KR100899089B1 - 소형 무팬(無 fan) 엘이디 조명기구 - Google Patents

소형 무팬(無 fan) 엘이디 조명기구 Download PDF

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    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]

Abstract

본 발명은 방열하우징 본체의 둘레에 이격 형성되는 방열테가 구비됨으로써 방열면적을 확장시킴과 아울러 통풍로를 형성하게 되어 더운 공기가 상승하고 상승한 자리에 상온의 공기가 계속적으로 새로이 유입되는 방열 상승기류를 활성화시키고 새로 유입되는 상온의 공기가 방열테는 물론 선형 브리지 및 본체를 경유하며 냉각시켜 전체 외표면을 유효 열교환면적으로 작동시킴으로 통풍이 없는 무풍공간에서 송풍팬 없이도 방열이 효과적으로 신속하게 이루어지도록 하는 소형 무팬(無 fan) 엘이디 조명기구에 관한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은 하나 이상의 엘이디(LED: Light Emitting Diode) 및 엘이디실장 피씨비를 포함하는 광원부와 상기 광원부를 수용 지지하며 방열기능을 갖는 방열하우징과 상기 방열하우징 상부에 구비되며 할로겐램프형 또는 전구형으로 되는 전원연결부를 포함하여 구성되는 엘이디 조명기구에 있어서, 상기 방열하우징은 광원설치부와 상기 광원설치부 상부에 형성되며 내부 공간에 전원부를 수용하는 하우징부로 형성되는 본체와, 상기 본체의 외곽 둘레에 본체로부터 이격 위치되는 링형태의 방열테와, 상기 본체와 방열테를 연결하는 선형 브리지로 형성되어 본체와 방열테 사이에 통풍로가 관통 형성됨을 특징으로 한다.

Description

소형 무팬(無 fan) 엘이디 조명기구{SMALL-SIZED LED LIGHTING FITTING WITHOUT FAN}

본 발명은 방열하우징 본체의 둘레에 이격 형성되는 방열테 및 선형 브리지가 구비됨으로써 방열면적을 확장시킴과 아울러 상하좌우 방향으로 관통되는 통풍로를 형성하게 되어 더운 공기가 상승하고 상승한 자리에 상온의 공기가 계속적으로 새로이 유입되는 방열 상승기류를 활성화시키고 새로 유입되는 상온의 공기가 방열테는 물론 선형 브리지 및 본체를 경유하며 냉각시켜 전체 외표면을 유효 열교환면적으로 작동시킴으로 통풍이 없는 무풍공간에서 송풍팬 없이도 방열이 효과적으로 신속하게 이루어지도록 하는 소형 무팬(無 fan) 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 발하는 특성을 지니고 있다.

따라서, 이러한 엘이디를 광원으로 하는 다양한 조명기구가 개발되고 있으 며, 근래에는 기존의 백열전구 소켓 또는 12V 소형 할로겐램프 소켓에 호환설치가 가능한 소형 엘이디 조명기구가 큰 호응을 얻고 있다.

한편으로 엘이디는 점등시 열이 많이 발생되고, 방열이 원활하게 되지 못할 경우 엘이디의 수명을 단축시키고 조도가 떨어지게 되므로 엘이디 조명기구의 상기 장점은 엘이디의 발열이 원활하게 방열되는 조건을 전제하고 있으며, 엘이디 점등이 원활하게 이루어지는 온도 상한선은 60℃ 내외로서 엘이디 조명기구의 성패는 방열과 직결된다고 할 수 있다.

종래기술의 소형 엘이디 조명기구(100)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 피씨비(113)에 복수의 엘이디(111)가 설치되는 광원부(110)와 상기 광원부를 수용 지지하며 방열기능을 갖는 방열하우징(130)과 상기 방열하우징 상부에 결합되며 전구형 또는 할로겐램프형으로 형성되는 전원연결부(150)가 결합되어 구성된다.

