KR101366746B1 - 적정온도 보정형 ｌｅｄ 실외조명등 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 혹한, 혹서 환경의 야외에 설치되는 LED 램프를 이용한 적정온도 보정형 LED 실외조명등에 관한 것으로서, 상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 적정온도 보정형 LED실외조명등은, 복수의 LED와, 상기 복수의 LED의 점등을 위한 회로가 설치된 메탈 PCB가 장착되는 LED기판과, 상기 LED기판상에 설치되어 상기 LED기판에서 발생되는 열을 전달하는 히트 플레이트와, 상기 LED기판과 상기 히트플레이트의 상부에 설치되어 히트플레이트로부터 전달된 열을 외부로 방출하는 방열판을 갖는 하우징 몸체와, 상기 하우징 몸체와 상기 LED기판의 하부에 설치되어 상기 LED로부터 조사된 빛을 투과 및 확산시키는 하부덮개와, 상기 LED기판과 외부의 온도를 감지하는 복수의 온도센서와, 상기 LED기판상에 설치되어 상기 LED기판을 발열 또는 냉각시키는 열전소자와, 상기 온도센서에서 측정된 값에 따라 자동전극절환에 의해 상기 열전소자에 순방향 또는 역방향 바이어스를 인가하는 전극절환 전원공급부와, 상기 전극절환 전원공급부의 구동과 상기 LED의 점등을 제어하는 제어부와, 상기 하우징 몸체의 상부에 일정간격 이격되어 설치되며 상기 하우징 몸체를 덮는 차단부재를 구비하고, 상기 차단부재는 실외조명등의 지지대에 체결되는 아암부와, 상기 아암부에 체결되어 상기 하우징 몸체를 덮는 덮개부와, 상기 덮개부의 끝단에 체결되는 차단플레이트를 구비하며, 상기 차단플레이트는 상하로 교대로 인접하여 배치되는 상부 차단플레이트와 하부 차단플레이트를 구비하여, 상기 열전소자가 발열판 또는 냉각판으로서 기능을 하도록 자동 전극절환 기능을 부가하여 사용자가 목적하는 온도범위 내에에서 상기 LED실외조명등을 적정 온도로 보정할 수 있고, 바람의 저항을 많이 받지 않아 강풍에도 견딜 수 있을 뿐만 아니라, 차단부재에 의해 직사광선을 차단하고 차단부재의 상부면에 설치된 태양전지 모듈에 의해 직사광선의 복사열을 이용할 수 있다.

Description

적정온도 보정형 ＬＥＤ 실외조명등{LED STREETLIGHT CAPABLE OF TEMPERATURE CALIBRATING}
본 발명은 LED실외조명등에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 혹한, 혹서 환경의 야외에 설치되는 LED 램프를 이용한 실외 조명등으로 외부의 온도환경에 따라 발열과 냉각의 자동전환기능을 구비한 적정온도 보정형 LED 실외조명등에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 실외 조명등에 가해지는 강풍에 견딜 수 있고, 직사광선의 차단 및 방열 기능을 구비한 적정온도 보정형 LED실외조명등에 관한 것이다.
일반적으로 가로등의 광원으로는 백열등이나 할로겐등 및 고압나트륨등을 사용해 왔으나, 가시성이 떨어짐으로 인한 교통사고의 원인이 되고, 수은등이나 나트륨등을 광원으로 사용하여 조명을 하게 함으로써 밝기에 비하여 에너지 소비가 크다는 문제점과 수명이 짧아 시간경과에 따라 광량이 급격하게 저하되는 등 많은 문제점을 안고 있었다.
이에, 최근에는 소비전력이 적게 소요되고 그 수명이 반영구적인 LED를 이용한 가로등이 제안되고 있다.
LED를 이용한 가로등으로서, 한국등록실용신안 제447650호에는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 다수개의 LED를 포함하는 LED기판틀과, 상기 LED기판틀에서 발생하는 열을 방출하기 위한 방열틀과, 상하부 하우징을 구비하며, LED기판틀은 LED금속기판과, 반사판과, 광확산렌즈와, 렌즈커버를 구비한 LED 가로등이 개시되어 있다.
그러나, 상기 종래기술에 의한 LED가로등은 영하 30℃ 이하의 혹한 환경이나 영상 70℃ 이상의 혹서환경에서는 LED가 그 기능을 발휘하지 못하는 단점이 있어, 극지방 및 적도지역 등의 혹한, 혹서 환경의 지역 또는 국가에서는 LED 실외조명을 설치함에 애로사항이 있는 실정이다.
