KR101421584B1 - 방사선 지역용 led 조명기구 - Google Patents

방사선 지역용 led 조명기구 Download PDF

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윤철구
박상기
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미미라이팅주식회사
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Abstract

본 발명의 특징에 따르면, 열전도 물질로 이루어지며, 하부면에는 LED(111)가 실장된 PCB(112)가 밀착되어 장착된 베이스판(110); 상기 베이스판(110)의 상부 중앙에 직립되어 배치되는 방열기둥(121) 및, 상기 방열기둥(121)의 둘레를 따라 방사형으로 직립배치되되 상기 방열기둥(121)을 향하는 내측단은 상기 방열기둥(121)의 길이방향을 따라 밀착되어 체결되며 상기 베이스판(110)을 향하는 하단은 상기 베이스판(110)에 밀착되어 체결되는 복수 개의 방열판(122)을 포함하며, 열전도 물질로 형성되는 방열부(120); 상기 베이스판(110)의 상부면에 충진되되 상기 방열부(120)의 하부가 일정두께로 매립되도록 충진되어 상기 베이스판(110)의 발열된 열을 상기 방열판(122)으로 전달하며, 경화되면서 소정의 기공이 형성되는 열전도 발포물질로 이루어져 상기 기공을 통해 열을 공기중으로 발산하는 발포충진부재(130); 및 상기 방열기둥(121)의 상부에 배치되어 상기 방열부(120)의 상부를 커버하며, 일측에는 입력전원이 입력되는 전원공급부(141)가 배치된 케이스부(140);를 포함하는 LED 조명기구가 제공된다.

Description

방사선 지역용 LED 조명기구{LED Lighting Apparatus For Radiation Area}
본 발명은 방사선 지역용 LED 조명기구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원자력 발전소의 원자로 격납 건물 등과 같이 대량의 방사선이 방출되는 방사선 지역에 설치하여 안정적으로 사용할 수 있으며, LED의 발광구동에 따라 PCB가 과열되지 않도록 발열되는 열을 효율적으로 방출할 수 있는 구조로 구비된 방사선 지역용 LED 조명기구에 관한 것이다.
일반적으로 원자력 발전소의 원자로 격납 건물 등과 같이 밀폐되고 대량의 방사선이 방출되는 방사선 지역에서 알루미늄, 수은, 아연, 비금속성 단열재 및 할로겐 화합물 등의 물질은, 여러가지 요인에 의해 화학반응하면서 유해가스 및 폭발성 가스를 발생시켜 원자로에 큰 위험을 초래하거나, 부식되어 품질이 저하됨으로써 제기능을 온전하게 발휘할 수 없는 문제점이 있었다.
또한, 회로소자로 이루어진 조명 구동회로의 경우 감마선 등의 방사선에 노출될 경우, 생성되는 전자기 펄스(EMP) 및 발열에 의해 회로부품 소자의 기능이 저하되거나 훼손되어 버리는 문제점이 있었다.
따라서, 종래에는 상기 방사선 지역의 조명용으로 방사선에 노출되더라도 화학작용을 일으키거나 품질저하의 우려가 없는 백열등이 주로 사용되었으나, 상기 백열등의 경우 에너지 낭비가 심하고 수명이 짧은 단점으로 인해 전기소모량이 지나치게 과대해지며 수명이 다한 백열등은 방사능 폐기물로 처리되어야 하기 때문에 유지 관리비용이 증대되는 문제점이 있었다.
