KR101391584B1

KR101391584B1 - Led 투광등

Info

Publication number: KR101391584B1
Application number: KR1020130029142A
Authority: KR
Inventors: 유형열; 김민식; 박홍성; 최승제
Original assignee: 주식회사 남영전구
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2014-05-27

Abstract

본 발명의 LED 투광등은 LED의 빛을 발생시키는 광원부와; 교류전원을 받아 직류전원으로 변환시키고 상기 광원부에 필요한 전원을 공급하고 조작하는 SMPS(Switching Mode Power Supply)가 설치되어 있는 SMPS부와; 상기 광원부와 SMPS부 사이에 설치되어 상기 광원부와 SMPS부에서 발생하는 열을 방출하는 히트싱크부와; 상기 광원부의 전단부에 결합되어 전구의 빛을 일정 범위로 집광시켜주는 갓부와; 상기 히트싱크부에 결합되고 상기 LED 투광등을 일정 각도로 고정시키고 지지하는 브래킷부로 구성되며, 히트싱크부의 전열부 구조를 개선하여 강도와 열접촉 면적을 보강하여 전열부 내의 냉매의 열순환을 좋게 하고, 히트싱크부의 방열부의 외주가 SMPS부와 광원부보다 더 튀어 나오게 하여 열 및 공기의 흐름을 원활히 하며, LED모듈케이스와 히트싱크부의 체결 시 상기 LED모듈케이스 측에 오링패킹을 추가하여 볼트를 타고 누설되는 것을 방지하였고, 브래킷의 결합이 개선된 것이다.
본 발명의 LED 투광등에 따르면 히트싱크부의 전열부 구조를 개선하여 강도와 열접촉 면적을 보강하여 전열부 내의 냉매의 열순환을 좋게 하고, 히트싱크부의 방열부의 외주가 SMPS부와 광원부보다 더 튀어나오게 하여 열 및 공기의 흐름을 원활히 하고, LED모듈케이스와 히트싱크부의 체결 시 상기 LED모듈케이스 측에 오링패킹을 추가하고 전열부패킹을 개선하여 냉매가 누설되는 것을 방지하였고 브래킷의 결합이 개선되어 LED 투광등의 수명을 연장시키고 설치를 쉽게 하는 효과가 있다.

Description

LED 투광등{LED Flood Lighting}

본 발명은 LED 투광등에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LED로부터 발산되는 광을 확산시키거나 집속시킬 수 있는 LED 투광등에 관한 것으로 특히 LED에서 발생하는 열을 방열하는 히트싱크부의 구조를 개선하고 LED 투광등의 설치를 위한 브래킷을 단순화하여 투광등의 수명을 연장시키고 설치를 쉽게한 LED 투광등에 관한 것이다.

일반적으로 투광등은 빛을 모아 일정한 방향으로 비춰주는 등기구로서, 건물이나 작업장을 비추는 산업용 투광등과, 자동차, 기차, 전동차 따위의 전조등, 또는 밤에 보이지 않는 대상을 찾기 위한 탐조등 등을 포함하는 개념이다.

이러한 투광등은 종래 일반적인 백열, 형광, 메탈할라이드 램프를 이용한 것들이 주를 이루었으나, 최근 들어서는 전력 효율이 우수한 LED 램프로 대체되고 있는 추세이다.

상기 LED는 전압의 인가에 따라 발광하는 반도체 소자로서, 종래의 광원에 비해 소형이고, 수명은 길며, 전기 에너지가 빛 에너지로 직접 변환되기 때문에 전력이 적게 들고 효율이 우수하다.

또한, 고속 응답이라 자동차 계기류의 표시 소자, 광 통신용 광원 등 각종 전자 기기의 표시용 램프, 숫자 표시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 사용되고 있다.

최근에는 비교적 전력 소모가 많은 백열등과 같은 실내외 조명등을 LED로 교체하고자 하는 움직임들이 많아지고 있으며, 이에 따라, LED 조명등의 개발이 한창 진행 중에 있다.

한편, 상기 LED를 이용하여 등기구를 제작하는 경우, 전력 효율은 우수하다 할 것이나 발열이 문제가 되어 발열에 의한 LED의 수명 단축이 발생하므로, 최근 들어서는 LED 등기구의 방열 구조에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있는 실정이다.

등록특허 10-1089797로 게시된 방열구조가 개선된 엘이디 투광등은 강제 통풍식으로 방열판에 찬 외기에 직접 접촉시키고, 냉각액을 이용하거나 또는 냉각액을 순환시켜서 방열을 실현하도록 된 엘이디(LED) 투광등에 관한 것으로, 케이스의 전면에 다수의 관통 공을 일정간격으로 형성한 정착판을 장착하고, 상기 정착판에는 중공부의 외면에 방열판을 장착한 후방 고정구와, 적어도 하나의 LED 소자를 장착한 전방 고정구를 결합시키거나, 또는 상기 후방 고정구의 내부에 내부 고정구를 장착하여 냉각액을 충전하거나 또는 냉각액을 순환시키도록 구성되나 대용량의 투광등에 적용가능한 것으로 본 발명의 투광등과는 상의하다.

등록실용신안 20-0456131로 게시된 LED 투광등은 전원의 인가에 따라 발광되는 LED소자와, 상기 LED소자 구동을 위한 회로가 인쇄된 PCB를 포함하는 LED모듈과; 상기 LED소자로부터 발생되는 빛을 일 방향으로 집중시키기 위한 것으로, 열전도성 금속재로 구성되고, 내측 상부면에 상기 LED모듈이 고정 결합되며, 외측 상부면에 복수개의 고정돌기가 원형으로 배치 형성되는 투광갓과; 상기 투광갓의 하방측에 끼움결합되어 LED소자로부터 발생되는 빛을 투과시키는 투광커버와; 상기 투광갓의 외측 상부에 결합되며, 방사상으로 돌출 형성되는 복수개의 방열핀을 포함하여 투광갓으로부터 전달된 열을 외부로 방출하는 제1히트싱크와; 상기 제1히트싱크의 인접하는 2개의 방열핀 사이에 삽입 접촉되어 제1히트싱크로부터 열을 전달받아 외부로 방출하는 복수개의 제2히트싱크와; 상기 제1히트싱크와 제2히트싱크를 상부로부터 고정 결합시키는 것으로, 하부면에 복수개의 고정돌기가 원형으로 돌설되는 고정블럭을 포함하되; 상기 투광갓의 고정돌기와 고정블럭의 고정돌기는 제2히트싱크를 각각 가압하여 제1히트싱크의 방열핀 내측면에 접촉 고정시키는 것을 특징으로 하나 구조가 복잡한 문제가 있다.