또한, 종래기술에 의한 LED가로등은 야외에 설치되기 때문에, 바람이 심하게 부는 환경에서는 LED조명장치가 바람의 저항을 많이 받아 손상되기 쉽고, 여름철이나 혹서환경에서 직사광선에 그대로 노출되어 있기 때문에 LED조명장치 자체에서 방열을 이루더라도 직사광선에 의한 열에 의해 LED조명장치 자체가 손상을 받기 쉽다고 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 본 발명의 목적은 혹한, 혹서 환경의 야외에 설치되는 LED 램프를 이용한 실외 조명등으로 외부의 온도환경에 따라 발열과 냉각의 자동전환기능을 구비한 적정온도로 보정할 수 있는 LED 실외조명등을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은, 바람이 많이 부는 야외에 설치되더라도 실외 조명등에 가해지는 바람의 저항을 많이 받지 않아 강풍에도 견딜 수 있고 직사광선을 차단하고 직사광선의 복사열을 이용할 수 있는 LED실외조명등을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 적정온도 보정형 LED실외조명등은, 복수의 LED와, 상기 복수의 LED의 점등을 위한 회로가 설치된 메탈 PCB가 장착되는 LED기판과, 상기 LED기판상에 설치되어 상기 LED기판에서 발생되는 열을 전달하는 히트 플레이트와, 상기 LED기판과 상기 히트플레이트의 상부에 설치되어 히트플레이트로부터 전달된 열을 외부로 방출하는 방열판을 갖는 하우징 몸체와, 상기 하우징 몸체와 상기 LED기판의 하부에 설치되어 상기 LED로부터 조사된 빛을 투과 및 확산시키는 하부덮개와, 상기 LED기판과 외부의 온도를 감지하는 복수의 온도센서와, 상기 LED기판상에 설치되어 상기 LED기판을 발열 또는 냉각시키는 열전소자와, 상기 온도센서에서 측정된 값에 따라 자동전극절환에 의해 상기 열전소자에 순방향 또는 역방향 바이어스를 인가하는 전극절환 전원공급부와, 상기 전극절환 전원공급부의 구동과 상기 LED의 점등을 제어하는 제어부와, 상기 하우징 몸체의 상부에 일정간격 이격되어 설치되며 상기 하우징 몸체를 덮는 차단부재를 구비하고, 상기 차단부재는 실외조명등의 지지대에 체결되는 아암부와, 상기 아암부에 체결되어 상기 하우징 몸체를 덮는 덮개부와, 상기 덮개부의 끝단에 체결되는 차단플레이트를 구비하며, 상기 차단플레이트는 상하로 교대로 인접하여 배치되는 상부 차단플레이트와 하부 차단플레이트를 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 하우징 몸체와 상기 하부덮개 사이에 설치되어 외부의 습기를 차단하는 충진부재를 더욱 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 LED기판 또는 상기 하부덮개에 설치되어 외부의 조도와 상기 LED로부터 조사되는 빛의 조도를 감지하는 조도센서를 더욱 구비하는 것을 특징으로 한다.
삭제
여기서, 상기 차단부재의 상부면에는 태양광을 흡수하는 태양전지모듈이 일체로 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
상술한 구성을 가지는 본 발명에 의한 LED실외조명등에 의하면, 온도센서에서 측정한 외부환경의 온도와 LED기판의 온도에 따라, 전극절환 전원공급부의 자동전극절환 기능에 의해 상기 열전소자에 순방향 또는 역방향 바이어스를 인가함으로써, 영하 1℃ 이하의 저온에서는 상기 열전소자가 발열판으로서 기능을 하게 하고, 영상 40℃ 이상의 고온에서는 상기 열전소자가 냉각판으로서 기능을 하도록 자동 전극절환 기능을 부가하여 사용자가 목적하는 온도범위 내에에서 상기 LED실외조명등을 적정 온도로 보정할 수 있다.
또한, 상기 차단부재의 구성에 의하여, 바람이 많이 부는 야외에 설치되더라도 실외 조명등에 가해지는 바람의 저항을 많이 받지 않아 강풍에도 견딜 수 있을 뿐만 아니라, 차단부재에 의해 직사광선을 차단하고 차단부재의 상부면에 설치된 태양전지 모듈에 의해 직사광선의 복사열을 이용할 수 있다.
도 1은 종래기술에 의한 LED가로등을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 LED실외조명등을 나타내는 측면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 LED실외조명등의 단면도이다.
