KR101823840B1 - 친환경 ｌｅｄ 도로교통표지판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 친환경 LED 도로교통표지판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 친환경에너지를 이용하여 LED를 점등하는 도로표지판에 있어, 열전소자를 이용하여 LED점등시 소모되는 열에너지의 일부를 회수함으로써, 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
특히, 본 발명은 일조량이 적은 겨울철에, LED가 발광하는 과정에서 발생되는 열에너지와 외기와의 온도차를 이용하여, 제벡효과(Seebeck effect)에 의한 기전력을 발생시키고, 이를 이용하여 2차전지를 충전함으로써, 친환경에너지만으로는 부족한 전력을 자체적으로 재생산하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은 LED를 이용하는 옥외용 도로표지판에 있어서, 친환경 에너지를 주전력원으로 하여 옥외용 도로표지판의 운용이 가능하므로, 일반 도로는 물론 오지나 산간 지역의 도로표지판에도 LED를 적용하여 운용할 수 있다.
따라서, 표지판 분야, 옥외 도로표지판 분야 및 친환경 에너지 분야, 친환경 에너지를 이용한 옥외 표지판 분야, 친환경 에너지를 이용한 옥외용 간판 및 전자기기 분야는 물론 이와 유사 내지 연관된 분야에서 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

Description

친환경 ＬＥＤ 도로교통표지판{Eco friendly LED road traffic sign}

본 발명은 친환경 LED 도로교통표지판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 친환경에너지를 이용하여 LED를 점등하는 도로표지판에 있어, 열전소자를 이용하여 LED점등시 소모되는 열에너지의 일부를 회수함으로써, 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

특히, 본 발명은 일조량이 적은 겨울철에, LED가 발광하는 과정에서 발생되는 열에너지와 외기와의 온도차를 이용하여, 제벡효과(Seebeck effect)에 의한 기전력을 발생시키고, 이를 이용하여 2차전지를 충전함으로써, 친환경에너지만으로는 부족한 전력을 자체적으로 재생산하여 사용할 수 있는 친환경 LED 도로교통표지판에 관한 것이다.

일반적으로 도로에 설치되는 표지판은, 해당 도로의 상황을 운전자에게 알려주기 위한 정보전달의 매개체로 사용되는 것으로, 야간 주행시 운전자가 쉽게 확인할 수 있도록 야광도료나 재귀반사지 등을 이용한 표지판이 널리 사용되었다.

그러나, 야광도료나 재귀반사지 등을 이용한 표지판의 경우, 운전자가 해당 표지판으로 근접하거나 상향등을 켜야만 하며 결로현상이 발생할 경우 이러한 인식조차도 불가능하게 된다. 따라서 야간 및 안개, 우천 발생 시 도로상황을 미리 인지하여 안전하게 대처하는데 어려움이 많기 때문에, 최근에는 LED를 이용한 도로표지판들이 사용되고 있다.

LED를 이용한 도로표지판의 경우, 야광도료를 이용한 표지판에 비하여 보다 먼 거리에서 해당 도로표지판의 정보를 확인할 수 있고, LED의 특성상 반영구적으로 사용이 가능하기 때문에, 점차적으로 널리 보급되어 설치되고 있는 추세이다.

다만, LED 도로표지판은 전기에너지를 필요로 하기 때문에, 별도의 전력공급시설이 필요하며, 이를 위한 전기공급시설에 많은 비용이 소모된다는 단점이 있으며, 특정 지역에서는 이러한 시설의 설치 자체가 불가능할 수 있다는 문제점이 있다.

최근에는, 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 별도의 전기공급시설을 설치하지 않고, 태양광, 태양열 및 풍력 등을 이용한 친환경에너지를 이용하여 자체적으로 발전이 가능하도록 구성된 LED 도로표지판들이 개발되고 있다.

이러한 기술 중 하나로, 하기의 선행기술문헌인 대한민국 등록실용신안공보 제20-0450486호 '태양광을 통한 LED 도로교통 표지판'은, 태양광을 이용하여 LED를 점등하기 위한 전력공급하고, 태양전지모듈의 전압변화에 따라 점등 및 소등 제어함으로써, 효율적인 에너지사용이 가능하도록 한 것이다.