등록특허 10-1152926로 게시된 LED 투광기는 속이 빈 입체 형상으로 이루어지고 하단 면이 개방된 상부 SMPS 커버와, 상기 상부 SMPS 커버의 개방된 하단 면을 폐쇄하는 하부SMPS 커버, 상단 면과 하단 면이 개방되고 내부에 베이퍼 챔버가 갖추어지며, 하부 히트 싱크로부터 발생 된 열을 전달받는 내부 케이스, 상기 내부 케이스의 외주 면으로부터 방사 형태로 뻗어나와 내부 케이스로부터 전달된 열을 방열판으로 전달하고 상단 면이 하부 SMPS 커버의 밑면과 결합 되며 하단 면이 하부 히트 싱크의 윗면과 고정 결합 되는 2개 이상의 방열 브릿지, 및 상기 각 방열 브릿지의 측단에 장착된 상태에서 방열 브릿지로부터 전달된 열을 공기 냉각시키는 방열판을 구비한다. 또한, 본 발명은 밑면에 2개 이상의 LED가 장착된 PCB가 고정 결합 되고 윗면이 상기 내부 케이스의 하단 면과 방열 브릿지의 하단 면 및 방열판의 하단 면과 맞붙는 하부 히트 싱크와, 상기 하부 히트 싱크의 밑면으로부터 링(Ring) 형태로 돌출되면서 내부 면적이 PCB의 면적보다 커 PCB가 내부 삽입되는 돌출턱, 상기 돌출턱의 하단 면에 돌출턱을 따라 오목하게 들어간 요홈, 상기 LED가 장착된 PCB 위에 덮어 씌워지고 가장자리가 돌출턱에 고정 결합되는 렌즈부, 상기 돌출턱과 렌즈부 사이의 틈을 통해 LED 또는 PCB로 이물질이 유입되지 않도록 상기 요홈에 끼워지는 오링(O-Ring), 및 입구와 출구가 개방된 원추 형태로서 개방된 입구가 돌출턱 바깥으로 배치된 하부 히트 싱크의 밑면에 고정 결합 된 상태에서 렌즈부를 통해 뻗어나온 LED 빛을 확산시키는 리프렉터(Reflector)를 더 포함하나 상기 내부케이스의 강도에 대한 구조적 문제점과 방열판이 앞뒤로 막혀 있어 열 및 공기의 흐름이 원활하지 않은 문제점과 상기 하부 히트 싱크와 내부케이스와의 사이에서 누설되어 밀폐에도 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 히트싱크부의 전열부 구조를 개선하여 강도와 열접촉 면적을 보강하여 전열부 내의 냉매의 열순환을 좋게 하고, 히트싱크부의 방열부의 외주가 SMPS부와 광원부보다 더 튀어나오게 하여 열 및 공기의 흐름을 원활히 하고 LED모듈케이스와 히트싱크부의 체결 시 상기 LED모듈케이스 측에 오링패킹을 추가하고 전열부패킹을 개선하여 냉매가 누설되는 것을 방지하였고, 브래킷의 결합이 개선된 LED 투광등을 제공함에 있다.

본 발명의 상기 LED 투광등은 LED의 빛을 발생시키는 광원부와; 교류전원을 받아 직류전원으로 변환시키고 상기 광원부에 필요한 전원을 공급하고 조작하는 SMPS(Switching Mode Power Supply)가 설치되어 있는 SMPS부와; 상기 광원부와 SMPS부 사이에 설치되어 상기 광원부와 SMPS부에서 발생하는 열을 방출하는 히트싱크부와; 상기 광원부의 전단부에 결합되어 전구의 빛을 일정 범위로 집광시켜주는 갓부와; 상기 히트싱크부에 결합되고 상기 LED 투광등을 일정 각도로 고정시키고 지지하는 브래킷부로 구성된다.

상기 광원부는 상기 SMPS부에서 전원을 받아 빛을 발생시키는 LED모듈부와;상기 LED모듈부에서 발생하는 빛을 앞쪽으로 보내주는 렌즈부로 구성된다.

상기 LED모듈부는 전원을 받아 빛을 발생시키는 LED와; 상기 LED가 실장되며 상기 LED에 전원을 공급하는 PWB(Printed Wiring Board)와; 상기 PWB가 설치되며, 상기 LED에서 발생하는 열을 히트싱크부로 전열시키는 LED모듈케이스로 구성된다.

상기 LED모듈부와 렌즈부 사이에는 상기 LED모듈부로의 수분 침투를 막는 LED모듈부패킹이 설치된다.

상기 히트싱크부는 상기 LED모듈부에서 발생하는 열을 방열하기 위하여 상기 히트싱크부로 전열시키며 상기 LED모듈케이스의 외측과 맞닿는 원통 형상의 전열부와; 상기 전열부의 외주에 방사선형으로 형성되며 상기 갓부와 광원부에서의 직접 전열 및 상기 LED모듈부에서 전열부로 전달된 열을 공기와의 접촉으로 방열시키는 방열부로 구성된다.

상기 전열부는 상기 LED 투광등의 설치 각도에 관계없이 전열 효율을 높이고 강도를 개선하기 위해, 내부의 중앙에 형성된 원통부와 상기 원통부와 방열부 사이를 다수 개의 격벽으로 분할시킨 격벽부로 구성되고, 상기 전열부의 내부에는 상기 LED모듈부에서 발생하는 열을 액체가 기화할 때 필요한 열로 이용하여 쉽게 뺏어오기 위하여 끓는 점이 낮은 냉매가 채워지며, 상기 전열부의 일측은 상기 LED모듈케이스로 막혀 있고, 타측은 블라인드 플랜지로 막혀 있으며, 상기 전열부의 양단에는 전열부패킹을 설치할 패킹설치면이 형성된다.