도 4는 도 2의 A-A를 따라 본 평면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 의한 LED실외조명등의 차단부재를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 LED실외조명등에 대하여 실시예로써 상세하게 설명한다.
도 2 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 LED실외조명등(1)은 도로의 주변이나 야외에 설치되며, 가로등의 지주(2)에 지지대(2a)에 의해 지지되어 설치된다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 LED실외조명등(1)은, LED기판(12)과, 히트플레이트(13)와, 하우징 몸체(11)와, 하부덮개(20)를 포함한다.
상기 LED기판(12)에는 복수의 LED(12a)가 일정간격 이격되어 복수개 설치되어 있고, 상기 LED기판(12)의 일면에는 상기 복수의 LED의 점등을 위한 회로가 설치된 메탈 PCB가 장착되어 있다.
상기 복수의 LED는 혹한환경하에서의 실외조명등에 있어서는 고조도의 LED소자로 구성하여 방출되는 열을 더욱 증가시켜 혹한환경에서 온도를 상승시키도록 구성할 수도 있다.
상기 LED기판(12)상에는 히트플레이트(13)가 설치된다. 상기 히트플레이트(13)는 상기 LED기판에서 발생되는 열을 후술하는 방열핀을 통해 하우징 몸체에 전달하도록 구성되어 있다. 또한, 상기 히트플레이트(13)는 상기 LED기판상에서 상기 LED기판의 양측에 각각 설치될 수 있다.
상기 LED기판(12)의 상부에는 하우징 몸체(11)가 배치된다. 상기 하우징 몸체(12)에는 상기 히트 플레이트(13)에 접촉하여 상기 히트 플레이트로부터 전달된 열을 외부의 공기에 접촉하여 방출하는 복수의 방열핀이 일체로 설치되어 있다. 상기 하우징 몸체(11)는, 예를 들면 알루미늄 재질로 형성되며 상기 방열핀을 포함하여 히트싱크로서 기능하도록 구성된다.
또한, 상기 하우징 몸체(11)는 상기 하우징 몸체의 상부에 설치되어 상기 하우징 몸체를 덮는 상부덮개(10)를 구비하도록 구성할 수 있다. 상기 상부덮개(10)는 비나 눈 등 외부환경에 의해 상기 LED기판이나 하우징 몸체에 빗물이 흘러들어가지 않도록 후술하는 하부덮개와 기밀하게 형성되어 있다.
상기 하우징 몸체와 상기 LED기판의 하부에는 하부덮개(20)가 설치된다. 상기 하부덮개(20)는, 예를 들면 투명 또는 반투명의 PC 재질로 형성될 수 있고, 도 3에 나타낸 바와 같이, 하부측을 향하여 볼록하게 원만한 원호형상으로 형성되어 상기 LED로부터 조사된 빛을 투과 및 확산시키도록 구성된다.
또한, 상기 하부덮개(20)는 상기 하우징 몸체 또는 상기 상부덮개(10)와 맞물리도록 구성되어, 상기 상부덮개와 상기 하부덮개 사이로 빗물이 흘러들어가지 않도록 기밀하게 형성된다.
또한, 상기 하우징 몸체와 상기 하부덮개 사이에는 외부의 전원공급선이 통과하는 부위에 충진부재(30)를 더욱 설치할 수 있다. 상기 충진부재(30)에는 전원공급선이 상기 충진부재를 관통하여 설치되도록 구성되며, 예를 들면 방수기능을 갖춘 실리콘 재질로 형성되어, 상기 하우징 몸체와 상기 하부덮개 사이로 외부의 습기가 침투하는 것을 차단하도록 구성된다.
또한, 본 실시예에 있어서는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 충진부재가 전원공급선이 통과하는 부위에 설치되는 것을 예로 하였으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 상기 상부덮개와 상기 하부덮개 사이, 또는 상기 하우징 몸체와 상기 하부덮개가 맞닿는 부위에 설치될 수 있음은 물론이다.
상기 LED기판상에는 복수의 온도센서(15)가 설치된다. 상기 온도센서(15)는, 본 실시예에 있어서는 상기 LED기판상에 설치된 것을 예로 하였으나, 상기 하우징 몸체 및/또는 상기 하부덮개의 내부, 상기 지주에 설치되어 상기 LED기판에서 발생되는 열에 의한 상기 LED실외조명등의 온도 및 외부의 온도를 각각 측정하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 복수의 온도센서 이외에 상기 LED기판 또는 상기 하부덮개에 설치되어 외부의 조도와 상기 LED로부터 조사되는 빛의 조도를 감지하는 조도센서(16)를 더욱 설치할 수 있다.
