KR101448579B1 - Cooling device of led light apparatus using shape memory alloy - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a cooling device of an LED lamp. One or more LED light sources are formed on a front unit of a heat sink. The heat sink is received in an upper housing. A reflecting surface is formed in the inner side of the upper housing. The upper housing receives a storage container in which compressed cooling gas is stored. An operation tool is formed on a ceiling unit of the storage container. The operation tool comprises a body and a shape memory alloy spring which is wound around the body. One end of the shape memory alloy spring is fixated on the body and the other side is fixated on the storage container. One or more cooling gas inlets are formed on the lower side of the body. A cooling gas flow path is formed inside the body. One or more cooling gas outlets are formed on the upper side of the body. The height of the inlet is smaller than the length change of the shape memory alloy and is smaller than the thickness of the ceiling unit of the storage container.

Description

형상기억합금을 이용한 LED 조명기구의 냉각장치{COOLING DEVICE OF LED LIGHT APPARATUS USING SHAPE MEMORY ALLOY}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a cooling apparatus for a LED lighting apparatus using a shape memory alloy,

본 발명은, 형상기억합금을 이용한, LED 조명기구의 냉각장치에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 형상기억합금을 이용한, LED 비상조명등의 냉각장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling apparatus for an LED lighting apparatus using a shape memory alloy, and more particularly, to a cooling apparatus for an LED emergency lamp using a shape memory alloy.

요즘은 조도와 수명, 전력소모량 등의 이유로 거의 모든 조명등이 LED 램프로 교체되고 있고, 비상조명등도 LED조명등으로 교체되고 있는 실정이다. 하지만, LED는 온도가 올라가면 조도와 수명이 단축되는 문제가 있다. 특히, 비상조명등에서는 조도의 감소는 비상시에 심각한 영향을 주므로, LED 램프에 냉각가스 등을 분사하여 온도를 떨어뜨려 조도의 떨어짐을 방지할 필요가 있다. 그래서, 비상조명등에서 온도가 일정한 온도, 예를 들면 50℃가 넘을 때, 비상 조명등의 LED 램프를 냉각시키는 냉각기능을 갖춘 LED 비상조명등이 요구되고 있다.Nowadays, almost all lighting lamps are being replaced by LED lamps because of illumination, lifetime, power consumption, etc. Emergency lamps are also being replaced by LED lamps. However, there is a problem that the LED is shortened in illumination and lifespan when the temperature rises. Particularly, in the case of emergency lighting, the decrease of the illuminance seriously affects the emergency, so it is necessary to spray the cooling gas or the like to the LED lamp to prevent the drop of the illuminance by lowering the temperature. Therefore, there is a demand for an LED emergency light having a cooling function for cooling an LED lamp of an emergency lighting lamp when the temperature exceeds a certain temperature, for example, 50 ° C, in an emergency lighting lamp.

LED 램프와 같은 잘 알려진 조명장치의 냉각장치는 대부분 수동형 히트싱크를 이용한다. 수동형 히트싱크는 전형적으로 광원의 둘레 또는 아래에 배열되고 자연적인 대류현상이 이루어질 수 있도록 수동형 히트싱크에 다수의 냉각핀이 형성되어 있는 구조를 하고 있다. 또한 히트싱크와 소정간격으로 이격되어, 히트싱크로부터 방출되는 열을 외부로 신속하게 이전시키는 팬이 설치되어 있다. Cooling devices for well-known lighting devices such as LED lamps use mostly passive heat sinks. Passive heatsinks are typically arranged around or below a light source and have a plurality of cooling fins formed in a passive heatsink to allow for natural convection. Further, a fan is provided which is spaced apart from the heat sink by a predetermined distance and rapidly transfers heat radiated from the heat sink to the outside.

LED 비상조명등 출원번호 10-2009-0021245(2009년 3월 12일 출원)의 발명은 등 케이스의 전면에 설치되며 곡면을 이루는 방열판과 상기 방열판의 전면에 배치되는 다수의 LED와 상기 방열판의 후방에 설치되는 송풍팬을 포함하는 구조이다. 이 구조의 비상조명등은 화재시에는 주변의 온도가 높아지기 때문에 방열판에 의한 LED의 냉각효과를 기재하기 어렵고, 송풍팬을 돌려도 주변온도가 높기 때문에 LED램프의 온도를 떨어뜨리는데 한계가 있다.The invention of LED Emergency Lighting Application No. 10-2009-0021245 (filed on March 12, 2009) is provided with a heat radiating plate formed on the front surface of a back case, a curved surface, a plurality of LEDs arranged on the front surface of the heat radiating plate, And a blowing fan to be installed. It is difficult to describe the cooling effect of the LED by the heat sink because the ambient temperature of the emergency lighting lamp of this structure increases in the vicinity of the fire, and there is a limit to lower the temperature of the LED lamp because the ambient temperature is high.