그러나, 이러한 친환경에너지의 경우에도 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 태양광을 이용하는 경우, 시간이 경과됨에 따라 주행하는 차량이나 주위환경에 의해 발생된 먼지가 집광판에 쌓이게 되어 발전효율을 급격하게 감소하게 된다.

둘째, 태양광이나 태양열을 이용하는 경우, 겨울철 일조량이 감소하게 되면 LED를 발광하기에 충분한 전력공급이 이루어지지 못한다.

셋째, 풍력을 이용하는 경우, 바람의 방향이나 세기가 항상 변하기 때문에 안정적인 전력공급이 어렵다.

이와 같은 이유 등으로, 현재까지의 친환경 에너지는 에너지 효율 등에서 그 한계가 분명하기 때문에, 사용상의 제약이 발생할 수 밖에 없으며, 이러한 친환경에너지를 기반으로 하는 옥외용 도로표지판의 경우 겨울철 야간에는 그 기능이 수행되지 못할 수 있다는 문제점이 있다.

결과적으로, 옥외용 도로표지판을 설치함에 있어, 시인성 향상을 위해 LED를 사용하고자 하는 경우, 상용전원을 이용한 전기공급장치가 필요하고, 친환경 에너지의 경우 보조적인 역할에 그칠 수 밖에 없다는 문제점이 있다.

또한, 전기공급장치의 설치가 어려운 오지나 산간지역에 설치되는 도로표지판은 야광도료를 이용할 수 밖에 없으므로, 야간 주행시 운전자들에게 각별한 주의가 요구될 수 밖에 없었다.

대한민국 등록실용신안공보 제20-0450486호 '태양광을 통한 LED 도로교통 표지판'

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 친환경에너지를 이용하여 LED를 점등하는 도로표지판에 있어, 주간에는 태양광, 태양열, 풍력 등의 자연에너지를 이용하여 전력을 생산하고, 야간에는 열전소자를 이용하여 LED점등시 소모되는 열에너지를 회수하여 전력을 생산함으로써, 주/야간 24시간동안 전기에너지 충전이 가능하여 주변환경에 구애받지 않고 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있는 친환경 LED 도로교통표지판을 제공하는데 목적이 있다.

특히, 본 발명은 일조량이 적은 겨울철에, LED가 발광하는 과정에서 발생되는 열에너지와 외기와의 온도차를 이용하여, 제벡효과(Seebeck effect)에 의한 기전력을 발생시키고, 이를 이용하여 2차전지를 충전함으로써, 친환경에너지만으로는 부족한 전력을 자체적으로 재생산하여 사용할 수 있는 친환경 LED 도로교통표지판을 제공하는데 목적이 있다.

결과적으로, 본 발명은 LED를 이용하는 옥외용 도로표지판에 있어서, 상용전원을 이용하지 않고 친환경 에너지를 주전력원으로 하여 옥외용 도로표지판의 운용이 가능하므로, 일반 도로는 물론 오지나 산간 지역의 도로표지판에도 LED를 적용하여 운용할 수 있는 친환경 LED 도로교통표지판을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 친환경 LED 도로교통표지판은, 태양광발전모듈, 태양열발전모듈 및 풍력발전모듈 중 적어도 하나를 포함하는 주전력공급모듈; 상기 주전력공급모듈로부터 전력을 공급받는 2차전지; 상기 주전력공급모듈 및 2차전지 중 적어도 하나로부터 전력을 공급받아 발광하는 LED와, 상기 LED로부터 방출된 열에 의한 기전력으로 상기 2차전지를 충전하는 열전소자가 구성된 베이스플레이트; 상기 주전력공급모듈, 2차전지, LED 및 열전소자 중 적어도 하나의 동작을 제어하는 제어모듈; 상기 베이스플레이트가 일측에 결합되는 하우징; 상기 하우징의 다른 일측에 구성되는 투과성시트; 및 상기 투과성시트에 적층되도록 구성되는 재귀용반사지;를 포함한다.

