KR100991282B1 - 일체형 방열구조를 가진 엘이디 조명기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일체형 방열구조를 가진 엘이디 조명기구에 관한 것으로서, 더 상세하게는 내부에 방열판(110)이 일정 간격으로 형성된 본체(100); 상기 본체(100)의 전면에 고정되는 반사커버(200); 상기 방열판(110) 상면에 고정되되 전원의 공급에 의해 점등되는 엘이디(LED, 310)가 설치된 피씨비(PCB, 300)로 구성되는 것임을 특징으로 하여,

방열판을 통해 엘이디에서 발생 되는 열을 신속하게 방출하여 줄 수 있게 됨에 따라 고열을 발생시키는 고휘도의 엘이디로도 조명등을 용이하게 형성하여 줄 수 있게 되어 가로등과 같이 대형 조명등이 필요한 곳에 사용할 수 있는 일체형 방열구조를 가진 엘이디 조명기구에 관한 것이다.

조명등, LED, 발열, 방열.

Description

일체형 방열구조를 가진 엘이디 조명기구{Lighting Apparatus using LED}

본 발명은 일체형 방열구조를 가진 엘이디(LED: Light Emitting Diode, 발광다이오우드, 이하 동일) 조명기구에 관한 것으로서, 더 상세하게는 엘이디에서 발생 되는 열을 신속하게 식혀줄 수 있도록 방열기능을 강화함으로써 고휘도의 엘이디를 이용하여 조명등을 형성하는 것이 가능하고, 따라서 가로등과 같이 실외에서 사용되는 조명으로 사용가능하도록 한 일체형 방열구조를 가진 엘이디 조명기구에 관한 것이다.

엘이디는 종래의 광원에 비하여 친환경적이고 수명이 길뿐만 아니라 전기에너지의 35% 이상이 빛에너지로 직접 변환(백열등의 경우 3.5%, 형광등의 경우 25%정도)되기 때문에 전력소모가 적을 뿐만 아니라 에너지 효율이 매우 높아 21세기 신광원으로 각광받고 있으며, 이러한 엘이디를 광원으로 하는 다양한 조명등이 개발되고 있다.

엘이디를 광원으로 하는 조명등을 실외 조명에 사용하기 위해서는 광 효율이 70ml/W(와트당 70루멘) 이상이어야 하며, 이러한 광 효율을 충족하기 위해서는 고 휘도의 엘이디를 적용하여야 한다. 하지만, 고휘도의 엘이디를 사용할 경우 정격전 류, 정격전압을 인가하더라도 발광시 시간이 경과 함에 따라 80℃ 이상의 열이 발생되는 바, 온도가 올라갈수록 엘이디는 더 많은 전류를 소모하게 되고, 이와 같이 전류량이 많아지게 되면 다시 더 많은 열이 발생하게 되는 악순환이 이어져 결국 고온에 의해 엘이디가 손상되고 마는 것이었다.

따라서, 상기와 같은 고휘도 엘이디를 이용할 경우 구동에 맞게 적절하게 열을 방출시켜 주지 못하게 되면 엘이디를 이용한 실외용 고휘도의 조명기구의 제작은 불가능한 실정이었는바, 현재까지는 엘이디에서 발생 된 열을 신속하게 방출하여 식혀주기 위한 마땅한 구성이 없어서 가로등과 같이 고휘도를 필요로 하는 조명등으로는 제작되지 못하고 있는 실정이었다. .

상기와 같은 이유들로 인해 엘이디를 이용한 조명등은 저휘도 엘이디 소자를 이용한 인테리어 조명등, 실내등 등 저용량 위주의 제품만 상용화에 성공을 하였고 가로등, 보안등 등 고휘도가 필요한 조명에 적용하는데 한계가 있는 것이었다.

한편, 고휘도의 엘이디로 조명등을 제작하기 위해 엘이디에서 발생 되는 열을 강제로 방열시켜주기 위한 구성이 제안된바 있었는데, 모터로 작동되는 방열 팬(fan)을 설치하는 경우가 그것이었다.

