KR101571804B1 - 벤츄리 작용을 이용한 강제 방열 기능을 갖는 엘이디 천정 매입등 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사무실이나 가정 또는 각종 매장 등의 천정에 설치되는 엘이디 천정 매입등에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 천정 매입등의 매입본체 상부에 별도의 방열유도판을 장착하고, 상기 방열유도판의 하측에 해당하는 매입본체에는 관통의 방열배기공을 형성하며, 상기 매입본체의 내측에 위치하는 엘이디 광원판에는 상기 방열배기공과 일치하는 위치의 관통공을 형성함으로써,
매입본체의 외면에 돌출 형성되어 있는 방열핀을 통해 기존과 같은 열전도 방식의 방열이 이루어지는 것은 물론 엘이디 광원판의 점등으로 인해 가열된 매입본체 내의 공기를 천정 내 공기의 흐름을 통해 강제로 배출시켜 가열 공기의 배출 및 외기의 유입에 의한 공기 순환식 방열이 동시에 이루어질 수 있도록 함에 따라 기존의 방열 대책에 비하여 우수하고 신속한 방열이 가능하므로 점등 시 발생하는 고온으로 인한 점등 효율의 저하 및 사용 수명 저하를 예방할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Description

벤츄리 작용을 이용한 강제 방열 기능을 갖는 엘이디 천정 매입등 {LED ceiling lights}

본 발명은 사무실이나 가정 또는 각종 매장 등의 천정에 설치되는 엘이디 천정 매입등에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 천정 매입등의 매입본체 상부에 별도의 방열유도판을 고정 형성하고, 상기 방열유도판의 하측에 해당하는 매입본체에는 관통의 방열배기공을 형성함에 따라, 천정 내부에서 발생하는 공기의 흐름을 이용하여 방열유도판에 의한 벤츄리 작용으로부터 방열배기공을 통해 매입등 내부의 열기가 강제 배출되도록 함에 따라 효율적인 방열 작용으로 인해 엘이디 매입등의 점등 효율 및 사용 수명이 연장되도록 한 엘이디 천정 매입등에 대한 것이다.

일반적으로 사무실이나 가정 또는 각종 매장 등의 천장에는 실내를 밝게 비추기 위한 천정 매입등이 설치되는 것인데, 상기와 같은 천정 매입등은 기존의 천정 직착등이나 천정 매다는 등에 비하여 천정면에 밀착 및 매입 설치되어 있으므로 실내 공간 전체를 사용할 수 있다는 점에서 유리한 면을 갖고 있는 것이고, 실내 공간을 침해하지 아니하므로 조명등에 의한 시야 간섭을 주지 않는 특징을 연출하게 된다.

이에 따라 상기와 같은 천정 매입등은 가정 내 국소 부분에 대한 조명 또는 매장 내 하이라이트 조명을 위해 설치되거나 반복적인 연속 배열 설치를 통해 실내 전체 공간에 대한 조명이 이루어지도록 하고 있는 것이다.

이러한 천정 매입등은 통상적으로 천정 내에 삽입 상태로 고정되는 매입본체와 상기 매입본체에 결합되어 실내로 노출되도록 한 커버체로 이루어지고, 상기 매입본체의 내부에는 광원이 결합되는 것으로 근자에 들어서는 점등 효율이 우수하고 사용수명이 뛰어난 엘이디 광원이 적용되고 있는 것이다. 또한, 상기와 같은 커버체의 내측 상부에는 반투명의 투광판이 안치되어 있어 상기 투광판에 의해 엘이디 광원판의 점등 빛이 무수히 난반사되도록 하여 고른 상태로의 점등이 이루어지도록 하는 것은 물론 상기 반투명의 투광판으로 인해 엘이디 광원판이 직접적으로 시야에 노출되는 것을 방지하고 있는 것이다.