또한, 상기 베이스플레이트는, 상기 LED와 열전소자가 구비되어 열에너지변환모듈을 구성하며, 상기 열에너지변환모듈이 탈부착가능하도록 구성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 친환경 LED 도로교통표지판은, 2차전지와 전기적으로 연결되는 전력전송라인이 구성된 베이스플레이트; 및 상기 전력전송라인과 전기적으로 연결되도록 상기 베이스플레이트에 탈부착가능하며, 상기 2차전지로부터 전력을 공급받아 발광하는 LED와, 상기 LED에서 방출된 열과 외기의 온도차에 의해 기전력을 발생시켜 상기 2차전지를 충전하는 열전소자를 포함하는 적어도 하나의 열에너지변환모듈;을 포함한다.

또한, 상기 베이스플레이트는, 상기 열에너지변환모듈에 구성된 열전소자가 관통하여 외측으로 노출되도록 관통홀이 형성되며, 상기 관통홀의 가장자리 중 적어도 일부에 상기 열에너지변환모듈이 결합되는 결합부가 형성될 수 있다.

또한, 상기 베이스플레이트는, 상기 결합부가 함몰되도록 단턱지게 형성되며, 상기 결합부의 적어도 일측에는 상기 전력전송라인과 전기적으로 연결되는 연결단자가 구성되며, 상기 열에너지변환모듈은, 상기 결합부에 대응하도록 단턱부가 형성되며, 상기 연결단자와 상기 LED 및 열전소자를 전기적으로 연결하는 접속단자가 구성될 수 있다.

또한, 상기 열에너지변환모듈은, 일측면에 구성된 LED; 다른 일측면에 구성된 열전소자; 및 일측은 상기 LED 및 열전소자와 전기적으로 연결되고, 다른 일측은 외부로 노출되어 상기 전력전송라인과 전기적으로 연결되는 접속단자;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 열에너지변환모듈은, 그 내부에, 상기 LED의 후면과 상기 열전소자를 연결하여 상기 LED에서 방출된 열을 상기 열전소자로 전달하는 열전달라인;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 열에너지변환모듈의 다른 일측면에는, 상기 열전소자가 끼워져 결합되는 끼움홈이 형성되고, 상기 열전소자는, 일측면이 노출되도록 상기 끼움홈에 삽입되어 결합될 수 있다.

또한, 상기 열에너지변환모듈은, 상기 끼움홈 가장자리 측면에 구성되어, 상기 열에너지변환모듈과 열전소자 간의 열전달을 차단하는 단열구;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 열에너지변환모듈의 다른 일측면에는, 상기 끼움홈이 형성된 부분을 제외한 나머지 부분 중 적어도 일부에, 상기 LED에서 발생된 열을 외부로 방출시키는 적어도 하나의 방열편이 형성될 수 있다.

상기와 같은 해결수단에 의해, 본 발명은 친환경에너지를 이용하여 LED를 점등하는 도로표지판에 있어, 열전소자를 이용하여 LED점등시 소모되는 열에너지의 일부를 회수함으로써, 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

다시 말해, 본 발명의 도로표지판의 경우, 주간에는 태양광, 태양열, 풍력 등의 자연에너지를 이용하여 전력을 생산하고, 야간에는 열전소자를 이용하여 LED점등시 소모되는 열에너지를 회수하여 전력을 생산함으로써, 주변환경에 구애받지 않고 주/야간 24시간동안 전기에너지의 생산 및 충전이 가능하다는 장점이 있다.

이에, 본 발명은 LED를 이용하는 옥외용 도로표지판에 있어서, 상용전원을 이용하지 않고 친환경 에너지를 주전력원으로 하여 옥외용 도로표지판의 운용이 가능하므로, 일반 도로는 물론 오지나 산간 지역의 도로표지판에도 LED를 적용하여 운용할 수 있는 장점이 있다

특히, 본 발명은 LED가 발광하는 과정에서 발생되는 열에너지와 외기와의 온도차를 이용하여, 제벡효과(Seebeck effect)에 의한 기전력을 발생시키고, 이를 이용하여 2차전지를 충전함으로써, 일조량이 적은 겨울철에 낭비되는 에너지의 회수효율을 보다 더 향상되도록 할 수 있는 장점이 있다.