그러나, 이는 구조가 복잡할 뿐만 아니라 수명이 대략 8만 시간에 이르는 엘이디에 비해 모터나 팬의 수명이 현저하게 짧아 유지 보수에 많은 비용이 소요된다는 단점이 있어 실제 가로등과 같이 고 휘도를 필요로 하는 조명으로 설치하기는 적절치 않은 것이었는바, 이를 해결하여야 할 필요가 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서 엘이디에서 발생된 열을 신속하게 방출하여 식혀주게 조명등을 구성함으로써, 고휘도의 엘이디로 조명등을 제작할 수 있도록 하고, 이를 통해 고휘도를 필요로 하는 가로등과 같은 조명기구로도 사용할 수 있게 되는 일체형 방열구조를 가진 엘이디 조명기구을 얻는데 그 목적이 있는 것이다.

상기 목적은, 방열판이 일정 간격으로 형성된 본체와, 상기 본체의 전면에 고정된 반사커버와, 엘이디가 설치된 피씨비로 구성되어지는 엘이디 조명기구에 있어서, 상기 엘이디는 상기 방열판의 상단에 일정간격으로 형성된 안착면을 구비하고, 상기 방열판의 상단과 상기 피씨비 사이에 열전도시트를 구비하되, 상기 안착면과 접촉하는 상기 열전도시트의 상부에 구비되는 것을 특징으로 하는 일체형 방열구조를 가진 엘이디 조명기구에 의해 달성된다.
상기 본체의 뒷면에는 열을 발산하는 외부방열판이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 한다.
상기 반사커버에는 바깥쪽으로 확장되는 깔때기 형태를 이루고, 일정간격으로 이격되어 상기 엘이디의 위치마다 형성되는 반사갓이 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 방열판을 통해 엘이디에서 발생 되는 열을 신속하게 방출하여 줄 수 있게 되고, 따라서 고휘도 엘이디를 적용한 조명등의 형성이 가능하여 가로등과 같이 고휘도의 조명등이 필요한 곳에 사용할 수 있는 일체형 방열구조를 가진 엘이디 조명기구을 얻을 수 있게 되는 것이다.

본 발명은 발생되는 열을 신속하게 방출할 수 있도록 하는 일체형 방열구조를 가진 엘이디 조명기구을 구성하기 위해, 내부에 방열판이 일정 간격으로 형성된 본체; 상기 본체의 전면에 고정되는 반사커버; 상기 방열판 상면에 고정되되 전원 의 공급에 의해 점등되는 엘이디(LED)가 설치된 피씨비(PCB: Printed Circuit Board, 인쇄회로 기판, 이하 동일)로 구성되는 것임을 특징으로 하는 일체형 방열구조를 가진 엘이디 조명기구을 제안한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면 도 1 내지 도 6을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 일체형 방열구조를 가진 엘이디 조명기구의 구조를 보여주는 분해 사시도, 도 2는 본 발명에 의한 일체형 방열구조를 가진 엘이디 조명기구의 결합상태를 보여주는 결합도, 도 3은 본 발명에 의한 일체형 방열구조를 가진 엘이디 조명기구의 결합상태 단면도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 의한 일체형 방열구조를 가진 엘이디 조명기구은 내부에 방열판(110)이 일정 간격으로 형성된 본체(100)와, 상기 본체(100)의 전면에 고정되는 반사커버(200), 상기 방열판(110) 상면에 고정되되 전원의 공급에 의해 점등되는 엘이디(LED, 310)가 설치된 피씨비(PCB, 300)를 기본 구성으로 한다. 그리고, 상기 본체(100)는 뒷면에는 조명등 내부에서 전달된 열을 더욱 신속하게 열을 방출하기 위해 외부방열판(120)을 형성하여 줄 수 있는데, 도 4에 도시된 바와 같이 방사상으로 형성하여 공기의 흐름을 원활히 함으로써 열방출 효율을 높이게 구성한다.

상기 본체(100)와 방열판(110), 외부방열판(120)은 열 전도성이 뛰어난 금속을 선택하여 형성할 수 있으며, 바람직하게는 무게가 가벼우면서도 내구성이 뛰어난 알루미늄을 채택한다.

