KR101577946B1 - 공냉식 엘이디 조명장치 - Google Patents

Abstract

공냉식 엘이디 조명장치가 개시된다. 본 발명의 공냉식 엘이디 조명장치는, MPS(Swithcing Mode Power Supply)가 마련되는 전원부; 전원부에서 공급되는 전원을 기초로 점등되는 광원에서 발생되는 열을 방열시키는 방열부; 및 일측부는 전원부에 결합되고, 타측부는 방열부에 결합되는 사이클론 공냉부를 포함하고, 사이클론 공냉부는 전원부와 방열부에서 발생되는 열을 내부로 유입되는 외기를 통해 방열시키되 외기는 사이클론 공냉부의 내부에서 회오리 형태로 회전되는 것을 특징으로 한다.

Description

공냉식 엘이디 조명장치{AIR-COOLING TYPE LED LIGHTING APPARATUS}

본 발명은, 공냉식 엘이디 조명장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 외기를 조명장치의 내부로 사이클론 형태로 유입시켜 발열체를 냉각할 수 있는 공냉식 엘이디 조명장치에 관한 것이다.

발광다이오드인 엘이디(LED, Light Emitting Diode)는 전기의 소모는 적으나 광량이 많지 않아 각종 계기판 등의 표시장치로 주로 사용되었다. 그러다가 최근에는 고출력 엘이디가 개발되어 조명용 램프로 사용되기에 이르렀다.

조명용 엘이디 램프는 할로겐이나 수은등과 같은 종래의 램프에 비하여 전력 소비가 획기적으로 적고, 수명이 긴 장점이 있다.

그러나 엘이디는 기본적으로 반도체이므로 열에 아주 취약하다. 엘이디를 조명용 램프로 사용하기 위해서는 충분한 조도를 얻어야 하는데, 이를 위하여 고출력의 엘이디가 사용되고 있다.

이와 같은 고출력 엘이디의 경우 발열에 많은 문제점이 있다. 예를 들어 엘이디 램프의 점등시 발열이 많으면 이 열은 엘이디 자체를 가열하고, 엘이디가 가열되면 수명이 급격히 짧아지는 문제가 있다.

엘이디는 엘이디 칩의 표면온도에 따라서 수명이 좌우된다. 엘이디 칩의 표면온도가 25℃ 이면 5만에서 10만 시간이나 100℃ 정도이면 3만 시간 정도로 떨어지고, 허용 최고온도(LED의 종류에 따라서 차이는 있다)에서는 200시간 내지 500시간으로 급격히 떨어진다. 통상적으로 사용되는 엘이디램프의 경우 표면온도를 섭씨 60도 이하, 바람직하게는 58도 이하로 제한하고 있다.

엘이디 조명등의 경우 엘이디 램프 하나하나의 조도는 그리 높지 않으므로, 다수개의 엘이디 램프를 다발로 집속하여 사용한다. 이와 같이 다수개의 엘이디 램프를 좁은 공간에 집속하여 사용할 경우 발열량이 많아 엘이디의 온도가 급격히 상승되는 문제가 있다. 따라서 엘이디 조명등에서는 램프의 냉각이 아주 중요하다.

종래의 조명용 고출력 엘이디 조명등의 경우 냉각수단으로 공기에 의하여 열을 주변으로 분산시키는 공냉식인데, 열을 효과적으로 방열시키기 위하여 아주 다양한 형태의 냉각핀("방열핀"이라고도 함)을 구비한 엘이디 조명등이 개발되어 특허출원이 되고 있다.

그러나 공냉식 엘이디 조명등의 경우, 충분한 방열이 일어나게 하려면 냉각핀이 아주 크거나 다수의 방열핀을 가져야 하므로, 부피가 커지고, 제작이 난해하며 그에 따라 제작비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

또한 종래의 선행기술은 SMPS(Switching Mode Power Supply)나 엘이디 램프에서 발생되는 열을 좀 더 효율적으로 방열하기 위해 조명등의 내부에 냉각팬을 마련하여 외부의 공기를 강제로 유입시키고 있다.

하지만 이 경우 냉각팬을 별도로 설치해야 하므로 비용이 늘어나고, 조명등의 부피도 더 증가되는 단점이 있다.

전술한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래 기술을 의미하는 것은 아니다.