결과적으로, 본 발명은 일조량이 적은 지역이나 계절에서, 친환경에너지만으로는 부족한 전력에 대해, LED의 동작에 따른 발열을 이용하여 자체적으로 재생산하여 사용할 수 있는 장점이 있다.

이를 통해, 본 발명은 옥외용 도로표지판의 반영구적인 운용이 가능하게 되는 장점이 있다.

따라서, 표지판 분야, 옥외 도로표지판 분야 및 친환경 에너지 분야, 친환경 에너지를 이용한 옥외 표지판 분야, 친환경 에너지를 이용한 옥외용 간판 및 전자기기 분야는 물론 이와 유사 내지 연관된 분야에서 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 친환경 LED 도로교통표지판이 설치된 일 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 2는 도 1에 나타난 베이스플레이트 및 열에너지변환모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2에 나타난 베이스플레이트와 열에너지변환모듈의 구체적인 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 기능을 설명하는 도면이다.
도 5는 도 2에 나타난 베이스플레이트와 열에너지변환모듈의 구체적인 다른 실시예 및 기능을 설명하는 도면이다.
도 6은 도 2에 나타난 베이스플레이트와 열에너지변환모듈의 구체적인 또 다른 실시예 및 기능을 설명하는 도면이다.

본 발명에 따른 친환경 LED 도로교통표지판에 대한 예는 다양하게 적용할 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시 예에 대해 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 친환경 LED 도로교통표지판이 설치된 일 실시예를 나타내는 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 친환경 LED 도로교통표지판(A)은 주전력공급모듈(100), 2차전지(200), 제어모듈(300), 하우징(400), 베이스플레이트(500), 열에너지변환모듈(600), 투과성시트(700) 및 재귀용반사지(800)를 포함한다.

주전력공급모듈(100)은 도 1에 나타난 바와 같이 태양광발전모듈을 포함하며, 이 외에도 당업자의 요구에 따라 태양열발전모듈 및 풍력발전모듈과 같이 친환경 에너지를 생산할 수 있는 발전모듈들을 하나 이상 구성하여 운용할 수 있다.

2차전지(200)는 주전력공급모듈(100)로부터 전력을 공급받아 충전하는 것으로, 도 1에 나타난 바와 같이 별도의 모듈로 구성될 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니며, 당업자의 요구에 따라 주전력공급모듈(100) 내부에 구성되거나 하우징(400)의 일측에 구성될 수 있다.

제어모듈(300)은 주전력공급모듈(100), 2차전지(200), LED 및 열전소자 중 적어도 하나의 동작을 제어하는 것으로, 일조량이 높은 낮에는 주전력공급모듈(100)에서 생산되는 전력으로 2차전지(200)를 충전하고, 저녁과 밤에는 2차전지(200)에 충전된 전력으로 LED를 점등하도록 제어할 수 있다.

특히, 제어모듈(300)은 주위환경 및 날씨에 대응하여 운전자에게 충분한 시인성을 제공하기 위하여, 별도의 조도센서나 주전력공급모듈(100)인 태양전지에서 생산되는 전력량에 기초하여, 일출 및 일몰시 LED가 보다 많은 광량을 방출하도록 제어하고, 야간에는 LED의 광량을 다소 낮은 수준으로 조절하도록 제어할 수 있다.

하우징(400)은 도 1에 나타난 바와 같이 도로표지판의 외형을 이루는 것으로, 일측(후면)으로 베이스플레이트(500)가 결합되고, 다른 일측(전면)으로 투과성시트(700) 및 재귀용반사지(800)가 결합될 수 있다.

베이스플레이트(500)는 주전력공급모듈(100) 및 2차전지(200) 중 적어도 하나로부터 전력을 공급받아 발광하는 LED와, LED로부터 방출된 열에 의한 기전력으로 2차전지(200)를 충전하는 열전소자가 구성되는 것으로, 알루미늄 등 열전도도가 높은 재질로 구성함으로써, LED의 열을 보다 효율적으로 외부에 방출할 수 있다.