특히, 상기와 같은 매입본체의 양측부에는 스프링 탄지구 등에 의한 고정수단이 결합되어 있어 매입본체를 실내측으로부터 천정 마감재의 설치공으로 밀어넣은 상태에서 상기의 고정수단을 통해 상기 매입본체가 천정 마감재에 탄력적으로 고정되도록 함에 따라 매입본체에 대한 간편한 고정 설치가 이루어질 수 있도록 한 것이며, 상기 매입본체를 인위적인 힘에 의해 강제로 잡아당겨 손쉽게 분리할 수 있도록 만들어져 있는 것이다.

그러나, 상기와 같은 엘이디 천정 매입등은 엘이디 광원판을 적용하게 되면서 엘이디 점등소자의 발열 특성으로 인해 점등시 고온으로 발열되는 문제점을 갖고 있는 것이고, 상기와 같은 엘이디 광원판의 발열로 인해 엘이디 점등소자의 수명이 저하되거나 점등 효율이 저하되는 현상이 발생하게 되므로 대부분의 엘이디 천정 매입등은 매입본체에 대하여 다양한 형태의 방열수단을 구비함에 따라 이를 통해 상기 엘이디 광원판의 열기가 빠르게 방출될 수 있도록 하고 있다.

예컨데, 상기와 같은 매입본체는 방열 효율이 우수한 알루미늄 등의 소재를 이용하여 제작하고, 매입본체의 측부 및 상부 외면에 대하여 반복 배열 형태로 돌출되는 방열핀을 형성함에 따라 방열면적의 증대를 통해 가열되는 매입본체의 열기를 빠르게 방출시킬 수 있도록 하고 있는 것이다.

이와 같은 방열 대책으로 인해 상기와 같은 엘이디 천정 매입등은 설계된 혹은 예측한 점등 효율 및 사용 수명을 유지할 수 있는 것이다.

그러나, 상기와 같은 매입본체 자체의 방열수단이 단순히 방열면적을 증대시키는 것에 지나지 않아 실질적인 방열 효과가 지극히 미약한 수준에 이르고 있는 것이고, 방열 효과에 비하여 엘이디 광원판에서의 열기가 더 높은 경우에는 여전히 고온의 발열으로 인해 엘이디 광원판의 점등 효율 및 사용 수명이 저하되는 문제점을 갖고 있는 것이 현실이다.

또한, 방열면적을 증대시키기 위해 형성한 방열핀으로 인해 오히려 천정 매입등의 전체 크기가 지나치게 커지게 되므로 일정한 규격을 요구하는 매입등의 치수에 부합되지 못하는 경우가 발생하게 되는 것이고, 천정 마감재로부터 천정 슬래브 저면까지의 간격이 충분하지 못한 경우에는 높이진 크기의 매입등을 적용하지 못하는 경우가 발생하게 될 것이므로 단순히 방열핀의 크기를 키운다는 것은 실질적이고 근본적인 방열 대책이 되지 못하는 것이므로, 천정 매입등에서 보다 실질적이고 효율적인 방열 대책이 절실하게 요구되고 있는 실정인 것이다.

본 발명은 전기한 바와 같은 문제점을 개선한 것으로서, 천정 매입등의 매입본체 상부에 별도의 방열유도판을 장착하고, 상기 방열유도판의 하측에 해당하는 매입본체에는 관통의 방열배기공을 형성하며, 상기 매입본체의 내측에 위치하는 엘이디 광원판에는 상기 방열배기공과 일치하는 위치의 관통공을 형성함으로써,

대류 현상 또는 외기의 유입으로 인해 천정 내부에서 발생하는 공기의 흐름이 발생하게 되면 상기와 같은 공기의 흐름은 방열유도판 및 매입본체의 사이에서의 급격한 유로 축소로 인해 압력 저하가 발생하게 되고 압력이 떨어지면서 매입본체 상부의 방열배기공을 통해 매입본체 내에 공기가 강제로 빠져나오는 벤츄리 작용이 실현되므로 매입본체 내 고온의 공기가 강제로 배출되는 공기 순환식 방열을 통해 더욱 효율적인 방열 대책이 수립될 수 있도록 한 벤츄리 작용을 이용한 강제 방열 기능을 갖는 엘이디 천정 매입등을 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 하부가 개방되고 외면에는 방열핀이 돌출 형성되며 양측에는 장착구가 형성된 매입본체와; 상기 매입본체의 하부에 결합되는 커버체와; 상기 매입본체의 내부에 고정되는 엘이디 광원판;으로 구성된 엘이디 천정 매입등에 있어서,

