KR101280963B1 - 엘이디 내압 방폭등 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘이디 내압 방폭등에 관한 것으로, 거치대(10)와; 마운팅 박스(20)와; 스틸 파이프(30)와; LED 모듈 구동용 전원장치 케이스(40)와; 본체(50)와; LED가 실장되어 상기 본체(50)의 내부 윗면에 부착 장착되는 LED 모듈(60)과; 상기 본체(50) 내에 장착되어 LED의 빛을 반사시키는 반사판(70)과; 상기 본체(50) 내외부의 방열을 견디도록 상기 반사판(70) 아래에 삽입되는 유리 지지용 브라켓(80')과; 상기 브라켓(80')에 장착되어 상기 반사판(70)을 보호하는 강화유리(80) 및; 상기 본체(50)의 하부 내측면에 나사 결합되어 상기 반사판(70)과 브라켓(80') 및 강화유리(80)를 지지하는 유리커버(90)로 구성되어 LED를 사용하여 메탈등에 비하여 60% 전력 절감 효과를 나타내고, 수은,납 등 중금속이 없으면서 이산화탄소를 거의 배출하지 않아 2013년 이후부터 시행되는 탄소배출권 거래시행에 대한 탁월한 대안이 될 수 있으며, 160W 까지 파워를 상승시킬 수 있는 뒤어난 방열 특성을 가지면서 가연성 가스와 습기 먼지로부터 완벽하게 보호되는 충격과 진동에 강한 구조를 이루어 수명(약 50,000 시간)이 길고 광속유지율이 메탈등이나 형광등에 비해 월등히 높을 뿐만 아니라 즉시 점등으로 내구성과 사용 편의성이 좋고, 정유공장, 화학공장, 조선소, 탄약고 등 군부대 위험지역에 사용할 수 있는 안전성이 탁월한 각별한 장점이 있는 유용한 발명이다.

Description

엘이디 내압 방폭등 {LED explosion-proof lamp}

본 발명은 엘이디(LED) 방폭등에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 휘도는 높으면서 전력소모는 적은 엘이디(LED)를 광원으로 사용하고, 발산되는 열을 효율적으로 방출시켜 엘이디(LED)의 수명이 단축되는 것을 방지하는 방열수단을 구비한 엘이디(LED) 내압 방폭등에 관한 것이다.

일반적으로 가연성 가스 및 증기 또는 분진에 의한 폭발 위험 분위기가 형성되는 곳이나 각종 인화성 물질을 취급하는 공장 등은 상시 위험성이 상존하는 지역이다. 이러한 위험 지역은 NEC(National Electric Code) 또는 IEC(International Electro-technical Committe)에서 IEC EXd ⅡC T6에 준한 공학적인 데이터로 정한 위험 상태에 따라 위험 장소를 대략 0종, 1종, 2종 장소로 구분하여 분류한다. 이러한 위험 지역 중 0종과 1종 장소는 항상 화재, 폭발 및 열 발생으로 인한 위험성이 높아, 사용되는 전기기구는 대개 방폭 구조를 가지도록 규정되어 있다.

폭발성 가스는 조명기구를 점멸할 때 일어나는 팽창과 수축에 의해 생긴 작은 틈새로 침투할 수 있어 기구를 밀폐하더라도 방폭의 효과를 얻기가 쉽지 않아, 일반적인 방폭등은 기구 내부에 폭발성 가스가 침투해서 폭발을 일으키더라도 인화되지 않도록 주위에 공기나 불활성 가스를 유입시킨 것이다.

이러한 방폭등은 일반적으로 백열등, 형광등, 삼파장등 등을 광원으로 사용하는데, 전력소비가 많고, 수명이 짧다는 문제점이 있다.

특히, 형광등과 같은 방전등을 광원으로 사용할 경우 방폭등은 과전류를 제어하기 위해 안정기를 사용하고 있는바, 부피가 커지고 전력소모가 많으며, 종종 설치 장소가 진동이 자주 발생하는 장소 등 설치 환경적 요인에 의해 불안정한 상태에 노출되기도 한다.