본 발명의 목적은 LED 조명기구의 온도상승에 의한 조도 감소 및 수명 단축을 해소할 수 있는 LED 조명기구의 냉각장치를 제공하는데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a cooling apparatus for an LED lighting apparatus capable of reducing illuminance reduction and life span due to temperature rise of an LED lighting apparatus.

본 발명의 목적은 LED 비상조명등의 온도상승에 의한 조도의 감소 및 수명의 단축을 해소할 수 있는 LED 비상조명등의 냉각장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a cooling device for an LED emergency lighting lamp which can reduce the illuminance and shorten the lifetime of the LED emergency lighting lamp due to temperature rise.

본 발명의 원리는 LED 조명기구, 특히 LED 비상조명등에 있어서, LED 광원 자체 또는 LED 광원 주위의 온도가 일정한 온도이상이 되면, LED 광원 주변에 배치된 형상기억합금의 스프링이 수축되어 형상기억합금의 스프링이 냉각가스 흐름 경로를 개방하여 이 흐름경로를 통하여 냉각가스가 LED의 히트싱크(방열체) 및/또는 LED 광원 부근에 분사되어 LED 광원 자체 및/또는 LED 광원 주위를 냉각시킴으로써 LED 자체의 온도가 일정온도이상으로 상승하는 것을 방지하는 것이다.The principle of the present invention is that when the temperature of the LED light source itself or the ambient temperature of the LED light source is above a certain temperature in an LED lighting apparatus, particularly an LED emergency light, the spring of the shape memory alloy disposed around the LED light source is contracted, The spring opens the cooling gas flow path so that the cooling gas is injected in the vicinity of the heat sink of the LED and / or the LED light source to cool the LED light source itself and / or around the LED light source, Is prevented from rising above a certain temperature.

종래의 LED 조명기구, 특히 LED 비상조명등의 냉각장치는 방열판을 설치하는 등의 공랭식을 취하고 있으나, 화재 등의 환경에서는 주변 온도가 상당히 높기 때문에 공랭식은 거의 효과가 없다. 그래서 본 발명은 강제적으로 압축 냉각가스를 LED 히트싱크 및/또는 LED 광원 주위에 분사하는 구조를 채택하여 냉각효율이 높고 조도의 감소를 방지할 수 있는 장점을 갖는다. 압축 냉각가스를 분사하는 작동기구가 형상기억합금을 이용하여 별도의 전원이 필요하지 않기 때문에 화재 시에(LED 램프는 비상축전지에 의해 가동됨) 외부 전원이 없는 비상상황에서 간단하게 작동할 수 있는 아주 유용하고 실용적인 냉각장치를 제공한다. Conventional LED lighting fixtures, especially LED emergency lighting fixtures, are air-cooled, such as installing heat sinks. However, since the ambient temperature is extremely high in an environment such as a fire, air-cooling is almost ineffective. Therefore, the present invention adopts a structure in which compressed cooling gas is forcibly injected around the LED heat sink and / or the LED light source, thereby providing a high cooling efficiency and preventing the reduction of the illuminance. Since the actuating mechanism for injecting compressed cooling gas does not require a separate power supply using a shape memory alloy, it can be operated simply in case of an emergency (LED lamp is operated by emergency storage battery) It provides a very useful and practical cooling device.

또한 히트 싱크에 냉각 핀을 추가로 형성하고, 냉각가스의 흐름 경로를 히트 싱크 및/또는 LED 광원의 주위에 형성함으로써 냉각효율을 더 한층 향상시킬 수 있다.Further, the cooling efficiency can be further improved by further forming cooling fins in the heat sink and forming the flow path of the cooling gas around the heat sink and / or the LED light source.

