KR100778235B1

KR100778235B1 - 무팬(無ｆａｎ) 방열 엘이디 조명기구

Info

Publication number: KR100778235B1
Application number: KR1020070035259A
Authority: KR
Inventors: 유영호
Original assignee: 화우테크놀러지 주식회사
Priority date: 2007-04-10
Filing date: 2007-04-10
Publication date: 2007-11-22

Abstract

본 발명은 방열수단이 피씨비에 대하여 평행 또는 경사지게 연장형성되어 통풍이 없는 무풍공간에서도 방열이 원활하게 이루어지는 넓은 방열부를 구비함으로써 송풍팬 없이도 엘이디 점등에 따른 방열을 효과적으로 수행하여 수명과 품질특성을 극대화하도록 하는 무팬(無 fan) 방열 엘이디 조명기구에 관한 것이다.

이를 실현하기 위한 본 발명은 피씨비에 복수의 엘이디(LED: Light Emitting Diode)가 탑재되어 이루어지는 광원부와 상기 피씨비에 접합되어 광원부의 열기를 방출하기 위한 방열수단 및 상기 방열수단과 결합되고 전원연결부가 구비된 하우징을 포함하여 구성되는 엘이디 조명기구에 있어서, 상기 방열수단은 상기 피씨비에 접합되는 동시에 상기 하우징에 결합되는 결합부 및 상기 결합부 둘레에서 피씨비에 대하여 평행 또는 경사지게 반경이 연장형성되는 방열부를 구비하여 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

무팬(無ｆａｎ) 방열 엘이디 조명기구{HEAT RELEASE LED LIGHTING FITTING WITHOUT FAN}

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 구성을 보이는 사시도

도 2는 도 1의 일부 단면도

도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 구성도

도 4는 본 발명에 따른 일 실시예의 구성도

도 5는 본 발명에 따른 일 실시예의 구성도

도 6은 도 5의 저면도

도 7은 본 발명에 따른 방열수단의 일부 발췌 상세도

도 8은 종래 기술의 구성도

도 9는 도 8의 저면도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 본 발명의 무팬(無 fan) 방열 엘이디 조명기구

10: 광원부 11: 엘이디 13: 피씨비

30: 방열수단 31: 스크래치 32: 결합부

33: 방열부 33a: 수평부 33b: 비수평부

37: 통풍공 50: 하우징 51: 전원연결부

본 발명은 엘이디 조명기구에 관한 것으로서, 특히 방열수단이 피씨비에 대하여 평행 또는 경사지게 연장형성되어 통풍이 없는 무풍공간에서도 방열이 원활하게 이루어지는 넓은 방열부를 구비함으로써 송풍팬 없이도 엘이디 점등에 따른 방열을 효과적으로 수행하여 수명과 품질특성을 극대화하도록 하는 무팬(無 fan) 방열 엘이디 조명기구에 관한 것이다.

엘이디(LED: Light Emitting Diode)는 종래의 광원에 비하여 소형이고 수명이 길뿐만 아니라 전기에너지가 빛에너지로 직접 변환되기 때문에 전력이 적게 소모되어 에너지 효율이 우수한 고광도를 발하며 고속응답 특성을 지니고 있으므로 이러한 엘이디를 광원으로 하는 다양한 조명기구가 개발되고 있다.

한편으로 엘이디는 점등시 열이 발생되고, 방열이 원활하게 되지 못할 경우 엘이디의 수명을 단축시키고 조도가 떨어지게 되므로 엘이디 조명기구의 상기 장점은 엘이디의 고열이 원활하게 방열되는 조건을 전제하고 있다.

따라서 엘이디 조명기구의 성패는 방열과 직결된다고 할 수 있다.

종래의 엘이디 조명기구(100)는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 피씨비(113)에 복수의 엘이디(111)가 설치되는 광원부와 상기 피씨비에 접합되는 방열수단(130) 및 상기 광원부 및 방열수단이 수용지지하는 하우징(150)으로 구성되고, 상기 하우징에 피씨비(113)와 전원을 연결하는 전원연결부(151)가 구비된다.

그리고 방열수단(130)은 하우징 둘레에 수직 원기둥형태로 형성되고 방열면적을 확장하기 위한 방열핀(133)이 주면에 일정 간격으로 돌출 형성되어 방열핀(133)과 방열핀 틈새공간(131)이 교호로 요철배치되어 구성된다.

