KR101098296B1 - 엘이디 가로등 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광원으로 파워 엘이디(Light Emitting Diode; 이하 "LED"라 한다)를 사용한 엘이디가로등의 엘이디발광램프가 고열에 취약하여 장시간 고열에 노출될 시에는 조도가 떨어지고 사용수명이 단축되는 단점을 갖고 있어 엘이디발광램프를 고열로부터 보호하기 위하여 엘이디가로등에 구성하는 방열핀을 태양으로부터 가려주는 차폐막을 구성하여 여름철 태양열이 역 전도되어서 엘이디발광램프를 손상시키는 것을 방지하여 사용수명을 연장하도록 한 것으로, 가로등 몸체(10)의 내부에 엘이디발광램프(20)를 장착하고 상기 몸체(10)의 외면에 방열핀(12)을 일체로 형성하는 엘이디가로등 몸체(10)의 외부에 몸체(10)와 일정한 간격을 이루도록 햇빛을 가려주는 햇빛차단막(30)을 구성하며, 여기서 상기 가로등 몸체(10)의 외부에 설치하는 힛빛차단막(30)을 작은 통기공(31)이 무수히 뚫린 타공판으로 구성하거나, 상기 가로등 몸체(10)의 외부에 설치하는 햇빛차단막(30)을 공기를 유도하는 공기안내깃(35)과 공기유도공(36)이 형성되도록 구성하여, 태양의 직사광선에 의한 태양열이 방열핀에 전도되어 방열핀을 타고 가로등 내부의 엘이디발광램프에 직접적으로 전달되는 것을 방지하고 태양열에 의한 엘이디가로등 내부온도가 상승하는 것을 방지하여 엘이디발광램프를 고열로부터 보호하여 엘이디 가로등의 성능저하를 방지하며, 사용수명을 대폭연장하고 조명효율을 극대화할 수 있는 신규하고도 유용한 발명이다.

몸체, 방열핀, 엘이디발광램프, 햇빛차단막

Description

엘이디 가로등{LED Street Lamp}

본 발명은 광원으로 파워 엘이디(Light Emitting Diode; 이하 "LED"라 한다)를 사용한 엘이디가로등에 관한 것으로, 특히 엘이디발광램프는 고열에 취약하여 장시간 고열에 노출될 시에는 조도가 떨어지고 사용수명이 단축되는 단점을 갖고있어 엘이디발광램프를 고열로부터 보호하기 위하여 엘이디가로등에 구성하는 방열핀을 태양으로부터 가려주는 차폐막을 구성하여 여름철 태양열이 역 전도되어서 엘이디발광램프를 손상시키는 것을 방지하여 사용수명을 연장하도록 한 것이다.

일반적으로 가로등은 가로(街路) 교통의 안전과 보안을 위해 가로를 따라 설치되는 조명시설을 말하며, 이와 같은 가로등은 고속도로, 시가지의 주요도로, 상업지구 도로 및 주택지구 도로 등 설치되는 장소에 따라 그에 적합한 형태로 제공된다.

따라서 종래의 가로등은 가로변의 지면에 소정 높이로 세워지는 지주와, 지주에 측방향으로 연결되는 암과, 암에 전기적으로 연결되어 있는 광원을 포함하여 이루어진다.

그리고 상기한 종래의 등기구는 암에 결합되어 광원을 하부에 위치시키는 상 부 케이스와, 상부 케이스의 일측에 설치되어 광원을 전기적으로 연결하는 소켓과, 상부 케이스의 내면에 결합되어 광원에서 방사되는 빛을 지면으로 반사시키는 반사갓과, 상부 케이스에 결합되어 광원을 보호하며 빛을 투과시키는 투명커버로 이루어지는 것이 종래 등기구의 일반적인 형태이다.

따라서 지금까지는 가로등의 광원으로 백열등이나 할로겐등을 사용해 왔다.

그러나, 백열등이나 할로겐등이 소비하는 소비전력이 막대하기 때문에, 최근에는 고휘도 엘이디가 가로등의 광원으로 떠오르고 있다.

발광다이오드(light emitting diodes, LED)는 고휘도, 소비전력 저감 및 긴 수명의 장점을 특징으로 하기 때문에 램프의 조명으로서 광범위하게 사용하기 위한 노력을 하고 있는바, 일반적으로 수 개의 엘이디를 서로 연결하여 엘이디 모듈을 구성하고, 복수의 엘이디 모듈을 직렬 또는 병렬로 연결하여 엘이디 램프 세트를 구성하여 대형 투영 면적 및 고휘도와 실외조명에 필요한 요건을 만족시키는 조명 효과를 얻고 있다.

실외 조명 장치는 실외에 노출되어 있기 때문에 기밀성(airtightness), 내수성(water resistance), 내먼지성(dust resistance) 및 열발산(heat dissipating)에 대한 요건이 실내 조명 장치보다 엄격하다.