도 1은 본 발명에 따른 LED 조명기구의 냉각장치의 단면도로서, LED 조명기구가 정상상태일 때의 냉각장치의 구성을 보여준다.
도 2는 본 발명에 따른 작동기구 몸체의 냉각가스 흐름 경로를 이루는 유입구 및 유출구를 보여주며, 또한 본 발명에 따른 냉각가스의 밀봉구조 중 하나인 링을 보여주는 도면이다.
도 3a는 본 발명에 따른, 형상기억합금 스프링이 팽창된 상태일 때의, 도3b는 형상기억합금 스프링이 수축된 상태일 때의, 작동기구의 유입구의 높이, 저장용기의 천장부의 두께 및 형상기억합금 스프링의 길이변화 사이의 상관관계를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 LED 조명기구의 냉각장치의 단면도로서, LED 조명기구가 비정상 상태(화재시)일 때의 냉각장치의 작동을 보여주는 도면이다.FIG. 1 is a cross-sectional view of a cooling apparatus of an LED lighting apparatus according to the present invention, showing a configuration of a cooling apparatus when the LED lighting apparatus is in a normal state.
Fig. 2 is a view showing an inlet and an outlet forming a cooling gas flow path of the operating mechanism body according to the present invention, and also showing a ring which is one of the sealing structures of the cooling gas according to the present invention.
Fig. 3A shows the height of the inlet port of the operating mechanism, the thickness and shape of the ceiling portion of the storage container when the shape memory alloy spring is in a contracted state, Fig. And the change in the length of the memory alloy spring.
4 is a cross-sectional view of a cooling apparatus of an LED lighting apparatus according to the present invention, showing operation of the cooling apparatus when the LED lighting apparatus is in an abnormal state (in case of fire).

이하에서는, 본 발명의 예시적인 실시형태들을 도면을 통해 보다 상세히 설명한다. 전체 도면에서, 서로 대응하는 부분에는 항상 동일한 도면부호가 부여된다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. In the entire drawings, the same reference numerals are always given to portions corresponding to each other.

본 발명에 따른 LED 조명기구의 냉각장치는 도 1에 보여진 바와 같이, 히트As shown in Fig. 1, the cooling apparatus of the LED lighting apparatus according to the present invention includes:

싱크(10), 히트 싱크(10)에 전면에 배치된 복수의 LED 광원(12), 히트 싱크(10)가 설치되는 하우징(14), 하우징(14)의 아래부분에 수용된 압축 냉각가스 저장용기(16) 및 압축 냉각가스 저장용기(16)에 설치되며 압축 냉각가스를 개폐시키는 작동기구(20)를 포함한다. A plurality of LED light sources 12 disposed on the front surface of the heat sink 10, a housing 14 in which the heat sink 10 is installed, a compression refrigerant gas storage container 14 housed in the lower portion of the housing 14, (16) and an operating mechanism (20) installed in the compressed cooling gas storage container (16) for opening and closing the compressed cooling gas.

여기서 하우징(14)은 내부면에 반사면(13)이 형성된 상부 하우징(14a) 및 상부 하우징(14a)에 연결되는 하부 하우징(14b)으로 구성되어 있다. 도 1에 보여진 바와 같이, 상부 하우징(14a)은 바람직하게는 원추형 형상을 이루며, 원추형 상부 하우징(14a)은 위로 갈수록 지름이 확대되는 구조를 취하고 있다. 도1에 보여진 바와 같이, 원추형 상부 하우징(14a)은 그의 상단에 인접하여 하우징의 둘레로 냉각가스 분출구(14d)가 다수 형성되어 있다. 상부 하우징(14a)은 그의 하단에 히트 싱크(10)가 형성되어 있으며, 히트 싱크(10)의 전면에는 복수의 LED 광원(12)이 배치되고, 그의 후면에는 냉각효율을 향상시키기 위하여 표면적으로 증가시키기 위한 복수의 냉각 핀(13)이 형성되어 있다. 상부 하우징(14a)은 LED 광원(12)에 인접한 부근에 냉각가스의 흐름이 관통하기 위한 흐름 구멍(14c)이 하나 또는 다수개가 형성되어 있다. 이 흐름 구멍(14c)은 냉각가스의 화재시에 냉각가스가 LED 광원(12) 자체 또는 그의 인접부근을 냉각시키는 냉각가스의 흐름을 위한 통로이다. The housing 14 includes an upper housing 14a having a reflection surface 13 formed on its inner surface and a lower housing 14b connected to the upper housing 14a. As shown in FIG. 1, the upper housing 14a preferably has a conical shape, and the conical upper housing 14a has a structure in which the diameter of the conical upper housing 14a increases. As shown in Fig. 1, the conical upper housing 14a has a plurality of cooling gas jet ports 14d formed adjacent to the upper end thereof around the housing. A plurality of LED light sources 12 are disposed on the front surface of the heat sink 10. On the rear surface of the upper housing 14a, A plurality of cooling fins 13 are formed. The upper housing 14a has one or more flow holes 14c through which a flow of the cooling gas passes near the LED light source 12. The flow hole 14c is a passage for the flow of the cooling gas in which the cooling gas cools the LED light source 12 itself or its vicinity when the cooling gas is fired.