또한, 이러한 방폭등은 광원과 안정기의 방열이 제대로 이루어지지 않을 경우, 과열로 인해 수명이 단축되고 매우 위험한 상황을 야기할 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 이러한 방폭등은 통상 고압 수은등, 고압 나트륨등, 메탈 할라이드 램프 등과 같이 유리구를 구비하는 램프를 구비하고, 과열 등에 의한 스파크 발생시 램프의 폭발이 2차 폭발로 이어지는 것을 방지하는 내압 케이싱이 구비된다.

상기 내압 케이싱은 용기 내부에서 램프의 전기 스파크 등으로 폭발성 가스 또는 증기가 폭발했을 때 용기가 그 압력에 견디는 내압력을 가지며, 접합면, 개구부 등을 통해 외부의 폭발성 가스에 인화될 우려가 없는 기밀이 요구된다.

또한, 방폭등의 케이싱은 금속재로 되는 케이싱 본체에 유리 글로브 또는 강화유리가 긴밀하게 결착되는 구조로 되고 유리 글로브 또는 강화유리 외부에는 보호망이 형성되는 견고한 구조로 된다.

또한, 램프가 유리구를 구비하는 형태로 이루어짐으로써 유리 글로브 또는 강화유리가 유리구를 수용할 수 있는 충분한 내부공간을 확보해야 하고, 유리구 폭발시의 파괴력에 대한 내 압력을 가져야 하므로 글로브 또는 강화유리를 포함하는 케이싱 전체의 두께가 두껍고 크기가 큰 육중한 형태의 방폭구조로 구성된다.

이와 같은 종래기술은 램프가 열 발광 특성에 의하여 빛을 발하므로 열로 인한 스파크 발생이 빈번하게 발생되어 램프 교체가 빈번하고, 램프교체시에는 상기 육중한 구조의 케이싱을 개폐해야 하므로 램프교체 작업 및 취급이 대단히 어려운 문제점이 있었다.

그리하여 최근에는 공개특허 제10-2008-0113885호 "방폭등"에서 개시된 바와 같이 반영구적인 수명과, 적은 전력소모와, 높은 휘도 등의 많은 장점을 갖는 엘이디(이하, "LED"라 함)를 광원으로 사용하는 방폭등이 제안되고 있다.

LED의 경우에는 열 발광이 아닌 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 주입된 소수캐리어(전자 또는 정공)를 만들어내고, 이들의 재결합(再結合)에 의하여 발광이 이루어짐으로써 열에 의한 램프의 스파크 발생위험이 거의 없고, 따라서 엘이디램프를 이용하여 방폭등을 구성한다면 강한 내압구조가 불필요하여 소형화 및 경량화를 가능하게 할 수 있다.

이러한 LED는 반영구적인 수명을 갖는다고 알려져 있으나, 이는 주변 환경이 뒷받침되는 조건에서 하는 얘기이다. 주변환경 중에서 특히 온도(열)가 중요하다. 즉, 점등시 LED에서 발산되는 열을 신속하고 효율적으로 방출시켜 LED와 LED가 실장되는 PCB가 고온에 노출되지 않도록 하는 것이 중요하다.

LED는 통상 여러 개가 PCB에 실장되어 조명으로 사용되기에 어느 하나의 LED라도 손상되어 점등이 되지 않으면 그 조명은 미관이 조악해질 뿐만 아니라 품질도 급격히 저하된다.

그래서 LED를 사용하는 방폭등은 기대수명을 보장하기 위해서 방열이 중요한데, 상기 공개특허의 방폭등은 방열을 위해 하우징 외연에 상하 방향으로 다수의 방열판을 구비하고 있을 뿐이다. 이러한 방열판은 내측의 열을 외측으로 전도시키는 일반적인 방열수단의 하나에 불과하고, 외측으로 전달된 열을 외부로 방출시킬 수 있는 수단이 결여되어 있다. 즉, 방열판의 외면에 보다 많은 공기가 보다 빨리 부딪혀 방열판의 열을 외부로 방출시킬 수 있는 수단이 결여되어 있다.