공개특허공보 제2013-0013806호(2013.02.06), LED 조명장치
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 방열을 위한 열전달물질로써 원자로와 같이 대량의 방사선이 존재하는 방사선 지역에서 화학적 반응을 발생시키지 않는 구리 등의 비반응성 열전달물질을 이용하며 회로소자로 이루어진 LED구동회로를 방사선으로부터 차폐함으로써, 방사선 지역에서 안전하게 이용할 수 있으며 발열된 열을 효율적으로 냉각시킬 수 있는 구조로 구비된 방사선 지역용 LED 조명기구를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 특징에 따르면, 열전도 물질로 이루어지며, 하부면에는 LED(111)가 실장된 PCB(112)가 밀착되어 장착된 베이스판(110); 상기 베이스판(110)의 상부 중앙에 직립되어 배치되는 방열기둥(121) 및, 상기 방열기둥(121)의 둘레를 따라 방사형으로 직립배치되되 상기 방열기둥(121)을 향하는 내측단은 상기 방열기둥(121)의 길이방향을 따라 밀착되어 체결되며 상기 베이스판(110)을 향하는 하단은 상기 베이스판(110)에 밀착되어 체결되는 복수 개의 방열판(122)을 포함하며, 열전도 물질로 형성되는 방열부(120); 상기 베이스판(110)의 상부면에 충진되되 상기 방열부(120)의 하부가 일정두께로 매립되도록 충진되어 상기 베이스판(110)의 발열된 열을 상기 방열판(122)으로 전달하며, 경화되면서 소정의 기공이 형성되는 열전도 발포물질로 이루어져 상기 기공을 통해 열을 공기중으로 발산하는 발포충진부재(130); 및 상기 방열기둥(121)의 상부에 배치되어 상기 방열부(120)의 상부를 커버하며, 일측에는 입력전원이 입력되는 전원공급부(141)가 배치된 케이스부(140);를 포함하는 LED 조명기구가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 케이스부(140)의 내부에는, 상기 전원공급부(141)로부터 입력전원을 입력받아 상기 LED(111)를 발광구동시키기 위한 구동전원의 형태로 변환하여 PCB(112)에 인가하는 LED구동회로부(142)가 배치되며, 상기 LED구동회로부(142)는, LED구동회로부(142)의 외부를 둘러싸는 형태로 배치되며 파라핀(Paraffin) 재질로 형성된 제1방사선차단부(143)와, 상기 제1방사선차단부(143)의 외부를 둘러싸는 형태로 배치되어 납(Pb) 재질로 형성된 제2방사선차단부(144)를 포함하여 구비되며, 상기 제1방사선차단부(143)와 제2방사선차단부(144)에 의해 내부 회로구성이 방사선으로부터 차폐되는 것을 특징으로 하는 LED 조명기구가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 베이스판(110), 방열부(120) 및, 발포충진부재(130)는 구리(Cu) 재질로 이루어지거나 구리 성분을 포함하는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 LED 조명기구가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 PCB(112)의 하부에 장착되어 LED(111)에서 발광된 빛을 외부로 투과시키는 투광판(150)이 배치되되, 상기 투광판(150)에는 상기 PCB(112) 및 발포충진부재(130)를 상하 방향으로 관통하는 형상으로 형성되어 외부 공기를 내부로 유입시키는 투광판통기관(151)이 형성되고, 상기 방열기둥(121)의 내부에는 상기 투광판통기관(151)과 연통되도록 상하 방향으로 관통된 방열기둥 통기공(123)이 형성되며, 상기 케이스부(140)에는 상기 방열기둥 통기공(123)과 연통되며 상단이 상기 케이스부(140)의 상부로 개구되어 유입된 공기를 케이스부(140)의 외부로 배출하는 케이스통기관(145)이 형성되되, 상기 투광판통기관(151), 방열기둥 통기공(123) 및 케이스통기관(145)은 상호 연통되면서 공기순환 통로(P)를 형성하여, 상기 투광판통기관(151)으로부터 유입된 외부공기의 기류에 의해 상기 방열기둥(121) 내부의 발열된 열을 상기 케이스통기관(145)을 통해 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는 LED 조명기구가 제공된다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면,
첫째, 기존의 알루미늄 등과 알카리 용액에 부식되어 수소분자를 발생시키고 구조적 안정성을 잃게 되는 열전달 물질을 대체하여 구리 등의 비반응성 열전달물질을 이용함으로써, 방사선 지역에서도 유해가스 및 폭발성 가스가 발생하거나 품질이 저하되는 일이 없이 안전하게 이용할 수 있다.
둘째, 입력전원을 구동전원으로 변환하기 위한 LED구동회로부를 파라핀 및 납 등의 차폐물질로 밀봉함으로써, 감마선에 의한 전자기파 및 발열으로부터 LED구동회로부에 포함된 회로부품 소자를 안전하게 보호할 수 있다.
셋째, 구리의 경우 열전도율은 높으나 열발산성이 상대적으로 저조하여 냉각효율이 저하될 수 있으나, PCB에서 발열된 열을 전달받아 공기중으로 발산하는 방열부를 구리 재질로 형성함과 동시에 표면을 방열코팅제를 도포하며, 구리 재질로 형성된 베이스판의 상부면에 충진되어 경화되면서 소정의 기공이 형성되는 열전도 발포물질로 이루어진 발포충진부재를 배치함으로써 발산성을 증대시켜 발열된 열을 보다 효율적으로 냉각시킬 수 있다.