상기 방열부는 다수 개의 판이 방사선 형상으로 상기 전열부의 외주에 형성된 1차방열부와, 공기와의 접촉 면적을 넓게 하기 위하여 상기 1차 방열부의 말단에서 2개의 판으로 나누어지는 2차방열부로 구성되며, 상기 2차방열부에는 상기 브래킷부와의 결합을 위해 끼움판이 삽입되는 대칭되게 형성된 2개소의 끼움판 삽입부와, 상기 SMPS부에서 상기 광원부로 전원을 공급하는 전원공급부와, 상기 SMPS부 또는 광원부와 갓부와의 결합을 위한 방열부결합구가 형성된다.

상기 브래킷부는 상기 투광등을 일정 위치에 고정시키는 브래킷본체와; 상기 브래킷본체의 하부에 결합되어 상기 브래킷부를 상기 히트싱크부에 결합시키는 끼움판으로 구성되는 구조이다.

상기 LED모듈케이스는 전면에 상기 PWB가 내부에 설치되고 일측 외주의 내측에 렌즈부가 설치되며 후면이 상기 히트싱크부와 맞닿아 결합되는 모듈설치부와, 상기 모듈설치부의 외부에 링 형상으로 형성되어 상기 갓부와 히트싱크부에 결합시키는 결합플랜지로 구성된다.

상기 모듈설치부의 내측에는 상기 히트싱크부와의 결합을 위한 다수 개의 히트싱크결합홀과, 상기 LED모듈부패킹과 렌즈부와 결합을 위한 다수 개의 렌즈결합홀과, 상기 PWB와의 결합을 위한 PWB결합홀과, 전원이 인입되는 전원인입구가 형성되며, 상기 히트싱크결합홀에는 결합볼트를 타고 냉매가 누설되는 것을 방지하기 위한 히트싱크결합홀오링이 설치되며, 상기 모듈설치부의 외측에는 상기 히트싱크부의 밀폐를 위한 전열부패킹을 눌러주는 패킹안착부와, 상기 전열부패킹 말단부의 패킹돌기가 삽입되는 패킹돌기 삽입홈이 형성된다.

상기 결합플랜지에는 상기 갓부와 히트싱크부와의 결합을 위한 히트싱크방열부 결합홀이 형성된다.

상기 전열부패킹에는 밀폐를 보강하기 위하여 상기 패킹돌기 삽입홈에 삽입되는 패킹돌기와, 상기 히트싱크부의 전열부와 LED모듈부와의 결합을 위한 볼트가 통과하는 볼트통과홀이 형성된다.

상기 패킹설치면에는 상기 전열부패킹을 넣고 상기 LED모듈케이스 또는 블라인드 플랜지와의 결합하여 상기 전열부를 밀폐시키는 다수 개의 밀폐용 결합홀이 형성된다.

상기 블라인드 플랜지에는 진공작업 시 공기를 빼내고 냉매를 주입하는 냉매주입구와 상기 밀폐용 결합홀과 볼트 결합을 위한 볼트홀이 형성된다.

상기 끼움판 삽입부의 외측면에는 상기 끼움판을 볼트로 고정시키기 위한 3개의 끼움판 고정홀이 형성되며, 상기 끼움판에는 상기 브래킷본체 및 끼움판 삽입부와 결합을 위한 3개의 결합홀이 형성된다.

상기 SMPS부의 외부에는 전원 인입을 위한 전원인입구와, 상기 광원부로 직류를 공급하기 위해 전원이 배출되는 전원배출구와, 상기 히트싱크부와 결합을 위한 다수 개의 히트싱크결합구와, 하부 조명을 위해 매달아 수직 설치를 위한 수직설치고리가 형성되는 구조이다.

상기 냉매는 아세톤을 사용하며, 상기 전열부에는 내용적의 30~40%가 상기 냉매로 채워지고, 상기 전열부의 내부는 상기 냉매가 기화하기 쉬운 환경, 즉 기화점을 낮추기 위해 진공이 유지되며, 상기 히트싱크부의 방열부 외경은 공기와의 접촉을 늘려 방열효율을 높이기 위해 상기 SMPS부와 광원부의 외경보다 5~10mm 더 큰 구조이다.

상기 갓부는 포물면을 이루면서 확대되며, 외부 형태를 이루는 갓하우징과; 상기 갓하우징의 내부에 설치되어 빛을 난반사시키는 리플렉터로 구성되고, 상기 갓하우징의 상기 광원부 측 말단에는 상기 LED모듈케이스와 히트싱크부와 결합하기 위한 테두리부가 형성되며, 상기 테두리부에는 LED모듈케이스와 히트싱크부와의 결합을 위한 다수 개의 결합홀 형성되는 구조이다.

상술한 LED 투광등으로 본 발명의 해결하고자 하는 과제를 해결할 수 있다.

본 발명의 LED 투광등에 따르면 히트싱크부의 전열부 구조를 개선하여 강도와 열접촉 면적을 보강하여 전열부 내의 냉매의 열순환을 좋게 하고, 히트싱크부의 방열부의 외주가 SMPS부와 광원부보다 더 튀어나오게 하여 열 및 공기의 흐름을 원활히 하고, LED모듈케이스와 히트싱크부의 체결 시 상기 LED모듈케이스 측에 오링패킹을 추가하고 전열부패킹을 개선하여 냉매가 누설되는 것을 방지하였고 브래킷의 결합이 개선되어 LED 투광등의 수명을 연장시키고 설치를 쉽게 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 LED 투광등에 따른 전체 정면 및 측면도
도 2는 본 발명의 LED 투광등에 따른 전체 사시도
도 3은 본 발명의 LED 투광등에 따른 전체 분해도
도 4는 본 발명의 LED 투광등에 따른 LED모듈케이스 상세도
도 5는 본 발명의 LED 투광등에 따른 히트싱크부 사시도
도 6은 본 발명의 LED 투광등에 따른 히트싱크부 정면 및 측면도
도 7은 본 발명의 LED 투광등에 따른 전열부 개략도
도 8은 본 발명의 LED 투광등에 따른 SMPS부 개략도
도 9는 본 발명의 LED 투광등에 따른 갓부 개략도
도 10은 본 발명의 LED 투광등에 따른 브래킷 전체 사시도
도 11은 본 발명의 LED 투광등에 따른 브래킷본체 개략도
도 12는 본 발명의 LED 투광등에 따른 렌즈부 개략도
도 13은 본 발명의 LED 투광등에 따른 전열부패킹 상세도
도 14는 본 발명의 LED 투광등에 따른 LED모듈부 패킹
도 15는 본 발명의 LED 투광등에 따른 히트싱크결합홀오링 및 오링 배치도