그리고 종래의 방폭등은 공개특허 제10-2008-0113885호 "방폭등"이나 등록실용신안 제408788호 "방폭등용 반사갓"등에서 개시된 바와 같이 그 구성이 복잡하다고 하는 결점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 방폭등에서 야기되는 여러 가지 결점 및 문제점 들을 해결하고자 발명한 것으로서, 그 목적은 LED를 사용하여 메탈등에 비하여 60% 전력 절감 효과를 나타내는 LED 내압 방폭등을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 수은,납 등 중금속이 없으면서 이산화탄소를 거의 배출하지 않아 2013년 이후부터 시행되는 탄소배출권 거래시행에 대한 탁월한 대안이 될 수 있는 LED 내압 방폭등을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 160W 까지 파워를 상승시킬 수 있는 뒤어난 방열 특성을 가지면서 가연성 가스와 습기 먼지로부터 완벽하게 보호되는 충격과 진동에 강한 구조를 이루어 수명(약 50,000 시간)이 길고 광속유지율이 메탈등이나 형광등에비해 월등히 높을 뿐만 아니라 즉시 점등으로 내구성과 사용 편의성이 좋은 LED 내압 방폭등을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 정유공장, 화학공장, 조선소, 탄약고 등 군부대 위험지역에 사용할 수 있는 안전성이 탁월한 LED 내압 방폭등을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 엘이디 내압 방폭등은 설치할 장소에 고정된 앵커에 고정되는 거치대(10)와; 상기 거치대(10)에 일체로 형성되어 그 내부에서 전원선이 연결되는 마운팅 박스(20)와;상기 마운팅 박스(20)에 일측 선단이 나사 결합되어 전원선의 통로를 이루는 스틸 파이프(30)와; 상기 스틸 파이프(30)에 장착되는 LED 모듈 구동용 전원장치 케이스(40)와; 상기 스틸 파이프(30)의 타측 선단에 나사 결합되어 광원에서 발산되는 열을 방출시키는 본체(50)와; LED가 실장되어 상기 본체(50)의 내부 윗면에 부착 장착되는 LED 모듈(60)과; 상기 본체(50) 내에 장착되어 LED의 빛을 반사시키는 반사판(70)과; 상기 본체(50) 내외부의 방열을 견디도록 상기 반사판(70) 아래에 삽입되는 유리 지지용 브라켓(80')과; 상기 브라켓(80')에 장착되어 상기 반사판(70)을 보호하는 강화유리(80) 및; 상기 본체(50)의 하부 내측면에 나사 결합되어 상기 반사판(70)과 브라켓(80') 및 강화유리(80)를 지지하는 유리커버(90)로 구성된 엘이디 내압 방폭등에 있어서; 상기 본체(50)는 열전도도가 높은 알루미늄 또는 발포 알루미늄의 재질로 하고, 그 상부면은 위로 볼록하게 이중 단차를 이루어 내부에 중공부를 갖는 원형 캡 형상이고, 상부면 중심부로부터 가장자리로 가면서 4열의 그룹을 이루는 다수의 방열핀(51)이 방사상으로 형성되며; 상기 본체(50)의 내부면 하부에는 반사판(70)과 유리 지지용 브라켓(80'), 두께가 7mm ∼ 12mm 이고 일반유리보다 7 ∼ 8배의 강도를 가지는 강화유리(80)가 장착된 채로 직경의 차로 단차를 이루어 짧은 직경의 테두리와 긴 직경의 테두리를 갖는 유리커버(90)가 나사결합되고; 상기 유리커버(90)의 긴 직경의 테두리부 외주연에는 일정한 간격을 두고 요철의 줄눈(93)이 형성되어 손으로 잡아 본체(50)에 결합시 미끄러짐을 방지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 LED를 사용하여 메탈등에 비하여 60% 전력 절감 효과를 나타내고, 수은,납 등 중금속이 없으면서 이산화탄소를 거의 배출하지 않아 2013년 이후부터 시행되는 탄소배출권 거래시행에 대한 탁월한 대안이 될 수 있으며, 160W 까지 파워를 상승시킬 수 있는 뒤어난 방열 특성을 가지면서 가연성 가스와 습기 먼지로부터 완벽하게 보호되는 충격과 진동에 강한 구조를 이루어 수명(약 50,000 시간)이 길고 광속유지율이 메탈등이나 형광등에 비해 월등히 높을 뿐만 아니라 즉시 점등으로 내구성과 사용 편의성이 좋고, 정유공장, 화학공장, 조선소, 탄약고 등 군부대 위험지역에 사용할 수 있는 안전성이 탁월한 각별한 장점이 있다.