방열판(110)은 본체(100) 내부에서 일정 간격을 두고 차례로 세워져 형성되게 되며, 각 방열판(110)의 상단에는 일정 간격으로 안착면(112)이 형성되어 있다. 상기 안착면(112)은 방열판(110) 중 해당 부분만 두께를 두껍게 함으로써 자연스럽게 형성되게 한 것으로서 피씨비(300)에 형성된 엘이디(310)가 안착 되어 고정되는 부분이다. 이 구성을 통해 엘이디(310)을 안정적으로 배치할 수 있으며 더불어 엘이디(310)와의 접촉 면적이 늘어남에 따라 엘이디(310)에서 발생 되는 열을 효과적으로 전달할 수 있게 된다.

반사커버(200)는 엘이디(310)에서 발생 되는 빛을 반사하여 광 효율을 최대화 시키는 기능을 가진 것이다. 통상의 조명등 커버와 마찬가지로 합성수지, 아크릴, 유리 등을 선택적으로 채택하여 구성한다. 상기와 같은 반사커버(200)에는 바깥쪽으로 확장되는 깔때기 형상의 반사갓(210)이 다수 개 형성되어 있는바, 상기 반사갓(210) 마다 피씨비(300)에 설치된 엘이디(310)가 배치되어 빛을 일정 폭으로 확장시켜 반사할 수 있게 구성된다.

상기 피씨비(300)는 적절한 회로를 채택하고 엘이디(310)를 적절한 위치에 배열하여 설치한다. 여기서 엘이디(310)는 앞서 설명한 바와 같이 방열판(110)의 상단에 위치되어야 하는바, 이를 고려하여 설계 단계에서 정확한 위치를 잡아 형성하는 것이다.

상기 피씨비(300)는 하나의 판으로 형성할 수 있으며, 도시된 바와 같이 다수 개의 판으로 분리하여 형성한 다음 설치하여 줄 수 있다. 다수 개의 판으로 분리할 경우 방열판(110)의 형상에 효과적으로 대처할 수 있게 되는 장점이 있다.

한편, 상기 방열판(110)의 상단과 상기 피씨비(300) 사이에는 열전도시트(400)가 더 배치될 수 있다. 열전도시트(400)는 절연과 열전도를 목적으로 배치하는 것으로서 바람직하게는 열 전달이 잘 되는 탄소(Carbon)나 실리콘(Silicon) 으로 형성하여 준다. 여기서, 상기 열전도시트(400)는 방열판(110)을 전부 덮어주게 형성되는바, 이 구성을 통해 엘이디(310)에서 발생 되는 열을 더욱 신속하게 방열판(110)으로 전달하여 줄 수 있게 되는 것이다.

도 4는 본 발명에 의한 방열판의 다양한 측면 형상을 보여주는 실시 예시도, 도 5는 본 발명에 의한 방열판의 다양한 배치 구조를 보여주는 평면 도이다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 방열판(110)을 다양하게 형성할 수 있다. 위로 볼록하게 형성할 수 있으며 평평하게도 형성할 수 있는 것이다. 이 구성은 조명을 하여줄 범위를 고려한 구성으로서 넓은 범위를 조명하기 위해서는 상기 방열판(110)은 중앙부가 위로 볼록하게 형성되도록 하며, 좁은 범위만 조명을 하여도 될 때에는 상기 방열판(110)을 수평으로 형성하게 된다. 이때, 상기 방열판(110)의 형상에 맞게 피씨비(300)를 형성하여 주어야 함은 당연하다.

도 5에 도시된 바와 같이 방열판(110)을 본체(100) 내부에 설치할 때 다양한 형태로 배열하여 줄 수 있다. 가로 또는 세로로 배열하여 줄 수 있으며, 격자 및 사선형태로도 형성하여 줄 수도 있는 것이다.

상기 구성은 방열판(110)의 면적을 넓혀 열을 방출하는 속도와 효율을 증가시킬 수 있는바, 이와 같이 설치 위치 및 필요에 따라 방열판(110)을 다양한 방식 으로 배열할 수 있는 것이다.