먼저, 본 발명의 구체적인 설명에 들어가기에 앞서, 본 발명에 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명에 따른 "LED 투광등"을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명에 따른 "LED 투광등"에 관한 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

다음의 실시 예는 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하고, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 LED 투광등에 따른 전체 정면 및 측면도이며, 도 2는 본 발명의 LED 투광등에 따른 전체 사시도이고, 도 3은 본 발명의 LED 투광등에 따른 전체 분해도이며, 도 4는 본 발명의 LED 투광등에 따른 LED모듈케이스 상세도이고, 도 5는 본 발명의 LED 투광등에 따른 히트싱크부 사시도이며, 도 6은 본 발명의 LED 투광등에 따른 히트싱크부 정면 및 측면도이고, 도 7은 본 발명의 LED 투광등에 따른 전열부 개략도이며, 도 8은 본 발명의 LED 투광등에 따른 SMPS부 개략도이고, 도 9는 본 발명의 LED 투광등에 따른 갓부 개략도이며, 도 10은 본 발명의 LED 투광등에 따른 브래킷 전체 사시도이고, 도 11은 본 발명의 LED 투광등에 따른 브래킷본체 개략도이며, 도 12는 본 발명의 LED 투광등에 따른 렌즈부 개략도이고, 도 13은 본 발명의 LED 투광등에 따른 전열부패킹 상세도이며, 도 14는 본 발명의 LED 투광등에 따른 LED모듈부 패킹이고, 도 15는 본 발명의 LED 투광등에 따른 히트싱크결합홀오링 및 오링 배치도이다.

도 1내지 도 3에 도시되어 있는 것 같이 본 발명의 상기 LED 투광등은 LED 소자의 빛을 광원으로 사용하는 투광등으로, LED의 빛을 발생시키는 광원부(1)와; 교류전원을 받아 직류전원으로 변환시키고 상기 광원부(1)에 필요한 전원을 공급하고 조작하는 SMPS(Switching Mode Power Supply)(22)가 설치되어 있는 SMPS부(2)와; 상기 광원부(1)와 SMPS부(2) 사이에 설치되어 상기 광원부(1)와 SMPS부(2)에서 발생하는 열을 방출하는 히트싱크부(3)와; 상기 광원부(1)의 전단부에 결합되어 LED의 빛을 일정 범위로 집광시켜주는 갓부(4)와; 상기 히트싱크부(3)에 결합되고 상기 LED 투광등을 일정 각도로 고정시키고 지지하는 브래킷부(5)로 구성된다.

상기 광원부(1)는 상기 SMPS부(2)에서 전원을 받아 빛을 발생시키는 LED모듈부(11)와; 상기 LED모듈부(11)에서 발생하는 빛을 앞쪽으로 보내주는 렌즈부(12)로 구성된다.

상기 LED모듈부(11)는 전원을 받아 빛을 발생시키는 LED(111)와; 상기 LED(111)가 실장되며 상기 LED(111)에 전원을 공급하는 PWB(Printed Wiring Board)(112)와; 상기 PWB(112)가 설치되며, 상기 LED(111)에서 발생하는 열을 상기 히트싱크부(3)로 전열시키는 LED모듈케이스(113)로 구성된다.

상기 LED모듈부(11)와 렌즈부(12) 사이에는 상기 LED모듈부(11)로의 수분 침투를 막는 LED모듈부패킹(13)이 설치된다.

상기 히트싱크부(3)는 상기 LED모듈부(11)에서 발생하는 열을 방열하기 위하여 상기 히트싱크부(3)로 전열시키며 상기 LED모듈케이스(113)의 외측과 맞닿는 원통 형상의 전열부(31)와; 상기 전열부(31)의 외주에 방사선형으로 형성되며 상기 갓부(4)와 광원부(1)에서의 직접 전열 및 상기 LED모듈부(11)에서 전열부로 전달된 열을 공기와의 접촉으로 방열시키는 방열부(32)로 구성된다.

상기 전열부(31)의 내부에는 상기 LED모듈부(11)에서 발생하는 열을 액체가 기화할 때 필요한 열로 이용하여 쉽게 뺏어오기 위하여 끓는 점이 낮은 냉매가 채워진다.

상기 냉매는 아세톤을 사용하며, 상기 전열부(31)에는 내용적의 30~40%가 상기 냉매로 채워진다.

상기 냉매를 내용적의 30~40%만 채우는 이유는 냉매가 기체로 변할 수 있는 공간을 주기 위함이다.

상기 아세톤은 공업적으로는 프로필렌의 합성 또는 페놀 합성시의 부산물에서 얻을 수 있으며, 끓는점 56.5℃, 인화점 -20℃, 에테르 냄새를 풍기는 무색의 휘발성 액체로서, 대기압 상태에서는 56.5℃에서 끓어 기화되기 시작하나 압력이 대기압 이하의 진공 상태에서는 더 낮은 온도에서 기화하기 시작하므로 상기 LED모듈부(11)에서 발생하는 열의 전도에 의해 냉매의 온도가 올라가고 일정 온도까지 올라가면 상기 냉매가 기화해서 남은 냉매는 더 온도가 내려가므로 상기 LED모듈케이스(113)에서 더 많은 열을 뺏고 상기 방열부(32)에서 공기와의 열교환으로 온도가 내려가면 기화된 냉매는 다시 액화되고, 기화와 액화를 반복하면서 광원부(1)의 온도를 내려 일정 온도보다 낮게 유지할 수 있어 상기 LED(111) 소자와 PWB(112), SMPS(22)의 수명을 연장시킨다.

상기 전열부(31)의 내부는 상기 냉매가 기화하기 쉬운 환경, 즉 기화점을 낮추기 위해 진공이 유지되며, 진공을 유지하기 위하여 상기 전열부(31)의 일측은 전열부패킹(314)을 삽입하여 상기 LED모듈케이스(113)로 막혀 있고, 타측은 전열부패킹(314)을 삽입하여 블라인드 플랜지(313)로 막혀 있다.