또한, LED와 열전소자는 하나의 열에너지변환모듈(600)을 구성할 수 있으며, 이러한 열에너지변환모듈(600)에 대해서는 하기에서 보다 상세히 설명하기로 한다.

투과성시트(700)는 하우징(400)의 다른 일측에 구성되는 것으로, 운전자가 해당 도로에 대한 정보를 쉽게 인식하도록 도식화된 정보로 표현될 수 있다.

재귀용반사지(800)는 야간 주행시 차량의 전조등에서 방출된 빛을 운전자에게 되돌리는 것으로, 투과성시트(700)에 적층되도록 구성될 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 기술적 특징인 LED에서 방출되는 열에너지의 회수 방법에 대해 살펴보기로 한다.

도 2는 도 1에 나타난 베이스플레이트 및 열에너지변환모듈을 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 베이스플레이트(500)의 전면(도 1에서 좌측하부방향으로 도로표지판의 전면)에 복수 개의 LED(610)가 배치될 수 있으며, 도 2의 (a) 내지 (d)에 나타난 바와 같이 복수 개의 LED(610)는 전력전송라인(501)에 의해 전기적으로 병렬접속될 수 있다.

이에, 베이스플레이트(500)에 구성된 LED(610) 중 어느 하나의 LED(610)가 동작불능상태가 되더라도 다른 LED(610)들은 정상적으로 동작될 수 있다. 여기서, 전력전송라인(501)은 복수 개의 LED(610)들의 전기적 접속상태를 나타내기 위한 것으로, 도선의 개수 및 형성위치 등은 당업자의 요구에 따라 다양하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 전력전송라인(501)은 베이스플레이트(500)의 내부에 구성될 수 있다.

한편, 베이스플레이트(500)의 후면(도 1에서 우측상부방향으로 도로표지판의 후면)에는 복수 개의 열전소자가 구성될 수 있다.

이때, 열전소자는 열에너지의 변환효율을 높이기 위하여 LED(610)가 구성된 위치의 바로 뒤쪽에 구성될 수 있다.

다시 말해, 열전소자는 LED(610)와 페어(Pair)를 이루도록 구성될 수 있으며, 이러한 열전소자와 LED(610)의 페어가 열에너지변환모듈(600)을 이루도록 하면서, 베이스플레이트(500)에 탈부착가능하도록 구성할 수 있다.

이러한 열에너지변환모듈(600)은 도 2의 (b)에 나타난 바와 같이 하나의 페어로 구성될 수 있으며, 도 2의 (c)에 나타난 바와 같이 두 개의 페어로 구성되거나, 도 2의 (d)에 나타난 바와 같이 복수 개의 페어로 구성될 수 있음은 물론이다.

이하에서는, 하나의 LED(610)와 열전소자가 하나의 페어를 이루며, 이러한 하나의 페어가 열에너지변환모듈(600)로 구성된 경우를 에로 하여, 열에너지변환모듈(600)에 대한 구체적인 설명을 하도록 하며, 도 2에 나타난 (c) 및 (d)의 경우에도 이와 동일 내지 유사한 구조가 적용될 수 있음은 당연하다.

도 3은 도 2에 나타난 베이스플레이트와 열에너지변환모듈의 구체적인 일 실시예를 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3의 기능을 설명하는 도면이다.

도 3을 참조하면, 친환경 LED 도로교통표지판(A)은 베이스플레이트(500) 및 열에너지변환모듈(600)을 포함할 수 있다.

베이스플레이트(500)는 2차전지와 전기적으로 연결되는 전력전송라인(501)이 구성된 것으로, 전력전송라인(501)은 열에너지변환모듈(600)이 병렬로 연결되도록 구성될 수 있다. 이때, 전력전송라인(501)은 도 3에 나타난 바와 같이 베이스플레이트(500)의 표면은 물론, 앞서 설명한 바와 같이 베이스플레이트(500)의 내부에 구성될 수 있다.

열에너지변환모듈(600)은 전력전송라인(501)과 전기적으로 연결되도록 베이스플레이트(500)에 탈부착가능하게 구성될 수 있으며, LED(610) 및 열전소자(620)를 포함할 수 있다.