하부 하우징(14b)에는 압축 냉각가스 저장용기(16)가 수용배치되어 있으며, 압축 냉각가스 저장용기(16)는 내부에 압축 냉각가스(18)가 충전되어 있다. 또한, 냉각가스 저장용기(16)의 천장부(16a)에는 압축 냉각가스의 개폐를 위한 작동기구(20)가 설치되며, 냉각가스 저장용기(16)의 바닥부(16b)에는 가스 충전구(16c)가 형성되어 있다. 압축 냉각가스는 시판되는 제품 중에서 적절한 압축냉각가스를 선정하여 사용할 수 있다. A compressed cooling gas storage container 16 is accommodated in the lower housing 14b and the compressed cooling gas storage container 16 is filled with compressed cooling gas 18 therein. The ceiling portion 16a of the cooling gas storage container 16 is provided with an operating mechanism 20 for opening and closing the compressed cooling gas and a bottom portion 16b of the cooling gas storage container 16 is provided with a gas filling port 16c Is formed. The compressed cooling gas can be selected from commercially available products by using a suitable compressed cooling gas.

이하, 작동기구(20)에 대하여 설명하면, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 냉각가스 저장용기(16)의 천장부(16a)에는 관통홀(16d)이 형성되어 있다. 작동 기구 몸체(20a)가 관통홀(16d)에 삽입되어 있다. 작동기구 몸체(20a)는 관통홀(16d)은 작동기구 몸체(20a)가 형상기억합금 스프링의 팽창수축에 의해 상하이동할 수 있을 정도의 크기를 갖는다. 작동기구(20)는 화재의 발생시에 주위의 온도를 감지하는 형상기억합금 스프링(20b)이 작동기구 몸체(20a)의 둘레에 감겨져 설치되어 있으며, 형상기억합금 스프링(20b)의 내경은 화재발생시 주위온도가 형상기억합금의 스프링의 변태온도에 도달하여 스프링이 수축할 때, 작동기구 몸체(18a)가 스프링과 접촉 마찰되지 않고 자유롭게 아래로 내려갈 수 있을 정도로, 작동장치 몸체(20a)의 직경보다 커야 한다. 형상기억합금 스프링(20b)의 상단(20b-1)은 작동기구 몸체(20a)의 상부에 예를 들면 구멍(20a-1)에 삽입되어 고정 설치된다(도 1 및 도 2 참조). 형상기억합금 스프링(20b)의 하단(20b-2)은 냉각가스 저장용기(16)의 바닥부(16a) 상면에 형성된 돌출부(16e)에 유동되지 않게 단단히 삽입 고정된다(도 1 및 도 2 참조). 도 1에서는 돌출부(16e)를 형성하여 형상기억합금 스프링(20b)의 하단(20b-2)을 고정하는 것으로 도시되어 있지만, 돌출부 대신에 저장용기(16)의 천장부(16a)의 위면에 홈 등을 형성하여 고정하거나 용접 등으로 고정하는 방식도 가능하다.Hereinafter, the operating mechanism 20 will be described. As shown in FIGS. 1 to 4, the ceiling portion 16a of the cooling gas storage container 16 is formed with a through hole 16d. The operating mechanism body 20a is inserted into the through hole 16d. The through hole 16d of the operating mechanism body 20a has such a size that the operating mechanism body 20a can move up and down by the expansion and contraction of the shape memory alloy spring. The shape memory alloy spring 20b, which detects the ambient temperature when a fire occurs, is wound around the operating mechanism body 20a. The inner diameter of the shape memory alloy spring 20b is set to a value The diameter of the actuator body 20a is set to be smaller than the diameter of the actuator body 20a so that the actuator body 18a can move down freely without contact friction with the spring when the ambient temperature reaches the transformation temperature of the spring of the shape memory alloy and the spring contracts It should be big. The upper end 20b-1 of the shape memory alloy spring 20b is inserted and fixed to the upper portion of the operating mechanism body 20a, for example, in the hole 20a-1 (see FIGS. 1 and 2). The lower end 20b-2 of the shape memory alloy spring 20b is firmly inserted and fixed so as not to flow into the protruding portion 16e formed on the upper surface of the bottom portion 16a of the cooling gas storage container 16 (see Figs. 1 and 2 ). 2 shows a state in which the lower end 20b-2 of the shape memory alloy spring 20b is fixed by forming the protruding portion 16e in Fig. 1. Instead of the protruding portion, grooves or the like may be formed on the upper surface of the ceiling portion 16a of the storage container 16 Or fixing them by welding or the like.