상기 히트싱크부(3)의 방열부(32) 외경은 공기와의 접촉을 늘리고 오픈시켜 방열효율을 높이기 위해 상기 SMPS부(2)와 광원부(1)의 외경보다 5~10mm 더 큰 구조이다.

상기 전열부(31)의 밀폐를 완전하게 하기 위하여 상기 LED모듈케이스(113)의 내측에서 히트싱크결합홀(11311)과 밀폐용 결합홀을 볼트로 결합할 때 히트싱크결합홀오링(14)을 추가로 사용하여 볼트를 타고 냉매가 누설되는 것을 방지하였다.

본 발명의 LED 투광등은 히트싱크부의 전열부 구조를 개선하여 강도와 열접촉 면적을 보강하여 전열부 내의 냉매의 열순환을 좋게 하고, 히트싱크부의 방열부의 외주가 SMPS부와 광원부보다 더 튀어나오게 하여 열 및 공기의 흐름을 원활히 하고, LED모듈케이스와 히트싱크부의 체결 시 상기 LED모듈케이스 측에 오링패킹을 추가하고 전열부패킹을 개선하여 냉매가 누설되는 것을 방지하였고 브래킷의 결합이 개선되어 LED 투광등의 수명을 연장시키고 설치를 쉽게 하였다.

도 4에 도시되어 있는 것 같이 LED모듈케이스는 상기 PWB(112)가 내부에 설치되며, 상기 LED(111)에서 발생하는 열을 상기 히트싱크부(3)로 전열시키는 역할을 하며, 자체 방열 및 상기 히트싱크부(3)로 열전달이 잘되게 하기 위하여 알루미늄 재질로 제작되는 것이 바람직하다.

상기 LED모듈케이스(113)는 전면에 상기 PWB(112)가 내부에 설치되고 일측 외주의 내측에 상기 렌즈부(12)가 설치되며 후면이 상기 히트싱크부(3)와 맞닿아 결합되는 모듈설치부(1131)와, 상기 모듈설치부(1131)의 외부에 링 형상으로 형성되어 상기 갓부(4)와 히트싱크부(3)에 결합시키는 결합플랜지(1132)로 구성된다.

상기 모듈설치부(1131)의 내측에는 상기 히트싱크부와의 결합을 위한 다수 개의 히트싱크결합홀(11311)과, 상기 LED모듈부패킹(13)과 렌즈부(12)와 결합을 위한 다수 개의 렌즈결합홀(11312)과, 상기 PWB(112)와의 결합을 위한 PWB결합홀(11313)과, 전원이 인입되는 전원인입구(11316)가 형성된다.

상기 히트싱크결합홀(11311)에는 도 15에 도시되어 있는 것 같이 결합볼트를 타고 냉매가 누설되는 것을 방지하기 위한 히트싱크결합홀오링(14)이 설치된다.

상기 모듈설치부(1131)의 외측에는 상기 히트싱크부(3)의 전열부(31) 밀폐를 위한 전열부패킹(314)을 눌러주는 패킹안착부(11314)와, 상기 전열부패킹(314) 말단부의 패킹돌기(3141)가 삽입되는 패킹돌기 삽입홈(11315)이 형성된다.

상기 모듈설치부(1131)은 앞면은 내부에 상기 PWB(인쇄배선기판)(112)가 설치되도록 내부 공간이 있으며, 뒷면은 상기 패킹안착부(11314)가 형성되어 돌출되어 결합볼트로 상기 LED모듈케이스(113)와 전열부(31)을 결합 시 상기 전열부패킹(314)를 눌러 줄 수 있어야 한다.

Detail J에 도시된 것 같이 상기 패킹돌기 삽입홈(11315)에는 상기 전열부패킹(314) 말단부의 패킹돌기(3141)가 삽입되어 누설을 방지하여 밀폐를 유지하는데 큰 역할을 한다.

상기 결합플랜지(1132)에는 상기 갓부(4)와 히트싱크부(3)와의 결합을 위한 히트싱크방열부 결합홀(11321)이 형성된다.

상기 결합플랜지(1132)를 통해서 상기 갓부(4)와 LED모듈부(11)에서 발생하는 열의 일부을 직접 상기 방열부(32)에서 방열한다.

도 5와 도 6에 도시되어 있는 것 같이 상기 히트싱크부(3)는 상기 광원부(1)와 SMPS부(2) 사이에 설치되어 상기 광원부(1)와 SMPS부(2)에서 발생하는 열을 방출하는 역할을 하며, 열전도가 좋은 알루미늄 재질로 제작되는 것이 바람직하며, 금속제의 주형을 사용하여 용융 금속을 고압 사출 주조 즉 알루미늄 다이캐스팅으로 제조하는 것이 바람직하다.

상기 전열부(31)는 상기 LED 투광등의 설치 각도에 관계없이 전열 효율을 높이고 강도를 개선하기 위해, 내부의 중앙에 형성된 원통부(311)와 상기 원통부(311)와 방열부(32) 사이를 다수 개의 격벽(3121)으로 분할시킨 격벽부(312)로 구성된다.

상기 전열부(31)는 개선된 것으로 상기 원통부(311)와 격벽부(312)가 없을 때에는 강도에도 문제가 발생하고, 상기 LED 투광등의 설치 각도에 따라 즉 완전 아래로 설치 시에는 문제가 없으나 설치 각도가 점점 위로 갈수록 상기 LED모듈케이스(13)과 냉매와의 접촉이 적어져 전열이 잘안되는 문제점이 있어 상기 원통부(311)와 격벽부(312)를 추가하여 문제점이 많이 해결되었다.

