KR101670681B1 - 간접 조사 엘이디 가로등 - Google Patents

Abstract

직진성을 보완하고, 방열효율이 향상되도록 한 본 발명에 따른 간접 조사 엘이디 가로등은 적어도 일부의 표면이 카본나노튜브를 포함하는 코팅층으로 코팅되는 히트싱크, 광이 투과되는 투과창이 형성되어 상기 히트싱크에 탈착되는 커버, 상기 히트싱크와 상기 커버의 사이에 배치되고 상기 히트싱크의 일면을 향해 광을 방출하는 엘이디 및 상기 광이 상기 투과창의 외부로 간접 조사되도록 상기 히트싱크의 일면을 향하는 상기 광을 반사시키는 반사부를 포함하므로, 엘이디의 직진성을 보완하고 목표 영역에 조도가 확보되도록 할 수 있으며 방열효율이 향상되는 효과가 있다.

Description

간접 조사 엘이디 가로등{LED street light emitted indirectly}

본 발명은 간접 조사 엘이디 가로등에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 어두운 곳이나 야간에 사람이나 차량이 도로를 안전하고 편리하게 이용할 수 있도록 도로에 설치되는 간접 조사 엘이디 가로등에 관한 것이다.

가로등은 사람 또는 차량이 어두운 곳이나, 야간에 안전하고 편리하게 도로를 이용할 수 있도록 하기 위하여 도로에 설치된다.

종래에는 가로등의 광원으로서 할로겐 램프, 수은 램프 및 메탈할라이드 램프 소자 등을 사용되어 왔다. 하지만, 상기 광원들은 수명이 짧고, 소비 전력 대비 조명 효율이 낮고, 폐치 처리시 발생되는 환경이 오염되는 문제점 들을 가지고 있었다. 따라서 최근에는 저전력, 고효율의 광원으로 각광받고 있는 엘이디(LED:Light Emitting Diode)를 가로등의 광원으로 교체되고 있는 실정이다.

하지만 엘이디는 종래의 광원들에 비해 광의 직진성이 우수하고, 방열이 제대로 이루어지지 않으면 그 수명이 짧아지는 단점을 가지고 있다. 따라서 가로등의 광원으로 엘이디를 사용하는 경우에는 가로등의 설치 위치, 사용 목적 등에 따라 광의 배향각도를 조절하고, 방열효율을 향상시키는 기술이 필요하다.

대한민국 공개특허 제2011-0135483호 (2011. 12. 19. 공개)

본 발명의 목적은 엘이디의 직진성을 보완하고, 방열효율이 향상되도록 한 간접 조사 엘이디 가로등을 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 간접 조사 엘이디 가로등은 적어도 일부의 표면이 카본나노튜브를 포함하는 코팅층으로 코팅되는 히트싱크, 광이 투과되는 투과창이 형성되어 상기 히트싱크에 탈착되는 커버, 상기 히트싱크와 상기 커버의 사이에 배치되고 상기 히트싱크의 일면을 향해 광을 방출하는 엘이디 및 상기 광이 상기 투과창의 외부로 간접 조사되도록 상기 히트싱크의 일면을 향하는 상기 광을 반사시키는 반사부를 포함할 수 있다.

상기 엘이디는 그래핀에 의해 금속 기판에 접착되고 상기 금속 기판은 상기 반사부에 부착될 수 있다.

상기 반사부는 상기 엘이디로부터 방출되는 상기 광이 상기 히트싱크의 일면을 향해 입사되도록 상기 히트싱크의 일면으로부터 소정 각도로 경사지게 배치되어 상기 엘이디를 지지하는 지지판 및 상기 엘이디로부터 방출되는 상기 광이 상기 투명창을 향하도록 상기 지지판에 대하여 소정 각도록 경사지는 반사판을 포함할 수 있다.

상기 반사부는 상기 지지판으로부터 연장되고 상기 히트싱크의 내측벽에 밀착되어 상기 엘이디로부터 발생되는 열이 상기 지지판을 통행 상기 히트싱크로 전도되도록 하는 제 1열전도판을 더 포함할 수 있다.