즉, 방열수단(130)이 둘레에 방열핀(133)과 틈새공간(131)이 일정 간격으로 배열된 원통형태로 되며, 이와 같은 구성은 통풍이 원활하게 이루어지는 환경에서는 방열핀(133) 형성에 따른 표면적 확장 방열효과를 훌륭하게 발휘할 수 있다.

그러나, 예컨대 조명기구가 천장에 형성된 요입홀에 삽입 설치되는 경우와 같이 통풍이 자연적으로 이루어지지 못하는 환경에서는 피씨비(113)에 인접하는 하부지점(133a)과 피씨비로부터 가장 먼 상부 지점(133b) 간의 온도차가 10％ 미만에 머문다(도 8 참조).

또한, 상기 방열핀(133)과 틈새공간(131)의 온도차가 10％ 미만에 그친다(도 9 참조).

방열 열교환은 방열핀(133)과 상기 틈새공간(131)의 온도차가 클수록 효율이 증가하는데 상기와 같이 온도차가 불과 10％ 미만의 미미한 차이에 그치기 때문에 종래 기술의 상기 방열수단은 피씨비에 가까운 하부지점(133a)이나 먼 상부 지점(133b) 간의 온도차가 미미한 것에서 알 수 있듯이 사실상 방열기능을 상실하고 있는 것이다.

그것은 방열핀 틈새공간(131)에 체류하는 공기가 열기를 머금은 채 정체상태 에 있기 때문으로서, 실제로 방열핀(133)의 표면적으로 작용하는 틈새공간(131) 중에서 공기가 스치는 정도의 극히 제한된 깊이의 최외곽 일부분을 제외한 나머지 부분(131a)은 틈새공간 및 방열핀 표면으로서의 방열기능이 사장된다.

따라서 통풍이 이루어지는 않는 환경에서는 방열핀(133)과 틈새공간(131)에 의한 표면적 확장을 아무리 크게 형성할지라도 실제에 있어서는 표면적이 확장되지 않은 것과 똑같이 전혀 효과를 발휘하지 못한다.

이와 같은 방열문제로 인하여 종래기술 일 실시예에서는 열부하를 줄이기 위해 피씨비에 전류를 정격보다 적게 흐르도록 하기도 하지만 이 경우에는 엘이디의 밝기가 떨어지므로 엘이디 수량을 증가시켜야 조명기구의 설정 조도를 맞출 수 있고 이에 따라 전기에너지가 낭비되며 엘이디 수량이 많아지므로 제조원가가 상승되는 문제점이 있다.

따라서 종래기술 일 실시예에서는 방열수단의 내부 공간에 송풍팬을 설치하고 있다.

그러나 엘이디의 수명은 약 5만 시간임에 비하여 송풍팬의 수명은 약 1만 시간에 그침으로 송풍팬으로 인하여 엘이디 조명기구의 수명을 현저히 단축시키는 치명적인 문제점이 있으며, 소음이 발생되어 조용한 실내에서는 사용이 불가능하다.

또한, 송풍으로 인하여 방열수단 표면에 먼지가 증착되므로 방열효율을 저하시킨다.

또한, 방열수단에 형성되는 송풍통로를 통하여 피씨비가 외부에 노출되므로 가로등과 같이 눈비에 무방비상태의 옥외 설치용으로는 사용이 불가능하여 소음에 민감하지 않은 옥내로 설치범위가 국한되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서,

본 발명의 목적은 방열수단이 피씨비에 대하여 평행 또는 경사지게 연장형성되어 통풍이 없는 무풍공간에서도 방열이 원활하게 이루어지는 넓은 방열부를 구비함으로써 송풍팬 없이도 엘이디 점등에 따른 방열을 효과적으로 수행하여 수명과 품질특성을 극대화하도록 하는 무팬(無 fan) 방열 엘이디 조명기구를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하는 본 발명에 따른 무팬(無 fan) 방열 엘이디 조명기구는 피씨비에 복수의 엘이디(LED: Light Emitting Diode)가 탑재되어 이루어지는 광원부와 상기 피씨비에 접합되어 광원부의 열기를 방출하기 위한 방열수단 및 상기 방열수단과 결합되고 전원연결부가 구비된 하우징을 포함하여 구성되는 엘이디 조명기구에 있어서,