상기 전원연결부(150)는 소켓 접속부로서 전구형은 전구형 소켓에 결합되는 나사결합식으로 형성되고 할로겐램프형은 할로겐램프 소켓에 결합되도록 단자가 플러그 형태로 돌출형성되어 있다.

그리고 상기 방열하우징(130)은 원통형 몸체에 방열핀(133)이 방사상으로 돌출형성되어 방열핀(133)과 방열핀 틈새공간(131)이 교호로 요철배치되어 구성된다.

이와 같이 원통형 몸체의 외주면에 방열핀(133)이 돌출형성되는 종래기술의 방열하우징(130)은 표면적이 확장됨으로써 통풍이 원활하게 이루어지는 환경에서는 방열이 효과적으로 이루어진다.

그러나, 소형 할로겐램프의 경우 대부분 천장 등에 매입설치되므로 통풍이 자연적으로 이루어지지 못하고, 이러한 환경에서는 방열하우징 원통형 몸체 내주면(133c)과 외주면의 온도가 거의 같으며, 피씨비(113)에 인접하는 하부지점(133a)과 피씨비로부터 가장 먼 상부 지점(133b) 간의 온도차 및 방열핀 외주면(133d)과 틈새공간(131)의 온도차가 10% 미만에 그친다(도 7, 8 참조).

이와 같이, 방열핀 외주면(133d)과 틈새공간(131)의 온도차가 10% 미만에 그치는 것에서 알 수 있듯이 방열핀 사이 틈새공간(131)에 체류하는 공기가 열기를 머금은 채 정체상태에 있기 때문에 방열핀의 외주면(133d)과 방열핀의 틈새공간(131) 중에서 공기가 스치는 정도의 극히 제한된 깊이의 최외곽 일부분을 제외한 나머지 부분(131a)은 사실상 방열기능을 수행하지 못하여 통풍이 이루어지는 않는 환경에서는 방열핀(133)과 틈새공간(131)에 의한 방열핀에 의한 표면적 확장을 아무리 크게 형성할지라도 실제 방열에 기여하는 유효 열교환면적은 확장되지 않아 방열성능을 전혀 발휘하지 못한다.

또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 방열하우징(130) 둘레에 방열핀이 외곽으로 돌출 형성된 경우도 있으나 이 경우 방열핀(133)이 벽면형태로 촘촘하게 밀집 배열되므로 역시 통풍이 이루어지지 못하여 방열핀 표면이 유효 열교환면적으로 기능하지 못한다.

상기 구성에서 통풍을 위하여 방열핀(133) 간격을 넓힐 경우에는 방열면적이 부족하여 방열성능이 따르지 못하기는 마찬가지다.

즉, 종래기술은 방열핀(133)이 벽면이 돌출되는 형태로 이루어짐으로써 무풍환경에서는 벽면 형태의 방열핀 사이에 열기가 정체되는 문제로 인하여 방열하우징의 내주면과 함께 방열핀 틈새공간의 방열성능이 사장되고 유효 열교환면적이 방열핀의 외주면과 방열핀 외주면에 인접하는 일부분에 지나지 않아 방열효율이 매우 낮아 피씨비(113)의 온도가 상온보다 무려 53℃나 상승하는 문제점이 있었다.

따라서, 송풍팬을 설치할 수밖에 없는데, 이 경우 제조비용이 상승될 뿐만 아니라 송풍팬의 수명이 엘이디의 수명보다 현저히 짧아 수명이 긴 엘이디 조명기구의 특성을 발휘할 수 없었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서,

본 발명의 목적은 방열하우징 본체의 둘레에 이격 형성되는 방열테 및 선형 브리지가 구비됨으로써 방열면적을 확장시킴과 아울러 상하좌우 방향으로 관통되는 통풍로를 형성하게 되어 더운 공기가 상승하고 상승한 자리에 상온의 공기가 계속적으로 새로이 유입되는 방열 상승기류를 활성화시키고 새로 유입되는 상온의 공기가 방열테는 물론 선형 브리지 및 본체를 경유하며 냉각시켜 전체 외표면을 유효 열교환면적으로 작동시킴으로 통풍이 없는 무풍공간에서 송풍팬 없이도 방열이 효과적으로 신속하게 이루어지도록 하는 소형 무팬(無 fan) 엘이디 조명기구를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하는 본 발명에 따른 소형 무팬(無 fan) 엘이디 조명기구는