상기 매입본체의 상측에 별도의 방열유도판을 고정 형성하고, 상기 매입본체의 상측에는 방열유도판의 하측에 위치되게 한 방열배기공을 형성하며, 상기 엘이디 광원판에는 방열배기공과 대응하는 관통공을 형성하되, 상기 방열유도판은 매입본체의 상면으로부터 상향 이격되도록 고정 설치되고, 방열유도판의 끝단부에는 상향절곡부를 형성하여 이루어지는 것이다.

본 발명은, 매입본체의 외면에 돌출 형성되어 있는 방열핀을 통해 기존과 같은 열전도 방식의 방열이 이루어지는 것은 물론 엘이디 광원판의 점등으로 인해 가열된 매입본체 내의 공기를 천정 내 공기의 흐름을 통해 강제로 배출시켜 가열 공기의 배출 및 외기의 유입에 의한 공기 순환식 방열이 동시에 이루어질 수 있도록 함에 따라 기존의 방열 대책에 비하여 우수하고 신속한 방열이 가능하므로 점등 시 발생하는 고온으로 인한 점등 효율의 저하 및 사용 수명 저하를 예방할 수 있는 효과가 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 엘이디 매입등의 전체 사시도
도 2는 본 발명에 따른 엘이디 매입등의 분리 사시도
도 3은 본 발명에 따른 엘이디 매입등의 측면 전체도
도 4는 본 발명에 따른 엘이디 매입등의 측단면 전체도
도 5는 본 발명에 따른 엘이디 매입등의 장착 상태를 보인 단면도
도 6은 본 발명에 따른 엘이디 매입등의 요부 확대 단면도
도 7은 본 발명에 따른 엘이디 매입등의 요부에 대한 공기 흐름도
도 8은 본 발명에 따른 엘이디 매입등의 다른 실시예를 보인 전체 단면도

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 엘이디 매입등의 전체 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 엘이디 매입등의 분리 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 엘이디 매입등의 측면 전체도, 도 4는 본 발명에 따른 엘이디 매입등의 측단면 전체도이다.

도시와 같이 본 발명에 따른 엘이디 천정 매입등은 알루미늄과 같이 방열 효율이 우수한 소재로 만들어지는 매입본체(10)와, 상기 매입본체(10)의 하측 개방부에 체결되는 커버체(20)와, 상기 매입본체(10)의 내측에 실내를 향하여 결합 고정되는 엘이디 광원판(30)과, 상기 매입본체(10)의 상부에 상향 이격 형성되는 방열유도판(40)으로 구성되어 있는 것이다.

이때, 상기의 매입본체(10)는 하부가 개방된 형태의 내부공간을 갖고 있는 것으로서, 외면에는 방사상으로 돌출 형성되어 있는 방열핀(11)(11')이 구성되어 있는 것이고 양측부에는 금속 와이어를 절곡 형성하여 된 탄지 스프링 형태로 된 장착구(12)(12')가 결합 고정되어 있는 것이며, 상기와 같은 매입본체(10)의 상부에는 수직 관통의 방열배기공(13)(13')이 다수 형성되어 있는 것이다.

또한, 상기의 커버체(20)는 반투명의 합성수지를 이용하여 만들어지는 것으로 상기와 같은 커버체(20)의 선단 외측이 매입본체(10)의 내부공간으로 삽입됨에 따라 커버체(20)의 선단에 형성된 고정부(도면에서의 부호는 생략함)가 매입본체(10)의 내측 하단에 형성된 결합부(도면에서의 부호는 생략함)에 탄력적으로 계지 고정됨에 따라 매입본체(10)에 대한 커버체(20)의 결합이 이루어질 수 있게 된다.