LED(610)는 2차전지로부터 전력을 공급받아 발광하는 하는 것으로, 열에너지변환모듈(600)의 전면(도로표지판의 전면방향)에 구성될 수 있다.

열전소자(620)는 열에너지변환모듈(600)의 후면(도로표지판의 후면방향)에 구성되는 것으로, LED(610)에서 방출된 열과 외기의 온도차에 의해 기전력을 발생시켜 2차전지를 충전하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서, 열전소자(620)는 온도차에 의해 기전력을 발생시키는 제벡효과(Seebeck effect)를 발생시킬 수 있는 것으로, 펠티어효과(Peltier effect)를 얻도록 제작된 펠티어소자를 포함할 수 있다.

한편, 온도차에 의해 기전력을 발생시키는 열전소자(620)의 효율을 높이기 위하여, 열전소자(620)의 일측은 도로표지판의 내측에 위치하고 다른 일측은 도로표지판의 외측에 위치하는 것이 바람직하다.

이에, 도 3의 (a) 및 (b)에 나타난 바와 같이, 베이스플레이트(500)에 관통홀(510)을 형성하고, 열에너지변환모듈(600)이 관통홀(510)에 결합된 상태에서, LED(610)는 내측(도 3의 (a)에서 좌측하부)에 위치하고, 열전소자(620)는 관통홀(510)을 관통하여 외측(도 3의 (a)에서 우측상부)으로 노출될 수 있다.

그리고, 관통홀(510)의 가장자리 중 적어도 일부에는 열에너지변환모듈(600)의 가장자리가 결합되는 결합부(520)가 형성될 수 있다.

이때, 결합부(520)는 베이스플레이트(500)의 표면(도 3의 (a)에서 좌측하부방향의 면)에서 함몰되도록 단턱지게 형성될 수 있으며, 열에너지변환모듈(600) 또한 가장자리에 단턱부(미부호)를 형성하여, 단턱부가 결합부(520)에 끼워져 결합되도록 할 수 있다.

더불어, 결합부(520)의 적어도 일측에는, 전력전송라인(501)과 전기적으로 연결되는 복수 개의 연결단자(521)가 구성될 수 있으며, 열에너지변환모듈(600)에는 도 3의 (b)에 나타난 바와 같이 연결단자(521)와 전기적으로 연결되는 접속단자(601)가 구성될 수 있다. 이때, 접속단자(601)는 도 3의 (b)에 나타난 바와 같이 LED(610) 및 열전소자(620)와 전기적으로 연결될 수 있다.

이에, 열에너지변환모듈(600)이 관통홀(510)에 결합되면, 연결단자(521)와 접속단자(601)가 접촉되면서, LED(610) 및 열전소자(620)가 전력전송라인(501)과 전기적으로 연결될 수 있다.

따라서, 베이스플레이트(500)에 구성된 열에너지변환모듈(600) 중 어느 하나에 손상이 발생되더라도 다른 열에너지변환모듈(600)들은 정상적으로 동작될 수 있으며, 해당 열에너지변환모듈(600) 또한 쉽게 교체할 수 있다.

한편, 열전소자(620)는 양측의 온도차가 클수록 보다 큰 기전력을 얻을 수 있다.

그리고, LED(610)를 이용한 도로표지판에서 가장 온도가 높은 부분은 LED(610)의 후면이다.

따라서, 본 발명은 도 3의 (b)에 나타난 바와 같이, 열에너지변환모듈(600)의 내부에, LED(610)의 후면과 열전소자(620)를 연결하는 열전달라인(630)을 구성함으로써, LED(610)에서 방출된 열이 열전소자(620)의 일측면으로 쉽게 전달되도록 하여, 열전소자(620)의 내측(도 3의 (b)에서 좌측)과 외측(도 3의 (b)에서 우측) 간의 온도차가 보다 더 커지도록 할 수 있다.

한편, 열전소자(620)가 열에너지변환모듈(600)의 외측면에 구성될 경우, 열전소자(620)의 내측면이 외기의 영향을 받아 온도가 낮아질 수 있다.

