쇄회로기판(10)의 전원단자공(11)에 삽입 고정되어 외부로부터 공급되는 전원을 각각 인쇄회로기판(10)의 전원단자공(11)으로 공급하도록 이루어져 있다.
아울러, 상기 인쇄회로기판(10)은, 전원전압(+)과 접지전압(-)을 각각 공급하는 도전용지지체(20)를 삽입 고정하기 위한 복수의 전원단자공(11) 뿐만 아니라 보조지지체(30)를 삽입 고정하기 위한 복수의 지지공(19)을 더 구비하고 있다. 따라서, 상기 복수의 지지공(19)에 보조지지체(30)가 삽입되어 도전용지지체(20)와 함께 다단으로 적층된 인쇄회로기판(10)을 고정 지지하게 된다.
그리고, 상기 인쇄회로기판(10)은 도전용지지체(20)와 보조지지체(30)를 통해 절연 플레이트(40)상에 적층되며, 적층된 인쇄회로기판(10)의 최상단에는 절연 덮개(50)로 씌운 후 전원이 공급되지 않는 보조지지체(30)와 나사 결합하여 덮개(40)를 고정한다.
상기에서 도전용지지체(20)는 전원단자공(11)에 삽입하여 하단의 도전용지지체(20)와 상호 연결할 수 있도록 양측 끝단에 원통형의 수나사(25)와 암나사(26)가 각각 형성되어 인쇄회로기판(10)의 전원단자공(11)을 통해 각 도전용지지체(20)가 연결가능하도록 되어 있다. 따라서, 도전용지지체(20)는 전류도 공급하고, 다단으로 적층되는 인쇄회로기판(10)을 상호 지지하기도 하며, 각 인쇄회로기판(10)을 일정간격으로 유지하는 역할을 하기도 한다. 물론, 보조지지체(30)도 도전용지지체(20)와 동일한 형상으로 이루어져 있다.
이와 같이 인쇄회로기판(10)은 복수의 전원단자공(11)과 지지공(19)이 형성되어 있으며, 각 인쇄회로기판(10)에 형성된 전원단자공(11)과 지지공(19)에 도전용지지체(20) 및 보조지지체(30)를 각각 삽입한 후 하단의 도전용지지체(20) 및 보조지지체(30)에 체결하여 각 인쇄회로기판(10)을 일정간격 이격한 채로 적층하게 된다. 따라서, 각 인쇄회로기판(10)은 도전용지지체(20)와 전원단자공(11)을 통해 전원을 공급받게 되며, 도전용지지체(20)를 통해 각 인쇄회로기판(10)으로 전원을 공급함으로써, 전원공급용 전선의 단선이나 접촉 불량과 같은 문제점을 완벽하게 방지할 수 있다.
즉, 상기 인쇄회로기판(10)의 전원단자공(11)에는 외부 커넥터(60)로부터 인가되는 전원전압과 접지전압을 각 인쇄회로기판(10)으로 공급하기 위한 도전용지지체(20)가 삽입됨과 아울러 지지공(19)에는 보조지지체(30)가 삽입되며, 하단의 도전용지지체(20)와 보조지지체(30)에 각 나사부에 체결하여 고정하게 된다. 이와 같은 방식으로 각 인쇄회로기판(10)의 전원단자공(11) 및 지지공(19)에 도전용지지체(20)와 보조지지체(30)를 삽입하여 하단의 도전용지지체(20)와 보조지지체(30)에 각각 체결하는 방식으로 일일이 적층시키게 되며, 각 인쇄회로기판(10)은 공급전원에 대해 상호 병렬로 연결되는 상태를 갖게 되는 것이다.
이어, 각 인쇄회로기판(10)의 전원단자공(11)에 대해 각각 직/병렬 상태로 연결되어 전원단자공(11)에 연결된 각 발광다이오드(LED)는 광원단자공(13)을 통해 전원을 공급받아 점등하게 되며, 과전압 인가시에 각 발광다이오드(LED)에 병렬 연결된 제너다이오드와 같은 보호소자(ZD)를 통해 접지전압으로 도통시킴에 따라 발광다이오드(LED)의 파손을 방지하게 되며, 또한 과전류 인가시에도 각 발광다이오드(LED)에 직렬 연결된 저항소자(R)를 통해 발광다이오드(LED)의 파손을 방지하게 된다.
도 4는 본 발명에 의한 도 2a의 구성을 회로로 나타낸 것으로서, 적층된 복수의 인쇄회로기판(10), 도전용지지체(20), 발광다이오드(LED), 보호소자(ZD) 및 저항소자(R)로 이루어져 있다.
상기 인쇄회로기판(10)은 전원단자공(11)을 통해 도전용지지체(20)에 각각 삽입되어 일정간격 이격된 채로 적층되어 있는 상태이다.