상기 아세톤은 끓는점 56.5℃, 인화점 -20℃, 에테르 냄새를 풍기는 무색의 휘발성 액체로서, 대기압 상태에서는 56.5℃에서 끓어 기화되기 시작하나 압력이 대기압 이하의 진공 상태에서는 더 낮은 온도에서 기화하기 시작하므로 상기 LED모듈부(11)에서 발생하는 열의 전도에 의해 냉매의 온도가 올라가고 일정 온도까지 올라가면 상기 냉매가 기화해서 남은 냉매는 더 온도가 내려가므로 상기 LED모듈케이스(113)에서 더 많은 열을 뺏고 상기 방열부(32)에서 공기와의 열교환으로 온도가 내려가면 기화된 냉매는 다시 액화되고, 기화와 액화를 반복하면서 광원부(1)의 온도를 내려 일정 온도보다 낮게 유지할 수 있어 상기 LED(111) 소자와 PWB(112), SMPS(22)의 수명을 연장시킨다.

상기 전열부(31)의 양단에는 상기 전열부(31)를 상기 LED모듈케이스(113)와 블라인드 플랜지(313)로 밀폐 시 누설을 방지하기 위한 전열부패킹(314)을 설치할 패킹설치면(315)이 형성된다.

상기 방열부(32)는 다수 개의 판이 방사선 형상으로 상기 전열부(31)의 외주에 형성된 1차방열부(321)와, 공기와의 접촉 면적을 넓게 하기 위하여 상기 1차 방열부(321)의 말단에서 2개의 판으로 나누어지는 2차방열부(322)로 구성된다.

상기 2차방열부(322)에는 상기 브래킷부(5)와의 결합을 위해 끼움판(52)이 삽입되는 대칭되게 형성된 2개소의 끼움판 삽입부(3221)와, 상기 SMPS부(2)에서 상기 광원부(1)로 전원을 공급하는 전원공급부(3222)와, 상기 SMPS부(2) 또는 광원부(2)와 갓부(4)와의 결합을 위한 방열부결합구(3223)가 형성된다.

상기 끼움판 삽입부(3221)의 외측면에는 상기 끼움판(52)을 볼트로 고정시키기 위한 3개의 끼움판 고정홀(32211)이 형성된다.

도 7에 도시되어 있는 것 같이 상기 전열부(31)는 상기 LED모듈부(11)에서 발생하는 열을 방열하기 위하여 상기 히트싱크부(3)로 전열시키는 역할을 하며, 상기 LED모듈케이스(113)의 외측과 맞닿는 원통 형상으로 제작된다.

상기 패킹설치면(315)에는 상기 전열부패킹(314)을 넣고 상기 LED모듈케이스(113) 또는 블라인드 플랜지(313)와의 결합하여 상기 전열부(31)를 밀폐시키는 다수 개의 밀폐용 결합홀(3151)이 형성된다.

상기 블라인드 플랜지(313)에는 진공작업 시 공기를 빼내고 냉매를 주입하는 냉매주입구(3131)와 상기 밀폐용 결합홀(3151)과 볼트 결합을 위한 볼트홀(3132)이 형성된다.

상기 전열부(31)의 내부는 상기 냉매가 기화하기 쉬운 환경, 즉 기화점을 낮추기 위해 진공이 유지되며, 진공을 유지하기 위하여 상기 전열부(31)의 일측은 전열부패킹(314)을 삽입하여 상기 LED모듈케이스(113)로 막혀 있고, 타측은 전열부패킹(314)을 삽입하여 블라인드 플랜지(313)로 막혀 있으며, 상기 전열부(31)의 내부의 진공도는 10^-1∼10^-3㎜Hg 인 것이 바람직하다.

도 8에 도시되어 있는 것 같이 상기 SMPS부(2)는 교류전원을 받아 직류전원으로 변환시키고 상기 광원부(1)에 필요한 전원을 공급하고 조작하는 SMPS(Switching Mode Power Supply)(22)가 설치된다.

상기 SMPS부(2)의 외부에는 전원 인입을 위한 전원인입구(211)와, 상기 광원부(1)로 직류를 공급하기 위해 전원이 배출되는 전원배출구(212)와, 상기 히트싱크부(3)와 결합을 위한 다수 개의 히트싱크결합구(213)와, 하부 조명을 위해 매달아 수직 설치를 위한 수직설치고리(214)가 형성되는 구조이다.

도 9에 도시되어 있는 것 같이 상기 갓부(4)는 상기 광원부(1)의 전단부에 결합되어 LED의 빛을 일정 범위로 집광시켜주는 역할을 한다.

상기 갓부(4)는 포물면을 이루면서 확대되며, 외부 형태를 이루는 갓하우징(41)과; 상기 갓하우징(41)의 내부에 설치되어 빛을 난반사시키는 리플렉터(42)로 구성된다.

상기 갓하우징(41)의 상기 광원부(1) 측 말단에는 상기 LED모듈케이스(113)와 히트싱크부(3)와 결합하기 위한 테두리부(411)가 형성되며, 상기 테두리부(411)에는 상기 LED모듈케이스(113)와 히트싱크부(3)와의 결합을 위한 다수 개의 결합홀(4111) 형성되는 구조이다.

도 10와 도 11에 도시되어 있는 것 같이 상기 브래킷부(5)는 상기 히트싱크부(3)에 결합되고 상기 LED 투광등을 일정 각도로 고정시키고 지지하는 역할을 한다.

상기 브래킷부(5)는 ㄷ 형상으로 상기 LED 투광등을 일정 위치에 고정시키는 브래킷본체(51)와; 상기 브래킷본체(51)의 하부에 결합되어 상기 브래킷부(5)를 상기 히트싱크부(3)에 결합시키는 끼움판(52)으로 구성된다.

상기 끼움판에는 상기 브래킷본체(51)와 상기 히트싱크부(3)의 방열부(32)와 결합하는 3개의 결합홀(521)이 형성된다.

상기 브래킷본체(51)에는 상기 끼움판(52)과 상기 히트싱크부(3)의 방열부(32)에 함께 결합되는 히트싱크결합구(511)이 형성된다.

도 12에 도시되어 있는 것 같이 상기 렌즈부(12)는 상기 LED모듈부(11)에서 발생하는 빛을 앞쪽으로 보내주는 역할을 한다.

상기 렌즈부(12)에는 상기 LED(111)의 일부가 삽입되는 LED 삽입구(121)과, 상기 모듈설치부(1131)의 렌즈결합홀(11312)와 결합되는 결합홀(122)와, LED모듈부패킹(13)이 삽입되는 패킹삽입홈(123)이 형성된다.