하나 이상의 엘이디(LED: Light Emitting Diode) 및 엘이디실장 피씨비를 포함하는 광원부와 상기 광원부를 수용 지지하며 방열기능을 갖는 방열하우징과 상기 방열하우징 상부에 구비되며 할로겐램프형 또는 전구형으로 되는 전원연결부를 포함하여 구성되는 엘이디 조명기구에 있어서,

상기 방열하우징은 광원설치부와 상기 광원설치부 상부에 형성되며 내부 공간에 전원부를 수용하는 하우징부로 형성되는 본체와, 상기 본체의 외곽 둘레에 본체로부터 이격 위치되는 링형태의 방열테와, 상기 본체와 방열테를 연결하는 선형(線形) 브리지로 형성되어 본체와 방열테 사이에 통풍로가 관통 형성됨을 특징으로 한다.

상기 구성을 지닌 본 발명에 따른 소형 무팬(無 fan) 엘이디 조명기구는 방열하우징 본체의 둘레에 이격 형성되는 방열테 및 선형 브리지가 구비됨으로써 방열면적을 확장시킴과 아울러 상하좌우 방향으로 관통되는 통풍로를 형성하게 되어 더운 공기가 상승하고 상승한 자리에 상온의 공기가 계속적으로 새로이 유입되는 방열 상승기류를 활성화시키고 새로 유입되는 상온의 공기가 방열테는 물론 선형 브리지 및 본체를 경유하며 냉각시켜 전체 외표면을 유효 열교환면적으로 작동시킴으로 통풍이 없는 무풍공간에서 송풍팬 없이도 방열이 효과적으로 신속하게 이루어지는 현저한 효과가 있다.

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

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 구성을 보이는 사시도, 도 2는 도 1의 저면 방향 사시도, 도 3은 도 1의 종단면도, 도 4는 도 1의 평면도, 도 5는 도 1의 저면도이다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일 실시예의 소형 무팬(無 fan) 엘이디 조명기구(1)는 하나 이상의 엘이디(LED: Light Emitting Diode)(11) 및 엘이디실장 피씨비(13)를 포함하는 광원부(10)와 상기 광원부(10)를 수용 지지하며 방열기능을 갖는 방열하우징(30)과 상기 방열하우징 상부에 구비되며 할로겐램프형 또는 전구형으로 되는 전원연결부(50)를 포함하여 구성되는 엘이디 조명기구에 있어서, 상기 방열하우징(30)은 광원설치부(31)와 상기 광원설치부(31) 상부에 형성되며 내부 공간에 전원부(20)를 수용하는 하우징부(32)로 형성되는 본체(30a)와, 상기 본체(30a)의 외곽 둘레에 본체로부터 이격 위치되는 링형태의 방열테(35)와, 상기 본체(30a)와 방열테(35)를 연결하는 선형(線形) 브리지(33)로 형성되어, 본체와 방열테 사이에 통풍로(37)가 관통 형성되는 것이다.

여기서, 상기 선형 브리지(33)는 본체(30a)와 방열테(35)를 연결하는 높낮이 및 본체 중심으로부터의 배치반경을 달리하여 방사상 설정 간격으로 교호로 형성됨이 바람직하다.

상기 선형 브리지(33)는 본체의 상부에서 방열테(35)의 상단부로 연결되는 대형 선형 브리지(331)와 본체(10a)의 중간부 이하에서 방열테(35)의 내주면으로 연결되는 소형 선형 브리지(332)로 되고 설정간격으로 교호 위치됨이 바람직하다.

이와 같이 선형 브리지가 크기를 달리하여 교호로 형성됨으로써 형성되는 선형 브리지 수에 비하여 통풍로 및 통풍효율을 극대화시킨다.