넷째, 상기 발포충진부재에 형성된 기공에 의해 공기와 접촉되는 표면적이 획기적으로 증대되어 발열된 열의 발산효율를 극대화할 수 있음은 물론, 발포충진부재이 베이스판의 상부면에 충진되되 방열판의 하부가 일정두께로 매립되도록 충진되어 상기 베이스판에서 발포충진부재로 전달되는 열을 상기 방열판으로 용이하게 전달할 수 있어 열냉각 효율이 증대됨은 물론, 상기 방열판을 베이스판이 고정시킬 수 있는 효과가 있다.
다섯째, PCB의 하부에 장착되어 LED 광을 외부로 투과시키는 투광판에는 PCB 및 발포충진부재를 상하 방향으로 관통하는 형상으로 형성되어 외부 공기를 내부로 유입시키는 투광판통기관이 형성되고, 방열기둥의 내부에는 투광판통기관과 연통되도록 상하 방향으로 관통된 방열기둥 통기공이 형성되며, 케이스부에는 상기 방열기둥 통기공과 연통되며 상단이 상기 케이스부의 상부로 개구되어 유입된 공기를 케이스부의 외부로 배출하는 케이스통기관이 형성되되, 상기 투광판통기관, 방열기둥 통기공 및 케이스통기관은 상호 연통되면서 공기순환 통로를 형성하여, 투광판통기관으로부터 유입된 외부공기의 기류에 의해 상기 방열기둥 내부의 발열된 열을 상기 케이스통기관을 통해 외부로 배출할 수 있으므로 방열기둥의 내부에서 발열되어 정체된 열을 효과적으로 배출하여 냉각시킬 수 있다.
여섯째, 상기 투광판통기관, 방열기둥 통기공 및 케이스통기관은 상호 연통됨에 있어서 끊김없이 연속적으로 연결된 공기순환 통로를 형성함으로써, 상기 투광판통기관으로부터 투광판의 하부의 외부공기가 내부로 유입되면서 수분 및 먼지 등의 이물질이 공기순환 통로의 내부로 함께 유입되더라도 회로구성된 LED 및 PCB로 침투되는 것이 방지되어 PCB 오염에서 자유로우면서 방열의 극대화를 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명기구의 외부구성을 나타낸 사시도,
도 2 및 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명기구의 내부구성을 나타낸 분리사시도 및 측단면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발포충진부재의 구성 및 발포충진부재과 방열판과의 체결상태를 나타낸 도 3의 B의 확대단면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방열부의 구성을 나타낸 도 1의 A-A'의 평단면도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED구동회로부가 제1방사선차단부 및 제2방사선차단부에 의해 차폐되는 구성을 나타낸 개략도,
상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방사선 지역용 LED 조명기구(이하에서는, 'LED 조명기구(100)'라 명칭함)는, 원자력 발전소의 원자로 격납 건물 등과 같이 밀폐되고 대량의 방사선이 방출되는 방사선 지역에 설치하여 사용할 수 있으며, LED(111)의 발광구동에 따라 PCB(112)가 과열되지 않도록 발열되는 열을 효율적으로 방출할 수 있는 구조로 구비된 LED 조명기구(100)로서, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 베이스판(110), 방열부(120), 발포충진부재(130) 및 케이스부(140)를 포함하여 구비된다.
먼저, 베이스판(110)은, 상,하부에 PCB(112), 발포충진부재(130) 및 방열부(120)가 장착될 수 있도록 베이스를 이루는 구성요소로서, 열전도 물질로 이루어지며 하부면에는 복수 개의 LED(111)가 실장된 PCB(112)가 밀착되어 장착되며, 상부면에는 방열부(120)가 밀착되어 장착됨과 동시에 발포충진부재(130)가 충진된다.
여기서, 상기 베이스판(110)은 PCB(112)의 발열된 열을 방열부(120)로 전도하기 위한 열전도 물질로 이루어지되 구리(Cu)와 같이 방사선 지역에서 화학적 반응을 발생시키지 않는 비반응성 열전도물질로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 방열부(120)는, 열전도 물질로 형성되며, PCB(112)의 상부면에 밀착되도록 장착되어 LED(111)의 발광구동에 따라 발열되는 열을 전달받아 공기중으로 발산하는 구성요소로서, 상기 베이스판(110)의 상부 중앙에 직립되어 배치되며 내부에는 방열기둥 통기공(123)이 상하방향으로 관통되어 형성된다.