또한, 상기와 같은 엘이디 광원판(30)은 통상적인 바와 같이 회로기판의 저면에 엘이디 발광소자가 연속 반복적으로 솔더링되어 이루어져 있는 것으로, 상기의 엘이디 광원판(30)과 매입본체(10)는 별도의 체결볼트 등에 의해 상호 간의 견고한 고정 상태를 유지하게 되는 것이고, 별도로 연결되는 컨버터에 의해 엘이디 광원판(30)의 점등이 이루어질 수 있게 될 것이며, 상기와 같은 엘이디 광원판(30)에는 역시 수직의 관통공(31)이 다수 형성되어 있는 것으로서 상기의 관통공(31)은 매입본체(10)에 형성되어 있는 방열배기공(13)(13')과 수직선상으로 일치하여 위치하게 되는 것이다.

또한, 상기의 방열유도판(40)은 역시 알루미늄과 같이 방열 효율이 우수하고 가벼운 소재를 이용하여 만들어지는 것으로 매입본체(10)의 평면 형상에 따라 원형 또는 사각 형상 등으로 제작될 것이고 이와 같은 방열유도판(40)의 끝단부는 상향절곡부(41)에 의해 구부러진 형태를 갖게 되는 것이다.

이에 따라 매입본체(10)의 내측에 엘이디 광원판(30)을 밀착하여 고정시키고, 매입본체(10)의 하측에는 커버체(20)를 체결 고정시키는 것이며, 상기 매입본체(10)의 선단으로 돌출 형성된 체결부(14) 상에 방열유도판(40)을 올려놓은 상태에서 별도의 고정볼트(50)가 방열유도판(40)을 관통하여 상기 체결부(14)에 나사 결합되게 하면 매입본체(10)에 대하여 방열유도판(40)이 고정된 상태의 엘이디 천정 매입등이 완성되는 것이다.

이때, 상기와 같은 매입본체(10)의 방열배기공(13)(13')은 방열유도판(40)의 넓이 범위 내에 위치하고 있어야 할 것으로 방열배기공(13)(13')이 방열유도판(40)의 넓이 범위 외측에 위치하고 있는 경우 천정 내부로부터 낙하되는 분진 및 이물질 등이 방열배기공(13)(13')으로 유입될 수 있을 것이므로 이를 방지하기 위해 방열유도판(40)의 넓이 범위 내에 방열배기공(13)(13')이 위치되어야 할 것이다.

또한, 상기와 같은 방열배기공(13)(13')이 방열배기공(13)(13')의 하측에 위치하고 있어야 천정 내부에서 발생하는 공기의 흐름을 이용한 벤츄리 작용이 실현될 수 있을 것으로 더욱 구체적으로는 상기의 방열배기공(13)(13')은 상향절곡부(41)를 제외한 방열유도판(40)의 직하부에 위치하고 있어야 하는 것이다.

이에 따라 상기와 같은 조립상태의 천정 매입등을 양측의 장착구(12)(12')를 이용하여 도 5의 도시와 같이 천정마감재에 고정 설치함에 따라 엘이디 광원판(30)의 점등 빛은 실내를 향하여 실내를 밝게 비추게 되는 것이고, 천정 내부에서의 공기 흐름이 발생하면 상기와 같은 공기의 흐름에 의해 매입본체(10) 및 방열유도판(40) 사이에서 발생하는 벤츄리 작용에 의해 방열배기공(13)(13')을 통해 매입본체(10) 내의 열기가 외부로 방출될 수 있는 것이다.

즉, 상기와 같은 엘이디 광원판(30)에 전원이 인가되어 점등 상태가 되면 엘이디 점등소자의 발열로 인해 매입본체(10) 내부의 공기가 가열되는 것은 물론 상기 엘이디 광원판(30) 자체로 가열되는 것이다.

이와 같은 열기는 1차적으로 매입본체(10)로 전도되면서 매입본체(10) 자체 및 방열핀(11)(11')으로의 열전도 및 방열이 일어나게 되는 것이고, 매입본체(10)의 체결부(14)를 통해 방열유도판(40)으로도 열전도가 일어나면서 방열유도판(40) 자체에서의 방열 효과가 연출되는 것이다.