도 1 및 도 2에 보여진 바와 같이, 작동기구 몸체(20a) 내에는 압축 냉각가스가 통과하여 흐를 수 있는 복수개의 흐름구멍이 형성되어 있다. 도2에 보여진 바와 같이, 유입구(20a-2)는 작동기구 몸체(20a)의 측면 아랫부분 둘레에 복수개 형성될 수 있으며, 유출구(20a-3)는 작동기구 몸체(20a)의 정상부에 복수개 형성될 수 있다. 유입구와 유출구를 복수개 형성함으로써 냉각가스가 분출되는 효율이 증가되고 냉각가스의 분출이 균일하게 이루어질 수 있다. 냉각가스 흐름 구멍은 작동기구 몸체(20a)의 작동기구 몸체(20a)의 측면의 아래부분에 형성된 하나 또는 복수개의 유입구(20a-2)로부터 몸체의 내부를 거쳐서 몸체의 정상부에 형성된 하나 또는 복수개의 유출구(20a-3)를 통해 분출되도록 형성되어 있다. As shown in Figs. 1 and 2, a plurality of flow holes through which the compressed cooling gas can pass and flow are formed in the operating mechanism body 20a. 2, a plurality of inlet ports 20a-2 may be formed around the lower side portion of the operating mechanism body 20a and a plurality of outlet ports 20a-3 may be formed on the top of the operating mechanism body 20a . By forming a plurality of inlets and outlets, the efficiency with which the cooling gas is ejected is increased and the ejection of the cooling gas can be made uniform. The cooling gas flow holes are formed by one or a plurality of inlets (20a-2) formed in the top portion of the body through the inside of the body from one or a plurality of inlets (20a-2) formed in the lower portion of the side of the operating mechanism body (20a) And is jetted through the outlet 20a-3.

여기서 중요한 것은 도 3a 및 도 3b에 보여진 바와 같이, 유입구의 높이 h와 형상기억합금스프링의 길이변화(l0-l1), 저장용기의 천장부의 두께 d 사이의 관계를 보여준다. 여기서 l0은 LED 조명기구가 정상상태일 때, 즉 형상기억합금이 팽창된 상태일 때의 형상기억합금 스프링의 높이를 나타내며, l1은 LED 조명기구가 화재시 즉, 형상기억합금이 수축된 상태일 때의 형상기억합금스프링의 높이를 나타낸다. Importantly, as shown in Figs. 3A and 3B, the relationship between the height h of the inlet, the length change (10-l1) of the shape memory alloy spring, and the thickness d of the ceiling portion of the storage container is shown. Here, l0 represents the height of the shape memory alloy spring when the LED lighting fixture is in a steady state, that is, when the shape memory alloy is in an expanded state, and l1 represents a state in which the LED lighting fixture is in a state of fire And shows the height of the shape memory alloy spring at the time of.