이에, 본 발명에서는 도 4에 나타난 바와 같이 열에너지변환모듈(600)의 다른 일측면에 끼움홈(602)을 형성하고, 끼움홈(602)에 열전소자(620)를 삽입하여 결합함으로써, 열전소자(620)의 내측이 열에너지변환모듈(600)의 내부에 위치함과 동시에 일측면(외측)이 외부에 노출되도록 함으로써, 열전소자(620)의 양측면 간의 온도차(T2-T1)가 보다 더 커지도록 할 수 있다.

한편, 도 4의 (b)에 나타난 바와 같이, LED(610)에서 발생된 열은 열에너지변환모듈(600)의 후면 중 열전소자(620)가 위치한 부분을 제외한 부분을 통해 외부로 배출될 수 있다.

이와 같이, LED(610)에서 발생된 열을 신속하게 배출해야만, 도로표지판 내부의 온도가 일정하게 유지되면서 LED(610)의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

이때, 열에너지변환모듈(600)의 후면에서 배출되는 열의 일부가, 열전소자(620)의 후면에 영향을 미칠 경우, 열전소자(620)의 후면 온도가 상승하면서, 열전소자(620)의 양측 온도차가 낮아지게 될 수 있다.

이하에서, 이를 해결하기 위한 방법에 대해 살펴보기로 한다.

도 5는 도 2에 나타난 베이스플레이트와 열에너지변환모듈의 구체적인 다른 실시예 및 기능을 설명하는 도면이다.

도 5를 참조하면, 열에너지변환모듈(600)은 끼움홈(602)의 가장자리 측면을 따라, 열에너지변환모듈(600)과 열전소자(620) 간의 열전달을 차단하는 단열구(640)가 구성될 수 있다.

이에, 도 5의 (b)에 나타난 바와 같이, 열에너지변환모듈(600)의 후면에서 배출되는 열(실선 화살표) 중 일부(점선 화살표)가 열전소자(620)의 후면으로 전달되는 것을 차단함으로써, 열전소자(620)의 양측간 온도차(T2-T1)가 보다 커지도록 할 수 있다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이 LED(610)를 이용한 기구의 경우, LED(610)에서 발생되는 열을 외부로 신속하게 배출하지 않을 경우, LED(610)의 수명 및 기능이 저하될 뿐만 아니라 소손되어 화재가 발생할 수 있다.

더욱이, 본 발명의 경우, 열에너지변환모듈(600)의 후면 중 열전소자(620)가 배치된 부분으로는, 열 배출이 원활하지 못하기 때문에 더욱 그러할 수 있다.

이하에서, 이를 방지하기 위한 방법에 대해 살펴보기로 한다.

도 6은 도 2에 나타난 베이스플레이트와 열에너지변환모듈의 구체적인 또 다른 실시예 및 기능을 설명하는 도면이다.

도 6을 참조하면, 열에너지변환모듈(600)의 다른 일측면에는, 끼움홈(602)이 형성된 부분을 제외한 나머지 부분 중 적어도 일부에 적어도 하나의 방열편(650)을 형성할 수 있다.

이에, 본 발명의 열에너지변환모듈(600)은 LED(610)에서 발생된 열을 신속하게 외부로 방출시킬 수 있으며, 이를 통해 LED(610)의 수명 및 기능 저하는 물론, 소손에 의해 도로표지판에 화재가 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다.

이상에서 본 발명에 의한 친환경 LED 도로교통표지판에 대하여 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다.