이어, 도 6 및 도 7의 도시와 같이 천정 내부에서 공기의 흐름(실내에서의 대류현상 혹은 천정에 구비된 배기 휀이나 외기의 직접 유입 등)이 발생하게 되면 천정 내부를 따라 횡방향으로의 공기 이동이 발생하게 된다.

이와 같은 공기의 흐름 또는 이동은 매입본체(10)에 영향을 끼치면서 매입본체(10) 자체의 방열이 더욱 효과적으로 이루어질 수 있도록 하는 동시에 매입본체(10)의 상부와 방열유도판(40)의 하부 사이의 공간으로 유입되어 이동하면서 벤츄리 작용을 발생시키게 된다.

즉, 상기와 같은 방열유도판(40)은 끝단이 상측 방향으로 절곡된 형태의 상향절곡부(41)를 갖고 있으므로 이동하는 공기는 상향절곡부(41)에 이르러 상향절곡부(41)의 경사각을 따라 매입본체(10)와 방열유도판(40)의 사이로 유입되는 것이다.

이때 상기와 같이 매입본체(10)와 방열유도판(40)의 사이로 유입되는 공기는 본래의 천정 내 유속(유체의 이동속도)보다 빠른 유속을 갖게 되는 것으로 상향절곡부(41)로 인해 일부의 공기는 상향절곡부(41)와의 간섭으로 인한 공기 흐름의 방향이 변경되면서, 매입본체(10)와 상향절곡부(41)의 끝단 사이의 공간보다 좁은 상태인 매입본체(10)와 방열유도판(40)의 사이에는 상대적으로 빠른 유속으로 공기의 흐름이 발생하게 되는 것이다.

따라서, 이와 같이 매입본체(10)와 방열유도판(40)의 사이에서 공기의 흐름이 빨라지게 되면서 이들 매입본체(10)와 방열유도판(40)의 사이에는 상대적으로 저압 상태가 연출될 것이고, 압력변화로 인해 매입본체(10)의 방열배기공(13)(13')을 통해 매입본체(10) 내의 공기가 배출되는 벤츄리 작용이 실현될 수 있는 것이다.

이에, 천정 내부에서의 공기 흐름으로 인해 매입본체(10) 내부의 공기가 방열배기공(13)(13') 및 엘이디 광원판(30)의 관통공(31)을 통해 외부로 빠져나가게 되면서 전도열에 의한 1차적인 방열 작용과 함께 가열된 공기의 직접 배출을 통한 2차 방열 작용이 일어나게 되는 것이다. 여기서, 상기와 같이 외부로 배출된 매입본체(10) 내부의 공기는 매입본체(10)와 커버체(20)의 결합 틈새를 통해 외부로부터 다시 보충되면서 지속적인 공기의 순환이 일어나게 되는 것으로 가열된 내부 공기의 연속적인 배출을 통해 보다 강력하고 확실한 방열 작용이 이루어질 수 있는 것이다.

또한, 상기와 같은 공기 배출에 의한 방열 작용은 천정 내부에서의 공기 흐름에 대한 속도가 뛰어날수록 향상될 수 있는 것으로 실내 상,하부에서의 온도차에 의한 대류 현상에 의한 것보다는 송풍팬이나 외기가 천정 내부로 직접 유입되는 형태의 구조물에서 더욱 이상적인 작용 및 효과를 기대할 수 있을 것이다.

특히, 매입본체(10)의 내부 공기가 벤츄리 작용으로 인해 외부로 배출되면 배출되는 공기량만큼 새롭게 외부에서 공기의 유입이 이루어져야 하는 것으로 외기의 유입이 효율적으로 이루어지지 못하면 매입본체(10)의 내부 압력이 떨어지면서 벤츄리 작용이 발생하지 못할 것이므로 이를 방지하기 위해 도 8의 도시와 같이 커버체(20)의 측부에 추가로 공기유입공(21)을 형성함에 따라 공기유입공(21)을 통해 매입본체(10) 외부의 공기가 내부로 신속하게 유입될 수 있도록 한 것이다.