여기서 유입구의 높이 h는, LED 조명기구가 정상상태일 때 유입구(20a-2)가 관통홀(16d)의 내부면에 의해서 닫힌 상태를 유지하도록, 냉각가스 저장용기(16)의 천장부(16a)의 두께 d보다 작아야 한다. Here, the height h of the inlet port is set so that the ceiling portion 16a of the cooling gas storage container 16 is kept closed by the inner surface of the through hole 16d when the LED lighting apparatus is in a normal state, Lt; / RTI >

h < l0-l1 ----- (1)h < 110 &gt; - (1)

또한, 유입구(20a-2)의 높이 h는 형상기억합금 스프링(20b)의 수축길이(l0-l1)보다 작아야 한다. 이 조건은 유입구(20a-2)가 형상기억합금 스프링의 수축시에 압축 냉각가스에 노출될 수 있는 조건이다. In addition, the height h of the inlet 20a-2 should be smaller than the contraction length 10-l1 of the shape memory alloy spring 20b. This condition is a condition in which the inlet 20a-2 can be exposed to the compressed cooling gas when the shape memory alloy spring is contracted.

h < d ----- (2) h < d ----- (2)

작동기구 몸체(20a)의 하단에는 작동기구 몸체(20a)의 횡단면적보다 큰 횡단면적을 갖는 하단부(20c)가 형성되어 있다. 하단부(20c)는 정상상태에서 하단부(20c)가 저장용기(16)의 천장부(16a)의 아래면과 기밀접촉하여 냉각가스가 외부로 누출되는 것을 막는다. 이 때, 바람직하다면 하단부(20c)의 위면에 홈부(20c-1)가 형성되고 저장용기(16)의 천장부(16a)의 아래면에 이에 대응하는 홈부(16a-1)가 형성되며, 또한 두 면사이의 기밀을 더 확실하게 할 수 있도록 링(20c-2)이 형성될 수 있다(도 2 참조).A lower end portion 20c having a transverse sectional area larger than the transverse sectional area of the operating mechanism body 20a is formed at the lower end of the operating mechanism body 20a. The lower end portion 20c hermetically contacts the lower surface of the ceiling portion 16a of the storage container 16 in the steady state to prevent the cooling gas from leaking to the outside. At this time, if desired, a groove portion 20c-1 is formed on the upper surface of the lower end portion 20c, a corresponding groove portion 16a-1 is formed on the lower surface of the ceiling portion 16a of the storage container 16, The ring 20c-2 can be formed so as to further ensure the airtightness between the surfaces (see Fig. 2).

이제, 형상기억 합금의 스프링에 대하여 설명하면, 형상기억합금이 주위온도를 감지하여 변태온도에서 팽창수축하는 성질을 이용하는 것이 본 발명의 핵심의 원리이다. 형상기억합금은 주위환경 변화, 예를 들면 온도를 감지하고 반응하는 재료이다. 형상기억합금 중 예를 들면, 니켈과 티타늄의 합금인 니타놀(nitinol)은 온도에 따라서 결정구조가 변하는 특이한 성질을 가지고 있다. 형상기억합금은 온도에 따라 변하는 두 개의 안정된 결정구조를 가지고 있다. 온도 변화가 하나의 결정구조를 다른 결정구조로 바꿀 수 있는 것이다. 이러한 변화가 일어나는 임계온도는 합금금속의 성분과 종류에 따라 달라진다. 니타놀은 Ni-Ti 비율을 조정하고 다른 원소를 첨가함으로써 변태온도가 -200℃에서 110℃까지 광범위한 온도 영역에서 형상기억효과를 나타낼 수 있다. 본 발명에서는 적절한 변태온도를 갖는 니타놀의 합금의 스프링을 선택하여 사용할 수 있다. 니타놀 합금의 스프링은 온도가 상승하여 예를 들면 50℃(변태온도)가 되면 변태되어 수축하게 되는 성질을 가지는 형상기억합금을 선택할 수 있으며, 본 발명은 변태온도에 도달하면 신속하게 변태되어 수축되는 형상기억합금의 성질을 이용한 것이다. 예를 들면, 50도가 되면 형상기억합금은 LED 조도저하 개시 온도로 판단하여 형상기억합금이 수축되어 냉각가스 유입구(20a-2)가 열림으로써, 냉각가스를 히트 싱크(10) 및 LED 광원(12) 부근으로 분출하도록 설계한 것이다. Now, the spring of the shape memory alloy will be described. The principle of the present invention is to use the shape memory alloy to sense the ambient temperature and to expand and contract at the transformation temperature. Shape memory alloys are materials that sense and react to ambient environmental changes, such as temperature. Among the shape memory alloys, for example, nitinol, which is an alloy of nickel and titanium, has an unusual property that its crystal structure changes with temperature. Shape memory alloys have two stable crystalline structures that vary with temperature. The temperature change can change one crystal structure into another crystal structure. The critical temperature at which these changes occur depends on the composition and type of alloy metal. By adjusting the Ni-Ti ratio and adding other elements, the natanol can exhibit the shape memory effect in a wide temperature range from the transformation temperature of -200 ° C to 110 ° C. In the present invention, a spring of an alloy of nitanol having an appropriate transformation temperature can be selected and used. The spring of the nitaol alloy can be selected as a shape memory alloy having a property of being transformed and shrunk when the temperature rises, for example, at 50 deg. C (transformation temperature). The present invention, when the transformation temperature is reached, And the shape memory alloy. For example, when the temperature of the shape memory alloy is 50 degrees, the shape memory alloy is judged to be the LED illuminance lowering start temperature and the shape memory alloy is contracted to open the cooling gas inlet 20a-2 to open the cooling gas to the heat sink 10 and the LED light source 12 ) In the vicinity of the nozzle.