또한, 상기 선형 브리지(33)는 본체에서 하향하는 아치형태로 형성되며 본체쪽에 접하는 흡열면적 확장을 위한 리브(335)가 구비됨이 바람직하다.
종래기술의 방열핀(133)이 방열면적확장에 중점을 두는 면(面)개념 방열핀(133)이라면 본 발명의 상기 선형 브리지(33)는 방열면적 확장과 더불어 자연대류 통풍에 중점을 두어 본체(30a)와 방열테(35) 및 선형 브리지(33) 간에 상하좌우 방향으로 관통되는 통풍공간이 최대크기로 형성되도록 본체(30a)와 방열테(35)를 연결하는 선(腺)개념 방열핀이다.

또한, 상기 방열테(35)는 하광상협 형태로 형성됨이 바람직하다. 즉, 방열테가 테이퍼형태의 관을 짧게 자른 형태이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예로서, 전원연결부(50)가 나사결합식 전구형으로 형성된 것이다.

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

상기 방열하우징(30)은 방열테(35)가 구비됨으로써 선형 브리지(33)와 함께 방열면적을 현저히 확장시킴과 아울러 전체 외표면에 통풍이 원활하게 이루어지도록 하여 공기정체가 방지되는 유효 열교환면적을 효과적으로 확장시킨다.

방열은 광원부(10)의 열을 흡수하는 광원설치부(31)로부터 본체(30a)의 외표면과 선형 브리지(33) 및 방열테(35)의 외표면을 통하여 이루어지는데, 방열테(35)가 본체(30a)로부터 이격되는 링형태로 형성되고, 방열핀이 선형 브리지(33)로 형성됨으로써 본체(30a)와 방열테(35) 및 선형 브리지(33) 간에 상하좌우 방향으로 관통되는 통풍로(37)가 형성된다.
즉, 방열핀이 선 형태의 선형 브리지(33)로 형성됨으로써 본체(30a)와 방열테(35) 및 선형 브리지(33) 간에 상하좌우로 관통되는 통풍공간이 최대한 크게 형성되어 자연대류가 원활하게 이루어지는 것이다.

이와 같이, 방열하우징(30) 본체(30a)의 둘레에 상하좌우를 관통하는 방향으로 통풍로(37)가 형성됨으로써 더운 공기가 상승하고 상승한 자리에 상온의 공기가 계속적으로 새로이 유입되는 방열 상승기류가 활성화되어 열기가 정체되는 것이 방지되고 새로 유입되는 상온의 공기가 방열하우징(30) 본체의 외표면을 훑으며 이동하게 되어 전체 외표면을 유효 열교환면적으로 작동시킨다.

이때, 상기 선형 브리지(33)가 리브(335)를 형성하여 흡열면적이 크게 형성됨으로써 방열이 더욱 효과적으로 이루어지는 한편, 연결높이와 연결반경을 달리하는 대형 선형 브리지(331)와 소형 선형 브리지(332)로 되고 교호로 위치됨으로써 상승기류 통로를 극대화시키고 방열 상승기류의 소통을 원활하게 한다.

또한, 본체(30a)의 둘레에 형성되는 링형의 방열테(35)가 소정 높이를 가지므로 방열 상승기류의 속도가 증속되어 방열이 현저히 신속하게 이루어진다.

이와 같은 본 발명의 방열하우징(30)은 상기 방열테(35) 및 선형 브리지(33)가 구비되어 전체 외표면으로 통풍을 원활하게 하는 방열기류를 유도하여 공기정체가 방지되는 유효 열교환면적을 효과적으로 확장시킨다.
즉, 본체(30a)의 외표면, 선형 브리지(33)의 외표면 및 방열테(35)의 외표면 전체가 유효 열교환면적으로 기능하게 한다.

이와 같은 본 발명은 주로 12V 할로겐램프용 소켓 및 전구용 소켓에 장착 설치되는 소형 엘이디 조명기구에 적용되는 것으로서, 상하좌우로 관통하는 통풍로(37)가 없는 경우에 비하여 방열하우징(30)의 온도가 5℃ 이상 낮아지며, 이때 피씨비는 상온 보다 16℃ 정도 높은 온도를 띠었다.