한국특허등록공보 제10-1239836호(주식회사 다모텍) 2013. 02. 27

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 발열체에서 발생되는 열을 효율적으로 방열함과 아울러 제작이 간단하며 가격면에서도 경쟁력이 있는 공냉식 엘이디 조명장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, SMPS가 마련되는 전원부; 상기 전원부에서 공급되는 전원을 기초로 점등되는 광원에서 발생되는 열을 방열시키는 방열부; 및 일측부는 상기 전원부에 결합되고, 타측부는 상기 방열부에 결합되는 사이클론 공냉부를 포함하고, 상기 사이클론 공냉부는 상기 전원부와 상기 방열부에서 발생되는 열을 내부로 유입되는 외기를 통해 방열시키되 상기 외기는 상기 사이클론 공냉부의 내부에서 회오리 형태로 회전되는 것을 특징으로 하는 공냉식 엘이디 조명장치가 제공될 수 있다.

상기 사이클론 공냉부는, 외기를 내부로 유입시키는 복수의 공냉 슬릿이 마련된 공냉 바디; 및 상기 복수의 공냉 슬릿이 마련된 영역의 상기 공냉 바디에 마련되어 상기 복수의 공냉 슬릿을 통해 유입되는 외기를 회전시켜 회오리를 발생시키는 사이클론 날개부재를 포함할 수 있다.

상기 복수의 공냉 슬릿은 다수의 공냉 슬릿이 세트를 이루되 각각의 상기 세트는 일정 거리로 이격 마련될 수 있다.

상기 복수의 공냉 슬릿은 상기 공냉 바디의 높이 방향으로 길게 마련될 수 있다.

상기 사이클론 날개부재는 상기 다수의 공냉 슬릿 각각에 마련되며 상기 공냉 바디의 내주면 방향으로 경사지게 마련될 수 있다.

상기 사이클론 날개부재는 굴곡질 수 있다.

상기 공냉 바디의 상단부에는 상부 플랜지가 마련되고, 그 하단부에는 하부 플랜지가 마련되어 상기 상부 플랜지 및 상기 하부 플랜지를 통해 상기 공냉 바디는 상기 전원부 및 상기 방열부에 분리 가능하게 볼트 결합 될 수 있다.

상기 상부 플랜지는 상기 공냉 바디의 내측으로 돌출 마련되고, 상기 하부 플랜지는 상기 공냉 바디의 외측으로 돌출 마련될 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 전원부와 방열부 사이에 사이클론 공냉부를 마련하여 전원부와 방열부에서 발생되는 열을 내부로 유입되는 외기를 통해 방열시키되 이 외기를 사이클론 공냉부의 내부에서 회오리 형태로 회전시켜 방열 효율을 향상시킬 수 있다.

또한 냉각팬과 같은 별도의 부재를 마련할 필요가 없으므로 제작이 간단하며 가격면에서도 경쟁력을 갖출 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공냉식 엘이디 조명장치를 개략적으로 도시한 측면 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전원부와 사이클론 공냉부를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 사이클론 공냉부의 저면 사시도이다.
도 4는 본 실시 예의 사용 상태도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공냉식 엘이디 조명장치를 개략적으로 도시한 측면 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 전원부와 사이클론 공냉부를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 사이클론 공냉부의 저면 사시도이고, 도 4는 본 실시 예의 사용 상태도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 공냉식 엘이디 조명장치(1)는, SMPS(111, Swithcing Mode Power Supply)가 마련되는 전원부(100)와, 전원부(100)에서 공급되는 전원을 기초로 점등되는 광원에서 발생되는 열을 방열시키는 방열부(200)와, 일측부는 전원부(100)에 결합되고 타측부는 방열부(200)에 결합되는 사이클론 공냉부(300)와, 방열부(200)에 결합되며 엘이디 램프가 마련되는 광원부(400)를 구비한다.

전원부(100)는, 광원부(400)로 공급되는 전원을 광원에 필요한 전원으로 변환함과 아울러 전원의 변환 과정에서 발생되는 열을 방열시키는 역할을 한다.

본 실시 예에서 전원부(100)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 몸체를 이루는 바디(110)와, 바디(110)의 외벽에 복수로 마련되는 방열핀(120)과, 바디(110)의 상측부에 마련되는 케이블 커넥터(130)와, 바디(110)의 상측부에 마련되는 체결 고리(140)를 포함한다.

전원부(100)의 바디(110)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상측부가 둥근 콘 형상으로 마련될 수 있고, 바디(110)의 내부에는, 도 1에 도시된 바와 같이, SMPS(111)가 마련될 수 있다. SMPS(111)는 예를 들어 220볼트의 상용 교류 전원을 직류로 정류하고, 정류된 직류 전압을 광원부(400)에서 필요로 하는 직류 동작전압으로 변환하는 역할을 한다.