상기 도전용지지체(20)는, 외부로부터 전원전압을 제공받는 제 1 지지체(21)와, 외부로부터 접지전압을 제공받는 제 2 지지체(22)로 구성되어 있다.
상기 도전용지지체(20)와 접속 결합되는 전원단자공(11) 사이에는 제 1 발광다이오드(LED1), 제 2 발광다이오드(LED2), 제 1 저항(R1)이 각각 광원단자공(13)과 저항단자공(17)에 장착되어 상호 직렬로 연결되어 있고, 제 1 발광다이오드(LED1)와 제 2 발광다이오드(LED2)에 병렬로 보호회로단자공(15)을 통해 제 1 보호소자(ZD1)가 연결되어 있다.
그리고, 상기 제 1 발광다이오드(LED1)와 제 2 발광다이오드(LED2)에 병렬로 제 3 발광다이오드(LED3)와 제 4 발광다이오드(LED4) 및 제 2 저항(R2)이 각각 광원단자공(13)과 저항단자공(17)에 장착되어 상호 직렬로 연결되어 있고, 제 3 발광다이오드(LED3)와 제 4 발광다이오드(LED4)에 병렬로 보호회로단자공(15)을 통해 제 2 보호소자(ZD2)가 연결되어 있다.
이와 같은 방식으로 다수의 발광다이오드(LED1∼LED18), 저항(R1∼R9) 및 보호소자(ZD1∼ZD9)가 인쇄회로기판(10)에 연결 및 장착되어 있으며, 상기와 같은 방식으로 복수의 인쇄회로기판(10)이 도전용 제 1 지지체(21) 및 제 2 지지체(22) 사이에 접속 연결되어 있는 것이다.
물론, 실시예에서는 두개의 발광다이오드(LED1, LED2)를 단위로 하여 직렬로 연결하였으나, 단일 발광다이오드뿐만 아니라 세 개 내지 네 개의 발광다이오드를 단위로 하여 직렬로 연결할 수도 있다.
이와 같이 설계할 경우에 저항소자(R)와 보호소자(ZD)로 인해 각 발광다이오드(LED)로 인가되는 과전류 및 과전압의 유입을 막을 수 있고, 만일 특정 발광다이오드(LED)가 파손되더라도 전체 발광다이오드(LED)가 병렬로 연결되어 있기 때문에 다른 발광다이오드(LED)로 공급되는 전원에는 전혀 영향을 끼치지 아니함으로, 항공조명등으로서의 제 기능을 지속적으로 발휘할 수 있다.
그리고, 유지보수시에 파손된 특정 발광다이오드 또는 인쇄회로기판만 교체해주면 되므로 유지보수가 용이하고 그 비용이 저렴하다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 항공조명등용 램프를 도시한 것으로, 인쇄회로기판(10), 발광다이오드(LED), 저항소자(R) 및 보호소자(ZD)로 이루어져 있고, 이와 같은 램프는 매립형 유도로등이나 매립형 유도로 중심선등과 같은 저광도 유도로등의 하우징에 내장되어 사용된다.
상기 도 2a 및 도 3과 다른 점은 인쇄회로기판(10)을 다단으로 적층하는 것이 아니라 단일 인쇄회로기판(10)을 사용하는 것이다.
그 구성은, 전원전압과 접지전압을 제공받는 전원단자공(11), 복수의 광원단자공(13), 복수의 보호회로단자공(15) 및 복수의 저항단자공(17)을 갖고 있으며 그 상/하면에 전원단자공(11)과 각 광원단자공(13)과 보호회로단자공(15)을 연결하는 회로패턴이 식각된 인쇄회로기판(10)과, 상기 인쇄회로기판(10)의 광원단자공(13)에 각각 접속하되 전원단자공(11)에 대해 상호 병렬로 연결되어 전원단자공(11)을 통해 공급되는 전원을 제공받아 정해진 칼라로 발광하도록 구성되어 있는 발광다이오드들(LED)과, 상기 인쇄회로기판(10)의 각 저항단자공(17)에 접속하되 각 발광다이오드(LED)에 직렬 연결됨에 따라 발광다이오드(LED)로 인가되는 과전류를 방지하도록 구성되어 있는 저항소자들(R)과, 상기 인쇄회로기판(10)의 보호회로단자공(15)에 각각 접속되며 각 발광다이오드(LED)에 병렬로 연결되어 각 발광다이오드(LED)로 인가되는 과전압을 방지하도록 구성되어 있는 보호소자들(ZD)로 이루어져 있다.