상기 반사부는 상기 반사판의 내측면으로부터 연장되어 상기 히트싱크의 일면에 밀착되어 반사판으로 전도되는 열을 상기 히트싱크로 전달하는 제 2열전도판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 간접 조사 엘이디 가로등.

본 발명에 따른 간접 조사 엘이디 가로등은 엘이디로부터 방출되는 광을 반사시켜 간접 조사되도록 하여 엘이디의 직진성을 보완하고 목표 영역에 조도가 확보되도록 할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 간접 조사 엘이디 가로등은 엘디이로부터 방출되는 광을 그래핀에 의해 금속 기판으로 전도시키고, 히트싱크에 카본나노튜브를 포함하는 코팅층이 형성되어 방열효율이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 간접 조사 엘이디 가로등을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 간접 조사 엘이디 가로등의 반사부를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 간접 조사 엘이디 가로등의 반사부를 나타낸 저면사시도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 간접 조사 엘이디 가로등의 일부를 도 1에 표기된 Ⅰ-Ⅰ'선을 기준으로 절단하여 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 간접 조사 엘이디 가로등의 시뮬레이션 결과를 나타낸 배광곡선이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 본 발명에 따른 간접 조사 엘이디 가로등에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

도 1은 본 실시예에 따른 간접 조사 엘이디 가로등을 나타낸 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 간접 조사 엘이디 가로등(100)은 엘이디(10), 금속 기판(11), 히트싱크(110), 커버(130), 투과창(131) 및 반사부(150)를 포함할 수 있다.

엘이디(10)는 금속 기판(11)의 일면에 부착될 수 있다. 이때, 엘이디(10)로부터 방출되는 열을 효율적으로 금속 기판(11)으로 전도시키기 위해, 엘이디(10)는 그래핀(graphene)을 매개체로 하여 금속 기판(11)의 일면에 부착될 수 있다. 그래핀은 탄소 원자가 벌집 모양으로 연결 된 얇은 막 구조 형태이다. 그래핀은 두께가 0.35 nm에 불과할 정도로 얇지만 구리보다 100배 높은 전기 전도성과 다이아몬드보다 2배 높은 열 전도도를 갖고 있으며 강철보다 강한 것으로 알려져 있다. 그래핀은 물리적, 화학적 안정성이 뛰어나고 구부리거나 늘려도 물리적 특성을 잃지 않기 때문에, 엘이디(10)와 금속 기판(11)의 사이에 배치되어 엘이디(10)로부터 발생되는 열을 전도시키기 위한 방열소재로써 사용될 수 있다.

히트싱크(110)는 엘이디(10)로부터 발생되는 열을 외부로 방출하는 역할을 한다. 히트싱크(110)는 원활한 열의 방출을 위해 금속재로 이루어질 수 있으며, 특히 경량화, 열전도성의 향상을 위해 마그네슘, 마그네슘 합금으로 이루어질 수 있다.

히트싱크(110)의 적어도 일부의 표면에는 카본나노튜브를 포함하는 코팅층이 코팅될 수 있다. 카본나노튜브는 고강도, 고전류용량, 고비표면적 등의 특징이 있으며, 특히 열전도성이 높아 히트싱크의 방열효과를 증대시킬 수 있다. 이러한 히트싱크(110)의 일면은 함몰되어 엘이디(10)와 반사부(150)을 설치하기 위한 공간이 형성될 수 있다.

커버(130)는 히트싱크(110)의 일면으로부터 탈착될 수 있다. 커버(130)는 엘이디(10)가 설치된 히트싱크(110)의 일면으로 이물질이 침투하는 것을 방지하며, 외관을 완성시킨다. 물론 히트싱크(110)와 커버(130)의 사이에는 내부 기밀을 유지시키기 위한 오링과 같은 실링재(미도시)가 설치될 수 있다.

투과창(131)은 커버(130)에 결합될 수 있다. 투과창(131)은 엘이디(10)로부터 방출되는 광이 외부로 조사도리 수 있도록 한다. 투과창(131)은 가로등의 사용 용도에 따라 광투과성이 우수한 유리, 합성수지재로 이루어질 수 있으며, 광 확산성이 우수한 디퓨져, 렌즈의 형태로 마련될 수 있다.