A : 친환경 LED 도로교통표지판
100 : 주전력공급모듈 200 : 2차전지
300 : 제어모듈 400 : 하우징
500 : 베이스플레이트 501 : 전력전송라인
510 : 관통홀 520 : 결합부
521 : 연결단자
600 : 열에너지변환모듈 601 : 접속단자
610 : LED 620 : 열전소자
630 : 열전달라인 640 : 단열구
650 : 방열편
700 : 투과성시트 800 : 재귀용반사지

Claims (10)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 2차전지와 전기적으로 연결되는 전력전송라인이 구성된 베이스플레이트; 및
   상기 전력전송라인과 전기적으로 연결되도록 상기 베이스플레이트에 탈부착가능하며, 상기 2차전지로부터 전력을 공급받아 발광하는 LED와, 상기 LED에서 방출된 열과 외기의 온도차에 의해 기전력을 발생시켜 상기 2차전지를 충전하는 열전소자를 포함하는 적어도 하나의 열에너지변환모듈;을 포함하되,
   상기 베이스플레이트는,
   상기 열에너지변환모듈에 구성된 열전소자가 관통하여 외측으로 노출되도록 관통홀이 형성되며, 상기 관통홀의 가장자리 중 적어도 일부에 상기 열에너지변환모듈이 결합되는 결합부가 형성되고,
   상기 베이스플레이트는,
   상기 결합부가 함몰되도록 단턱지게 형성되며, 상기 결합부의 적어도 일측에는 상기 전력전송라인과 전기적으로 연결되는 연결단자가 구성되며,
   상기 열에너지변환모듈은,
   상기 결합부에 대응하도록 단턱부가 형성되며,
   상기 연결단자와 상기 LED 및 열전소자를 전기적으로 연결하는 접속단자가 구성된 것을 특징으로 하는 친환경 LED 도로교통표지판.
   
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 2차전지와 전기적으로 연결되는 전력전송라인이 구성된 베이스플레이트; 및
   상기 전력전송라인과 전기적으로 연결되도록 상기 베이스플레이트에 탈부착가능하며, 상기 2차전지로부터 전력을 공급받아 발광하는 LED와, 상기 LED에서 방출된 열과 외기의 온도차에 의해 기전력을 발생시켜 상기 2차전지를 충전하는 열전소자를 포함하는 적어도 하나의 열에너지변환모듈;을 포함하되,
   상기 열에너지변환모듈은,
   일측면에 구성된 LED;
   다른 일측면에 구성된 열전소자; 및
   일측은 상기 LED 및 열전소자와 전기적으로 연결되고, 다른 일측은 외부로 노출되어 상기 전력전송라인과 전기적으로 연결되는 접속단자;를 포함하고,
   상기 열에너지변환모듈의 다른 일측면에는,
   상기 열전소자가 끼워져 결합되는 끼움홈이 형성되고,
   상기 열전소자는,
   일측면이 노출되도록 상기 끼움홈에 삽입되어 결합되고,
   상기 열에너지변환모듈은,
   상기 끼움홈 가장자리 측면에 구성되어, 상기 열에너지변환모듈과 열전소자 간의 열전달을 차단하는 단열구;를 더 포함하는 친환경 LED 도로교통표지판.
   
10. 2차전지와 전기적으로 연결되는 전력전송라인이 구성된 베이스플레이트; 및
    상기 전력전송라인과 전기적으로 연결되도록 상기 베이스플레이트에 탈부착가능하며, 상기 2차전지로부터 전력을 공급받아 발광하는 LED와, 상기 LED에서 방출된 열과 외기의 온도차에 의해 기전력을 발생시켜 상기 2차전지를 충전하는 열전소자를 포함하는 적어도 하나의 열에너지변환모듈;을 포함하되,
    상기 열에너지변환모듈은,
    일측면에 구성된 LED;
    다른 일측면에 구성된 열전소자; 및
    일측은 상기 LED 및 열전소자와 전기적으로 연결되고, 다른 일측은 외부로 노출되어 상기 전력전송라인과 전기적으로 연결되는 접속단자;를 포함하고,
    상기 열에너지변환모듈의 다른 일측면에는,
    상기 열전소자가 끼워져 결합되는 끼움홈이 형성되고,
    상기 열전소자는,
    일측면이 노출되도록 상기 끼움홈에 삽입되어 결합되고,
    상기 열에너지변환모듈의 다른 일측면에는,
    상기 끼움홈이 형성된 부분을 제외한 나머지 부분 중 적어도 일부에, 상기 LED에서 발생된 열을 외부로 방출시키는 적어도 하나의 방열편이 형성된 것을 특징으로 하는 친환경 LED 도로교통표지판.

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