즉, 상기와 같은 매입본체(10)의 저면 개방부에 해당하는 하부에는 확장홈부(15)를 형성하고, 매입본체(10)의 하측으로부터 삽입 체결되는 커버체(20)의 측부에는 관통의 공기유입공(21)을 형성하되, 매입본체(10)의 내측으로 커버체(20)를 삽입하게 되면 커버체(20)의 공기유입공(21)은 상기의 확장홈부(15) 내에 위치할 수 있도록 한 것이다.

이에 따라 상기의 공기유입공(21)은 커버체(20)의 측면에 횡방향으로 관통 형성되어 있으므로 실내에서는 공기유입공(21)이 관측되지 않아 미관 및 외관을 해치지 않는 반면, 확장홈부(15) 및 공기유입공(21)을 통해 매입본체(10) 외부의 공기가 신속하게 매입본체(10)의 내측으로 유입될 수 있어 천정 내부에서 발생하는 공기의 흐름에 의한 벤츄리 작용을 통해 매입본체(10)의 가열된 내부공기가 더욱 빠르고 효율적으로 방열배기공(13)(13')을 통해 배출될 수 있는 것이고, 상기의 공기유입공(21)을 통해서는 배출된 내부공기의 량만큼 외기를 유입 및 충전시키게 되어 지속적이고 신속한 공기의 순환이 이루어지면서 더욱 뛰어난 방열 효율을 연출하게 되는 것이다.

이에 따라 본 발명은 천정 매입등에 있어 단순히 전도열을 이용한 방열 대책에 그치지 않고 전도열에 의한 1차 방열 및 가열된 공기의 강제 배출을 이용한 2차 방열이 동시에 이루어질 수 있도록 함에 따라 더욱 효율적인 방열 대책을 수립할 수 있게 되는 것이고, 이와 같은 방열 대책으로 인해 엘이디 광원판(30)의 점등 효율 저하 및 사용 수명 저하를 예방 및 지연시킬 수 있는 특징을 연출하게 된다.

이상과 같은 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

10 : 매입본체 11,11' : 방열핀
12,12' : 장착구 13,13' : 방열배기공
14 : 체결부 15 : 확장홈부
20 : 커버체 21 : 공기유입공
30 : 엘이디 광원판 31 : 관통공
40 : 방열유도판 41 : 상향절곡부
50 : 고정볼트

Claims (3)

1. 하부가 개방되고 외면에는 방열핀(11)(11')이 돌출 형성되며 양측에는 장착구(12)(12')가 형성된 매입본체(10)와; 상기 매입본체(10)의 하부에 결합되는 커버체(20)와; 상기 매입본체(10)의 내부에 고정되는 엘이디 광원판(30)과; 상기 매입본체(10)의 상측에 별도의 방열유도판(40)을 고정 형성하고, 상기 매입본체(10)의 상측에는 방열유도판(40)의 하측에 위치되게 한 방열배기공(13)(13')을 형성하며, 상기 엘이디 광원판(30)에는 방열배기공(13)(13')과 대응하는 관통공(31)을 형성하되,
   상기 방열유도판(40)은 매입본체(10)의 상면으로부터 상향 이격되도록 고정 설치되고, 방열유도판(40)의 끝단부에는 상향절곡부(41)를 형성하여 구성된 벤츄리 작용을 이용한 강제 방열 기능을 갖는 엘이디 천정 매입등에 있어서,
   상기 매입본체(10)의 하부에는 확장홈부(15)를 형성하고, 상기 매입본체(10)의 하측으로 체결되는 커버체(20)의 측면에는 공기유입공(21)을 관통 형성하되,
   매입본체(10)에 결합된 상태의 커버체(20)는 공기유입공(21)이 확장홈부(15) 내에 위치되게 하여 상기 확장홈부(15) 및 공기유입공(21)을 통해 외기가 매입본체(10) 내부로 유입될 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 벤츄리 작용을 이용한 강제 방열 기능을 갖는 엘이디 천정 매입등.
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