여기서, 상기 방열부(120)는 베이스판(110)의 상부 중앙에 직립되어 배치되는 방열기둥(121) 및, 상기 방열기둥(121)의 둘레를 따라 방사형으로 직립배치되되 방열기둥(121)을 향하는 내측단은 방열기둥(121)의 길이방향을 따라 방열기둥(121)의 둘레면에 밀착되어 체결되며, 상기 베이스판(110)을 향하는 하단은 베이스판(110)의 상부면에 밀착되어 체결되는 복수 개의 방열판(122)을 포함하여 구비된다.
상술한 바와 같이, PCB(112)와 베이스판(110)이 밀착 체결되고 베이스판(110)과 방열부(120)가 밀착되어 체결된 구조에 의해, PCB(112)에서 발열된 열은 밀착 체결된 베이스판(110)으로 전도되면서, 베이스판(110)의 상부면의 열은 상기 방열판(122)의 하단을 통해 방열판(122)으로 직접 전달되어 공기중으로 발산되며, 베이스판(110)의 중앙부의 열은 방열기둥(121)의 하단을 통해 방열기둥(121)으로 전도된 후 방열기둥(121)에서 방열판(122)의 내측단을 통해 방열판(122)으로 전달되어 공기중으로 발산됨으로써 냉각될 수 있는 것이다.
또한, 상기 방열기둥(121) 및 방열판(122) 등의 방열부(120)는 PCB(112)의 발열된 열을 효과적으로 전달받기 위한 열전도 물질로 이루어지되, 상기 베이스판(110)과 마찬가지로 구리 등과 같은 비반응성 전도물질로 이루어지는 것이 바람직하다.
다만, 상기 구리 재질의 경우 종래의 방열부재로 이용되는 알루미늄(Al) 재질과 비교하여 열전도성은 보다 우수하나 내부의 열을 외부로 발산하는 열발산성은 다소 저조한 특성이 있다. 따라서, 상기 방열부(120)의 외부면에는 전도된 열을 보다 효과적으로 발산할 수 있도록 방열코팅제가 도포되는 것이 바람직하다.
상기 발포충진부재(130)는, 베이스판(110)과 방열부(120) 사이에 배치되어 베이스판(110)의 발열된 열을 방열부(120)로 전도함과 동시에 구리 재질로 형성된 베이스판(110)의 열을 발포 구조의 표면을 통해 공기중으로 발산하는 구성요소로서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 베이스판(110)의 상부면에 충진되되 상기 방열판(122)의 하부가 일정두께로 매립되도록 충진되어 상기 베이스판(110)의 발열된 열을 방열판(122)으로 전달하며, 경화되면서 소정의 기공(131 : 도 4 참조)이 형성되는 열전도 발포물질로 이루어져 기공(131)을 통해 열을 공기중으로 발산한다.
여기서, 상기 발포충진부재(130)를 베이스판(110)의 상부면에 배치시키기 위한 방법으로는, 상기 베이스판(110)의 상부면에 상기 발포충진부재(130)를 형성할 수있는 수지발포체 물질들을 혼합하여 부은 후, 고온조건에서 수지발포체 물질들을 경화시키는 방법이 있다. 이 경우, 액상의 수지발포체 물질이 베이스판(110)의 상부면에 일정두께로 충진될 수 있도록 베이스판(110)의 외측 둘레에는 일정 높이의 단턱이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 수지발포체 물질로는 우레탄, 에폭시, 경화제 등을 이용할 수 있으며, 상기 발포충진부재(130)가 열전도성을 갖도록 구리 분말가루가 일정량 혼합되는 것이 바람직하다. 도 4에 도시된 바와 같이 발포충진부재(130)의 상부면에는 경화되면서 다수 개의 기공(131)이 형성되어 표면적이 대폭 증대됨으로써, 열방출 효과를 극대화할 수 있게 된다.
더불어, 상기 발포충진부재(130)는 베이스판(110)의 상부면에 충진되면서 상기 방열판(122)의 하부를 일정두께로 매립함에 따라, 방열판(122)과의 접촉면적을 증대시켜 베이스판(110)으로부터 전도된 열을 보다 효과적으로 방열부(120)으로 전달할 수 있음은 물론, 베이스판(110)에 직립 배치된 방열판(122)의 하부를 베이스판(110)에 고정시킬 수 있는 효과를 구현할 수 있다.