상기 방열수단은 상기 피씨비에 접합되는 동시에 상기 하우징에 결합되는 결합부 및 상기 결합부 둘레에서 피씨비에 대하여 평행 또는 경사지게 반경이 연장형성되는 방열부를 구비하여 이루어짐을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 무팬(無 fan) 방열 엘이디 조명기구에 대한 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 구성을 보이는 사시도, 도 2는 도 1의 일부 단면도, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 일 실시예의 구성도이다. 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일 실시예의 무팬(無 fan) 방열 엘이디 조명기구(1)는 피씨비(13)에 복수의 엘이디(LED: Light Emitting Diode)(11)가 탑재되어 이루어지는 광원부(10)와 상기 피씨비(13)에 접합되어 광원부(10)의 열기를 방출하기 위한 방열수단(30) 및 상기 방열수단과 결합되고 전원연결부(51)가 구비된 하우징(50)을 포함하여 구성되는 엘이디 조명기구에 있어서, 상기 방열수단(30)은 상기 피씨비(13)에 접합되는 동시에 상기 하우징(50)에 결합되는 결합부(32) 및 상기 결합부(32) 둘레에서 피씨비(13)에 대하여 평행 또는 경사지게 반경이 연장형성되는 방열부(33)를 구비하여 이루어지는 것이다.

또한, 상기 방열수단(30)의 방열부(33)가 피씨비와 평행하게 형성될 경우에는 도 1 및 도 2에서처럼 원반형태로 수평한 원반형태로 형성되며, 상향 경사형성되거나(도 3 참조) 하향 경사형성(도 4참조)되는 삿갓형태로 이루어질 수도 있다.

상기 방열부(33)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 피씨비(13)와 수평한 방향으로 형성되는 수평부(33a)와 상기 수평부(33a)에서 절곡형성되는 비수평부(33b)로 이루어져도 무방하다.

또한, 상기 방열수단(30)은 방열부(33) 표면에 스크래치(31)가 조밀하게 요철 형성된 면상(面像)으로 구성됨이 바람직하다.

이때, 상기 스크래치(31)는 단면이 V홈 형태로 되어 연속형성됨이 바람직하다. 또한, 상기 스크래치(31)는 단면이 V홈 형태로 이루어지되 직각 이등변 삼각형태로 형성되어도 무방하다. 상기 직각 이등변 삼각형에서 직각이 되는 부분은 V홈의 꼭지각(α)을 의미한다.

상기 방열부의 꼭지각(α)은 약 110˚~60˚로 형성됨이 바람직하다.

상기 스크래치(31)는 V홈이 아닌 다른 형태로 형성될 수도 있다.

그리고, 상기 스크래치(31)는 방열부(33)의 전면 또는 후면에만 형성되거나 전면과 후면에 모두 형성될 수 있다.

상기 스크래치(31)는 동심원형태로 연속배열되어도 무방하다.

본 발명의 방열면적 확장을 위해 방열부 표면에 형성되는 스크래치(31)는 흠집수준의 극히 미미한 깊이의 요철로서, 종래기술에서의 방열핀과 방열핀 틈새공간으로 이루어지는 상대적 대규모의 요철과는 전혀 다른 구성이다.

도 1에서 미설명 부호 '15'는 AC전류를 DC전류로 전환하는 아답터이고, '70'은 엘이디의 점광(点光)을 면광(面光)으로 바꾸어 주기 위한 광유도 확산수단이다.

이와 같은 구성을 지닌 본 발명에 따른 엘이디 조명기구(1)의 작용상태를 살펴본다.

본 발명의 특징은 방열수단(30)에서 방열핀이 배제됨과 아울러 방열부(33)가 피씨비(13)에 대하여 평행 또는 경사지게 반경이 연장형성되는 형태, 다시 말하면 종래 기술에서와 같은 방열핀 및 틈새공간이 없고 수직형성되는 대신 평탄하게 수 평상으로 형성되는 방열부(33)를 구비함으로써 무풍공간에서도 방열이 원활하게 이루어지는 방열면적을 확보하는 것이다.

즉, 종래 기술에서와 같이 방열부(130)를 수직형성할 경우 방열면적은 원둘레에 높낮이 길이를 곱한 수치로 되는 반면 본 발명과 같이 수평으로 형성되어 반경이 확장될 경우 방열부의 면적 증가율은 확장반경의 제곱에 다시 3.14배를 곱한 수치로 되어 면적 확장효과가 대단히 크다.

또한, 방열부(130)가 하우징을 둘러싸는 수직 원기둥형태로 형성되는 종래기술의 경우 방열부의 내측은 열기를 내는 피씨비를 향하고 있어 방열효율이 미미한 반면에 피씨비(13)에 대하여 반경이 수평상으로 확장형성되는 본 발명의 방열부(30)는 전면이나 후면이 모두 상온에 노출되어 있어 방열효율이 현저히 월등하다.