도 13에 도시되어 있는 것 같이 상기 전열부패킹(314)은 상기 전열부(31)의 양단에는 상기 전열부(31)를 상기 LED모듈케이스(113)와 블라인드 플랜지(313)로 밀폐 시 누설을 방지하기 위한 것이다.

상기 전열부패킹(314)에는 밀폐를 보강하기 위하여 상기 패킹돌기 삽입홈(11315)에 삽입되는 상기 패킹돌기(3141)와, 상기 히트싱크부(3)의 전열부(31)와 LED모듈부(11)와의 결합을 위한 볼트가 통과하는 볼트통과홀(3142)이 형성된다.

상기 패킹돌기(3141)는 상기 패킹돌기 삽입홈(11315)에 끼워지고 볼트로 결합하여 조이면 상기 패킹돌기(3141)가 눌러져 상기 패킹돌기 삽입홈(11315)에 밀착되므로 밀폐를 보강하여 누설을 방지할 수 있다.

도 14에 도시되어 있는 것 같이 상기 LED모듈부패킹(13)은 상기 LED모듈부(11)와 렌즈부(12) 사이에는 상기 LED모듈부(11)로의 수분 침투를 막는 역할을 한다.

상기 LED모듈부패킹(13)에는 수분 침투를 어렵게 하기 위한 더블돌기(132)와, 상기 렌즈결합홀(11312)과 볼트로 결합되는 볼트통과홀(131)이 형성된다.

도 15에 도시되어 있는 것 같이 상기 히트싱크결합홀오링(14)는 상기 히트싱크결합홀(11311)에 설치되어 결합볼트를 타고 냉매가 누설되는 것을 방지하기 위한 것이다.

1 : 광원부 11 : LED모듈부
111 : LED 112 : PWB(인쇄배선기판)
113 : LED모듈케이스 1131 : 모듈설치부
11311 : 히트싱크결합홀 11312 : 렌즈결합홀
11313 : PWB결합홀 11314 : 패킹안착부
11315 : 패킹돌기 삽입홈 11316 : 전원인입구
1132 : 결합플랜지 11321 : 히트싱크방열부 결합홀
12 : 렌즈부 121 : LED 삽입구
122 : 결합홀 123 : 패킹삽입홈
13 : LED모듈부패킹 131 : 볼트통과홀
132 : 더블돌기 14 : 히트싱크결합홀오링
2 : SMPS부 21 : SMPS 케이스
211 : 전원인입구 212 : 전원배출구
213 : 히트싱크결합구 214 : 수직설치고리
215 : 상하부결합구 22 : SMPS
3 : 히트싱크부 31 : 전열부
311 : 원통부 312 : 격벽부
3121 : 격벽 313 : 블라인드 플랜지
3131 : 냉매주입구 3132 : 볼트홀
314 : 전열부패킹 3141 : 패킹돌기
3142 : 볼트통과홀 315 : 패킹설치면
3151 : 밀폐용 결합홀 32 : 방열부
321 : 1차방열부 322 : 2차방열부
3221 : 끼움판 삽입부 32211 : 끼움판 고정홀
3222 : 전원공급부 3223 : 방열부결합구
4 : 갓부 41 : 갓하우징
411 : 테두리 4111 : 결합홀
42 : 리플렉터
5 : 브래킷부 51 : 브래킷본체
511 : 히트싱크결합구 512 : 등설치구
52 : 끼움판 521 : 결합홀