또한, 엘이디가 내열성이 낮기 때문에 일반적으로 각 엘이디에 의해 생성되는 열을 발산시키기 위하여 열발산 모듈을 사용하는데, 그 결과 각각의 엘이디가 낮은 온도에서 발광할 수 있으므로 엘이디와 열발산 모듈은 서로 불가결한 것이 되었다.

따라서, 당업계의 제조업자들에게는 엘이디 가로등과 열발산 모듈의 조립 구조의 설계가 중요한 과제가 되고 있다.

한국 공개실용신안공보 1998-14446호의 엘이디를 이용한 램프구조는 터널등이나 가로등을 구성함에 있어서, 회로기판이 내장되는 램프 몸체 내부에 전방에는 다수의 블록돌기를 형성하며 외단부측이 내향절곡된 반사경을 결합하고, 반사경의 전방에 다수의 고휘도 엘이디를 부착한 엘이디 고정판을 설치하되, 외단부측을 내향절곡하여 고휘도 엘이디에서 발산하는 빛을 중앙으로 집중적으로 모아 밝기를 배가하며 엘이디 고정판 전방으로 양면이 볼록한 다수의 볼록렌즈군이 형성된 내향렌즈가 내설되며, 그 전방으로 내면에 다수의 볼록돌기가 형성된 커버체를 밀폐 결합하여 구성되는 것을 개시하고 있다.

한편, 최근 동일한 소비전력에서는 고휘도 엘이디 보다 휘도가 더 우수한 파워 엘이디가 개발되어 고휘도 엘이디에 대한 대체 가능성이 높아지고 있다.

그런데, 소자 하나의 소비전력이 2W에 달하는 파워 엘이디는 정션 온도가 대략 47℃를 넘어서면 광 출력이 저하되고, 파장이 변화하여 색상이 달라지며,방열 처리가 미흡하면 1시간 내에 엘이디가 소손되는 문제점을 안고 있다.

즉, 파워 엘이디는 방열 처리가 미흡하여 정션 온도가 올라가게 되면 전기적 저항값이 줄어 들어 파워 엘이디를 흐르는 전류량이 증가함으로써 소비전력이 증가하며 이에 따라 발생되는 열이 증가하여 소손이 빠르게 진행된다

이에 파워 엘이디를 흐르는 전류를 적절하게 제어할 수 있는 전류 리미터와 파워 엘이디의 발열 온도를 적절한 범위 내로 유지할 수 있는 방열구조를 갖는 파 워 엘이디를 이용한 가로등을 제공하고자 특허등록 제0808266호(2008.02.20)에서는 복수의 파워 엘이디를 포함하는 광원부; 상기 광원부에 흐르는 전류량을 소정 범위 내로 제한하기 위한 전류 리미터; 상기 광원부에서 발생하는 열을 방출하기 위한 방열부; 및 상기 방열부와 일체로 형성되고 상기 전류 리미터가 부착된 몸체부를 포함하고, 상기 광원부의 소비전력 대비 상기 몸체부의 표면적의 비율은 69 내지 125 인 것을 특징으로 한 것이 있으며, 특허등록 제0754973호(2007.08.28)에서는 4각 형태의 볼록몸체로 상기 볼록몸체의 중심평면을 제외한 나머지 4면을 경사면으로 일체 구성하고 상기 볼록몸체의 측면에는 광원장착용 기구물에 쉽게 설치 가능하도록 체결부가 구비된 다면프레임과; 상기 다면프레임의 각 면에 체결 조립되고 각각 분리 가능한 조각기판이며 다수 사용되는 엘이디광원의 전기적인 연결을 위한 연결회로패턴이 형성된 광원장착기판과; 상기 광원장착기판에 다수가 장착되며 둘 이상의 엘이디개체가 직렬로 조합된 하나의 제1 엘이디군과 또 다른 하나의 제2 엘이디군을 병렬로 연결시키는 직렬과 병렬이 병합된 연결구조를 갖는 엘이디광원으로 이루어져서, 엘이디의 장착 기구면에 경사각을 형성 및 조정함에 의해 엘이디광원에 대한 측면 조도를 멀리 보낼수 있어 설치기준 이상의 측면 조도를 형성시킬 수 있으며, 엘이디광원에 대한 열방출 효과를 증대시킬 수 있어 엘이디의 손실 및 부품파손을 방지할 수 있고 그에 따라 엘이디의 수명연장 및 조도 향상을 이끌어낼 수 있으며, 가로등에 설치된 엘이디광원의 부분별 교체가 가능하므로 광원에 대한 교체작업의 편의성은 물론 가로등의 유지보수를 용이하게 수행할 수 있게 한 것이 개발되었다.