도 6은 본 발명에 의한 조명등이 설치되기 위해 고정된 상태를 보여주는 예시 도이다.

본 발명에 의한 조명등은 조립을 완료한 상태에서 그 자체로 설치할 수 있다. 더불어 도시된 바와 같이 안정기와 같은 별도의 필요 부품들을 수납함과 아울러 더욱 견고한 설치 상태를 유지하도록 설치하기 위하여 별도의 외장커버(500)를 마련하여 설치하여 줄 수 있는 것이다. 이 구성을 채택하게 되면 별도의 필요 부품들이 밖으로 드러나지 않게 되는바, 외관을 깔끔하게 구성할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 본 발명에 의한 일체형 방열구조를 가진 엘이디 조명기구에서 열이 방출되는 과정을 살펴본다.

전원이 인가되어 엘이디(310)가 점등되면 시간이 지나면서 열이 발생하게 된다. 이렇게 발생 된 열은 열전도시트(400)에 전달된다. 이후, 열전도시트(400)에 전달된 열이 열전도시트(400) 전체로 퍼져 전달됨과 아울러 방열판(110)을 따라 본체(100) 외부에 형성된 외부방열판(120)까지 빠른 속도로 전달된다. 이와 같이 전달된 열은 대류로써 외부공기에 의해 자연 냉각되는 것이다.

상기의 구성을 살펴보면, 방열면적을 최대한 넓힌 방열판(110) 및 열전도시트(400), 외부방열판(120)이 서로 유기적으로 연결되어 신속하게 열을 전달하여 방출하여 줌에 따라 엘이디(310)에서 발생 된 열을 빠른 속도록 냉각시켜 줄 수 있게 되는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 일체형 방열구조를 가진 엘이디 조명기구의 구조를 보여주는 분해 사시도,

도 2는 본 발명에 의한 일체형 방열구조를 가진 엘이디 조명기구의 결합상태를 보여주는 결합도,

도 3은 본 발명에 의한 일체형 방열구조를 가진 엘이디 조명기구의 결합상태 단면도,

도 4은 본 발명에 의한 외부방열판의 구조를 보여주는 사시도,

도 5는 본 발명에 의한 방열판의 다양한 측면 형상을 보여주는 실시 예시도,

도 6은 본 발명에 의한 방열판의 다양한 배치 구조를 보여주는 평면도,

도 7은 본 발명에 의한 조명등이 설치되기 위해 고정된 상태를 보여주는 예시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 본체, 110 : 방열판,

112 : 안착면, 120 : 외부방열판,

200 : 반사커버, 210 : 반사갓,

300 : 피씨비, 310 : 엘이디,

400 : 열전도시트, 500 : 외장커버.

Claims (8)

1. 방열판(110)이 일정 간격으로 형성된 본체(100)와, 상기 본체(100)의 전면에 고정된 반사커버(200)와, 엘이디(LED, 310)가 설치된 피씨비(PCB, 300)로 구성되어지는 엘이디 조명기구에 있어서,

   상기 엘이디(310)는 상기 방열판(110)의 상단에 일정간격으로 형성된 안착면(112)을 구비하고, 상기 방열판(110)의 상단과 상기 피씨비(300) 사이에 열전도시트(400)를 구비하되, 상기 안착면(112)과 접촉하는 상기 열전도시트(400)의 상부에 구비되는 것을 특징으로 하는 일체형 방열구조를 가진 엘이디 조명기구.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서

   상기 본체(100)의 뒷면에는 열을 발산하는 외부방열판(110)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 일체형 방열구조를 가진 엘이디 조명기구.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,

   상기 반사커버(200)에는 바깥쪽으로 확장되는 깔때기 형태를 이루고, 일정간격으로 이격되어 상기 엘이디(310)의 위치마다 형성되는 반사갓(210)이 구비되는 것을 특징으로 하는 일체형 방열구조를 가진 엘이디 조명기구.
8. 삭제

Images