상기 LED기판(12)상에는 열전소자(14)가 설치된다. 상기 열전소자(14)는 상기 LED기판상에 설치되어 상기 LED기판을 발열 또는 냉각시키도록 구성된다. 또한, 상기 LED기판 위에 또는 상기 LED기판의 측면에는 전극절환 전원공급부(17)가 설치된다.
상기 전극절환 전원공급부(17)는, 예를 들면 SMPS(Switching Mode Power Supply)로서, 입력된 교류전압을 직류전압으로 자동으로 전환하여 출력하는 출력변환기로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 전극절환 전원공급부(17)는 내장형 또는 외장형으로 구성될 수 있으며, 상기 온도센서에서 측정된 값에 따라 자동전극절환에 의해 상기 열전소자에 순방향 또는 역방향 바이어스를 인가하도록 구성된다.
상기 온도센서에 의해 측정된 외부의 온도가 예를 들면 -0℃ 이하의 저온일 경우에는 상기 전극절환 전원공급부(17)는 상기 열전소자(14)에 역방향 바이어스를 인가하여 LED에 (+) 온도를 전달하여 저온 환경에서의 LED 발광효율을 올리도록 구성된다. 이로써, 펠티어(Peltier) 효과를 이용한 열전소자는 인가하는 전압의 극성에 따라 한쪽 면은 가열되고 다른 한쪽 면은 냉각되어 역방향 바이어스가 인가된 상태에서는 열전소자가 LED기판을 가열하여 LED 자체의 온도가 낮아 정상적 밝기를 유지하는데 소요되는 리딩 타임을 줄이고 상기 LED실외조명등을 일정온도 범위내로 유지하도록 구성된다.
또한, 상기 온도센서에 의해 측정된 외부의 온도가 예를 들면 40℃ 이상의 혹서환경일 경우에는 상기 전극절환 전원공급부(17)는 상기 열전소자(14)에 순방향 바이어스를 인가하여 LED에 (-) 온도를 전달하여, 열전소자가 LED기판을 냉각시키는 냉각기능을 수행하여 상기 LED실외조명등을 일정온도 범위내로 유지하도록 구성된다.
상기 제어부(40)는 상기 온도센서에서 측정된 상기 LED기판과 외부의 온도측정값에 따라 상기 전극절환 전원공급부의 구동과 상기 LED의 on/off, 및 열전소자의 구동을 제어하도록 구성된다. 여기서, 상기 제어부(40)는 외부의 원격제어 관제에 의해 원격제어되도록 구성될 수 있음은 물론이다.
한편, 혹서환경에서는 복사열이 강한 주간의 경우에는, 상기 LED실외등이 태양의 직사광을 받게 되어, LED가 점등되지 않은 상태에서도 그 복사열을 히트플레이트가 그대로 LED 소자로 열전달을 하게 된다. 따라서, 상기 열전소자(14)가 작동하여 냉각기능을 수행한다고 하더라도 용량적인 한계를 갖게 될 수도 있다.
본 발명에 의한 LED실외조명등은 상술한 혹서환경에서 이러한 태양광의 직사광을 피할 수 있는 차단부재(50)를 더욱 구비할 수 있다.
도 5 내지 도 6b에 나타낸 바와 같이, 상기 차단부재(50)는 상기 하우징 몸체의 상부에 일정간격 이격되어 설치된다.
상기 차단부재(50)는 태양의 직사광을 차단할 수 있는 재질이면 좋고 그 재질에 한정되지 않는다. 상기 차단부재(50)는 덮개부(51)와, 아암부(52)와, 차단플레이트(53)를 구비한다.
상기 아암부(52)는 상기 가로등 지주의 지지대(2a)에 볼트나 너트 또는 나사 등의 체결수단에 의해 착탈가능하게 고정된다. 상기 아암부에는 상기 덮개부(51)가 일체로 형성되어 있고, 상기 덮개부(51)의 타끝단에는 상기 차단 플레이트가 체결된다.
상기 차단플레이트(53)는 상부 차단플레이트(53a)와 하부 차단플레이트(53b)로 구성되며, 상기 상부 차단플레이트 및 상기 하부 차단플레이트는 예를 들면 폭이 좁고 기다란 평판 형상으로 형성된다.