본 실시 예에서 바디(110)의 외벽에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 체결 가이드홈(112)이 마련될 수 있고, 각각의 체결 가이드홈(112)은 일정 거리를 두고 서로 이격 배치될 수 있다.

또한 본 실시 예에서 체결 가이드홈(112)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 바디(110)의 대부분의 높이로 마련될 수 있다. 따라서 본 실시 예는 체결 가이드홈(112)을 통해 나사나 볼트 등을 편리하게 체결할 수 있는 이점이 있다.

전원부(100)의 방열핀(120)은, SMPS(111)에서 발생되는 열을 바디(110)의 외부로 방열시키는 역할을 하며, 본 실시 예에서 방열핀(120)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 바디(110)의 전 높이 및 외벽 전체에 걸쳐 마련될 수 있고, 납작한 플레이트 형상을 가질 수 있다.

전원부(100)의 케이블 커넥터(130)는, 바디(110)의 상측부에 마련된 고정체에 분리 가능하게 나사 결합 될 수 있고, 체결 고리(140)는 바디(110)를 건물의 천장이나 설치 장소에 설치 시 중간 연결체의 역할을 할 수 있다.

방열부(200)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 사이클론 공냉부(300)의 하측부에 분리 가능하게 나사 결합되며, 광원부(400)에서 발생되는 열을 사이클론 공냉부(300)로 공급하여 광원부(400)를 냉각시키는 역할을 한다.

본 실시 예에서 방열부(200)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 공냉 바디(310)의 하단부에 분리 가능하게 나사 결합 될 수 있고, 열전도성이 우수한 재질 예를 들어 구리, 알루미늄 등의 재질로 제작될 수 있다. 방열부(200)를 알루미늄 재질로 제작할 경우 방열부(200)가 가볍고 가공성이 뛰어나 판이나 압출 형태로 여러 가지 형상을 만들 수 있고, 표면처리가 가능한 장점이 있다.

사이클론 공냉부(300)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 전원부(100)와 방열부(200) 사이에 배치되어 전원부(100)와 방열부(200)에서 발생되는 열을 외기에 의해 냉각시키는 역할을 한다.

또한 본 실시 예에서 사이클론 공냉부(300)는 구조적 특징에 의해 냉각팬을 사용하지 않고도 효율적으로 전원부(100)와 방열부(200)를 냉각할 수 있다.

즉 본 실시 예에서 사이클론 공냉부(300)는 전원부(100)와 방열부(200)의 사이에 배치되어 전원부(100)와 방열부(200) 사이에 공간을 마련하므로 전원부(100)와 방열부(200)에서 발생되는 열이 충분히 사이클론 공냉부(300)로 전달될 수 있고, 전달 경로에 있어서도 간섭이 없으므로 열전달이 용이하다.

또한 본 실시 예에서 사이클론 공냉부(300)의 내부로 유입되는 외부의 공기(외기)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 회오리 형태로 유입되므로 전원부(100)와 방열부(200)에서 방출되는 열을 더 효율적으로 방출시킬 수 있어 냉각 효율을 높일 수 있다.

이제 사이클론 공냉부(300)에 대해 상세히 설명하면, 본 실시 예에서 사이클론 공냉부(300)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 전원부(100)와 방열부(200)의 사이에 배치되며 복수의 공냉 슬릿(311)이 마련된 공냉 바디(310)와, 공냉 바디(310)의 상단부에 마련되는 상부 플랜지(320)와, 공냉 바디(310)의 하단부에 마련되는 하부 플랜지(330)와, 복수의 공냉 슬릿(311)이 마련된 영역의 공냉 바디(310)에 마련되어 외기를 회오리 형태로 유입시키는 사이클론 날개부재(340)를 포함한다.

사이클론 공냉부(300)의 공냉 바디(310)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 플레이트를 벽체로 하되 원형 형상을 가지도록 마련될 수 있고, 외기를 공냉 바디(310)의 내부로 유입 및 배출시키는 복수의 공냉 슬릿(311)이 마련된다.

본 실시 예에서 복수의 공냉 슬릿(311)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 공냉 슬릿(311)이 세트를 이루되 각각의 세트는 일정 거리로 이격 마련될 수 있다. 그리고 각각의 공냉 슬릿(311)은 외기의 유입 및 가열된 열의 배출 통로로 제공될 수 있다.

또한 본 실시 예에서 복수의 공냉 슬릿(311)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 공냉 바디(310)의 높이 방향 대부분에 걸쳐 긴 슬릿 형태로 마련될 수 있다. 따라서 외기의 유입 및 가열된 내부 공기의 배출은 더 효율적으로 이루어질 수 있다.