이것은 방열핀이 벽면 형태로 돌출형성되는 종래기술에서, 피씨비의 온도가 상온 보다 53℃나 상승되는 것에 비하여 방열이 획기적으로 탁월하게 이루어짐을 알 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 방열하우징 본체(30a)의 둘레에 이격 형성되는 방열테(35)와 선형 브리지(33)가 구비됨으로써 방열면적을 확장시킴과 아울러 통풍로(37)를 형성하게 되어 더운 공기가 상승하고 상승한 자리에 상온의 공기가 계속적으로 새로이 유입되는 방열 상승기류를 활성화시키고 새로 유입되는 상온의 공기가 방열테(35)는 물론 선형 브리지(33) 및 본체(30a)를 경유하며 냉각시켜 전체 외표면을 유효 열교환면적으로 작동시킴으로 통풍이 없는 무풍공간에서 송풍팬 없이도 방열이 효과적으로 신속하게 이루어진다.

이상 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 도면에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 구성을 보이는 사시도

도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 저면 사시도

도 3은 도 1의 종단면도

도 4는 도 1의 평면도

도 5는 도 1의 저면도

도 6은 본 발명에 따른 일 실시예의 구성도

도 7은 종래 기술의 구성도

도 8은 도 7의 저면도

도 9는 종래 기술의 다른 구성도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 본 발명의 소형 무팬(無 fan) 엘이디 조명기구

10: 광원부 11: 엘이디 13: 피씨비

30: 방열하우징 30a: 본체 31: 광원설치부

32: 하우징부 33: 선형 브리지 331: 대형 선형 브리지

332: 소형 선형 브리지 335: 리브 35: 방열테

37: 통풍로 20: 전원부 50: 전원연결부

Claims (5)

  1. 하나 이상의 엘이디(LED: Light Emitting Diode)(11) 및 엘이디실장 피씨비(13)를 포함하는 광원부(10)와 상기 광원부(10)를 수용 지지하며 방열기능을 갖는 방열하우징(30)과 상기 방열하우징 상부에 구비되며 할로겐램프형 또는 전구형으로 되는 전원연결부(50)를 포함하여 구성되는 엘이디 조명기구에 있어서,
    상기 방열하우징(30)은 광원설치부(31)와 상기 광원설치부(31) 상부에 형성되며 내부 공간에 전원부(20)를 수용하는 하우징부(32)로 형성되는 본체(30a)와, 상기 본체(30a)의 외곽 둘레에 본체로부터 이격 위치되는 링형태의 방열테(35)와, 상기 본체(30a)와 방열테(35)를 연결하는 선형(線形) 브리지(33)로 형성되어, 본체와 방열테 사이에 통풍로(37)가 관통 형성됨을 특징으로 하는 소형 무팬(無 fan) 엘이디 조명기구.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 선형 브리지(33)는 본체(30a)와 방열테(35)를 연결하는 높낮이 및 본체 중심으로부터의 배치반경을 달리하여 방사상 설정간격으로 교호로 위치됨을 특징으로 하는 소형 무팬(無 fan) 엘이디 조명기구.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 선형 브리지(33)는 본체의 상부에서 방열테(35)의 상단부로 연결되는 대형 선형 브리지(331)와 본체(10a)의 중간부 이하에서 방열테(35)의 내주면으로 연결되는 소형 선형 브리지(332)로 되어 설정간격으로 교호 위치됨을 특징으로 하는 소형 무팬(無 fan) 엘이디 조명기구.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 선형 브리지(33)는 본체에서 하향하는 아치형태로 형성되며 본체쪽에 접하는 흡열면적 확장을 위한 리브(335)가 구비됨을 특징으로 하는 소형 무팬(無 fan) 엘이디 조명기구.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 방열테(35)는 하광상협 형태로 형성됨을 특징으로 하는 소형 무팬(無 fan) 엘이디 조명기구.
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