상기 케이스부(140)는, 방열부(120)의 상부를 커버하는 구성요소로서, 방열기둥(121)의 상부에 배치되어 방열부(120)의 상부를 커버하며 일측에는 입력전원이 입력되는 전원공급부(141)가 배치된다. 여기서, 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명기구(100)가 벌브 형상의 LED 램프인 것을 예시하였으나 이에 국한되는 것은 아니며, 일반적인 LED 조명등기구의 외형을 가질 수도 있다. 따라서, 상기 전원공급부(141)는 도시된 바와 같이 램프 체결구에 회전삽입되는 접속구의 형태이외에 상용전원 등의 입력전원을 PCB(112)로 인가할 수 있도록 하는 전기적 접점수단이면 어떠한 형태로든 적용이 가능하다. 상기 케이스부(140)에는 PCB(112)의 하부에 장착되어 LED(111)에서 발광된 빛을 외부로 투과시키며 LED(111) 및 PCB(112) 등의 회로구성을 외부의 먼지 및 수분 등의 이물질로부터 보화는 투광판(150)이 구비될 수 있다.
또한, 상기 전원공급부(141)로 상용전원이 아닌 LED(111)를 발광구동시킬 수 있는 구동전원 형태로 변환된 전원이 입력될 경우, 상기 방열기둥(121)의 내부에 형성된 방열기둥 통기공(123)을 통해 전원공급부(141)와 PCB(112)를 직접 전기적으로 연결하는 신호라인이 배치될 수 있겠으나, 상용전원과 같이 직접 LED(111)를 발광시킬 수 없는 형태의 전원이 입력될 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 케이스부(140)의 내부에는 전원공급부(141)로부터 입력전원을 입력받아 LED(111)를 발광구동시키기 위한 구동전원의 형태로 변환하여 PCB(112)에 인가하는 LED구동회로부(142)가 배치될 수 있다. 상기 LED구동회로부(142)는 전원공급부(141)과 전기적으로 연결되는 신호라인을 이용하여 입력전원을 입력받으며, 상기 방열기둥 통기공(123)을 통해 연장되어 PCB(112)와 전기적으로 연결되는 신호라인을 이용하여 변환된 구동전원을 PCB(112)에 인가할 수 있다.
이때, 상기 LED구동회로부(142)에는 변환회로를 구성하기 위해 저항, 다이오드, 트랜지스터 등 다양한 전자부품 소자가 PCB 상에 회로구성되는데, 이러한 전자부품 소자는 감마선 등의 방사선에 노출될 경우, 생성되는 전자기 펄스(EMP) 및 발열에 의해 소자의 기능이 저하되거나 훼손되어 버리는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 LED구동회로부(142)는 구성된 전자부품 소자 및 PCB 등의 내부 회로구성이 소정의 방사선 차폐제에 의해 커버되도록 구비되는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로 설명하면, 도 6에 도시된 바와 같이 LED구동회로부(142)의 외부를 둘러싸는 형태로 배치되며 파라핀(Paraffin) 재질로 형성된 제1방사선차단부(143)와, 상기 제1방사선차단부(143)의 외부를 둘러싸는 형태로 배치되며 납(Pb) 재질로 형성된 제2방사선차단부(144)를 포함하여 구비되어, 상기 제1방사선차단부(143)와 제2방사선차단부(144)에 의해 상기 전자부품 소자 및 PCB 등의 내부 회로구성이 방사선으로부터 차폐되어 내부 회로구성이 전자기판 및 발열에 의해 훼손되는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 상기 파라핀 재질로 이루어진 제1방사선차단부(143)는 방사선으로부터 차폐시킴과 동시에 전도성 물질인 제2방사선차단부(144)의 납 성분과 상기 내부 회로구성을 전기적으로 이격시키는 기능을 제공한다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명기구(100)는, 방열부(120)의 내부를 거쳐 LED 조명기구(100)의 하부에서 상부를 관통하는 공기순환 통로(P)가 형성되어, 하부로부터 유입된 외부공기의 기류에 의해 방열기둥(121) 내부의 발열된 열을 상부로 배출함으로써 방열기둥(121)의 내부에서 발열되어 정체된 열을 효과적으로 배출하여 냉각시킬 수 있도록 구비될 수 있다.