이하, 본 발명에 따른 형상기억합금을 이용한 화재발생 알림 장치의 작동에 대하여 설명하면, LED 조명기구의 냉각장치는 정상 상태에서는 도1에 도시된 바와 같이, 주위 온도가 형상기억합금의 변태온도에 도달하지 않았으므로, 형상기억합금의 스프링(20b)은 팽창(연신)된 상태로 작동기구 몸체(20a)를 위 방향으로 밀어올리는 힘이 작용된다. 따라서 하단부(20c)도 위 방향으로 밀어올려지는 힘을 받게 되며, 압력가스가 충전되어 있으므로, 하단부(20c)는 가스에 의해 백업력을 부가적으로 받고 있는 상태이다. Hereinafter, the operation of the fire alarming device using the shape memory alloy according to the present invention will be described. In a normal state, the cooling device of the LED lighting device is designed such that the ambient temperature is lower than the transformation temperature of the shape memory alloy The spring 20b of the shape memory alloy is forced to push the actuator body 20a upward in the expanded state (stretched state). Therefore, the lower end portion 20c is also subjected to a force to be pushed upward, and the lower end portion 20c is additionally receiving a backup force by the gas because the pressure gas is filled.

도 4에 보여진 바와 같이, 화재가 발생하면, 외부의 뜨거운 열기가 작동기구 몸체(20a)에 둘러싸인 형상기억합금 스프링(20b)에 전달되고, 이에 따라서 형상기억합금이 변태되어 급격하게 수축되게 된다. 이 형상기억합금의 스프링의 수축력에 의해 하단부(20c)가 천장부(16a)로부터 분리되고, 이에 따라 가스 유입구(20a-2)가 개방되어, 저장용기에 저장되어 있던 냉각가스가 유출구(20a-3)를 통하여 히트싱크(10)에 그리고 LED 광원(12) 주변으로 분출되어 LED 광원(12)을 냉각시켜 조도의 감소를 방지할 수 있다. As shown in FIG. 4, when a fire occurs, the external hot air is transmitted to the shape memory alloy spring 20b surrounded by the actuator body 20a, and the shape memory alloy is transformed and sharply contracted accordingly. The lower end portion 20c is separated from the ceiling portion 16a by the shrinking force of the spring of the shape memory alloy so that the gas inlet 20a-2 is opened and the cooling gas stored in the storage container is discharged from the outlet 20a-3 To the heat sink 10 and around the LED light source 12 to cool down the LED light source 12, thereby preventing a reduction in illuminance.

위에서 제시된 실시형태는 예시에 불과하며, 본 발명의 사상에 기초하여 당업자는 다양한 변형을 할 수 있으며, 본 발명의 보호범위는 이 예시된 내용에 제한되는 것은 아니다.The embodiments presented above are merely illustrative, and those skilled in the art can make various modifications based on the concept of the present invention, and the scope of protection of the present invention is not limited to the illustrated contents.