그리고, 상기 인쇄회로기판(10)의 전원단자공(11), 광원단자공(13), 보호회로단자공(15) 및 저항단자공(17)은 상호 직/병렬로 접속되도록 그 표면과 이면에 동박(銅箔)이 에칭되어 회로패턴(미 도시함)이 형성되어 있으며, 광원단자공(13)에는 발광다이오드(LED)의 리드선이 삽입되고, 저항단자공(17)에는 저항소자(R)의 리드선이 삽입되며, 보호회로단자공(15)에는 제너다이오드와 같은 보호소자(ZD)의 리드선이 삽입 고정하게 된다.
즉, 상기 인쇄회로기판(10)의 전원단자공(11)을 통해 외부로부터 전원전압과 접지전압을 제공받으며, 각 발광다이오드(LED)는 전원단자공(11)에 대해 도 4와 같이 직/병렬 상태로 연결된 광원단자공(13)을 통해 전원을 제공받아 점등하게 되며, 과전압 인가시에는 각 발광다이오드(LED)에 병렬 연결된 보호소자(ZD)를 통해 접지전압으로 도통시킴에 따라 발광다이오드(LED)의 파손을 방지하게 되며, 또한 과전류 인가시 각 발광다이오드(LED)에 직렬 연결된 저항소자(R)를 통해 방지하게 된다.
상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.
따라서, 본 발명에서는 다수개의 발광다이오드가 설치된 인쇄회로기판을 단층 또는 다층으로 적층 형성하되, 상기 각 발광다이오드를 병렬 연결함과 아울러 각 발광다이오드에 과전압 및 과전류 방지용 소자를 설치함으로써, 어느 하나의 발광다이오드가 단락되더라도 안전조명등으로서의 제기능을 발휘할 수 있고, 과전압 및 과전류로 인한 발광다이오드의 파괴를 방지하여 우수한 성능과 신뢰성을 확보할 수 있고, 또한 그에 따라 유지보수 비용을 보다 더 절감할 수 있다.
또한, 상기 인쇄회로기판을 다층으로 적층할 경우 각 인쇄회로기판으로 공급되는 전원을 각 인쇄회로기판의 간격을 유지 및 지지해 주는 복수의 지지체를 통해 공급함으로써, 별도의 전원공급 케이블이 없어 제조가 용이하고 케이블의 단선 등과 같은 고장을 미연에 방지할 수 있어 제품의 신뢰성을 높일 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래기술에 의한 항공장애등의 예를 도시한 단면도이고,
도 2a는 본 발명의 일실시예에 의한 항공조명등용 램프를 도시한 분해 사시도이고,
도 2b는 본 발명에 의한 도 2a의 인쇄회로기판을 도시한 사시도이며,
도 3은 본 발명에 의한 도 2a의 조립 사시도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 도 2a의 구성을 나타낸 회로도이고,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 항공조명등용 램프를 도시한 사시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10: 인쇄회로기판 11: 전원단자공
13: 광원단자공 15: 보호회로단자공
17: 저항단자공 18: 회로패턴
19: 지지공 20: 도전용지지체
30: 보조지지체 LED: 발광다이오드
ZD: 보호소자(제너다이오드) R: 저항소자

Claims (5)

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  5. 인쇄회로기판에 복수의 발광다이오드를 전원단자에 대하여 병렬로 구성하여 고층 건축물이나 공항 활주로에 설치되는 항공조명등에 있어서:
    전원전압과 접지전압을 제공받는 전원단자공, 광원단자공, 보호회로단자공, 저항단자공 및 지지공들이 형성되어 일정 간격 이격된 상태로 다층으로 적층되는 복수의 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판의 전원단자공에 삽입 고정되어 전원전압과 접지전압을 공급하는 복수의 도전용지지체;
    상기 인쇄회로기판의 지지공에 삽입 고정되어 인쇄회로기판의 적층 시 도전용 지지체와 함께 각 인쇄회로기판을 일정간격으로 유지시키는 복수의 보조지지체;
    상기 인쇄회로기판의 광원단자공에 삽입 접속되는 복수의 발광다이오드;
    상기 인쇄회로기판의 저항단자공은 광원단자공과 직렬연결되며, 상기 각 저항단자공에 삽입 고정되어 발광다이오드로 인가되는 과전류를 방지하는 복수의 저항소자;
    상기 인쇄회로기판의 보호회로단자공에 삽입 접속되며, 각 발광다이오드에 병렬로 연결되어 발광다이오드로 인가되는 과전압을 방지하는 복수의 보호소자;와
    상기 인쇄회로기판의 복수의 단자공과 복수의 지지공을 통해 도전용지지체 및 보조지지체가 삽입되며, 상기 도전용지지체를 통해 상호 병렬로 연결된 발광다이오드로 전원을 공급하되, 도전용지지체 및 보조지지체를 통해 복수의 인쇄회로기판이 일정간격 이격된 채로 체결적층된 것을 특징으로 하는 항공조명등용 램프.
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