그리고 그 방열부(33) 표면에 방열면적을 확장하며 열기 정체가 방지되는 스크래치(31)가 더 형성된 것으로서, 상기 스크래치(31)가 도 7에 도시된 바와 같이, 이등변삼각형태의 V홈으로 이루어지고 스크래치 꼭지각(α)이 직각으로 이루어질 경우, V홈의 빗변 L1의 길이를 2라 하면 양쪽 등변 L2의 길이는 각각

이므로 V홈으로 인한 표면적 확장률은 빗변 길이의

가 되고 이러한 V홈이 연속형성되므로 방열부의 표면적 확장율은 결국 약 1.414배로 된다.

또한, 꼭지각(α)이 60°일 경우 방열면적은 2배가 된다.

V홈의 피치를 줄이면 꼭지각(α)이 축소될지라도 표면으로부터 꼭지점까지의 깊이가 외기가 스칠 수 있을 정도로 얕은 조건에서는 V홈에서의 열기정체가 방지되는 방열면적이 증가되어 방열이 효율적으로 이루어진다.

여기서, V홈의 꼭지각(α)이 예를 들어 15°와 같이 예각으로 형성될 경우에는 빗변(L1)대비 표면적 확장률은 증대되지만 열기가 정체되는 사장공간이 형성될 수 있고 발생되고, 반대로 꼭지점이 둔각으로 형성될 경우에는 열기정체 방지효과는 증대되지만 표면적 확장률이 저하되는 단점이 있다.

본 발명은 이와 같이 방열부에 꼭지각(α)이 약 110˚~60˚로 형성된 V홈 스크래치(31)가 연속형성됨으로써 무통풍 공기정체 환경에서 송풍팬 없이도 엘이디 점등에 따른 방열을 원활하게 수행할 수 있도록 한다.

상기 방열부(33)가 원반 또는 삿갓형태로 형성되는 방열수단의 경우에는 엘이디 램프의 반사갓으로도 기능한다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조로 설명하였다. 여기서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이상에서 상세히 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 무팬(無 fan) 방열 엘이디 조명기구는 방열수단이 피씨비에 대하여 평행 또는 경사지게 연장형성되어 통풍이 없는 무풍공간에서도 방열이 원활하게 이루어지는 넓은 방열부를 구비함으로써 송풍팬 없이도 엘이디 점등에 따른 방열을 효과적으로 수행하여 수명과 품질특성을 극대화하는 뛰어난 효과가 있다.

Claims

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피씨비(13)에 복수의 엘이디(LED: Light Emitting Diode)(11)가 탑재되어 이루어지는 광원부(10)와 상기 피씨비(13)에 접합되어 광원부(10)의 열기를 방출하기 위한 방열수단(30) 및 상기 방열수단과 결합되고 전원연결부(51)가 구비된 하우징(50)을 포함하여 구성되는 엘이디 조명기구에 있어서,

상기 방열수단(30)은 상기 피씨비(13)에 접합되는 동시에 상기 하우징(50)에 결합되는 결합부(32) 및 상기 결합부(32) 둘레에서 피씨비(13)에 대하여 평행 또는 경사지게 반경이 연장형성되는 디스크형태의 방열부(33)를 구비하여 이루어지고,

상기 방열수단은 디스크 형태의 방열부(33) 표면에 스크래치(31)가 조밀하게 요철 형성된 면상(面像)으로 구성됨을 특징으로 하는 무팬(無 fan) 방열 엘이디 조명기구.
청구항 3에 있어서,

상기 스크래치(31)는 단면이 V홈 형태로 되어 연속형성됨을 특징으로 하는 무팬(無 fan) 방열 엘이디 조명기구
청구항 4에 있어서,

상기 스크래치(31)는 방열부의 전면 또는 후면 또는 전면과 후면에 형성됨을 특징으로 하는 무팬(無 fan) 방열 엘이디 조명기구.
청구항 3에 있어서,

상기 방열부(33)는 피씨비(13)와 수평한 방향으로 형성되는 수평부(33a)와 상기 수평부(33a)에서 절곡형성되는 비수평부(33b)로 이루어지고,

상기 수평부(33a)에는 방사상으로 통풍공(37)이 관통 형성됨을 특징으로 하는 무팬(無 fan) 방열 엘이디 조명기구