Claims (6)

히트싱크;
상기 히트싱크에 전면에 형성된 복수개의 LED 광원;
상기 히트싱크를 수용하는 상부하우징 및 상부하우징으로 연장된 하부 하우징을 포함하는 하우징;
상기 하부 하우징에 수용되며, 내부에 압축 냉각가스를 함유하는 압축 냉각가스 저장용기으로서, 관통홀이 형성된 천장부를 포함하는 압축 냉각가스 저장용기;
상기 압축 냉각가스 저장용기의 관통홀에 삽입되어 상기 압축 냉각가스 저장용기의 냉각가스를 개폐하는 역할을 하는 작동기구로서, 작동기구의 몸체 및 상기 작동기구의 몸체에 설치된 형상기억합금 스프링, 및 상기 작동기구의 몸체의 하단에 일체로 결합되며, 작동기구의 몸체보다 확장된 면적을 갖는 하단부를 포함하며, 상기 형상기억합금 스프링의 일단은 작동기구의 몸체에 고정되고 상기 형상기억합금의 다른 일단은 냉각가스 저장용기에 고정된 작동기구; 및
정상상태에서, 상기 작동기구의 몸체에 연결된 하단부의 윗면의 확장된 면적과 상기 압축 냉각가스 저장용기의 천장부의 아래면이 서로 밀봉 결합되는 밀봉구조를 포함하며,
상기 작동기구의 몸체는 측면의 아래부분에 하나 또는 복수개의 냉각가스 유입구가 형성되며, 상기 작동기구의 몸체 내에는 유입구와 연결된 상향 관동 통로가 형성되며, 상기 작동기구의 위부분에는 하나 또는 복수개의 냉각가스 유출구가 형성되어 있으며,
상기 냉각가스 유입구의 높이 h는 상기 형상기억합금 스프링의 길이변화 l0-l1 보다 작으며, 상기 저장용기의 천장부의 두께 d보다 작은 것인 LED 조명기구의 냉각장치.Heat sink;
A plurality of LED light sources formed on the front surface of the heat sink;
A housing including an upper housing for receiving the heat sink and a lower housing extending to the upper housing;
A compressed cooling gas storage container accommodated in the lower housing and containing compressed cooling gas therein, the compressed cooling gas storage container including a ceiling portion having a through hole formed therein;
A shape memory alloy spring inserted into a through hole of the compression cooling gas storage container to open and close a cooling gas of the compression cooling gas storage container, the shape memory alloy spring being provided on the body of the operation mechanism and the body of the operation mechanism, Wherein one end of the shape memory alloy spring is fixed to the body of the actuating mechanism and the other end of the shape memory alloy is fixed to the body of the actuating mechanism, and the lower end of the shape memory alloy spring is integrally fixed to the lower end of the body of the actuating mechanism, An operating mechanism fixed to the cooling gas storage container; And
And a sealing structure in which, in a steady state, an expanded area of the upper surface of the lower end connected to the body of the operating mechanism and a lower surface of the ceiling portion of the compressed cooling gas storage container are sealed to each other,
Wherein one or a plurality of cooling gas inlets are formed in a lower portion of a side of the operating mechanism, and an upward conduit passage connected to the inlet is formed in the body of the operating mechanism, A cooling gas outlet is formed,
Wherein a height h of the cooling gas inlet is smaller than a length change l0-l1 of the shape memory alloy spring and smaller than a thickness d of a ceiling portion of the storage container. 제1 항에 있어서,
상기 압축 냉각가스 밀봉구조는 상기 하단부에 형성된 홈부 및 상기 홈부에 대응하는 상기 천장부의 아랫면에 형성된 홈부 및 상기 홈부들중 어느 하나에 형성된 링을 포함하는 것인 LED 조명기구의 냉각장치.The method according to claim 1,
Wherein the compressed cooling gas sealing structure includes a groove formed in the lower end portion, a groove formed in a lower surface of the ceiling portion corresponding to the groove portion, and a ring formed in any one of the groove portions. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 형상기억합금의 스프링은 45℃ 내지 80℃ 사이에서 상변환온도를 갖는 합금인 것인 LED 조명기구의 냉각장치.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the spring of the shape memory alloy is an alloy having a phase transformation temperature between 45 캜 and 80 캜. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 히트싱크는 후반부에 다수의 냉각핀이 형성된 것인 LED 조명기구의 냉각장치.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the heat sink is formed with a plurality of cooling fins at the rear half thereof. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 저장용기는 압축가스 주입구를 갖는 것인 LED 조명기구의 냉각장치.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the storage container has a compressed gas inlet. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 LED 조명등은 LED 비상조명등인 것인 LED 조명기구의 냉각장치.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the LED lighting lamp is an LED emergency lighting lamp.
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