여기서, 본 실시예에 따른 간접 조사 엘이디 가로등(100)은 엘이디(10)로부터 방출되는 광이 간접 방식으로 도로 또는 인도로 조사될 수 있도록, 엘이디(10)가 히트싱크(110)의 일면을 향해 광을 방출하며, 반사부(150)는 히트싱크(110)의 일면을 향하는 광을 투과창(131)을 향해 반사시켜 광이 도로 또는 인도로 조사될 수 있도록 한다.

도 2는 본 실시예에 따른 간접 조사 엘이디 가로등의 반사부를 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 실시예에 따른 간접 조사 엘이디 가로등의 반사부를 나타낸 저면사시도이며, 도 4는 본 실시예에 따른 간접 조사 엘이디 가로등의 일부를 도 1에 표기된 Ⅰ-Ⅰ'선을 기준으로 절단하여 나타낸 단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 반사부(150)는 지지판(151), 반사판(152), 제 1, 2열전도판(153, 154)을 포함할 수 있다.

지지판(151)은 히트싱크(110)의 일면으로부터 소정 각도로 경사지게 배치될 수 있다. 바람직하게, 히트싱크(110)의 일면과 지지판(151)의 사잇각은 대략 70ㅀ로 이루어질 수 있다. 지지판(151)은 금속 기판(11)을 지지할 수 있다. 즉, 엘이디(10)가 부착된 금속 기판(11)의 이면에는 상술된 바와 같은 그래핀, 서멀 그리스 등과 같은 열전도성 접착제가 도포되고, 금속 기판(11)은 지지판(151)에 부착될 수 있다. 따라서 엘이디로()부터 방출되는 광은 히트싱크(110)의 일면을 향해 입사될 수 있다.

반사판(152)은 지지판(151)으로부터 히트싱크(110)의 내측을 향해 연장되는 형태로 마련될 수 있다. 반사판(152)은 히트싱크(110)의 일면을 향하는 광이 투과창(131)을 향하도록 반사시킨다. 따라서 반사판(152)은 지지판(151)에 대해 소정 각도록 경사지게 배치될 수 있다. 바람직하게, 지지판(151)과 반사판(152)의 사잇각은 대략 52ㅀ로 이루어질 수 있다. 따라서 엘이디(10)로부터 방출되는 광은 직접 조사 방식이 아닌, 간접 조사 방식으로 도로, 또는 인도로 조사될 수 있다.

제 1열전도판(153)은 지지판(151)으로부터 히트싱크(110)의 외측을 향해 연장되는 형태로 마련될 수 있다. 제 1열전도판(153)은 히트싱크(110)의 내측벽에 밀착될 수 있다. 제 1열전도판(153)은 엘이디로부터 발생되는 열이 지지판을 통행 히트싱크로 전도되도록 한다.

제 2열전도판(154)은 히트싱크(110)의 일면으로부터 이격된 반사판(152)의 내측면으로부터 연장되어 히트싱크(110)의 일면에 밀착될 수 있다. 제 2열전도판(154)은 지지판(151)을 통해 반사판(152)으로 전도되는 엘이디(10)로부터 방출되는 열을 히트싱크(110)로 전달하며, 반사판(152)을 구조적으로 보강하는 역할을 한다.

이러한 반사부(150)는 광의 반사 및 열 전도의 역할을 함께 수행하기 때문에, 금속재로 이루어질 수 있으며, 열 전도성이 우수하고 금속에 비해 손쉽게 성형과 대량 생산이 가능한 합성수지재인 폴리카보네이트로 이루어질 수 있다.