이를 위해, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 투광판(150)에는 상기 PCB(112) 및 발포충진부재(130)를 상하 방향으로 관통하는 형상으로 형성되어 투광판(150) 하부의 외부 공기를 내부로 유입시키는 투광판통기관(151)이 형성되고, 상기 방열기둥(121)의 내부에는 상기 투광판통기관(151)과 연통되도록 상하 방향으로 관통된 방열기둥 통기공(123)이 형성되며, 상기 케이스부(140)에는 상기 방열기둥 통기공(123)과 연통되고 상단이 상기 케이스부(140)의 상부로 개구되어 유입된 공기를 케이스부(140)의 외부로 배출하는 케이스통기관(145)이 형성되되, 상기 투광판통기관(151), 방열기둥 통기공(123) 및 케이스통기관(145)은 상호 연통되면서 공기순환 통로(P)를 형성하여, 상기 투광판통기관(151)으로부터 유입된 외부공기의 기류에 의해 상기 방열기둥(121) 내부의 발열된 열을 상기 케이스통기관(145)을 통해 외부로 배출하도록 구비된다.
이때, 도면에서와 같이, 상기 투광판통기관(151)은 PCB(112) 및 발포충진부재(130)를 연속관통하여 발포충진부재(130)의 상부면으로 개구되므로, 상기 투광판통기관(151)에 의해 공기순환 통로(P)와 PCB(112) 및 PCB(112)에 실장된 LED(111)가 실장된 곳이 공간적으로 이격되므로, 상기 투광판통기관(151)으로부터 투광판(150)의 하부의 외부공기가 내부로 유입되면서 수분 및 먼지 등의 이물질이 내부로 유입되더라도 회로구성된 LED(111) 및 PCB(112)로 침투되는 것이 방지되어 PCB(112)의 오염으로부터 자유로우면서 방열의 극대화를 도모할 수 있다.
또한 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 투광판통기관(151), 방열기둥 통기공(123) 및 케이스통기관(145)은 상호 연통됨에 있어서 끊김없이 연속적으로 연결된 공기순환 통로(P)를 형성함으로써, 방열부(120)의 가열된 열에 의해 방열기둥(121)의 내부의 공기는 상승되어 케이스통기관(145)을 통해 외부로 배출된다.
이때, 상기 내부 공기의 상승되는 기류에 의해 투광판(150) 하부의 외부공기가 투광판통기관(151)을 통해 공기순환 통로(P)로 유입되며, 이로 인해 방열기둥(121)의 내부는 상대적으로 저온인 외부공기와 지속적으로 접촉하게 되면서 냉각되며, 결과적으로 PCB(112)의 발열된 온도는 급속도로 감소될 수 있는 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명기구(100)의 구성 및 기능에 의해, 기존의 알루미늄 등과 알카리 용액에 부식되어 수소분자를 발생시키고 구조적 안정성을 잃게 되는 열전달 물질을 대체하여 구리 등의 비반응성 열전달물질을 이용함으로써, 방사선 지역에서도 유해가스 및 폭발성 가스가 발생하거나 품질이 저하되는 일이 없이 안전하게 이용할 수 있음은 물론, 입력전원을 구동전원으로 변환하기 위한 LED구동회로부를 파라핀 또는 납 재질로 이루어진 제1방사선차단부(143) 및 제2방사선차단부(144)로 밀봉함으로써, 감마선에 의한 전자기파 및 발열으로부터 LED구동회로부에 포함된 회로부품 소자를 안전하게 보호할 수 있다.
또한, 구리의 경우 열전도율은 높으나 열발산성이 상대적으로 저조하여 냉각효율이 저하될 수 있으나, PCB(112)에서 발열된 열을 전달받아 공기중으로 발산하는 방열부(120)를 구리 재질로 형성함과 동시에 표면을 방열코팅제를 도포하며, 구리 재질로 형성된 베이스판(110)의 상부면에 충진되어 경화되면서 기공(131)이 형성되는 열전도 발포물질로 이루어진 발포충진부재(130)를 충진시킴으로써 발산성을 증대시켜 발열된 열을 보다 효율적으로 냉각시킬 수 있다.