도 1은 본 발명 LED 내압 방폭등의 사시도,
도 2는 본 발명 LED 내압 방폭등의 분해 사시도,
도 3은 본 발명 LED 내압 방폭등에 따른 마운팅 박스와 전원장치 케이스 변형예의 분해 사시도,
도 4는 본 발명 LED 내압 방폭등에 따른 본체의 단면도,
도 5는 본 발명 LED 내압 방폭등에 따른 본체의 방열핀 형상을 보여주는 사진,
도 6은 전원장치 케이스에 내장된 SMPS를 마운팅 박스 연장부에 내장하고 전원장치 케이스를 제거한 본 발명 LED 내압 방폭등의 본체 위에서 본 사시 사진,
도 7은 전원장치 케이스에 내장된 SMPS를 마운팅 박스 연장부에 내장하고 전원장치 케이스를 제거한 본 발명 LED 내압 방폭등의 본체 아래에서 본 사시 사진이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명 엘이디 내압 방폭등의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명 LED 내압 방폭등의 사시도, 도 2는 본 발명 LED 내압 방폭등의 분해 사시도, 도 3은 본 발명 LED 내압 방폭등에 따른 마운팅 박스와 전원장치 케이스 변형예의 분해 사시도, 도 4는 본 발명 LED 내압 방폭등에 따른 본체의 단면도, 도 5는 본 발명 LED 내압 방폭등에 따른 본체의 형상을 보여주는 사진, 도 6은 전원장치 케이스에 내장된 SMPS를 마운팅 박스 연장부에 내장하고 전원장치 케이스를 제거한 본 발명 LED 내압 방폭등의 본체 위에서 본 사시 사진, 도 7은 전원장치 케이스에 내장된 SMPS를 마운팅 박스 연장부에 내장하고 전원장치 케이스를 제거한 본 발명 LED 내압 방폭등의 본체 아래에서 본 사시 사진으로서, 본 발명 엘이디 내압 방폭등은 설치할 장소에 고정된 앵커에 고정되는 거치대(10)와; 상기 거치대(10)에 일체로 형성되어 그 내부에서 전원선이 연결되는 마운팅 박스(20)와;상기 마운팅 박스(20)에 일측 선단이 나사 결합되어 전원선의 통로를 이루는 스틸 파이프(30)와; 상기 스틸 파이프(30)에 장착되는 LED 모듈 구동용 전원장치 케이스(40)와; 상기 스틸 파이프(30)의 타측 선단에 나사 결합되어 광원에서 발산되는 열을 방출시키는 본체(50)와; LED가 실장되어 상기 본체(50)의 내부 윗면에 부착 장착되는 LED 모듈(60)과; 상기 본체(50) 내에 장착되어 LED의 빛을 반사시키는 반사판(70)과; 상기 본체(50) 내외부의 방열을 견디도록 상기 반사판(70) 아래에 삽입되는 유리 지지용 브라켓(80')과; 상기 브라켓(80')에 장착되어 상기 반사판(70)을 보호하는 강화유리(80) 및; 상기 본체(50)의 하부 내측면에 나사 결합되어 상기 반사판(70)과 브라켓(80') 및 강화유리(80)를 지지하는 유리커버(90)로 구성되어 있다.