상기 상부 차단플레이트와 상기 하부 차단플레이트는 교대로 인접하여 배치되며, 상기 하부차단플레이트는 상기 상부 차단플레이트가 설치되는 면의 하부면측에 설치되어, 상기 차단플레이트는 전체적으로 요철이 형성되어 있는 형상으로 구성된다.
상기 차단플레이트를 교대로 상하로 인접하여 배치함으로써 바람이 많이 부는 야외에 설치되더라도 실외 조명등에 가해지는 바람이 상기 상부 차단플레이트와 상기 하부 차단플레이트가 형성하는 요철면 및 상부 차단플레이트와 하부 차단플레이트 사이의 공극을 통해 통과할 수 있도록 구성함으로써, 강풍의 저항을 많이 받지 않아 강풍에도 견딜 수 있도록 구성한다.
또한, 상기 차단플레이트는 상기 하우징 몸체 또는 상기 상부덮개와의 사이에 일정간격 이격되어 이격공간(54)을 형성하도록 구성되어, 상기 이격공간을 통해 실외 조명등에 가해지는 바람이 통과할 수 있도록 구성함으로써, 강풍의 저항을 많이 받지 않아 강풍에도 견딜 수 있도록 구성한다.
또한, 상기 차단부재의 상기 상부 차단플레이트 및/또는 상기 하부차단플레이트의 상부면에는 태양전지 모듈(55)을 일체로 설치할 수 있다. 상기 태양전지 모듈(55)을 설치함으로써, 차단부재에 의해 직사광선을 차단하고 차단부재의 상부면에 설치된 태양전지 모듈에 의해 직사광선의 복사열을 이용할 수 있다.
본 실시예는 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타낸 것에 불과하며, 본 발명의 명세서에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 것은 자명하다.
1 : LED실외조명등
2 : 지주
10 : 상부덮개
11 : 하우징 몸체
12 : LED기판
13 : 히트 플레이트
14 : 열전소자
15 : 온도센서
16 : 조도센서
17 : 전극절환 전원공급부
20 : 하부덮개
30 : 충진부재
40 : 제어부
50 : 차단부재
53a : 상부 차단플레이트
53b : 하부 차단플레이트
55 : 태양전지 모듈

Claims (5)

  1. 복수의 LED와, 상기 복수의 LED의 점등을 위한 회로가 설치된 메탈 PCB가 장착되는 LED기판과,
    상기 LED기판상에 설치되어 상기 LED기판에서 발생되는 열을 전달하는 히트 플레이트와,
    상기 LED기판과 상기 히트플레이트의 상부에 설치되어 히트플레이트로부터 전달된 열을 외부로 방출하는 방열판을 갖는 하우징 몸체와,
    상기 하우징 몸체와 상기 LED기판의 하부에 설치되어 상기 LED로부터 조사된 빛을 투과 및 확산시키는 하부덮개와,
    상기 LED기판과 외부의 온도를 감지하는 복수의 온도센서와,
    상기 LED기판상에 설치되어 상기 LED기판을 발열 또는 냉각시키는 열전소자와,
    상기 온도센서에서 측정된 값에 따라 자동전극절환에 의해 상기 열전소자에 순방향 또는 역방향 바이어스를 인가하는 전극절환 전원공급부와,
    상기 전극절환 전원공급부의 구동과 상기 LED의 점등을 제어하는 제어부와,
    상기 하우징 몸체의 상부에 일정간격 이격되어 설치되며 상기 하우징 몸체를 덮는 차단부재를 구비하고,
    상기 차단부재는, 실외조명등의 지지대에 체결되는 아암부와, 상기 아암부에 체결되는 덮개부와, 상기 덮개부의 끝단에 체결되는 차단플레이트를 구비하며,
    상기 차단플레이트는 상하로 교대로 인접하여 배치되는 상부 차단플레이트와 하부 차단플레이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 적정온도 보정형 LED실외조명등.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징 몸체와 상기 하부덮개 사이에 설치되어 외부의 습기를 차단하는 충진부재를 더욱 구비하는 것을 특징으로 하는 적정온도 보정형 LED실외조명등.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 LED기판 또는 상기 하부덮개에 설치되어 외부의 조도와 상기 LED로부터 조사되는 빛의 조도를 감지하는 조도센서를 더욱 구비하는 것을 특징으로 하는 적정온도 보정형 LED실외조명등.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 차단플레이트의 상부면에는 태양광을 흡수하는 태양전지모듈이 일체로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 적정온도 보정형 LED실외조명등.



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