사이클론 공냉부(300)의 상부 플랜지(320)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 공냉 바디(310)의 내측 방향으로 돌출 마련될 수 있고, 하부 플랜지(330)는 상부 플랜지(320)와 반대 방향 즉 공냉 바디(310)의 외측 방향으로 돌출 마련될 수 있다. 따라서 본 실시 예는 상부 플랜지(320)와 하부 플랜지(330)를 이용하여 공냉 바디(310)를 전원부(100)와 방열부(200)에 편리하게 결합 예를 들어 볼트 결합할 수 있다.

사이클론 공냉부(300)의 사이클론 날개부재(340)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 공냉 슬릿(311)이 마련된 공냉 바디(310)의 내측벽에 내주면 방향으로 경사지게 마련될 수 있고, 전체적인 형상이 굴곡질 수 있다.

따라서 공냉 바디(310)의 내부로 유입되는 외기는, 도 4에 도시된 바와 같이, 사이클론 날개부재(340)에 의해 회오리 형태로 유입될 수 있다. 그 결과 공냉 바디(310)로 전달되는 뜨거운 공기는 공냉 바디(310)의 내부에서 외기와 회오리 형태로 섞여서 외부로 배출되므로 방열 효율을 향상시킬 수 있다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 실시 예는 전원부와 방열부 사이에 사이클론 공냉부를 마련하여 전원부와 방열부에서 발생되는 열을 내부로 유입되는 외기를 통해 방열시키되 이 외기를 사이클론 공냉부의 내부에서 회오리 형태로 회전시켜 방열 효율을 향상시킬 수 있다.

또한 냉각팬과 같은 별도의 부재를 마련할 필요가 없으므로 제작이 간단하며 가격면에서도 경쟁력을 갖출 수 있다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

1 : 공냉식 엘이디 조명장치
100 : 전원부 110 : 바디
111 : SMPS 112 : 체결 가이드홈
120 : 방열핀 130 : 케이블 커넥터
140 : 체결 고리 200 : 방열부
300 : 사이클론 공냉부 310 : 공냉 바디
311 : 공냉 슬릿 320 : 상부 플랜지
330 : 하부 플랜지 340 : 사이클론 날개부재
400 : 광원부

Claims (8)

1. SMPS(Swithcing Mode Power Supply)가 마련되는 전원부;
   상기 전원부에서 공급되는 전원을 기초로 점등되는 광원에서 발생되는 열을 방열시키는 방열부;
   상기 방열부의 저면에 결합되는 엘이드 램프로 구성되는 광원부; 및
   공냉 바디의 상단은 상기 전원부의 하부에 결합되고, 상기 공냉 바디의 하단은 상기 방열부의 상부에 결합되며, 상기 공냉 바디는 상단과 하단은 동일한 직경을 가지는 원통형으로 구성된 사이클론 공냉부를 포함하며,
   상기 공냉 바디는,
   외기를 내부로 유입 및 내기를 외부로 배출시키는 복수의 공냉 슬릿이 외주면을 따라 다수의 세트로 이격 형성되고,
   상기 공냉 슬릿은 상기 공냉 바디의 높이 방향 대부분에 걸쳐 긴 슬릿 형태로 마련되며, 상기 각각의 공냉 슬릿에는 상기 공냉 바디의 표면로부터 일부 절개된 후 상기 공냉 바디의 내부를 향해 구부러지는 사이클론 날개부재가 각각 구비되되, 상기 사이클론 날개부재는 상기 공냉 바디의 내주면을 향하여 동일한 기울기의 굴곡진 상태로 구성되어 외기가 상기 사이클론 날개부재의 유도를 받아 공냉 바디의 내부로 진입된 다음 그 내부에서 회오리 형태로 와류현상을 일으키도록 구성되고,
   상기 공냉 바디의 상단은 내측으로 수평하게 구부러져 상부 플랜지로 구성되며, 상기 전원부의 하부에 분리 가능하게 볼트로 결합되고,
   상기 공냉 바디의 하단은 외측으로 수평하게 구부러져 하부 플랜지로 구성되며, 상기 방열부 상부에 분리 가능하게 볼트로 결합되고,
   상기 전원부의 하부 외주면에는 결합되는 상기 볼트의 안착을 위하여 내부로 함몰된 다수의 체결 가이드홈이 구비된 것을 특징으로 하는 공냉식 엘이디 조명장치.
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