Claims

LED 소자의 빛을 광원으로 사용하는 LED 투광등에 있어서,
상기 LED 투광등은 LED의 빛을 발생시키는 광원부(1)와;
교류전원을 받아 직류전원으로 변환시키고 상기 광원부(1)에 필요한 전원을 공급하고 조작하는 SMPS(Switching Mode Power Supply)(22)가 설치되어 있는 SMPS부(2)와;
상기 광원부(1)와 SMPS부(2) 사이에 설치되어 상기 광원부(1)와 SMPS부(2)에서 발생하는 열을 방출하는 히트싱크부(3)와;
상기 광원부(1)의 전단부에 결합되어 LED의 빛을 일정 범위로 집광시켜주는 갓부(4)와;
상기 히트싱크부(3)에 결합되고 상기 LED 투광등을 일정 각도로 고정시키고 지지하는 브래킷부(5)로 구성되고,
상기 광원부(1)는 상기 SMPS부(2)에서 전원을 받아 빛을 발생시키는 LED모듈부(11)와;
상기 LED모듈부(11)에서 발생하는 빛을 앞쪽으로 보내주는 렌즈부(12)로 구성되고,
상기 LED모듈부(11)는 전원을 받아 빛을 발생시키는 LED(111)와;
상기 LED(111)가 실장되며 상기 LED(111)에 전원을 공급하는 PWB(Printed Wiring Board)(112)와;
상기 PWB(112)가 설치되며, 상기 LED(111)에서 발생하는 열을 상기 히트싱크부(3)로 전열시키는 LED모듈케이스(113)로 구성되며,
상기 LED모듈부(11)와 렌즈부(12) 사이에는 상기 LED모듈부(11)로의 수분 침투를 막는 LED모듈부패킹(13)이 설치되고,
상기 히트싱크부(3)는 상기 LED모듈부(11)에서 발생하는 열을 방열하기 위하여 상기 히트싱크부(3)로 전열시키며 상기 LED모듈케이스(113)의 외측과 맞닿는 원통 형상의 전열부(31)와;
상기 전열부(31)의 외주에 방사선형으로 형성되며 상기 갓부(4)와 광원부(1)에서의 직접 전열 및 상기 LED모듈부(11)에서 전열부로 전달된 열을 공기와의 접촉으로 방열시키는 방열부(32)로 구성되며,
상기 전열부(31)는 상기 LED 투광등의 설치 각도에 관계없이 전열 효율을 높이고 강도를 개선하기 위해, 내부의 중앙에 형성된 원통부(311)와 상기 원통부(311)와 방열부(32) 사이를 다수 개의 격벽(3121)으로 분할시킨 격벽부(312)로 구성되고,
상기 전열부(31)의 내부에는 상기 LED모듈부(11)에서 발생하는 열을 액체가 기화할 때 필요한 열로 이용하여 쉽게 뺏어오기 위하여 끓는 점이 낮은 냉매가 채워지며,
상기 전열부(31)의 일측은 상기 LED모듈케이스(113)로 막혀 있고, 타측은 블라인드 플랜지(313)로 막혀 있으며,
상기 전열부(31)의 양단에는 상기 전열부(31)를 상기 LED모듈케이스(113)와 블라인드 플랜지(313)로 밀폐 시 누설을 방지하기 위한 전열부패킹(314)을 설치할 패킹설치면(315)이 형성되고,
상기 방열부(32)는 다수 개의 판이 방사선 형상으로 상기 전열부(31)의 외주에 형성된 1차방열부(321)와, 공기와의 접촉 면적을 넓게 하기 위하여 상기 1차 방열부(321)의 말단에서 2개의 판으로 나누어지는 2차방열부(322)로 구성되며,
상기 2차방열부(322)에는 상기 브래킷부(5)와의 결합을 위해 끼움판(52)이 삽입되는 대칭되게 형성된 2개소의 끼움판 삽입부(3221)와, 상기 SMPS부(2)에서 상기 광원부(1)로 전원을 공급하는 전원공급부(3222)와, 상기 SMPS부(2) 또는 광원부(2)와 갓부(4)와의 결합을 위한 방열부결합구(3223)가 형성되고,
상기 브래킷부(5)는 ㄷ 형상으로 상기 LED 투광등을 일정 위치에 고정시키는 브래킷본체(51)와;
상기 브래킷본체(51)의 하부에 결합되어 상기 브래킷부(5)를 상기 히트싱크부(3)에 결합시키는 끼움판(52)으로 구성되는 구조인 LED 투광등
제 1항에 있어서,
상기 LED모듈케이스(113)는 전면에 상기 PWB(112)가 내부에 설치되고 일측 외주의 내측에 상기 렌즈부(12)가 설치되며 후면이 상기 히트싱크부(3)와 맞닿아 결합되는 모듈설치부(1131)와, 상기 모듈설치부(1131)의 외부에 링 형상으로 형성되어 상기 갓부(4)와 히트싱크부(3)에 결합시키는 결합플랜지(1132)로 구성되며,
상기 모듈설치부(1131)의 내측에는 상기 히트싱크부와의 결합을 위한 다수 개의 히트싱크결합홀(11311)과, 상기 LED모듈부패킹(13)과 렌즈부(12)와 결합을 위한 다수 개의 렌즈결합홀(11312)과, 상기 PWB(112)와의 결합을 위한 PWB결합홀(11313)과, 전원이 인입되는 전원인입구(11316)가 형성되고,
상기 히트싱크결합홀(11311)에는 결합볼트를 타고 냉매가 누설되는 것을 방지하기 위한 히트싱크결합홀오링(14)이 설치되며,
상기 모듈설치부(1131)의 외측에는 상기 히트싱크부(3)의 전열부(31) 밀폐를 위한 전열부패킹(314)을 눌러주는 패킹안착부(11314)와, 상기 전열부패킹(314) 말단부의 패킹돌기(3141)가 삽입되는 패킹돌기 삽입홈(11315)이 형성되고,
상기 결합플랜지(1132)에는 상기 갓부(4)와 히트싱크부(3)와의 결합을 위한 히트싱크방열부 결합홀(11321)이 형성되며,
상기 전열부패킹(314)에는 밀폐를 보강하기 위하여 상기 패킹돌기 삽입홈(11315)에 삽입되는 상기 패킹돌기(3141)와, 상기 히트싱크부(3)의 전열부(31)와 LED모듈부(11)와의 결합을 위한 볼트가 통과하는 볼트통과홀(3142)이 형성되고,
상기 패킹설치면(315)에는 상기 전열부패킹(314)을 넣고 상기 LED모듈케이스(113) 또는 블라인드 플랜지(313)와의 결합하여 상기 전열부(31)를 밀폐시키는 다수 개의 밀폐용 결합홀(3151)이 형성되며,
상기 블라인드 플랜지(313)에는 진공작업 시 공기를 빼내고 냉매를 주입하는 냉매주입구(3131)와 상기 밀폐용 결합홀(3151)과 볼트 결합을 위한 볼트홀(3132)이 형성되고,
상기 끼움판 삽입부(3221)의 외측면에는 상기 끼움판(52)을 볼트로 고정시키기 위한 3개의 끼움판 고정홀(32211)이 형성되며,
상기 끼움판(52)에는 상기 브래킷본체(51) 및 끼움판 삽입부(3221)와 결합을 위한 3개의 결합홀(521)이 형성되고,
상기 SMPS부(2)의 외부에는 전원 인입을 위한 전원인입구(211)와, 상기 광원부(1)로 직류를 공급하기 위해 전원이 배출되는 전원배출구(212)와, 상기 히트싱크부(3)와 결합을 위한 다수 개의 히트싱크결합구(213)와, 하부 조명을 위해 매달아 수직 설치를 위한 수직설치고리(214)가 형성되는 구조인 것을 특징으로 하는 LED 투광등
제 1항에 있어서,
상기 전열부(31)에는 내용적의 30~40%가 상기 냉매로 채워지고,
상기 전열부(31)의 내부는 상기 냉매가 기화하기 쉬운 환경, 즉 기화점을 낮추기 위해 진공이 유지되며,
상기 히트싱크부(3)의 방열부(32) 외경은 공기와의 접촉을 늘려 방열효율을 높이기 위해 상기 SMPS부(2)와 광원부(1)의 외경보다 5~10mm 더 큰 구조인 것을 특징으로 하는 LED 투광등
제 1항에 있어서,
상기 갓부(4)는 포물면을 이루면서 확대되며, 외부 형태를 이루는 갓하우징(41)과;
상기 갓하우징(41)의 내부에 설치되어 빛을 난반사시키는 리플렉터(42)로 구성되고,
상기 갓하우징(41)의 상기 광원부(1) 측 말단에는 상기 LED모듈케이스(113)와 히트싱크부(3)와 결합하기 위한 테두리부(411)가 형성되며, 상기 테두리부(411)에는 상기 LED모듈케이스(113)와 히트싱크부(3)와의 결합을 위한 다수 개의 결합홀(4111) 형성되는 구조인 것을 특징으로 하는 LED 투광등