더불어, 발포충진부재(130)에 형성된 기공(131)에 의해 공기와 접촉되는 표면적이 획기적으로 증대되어 발열된 열의 발산효율를 극대화할 수 있음은 물론, 발포충진부재(130)가 베이스판(110)의 상부면에 충진되되 방열판(122)의 하부가 일정두께로 매립되도록 충진되어 상기 베이스판(110)에서 발포충진부재(130)로 전달되는 열을 상기 방열판(122)으로 용이하게 전달할 수 있어 열냉각 효율이 증대됨은 물론, 상기 방열판(122)을 베이스판(110)에 고정시킬 수 있는 효과가 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
100...LED 조명기구 110...베이스판
111...LED 112...PCB
120...방열부 121...방열기둥
122...방열판 123...방열기둥 통기공
130...발포충진부재 131...기공
140...케이스부 145...케이스통기관
141...전원공급부 142...LED구동회로부
143...제1방사선차단부 144...제2방사선차단부
150...투광판 151...투광판통기관

Claims (4)

  1. 열전도 물질로 이루어지며, 하부면에는 LED(111)가 실장된 PCB(112)가 밀착되어 장착된 베이스판(110);
    상기 베이스판(110)의 상부 중앙에 직립되어 배치되는 방열기둥(121) 및, 상기 방열기둥(121)의 둘레를 따라 방사형으로 직립배치되되 상기 방열기둥(121)을 향하는 내측단은 상기 방열기둥(121)의 길이방향을 따라 밀착되어 체결되며 상기 베이스판(110)을 향하는 하단은 상기 베이스판(110)에 밀착되어 체결되는 복수 개의 방열판(122)을 포함하며, 열전도 물질로 형성되는 방열부(120);
    상기 베이스판(110)의 상부면에 충진되되 상기 방열부(120)의 하부가 일정두께로 매립되도록 충진되어 상기 베이스판(110)의 발열된 열을 상기 방열판(122)으로 전달하며, 경화되면서 소정의 기공이 형성되는 열전도 발포물질로 이루어져 상기 기공을 통해 열을 공기중으로 발산하는 발포충진부재(130); 및
    상기 방열기둥(121)의 상부에 배치되어 상기 방열부(120)의 상부를 커버하며, 일측에는 입력전원이 입력되는 전원공급부(141)가 배치된 케이스부(140);를 포함하는 LED 조명기구.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 케이스부(140)의 내부에는, 상기 전원공급부(141)로부터 입력전원을 입력받아 상기 LED(111)를 발광구동시키기 위한 구동전원의 형태로 변환하여 PCB(112)에 인가하는 LED구동회로부(142)가 배치되며,
    상기 LED구동회로부(142)는, LED구동회로부(142)의 외부를 둘러싸는 형태로 배치되며 파라핀(Paraffin) 재질로 형성된 제1방사선차단부(143)와, 상기 제1방사선차단부(143)의 외부를 둘러싸는 형태로 배치되어 납(Pb) 재질로 형성된 제2방사선차단부(144)를 포함하여 구비되며, 상기 제1방사선차단부(143)와 제2방사선차단부(144)에 의해 내부 회로구성이 방사선으로부터 차폐되는 것을 특징으로 하는 LED 조명기구.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 베이스판(110), 방열부(120) 및, 발포충진부재(130)는 구리(Cu) 재질로 이루어지거나 구리 성분을 포함하는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 LED 조명기구.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 PCB(112)의 하부에 장착되어 LED(111)에서 발광된 빛을 외부로 투과시키는 투광판(150)이 배치되되, 상기 투광판(150)에는 상기 PCB(112) 및 발포충진부재(130)를 상하 방향으로 관통하는 형상으로 형성되어 외부 공기를 내부로 유입시키는 투광판통기관(151)이 형성되고,
    상기 방열기둥(121)의 내부에는 상기 투광판통기관(151)과 연통되도록 상하 방향으로 관통된 방열기둥 통기공(123)이 형성되며,
    상기 케이스부(140)에는 상기 방열기둥 통기공(123)과 연통되며 상단이 상기 케이스부(140)의 상부로 개구되어 유입된 공기를 케이스부(140)의 외부로 배출하는 케이스통기관(145)이 형성되되,
    상기 투광판통기관(151), 방열기둥 통기공(123) 및 케이스통기관(145)은 상호 연통되면서 공기순환 통로(P)를 형성하여, 상기 투광판통기관(151)으로부터 유입된 외부공기의 기류에 의해 상기 방열기둥(121) 내부의 발열된 열을 상기 케이스통기관(145)을 통해 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는 LED 조명기구.
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