또한, 지지판(151), 반사판(152), 제 1, 2열전도판(153, 154)은 일체형 이루어질 수 있다. 이와 같이 일체형으로 이루어지는 지지판(151), 반사판(152), 제 1, 2열전도판(153, 154)을 단위로 하여 반사부(150)는 복수의 지지판(151), 반사판(152), 제 1, 2열전도판(153, 154)을 조합하여 다양한 형태, 다양한 크기의 가로등을 구성할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 간접 조사 엘이디 가로등의 작용에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

먼저, 엘이디(10)로부터 방출되는 광은 히트싱크(110)의 일면을 향해 조사된다. 이때, 히트싱크(110)의 일면을 향하는 광의 경로에는 반사판(152)이 배치되어 있으므로, 광은 반사판(152)에 의해 투과창(131)을 향해 반사된다. 이와 같이 반사판(152)에 반사되어 간접 조사되는 광은 투과창(131)을 향해 도로 또는 인도를 향해 조사될 수 있다.

도 5는 본 실시예에 따른 간접 조사 엘이디 가로등의 시뮬레이션 결과를 나타낸 배광곡선이다.

도 5를 참조하면, 히트싱크(110)의 일면과 지지판(151)의 사잇각은 대략 70ㅀ를 이루고, 지지면()과 반사판(152)의 사잇각이 대략 50ㅀ를 이루고 있기 때문에, 간접 조사 방식으로 광이 조사된다 하더라도, 도 4에 나타난 시뮬레이션 결과와 같이 가로등의 하측의 목표하는 영역으로, 목표하는 조도를 확보할 수 있는 효과가 있다.

한편, 엘이디(10)로부터 발생되는 열은 그래핀을 매개체로 하여 금속 기판(11)으로 전도되고, 금소 기판()을 통해 지지판(151)으로 전도된다.

지지판(151)으로 전도된 열은 제 1열전도판(153)과 반사판(152)으로 전도되며, 반사판(152)으로 전도된 열은 다시 제 2열전도판(154)으로 전도된다. 이와 같이 제 1, 2열전도판(153, 154)으로 전도된 열은 히트싱크(110)로 전도되어 최종적으로 외부로 방출된다. 이때 카본나노튜브를 포함하는 코팅층은 히트싱크(110)의 열 방출을 향상시킨다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호 범위에 속하게 될 것이다.

10 : 엘이디 11 : 금속 기판
100 : 가로등 110 : 히트싱크
130 : 커버 131 : 투과창
150 : 반사부 151 : 지지판
152 : 반사판 153 : 제 1열전도판
154 : 제 2열전도판

Claims (5)

1. 적어도 일부의 표면이 카본나노튜브를 포함하는 코팅층으로 코팅되는 히트싱크;
   투과창이 형성되어 상기 히트싱크에 탈착되는 커버;
   상기 히트싱크와 상기 커버의 사이에 배치되고 상기 히트싱크의 일면을 향해 광을 방출하는 엘이디;및
   상기 광이 상기 투과창의 외부로 간접 조사되도록 상기 히트싱크의 일면을 향하는 상기 광을 반사시키는 반사부;를 포함하되,
   상기 엘이디는
   그래핀에 의해 금속 기판에 접착되고 상기 금속 기판은 상기 반사부에 부착되며,
   상기 반사부는
   상기 엘이디가 상기 히트싱크의 일면을 향해 광을 방출하도록 상기 히트싱크의 일면과 예각을 이루는 제 1각도를 형성하여 상기 금속 기판을 지지하는 지지판;및
   상기 히트싱크를 향하는 상기 광이 상기 투과창의 외부로 조사되도록 상기 지지판과 예각을 이루는 제 2각도를 형성하며 상기 지지판으로부터 연장되는 반사판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 간접 조사 엘이디 가로등.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 반사부는
   상기 지지판으로부터 연장되고 상기 히트싱크의 내측벽에 밀착되어 상기 엘이디로부터 발생되는 열이 상기 지지판을 통해 상기 히트싱크로 전도되도록 하는 제 1열전도판;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 간접 조사 엘이디 가로등.
   
5. 제 1항에 있어서, 상기 반사부는
   상기 히트싱크의 일면으로부터 이격된 상기 반사판의 내측면으로부터 연장되어 상기 히트싱크의 일면에 밀착되어 상기 지지판을 통해 상기 반사판으로 전도되는 열을 상기 히트싱크로 전달하는 제 2열전도판;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 간접 조사 엘이디 가로등.
   
   
   
   

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