또한, 특허등록 제0880200호(2009.01.16)에서는 복수의 엘이디(LED) 모듈이 구비된 가로등에 각 엘이디모듈의 조사각을 달리하여 조사범위를 확장시키기 위해 가로등의 케이스에 연결되는 방열판의 고정부에 엘이디모듈이 연결되어 블럭을 형성하는 구획부가 구비되고, 이 구획부 중 인접한 구획부는 서로 다른 방향으로 절곡형성됨과 동시에 서로 다른 높이로 형성되어 엘이디모듈이 서로 다른 방향으로 조사할 수 있도록 조사범위를 확장 형성함으로써 평면적인 구조를 갖는 가로등보다 폭 넓은 조사범위를 확보하고, 동시에 확장렌즈에 의하여 엘이디모듈에서 조사된 빛의 조사범위를 보다 광범위하게 확장함으로써 야간보행시 보행자의 안전과 야간운전시 운전자의 주의력을 환기시켜 안전사고를 미연에 방지할 수 있고, 더 나아가 프리즘 시트가 구비되어 엘이디모듈에서 조사된 빛이 디퓨저 시트에 의하여 산란되는 빛의 집광도를 높여 조도 및 휘도를 개선하여 가로등의 조명효율을 극대화할 수 있으며, 아울러 방열판에 형성된 고정부에서 엘이디모듈의 분리 및 결합용이성을 보장하기 위한 탈착수단에 의하여 엘이디모듈의 고장 및 파손에 의한 교체 및 수리작업을 보다 간편하고 쉽게 처리할 수 있는 엘이디모듈을 이용한 가로등을 개발하였다.

대만(R.O.C.)특허 제M272940호에 개시된 바와 같이 종래의 엘이디 가로등 열발산 구조는 상부 베이스(upper base), 알루미늄 파티션 보드(partition board), 복수의 엘이디 및 상기 상부 베이스의 후방으로부터 상부로 연장된 복수의 병렬 열싱크(heat sink)를 포함하고, 상기 파티션 보드의 일면은 상부 베이스의 내측 중앙에 부착되고 다른 면은 상기 복수의 엘이디를 연결하는데 사용되어 엘이디 가로등 의 열발산 구조를 형성한다.

실용신안 등록 출원 제2007-0005327호(2007.04.02)에서는 각각의 엘이디 모듈에 의해 발생되는 열을 신속히 발산시키기 위하여 열파이프(heat pipe)와 엘이디 모듈이 설치된 등온판(isothermal board)을 구비한 엘이디 가로등 및 열소산 모듈의 조립 구조를 제공함으로써, 열전도 및 열소산 기능을 크게 향상시키고 엘이디가 낮은 온도에서 발광되도록 하여 수명을 연장시킨 구성을 하였다.

그러나 상기한 지금까지의 엘이디를 이용한 엘이디가로등은 내부의 열을 외부로 발산시키는 문제에만 몰두한 나머지 가로등이나 기타 야외에 설치되는 조명등은 태양 빛에 그대로 노출되어 태양열이 방열핀을 통하여 역 전도된다는 중요한 사실을 잊고 설계됨으로써 정작 고열로부터 보호되어야 하는 엘이디발광램프가 내부에서 발생하는 열 보다는 외부의 태양열에 의하여 손상되는 문제점이 심각한 것이다.

특히 엘이디발광램프가 부착설치되는 내부는 이들을 먼지나 빗물 등 으로 부터 보호하기 위하여 밀폐시킴으로써 그 문제는 더욱 심각하다.

상기한 문제점을 해결하고자 창안된 본 발명은, 가로등 몸체의 내부에 엘이디 발광다이오드를 장착하고 상기 몸체의 외면에 방열핀을 일체로 형성하는 엘이디가로등에 있어서,

상기 가로등 몸체의 외부에 몸체와 일정한 간격을 이루도록 햇빛을 가려주는 햇빛차단막을 구성하며, 여기서 상기 가로등 몸체의 외부에 설치하는 힛빛차단막을 작은 통기공이 무수히 뚫린 타공판으로 구성하거나, 상기 가로등 몸체의 외부에 설치하는 햇빛차단막을 공기를 유도하는 공기안내깃과 공기유도공이 형성되도록 구성하였다.

상기한 본 발명은, 가로등 몸체의 외부에 햇빛을 가려주는 햇빛 차단막을 구성하여 태양의 직사광선에 의한 태양열이 방열핀에 전도되어 방열핀을 타고 가로등 내부의 엘이디발광램프에 직접적으로 전달되는 것을 방지하고 태양열에 의한 엘이디가로등 내부온도가 상승하는 것을 방지하여 엘이디발광램프를 고열로부터 보호하여 엘이디 가로등의 성능저하를 방지하며, 사용수명을 대폭연장하고 조명효율을 극대화할 수 있는 신규하고도 유용한 발명이다.