상기 마운팅 박스(20)에는 내부가 중공부로 이루어지는 원통상 마운팅 박스 연장부(20')가 연결될 수 있고, 상기 전원장치 케이스(40)는 필요에 따라 직경에 비해 길이가 긴 원통체 또는 길이에 비해 직경이 긴 원통체로 다양한 형상과 크기로 구성할 수 있다.

상기 전원장치 케이스(40)는 대략 내부가 빈 원통 형상으로 형성되며, 내부에는 전원공급장치가 내장되며, 전원공급장치로는 형관등 등의 사용시 안정기를 대신하는 LED 램프에 적합한 SMPS(Switching Mode Power Supply)를 사용함으로써 소비전력을 줄이고, 컴팩트한 방폭등을 실현할 수 있게 된다.

여기서 상기 전원공급장치인 SMPS(Switching Mode Power Supply)를 마운팅 박스 연장부(20')에 내장함으로써 상기 전원장치 케이스(40)를 제거할 수도 있다.

또한, 상기 본체(50)는 상부면이 위로 볼록하게 이중 단차를 이루어 내부에 중공부를 갖는 원형 캡 형상이고, 효과적인 방열을 위해 상부면 중심부로부터 가장자리로 가면서 4열의 그룹을 이루는 다수의 방열핀(51)이 방사상으로 형성되고, 내부면 윗면에는 LED 모듈(60)이 부착되며, 내부면 하부에 반사판(70)과 유리 지지용 브라켓(80'), 강화유리(80)가 장착된 채로 유리커버(90)가 나사결합되어 있다.

여기서 상기 본체(50)와 방열핀(51)은 LED 모듈(60)에 실장된 LED 램프에서 발생한 열을 효과적으로 방출하기 위해 열전도도가 높은 알루미늄 또는 발포 알루미늄인 것이 바람직하고, 상기 유리 지지용 브라켓(80')은 강화유리(80)의 장착을 위해 사용되는 것이다.

상기 강화유리(80)는 두께가 7mm ∼ 12mm 이고, 일반유리 보다 7 ∼ 8배의 강도를 갖는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 유리커버(90)는 링형 테두리부와 중심부의 링이 다수의 지지대(91)로 연결되어 지지되고, 상기 테두리부는 직경의 차로 단차를 이루어 짧은 직경의 테두리부 외주연에는 상기 본체(50)의 하부 내측면에 나사 결합되는 나사산(92)이 형성되며, 긴 직경의 테두리부 외주연에는 일정한 간격을 두고 요철의 줄눈(93)이 형성되어 손으로 잡아 본체(50)에 결합시 미끄러짐을 방지하는 것이 바람직하다.

다음에는 상기한 바와 같이 구성된 본 발명 엘이디 내압 방폭등의 설치에 대한 설명으로 그 작용을 상세하게 설명한다.

본 발명 엘이디 내압 방폭등을 설치할 때는 먼저 직사광선을 피하고 통풍이 잘 되는 곳에 설치할 위치를 정한 후 설치위치에 방폭등의 거치대(10) 홀에 맞춰 4개의 홀을 뚫고 앵커를 고정한다.

그 다음 전원 스위치나 차단기를 오프(OFF) 하고, LED 모듈(60)과 전원선으로 연결된 전원장치 케이스(40)에 내장된 전원공급장치로부터 인출되는 전원선을 스틸 파이프(30) 내를 통과시켜 전원선과 스틸 파이프(30)를 설치위치까지 연장하고 스틸 파이프(30)에서 나온 전원선을 마운팅 박스(20) 또는 마운팅 박스 연장부(20') 내에서 AC전원 출력단과 연결한다.

여기서 상기 전원장치 케이스(40)가 없는 경우는 LED 모듈(60)에 연결된 전원선을 스틸 파이프(30) 내를 통과시켜 전원선과 스틸 파이프(30)를 설치위치까지 연장하고 스틸 파이프(30)에서 나온 전원선을 마운팅 박스 연장부(20') 내에 장착된 전원공급장치에 연결한 다음 전원공급장치로부터 인출되는 전원선을 마운팅 박스(20) 또는 마운팅 박스 연장부(20') 내에서 AC전원 출력단과 연결한다.

이때 마운팅 박스(20) 또는 마운팅 박스 연장부(20')의 캡을 '+'드라이버로 열어 전원선의 연결부가 마운팅 박스(20) 또는 마운팅 박스 연장부(20') 내에 들어가도록 한 다음 다시 캡을 결합하게 된다.

이어서 상기 4개의 앵커 각각이 거치대(10)의 홀을 통과하도록 하여 거치대(10)의 홀을 통과한 앵커에 너트를 체결 고정하여 본 발명 엘이디 내압 방폭등의 설치를 마무리한다.

이와 같이 설치되는 본 발명 엘이디 내압 방폭등은 본체(50)와 방열핀(51)이 열전도도가 높은 알루미늄 또는 발포 알루미늄으로 형성되고, 본체(50)의 상부면 중심부로부터 가장자리로 가면서 4열의 그룹을 이루는 다수의 방열핀(51)이 방사상으로 형성되어 LED 모듈(60)에 실장된 LED 램프에서 발생한 열을 효율적으로 방출하게 됨으로써 화학공장위험물 보관소 가스 충전소 등에 조명기구로서 유용하게 채용할 수 있다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시예로서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다.

10 : 거치대 20 : 마운팅 박스
20' : 마운팅 박스 연장부 30 : 스틸 파이프
40 : 전원장치 케이스 50 : 본체
51 : 방열핀 60 : LED 모듈
70 : 반사판 80 : 강화유리
80' : 유리 지지용 브라켓 90 : 유리커버
91 : 지지대 92 : 나사산
93 : 줄눈

Claims (8)

1. 설치할 장소에 고정된 앵커에 고정되는 거치대(10)와; 상기 거치대(10)에 일체로 형성되어 그 내부에서 전원선이 연결되는 마운팅 박스(20)와;상기 마운팅 박스(20)에 일측 선단이 나사 결합되어 전원선의 통로를 이루는 스틸 파이프(30)와; 상기 스틸 파이프(30)에 장착되는 LED 모듈 구동용 전원장치 케이스(40)와; 상기 스틸 파이프(30)의 타측 선단에 나사 결합되어 광원에서 발산되는 열을 방출시키는 본체(50)와; LED가 실장되어 상기 본체(50)의 내부 윗면에 부착 장착되는 LED 모듈(60)과; 상기 본체(50) 내에 장착되어 LED의 빛을 반사시키는 반사판(70)과; 상기 본체(50) 내외부의 방열을 견디도록 상기 반사판(70) 아래에 삽입되는 유리 지지용 브라켓(80')과; 상기 브라켓(80')에 장착되어 상기 반사판(70)을 보호하는 강화유리(80) 및; 상기 본체(50)의 하부 내측면에 나사 결합되어 상기 반사판(70)과 브라켓(80') 및 강화유리(80)를 지지하는 유리커버(90)로 구성된 엘이디 내압 방폭등에 있어서;
   상기 본체(50)는 열전도도가 높은 알루미늄 또는 발포 알루미늄의 재질로 하고, 그 상부면은 위로 볼록하게 이중 단차를 이루어 내부에 중공부를 갖는 원형 캡 형상이고, 상부면 중심부로부터 가장자리로 가면서 4열의 그룹을 이루는 다수의 방열핀(51)이 방사상으로 형성되며;
   상기 본체(50)의 내부면 하부에는 반사판(70)과 유리 지지용 브라켓(80'), 두께가 7mm ∼ 12mm 이고 일반유리보다 7 ∼ 8배의 강도를 가지는 강화유리(80)가 장착된 채로 직경의 차로 단차를 이루어 짧은 직경의 테두리와 긴 직경의 테두리를 갖는 유리커버(90)가 나사결합되고;
   상기 유리커버(90)의 긴 직경의 테두리부 외주연에는 일정한 간격을 두고 요철의 줄눈(93)이 형성되어 손으로 잡아 본체(50)에 결합시 미끄러짐을 방지하는 것을 특징으로 하는 엘이디 내압 방폭등.
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