상기한 문제점을 해결하고자 창안된 본 발명을 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1에서와 같이 가로등 몸체(10)의 내부에 엘이디발광램프(20)를 장착하고 상기 몸체(10)의 외면에 방열핀(12)을 일체로 형성하는 엘이디가로등에 있어서,

도2에서와 같이 상기 가로등 몸체(10)의 외부에 몸체(10)와 일정한 간격을 이루도록 햇빛을 가려주는 햇빛차단막(30)을 구성한다.

이때 상기 햇빛차단막(30)은 그 소재를 열전도성과 열복사성이 나쁜 합성수지 등으로 하는 것이 이상적이나 철판으로 하여도 무방하다.

상기한 소재로 구성된 햇빛차단막(30)은 몸체(10)의 상부 외면에서 적어도 3㎝이상 떨어지도록 지지핀(40)을 형성하여 설치함으로써 통기성이 좋도록 하여야 한다.

이때 상기 햇빛차단막(30)이 엘이디가로등 몸체(10)로부터 더 많이 떨어지거나 가깝게 설치할 수도 있으나 너무 멀리 떨어지면 통기성은 뛰어나지만 햇빛의 차 단이 불리하고 너무 가깝게 설치하면 통기성이 나빠지는 결과를 가져오게 되어 방열효과가 떨어지는 결과를 가져오게된다.

따라서 힛빛차단막(30)이 엘이디가로등 몸체(10)로부터 떨어지는 거리는 제작상 가장 좋은 결과를 얻어서 실시하면 될 것인바, 햇빛을 가리어 태양열을 차단하고자 하는 이건 발명의 권리범위를 확정 짓는 데는 아무런 영향을 미치지 못할 것이므로 햇빛차단막(30)을 설치하면 본 발명의 권리범위에 포함된다 할 것이다.

그리고 상기 햇빛차단막(30)의 형상과 모양은 다양하게 변형되고 가로등의 형상을 감안하여 다양한 디자인이 창출될 것이므로 그 외형이 어떠한 형상과 모양을 갖추더라도 기능상의 새로운 효과를 창출하지 않는 한 본 발명의 권리범위를 벗어나지 못한다 할 것이다.

그리고 도3에서와 같이 상기 엘이디가로등 몸체(10)의 외부에 설치하는 햇빛차단막(30)을 작은 통기공(31)이 무수히 뚫린 타공판으로 구성하여 햇빛은 차단하면서 바람은 통하도록 할 수도 있도록 하며 이때 통기공을 다양하게 배열하여 무늬모양을 형성할 수도 있다.

여기서 한발 더 나아가서 도4에서와 같이 상기 가로등 몸체(10)의 외부에 설치하는 햇빛차단막(30)을 공기를 유도하는 공기안내깃(35)과 공기유도공(36)이 일체로 형성되도록 구성하여 햇빛을 가리면서도 외부에서 흐르는 공기를 가로등 몸체(10)로 유도하여 가로등 몸체(10)에 일체로 형성된 방열핀(12)에 많은 공기가 접촉되어 냉각효과를 증가하도록 하면 더욱 효과적이 것이다.

상기한 본 발명의 햇빛차단막(30)은 가로등 몸체(10) 전부를 감싸서 햇빛을 가리도록 할 수도 있으나 필요에 따라서는 몸체(10)에 일체로 형성된 방열핀(12)만을 햇빛을 가리도록 구성할 수도 있는 신규한 발명이다.

상기한 본 발명은 당장 가로등으로 사용할 수 있어 산업상 이용가능이 대단하다 할 것이다.

도1은 통상의 엘이디가로등 예시도.

도2는 본 발명의 구성상태를 예시도.

도3은 본 발명의 타공망 구성상태 예시도.

도4는 본 발명의 공기유도그릴 구성상태 예시도.

도면의 부호중 주요부분에 대한 설명

10: 몸체 20: 엘이디발광램프 30: 햇빛차단막

31: 통기공 35: 공기안내깃 36: 공기안내공

40: 지지핀

Claims (3)

1. 삭제
2. 가로등 몸체(10)의 내부에 엘이디발광램프(20)를 장착하고 상기 몸체(10)의 외면에 방열핀(12)을 일체로 형성하는 엘이디가로등에 있어서,

   상기 가로등 몸체(10)의 외부에 작은 통기공(31)이 무수히 뚫린 타공판으로 된 햇빛을 가려주는 햇빛차단막(30)을 몸체(10)와 일정한 간격을 이루도록 구성함을 특징으로 하는 엘이디가로등.
3. 제2항에 있어서,

   상기 가로등 몸체(10)의 외부에 설치하는 햇빛차단막(30)을 공기를 유도하는 공기안내깃(35)과 공기유도공(36)이 형성되도록 구성함을 특징으로 하는 엘이디가로등.

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